DE10238456C1 - Pumpe zur Förderung von Erdöl aus Tiefbohrungen - Google Patents
Pumpe zur Förderung von Erdöl aus TiefbohrungenInfo
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- F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
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Abstract
Pumpe zur Förderung von Erdöl aus Tiefbohrungen mit einer mit einem Tauchmotor angetriebenen Schraubenspindelpumpe, wobei die Antriebsspindel als Dichtspindel ausgebildet ist, der mehrere, vorzugsweise drei, Förderspindeln zugeordnet sind und wobei zum Auffangen des Axialschubs auf die Förderspindeln auf der Saugseite hydraulische Abstützlager angeordnet sind, die über Bypassleitungen mit der Druckseite verbunden sind, deren Einlassöffnungen durch ein Sieb gegen Verschleißteilchen abgesichert sind.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe zur Förderung von Erdöl aus Tiefboh
rungen mit einer von einem Tauchmotor angetriebenen Schraubenspindelpumpe.
Das Fördern von Erdöl aus der on-shore-exploration erfolgt meist aus abgeteuften
Bohrungen mit 4, 5", 5, 5" und 7" lichter Weite. Die erforderliche Förderhöhe kann
dabei bis zu 1000 m betragen. Dies wiederum erfordert Pumpen, die zum einen in
Bauformen geliefert werden können, die in diese engen Bohrungen eingebaut
werde können und die zum anderen in der Lage sind, die jeweiligen Förderhöhen
zu erzeugen. Bisher kamen hierfür Exzenterschnecken- und mehrstufige Hoch
druckkreiselpumpen zur Anwendung. Beide Systeme haben Lebensdauer- und
Wirkungsgrad-Nachteile. Während die Exzenterschneckenpumpen über aufwän
dige Statoren kaum zufriedenstellende Lebensdauerintervalle liefern, ist die Ein
bauweite bei Hochdruckkreiselpumpen für entsprechende Wirkungsgrade mittels
im Durchmesser optimal ausgebildeter Laufräder nicht zu erreichen. Bei beiden
Systemen kommen noch die in den jeweiligen Abteuftiefen vorhandenen hohen
Betriebstemperaturen von 150°C bis 290°C erschwerend hinzu.
Die Verwendung einer klassischen Schraubenspindelpumpe scheitert bei den üb
lichen Typen zum einen an der zu geringen Förderleistung und zum anderen an
der Problematik der Zerstörung der Pumpen durch im zu fördernden Erdöl enthal
tene Verschleißteilchen, wie Sand od. dgl.
Dies gilt auch für eine Pumpe, wie sie in der US 4 623 305 beschrieben ist, da dort
die Kammlager und die Ausgleichskolben für die Laufspindel durch etwaiges ver
schmutztes Öl (Sand) unweigerlich zerstört würden.
Entsprechend das Gleiche gilt für die als Antriebsmotor einen Schrauben
spindelantrieb verwendende US 2 100 560, wobei bei beiden vorbekannten Pum
pen noch hinzu kommt, dass die Leistungsdichte, also die Förderleistung bezogen
auf das Volumen dadurch beschränkt ist, dass nur die zentrale Spindel als Förder
spindel wirkt, während die Satellitenspindeln nur Dichtspindeln sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs ge
nannten Art so auszugestalten, dass über ausreichende Betriebszeiten eine För
derung von möglicherweise verschmutztem Erdöl aus großen Bohrtiefen bei höhe
ren Betriebstemperaturen möglich ist, und dabei gleichzeitig eine erhöhte Leis
tungsdichte erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Pumpe mit einer durch ei
nen Tauchmotor angetriebenen Schraubenspindelpumpe vorgesehen, wobei die
Antriebsspindel als Dichtspindel ausgebildet ist, der mehrere, vorzugsweise drei,
Förderspindeln zugeordnet sind und wobei zum Auffangen des Axialschubs auf
die Förderelemente auf der Saugseite hydraulische Abstützlager angeordnet sind,
die
über Bypassleitungen mit der Druckseite verbunden sind, deren Einlassöffnungen
durch ein Sieb gegen Verschleißteilchen abgesichert sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich zum einen eine recht hohe
Förderleistung, da nicht wie bisher eine Förderspindel bei beispielsweise drei
Dichtspindeln vorgesehen ist, sondern umgekehrt, drei Förderspindeln bei nur ei
ne Dichtspindel und zum anderen ergibt sich durch die ständige Spülung mit ge
reinigtem Erdöl, das über die Bypassleitungen von der Druckseite zur Saugseite in
die hydraulischen Abstützlager gelangt, auch eine zusätzliche Ausspülung der
Förderspalte, sodass das mit dem geförderten Erdöl mittransportierte abrasive
Schleifmittel wie Sandkörner od. dgl., den Betrieb nicht allzu stark behindern kön
nen.
Die Förderspindeln können dabei in Weiterbildung der Erfindung in einen erwei
terten Druckraum einmünden, in dessen, mit einem Filter abgedeckten Umfangs
wand die Einlassöffnungen der Bypassleitungen angeordnet sind, wobei der
Druckraum vorzugsweise einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt mit die
Förderspindeln umgreifenden abgerundeten Ecken aufweisen kann.
In diesem erweiterten Druckraum bildet sich eine ausreichende Turbulenz aus, die
dafür sorgt, dass die Verschleißteilchen, die am Filter hängen bleiben, wenn über
den Druckrücklauf mit den Bypassleitungen Öl von der Druckseite zur Saugseite
und den hydraulischen Abstützlagern fließt, von dieser turbulenten Strömung wie
der abgenommen und mitgerissen wird, sodass diese Verschleißteilchen mit dem
Erdöl nach oben gefördert werden.
Der erweiterte Druckraum kann über Axialbohrungen mit dem Anschlussraum zur
Fördersteigleitung verbunden sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sollen die Gehäuseinnenflä
chen der Schraubspindelpumpe eine verschleißschützende Oberfläche aufweisen,
was beispielsweise durch eine verschleißschützende Beschichtung erfolgen kann.
Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, dass das Gehäuse der
Schraubenspindelpumpe saugseitig je Förderspindel je eine seitliche Saugein
trittsöffnung aufweist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der
Zeichnung. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe und
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Pumpe besteht aus einer Schraubenspindelpumpe 1 mit
einem saugseitig angeschlossenen Tauchmotor, wobei im dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel nur der Motorflansch 2 angedeutet ist. Das Schraubenspindelge
häuse 3 weist eine mittige als Dichtspindel ausgebildete Antriebsspindel 4 auf, die
von drei Förderspindeln 5 umgeben ist. Die Gehäuseinnenfläche 6 der Schrau
benspindelpumpe 1 ist dabei mit einer verschleißschützenden Oberfläche, bei
spielsweise einer verschleißschützenden Beschichtung, 7 versehen.
Zum Auffangen des Axialschubs auf die Förderelemente, also die Förderspindeln
5, sind hydraulische Abstützlager 8 vorgesehen, die über Bypassleitungen 9 mit
der Druckseite der Schraubenspindelpumpe 1 verbunden sind. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist an dieser Druckseite ein erweiterter Druckraum 10 vor
handen, der durch eine entsprechende Ausdrehung des Gehäuses 3 gebildet ist.
In Fig. 2 erkennt man die im Wesentlichen dreieckige Querschnittsform dieses
erweiterten Druckraums mit abgerundeten, die Förderspindeln 5 umgreifenden,
Ecken. Die gesamte Innenfläche dieses erweiterten Druckraums kann mit einem
Filter 11 überdeckt sein, der die Einlassöffnungen 12 zu den Bypassleitungen 9
überdeckt, sodass der Druckölrücklauf geschützt ist und das zu den hydraulischen
Abstützlagern 8 zurückgeführte Öl gereinigt ist. Dies verhindert nicht nur ein Zu
setzen der hydraulischen Abstützlager selbst, sondern bewirkt auch zusätzlich ein
Spülen der Spalte der Schraubenspindelpumpe durch dieses gereinigte Öl, so
dass die Standzeit der erfindungsgemäßen Pumpe vergrößert wird.
Der erweiterte Druckraum 10 ist über Bohrungen 13 mit dem Anschlussraum 14
zur Fördersteigleitung 15 verbunden.
Bei 16 erkennt man drei jeweils einer der Förderspindeln 5 zugeordneten Saug
eintrittsöffnungen zum Ansaugen des meist mit Verunreinigungen versetzten Erd
öls.
Claims (7)
1. Pumpe zur Förderung von Erdöl aus Tiefbohrungen mit einer durch einen
Tauchmotor angetriebenen Schraubenspindelpumpe, wobei die Antriebs
spindel (4) als Dichtspindel ausgebildet ist, der mehrere, vorzugsweise drei,
Förderspindeln (5) zugeordnet sind und wobei zum Auffangen des Axial
schubs auf die Förderspindeln (5) auf der Saugseite hydraulische Abstütz
lager (8) angeordnet sind, die über Bypassleitungen (9) mit der Druckseite
(10) verbunden sind, deren Einlassöffnungen (12) durch ein Sieb (11) ge
gen Verschleißteilchen abgesichert sind.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderspindeln
(5) in einen erweiterten Druckraum (10) einmünden, in dessen mit einem
Filter (11) abgedeckten Umfangswand die Einlassöffnungen (12) der By
passleitung (9) angeordnet sind.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum
(10) einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt mit die Förderspindeln
(5) umgreifenden abgerundeten Ecken aufweist.
4. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erwei
terte Druckraum (10) über Axialbohrungen (13) mit dem Anschlussraum
(14) zur Fördersteigleitung (15) verbunden ist.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Gehäuseinnenfläche der Schraubenspindelpumpe (1) eine verschleiß
schützende Oberfläche aufweist.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusein
nenfläche (6) der Schraubenspindelpumpe (1) eine verschleißschützende
Beschichtung (7) aufweist.
7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (3) der Schraubenspindelpumpe saugseitig je Förderspindel
(5) eine seitliche Saugeintrittsöffnung (16) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002138456 DE10238456C1 (de) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Pumpe zur Förderung von Erdöl aus Tiefbohrungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002138456 DE10238456C1 (de) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Pumpe zur Förderung von Erdöl aus Tiefbohrungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10238456C1 true DE10238456C1 (de) | 2003-10-02 |
Family
ID=27798333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2002138456 Expired - Fee Related DE10238456C1 (de) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Pumpe zur Förderung von Erdöl aus Tiefbohrungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10238456C1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101382131B (zh) * | 2008-10-15 | 2010-06-16 | 马子奇 | 可试压井下采油螺杆泵 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2100560A (en) * | 1933-12-02 | 1937-11-30 | Laval Steam Turbine Co | Deep well pump |
US4623305A (en) * | 1984-06-20 | 1986-11-18 | Imo Ab | Device for pumping oil |
-
2002
- 2002-08-22 DE DE2002138456 patent/DE10238456C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101382131B (zh) * | 2008-10-15 | 2010-06-16 | 马子奇 | 可试压井下采油螺杆泵 |
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