MEERFASIG MENGSEL
Betrouwbaar meerfasig pompen onder extreme omstandigheden
Hoe progressing cavity pompen zorgen voor continu transport van ruwe olie
Hoe kan een ongefilterd mengsel van ruwe olie, water, gas en zand betrouwbaar over vele kilometers worden getransporteerd bij omgevingstemperaturen tot 50 °C en met sterk fluctuerende mediasamenstelling? Dit was precies de uitdaging waar de exploitanten van een van de grootste olievelden van Afrika in het Melut-bekken in Soedan voor stonden. Er was een robuuste, betrouwbare en onderhoudsarme pompoplossing nodig om de economische werking van de installatie te garanderen.
Als wereldwijde specialist in de productie van verdringerpompen biedt NETZSCH Pompen & Systemen innovatieve oplossingen voor veeleisende toepassingen in de olie- en gasindustrie. Wij laten u zien hoe progressing cavity pompen zorgen voor een stabiele levering, zelfs onder extreme omgevings- en procesomstandigheden.
Individueel advies
Uitdagingen bij meerfasenpompen
Het medium dat in het Melut-bekken wordt gewonnen, is een meerfasig mengsel. Naast sterk wisselende verhoudingen van olie, water en gas bevat het abrasieve zanddeeltjes die de slijtage verhogen. Tegelijkertijd variëren de gas-olieverhouding en het aandeel vaste stoffen aanzienlijk, afhankelijk van de bron en de winningsfase. De plaatselijke klimatologische omstandigheden spelen ook een rol. Hoge omgevingstemperaturen tot 50 °C, oppervlaktetemperaturen tot 70 °C, zandstormen en seizoensgebonden regenval stellen extra eisen aan de mechanische onderdelen, afdichtingssystemen en installaties van de pompeenheden. De lange transportafstanden tot 15 kilometer tussen het boorgat en de centrale scheidingsinstallatie vereisen ook een constant, pulsatiearm transport om drukverliezen en transportonderbrekingen te voorkomen.
Beperkingen van conventionele pomptechnologieën
De exploitanten waren van plan om de meerfasige ruwe olie van verschillende bronnen naar centrale behandelingsfaciliteiten (CTF) te transporteren en vervolgens door een pijpleiding van ongeveer 1.300 kilometer lang te transporteren. Het eerste deel van de transportroute, van de bron naar de CTF, bleek bijzonder kritisch. Conventionele pomptechnologieën waren gevoelig voor het hoge gasgehalte en de variërende zandconcentraties. Dit leidde tot onstabiele stroomsnelheden, verhoogde slijtage van hydraulische componenten en ongeplande stilstand. De resulterende hoge onderhoudskosten waren echter moeilijk te beheren vanwege de afgelegen locatie.
Robuuste pompen voor betrouwbaar meerfasen verpompen
Om deze reden wendden de exploitanten van het olieveld in het Melut Basin in Soedan zich tot NETZSCH. De wereldwijde specialist in de behandeling van complexe media adviseerde NEMO® Multiphase progressing cavity pompen, speciaal ontworpen voor het transporteren van media met een hoog gehalte aan gas en vaste stoffen. De oplossing is gebaseerd op progressing cavity-technologie, waarbij een spiraalvormige Rotorrotor,Rotors,rotorsrotor in een stator draait. Hierdoor ontstaan gesloten pompkamers die het medium continu van de aanzuig- naar de perszijde transporteren. Het pompmechanisme maakt een gelijkmatige volumestroom met een laag pulsatievolume mogelijk zonder significante schuifkrachten. Dit voorkomt ongewenste emulsievorming en zorgt voor een stabiel debiet, zelfs bij gasolieverhoudingen tot 50 SCFD per vat. De ruim bemeten toevoergeometrie zorgt ook voor een hoge tolerantie voor schurende vaste stoffen. Zelfs bij media met een hoog zandgehalte is er geen onderbreking of onmiddellijke schade aan de toevoerelementen. Dit vermindert slijtage aanzienlijk en maakt een betrouwbare continue werking mogelijk. De gebruikte Z-type draaikoppelingen leveren ook een belangrijke bijdrage aan de hoge bedrijfszekerheid. Deze worden gekenmerkt door een hoge mechanische sterkte en zijn ontworpen voor een lange levensduur onder veranderende belastingsomstandigheden. Vooral op afgelegen locaties met beperkte toegang voor onderhoud heeft dit robuuste ontwerp zijn waarde bewezen. Het pompconcept werd aangevuld met een installatie die ontworpen was voor de extreme omgevingsomstandigheden. De units werden hoger op het frame gemonteerd om ze te beschermen tegen stilstaand water tijdens zware regenval. Eenvoudige zonnedaken verminderen de directe warmteontwikkeling en helpen de thermische belasting van de componenten te minimaliseren. Over het geheel genomen verhoogt deze combinatie van technisch ontwerp en structurele beschermende maatregelen de operationele betrouwbaarheid aanzienlijk.
Momenteel zijn er 20 meerfasepompen in gebruik in verschillende productieblokken, waarbij elk blok de productie van maximaal 24 oliebronnen verwerkt. Afzonderlijke pompen halen productiesnelheden tot 250 kubieke meter per uur. De eenheden zijn al meer dan zes jaar continu in bedrijf. In deze periode zijn er geen ongeplande stilleggingen geweest als gevolg van productieonderbrekingen. Onderhoudswerkzaamheden aan verbindingen, de aandrijflijn of lagerhuizen zijn tot nu toe niet nodig geweest. Alleen bij pompen die gedurende langere perioden werden blootgesteld aan extreem hoge zandbelastingen moesten stators en mechanische afdichtingen worden vervangen. Ondanks de veranderende samenstelling van de ruwe olie en de extreme klimaatomstandigheden blijft de algemene procesbesturing stabiel.
Voor operators resulteert dit in een aanzienlijk hogere beschikbaarheid van de installatie en meer voorspelbaar onderhoud, zelfs onder de meest uitdagende omstandigheden. Als je complexe media veilig en economisch over lange afstanden wilt transporteren, helpen de experts van NETZSCH je graag met het toepassingsspecifieke ontwerp van je pompoplossing.
NEMO® multifase excentische wormpomp
- Medium: Meerfasig mengsel (ruwe olie-water-gas-zand)
- Capaciteit: Tot 250 m³/h
- Temperatuur: Omgeving tot 50 °C
- Overige: Fluctuerende viscositeit, hoog gasgehalte, schurende zanddeeltjes
