MEHRPHASENGEMISCH
Zuverlässige Multiphasenförderung unter extremen Bedingungen
So sichern Exzenterschneckenpumpen einen kontinuierlichen Rohöltransport
Wie lässt sich ein ungefiltertes Gemisch aus Rohöl, Wasser, Gas und Sand über viele Kilometer zuverlässig bei Umgebungstemperaturen bis zu 50 °C und mit stark schwankender Medienzusammensetzung fördern? Genau vor dieser Herausforderung standen die Betreiber eines der größten Ölfelder Afrikas im sudanesischen Melut-Becken. Für den wirtschaftlichen Betrieb der Anlage war eine robuste, ausfallsichere und wartungsarme Pumpenlösung erforderlich.
Als globaler Spezialist für Verdrängerpumpen bietet NETZSCH Pumpen & Systeme innovative Lösungen für anspruchsvolle Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie. Wir zeigen Ihnen, wie Exzenterschneckenpumpen auch unter extremen Umgebungs- und Prozessbedingungen eine stabile Förderung gewährleisten.
Individuelle Beratung
Herausforderungen bei der Multiphasenförderung
Das im Melut-Becken geförderte Medium ist ein Mehrphasengemisch. Neben stark schwankenden Anteilen an Öl, Wasser und Gas enthält es abrasive Sandpartikel, die zu erhöhtem Verschleiß führen können. Gleichzeitig ändern sich das Gas-Öl-Verhältnis und der Feststoffanteil abhängig von der Quelle und der Förderphase deutlich. Hinzu kommen die klimatischen Bedingungen vor Ort. Hohe Umgebungstemperaturen bis zu 50 °C, Oberflächentemperaturen von bis zu 70 °C sowie Sandstürme und saisonale Regenfälle stellen zusätzliche Anforderungen an die Mechanik, die Dichtungssysteme und die Aufstellung der Pumpenaggregate. Die langen Förderstrecken von bis zu 15 Kilometern zwischen Bohrloch und zentraler Separationsanlage erfordern zudem eine konstante, pulsationsarme Förderung, um Druckverluste und Förderabrisse zu vermeiden.
Grenzen konventioneller Pumpentechnologien
Die Betreiber planten, das mehrphasige Rohöl von mehreren Quellen zunächst zu zentralen Separationsanlagen (Central Treatment Facilities, CTF) zu transportieren und anschließend über eine rund 1.300 Kilometer lange Pipeline weiterzuleiten. Insbesondere der erste Transportabschnitt vom Bohrloch zur CTF erwies sich als kritisch. Konventionelle Pumpentechnologien reagierten empfindlich auf die hohen Gasanteile und die wechselnden Sandkonzentrationen. Dies führte zu instabilen Förderströmen, erhöhtem Verschleiß an hydraulischen Komponenten sowie zu ungeplanten Stillständen. Der dadurch einhergehende hohe Wartungsaufwand war unter den abgelegenen Standortbedingungen jedoch nur schwer zu bewältigen.
Robuste Pumpen für zuverlässige Multiphasenförderung
Deshalb wandten sich die Betreiber des Ölfelds im sudanesischen Melut-Becken an NETZSCH. Die Experten des globalen Spezialisten für die Förderung komplexer Medien empfahlen NEMO® Multiphase Exzenterschneckenpumpen, die gezielt für den Transport von Medien mit hohem Gas- und Feststoffanteil ausgelegt sind. Grundlage der Lösung ist die Exzenterschneckentechnologie, bei der sich ein gewendelter Rotorrotor,Rotors,rotorsRotor innerhalb eines ebenfalls gewendelten Stators dreht. Dadurch entstehen geschlossene Förderkammern, die das Medium kontinuierlich von der Saug- zur Druckseite transportieren. Dieser Fördermechanismus ermöglicht einen gleichmäßigen, pulsationsarmen Volumenstrom ohne nennenswerte Scherkräfte. Unerwünschte Emulsionsbildung wird so vermieden, während die Förderleistung selbst bei einem Gas-Öl-Verhältnis von bis zu 50 SCFD pro Barrel stabil bleibt. Die großzügig dimensionierten Fördergeometrien sorgen zudem für eine hohe Toleranz gegenüber abrasiven Feststoffen. Auch bei stark sandhaltigem Medium kommt es so weder zu Förderabrissen noch zu unmittelbaren Schäden an den Förderelementen. Dadurch wird der Verschleiß deutlich reduziert und ein zuverlässiger Dauerbetrieb ermöglicht. Einen wesentlichen Beitrag zur hohen Betriebssicherheit leisten darüber hinaus die eingesetzten Z-Drehgelenke. Diese zeichnen sich durch hohe mechanische Belastbarkeit aus und sind für lange Standzeiten unter wechselnden Lastbedingungen konzipiert. Gerade an abgelegenen Einsatzorten mit eingeschränktem Wartungszugang hat sich diese robuste Ausführung bewährt. Ergänzt wurde das Pumpenkonzept um eine an die extremen Umweltbedingungen angepasste Aufstellung. Die Aggregate wurden erhöht auf den Rahmen montiert, um sie vor stehendem Wasser bei starken Regenfällen zu schützen. Einfache Sonnendächer reduzieren die direkte Hitzeeinwirkung und tragen dazu bei, die thermische Belastung der Komponenten zu minimieren. Insgesamt erhöht diese Kombination aus technischer Auslegung und konstruktiven Schutzmaßnahmen die Betriebssicherheit deutlich.
Heute sind insgesamt 20 Multiphasenpumpen in mehreren Förderblöcken im Einsatz, wobei jeder Block den Ausstoß von bis zu 24 Ölquellen übernimmt. Einzelne Pumpen erreichen Fördermengen von bis zu 250 Kubikmetern pro Stunde. Seit mehr als sechs Jahren arbeiten die Aggregate im kontinuierlichen Dauerbetrieb. In dieser Zeit kam es zu keinen ungeplanten Stillständen infolge von Förderabrissen. Wartungsarbeiten an Gelenken, am Antriebsstrang oder an Lagergehäusen waren bislang nicht erforderlich. Lediglich bei Pumpen, die über längere Zeiträume hinweg extrem hohen Sandbelastungen ausgesetzt waren, mussten Statoren und Gleitringdichtungen ausgetauscht werden. Trotz der wechselnden Rohölzusammensetzung und der klimatischen Extrembedingungen bleibt die Prozessführung insgesamt stabil.
Für die Betreiber resultiert daraus eine deutlich höhere Anlagenverfügbarkeit sowie eine planbare und beherrschbare Instandhaltung selbst unter schwierigsten Rahmenbedingungen. Wenn Sie komplexe Fördermedien über große Distanzen sicher und wirtschaftlich transportieren möchten, unterstützen Sie die Expertinnen und Experten von NETZSCH gerne bei der anwendungsspezifischen Auslegung Ihrer Pumpenlösung.
NEMO® Multiphase Exzenterschneckenpumpe
- Medium: Mehrphasengemisch (Rohöl-Wasser-Gas-Sand)
- Fördermenge: Bis zu 250 m³/h
- Temperatur: Umgebung bis zu 50 °C
- Sonstiges: Schwankende Viskosität, hoher Gasanteil, abrasive Sandpartikel
