MISCELA MULTIFASE
Pompaggio multifase affidabile in condizioni estreme
Come le pompe a monovite eccentrica assicurano il trasporto continuo del greggio
Come si può trasportare in modo affidabile una miscela non filtrata di greggio, acqua, gas e sabbia per molti chilometri a temperature ambiente fino a 50 °C e con una composizione del fluido altamente fluttuante? È proprio questa la sfida che hanno dovuto affrontare gli operatori di uno dei più grandi giacimenti petroliferi dell'Africa, nel bacino di Melut in Sudan. Per garantire il funzionamento economico dell'impianto era necessaria una soluzione di pompaggio robusta, affidabile e che richiedesse poca manutenzione.
In qualità di specialista globale nella produzione di pompe volumetriche, NETZSCH Pompe & Sistemi offre soluzioni innovative per applicazioni impegnative nell'industria petrolifera e del gas. Vi mostreremo come le pompe a monovite eccentrica garantiscano una portata stabile anche in condizioni ambientali e di processo estreme.
Consulenza individuale
Sfide nel pompaggio multifase
Il mezzo estratto nel bacino di Melut è una miscela multifase. Oltre a proporzioni molto variabili di olio, acqua e gas, contiene particelle di sabbia abrasive, che aumentano l'usura. Allo stesso tempo, il rapporto gas-olio e la percentuale di solidi variano in modo significativo a seconda della fonte e della fase di estrazione. Anche le condizioni climatiche locali giocano un ruolo importante. Le elevate temperature ambientali fino a 50 °C, le temperature superficiali fino a 70 °C, le tempeste di sabbia e le precipitazioni stagionali impongono ulteriori requisiti ai componenti meccanici, ai sistemi di tenuta e alle installazioni delle unità di pompaggio. Le lunghe distanze di trasporto, fino a 15 chilometri, tra il pozzo e l'impianto di separazione centrale richiedono inoltre un trasporto costante e a bassa pulsazione per evitare perdite di pressione e interruzioni del trasporto.
Limiti delle tecnologie di pompaggio convenzionali
Gli operatori hanno previsto di trasportare il greggio multifase da diverse fonti a impianti di trattamento centrale (CTF) e di convogliarlo successivamente attraverso un oleodotto lungo circa 1.300 chilometri. Il primo tratto del percorso di trasporto, dal pozzo al CTF, si è rivelato particolarmente critico. Le tecnologie di pompaggio convenzionali erano sensibili all'elevato contenuto di gas e alle diverse concentrazioni di sabbia. Questo ha portato a portate instabili, a una maggiore usura dei componenti idraulici e a tempi di fermo non programmati. Tuttavia, gli elevati costi di manutenzione risultanti erano difficili da gestire a causa della posizione remota.
Pompe robuste per un pompaggio multifase affidabile
Per questo motivo, gli operatori del giacimento petrolifero nel bacino sudanese di Melut si sono rivolti a NETZSCH. Lo specialista globale nella movimentazione di fluidi complessi ha consigliato le pompe a monovite eccentrica NEMO®, progettate specificamente per il trasporto di fluidi ad alto contenuto di gas e solidi. La soluzione si basa sulla tecnologia a cavità progressiva, in cui un rotore elicoidale ruota all'interno di uno statore. In questo modo si creano camere di pompaggio chiuse che trasportano continuamente il fluido dal lato di aspirazione a quello di pressione. Il meccanismo di pompaggio consente un flusso uniforme e a basso volume di pulsazione senza significative forze di taglio. In questo modo si evita la formazione di emulsioni indesiderate e si mantiene una portata stabile, anche con rapporti gas-olio fino a 50 SCFD per barile. Le geometrie di mandata generosamente dimensionate garantiscono inoltre un'elevata tolleranza ai solidi abrasivi. Anche in presenza di fluidi contenenti alti livelli di sabbia, non si verificano interruzioni o danni immediati agli elementi di erogazione. Ciò riduce significativamente l'usura, consentendo un funzionamento continuo e affidabile. Anche i giunti girevoli di tipo Z utilizzati contribuiscono in modo significativo all'elevata affidabilità operativa. Sono caratterizzati da un'elevata resistenza meccanica e sono progettati per una lunga durata in condizioni di carico variabili. Soprattutto in luoghi remoti con accesso limitato alla manutenzione, questo design robusto ha dimostrato la sua validità. Il concetto di pompa è stato completato da un'installazione progettata per le condizioni ambientali estreme. Le unità sono state montate più in alto sul telaio per proteggerle dall'acqua stagnante in caso di forti piogge. Semplici tetti solari riducono il guadagno di calore diretto e aiutano a minimizzare il carico termico sui componenti. Nel complesso, questa combinazione di design tecnico e misure di protezione strutturale aumenta in modo significativo l'affidabilità operativa.
Oggi sono in uso 20 pompe multifase in diversi blocchi di produzione, ognuno dei quali gestisce la produzione di 24 pozzi petroliferi. Le singole pompe raggiungono tassi di produzione fino a 250 metri cubi all'ora. Le unità sono in funzione ininterrottamente da oltre sei anni. Durante questo periodo, non ci sono stati arresti non programmati dovuti a interruzioni della produzione. Finora non sono stati necessari interventi di manutenzione sui giunti, sulla trasmissione o sugli alloggiamenti dei cuscinetti. Solo le pompe esposte a carichi di sabbia estremamente elevati per periodi prolungati hanno richiesto la sostituzione di statori e tenute meccaniche. Nonostante la variazione della composizione del greggio e le condizioni climatiche estreme, il controllo generale del processo rimane stabile.
Per gli operatori, ciò si traduce in una disponibilità dell'impianto significativamente più elevata e in una manutenzione più prevedibile, anche nelle condizioni più difficili. Se desiderate trasportare fluidi complessi in modo sicuro ed economico su lunghe distanze, gli esperti della NETZSCH saranno lieti di assistervi nella progettazione specifica della vostra soluzione di pompaggio.
NEMO® pompa a monovite multifase
- Mezzo: Miscela multifase (petrolio greggio-acqua-gas-sabbia)
- Capacità: Fino a 250 m³/h
- Temperatura: Ambiente fino a 50 °C
- Altro: Viscosità fluttuante, alto contenuto di gas, particelle di sabbia abrasive
