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Tauchkolben zum Fördern von Erdöl und zum Heben von
Flüssigkeiten aus Brunnen
Gegenstand der Erfindung ist ein Tauchkolben zum Fördern von Erdöl und zum Heben von Flüssig- keiten aus Brunnen.
Bekanntlich ist im Erdöl fast immer Erdgas enthalten, so dass beim Anbohren eines Erdöllagers das Erd- öl durch Druck meist von selbst ausströmt. Es gibt aber auch Fälle, wo weniger Erdgas vorhanden ist, so dass der Druck zum Herauspressen des Erdöls nicht ausreicht. In diesen Fällen werden Tauchkolben in das
Förderohr eingebaut.
Ist der Tauchkolben am Grund der Bohrung angekommen, so bleibt er hier so lange sitzen, bis sich eine entsprechende Ölsäule über dem Kolben entwickelt hat, wobei der Gasdruck unterhalb und oberhalb des Kolbens ansteigt. Wird nun das Förderrohr oben geöffnet, so sinkt der Gasdruck oberhalb des Kolbens ab und der unterhalb des Kolbens verbliebene Gasdruck drückt den Kolben nach oben, wodurch auch die über ihm befindliche Ölsäule aus dem Förderrohr austritt. Nach dem Absinken des Druckes unterhalb des Kolbens sinkt derselbe wieder auf den Grund der Bohrung, die Ausflussöffnung des Förderrohres wird verschlossen und der Vorgang wiederholt sich.
Bei sehr gasarmen Erdölquellen wird in vielen Fällen zur Forderung auch Hilfsgas angewendet.
Das Ziel der Erfindung liegt in einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit dieser Fördermethode bzw. darin, dass solche Tauchkolben auch bei sehr gasarmen Erdölquellen mit Erfolg eingesetzt werden können und dabei die Anwendung von Hilfsgas in manchen Fällen vermieden werden kann.
Der Wirkungsgrad der durch Gase oder Gasgemische betätigten Flüssigkeitsheber und Tauchkolben ist sehr niedrig und demzufolge ist der zum Heben der Flüssigkeit (des Öls) angewendete spezifische Gasverbrauch bei tiefen Bohrungen sehr hoch. Überdies kann bei den bisher bekannten Flüssigkeitshebern die Flüssigkeitsentnahme über einen gewissen Wert nicht einmal durch weitere Steigerung der angewendeten Hilfsgas11, 1enge vergrössert werden, da das'Ausmass der Flüssigkeitsströmung in die Erdölquellen hinein stark davon abhängt, ein wie grosser Druck während des Betriebes an der Quellensohle dem Druck der flüssigkeitspeichernden porösen Tiefenschicht entgegenwirkt.
Der hohe spezifische Gasverbrauch der bekannten Flüssigkeitsheber ergibt sich vor allem daraus, dass sich das Gas während des Hubes zum grössten Teil ohne Arbeitsverrichtung durch die Flüssigkeit hindurchbewegt. Der Grund hiefür ist in mehreren Eigenheiten der benützten bekannten Tauchkolben zu finden. So sind diese Tauchkolben im Vergleich zum spez.-Gewicht der zu hebenden Flüssigkeit zu schwer und dichten an den Wandungen des Förder- oder Futterrohres nicht ausreichend ab. Eine glatte, gleichmässi- ge, innere Ausgestaltung der Förder- oder Futterrohre benötigt, falls irgendwie entsprechende Dichtungseigenschaften gesichert werden sollen, erhebliche Kosten.
Der Gegenstand der Erfindung beseitigt die erwähnten Mängel dadurch, dass der Tauchkolben bieg- sam ausgeführt ist, wodurch eine bessere Anpassung desselben an das Futterrohr - ohne Steckenbleiben im Rohr - erzielt werden kann ; dadurch wird der Gasverbrauch bedeutend herabgesetzt.
Demgemäss ist der Gegenstand der Erfindung ein Tauchkolben zum Heben von Flüssigkeiten aus Brunnen und insbesondere aus Erdölquellen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kolbenkörper aus mindestens zwei Teilen besteht, welche durch biegsame Kunststoffrohre, Kunststoffstränge, ein biegsa-
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mes Stahlseil oder durch Kreuzgelenkglieder usw., die die gegenseitige'Verbiegung der Teile längs der Längsachse des Kolbens zulassen, untereinander verbunden sind.
Es ist zweckmässig, das spez.-Gewicht des Tauchkolbens wesentlich zu vermindern und bereits dadurch das Heben einer zusätzlichen, etwa 100-150 m hohen Flüssigkeitssäule zu ermöglichen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 stellt ein allgemeines Schemader Anwendung des Tauchkolbens dar und Fig. 2 zeigt einen beispielsweisen, biegsam ausgeführten Tauch- kolben.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist im Futterrohr 1 ein Förderrohr 2 mit Abstand 3 angeordnet. Mit 4 ist ein Gasdurchlassventil zur Herabsetzung des spez.-Gewichtes der zu fördernden Flüssigkeit bezeichnet. Der Tauchkolben 5 sitzt am Grund der Bohrung auf einer Anschlagfeder. Oberhalb des Kolbens sammelt sich die Flüssigkeitssäule 6 an ; die Flüssigkeit strömt infolge des Schichtdruckes Ps entgegen dem geringeren Fussdruck PF in die Erdölquelle (Brunnen) hinein. Auch das Gas strömt in das Förderrohr 2 hinein. Wird das Ventil 7 geöffnet, so wird der Druck oberhalb der Säule 6 herabgesetzt und der Kolben 5 bewegt sich nach oben und fördert die Flüssigkeit nach oben. Ist die Quelle gasarm, so kann Hilfsgas in den Raum 3 eingespeist werden.
Nach dem Ausheben der Flüssigkeit wird das Ventil 7 geschlossen und der Kolben 5 sinkt wieder auf den Grund der Bohrung zurück. Der Vorgang wird wiederholt.
Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Tauchkolben einen aus Metall oder Kunststoff verfertigten, längs des Mantels geriffelten Anschlagkopf 8 eine aus biegsamem Kunststoff verfertigte Abstreifspindel 9,
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die eine Labyrinthdichtung sichern-versehen ist, und einen aus Metall oder Kunststoff verfertigten Endanschlag 11, welche Teile je für sich starr ausgebildet sind.
Die einzelnen Teile können auch mit entsprechenden Aussparungen, die in Fig. 2 nicht gezeigt sind, zur Herabsetzung des Kolbengewichtes versehen sein.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Tauchkolben zum Fördern von Erdöl und zum Heben von Flüssigkeiten aus Brunnen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkörper aus mindestens zwei Teilen besteht, welche durch Kunststoffrohre, Kunststoffstränge, ein biegsames Stahlseil oder durch Kreuzgelenkglieder usw., die die gegensetige Verbiegung der Teile längs der Längsachse des Kolbens zulassen, miteinander verbunden sind.