Eine Anfrage nach einer „Ölfeldpumpe“ kann eine Spülpumpe auf einer Bohranlage, ein Downhole-Fördersystem oder eine Pumpe zum Entladen von Rohöl aus einem Tank meinen. Dasselbe Fluid kann vor Erreichen eines Terminals mehrere Pumpsysteme durchlaufen.
Mit dem Einbauort und der geforderten Aufgabe beginnen. Der Überblick unten trennt die Hauptbetriebsfälle und erklärt dann, wo eine Drehkolbenpumpe in der Oberflächen-Flüssigkeitsförderung hingehört.
| Stufe oder Betriebsfall | Zu prüfende Geräte |
|---|---|
| Umwälzung der Bohrflüssigkeit | Kolben-Spülpumpen für den Gestängekreislauf; Kreiselpumpen für geeignete Transfer- und Speiseaufgaben im Spülsystem. |
| Bohrlochproduktion / künstliche Förderung | Elektrische Tauchpumpen (ESP), Gestängetiefpumpen, Exzenterschneckenpumpen (PCP) und andere bohrlochspezifische Fördersysteme. |
| Oberflächenaufbereitung und Transfer | Kreiselpumpen und rotierende Verdrängerpumpen, einschließlich Schrauben-, Zahnrad- und Drehkolbenbauarten, ausgewählt nach dem tatsächlichen Medium. |
| Wasser- und Chemikalieninjektion | Hochdruck-Kreisel- oder Kolbentechnik für den spezifizierten Betriebsfall; Membran- oder Plunger-Dosierpumpen für Chemikaliendosierung. |
| Pipelines, Terminals und Tankentladung | Pipeline- oder Boosterpumpen für die erforderliche Förderhöhe; Transferpumpen abgestimmt auf Viskosität, Saugbedingungen und Beladeanordnung. |
Dies ist ein Geräteüberblick. Die YANESS-Anwendungslinks unten betreffen den Flüssigkeitstransfer an der Oberfläche.
1. Bohren: Haupt-Spülpumpen und Hilfspumpen
Die Haupt-Bohrspülpumpe wälzt Bohrflüssigkeit durch das Bohrgestänge und zurück durch den Ringraum. Reziproke Triplex-Bauarten sind eine etablierte Option für diesen Druckbetriebsfall. Kreiselpumpen kommen auch im Spülsystem vor, wo sie geeignete Transfer-, Mischspeise- oder Beschickungsaufgaben übernehmen.
Beim Austausch angeben, welchen Kreislauf die Pumpe bedient. Förderstrom, Druck, Spülungsdichte und Rheologie, Feststoffe, Zulaufversorgung und Verschleißhistorie einbeziehen. Eine Tanktransfer-Aufgabe und die Haupt-Gestängeumwälzung brauchen getrennte Auslegungen.
Gerätereferenzen: NOV-Bohrflüssigkeitspumpen und die Broschüre zur Flüssigkeitsaufbereitung (PDF).
2. Produktion: Bohrlochpumpen und künstliche Förderung
Künstliche Förderung führt Energie zu, wenn ein Bohrloch die gewünschte Produktion nicht durch natürlichen Zufluss liefert. Häufige Pumpsysteme sind:
- Elektrische Tauchpumpe (ESP): mehrere Kreiselstufen, angetrieben von einem Downhole-Elektromotor.
- Gestängetiefpumpe: ein Oberflächenantrieb bewegt ein Gestänge, das mit einer Downhole-Plunger-und-Ventil-Pumpe verbunden ist. Der bekannte Pferdekopfpumpenantrieb ist Teil dieses Systems.
- Exzenterschneckenpumpe (PCP): ein rotierender Schraubenrotor arbeitet in einem Stator. Je nach System kann der Antrieb an der Oberfläche oder Downhole sitzen.
Gas Lift ist eine weitere Methode der künstlichen Förderung, hebt das Medium aber durch Gaseintrag und nicht mit einer dieser Flüssigkeitspumpen. Plunger Lift ist ebenfalls eine eigene Bohrlochfördermethode; sie ist nicht mit einer Oberflächen-Plunger-Injektionspumpe zu verwechseln.
Die SLB-Übersicht zur künstlichen Förderung erklärt diese Systeme. Die Auswahl beginnt mit Bohrlochgeometrie, Produktionsbereich, Gas und Feststoffen, Energieversorgung und Interventionsanforderungen.
3. Oberflächenaufbereitung: den Flüssigkeitsstrom identifizieren
Sobald Fluide die Oberfläche erreichen, entstehen durch Abscheidung und Behandlung unterschiedliche Ströme: Rohöl, Wasser, Emulsionen und gesammelter Schlamm. Den Strom am Pumpeneintritt identifizieren, statt nach dem Etikett „Öl und Gas“ auszuwählen.
- Kreiselpumpen: Kandidaten für viele Sammel-, Transfer-, Wasser- und Prozessaufgaben. Kennlinie, Viskositätseinflüsse, Zulaufbedingungen und Betriebsbereich prüfen.
- Schrauben- und Zahnradpumpen: rotierende Verdrängeroptionen für geeignete Öltransferaufgaben. Schmierung, Feststoffe, Gas und Viskositätsgrenzen der jeweiligen Bauart prüfen.
- Drehkolbenpumpen: Kandidaten für ausgewählte viskose Flüssigkeits-, Schlammöl- und Tanktransferaufgaben. Werkstoffbeständigkeit, Zulauffüllung, Verschleiß und Differenzdruck bestätigen.
Die Kreiselpumpen-Anwendungen von Baker Hughes und die Zahnrad-, Schrauben- und Kreiseltransferoptionen von SLB zeigen, warum der Betriebsfall vor dem Pumpennamen kommt.
Ein ungetrennter Öl-, Gas- und Wasserstrom braucht eine eigene Mehrphasenprüfung. Gasanteil, Zulaufdruck und Zusammensetzungsänderungen sind relevant; gelegentliche Luft durchlassen begründet keine kontinuierliche Mehrphasentauglichkeit.
Die Sulzer-Übersicht zum Mehrphasenpumpen beschreibt spezielle Geräte für den Transport dieser Mischströme.
4. Injektion: Wasser, Dosierung und Stimulation
Der Injektionsdruck allein beschreibt die Aufgabe nicht. Angeben, ob das System Massenwasser, eine gesteuerte Chemikaliendosis oder einen Stimulationsdienst liefert:
- Wasserinjektion: Druck, Wasserqualität, Korrosion und abrasive Partikel treiben die Geräteprüfung. Mehrstufige Kreiselbauarten werden in diesem Dienst eingesetzt; andere Aufgaben können Kolbentechnik erfordern.
- Chemikaliendosierung: erforderliche Dosis, steuerbarer Förderstrombereich, Injektionsdruck und Auffanganforderungen leiten die Auswahl von Membran- oder Plunger-Dosierpumpen.
- Stimulation oder Fracking: erfordert speziell ausgelegte Hochdrucktechnik und eine eigene Projektspezifikation.
Gerätebeispiele: Sulzer-Wasserinjektionspumpen und LEWA-Chemikalieninjektionspakete.
5. Transport: Pipeline-Betriebsfall oder Tankentladung?
Eine Pipeline-Boosterpumpe und eine Tankentladepumpe können dasselbe Öl unter sehr unterschiedlichen Bedingungen fördern. Beim Pipeline-Betriebsfall können Dauerförderstrom und erforderliche Förderhöhe dominieren. Bei der Entladung können langer Saugschlauch, wechselnder Tankspiegel, kaltes Öl und die Endphase des Entleerens dominieren.
Systemverluste bei Anfahrt und Normaltemperatur berechnen. Statische Höhe, Zulaufdruck, Schlauch- oder Rohrabmessungen, Siebe und den Druck des Aufnahmesystems einbeziehen. Bei variablen Betriebsfällen den Betriebsbereich vergleichen statt eines einzelnen Nenndurchflusses.
Zur Planung des Oberflächentransfers siehe Rohöl- und Schlammöltransfer, Öl-, Gas- und Marineanwendungen sowie den Artikel zu Anfahrdrehmoment bei kaltem Öl.
6. Wo eine Drehkolbenpumpe passt
YANESS prüft Drehkolbenpumpen für ausgewählten Rohöl- und Schlammöltransfer, Tankumwälzung, Beladen und Entladen. Viskosität, suspendierte Feststoffe, Umkehren der Förderrichtung und Zugang zum Hydraulikteil sind sinnvolle Gründe, sie in den Vergleich einzubeziehen.
Die vollständige Konfiguration prüfen. Ölzusammensetzung und Reinigungsbeanspruchung beeinflussen Elastomere und Dichtungen; Grit beeinflusst den Verschleiß; Kaltstarts beeinflussen Zulauffüllung und Antriebsdrehmoment. Gas, abrasive Feststoffe und Trockenlaufbeanspruchung brauchen jeweils angegebene Grenzen für die vorgeschlagene Pumpe.
Werkstoffe und Beständigkeit, Viskosität und Auswahl sowie Trockenlaufbedingungen prüfen. Die Pumpentypvergleiche nutzen, wenn die Gerätefamilie noch offen ist.
7. Was für eine Oberflächen-Transferprüfung zu senden ist
- Betriebsfall: Prozessstufe, Zulauf und Ziel, Dauer- oder Intervallbetrieb sowie erforderlicher Förderstrombereich.
- Fluid: Öltyp oder Zusammensetzung, Dichte, Wasseranteil, freies Gas, Feststoffgröße und -konzentration sowie korrosive Bestandteile.
- Temperatur und Viskosität: Anfahr-, Normal- und Abstellbedingungen; Beheizung und verfügbare Messungen einbeziehen.
- Druck und Verrohrung: Saug- und Druckseite, Höhenlagen, Rohr- oder Schlauchabmessungen, Armaturen und Siebe.
- Standort und Paket: Energieversorgung, Steuerung, ggf. Ex-Bereich-Anforderungen, Werkstoffdokumentation, Wartungszugang und geforderte Prüfungen.
Beim Pumpenaustausch Typenschild, Betriebsmesswerte, Einbaufotos und den Austauschgrund einbeziehen. Diese Angaben helfen, eine Pumpentyp-Fehlpassung von Zulaufeinschränkung, Verschleißproblem oder Fluidänderung zu unterscheiden.
