DE102013108493A1

DE102013108493A1 - System zur Förderung flüssiger Medien aus einem Bohrloch sowie Verfahren zur Installation einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit in einem Bohrloch

Info

Publication number: DE102013108493A1
Application number: DE102013108493.1A
Authority: DE
Inventors: Lorenz Lessmann; Osnildo Borchardt; Ivanilson Raduenz
Original assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Current assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-12
Also published as: AU2014305138B2; RU2657064C2; BR112016001994A2; WO2015018390A2; BR112016001994B1; CA2919362A1; AU2014305138A1; US20160138346A1; CN105392993A; AR097256A1; RU2016107975A; CA2919362C; EP3036438A2; WO2015018390A3; CN105392993B; MX2016001664A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Förderung flüssiger Medien aus einem Bohrloch. Das System umfasst ein Steigrohr, welches sich zumindest annäherungsweise in Längsrichtung des Bohrlochs erstreckt sowie eine im Steigrohr aufgenommene Pumpeinheit mit einem Stator und einem Rotor. Weiter einen mit dem Rotor verbundenen Antriebsstrang zur exzentrischen Bewegung des Rotors. Zudem eine Adaptereinheit, die mit dem Stator in Verbindung steht und über eine klemmende Anlage am Steigrohr den Stator im Wesentlichen unbeweglich im Steigrohr hält. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Installation einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit in einem Bohrloch.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System mit Adaptereinheit zur Förderung flüssiger Medien aus einem Bohrloch. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Installation einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit in einem Bohrloch.
Stand der Technik
Bei existenten Bohrlöchern, wie sie beispielsweise zur Förderung von Flüssigkeiten mit Hubkolbenpumpen in Verbindung stehen können, erfolgt bei Austausch der Pumpe durch eine weitere Pumpenart ein Entfernen der gesamten Pumpeneinheit zusammen mit sämtlichen Komponenten. Ein derartiger Austausch ist immer zeitaufwendig und mit hohen Kosten verbunden.
Insbesondere ist die Umstellung von Hubkolbenpumpen auf Exzenterschneckenpumpen im Allgemeinen technisch aufwendig. Dies ist der Fall, weil zur Verankerung von einsetzbaren Exzenterschneckenpumpen nach heutigem Stand der Technik eine herstellerabhängige Aufnahme verwendet werden muss. Die Installation dieser herstellerspezifischen Aufnahmen erfordert jedoch, das gesamte Steigrohr zusammen mit der daran befindlichen Aufnahme auszubauen und die unterschiedlichen Aufnahmeeinrichtungen auszutauschen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein System und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen der Austausch einer mit einem Bohrloch in Verbindung stehenden Pumpe durch eine Exzenterschneckenpumpe erfolgen kann, ohne die ursprüngliche Verrohrung der Steigleitung wechseln zu müssen. Das System und das Verfahren sollen einfach ausgebildet und ohne großen Kostenaufwand umsetzbar sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein System mit den Merkmalen im unabhängigen Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen im unabhängigen Anspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein System zur Förderung flüssiger Medien aus einem Bohrloch. Das System umfasst ein Steigrohr, welches sich zumindest annäherungsweise in Längsrichtung des Bohrloches erstreckt. Das Steigrohr ist hierbei zumindest abschnittsweise im Bohrloch aufgenommen. Wie aufgabengemäß vorgesehen, ist das Steigrohr bei Installation der nachfolgend noch näher beschriebenen Pumpeinheit bereits im Bohrloch installiert. Das Steigrohr besteht aus eine Mehrzahl von Rohrabschnitten, die über Verbindungsmuffen unterbrechungsfrei miteinander verbunden sind.
Weiter ist eine im Steigrohr aufgenommene Pumpeinheit vorhanden. Die Pumpeinheit umfasst einen Stator mit einem Rotor und einen mit dem Rotor verbundenen Antriebsstrang zur exzentrischen Bewegung des Rotors. Die Pumpeinheit ist somit als Exzenterschneckenpumpe ausgebildet, mittels welcher flüssiges Medium durch aus einer Drehbewegung des Rotors resultierende Förderräume in Richtung der Bohrlochöffnung befördert werden kann.
Um eine stabile Verankerung der Exzenterschneckenpumpe zu gewährleisten, kann das System eine Sicherung gegen Verdrehen aufweisen. Die Sicherung gegen Verdrehen kann fest mit dem Steigrohr verbunden, beziehungsweise in dem Steigrohr geklemmt sein. Die Sicherung gegen Verdrehen ist bevorzugt vertikal unterhalb der Pumpeinheit angeordnet.
Weiterhin ist eine Adaptereinheit vorgesehen, die mit dem Stator in Verbindung steht und über eine klemmende Anlage am Steigrohr den Stator im Wesentlichen unbeweglich im Steigrohr hält.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Adaptereinheit oder Teile der Adaptereinheit zumindest einen Teilbereich mit einem erhöhten Querschnittsdurchmesser auf. Im Teilbereich mit dem erhöhten Querschnittsdurchmesser ist mindestens ein, vorzugsweise eine Mehrzahl von Federelementen angeordnet. Die Adaptereinheit ist über den Teilbereich mit dem erhöhten Querschnittsdurchmesser, insbesondere über die Federelemente, klemmend mit dem Steigrohr und / oder mit einer sogenannten, im Steigrohr integrierten Aufnahmemuffe in Anlage gebracht. Die Aufnahmemuffe wird beispielsweise vor der Adaptereinheit in das Steigrohr eingebracht und in diesem integriert.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Federelemente als elastische und / oder federnde Zungen ausgebildet, die mit dem Steigrohr klemmend in Verbindung stehen. Bevorzugt kann die Adaptereinheit mehrere derartige elastische Zungen aufweisen, die sich in gleichem Abstand weg von der Adaptereinheit oder von einem Teil der Adaptereinheit erstrecken. Die elastischen Zungen können einstückig mit der Adaptereinheit oder mit dem jeweiligen Teil der Adaptereinheit im Spritzgussverfahren oder einem anderen geeigneten Formgebungsverfahren hergestellt werden. Im entlasteten Zustand können die Zungen zumindest annäherungsweise parallel zueinander orientiert sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine sogenannte Klinkenverbindung zwischen Adaptereinheit und Steigrohr ausgebildet. Insbesondere sitzt die Adaptereinheit mittels einer Klinkenverbindung zwischen den federnden Zungen und dem Steigrohr fest in einem Presssitz, wobei die Außenmantelflächen des integrierten Dichtungselements an die Innenfläche der genormten Aufnahmemuffe des Steigrohres gepresst werden. Dadurch wird der an der Adaptereinheit befestigte Stator im Wesentlichen unbeweglich im Steigrohr gehalten.
Die Adaptereinheit stellt bevorzugt eine Zentrierung, Dichtung sowie eine Führung für den Antriebsstrang der neuen Pumpeinheit bereit. In diversen Ausführungsformen ist die Adaptereinheit als Hohlkörper ausgebildet, wobei sich der Antriebsstrang vollständig durch die Adaptereinheit erstreckt. Insbesondere haben sich Ausführungsformen bewährt, bei welchen die Adaptereinheit oder Teile der Adaptereinheit als Hohlzylinder ausgebildet sind. Während seiner Beförderung aus dem Bohrloch passiert das flüssige Medium die Adaptereinheit. Die Adaptereinheit ist bevorzugt aus einem Metall, einem Kunststoff mit einem integrierten Dichtungselement oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet. Das integrierte Dichtungselement besteht vorteilhafterweise aus einem Elastomer. Sinnvollerweise liegt die Adaptereinheit zumindest bereichsweise zu ihrer Klemmung und zur Förderraumabdichtung an der Innenseite einer genormten Aufnahmemuffe im Steigrohr flächig an.
Sind die Pumpeinheit sowie die Adaptereinheit im Steigrohr installiert, so kann es sein, dass die Adaptereinheit vertikal unterhalb der Pumpeinheit angeordnet ist. In weiteren Ausführungsformen ist ebenso vorstellbar, dass die Adaptereinheit vertikal oberhalb der Pumpeinheit angeordnet ist. Die Anordnung der Adaptereinheit oberhalb oder unterhalb der neu eingebrachten Pumpeinheit ist insbesondere vom Durchmesser des vorhandenen Bohrloches und dementsprechend vom Durchmesser der Verrohrung des Steigrohres abhängig.
Zur Montage einer neuen Pumpeinheit im Steigrohr wird beispielsweise die Adaptereinheit oder Teile der Adaptereinheit an ein nach unten oder nach oben weisendes freies Ende des Stators gekoppelt beziehungsweise auf das freien Ende des Stators aufgesetzt. Der Teilbereich der Adaptereinheit mit dem erhöhten Querschnittsdurchmesser und den Federelementen wird bei der Installation klemmend mit dem Steigrohr und / oder mit einer Aufnahmemuffe des Steigrohrs in Anlage gebracht. Insbesondere werden die Federelemente beim Durchtreten der Adaptereinheit durch eine Engstelle im Steigrohr nach innen gedrückt. Nach Passieren der Engstelle federn die Federelemente zurück und verklemmen die Adaptereinheit sichernd im Steigrohr.
Um die Pumpeinheit im Wesentlichen ortsfest und klemmend mit dem jeweiligen Steigrohr zu verbinden, kann vorgesehen sein, dass die Adaptereinheit an ein nach unten weisendes oder an ein nach oben weisendes freies Ende des Stators gekoppelt ist. Hierzu kann die Adaptereinheit oder Teile der Adaptereinheit zumindest abschnittsweise in den Stator eintreten oder auf dem Stator aufsitzen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das jeweilige freie Ende des Stators, auf welchem die Adaptereinheit aufsitzt, in Richtung weg von dem Stator zumindest abschnittsweise verjüngt. Beispielsweise kann das freie Ende des Stators, auf welchem die Adaptereinheit aufsitzt, konusförmig und / oder mit einem Gewinde ausgebildet sein. Die Adaptereinheit umfasst einen entsprechend ausgebildeten Aufnahmebereich, in dem das freie Ende des Stators form- und / oder kraftschlüssig aufgenommen und / oder in dem das freie Ende des Stators sicher befestigt werden kann. Beispielsweise ist der Aufnahmebereich als Innengewinde korrespondierend zu dem Außengewinde des Stators ausgebildet.
In der Praxis haben sich insbesondere Ausführungsformen bewährt, bei welchen die Adaptereinheit oder bei welchen Teile der Adaptereinheit auf dem jeweiligen freien Ende des Stators der Exzenterschneckenpumpe aufsitzen und wobei der maximale Querschnittsdurchmesser der Adaptereinheit zu ihrer klemmenden Verbindung mit der genormten Aufnahmemuffe des Steigrohrs vergrößert ausgebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Adaptereinheit oder Teile der Adaptereinheit hierbei über den Stator der Exzenterschneckenpumpe gespreizt werden.
Sinnvollerweise kann die Adaptereinheit einen sich in Längsrichtung der Adaptereinheit erstreckenden Durchbruch aufweisen, der mit dem Stator in Förderrichtung des flüssigen Mediums fluchtet. Der Durchbruch kann den Stator verlängern. Das flüssige Medium kann via den Durchbruch der Adaptereinheit befördert werden.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist die Außenmantelfläche der Adaptereinheit wenigstens bereichsweise und vorzugsweise allumfänglich durch ein Elastomer ausgebildet. Das Elastomer beziehungsweise die wenigstens bereichsweise durch ein Elastomer ausgebildete Außenmantelfläche dient hierbei zur Erhöhung der Haftreibung zwischen dem Steigrohr und der Adaptereinheit.
Zudem kann es sein, dass über die vorzugsweise allumfänglich durch ein Elastomer ausgebildete Außenmantelfläche der Adaptereinheit und ihrer Anlage am Steigrohr eine Dichtung ausgebildet ist. Um sowohl die dichtende Funktion als auch die Klemmung möglichst optimiert ausgestalten zu können, kann zudem vorgesehen sein, dass die wenigstens bereichsweise und vorzugsweise allumfänglich durch ein Elastomer ausgebildete Außenmantelfläche eine rillenförmige Profilierung aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Adaptereinheit zweiteilig ausgebildet und setzt sich aus einem ersten, weiblichen Teil und einem zweiten, sogenannten männlichen Teil zusammen. Der zweite Teil der Adaptereinheit kann wie oben beschrieben im Wesentlichen formschlüssig auf dem Stator aufsitzen. Insbesondere umfasst der zweite Teil an dem den verjüngten Querschnitt gegenüberliegenden freien Ende vorzugsweise einen Aufnahmebereich für das freie Ende des Stators. Vorzugsweise ist der Aufnahmebereich korrespondierend zur Formgebung des freien Endes des Stators ausgebildet.
Weiterhin verjüngt sich der Querschnitt des zweiten Teils in Richtung des ersten Teils weisend.
Der erste Teil umfasst vorzugsweise den Teilbereich der Adaptereinheit mit dem erhöhten Querschnittsdurchmesser und den Federelementen, insbesondere kann der erste Teil mehrere elastische und in Richtung des zweiten Teils weisende Zungen aufweisen, die gemeinsam zumindest bereichsweise den erhöhten Querschnittsdurchmesser bilden.
Nach der Montage ist der erste, weibliche Teil der Adaptereinheit fest im Steigrohr verklemmt, insbesondere ist der erste Teil im Bereich einer Aufnahmemuffe oder benachbart zu einer Aufnahmemuffe durch die Federelemente beziehungsweise Zungen klemmend mit dem Steigrohr und / oder der Aufnahmemuffe in Anlage gebracht. Der zweite Teil sitzt am freien Ende der Pumpeinheit, die mit dem Gestängestrang verbunden ist, form- und / oder kraftschlüssig auf. Vorzugsweise ist der zweite Teil der Adaptereinheit an dem freien Ende der Pumpeinheit befestigt. Der erste und der zweite Teil der Adaptereinheit werden bei der Montage klemmend miteinander verbunden. Sinnvollerweise kann sich die Antriebswelle durch den ersten Teil und den zweiten Teil erstrecken. Vorzugsweise liegt der erste Teil der Adaptereinheit zur Klemmung und zur Förderraumabdichtung an einer genormten, eine Engstelle bildende Aufnahmemuffe des Steigrohres flächig an.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der erste Teil der Adaptereinheit sogenannte Zungen oder Klinken. Der auf der Pumpeinheit aufsitzende zweite Teil der Adaptereinheit, insbesondere der freie Endbereich mit verjüngtem Querschnitt, wird in einen durch die Zungen oder Klinken begrenzten Innenraum des ersten Teils der Adaptereinheit eingeschoben und fest in einem Presssitz aufgenommen. Zudem kann der zweite Teil durch eine Drehung rotatorisch fest mit dem ersten Teil verankert werden. Weiterhin werden die Außenmantelflächen der Zungen oder Klinken des ersten Teils sowie des integrierten Dichtungselements an die Innenfläche der genormten Aufnahmemuffe des Steigrohres gepresst und der Stator im Wesentlichen unbeweglich im Steigrohr gehalten.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung mit zweiteilig aufgebauter Adaptereinheit weisen der erste Teil und der zweite Teil der Adaptereinheit jeweils einen Durchbruch auf, wobei der Durchbruch des ersten Teils und der Durchbruch des zweiten Teils miteinander fluchten. Die zweiteilige Adaptereinheit stellt ebenso eine Zentrierung, Dichtung sowie eine axiale Führung für den Antriebsstrang der neuen Pumpeinheit bereit.
Soll eine Pumpeinheit in einem Bohrloch installiert werden, das nicht mit einer Hubkolbenpumpe bestückt war, so kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Schritt die genormte Aufnahmemuffe in das jeweilige Steigrohr eingebracht wird. In einem weiteren und nachfolgenden Schritt kann sodann die Pumpeinheit in das jeweilige Steigrohr eingebracht werden.
Beispielsweise erfolgt die Installation einer Exzenterschneckenpumpe in einem mit einer Hubkolbenpumpe bestückten Bohrloch folgendermaßen: Zuerst wird die bisher im Bohrloch installierte Hubkolbenpumpe aus dem Bohrloch entfernt, anschließend können die Komponenten für eine neue Pumpeinheit installiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit zweiteiliger Adaptereinheit erfolgt zunächst die Installation des ersten Teils einer Adaptereinheit am oder im bestehenden Steigrohr. Der erste Teil der Adaptereinheit wird vorzugsweise im Bereich einer die Rohrabschnitte der Verrohrung verbindenden Aufnahmemuffe im Steigrohr installiert. Der zweite, Teil wird am Pumpeneinsatz der neu einzusetzenden Pumpeinheit, insbesondere der Exzenterschneckenpumpe, angeordnet und / oder befestigt. Anschließend wird die Pumpeinheit zusammen mit dem zweiten Teil und dem Gestängestrang des Pumpengestänges in das Steigrohr eingeführt. Der zweite Teil der Adaptereinheit wird in dem ersten Teil der Adaptereinheit im Steigrohr verankert. Insbesondere wird der zweite Teil der Adaptereinheit durch Drehen des Antriebsgestänges rotatorisch im ersten Teil der Adaptereinheit sichernd verankert. Das Gewicht des Antriebsstranges wirkt von oben auf den zweiten Teil der Adaptereinheit. Dadurch wird der nach oben weisende Teil des ersten Teils expandiert und somit fest im Bohrloch verankert. Insbesondere werden die Zungen des ersten Teils der Adaptereinheit aufgespreizt und klemmend in dem Bohrloch beziehungsweise in dem Steigrohr verankert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der zweiteiligen Adaptereinheit greift der verjüngte Bereich des zweiten Teils der Adaptereinheit in einen durch die Zungen gebildeten Innenbereich des ersten Teils der Adaptereinheit ein. Beim Hindurchführen der zweiteilig ausgebildeten Adaptereinheit beziehungsweise des ersten Teils der Adaptereinheit durch eine durch eine Aufnahmemuffe des Steigrohrs gebildete Engstelle, federn die den Querschnitt des ersten Teils zumindest bereichsweise vergrößernden Zungen nach innen und rasten anschließend, nachdem die Engstelle passiert worden ist, sichernd aus. Dadurch wird eine sichernde, klemmende Verbindung mit dem Steigrohr hergestellt.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Installation einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit in einem Bohrloch. Im Rahmen des Verfahrens wird eine mit dem Bohrloch in Wirkverbindung stehende Pumpeinrichtung deinstalliert und aus dem Bohrloch entnommen, wobei ein Steigrohr im Bohrloch verbleibt.
In einem hierauf folgenden Schritt wird eine Adaptereinheit oder Teile einer Adaptereinheit am freien Ende einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit montiert beziehungsweise befestigt. Anschließend wird die Pumpeinheit mittels eines Gestängestrangs in das Steigrohr eingeführt und mittels der Adaptereinheit im Steigrohr verankert. Insbesondere wird die Pumpeinheit von der Adaptereinheit klemmend mit dem Steigrohr in Anlage gebracht, so dass die Pumpeinheit von der Adaptereinheit im Wesentlichen unbeweglich im Steigrohr gehalten wird. Die Adaptereinheit kann dabei sowohl an einem oberen freien Ende als auch an einem unteren freien Ende der Pumpeinheit angeordnet und / oder befestigt sein.
In bevorzugten Ausführungsformen ist zudem vorgesehen, dass der Querschnittsdurchmesser der Adaptereinheit zumindest bereichsweise nach Einsetzen in das Steigrohr zum Zwecke seiner klemmenden Anlage vergrößert wird. Beispielsweise kann die Vergrößerung des Querschnittsdurchmessers durch Spreizen von Federelementen der Adaptereinheit oder durch ein Rückfedern und sicherndes Klemmen von Federelementen der Adaptereinheit erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine zweiteilig ausgebildete Adaptereinheit, so wie sie bereits ausführlich beschrieben worden ist, für die Installation der als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit verwendet. Die einzelnen Montageschritte wurden ebenfalls bereits ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Adaptereinheit, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden kann;
2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Adaptereinheit aus 1;
3 zeigt einen Längsschnitt durch die Adaptereinheit aus den 1 und 2;
4 zeigen schematische Ansichten einer Pumpeinheit mit Adaptereinheit, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können;
5 zeigen schematische Ansichten einer weiteren Pumpeinheit mit Adaptereinheit, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können;
6 zeigen schematische Ansichten einer weiteren Pumpeinheit mit Adaptereinheit, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können;
7 zeigen eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zur Förderung flüssiger Medien;
8 zeigen eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zur Förderung flüssiger Medien.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Adaptereinheit 5, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden kann.
Die Adaptereinheit 5 ist als Hohlkörper ausgebildet. Sie besteht aus einem ersten Teil 7 und einem zweiten Teil 9, welche jeweils einen Durchbruch 13 beziehungsweise 13‘ aufweisen, die sich miteinander in Längsrichtung der Adaptereinheit 5 fluchtend vollständig durch die Adaptereinheit 5 erstrecken. In den Durchbrüchen 13 und 13‘ ist ein Antriebsstrang 16 einer nachfolgend noch näher beschriebenen Pumpeinheit 3 aufgenommen und axial geführt (vergleiche 4 bis 8).
Die Adaptereinheit 5 besteht aus einem ersten, sogenannten weiblichen Teil 7 und einem zweiten, sogenannte männlichen Teil 9. Der erste Teil 7 weist in einem dem zweiten Teil 9 zugewandten Endbereich 8 Federelemente 15 in Form von elastischen und/ oder federnden Zungen 15* auf. Im Bereich der federnden Zungen 15* weist der erste Teil 7 zumindest bereichsweise einen vergrößerten Querschnittsdurchmesser D₁₅ auf. Der zweite Teil 9 weist einen dem ersten Teil 7 zugewandten Endbereich 10 auf. Der zweite Teil 9 verjüngt sich im Endbereich 10 in Richtung des ersten Teils 7 und weist einen gegenüber den Zungen 15* des ersten Teils verkleinerten Querschnittsdurchmesser D₁₀ auf. Der im ersten Teil 7 aufgenommene Bereich 25 (vergleiche 3) des zweiten Teils 9 ist insbesondere zapfenförmig ausgebildet. Der zweite Teil 9 mit dem verkleinerten Durchmesser D₁₀ des Endbereiches 10 greift in den Endbereich 8 des ersten Teils 7 ein. Hierbei sind die Zungen 15* in einem entlasteten Zustand und parallel zueinander orientiert.
Weiter besitzt der erste Teil 7 bereichsweise eine Außenmantelfläche 11, die allumfänglich durch ein Elastomer ausgebildet ist. Die Außenmantelfläche 11 umfasst eine rillenförmige Profilierung und ist vorgesehen zur Erhöhung der Haftreibung zwischen der Adaptereinheit 5 und dem jeweiligen Steigrohr 19. Weiter wird über die Außenmantelfläche 11 eine Dichtung zwischen der Adaptereinheit 5 und dem jeweiligen Steigrohr 19 ausgebildet.
2 verdeutlicht in der schematischen Seitenansicht nochmals die parallele Orientierung der Zungen 15* des auf den zweiten Teil 9 aufgeschobenen ersten Teils 7 der Adaptereinheit 5 im entlasteten Zustand. Weiterhin ist die rillenförmige Profilierung der durch ein Elastomer ausgebildeten Außenmantelfläche 11 zu erkennen.
3 zeigt einen Längsschnitt durch die Adaptereinheit 5 aus den 1 und 2. In 3 ist gut zu erkennen, dass der zweite Teil 9 auf seiner Innenmantelfläche zumindest bereichsweise konusförmig ausgebildet ist. Der zweite Teil wird an einem Stator 17 (vgl. 4 bis 8) einer Pumpeinheit 3 befestigt, insbesondere aufgeschraubt. Der konusförmig ausgebildete zweite Teil 9 ist adaptiv an die Formgebung des jeweiligen Stators 17 angepasst.
Gut zu erkennen sind im Längsschnitt der 3 nochmals der Durchbruch 13 des ersten Teils 7 sowie der Durchbruch 13‘ des zweiten Teils 9. Der Durchbruch 13 des ersten Teils 7 und der Durchbruch 13‘ des zweiten Teils 9 fluchten in Längsrichtung der Adaptereinheit 5 und bilden hierbei einen Kanal, durch welchen das flüssige Medium bei Transport aus dem Bohrloch die Adaptereinheit 5 passieren kann.
Sowohl der erste Teil 7 als auch der zweite Teil 9 besitzen Bohrungen, die bei in 3 dargestellter Position des ersten Teils 7 und zweiten Teils 9 zueinander fluchtend ausgerichtet sind. Der erste und der zweite Teil 7, 9 sind kraftschlüssig miteinander verbunden und zusätzlich mit in den Bohrungen geführten Stiften 21 gesichert.
Die Aufnahme 23 des zweiten Teils 9 ist vorzugsweise als Aufnahmegewinde 24 korrespondierend zur Formgebung des freien Endes eines Stators 17 (vgl. 4 bis 8) ausgebildet, so dass der zweite Teil 9 im Wesentlichen formschlüssig auf den Stator 17 aufgeschraubt werden kann.
4 zeigen schematische Ansichten einer Pumpeinheit 3 mit Adaptereinheit 5, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können.
In 4A ist hierbei ein Längsschnitt dargestellt. 4B zeigt eine schematische Seitenansicht und 4C eine detaillierte Seitenansicht einer Antriebswelle 16 der Pumpeinheit 3.
Bezugsziffer 27 verweist vorliegend auf eine Verdrehsicherung, mit welcher der Stator 17 in Verbindung steht. Die Verdrehsicherung 27 ist im Bohrloch vertikal unterhalb der Pumpeinheit 3 und vertikal unterhalb der Adaptereinheit 5 angeordnet.
Die Pumpeinheit 3 ist als Exzenterschneckenpumpe ausgebildet und besitzt einen Rotor 18, der durch die Antriebswelle 16 rotierend bewegt wird und in einem Stator 17 geführt ist. Durch die exzentrische und rotierende Bewegung des Rotors 18 im Stator 17 werden Förderkammern gebildet und flüssiges Medium unter Zuhilfenahme der Förderkammern in Richtung einer Bohrlochöffnung bewegt. Das flüssige Medium passiert hierbei zudem die Adaptereinheit 5 die, wie im Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 bereits dargestellt, aus einem ersten Teil 7 und einem zweiten Teil 9 gebildet ist.
Der zweite Teil 9 ist auf den Stator 17 aufgeschraubt und greift in den ersten Teil 7 ein. Der erste Teil 7 ist mit einem in den 4 nicht dargestelltem Steigrohr 19 in Verbindung gebracht.
5 zeigen schematische Ansichten einer weiteren Pumpeinheit 3 mit Adaptereinheit 5, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können.
Gegensätzlich zur Ausführungsform der 4 ist die Adaptereinheit 5 in den Ausführungsform aus 5 mit ihren Zungen 15* (vergleiche 1 bis 3) an die Verdrehsicherung 27 gekoppelt. Weiterhin steht die Adaptereinheit 5 mit dem Stator 17 in Verbindung.
Die Adaptereinheit 5 kann somit vertikal oberhalb der Pumpeinheit 3 im jeweiligen Bohrloch (vergleiche 4) oder – wie im Ausführungsbeispiel der 5 gezeigt – vertikal unterhalb der Pumpeinheit 3 im jeweiligen Bohrloch installiert sein. Für den angesprochenen Fachmann ist klar, dass in diversen Ausführungsformen vorgesehen sein kann, dass jeweils eine Adaptereinheit 5 sowohl unterhalb der Pumpeinheit 3 als auch oberhalb der Pumpeinheit 3 vorhanden ist. Wie in den 1 bis 3 dargestellt, besteht die Adaptereinheit 5 in beiden Fällen aus einem ersten Teil mit federnden Zungen 15* und einem zweiten Teil 9 mit Aufnahme bzw. Befestigungsbereich 23 für den Stator 17. Der zweite Teil 9 sitzt auf dem Stator 17 der als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit 3 auf und greift in den ersten Teil 7 ein.
Analog zur Ausführungsform aus den 4 ist die Pumpeinheit 3 als Exzenterschneckenpumpe ausgebildet und besitzt einen Stator 17 sowie einen exzentrisch rotierenden Rotor 18. 5C verdeutlicht detailliert eine Ausführungsform für eine Antriebswelle 16, wie sie für eine Pumpeinheit 3 Verwendung finden kann.
6 zeigen schematische Ansichten einer weiteren Pumpeinheit 3 mit Adaptereinheit 5, wie sie für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können. Wie im Ausführungsbeispiel der 4 ist die Adaptereinheit 5 vertikal oberhalb der Pumpeinheit 3 angeordnet.
Die Verdrehsicherung 27 ist im Ausführungsbeispiel der 6 mit dem Stator 17 gekoppelt. 6C verdeutliche eine Ausführungsform einer Antriebswelle 16 und Rotor 18. Die Antriebswelle 16 und der Rotor 18 sind rotierend im Stator 17 geführt. Durch die Adaptereinheit 5 wird bei dieser Ausführungsform eine axiale Führung für die Antriebswelle 16 bereitgestellt.
7 zeigen eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Förderung flüssiger Medien.
Hierbei zeigen 7A und 7B ein Steigrohr 19 zum Leiten des flüssigen Mediums aus dem jeweiligen Bohrloch. 7B zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 7A.
Bei Ausführungsform der 7 ist die Adaptereinheit 5 mit den Zungen 15* des ersten Teils 7 an die Verdrehsicherung 27 gekoppelt und vertikal unterhalb der Pumpeinheit 3 angeordnet. In dieser Ausführungsform wird kein zweiter Teil 9 der Adaptereinheit 5 benötigt.
Gut zu erkennen ist in 7 zudem die Anlage der durch ein Elastomer ausgebildeten Außenmantelfläche 11 der Adaptereinheit 5 an der Innenwandung der genormten Aufnahmemuffe 28 des Steigrohrs 19. Weiterhin ist in 7B eine Verbindungsmuffe 29 erkennbar, mit der die Rohrabschnitte der Verrohrung der Steigleitung 19 miteinander verbunden werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß 7B ist insbesondere eine Aufnahmemuffe 28 zwischen zwei Verbindungsmuffen 29 angeordnet. Während die Verbindungsmuffen 29 außenliegend am Steigrohr 19 angeordnet sind, bewirkt die Aufnahmemuffe 28 eine bereichsweise Verengung des Steigrohrs 19.
8 zeigen eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Förderung flüssiger Medien. Gegensätzlich zum Ausführungsbeispiel aus den 7 ist die Adaptereinheit 5 vertikal oberhalb der Pumpeinheit 3 angeordnet. 8B zeigt einen Ausschnitt aus 8A, 8C zeigt einen weiteren Ausschnitt aus 8A.
Unter Berücksichtigung von 8A ist dort nochmals eine Verdrehsicherung 27 gezeigt, die im Steigrohr 19 aufgenommen ist.
8C verdeutliche die Adaptereinheit 5, bestehend aus erstem Teil 7 und zweitem Teil 9 (vergleiche 1 bis 3). Der zweite Teil 9 ist auf den Stator 17 aufgeschraubt und greift in den ersten Teil 7 ein. Der erste Teil 7 ist mit seiner durch ein Elastomer ausgebildeten Außenmantelfläche 11 mit der genormten Aufnahmemuffe 28 der Steigleitung 19 wie nachfolgend beschrieben in Anlage gebracht und bildet hierbei eine Dichtung aus.
Zudem ist die Antriebswelle 16 gezeigt, die sich entlang der Längsachse der Adaptereinheit 5 durch die Adaptereinheit 5 beziehungsweise durch den ersten Teil 7 und den zweiten Teil 9 der Adaptereinheit 5 erstreckt.
Wie in den und 7 und 8, insbesondere in den 7B und 8C, dargestellt ist, ermöglichen die zumindest bereichsweise mit vergrößertem Durchmesser D₁₅ ausgebildeten Zungen 15* des ersten Teils 7 des Adapterteils 5 beim Hindurchführen des Adapterteils 5 durch eine das Steigrohr 19 verengende Aufnahmemuffe 28 ein Federn der Zungen 15* nach innen. Nach Verlassen der Engstelle rasten die Zungen 15* sichernd aus. Durch das Ausrasten der Zungen 15* kann die Adaptereinheit 5 mit der im Steigrohr 19 vormontierten Aufnahmemuffe 28 sichernd in Verbindung gebracht werden.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: System
3: Pumpeinheit
5: Adaptereinheit
7: Erster Teil
8: Endbereich
9: Zweiter Teil
10: Endbereich
11: Außenmantelfläche
13: Durchbruch
15: Federelement
15*: Zungen
16: Antriebswelle
17: Stator
18: Rotor
19: Steigrohr
21: Sicherungsstift
23: Aufnahme
24: Aufnahmegewinde
25: Zapfen
27: Verdrehsicherung
28: Aufnahmemuffe (Bestandteil des Steigrohrs)
29: Verbindungsmuffe (Bestandteil des Steigrohrs)
D: Querschnittsdurchmesser

Claims

System (1) zur Förderung flüssiger Medien aus einem Bohrloch, umfassend – ein Steigrohr (19), welches sich zumindest annäherungsweise in Längsrichtung des Bohrloches erstreckt, – eine im Steigrohr (19) aufgenommene Pumpeinheit (3) mit einem Stator (17), einem Rotor (18) und einem mit dem Rotor (18) verbundenem Antriebsstrang (16) zur exzentrischen Bewegung des Rotors (18) sowie – eine Adaptereinheit (5), die mit dem Stator (17) in Verbindung steht und über eine klemmende Anlage am Steigrohr (19) den Stator (17) im Wesentlichen unbeweglich im Steigrohr (19) hält.
System (1) nach Anspruch 1, bei welchem die Adaptereinheit (5) einen Teilbereich (10) mit einem erhöhten Querschnittsdurchmesser (D₁₅) und mindestens ein Federelemente (15) umfasst, die mit dem Steigrohr (19) und / oder mit einer im Steigrohr (19) angeordneten Aufnahmemuffe (28) klemmend in Anlage gebracht sind.
System (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Adaptereinheit (5) als Hohlkörper ausgebildet ist und der Antriebsstrang (16) der Pumpeinheit (3) sich vollständig durch die Adaptereinheit (5) erstreckt.
System (1) nach Anspruch 3, bei welchem die Adaptereinheit (5) oder Teile der Adaptereinheit an ein nach unten weisendes oder an ein nach oben weisendes freies Ende des Stators (17) gekoppelt ist / sind.
System (1) nach Anspruch 4, bei welchem die Adaptereinheit (5) auf dem jeweiligen freien Ende des Stators (17) aufsitzt und wobei der Teilbereich (10) mit dem erhöhten Querschnittsdurchmessers (D₁₅) und dem mindestens einen Federelement (15) mit dem Steigrohr (19) und / oder mit einer im Steigrohr (19) angeordneten Aufnahmemuffe (28) klemmend in Anlage gebracht ist.
System (1) nach Anspruch 5, bei welchem sich das jeweilige freie Ende des Stators (17), auf welchem die Adaptereinheit (5) aufsitzt, in Richtung weg von dem Stator (17) zumindest abschnittsweise verjüngt.
System (1) nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die Adaptereinheit (5) einen sich in Längsrichtung der Adaptereinheit (5) erstreckenden Durchbruch (13, 13‘) aufweist, der mit dem Stator (17) in Förderrichtung des flüssigen Mediums fluchtet.
System (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, bei welchem die Außenmantelfläche (11) der Adaptereinheit (5) wenigstens bereichsweise und vorzugsweise allumfänglich durch ein Elastomer ausgebildet ist, insbesondere bei welchem über die vorzugsweise allumfänglich durch ein Elastomer ausgebildete Außenmantelfläche (11) der Adaptereinheit (5) und ihre Anlage an der Aufnahmemuffe (28) eine Dichtung ausgebildet ist.
System (1) nach Anspruch 8, bei welchem die wenigstens bereichsweise und vorzugsweise allumfänglich durch ein Elastomer ausgebildete Außenmantelfläche (11) eine rillenförmige Profilierung aufweist.
System (1) nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die Adaptereinheit (5) zweiteilig ausgebildet ist, welcher zweite Teil (9) der Adaptereinheit (5) auf dem Stator (17) aufsitzt und welcher erste Teil (7) mehrere Federelemente (15), insbesondere mehrere elastische und / oder federnde und in Richtung des zweiten Teils (9) weisende Zungen (15, 15*), aufweist, wobei der zweite Teil (9) mit seinem dem Stator gegenüberliegenden freien Endbereich (10) in einen durch die Federelemente (15) gebildeten Innenraum des ersten Teils eingreift und in diesem verankert ist und wobei der erste Teil (7) mittels der Federelemente (15) mit dem Steigrohr (19) oder mit einer Aufnahmemuffe (28) des Steigrohrs (19) klemmend in Anlage gebracht ist.
System (1) nach Anspruch 10, bei welchem der zweite Teil (9) einen Aufnahmebereich (23) für das freie Ende des Stators (17) umfasst, wobei der Aufnahmebereich (23) korrespondierend zur Formgebung des freien Endes des Stators (17) ausgebildet ist.
System (1) nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem der erste Teil (7) und der zweite Teil (9) jeweils einen Durchbruch (13, 13‘) aufweisen und der Durchbruch (13) des ersten Teils (7) und der Durchbruch (13‘) des zweiten Teils (9) miteinander fluchten.
System (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem die Adaptereinheit (5) eine axiale Führung für den Antriebsstrang (16) der Pumpeinheit (3) bereitstellt.
Verfahren zur Installation einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit (3) in einem Bohrloch, umfassend folgende Schritte: – Deinstallation einer mit dem Bohrloch in Wirkverbindung stehender Pumpeinrichtung und Entnahme der Pumpeinrichtung aus dem Bohrloch, wobei ein Steigrohr (19) im Bohrloch verbleibt, – Befestigung einer Adaptereinheit (5) oder Teile einer Adaptereinheit (5) am freien Ende einer als Exzenterschneckenpumpe ausgebildeten Pumpeinheit (3) – Einbringen der Pumpeinheit (3) mit der daran angeordneten Adaptereinheit (5) in das Steigrohr (19), wobei die Adaptereinheit (5) klemmend mit einer Aufnahmemuffe (28) des Steigrohres (19) in Anlage gebracht wird, so dass die Pumpeinheit (3) von der Adaptereinheit (5) im Wesentlichen unbeweglich im Steigrohr (19) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die verwendete Adaptereinheit (5) zweiteilig ausgebildet ist, welcher zweite Teil (9) der Adaptereinheit (5) auf dem Stator (17) aufsitzt und welcher erste Teil (7) mehrere Federelemente (15) aufweist, – wobei der erste Teil (7) der Adaptereinheit (5) in das Steigrohr (19) eingebracht wird; – wobei der zweite Teil (9) der Adaptereinheit (5) an einem freien Ende eines Stators (17) der Pumpeinheit (3) angeordnet und befestigt wird; – wobei die Pumpeinheit (3) mit dem zweiten Teil (9) der Adaptereinheit (5) in das Steigrohr eingebracht; – wobei der zweite Teil (9) der Adaptereinheit (5) mit dem ersten Teil 7) der Adaptereinheit verankert wird und – und wobei der erste Teil (7) mittels der Federelemente (15) mit dem Steigrohr (19) oder mit einer Aufnahmemuffe (28) des Steigrohrs (19) klemmend in Anlage gebracht ist.