In Kooperation mit der Universität Erlangen-Nürnberg sowie der Georg-Simon-Ohm Fachhochschule Nürnberg wurde im Jahr 1994 unter Federführung der Leistritz Aktiengesellschaft, Nürnberg, (D), begonnen, eine Mehrphasenpumpe (außengelagerte, zweispindlige, doppelflutige Schraubenpumpen) für den Subsea-Einsatz zu entwickeln. Hierzu wurde eine Mehrphasenpumpe bei Gasgehalten zwischen 90 % und 100 % betrieben. Als Fördermedium kam ein Wasser/Luft-Gemisch zum Einsatz. Mit den experimentell ermittelten Ergebnissen wurde das auf hohe Gasgehalte erweiterte Theoriemodell verifiziert. Mittels FEM-Berechnungen wurde das Pumpengehäuse optimiert, wobei besonderes Augenmerk den erhöhten Pumpeneintrittsdrücken und den geodätischen Druckverhältnissen galt. Um eine möglichst kompakte und stabile Ausführung des Pumpengehäuses zu erhalten, wurde eine Blockbauweise ausgewählt. Im Rahmen der Verschleißmodellierung des Tribosystems der Schraubenpumpe wurden Hartstoffschichten werkstofftechnisch analysiert und tribometrische Simulationen sowie Laborversuche an der realen Pumpe durchgeführt. Aufgrund von Schwefelwasserstoffanteilen im Rohöl, sollten die Verschleißschutzschichten außerdem gute Korrosionseigenschaften aufweisen. Gegenüber der Lebensdauer mit Standardwerkstoffen wurde die Lebensdauer der Pumpe mit Verschleißschutzschichten auf das 8fache gesteigert. Um eine kompakte Einheit mit geringer Anzahl von Systemkomponenten auf den Meeresboden absenken zu können, wurden die Hilfssysteme weiterentwickelt. Dies beinhaltete u. a. die Abdichtung der Spindeln zum Saugraum durch Gleitringdichtungen bei hohen Differenzdrücken sowie die Systeme zur Erhaltung der Dichtwirkung der einzelnen Spalte bei Gasgehalten nahe 100 %. In Abbildungen sind die Förderkennlinien einer außengelagerten, zweispindligen Schraubenpumpe bei unterschiedlichen Gasgehalten, die Systematik zur Ermittlung des optimalen Verschleißschutzes, der Kreislauf für mediumsgeschmierte Gleitringdichtungen einer Schraubenpumpe, die Einspritzvariante zur Förderung von Gasanteilen bis 100 % sowie das Subsea-Mehrphasenpumpen-System dargestellt. Die technischen Daten sind in einer Tabelle aufgeführt. Alle Systemkomponenten wurden in der Praxis erfolgreich getestet.
Subsea - Ein neues Anwendungsgebiet für die Mehrphasenschraubenpumpe
Industriepumpen + Kompressoren ; 5 , 2 ; 93-98
1999
6 Seiten, 10 Bilder, 2 Tabellen, 7 Quellen
Article (Journal)
German
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