P.A.S. Pumpsets

Gummilose Exzenterschneckenpumpe mit druckaktivierter Dichtlinie

Die P.A.S.-Pumpentechnologie wurde für die anspruchsvollen Bedingungen in der Öl- und Gasförderung entwickelt. Die gummilose Exzenterschneckenpumpe verfügt über ein druckgeregeltes Statorsystem, das sich an veränderte Betriebsbedingungen im Bohrloch anpasst. Dadurch bleiben Dichtwirkung und Förderleistung auch bei hohen Drücken, wechselnden Temperaturen und zunehmendem Verschleiß erhalten.

Die Dichtlinie bildet sich zwischen Rotor und Stator und trennt die einzelnen Förderkammern voneinander. Ihre Funktion ist entscheidend dafür, dass die Pumpe das Medium zuverlässig von der Eintritts- zur Austrittsseite transportiert.

Die P.A.S.-Technologie ist eine Weiterentwicklung konventioneller Exzenterschneckenpumpen für die künstliche Förderung (Artificial Lift). Das System verbindet einen gummilosen Stator mit hohem Druckaufbau pro Stufe, hoher Temperaturbeständigkeit und einem energieeffizienten Betrieb.

Hoher Druckaufbau bei wechselnden Bohrlochbedingungen

Während der Förderung können sich Druck, Temperatur und Zusammensetzung des Fördermediums verändern. Dadurch ändern sich auch die Anforderungen an die Dichtlinie zwischen Rotor und Stator.

Das P.A.S.-Statorsystem reagiert auf diese Veränderungen: Sein druckgeregelter Aufbau hält die Dichtlinie auch bei steigenden Drücken aufrecht und unterstützt damit eine zuverlässige Förderung.

Zugleich ermöglicht die Technologie pro Stufe eine bis zu viermal so hohe Druckdifferenz wie herkömmliche Statorsysteme. Dadurch eignet sie sich auch für Anwendungen mit großen Fördertiefen und hohen Anforderungen an den Druckaufbau.

Die höhere Druckdifferenz pro Stufe schafft zudem Spielraum bei der Auslegung des Fördersystems. Je nach Anwendung lassen sich damit höhere Förderraten erzielen und die Produktivität des Bohrlochs verbessern.

Warum anspruchsvolle Förderbedingungen neue Pumpenkonzepte erfordern

Die Betriebsbedingungen in Ölbohrungen verändern sich im Laufe der Förderung. Druck, Temperatur, Förderrate und Zusammensetzung des Mediums können erheblich schwanken. Gleichzeitig erschließen Betreiber zunehmend reife Lagerstätten und schwer zugängliche Reserven.

Typische Herausforderungen sind:

• Hochviskose Öle: Schweröle und stabile Öl-Wasser-Emulsionen erzeugen hohe Strömungswiderstände und belasten Pumpen und Antriebe. 
• Sand und abrasive Feststoffe: Mitgeförderte Partikel können Bauteile erodieren, Lager belasten und enge Strömungsquerschnitte beschädigen. 
• Freie Gasanteile: Mehrphasenströmungen verändern das Förderverhalten und können bei bestimmten Pumpenprinzipien zu instabilen Betriebszuständen führen. 
• Chemisch aggressive Medien: H₂S, CO₂, Chloride und wechselnde pH-Werte stellen hohe Anforderungen an die eingesetzten Werkstoffe. 
• Erhöhte Temperaturen: Thermische Förderverfahren und heiße Lagerstätten können die Einsatzgrenzen konventioneller Dichtungs- und Statormaterialien überschreiten.

Gummiloses Statordesign

Die Lebensdauer eines Stators hängt wesentlich vom verwendeten Werkstoff ab. Konventionelle Systeme verwenden häufig Gummi oder andere Elastomere, deren Eigenschaften sich unter hoher thermischer oder chemischer Belastung verändern können. Greifen Hitze oder Bestandteile des Fördermediums das Material an, kann auch die Dichtwirkung nachlassen.

Das P.A.S.-System verwendet einen vollständig gummilosen Stator und vermeidet so typische Schwachstellen herkömmlicher Gummistatoren. Gerade bei hohen Temperaturen oder aggressiven Fördermedien kann dieser Aufbau die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Pumpe verbessern. Damit erweitert die Technologie die Einsatzmöglichkeiten bei Förderaufgaben, die konventionelle Gummistatoren stark beanspruchen.

Temperaturänderungen konstruktiv ausgleichen

Bei steigenden Temperaturen dehnen sich die Bauteile der Pumpe aus, beim Abkühlen ziehen sie sich wieder zusammen. Schon geringe Veränderungen der Abmessungen können die Dichtwirkung zwischen Rotor und Stator beeinträchtigen und dadurch die Förderleistung verringern.

Das P.A.S.-System ist so konstruiert, dass es diese temperaturbedingten Veränderungen ausgleicht. Dadurch bleibt die Dichtlinie auch bei wechselnden Betriebstemperaturen erhalten. Der konstruktive Ausgleich trägt dazu bei, die Förderleistung während des Betriebs stabil zu halten.

Bis zu 40 % weniger Energiebedarf

Das P.A.S.-Statorsystem reduziert die Reibungsverluste beim Pumpen. Dazu trägt auch die druckabhängige Anpassung der Dichtlinie bei. Gegenüber Pumpen mit Gummistatoren sind dadurch Energieeinsparungen von bis zu 40 %* möglich.

Der geringere Verbrauch kann die Energiekosten über die gesamte Einsatzdauer spürbar senken und so die Rentabilität des Förderprojekts verbessern. Zugleich lässt sich die mit dem Energiebedarf verbundene Umweltbelastung verringern.

Für Temperaturen bis 200 °C geeignet

Bei der Förderung aus Bohrlöchern müssen die eingesetzten Werkstoffe oft über lange Zeit hohen Temperaturen standhalten.

Das P.A.S.-Statorsystem ist mit Daurin™ für Temperaturen bis 140 °C ausgelegt. Kommt Dauraspire™ zum Einsatz, sind Betriebstemperaturen von bis zu 200 °C möglich.

Die Wahl des Statorwerkstoffs richtet sich nach den Temperaturen am Einsatzort und der Zusammensetzung des Fördermediums. So lässt sich das System auf die jeweilige Förderaufgabe abstimmen.

Damit lässt sich das System auch in Bohrlöchern einsetzen, in denen die Hitze herkömmliche Statoren an ihre Grenzen bringt. Die höhere Temperaturbeständigkeit kann das Risiko von Statorausfällen senken und so helfen, Produktionsunterbrechungen zu vermeiden.

Verschleiß automatisch kompensieren

Im dauerhaften Pumpenbetrieb lässt sich mechanischer Verschleiß niemals vollständig vermeiden. Entscheidend ist deshalb, seine Auswirkungen auf die Förderleistung zu begrenzen.

Das P.A.S.-Statorsystem gleicht verschleißbedingte Veränderungen am Stator automatisch im laufenden Betrieb aus. So bleiben Dichtwirkung und Förderleistung auch bei zunehmender Abnutzung länger erhalten.

Dieser automatische Verschleißausgleich trägt dazu bei, die Wartungsintervalle zu verlängern und einen vorzeitigen Austausch des Stators zu vermeiden. Das unterstützt einen zuverlässigen Förderbetrieb über längere Einsatzzeiträume.

Die Vorteile des P.A.S.-Statorsystems im Überblick

Das druckgeregelte P.A.S.-Statorsystem bietet mehrere Vorteile für eine zuverlässige und wirtschaftliche Förderung unter anspruchsvollen Bohrlochbedingungen:

• Hoher Druckaufbau pro Stufe: Das System ermöglicht eine bis zu viermal so hohe Druckdifferenz pro Stufe wie herkömmliche Statorsysteme. Dadurch eignet es sich auch für Anwendungen mit besonders hohen Druckanforderungen.
• Vollständig gummiloser Stator: Der Stator kommt vollständig ohne Gummi aus. Dadurch vermeidet das System typische Schwachstellen herkömmlicher Gummistatoren bei hohen Temperaturen und chemischer Belastung.
• Bis zu 40 % Energieeinsparung: Durch die geringere Reibung geht beim Pumpen weniger Energie verloren. Gegenüber Pumpen mit Gummistatoren sind so – abhängig von den Betriebsbedingungen – Einsparungen von bis zu 40 %* möglich.
• Hohe Chemikalienbeständigkeit: Der gummilose Aufbau erweitert die Einsatzmöglichkeiten bei aggressiven Fördermedien, die das Material herkömmlicher Gummistatoren angreifen können.
• Temperaturbeständigkeit bis 200 °C: Mit Daurin™ sind Betriebstemperaturen bis 140 °C möglich, mit Dauraspire™ bis 200 °C. Die Konstruktion gleicht temperaturbedingte Maßänderungen aus.
• Automatische Verschleißkompensation: Das System gleicht verschleißbedingte Veränderungen am Stator im laufenden Betrieb aus. Dadurch bleiben Dichtwirkung und Förderleistung länger erhalten.
• Hoher volumetrischer Wirkungsgrad: Bei der Förderung von Wasser erreicht das System mehr als 80 % des theoretisch möglichen Volumenstroms.
• Kompakte Bauweise: Die geringere Baulänge kann den Installationsaufwand reduzieren. Je nach Anwendung lassen sich dadurch auch die Installations- und Gesamtsystemkosten senken.

Zuverlässige Förderung unter anspruchsvollen Bedingungen

Hoher Druck, wechselnde Temperaturen und fortschreitender Verschleiß wirken im Förderbetrieb häufig gleichzeitig auf das Pumpsystem ein. Die P.A.S.-Technologie ist darauf ausgelegt, diese Belastungen im Zusammenspiel zu bewältigen.

Dazu verbindet sie einen druckgeregelten, gummilosen Stator mit hoher Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit sowie einem automatischen Verschleißausgleich. Diese Eigenschaften unterstützen eine langfristig stabile Förderleistung und einen geringeren Wartungsaufwand. Zusammen mit dem reduzierten Energiebedarf tragen sie zur Wirtschaftlichkeit der Öl- und Gasförderung bei.

* Die mögliche Energieeinsparung hängt von den jeweiligen Anwendungsparametern, dem Zustand der mechanischen Komponenten und den Bohrlochbedingungen ab.