| Titel | Realitätsnahe Elastomerprüfung für Ölfeldanwendungen in einem Hochdruck-Tribometer |
| Autor | Jan Leilich, Eberhard Schlücker |
| Infos zum Autor | Dipl.-Ing. Dipl.-Kfm. Jan Leilich, Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker Universität Erlangen-Nürnberg, Technische Fakultät Lehrstuhl für Prozessmaschinen und Anlagentechnik Cauerstr. 4 91058 Erlangen |
| Inhalt | Zusammenfassung Die Gewinnung von Rohöl bei der sekundären und tertiären Förderung stellt extreme Anforderungen an die eingesetzten Aggregate. Hohe Viskosität des Mediums, variierende Gasanteile, Feststoffmitförderung, chemischer Angriff und geothermische Aktivität sind nur einige der Parameter, die den zum Einsatz kommenden Pumpen das Leben schwer machen″. Das spezielle Funktionsprinzip von Exzenter-schneckenpumpen hat für die diffizilen Ansprüche eine gute Anwendbarkeit gezeigt, so dass sie in den letzten beiden Jahrzehnten Onshore ebenso wie Offshore einen bemerkenswerten Marktanteil als Rohöl-Förderaggregat erobern konnten. Eines der Hauptprobleme, mit dem die Hersteller und Pumpenbetreiber zu kämpfen haben, ist die Beständigkeit des Stator-Elastomers gegen die rauen Einsatzbedingungen im Ölfeld. Bisher kann keine verlässliche Werkstoffauswahl bei der Projektierung der Anlage erfolgen, so dass es immer wieder zu Pumpenausfällen kommt. Im Rahmen eines Projektes zur Überwachung und Optimierung von Downhole-Exzenterschneckenpumpen wurde ein Hochdruck-Tribometer konzipiert, welches erstmals Reibverschleißuntersuchungen bei Downhole-Bedingungen hinsichtlich Medien, Druck und Temperatur ermöglicht. Die mit dem Hochdruck-Tribometer gewonnen Ergebnisse werden in eine Datenbank implementiert, welche die zukünftige Materialauswahl unter Rückgriff auf fundierte experimentelle Ergebnisse möglich macht. Dies bietet langfristig auf zuverlässigem Wege die Möglichkeit, kostenintensive Tests im Ölfeld durch Laboruntersuchungen zu substituieren. Die Triboversuche werden ergänzt um Diffusionsversuche, reine Quellversuche sowie Untersuchungen zur Beständigkeit des Klebemittels, so dass letztlich ein umfassendes Verständnis für die Gesamtheit - Elastomere im Downhole-Einsatz - geschaffen wird. Abstract The production of crude oil is a very challenging application for the equipment in use. High viscosity of the fluid, varying gas ratios, solids in the oil, chemical attack, and geothermal activities are just some of the parameters, giving the installed pumps a hard time. Due to their particular working principle, progressing cavity pumps have proven the suitability for this application and conquered a remarkable share of the market as means of crude oil production. One of the main problems that manufacturers and operators have to face is the resistance of the stator elastomer versus the harsh conditions in the oilfield. Up to know it is barely possible to select the most suited material on a reliable basis, leading repeatedly to uncontrolled pump failures. A High-Pressure-Tribometer was developed in the context of a project to monitor and optimize downhole progressing cavity pumps, enabling the manufacturer to perform tribological investigations at downhole conditions with regard to fluid, pressure and temperature. The results of these realistic simulations are to be implemented into a database making future selection of the stator elastomer more reliable, even without individual experiments. The tribological experiments are accompanied by diffusion tests, static swelling investigations, and research on the resistance of bonding materials. This provides a basis for the total understanding of the complex conditions of elastomers in downhole applications. In the talk this apparatus as well as the results are introduced and the success of the implementation within the oilfield is presented. ″ |
| Datum | 2007 |
