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Anlage .zur Förderung von Flüssigkeiten, insonderheit in Bohrlöchern,
mittels gleichförmig wirkender Strahlpumpen In vielen Fällen der hydraulischen Flüssigkeitsförderung,
besonders aus tiefen Bohrlöchern, sind verhältnismäßig geringe Flüssigkeitsmengen
von einem tieferen Spiegel aus auf vergleichsweise sehr große Höhen zu fördern.
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Der Erfinder will sich zu dieser Arbeit der in an sich bekannter Weise
gleichförmig wirkenden Strahlpumpen bedienen und hat erkannt, daß das Verfahren
der Förderung durch Strahlwirkung entgegen der bisher in Deutschland üblichen Verfahrensweise
gerade dann mit besonderem - Vorteil angewendet werden kann, wenn das Triebgefälle,
d. h. die Druckdifferenz zwischen dem Ein- und Austritt des Treibmittels aus der
Fördervorrichtung, nicht als ein Mehrfaches, sondern nur als ein Bruchteil der Förderhöhe
gewählt wird. Bei vielen durch die Praxis gestellten Aufgaben der Flüssigkeitsförderung
im Sinne der oben gemachten Voraussetzungen ergibt sich durch .die Anwendung dieser
Betriebsweise eine günstigere technische Lösung.
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Zweck der Erfindung ist nun, in Anwendung dieses-Prinzips eine Anleitung
zur besonders zweckmäßigen Bemessung der Treibflüssigkeitsmenge im Verhältnis zur
Fördermenge und der Förderhöhe zu geben.
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Demgemäß ist nach der Erfindung eine Anlage zur Förderung von Flüssigkeiten,
insonderheit in Bohrlöchern, mittels gleichförmig wirkender Strählpumpen, wobei
der Triebdruck der Treibflüssigkeit, d. h. die Druckdifferenz zwischen ihrem Ein-
und Austritt aus der Fördervorrichtung, kleiner als der Förderdruck, die Treibmittelmenge
größer ist als die Fördermenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibflüssigkeitsmenge
in Höhe des Vier- bis Zwanzigfachen der Fördermenge bemessen wird, während die Förderhöhe
einem Druck von aoo m und darüber entspricht.
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Der wesentlichste Gewinn der von dem Erfinder gegebenen technischen
Regel beruht in erster Linie darauf, daß sie ermöglicht, die erheblichen Vorteile
voll auszunutzen, die die Verwendung gleichförmig wirkender Strahlpumpen für die
gedachten Zwecke gegenüber dem Betrieb der üblichen turbinengetriebenen Pumpen aufweist,
und zwar zunächst deshalb, weil hier die Durchführung der Förderarbeit ohne Anwendung
beweglicher Teile möglich ist. Es ist bekannt, daß die Verwendung beweglicher Teile
wegen des damit verbundenen Verschleißes' der gegeneinanderbewegten Flächen wesentliche
betriebstechnische Nachteile mit sich bringt. Die Förderung durch Stoßheber hat
gegenüber dem neuen Verfahren den Nachteil, daß bei Stoßhebern ein periodischer
Betrieb vorliegt, der zudem eine wechselweise Steuerung der Durchflußmenge mittels
Ventile erfordert. Die Förderung durch Strahlwirkung arbeitet bekanntlich stetig
und ohne besondere Steuermittel. Vor allem aber liegt ein weiterer, ganz wesentlicher
Vorteil der erfindungsgemäßen Betriebsweise gegenüber der Förderung durch Stoßheber
darin, daß mit der neuen Anlage
auch sehr große Förderhöhen mit
den Mitteln der heutigen Technik ohne weiteres erzielt werden können, während die
Anwendung von Stoßhebern bekanntlich beschränkt ist auf Förderhöhen bis höchstens
Zoo m, weil bei größeren Förderhöhen urbeherrschbar hohe Beanspruchungen der Vorrichtung
auftreten. Durch Hintereinanderschalten von Stoßhebern ist es zwar technisch möglich,
auch größere Förderhöhen zu erreichen, doch gestattet das erfindungsgemäße Verfahren
die Erzielung der größeren Förderhöhe in einer einzigen Stufe. Die Vorteile der
erfindungsgemäßen Betriebsweise der Förderung durch Strahlwirkung gegenüber dem
bereits bekannten Förderverfahren mittels Strahlpumpen sind einmal darin zu sehen,
daß zur Erzielung gleicher Förderhöhen bei dem neuen Verfahren erheblich geringere
Triebgefälle angewendet werden, so daß die Maschinen zur Erzielung dieses -Triebgefälles
(Preßpumpen) mit einem wesentlich kleineren Preßdruck arbeiten, also leichter und
billiger ausgeführt werden können. Ferner aber liegt ein überragender Vorteil der
neuen. Betriebsweise darin, daß die Förderung von Flüssigkeit aus sehr großen Tiefen
durch das erfindungsgemäße Verfahren überhaupt erst ermöglicht wird. Es handelt
sich vielfach in der Technik, und zwar vor allem in der Technik der Bohrlochförderung,
darum, Flüssigkeiten aus einer Tiefe von 5oo bis iooom und mehr zu fördern. Nach
der bisher üblichen Betriebsweise der Förderung durch Strahlwirkung würde das Triebgefälle
ein Mehrfaches der beispielsweise erwähnten Förderhöhe von iooo m, also mehrere
hundert Atmosphären betragen müssen. Die Erzeugung einer Arbeitsflüssigkeit mit
mehreren roo at Druck ist aber heute noch ein ungelöstes technisches Problem, wie
auch die betriebstechnische Verwendung beispielsweise auf Ölfeldern praktisch undurchführbar
wäre. Bei der erfindungsgemäßen Anlage käme aber nur ein Preßdruck von beispielsweise
So at in Betracht, dessen Erzeugung und Verwendung im Rahmen der heute technisch
üblichen Grenzen bleibt.
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Die aufgewiesene Betriebsweise erweist sich insbesondere vorteilhaft
bei der Förderung von Erdöl oder Sole aus sehr tiefen Bohrlöchern, da in diesen
Fällen nur sehr beschränkte Durchmesser, z. B. 5" bis 8", zur Unterbringung der
Vorrichtung zur Verfügung stehen, die Strahlpumpe aber in einfachster Weise der
Rohrerstreckung angepaßt werden kann.
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Auch besteht weiterhin gerade bei dieser Anwendung. die technisch
sehr vorteilhafte Möglichkeit der Förderung sandhaltiger oder schlammiger Flüssigkeiten.
Hierbei tritt gegenüber dem bisher bekannten Pumpverfahren mittels Strahlpumpen
insbesondere der Vorteil auf, daß die Menge der Preßflüssigkeit unter Einhaltung
eines guten Wirkungsgrades unverhältnismäßig größer gewählt werden kann, als sie
bei Anwendung des bisher bekannten Verfahrens der Förderung durch Strahlpumpen ist.
Da die Preßflüssigkeit frei von Verunreinigungen ist und sie mit der zu fördernden
verunreinigten, eventuell breiigen Flüssigkeit im Anfang der Förderung sogleich
vermischt wird, tritt sofort eine starke Verdünnung der verunreinigten Förderflüssigkeit
ein. Diese Verdünnung ist sehr weitgehend, jedenfalls ganz erheblich viel größer,
als sie bei dem bisher gebräuchlichen Verfahren der Förderung durch Strahlwirkung
sein würde. Während bisher die Menge der Preßflüssigkeit vielleicht das Zwei- bis
Dreifache derjenigen der Förderflüssigkeit betrug, ist sie bei der erfindungsgemäßen
Betriebsweise auf das Vier- bis Zwanzigfache (das betriebstechnische hydraulische
Optimum liegt zwischen dem Sechs- bis Zwölffachen) bemessen und kann bis zum Zwanzigfachen
ansteigen. In Anbetracht der bekanntlich sehr großen Schwierigkeiten, die bei der
Bohrlochförderung durch Sandeinbrüche u. dgl. entstehen, ist die Anwendung der erfindungsgemäßen
Betriebsweise im Hinblick auf dieses Merkmal einer vergleichsweise großen Menge
von Triebflüssigkeit besonders bemerkenswert.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der neuen Pumpenanlage
schematisch eine Einrichtung zum Fördern z. B. von Rohöl o. dgl. aus einem sehr
tiefen Bohrloch wiedergegeben. Über Tag ist eine durch einen Motor i getriebene
Preßpumpe 2 aufgestellt, welche die Triebflüssigkeit QT durch die Saugleitung 3
aus einem Vorratsbehälter q. entnimmt und auf den erforderlichen Triebdruck bringt.
Von der Preßpumpe 2 führt die Druckleitung 5 die Triebflüssigkeit QT zu dem Bohrloch
6. Der Triebdruck der Preßflüssigkeit (HT), z. B. So at, wird durch den Druckmesser
7, der zwischen der Saug-und Druckleitung der Preßpumpe eingeschaltet ist, angezeigt.
Vom oberen Teil des Bohrloches 6 aus reicht in das Bohrloch hinein eine Rohrleitung
für die abwärts strömende Preßflüssigkeit (Druckleitung 5) und eine Rohrleitung
8 von weiterem Querschnitt für die aufwärts strömende Menge der vermischten Trieb-
und Förderflüssigkeit. Die Leitung der abwärts strömenden Triebflüssigkeit ist in
das Innere der Rohrleitung 8 verlegt. Unterhalb des im Bohrloch stehenden Flüssigkeitsspiegels
U-U befindet sich die Strahlpumpe 9, durch welche die zu fördernde Flüssigkeitsmenge
QP über Tag in den Bekälter
q. gedrückt wird. Die Förderhöhe, welche
von dem Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Bohrloches U-U bis zu dem in dem Behälter
q. - (0-O) reicht, ist mit HF, z. B.
zooo m, bezeichnet.