Down­ho­le- Exzen­ter­schne­cken­pum­pe mit Tauchantrieb

Ein deut­scher Ener­gie­ver­sor­ger hat­te zunächst einen geo­lo­gi­schen Hori­zont für die Gas­spei­che­rung ver­wen­det, ent­schied sich dann aber, aus der glei­chen Lager­stät­te Erd­öl zu för­dern. Daher muss­te ein geeig­ne­tes Absaug­sys­tem erwor­ben wer­den, um das mehr­pha­si­ge Gemisch mit hohem Gas­ge­halt aus 1.200m an die Ober­flä­che zu trans­por­tie­ren. Auf­grund der extre­men Bedin­gun­gen war eine spe­zi­el­le Pum­pen­tech­no­lo­gie erfor­der­lich: Krei­sel­pum­pen mit Tauch­an­trieb waren auf­grund des hohen Aus­fall­ri­si­kos durch Gas­sper­re nicht geeig­net, wäh­rend Exzen­ter­schne­cken­pum­pen mit ober­ir­di­schem Antrieb — wie in Mit­tel­eu­ro­pa üblich — das Risi­ko eines Gas­aus­bruchs (Blow-Out) an der Ober­flä­che ber­gen. Die Netzsch Pum­pen & Sys­te­me GmbH hat schließ­lich eine Exzen­ter­schne­cken­pum­pe mit Tauch­an­trieb ent­wi­ckelt, die die­se Pro­ble­me besei­tigt. Da alle beweg­li­chen Tei­le tief im Bohr­loch posi­tio­niert sind, besteht auch kei­ne Gefahr von Umwelt­ver­schmut­zun­gen durch Lecka­gen an der Oberfläche.
Nach­dem ein deut­scher Ener­gie­ver­sor­ger begon­nen hat­te, eine Lager­stät­te für die Gas­spei­che­rung zu nut­zen, wur­de beim Abpum­pen des Medi­ums deut­lich, dass der geo­lo­gi­sche Hori­zont, in dem es gela­gert wur­de, erheb­li­che Ölmen­gen in das Gas abgab. Dies führ­te zu einer detail­lier­ten Pro­duk­ti­ons- und Ren­ta­bi­li­täts­ana­ly­se, die zeig­te, dass eine Umwand­lung von Gas zu Ölför­de­rung für die­ses Bett wirt­schaft­lich sinn­voll sei.

Zuvor instal­lier­tes Pum­pen­sys­tem auf­grund extre­mer Bedin­gun­gen ungeeignet

Um das Roh­öl aus einer Tie­fe von mehr als 1.200 m sicher an die Ober­flä­che zu trans­por­tie­ren, muss­te ein geeig­ne­tes Pump­sys­tem beschafft wer­den. Die extre­men Bedin­gun­gen vor Ort stell­ten jedoch sehr hohe Anfor­de­run­gen an das Pum­pen­de­sign: Da es sich bei dem Medi­um um ein mehr­pha­si­ges Gemisch mit sehr hohem Gas­ge­halt han­del­te, waren die übli­chen Krei­sel­pum­pen mit Unter­ta­ge­an­trieb kei­ne Opti­on. Bei einem sehr hohen Gehalt an frei­em Gas besteht bei die­ser Art von Pum­pe immer die Gefahr, dass sich alle Lauf­rä­der mit Gas fül­len und die Pum­pe blo­ckie­ren. Daher war es sehr wahr­schein­lich, dass die Pum­pe in die­ser Anwen­dung auf­grund der soge­nann­ten Gas­sper­re ver­sagt hät­te. Bei den Down­ho­le-Exzen­ter­schne­cken­pum­pen, die bis­her in Mit­tel­eu­ro­pa ein­ge­setzt wur­den, han­delt es sich übli­cher­wei­se um Anla­gen mit ober­ir­di­schem Antrieb. Die­se Gerä­te haben eine dyna­mi­sche Dich­tung an der Ober­flä­che, die bei extre­mem Druck­an­stieg auf der Saug­sei­te einen erheb­li­chen Nach­teil hat: Die Dich­tung kann über­las­tet wer­den und einen Blow-Out auslösen.

Unter­ir­di­sche Exzenterschneckenpumpe

Um die­ses Risi­ko aus­zu­schlie­ßen, ent­schied sich Netzsch für eine Lösung, die unter Tage instal­liert wird — die ESPCP („Elek­trisch unter­ir­disch betrie­be­ne Exzen­ter­schne­cken­pum­pe“). Das Beson­de­re an die­ser Pum­pen­bau­art ist, dass die Rota­ti­on des Rotors nicht über eine sehr lan­ge Wel­le oder Gestän­ge von der Ober­flä­che aus ange­trie­ben wird, son­dern die Rotor-Sta­tor-Kom­bi­na­ti­on und der Motor in das Bohr­loch ver­senkt wer­den. Der Motor ist über eine  kur­ze fle­xi­ble Stan­ge direkt mit dem Rotor ver­bun­den. Alle Radi­al- und Axi­al­kräf­te des Rotors wer­den von einem spe­zi­el­len unter­ir­di­schen Lager­ge­häu­se auf­ge­nom­men. Dar­über hin­aus befin­det sich die dyna­mi­sche Dich­tung auch in 1.200m Tie­fe. Dadurch wer­den alle kri­ti­schen Kom­po­nen­ten der Pump­lö­sung unter der Erde bewegt, wodurch Umwelt­ein­flüs­se durch ober­ir­di­sche Lecks aus­ge­schlos­sen werden.