Vylepšený systém dodávky oleje/vody

Mezi nejčastěji používané metody umělého zvedání patří progresivní dutinová čerpadla (PCP), tyčový zdvih, plunžrový zdvih, plynový zdvih, hydraulický zdvih a elektrická ponorná čerpadla (ESP). Každý z nich má zvláštní přednosti pro specifické aplikace.

Konvenční metody čerpání se ukázaly jako nespolehlivé
Společnost NETZSCH ve spolupráci s DXP zahájila diskusi s producentem ropy ze Středozápadu, který použil metodu plynového výtahu. Výrobce právě zkonstruoval vícepatrový (3) vrt navržený metodou umělého zdvihu s plynovým výtahem.

V tomto systému je do vrtu vstřikován vysokotlaký plyn, který tlačí tekutiny na povrch. Každý vrt pak přivádí plyn a tekutiny do vyhrazeného dvoufázového horizontálního separátoru, který odděluje hlavní část plynu od tekutin z vrtu. Plyn je poté nasměrován zpět do kompresoru, aby byl znovu vstřikován do vrtu.

Kapaliny a zbytkový plyn (neoddělené v počáteční fázi) se odvádějí do vertikálního dvoufázového separátoru k dalšímu zpracování. Zbytkový plyn stoupá do horní části separátoru a je přiváděn zpět do kompresoru. Tekutiny skládající se z oleje, vody a některých pevných látek jsou pak vytlačovány do čerpacího systému, aby byly přepravovány potrubím do centrálního zpracovatelského zařízení (CPF), kde je nyní ropa oddělena od vody. CPF je přibližně 15 mil od místa vrtu.

Konvenční technologie
Dosud nejběžnějším způsobem přesunu kapalin do CPF bylo použití odstředivých čerpadel. V tomto případě se však při použití odstředivé technologie vyskytuje několik problémů:

• Neschopnost zvládnout měnící se tlak na sání a výtlaku a udržovat konzistentní průtoky.
• Neschopnost zvládnout kolísání viskozity a udržovat konzistentní průtoky.
• Neschopnost zpracovat pevné látky, které mohou být přítomny v kapalinách, bez extrémního opotřebení.

Odstředivá čerpadla nejsou schopna udržovat konstantní průtoky, když se mění sací tlak. To je také případ, kdy výstupní tlaky kolísají. Aby bylo zajištěno konzistentní průtokové množství, musí být použity regulační ventily a další přístrojové vybavení, aby bylo zajištěno, že odstředivé čerpadlo pracuje v bodě své nejlepší účinnosti (BEP). Pokud ne, toky poklesnou a podstatně sníží produkci.

Kolísání viskozity je pro odstředivá čerpadla náročné, protože je ovlivněn průtok. Například, jak se viskozita zvyšuje, průtoková rychlost odstředivého čerpadla začne rychle klesat a rychlost výroby se sníží.

Vysokorychlostní rotace oběžného kola odstředivých čerpadel si nemůže poradit s pevnými látkami nebo abrazivem bez urychleného opotřebení. Kvůli vysokým rychlostem (3 600 ot./min) mohou pevné částice a abraziva způsobit rychlé opotřebení oběžných kol, což má za následek snížení výroby a vysoké náklady na údržbu.

NEMO Progressive Cavity Pumps řeší každý problém
Čerpadla NETZSCH NEMO PC dokážou zvládat kolísání sacího a výtlačného tlaku při zachování konzistentního průtoku. Změny viskozity čerpané kapaliny neovlivňují průtoky, což umožňuje pokračovat ve výrobě na nejvyšších požadovaných úrovních. Rychlosti čerpadel jsou řízeny VFD tak, aby vyhovovaly výrobním průtokům. Čerpadla PC mohou splnit požadavky na tlak v širokém rozsahu otáček.

Čerpadla NETZSCH NEMO PC dokážou zpracovávat pevné látky a abraziva, která mohou být přítomna v kapalině, s velmi malým opotřebením. Důvodem je nízká vnitřní netěsnost (prokluz) uvnitř čerpacích prvků, která je výsledkem správně dimenzovaného kompresního uložení mezi rotorem a statorem.

Pro splnění aplikačních podmínek stanovených výrobcem (7 500 bpd / 51 m3/h na čerpadlo, až 250 psi / 1,7 bar sací tlak, diferenční tlak 500 psi / 3,4 bar) zvolili inženýři NETZSCH čerpadlo NEMO model NM076SY. Vzhledem k tomu, že ze tří vrtů byla požadována celková kapacita až 30 000 bpd / 204 m³/h, společnost NETZSCH doporučila použití čtyř čerpadel. Čerpadlo NETZSCH NEMO bylo dodáno s materiály SAE 316SS a statorem NEMOLAST S459/S91.

Jednou z věcí, která odlišuje NETZSCH od ostatních progresivních výrobců dutinových čerpadel, je schopnost nabídnout mnoho různých možností univerzálních spojů, které splňují náročné čerpací aplikace. V tomto případě inženýři NETZSCH doporučili kloub typu Z. Kloub s dvojitým těsněním Z se používá, když jsou průtoky a tlaky vysoké a když je krouticí moment a axiální zatížení nejvyšší. Tento spoj je naplněn olejem a hermeticky utěsněn dvěma nezávislými těsněními, která jsou odolná a kompatibilní jak s mazivem, tak s čerpanou kapalinou. Je určen pro nepřetržitý, těžký provoz při nejvyšším zatížení.

Spoj má také speciální design s vyváženým těsněním. Vyvážené těsnění se nazývá ekvalizér. Ekvalizér je posuvný píst, který je uložen v tyči spojky trubky a vyvíjí tlak na mazací olej stejnou rychlostí, jakou je těsnění natlakováno zvenčí. Tato vyvážená konstrukce těsnění je schopna zvládnout sací tlaky až 1 000 psi / 69 bar.

NETZSCH ve spolupráci s DXP dodal kompletní, těžký I-beam smyk sestávající z čerpadla, motoru, převodovky, tlakoměrů a senzorů a ventilů. Všechna čtyři čerpadla byla instalována a ukotvena pro hladký provoz. Inženýři z DXP a NETZSCH byli přítomni, aby zajistili hladký náběh a od té doby jsou v každodenním provozu.

Výrobce je velmi spokojen s výkonem čerpadel NETZSCH a servisem a podporou partnerství NETZSCH/DXP. Byly zakoupeny další jednotky a na budoucích vrtech se plánují čerpadla NETZSCH pro dopravu vyrobené směsi vody a oleje do centrálních zpracovatelských zařízení.