Downhole-Exzenterschneckenpumpe mit Tauchantrieb von Netzsch verhindert Blow-Outs und Umweltbelastung durch Leckagen
Ein deutscher Energieversorger hatte zunächst einen geologischen Horizont für die Gasspeicherung verwendet, entschied sich dann aber, aus der gleichen Lagerstätte Erdöl zu fördern. Daher musste ein geeignetes Absaugsystem erworben werden, um das mehrphasige Gemisch mit hohem Gasgehalt aus 1.200m an die Oberfläche zu transportieren.
Die NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH konzipierte eine Exzenterschneckenpumpe mit Untertageantrieb - das NETZSCH ESPCP. (Foto: Netzsch)
Aufgrund der extremen Bedingungen war eine spezielle Pumpentechnologie erforderlich: Kreiselpumpen mit Tauchantrieb waren aufgrund des hohen Ausfallrisikos durch Gassperre nicht geeignet, während Exzenterschneckenpumpen mit oberirdischem Antrieb - wie in Mitteleuropa üblich - das Risiko eines Gasausbruchs (Blow-Out) an der Oberfläche bergen. Die Netzsch Pumpen & Systeme hat schließlich eine Exzenterschneckenpumpe mit Tauchantrieb entwickelt, die diese Probleme beseitigt. Da alle beweglichen Teile tief im Bohrloch positioniert sind, besteht auch keine Gefahr von Umweltverschmutzungen durch Leckagen an der Oberfläche.
Nachdem ein deutscher Energieversorger begonnen hatte, eine Lagerstätte für die Gasspeicherung zu nutzen, wurde beim Abpumpen des Mediums deutlich, dass der geologische Horizont, in dem es gelagert wurde, erhebliche Ölmengen in das Gas abgab. Dies führte zu einer detaillierten Produktions- und Rentabilitätsanalyse, die zeigte, dass eine Umwandlung von Gas zu Ölförderung für dieses Bett wirtschaftlich sinnvoll sei.
Zuvor installiertes Pumpensystem aufgrund extremer Bedingungen ungeeignet
Um das Rohöl aus einer Tiefe von mehr als 1.200 m sicher an die Oberfläche zu transportieren, musste ein geeignetes Pumpsystem beschafft werden. Die extremen Bedingungen vor Ort stellten jedoch sehr hohe Anforderungen an das Pumpendesign: Da es sich bei dem Medium um ein mehrphasiges Gemisch mit sehr hohem Gasgehalt handelte, waren die üblichen Kreiselpumpen mit Untertageantrieb keine Option. Bei einem sehr hohen Gehalt an freiem Gas besteht bei dieser Art von Pumpe immer die Gefahr, dass sich alle Laufräder mit Gas füllen und die Pumpe blockieren. Daher war es sehr wahrscheinlich, dass die Pumpe in dieser Anwendung aufgrund der sogenannten Gassperre versagt hätte. Bei den Downhole-Exzenterschneckenpumpen, die bisher in Mitteleuropa eingesetzt wurden, handelt es sich üblicherweise um Anlagen mit oberirdischem Antrieb. Diese Geräte haben eine dynamische Dichtung an der Oberfläche, die bei extremem Druckanstieg auf der Saugseite einen erheblichen Nachteil hat: Die Dichtung kann überlastet werden und einen Blow-Out auslösen.
Unterirdische Exzenterschneckenpumpe
Um dieses Risiko auszuschließen, entschied sich Netzsch für eine Lösung, die unter Tage installiert wird - die Netzsch ESPCP (ESPCP steht für „Elektrisch unterirdisch betriebene Exzenterschneckenpumpe“). Das Besondere an dieser Pumpenbauart ist, dass die Rotation des Rotors nicht über eine sehr lange Welle oder Gestänge von der Oberfläche aus angetrieben wird, sondern die Rotor-Stator-Kombination und der Motor in das Bohrloch versenkt werden. Der Motor ist über eine kurze flexible Stange direkt mit dem Rotor verbunden. Alle Radial- und Axialkräfte des Rotors werden von einem speziellen unterirdischen Lagergehäuse aufgenommen. Darüber hinaus befindet sich die dynamische Dichtung auch in 1.200m Tiefe. Dadurch werden alle kritischen Komponenten der Pumplösung unter der Erde bewegt, wodurch Umwelteinflüsse durch oberirdische Lecks ausgeschlossen werden.
