DE3908193A1 - Vorrichtung zur fixierung und abdichtung einer moineaupumpe im steigrohr einer fluessigkeitsfoerdersonde - Google Patents
Vorrichtung zur fixierung und abdichtung einer moineaupumpe im steigrohr einer fluessigkeitsfoerdersondeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung
und Abdichtung einer Moineaupumpe im Steigrohr einer Flüssig
keitsfördersonde gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekanntlich wird bei der Ölförderung nach Abklingen der
eruptiven Förderphase von Ölsonden die Förderung mittels För
derhilfsmittel aufrechterhalten. Neben Gestängekolbentiefpum
pen und Tauchkreiselpumpen werden insbesondere in Ölfeldern
mit niedriger Sondenförderleistung sogenannte Stripper-Well-
Pumpen zunehmend eingesetzt.
In der Fig. 1 der beigefügten Zeichnung ist eine Strip
per-Well-Pumpe 2, die eine Moineaupumpe mit Stator 4 und Ro
tor 6 ist, schematisch dargestellt. Die Moineaupumpe 2 befin
det sich in einem Steigrohr 8 einer verrohrten Bohrung mit
Produktionsrohr 10, Ankerrohr 12 und Bohrlochzementation 14.
Der Stator 4 der Moineaupumpe 2 wird am Steigrohr 8 angebaut.
Der Rotor der Moineaupumpe wird am Pumpengestänge 16 in den
Stator 4 eingelassen. Das Pumpgestänge 16 dient als Verbin
dungswelle zur Übertragung der Drehbewegungen des Antriebsmo
tors auf den Rotor. Durch die Rotation des wellenförmigen Ro
tors in dem durch Elastomere in mehrere Kammern unterteilten
Stator wird die eingeflossene Flüssigkeit aus den Kammern
verdrängt und zutage gefördert.
Die Moineaupumpe zeichnet sich dadurch aus, daß sie un
empfindlich gegenüber Feststoffgehalt im geförderten Medium
ist. Außerdem wird die Förderleistung der Pumpe durch freies
Gas nicht beeinflußt.
Obwohl Moineaupumpen unempfindlich und dadurch auch we
niger reparaturanfällig sind, muß damit gerechnet werden, daß
sie zwecks Erneuerung des Elastomers im Stator doch von Zeit
zu Zeit gezogen werden müssen. Wie der Fig. 1 zu entnehmen
ist, muß bei der bisherigen Installation der Moineaupumpe für
die Reparatur des Stators nicht nur das Pumpgestänge 16 mit
dem Rotor 6, sondern auch das Steigrohr 8 mit dem Stator 4
ausgebaut werden, was einen erheblichen Aufwand bedeutet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb
darin, Mittel zur Installation einer Moineaupumpe im Steig
rohr anzugeben, durch die Reparatur- und Wartungsarbeiten an
der Pumpe einfacher ausführbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kennzei
chen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung braucht bei notwendig werdendem Aus
tausch oder notwendig werdender Reparatur der Moineaupumpe
oder Teilen dieser Pumpe - beispielsweise bei nachlassender
Förderleistung - nur noch das Pumpgestänge mit der kompletten
Moineaupumpe incl. Stator und Rotor aus dem Steigrohr gezogen
zu werden. Das Steigrohr selbst verbleibt in der Bohrung,
wodurch die Dauer der Aufwältigungsarbeiten verkürzt und so
mit der Produktionsausfall und der Kostenaufwand reduziert
werden können.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfin
dungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen ge
kennzeichnet.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine herkömmliche Installation einer
Moineaupumpe in einer verrohrten Bohrung,
Fig. 2 eine Installation einer Moineaupumpe in
einer verrohrten Bohrung gemäß vorliegender
Erfindung,
Fig. 3 und 4 zwei unterschiedliche Installationen
der Moineaupumpe in genauerer Darstellung,
Fig. 5 bis 8 erfindungsgemäße am Steigrohr vorge
sehene Installationsmittel,
Fig. 9 bis 11 erfindungsgemäße, an der Moineaupumpe
vorgesehene Installationsmittel und
Fig. 12 bis 14 verschiedene Ausführungsformen von
Kopplungsteilen zwischen Stator und
Rotor der Moineaupumpe.
In der Fig. 2 der beigefügten Zeichnung ist die Instal
lation einer Moineaupumpe 20 gemäß vorliegender Erfindung
schematisch dargestellt. Diese Installation wird durch die
nachstehend näher beschriebenen Installationsmittel ermög
licht, wobei gleichzeitig auf die weiteren Figuren der Zeich
nung Bezug genommen wird.
Die Moineaupumpe 20 wird in dem Steigrohr 22 mit Hilfe
eines Pumpenhaltesitzes 24 eingebaut. Dieser Pumpenhaltesitz
24 muß in der Lage sein, den Stator 26 der Moineaupumpe gegen
Drehung zu sichern und die Moineaupumpe 20 im Steigrohrstrang
hydraulisch getrennt sind.
Der Steigrohrstrang 22 der Ölförderbohrung, der mit der
Moineaupumpe 20 ausgerüstet werden soll, wird unterhalb des
Pumpenhaltesitzes 24 durch einen Steigrohranker oder durch
einen Zugspannungsanker 28 im Produktionsrohr 29 der Bohrung
verankert und in Spannung gezogen. Hierdurch wird sicherge
stellt, daß der Pumpenhaltesitz auch für den Fall, daß das
gesamte Drehmoment des Rotors 30 auf den Stator 26, bei
spielsweise durch Feststoffverstopfung der Moineaupumpe über
tragen wird, nicht abgeschraubt wird.
Eine andere Sicherung gegen Abschrauben ohne Packersi
cherung des Steigrohrstranges kann durch ein Linksgewinde am
oberen Ende des Pumpenhaltesitzes erreicht werden.
Nachdem der Steigrohrstrang 22 mit dem Zugspannungspac
ker 28 und dem Pumpenhaltesitz 24 eingebaut und abgesetzt
ist, wird die Moineaupumpe 20 komplett mit dem Pumpgestänge
32 in den Steigrohrstrang eingebaut.
Um die Drehung der Pumpe 20 im Pumpenhaltesitz 24 zu un
terbinden und die Abdichtung der Pumpe im Steigrohrstrang zu
gewährleisten, wird vor dem Einbau der Moineaupumpe in den
Steigrohrstrang auf das untere Ende des Stators 26 ein Man
drel 34 aufgeschraubt, der so konstruiert ist, daß er im
Pumpenhaltesitz 24 die beiden oben genannten Aufgaben, näm
lich Abdichtung und Drehverhinderung, übernimmt. Falls ge
wünscht, kann im Mandrel 34 ein Fußventil 36 für die Moineau
pumpe vorgesehen werden.
Die mit dem Mandrel 34 versehene Moineaupumpe 20 wird am
Pumpgestänge 32 in das Steigrohr 22 bis zum Pumpenhaltesitz
24 herabgelassen.
Wie bereits erwähnt, soll der Pumpenhaltesitz 24 den
Stator 26 der Moineaupumpe 20 gegen Drehung im Steigrohr
strang 22 sichern. Hierzu besteht der Pumpenhaltesitz 24 aus
einem mit wenigstens zwei Innenrippen 38 versehenen Rohrstück
40, das an einem Ende ein Muffengewinde 41 und am anderen
Ende ein Zapfengewinde 43 aufweist, vgl. Fig. 3 bis 6.
Für die Abdichtung der Moineaupumpe 20 ist eine Abdicht
hülse 42 vorgesehen, die beidendig Zapfengewinde 45, 47 auf
weist und unmittelbar auf den Pumpenhaltesitz 24 geschraubt
wird, vgl. Fig. 3, 4, 7 und 8. Die Abdichthülse 42 ist ein
Rohrstück, dessen Innendurchmesser etwas kleiner ist als der
des Steigrohrstranges 22. Die Abdichthülse 42 wird mit dem
oberen Zapfengewinde 45 in eine Verbindungsmuffe 49 eines
Steigrohres des Steigrohrstranges 22 aingeschraubt, während
das Zapfengewinde 43 des Pumpenhaltesitzes 24 in eine Verbin
dungsmuffe 51 des nächsten Steigrohres eingeschraubt wird.
Die Innenfläche der Abdichthülse 42 ist gehohnt, um eine Ab
dichtung mittels Lippendichtungen (Abdichtmanschette) errei
chen zu können. Die Länge der Abdichthülse 42 ist vom Durch
messer und von der Einbauteufe abhängig.
In den Pumpenhaltesitz 24 wird zur erwähnten Drehsicher
rung der etwa dazu komplementär ausgebildete und auf der
Pumpe 20 aufgeschraubte Mandrel 34 eingesetzt, vgl. Fig. 3,
4, 9, 10 und 11. Dieser Mandrel 34 weist hierzu ein rohrför
miges Fixierungsstück 44 auf, das beidendig Zapfengewinde 53,
55 oder beidseitig Innengewinde 57 aufweist und den unteren
Teil des Mandrels 34 bildet und wenigstens eine Außenrippe 46
aufweist, die in der Einbaulage in die Ausnehmungen zwischen
den Innenrippen 28 des Pumpenhaltesitzes 24 eingreift.
Außerdem weist der Mandral 34 einen mit einem Muffengewinde
59 und einem Zapfengewinde 61 versehenen Abdichtmandrel 48
auf, vgl. Fig. 3, 4 und 11.
Das rohrförmige Fixierungsstück 44 mit den Außenrippen
46 wird in den Pumpenhaltesitz 24 gefahren, derart, daß eine
Verzahnung der Innenrippen 28 des Pumpenhaltesitzes 24 und
der Außenrippen 46 des Mandrels 34 stattfindet, wodurch eine
Fixierung des Stators 26 gegen Drehung im Steigrohrstrang 22
erreicht wird.
Die Länge des Fixierstückes 44 des Mandrels 34 und die
Länge des gehohnten Teiles der Abdichthülse 42 des Pumpenhal
tesitzes 24 werden in Abhängigkeit von der Größe des Steig
rohres 22 und des Pumpgestänges 32 so gewählt, daß die Deh
nung des Pumpgestänges - verursacht durch die Last der
Flüssigkeitssäule - im Pumpenhaltesitz kompensiert wird.
Der Außendurchmesser des Fixierungsstückes ist von der
Größe des eingebauten Steigrohres und von den Abmessungen des
in das Steigrohr eingebauten Pumpenhaltesitzes abhängig. Die
Länge des Fixierungsstückes ist außerdem von der Länge der in
der Bohrung befindlichen Abdichthülse 42 abhängig.
Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Innen
rippen 28 des Pumpenhaltesitzes 24 einen zu tiefen Einbau der
Moineaupumpe 20 verhindern.
Auf das Fixierungsstück 44 wird der Abdichtungsmandrel
48 (Fig. 9), der eine Schulter 50 und Abdichtungsmanschetten
52 aufweist, als zweiter Teil des Fixierungsmandrels 34 auf
geschraubt. Die Schulter 50 ist vom Außendurchmesser her so
bemessen, daß sie auf den Innenrippen 28 des Pumpenhaltesit
zes 24 aufsitzt. Durch das Aufsitzen wird das Erreichen des
Pumpenhaltesitzes durch die Moineaupumpe angezeigt. Dadurch,
daß sich die Abdichtungsmanschetten 52 des Abdichtungsman
drels 48 unmittelbar oberhalb der Schulter 50 befinden und
dadurch, daß sich die Abdichthülse 42 im Steigrohr unmittel
bar oberhalb des Pumpenhaltesitzes 24 befindet, wird sicher
gestellt, daß sich der Abdichtungsmandrel 48 nach dem Aufsit
zen der Schulter 50 auf den Innenrippen des Pumpenhaltesitzes
innerhalb der Abdichthülse 42 befindet und daß der Ringspalt
zwischen Abdichtungsmandrel und Abdichthülse durch die Ab
dichtungsmanschetten 52 abgedichtet ist. Die Abmessungen der
Abdichtungsmanschetten sind auf die Abmessungen der in das
Steigrohr eingebauten Abdichthülse abgestimmt.
Um die Moineaupumpe 20 im Steigrohr 3 installieren zu
können, ist ferner ein Kopplungsteil 56 für den Stator 26 und
den Rotor 30 der Moineaupumpe 20 vorgesehen. Durch dieses
Kopplungsteil 56 werden der Stator und der Rotor zusammenge
halten, die dadurch gemeinsam am Pumpgestänge 32 in den
Steigrohrstrang der Bohrung eingesetzt und aus dem Steigrohr
strang ausgebaut werden können. Dieses Kopplungsstück zwi
schen Stator und Rotor ist so ausgebildet, daß die Drehbewe
gung des Pumpgestänges oder einer anders gestalteten Welle
beim stehenden Stator auf den Rotor übertragen wird.
Das Kopplungsstück kann auf das obere Ende der Moineau
pumpe (vgl. Fig. 3) oder auf das untere Ende der Moineaupumpe
(vgl. Fig. 4) aufgeschraubt werden. Welche von beiden Ein
baumöglichkeiten gewählt wird, ist von den Einsatzbedingungen
der Moineaupumpe 20 abhängig.
In den Fig. 12, 13 und 14 sind verschiedene Ausführungs
formen von Kopplungsteilen dargestellt, wobei gleiche Bezugs
zeichen gleiche oder vergleichbare Bauteile darstellen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 besteht das Kopp
lungsteil 56 aus einem Trägerkörper 58 mit beidseitigen Zap
fengewinden 60, 62, einer rotierenden Rohrwelle 64, Zug-und
Druckbelastung aufnehmenden Kugellagern 66, 68, Spannmuttern
70, 72 für die Kugellager, einer Verbindungsmuffe 74 zwischen
rotierender Rohrwelle 64 und dem Pumpgestänge (nicht darge
stellt), wobei die Verbindungsmuffe 74 mit oder ohne Aus
trittsschlitzen 76 versehen sein kann, einer unteren Verbin
dungsmuffe 78 zur Verbindung der rotierenden Rohrwelle 64 mit
der Welle des Rotors der Moineaupumpe (nicht dargestellt),
einer Verbindungshülse 80 zur Verbindung des Trägerkörpers 58
mit dem Stator (nicht dargestellt) der Moineaupumpe und einer
oberen Hülse 82, die auf den Trägerkörper 58 aufgeschraubt
ist und vorgesehen wird beim Einbau des Kopplungsteiles 56 am
Kopf der Moineaupumpe.
Die Ausführungsform des Kopplungsteiles 56 nach Fig. 12
eignet sich sowohl für den Einbau am Kopf als auch für den
Einbau am Fuß der Moineaupumpe.
Die Ausführungsform nach Fig. 13 unterscheidet sich von
der Ausführungsform nach Fig. 12 dadurch, daß die Verbin
dungsmuffen 74 und 78 bei der Ausführungsform nach Fig. 12
einstückig mit der Rohrwelle 64 ausgebildet sind. Ferner sind
auch beim Kopplungsteil 56 nach Fig. 13 der Trägerkörper 58
und die Verbindungshülse 80 einstückig ausgebildet. Außerdem
fehlen bei dem Kopplungsteil 56 nach Fig. 13 separate Spann
muttern für die Kugellager. Die Funktion der Spannmutter für
das untere Kugellager 68 übernimmt der obere Teil des Träger
körpers 58 mit dem Zapfengewinde 60, auf das die Hülse 82 wie
bei der Ausführungsform nach Fig. 12 aufgeschraubt ist, die
mit einem einwärts gerichteten Ringflansch 84 die Funktion
der Spannmutter für das obere Kugellager 66 übernimmt.
Die Fig. 14 zeigt eine weitere Variante des Kopplungs
teiles 56. Bei dieser Ausführungsform bilden die Rohrwelle 64
und die untere Verbindungsmuffe 76 der Ausführungsform nach
Fig. 12 ein einstückiges Teil, während für die Verbindung der
Rohrwelle mit dem Pumpgestänge eine separate Verbindungsmuffe
74 vorgesehen ist. Der Trägerkörper 58 und die Verbindungs
hülse 80 der Ausführungsform nach Fig. 12 sind bei dieser
Ausführungsform nach Fig. 14 wie auch bei der Ausführungsform
nach Fig. 13 einstückig ausgebildet. Für das untere Kugella
ger 68 ist eine separate Spannmutter 72 vorgesehen, während
für das obere Kugellager 66 die Verbindungsmuffe 74 als
Spannmutter dient. Die Verbindungsmuffe 74 entspricht im Muf
fenbereich mit ihren Abmessungen etwa den Abmessungen des
Tragkörpers 58, und das obere Kugellager 56 befindet sich un
mittelbar zwischen den aufeinandergerichteten Stirnflächen
von Verbindungsmuffe 74 und Trägerkörper 58.
Wenn man, wie oben erwähnt, das Kopplungsteil 56 nach
Fig. 12 am unteren Ende der Moineaupumpe vorsieht, wird die
obere Hülse 82 durch eine zweite Verbindungshülse 80 ersetzt,
die auf das obere Zapfengewinde des Trägerkörpers aufge
schraubt wird. Die obere Verbindungshülse wird dann auf das
untere Ende des Moineaupumpenstators 26 aufgeschraubt. Die
untere Verbindungshülse 80 verbindet in diesem Falle den Trä
gerkörper 58 mit dem Abdichtungsmandrel 48 des Moineaupumpen
mandrels 34. Die Kopplungsteile nach den Fig. 13 und 14 sind
zur Verbindung mit dem Kopf der Moineaupumpe ausgebildet.
Dies trifft auch zu für die in der Fig. 12 dargestellte spe
zielle Ausführungsform des Kopplungsteiles. Die dargestellten
Kopplungsteile erlauben eine Förderung des Lagerstättenfluids
durch eine hohle Welle (z. B. Steigrohrstrang), die besonders
in sogenannten Slim-Hohl-Bohrungen angewendet werden kann.
Über die Länge des Steigrohrstranges können aufeinander
folgend mehrere beabstandete wie oben installierte Moineau
pumpen vorgesehen werden, wodurch eine mehrstufige Pumpenan
ordnung geschaffen wird.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Fixierung und Abdichtung einer einen Sta
tor und einen Rotor aufweisenden Moineaupumpe oder mehrerer
solcher Pumpen mit Pumpgestänge im Steigrohrstrang einer
Flüssigkeitsfördersonde, gekennzeichnet durch
- - einen zwischen zwei Steigrohren eines Steigrohrstranges (22) angeordneten und mit den Steigrohren verbindbaren Pum penhaltesitz (24),
- - einen mit in den Pumpenhaltesitz (24) einsetzbaren und mit diesem gegen Drehung formschlüssig verbindbaren Mandrel (34), der mit dem Stator (26) der Moineaupumpe (20) verbindbar und gegenüber dem Pumpenhaltesitz abgedichtet ist zur hydrauli schen Trennung von Saug- und Förderseite der Moineaupumpe,
- - und ein Stator (26) und Motor (30) der Moineaupumpe (20) drehbar verbindendes Kupplungsteil (56), das mit dem Pumpen gestänge (32) verbindbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Pumpenhaltesitz (24) aus einem Endgewinde (41, 43) auf
weisenden Rohrstück (40) besteht, das mit wenigstens zwei In
nenrippen (28) versehen ist und das mit dem einen Ende mit
einer Steigrohr-Verbindungsmuffe (51) und mit dem anderen
Ende mit einer Abdichthülse (42) verschraubbar ist, die wie
derum mit einer Verbindungsmuffe (49) des benachbarten Steig
rohres verschraubbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mandrel (34) aus einem rohrförmigen Fixierungsstück (44)
und einem mit dem Fixierungsstück verbindbaren Abdichtungs
mandrel (48) besteht, wobei das Fixierungsstück mit wenig
stens einer Außenrippe (46) zum Eingreifen zwischen die In
nenrippen (28) des Pumpenhaltesitzes (24) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abdichtungsmandrel (48) eine Ringschulter (50) zum Auf
setzen auf den Pumpenhaltesitz (24) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Abdichtungsmandrel (48) eine Manschettendichtung
(52) aufweist, die dicht an der Abdichtungshülse (42) anliegt
und zur Trennung von Saug- und Förderseite der Moineaupumpe
(20) den Ringspalt zwischen Abdichtungsmandrel (48) und Ab
dichtungshülse (42) verschließt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kopplungsteil (56) einen mit dem Stator (26) der Moineau
pumpe (20) verbindbaren, rohrförmigen Trägerkörper (58) auf
weist, der drehbar mit einer mit dem Rotor (30) der Moineau
pumpe (20) und dem Pumpengestänge (32) verbindbaren Rohrwelle
(64) verbindbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindung des Trägerkörpers (58) mit dem Stator (26)
über eine Verbindungshülse (80) erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindung der drehbaren Rohrwelle (64) mit dem Rotor
(30) und/oder mit dem Pumpengestänge (32) über Verbindungs
muffen (74, 76) erfolgt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Kopplungsteil (56) mit Hilfe
der auf den Trägerkörper (58) aufschraubbaren Verbindungs
hülse (80) auf das obere oder untere Ende des Stators (26)
der Moineaupumpe (20) aufschraubbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß im Rohrmantel der Rohrwelle (64)
Schlitze ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE3908193A DE3908193A1 (de) | 1988-06-18 | 1989-03-14 | Vorrichtung zur fixierung und abdichtung einer moineaupumpe im steigrohr einer fluessigkeitsfoerdersonde |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8807874U DE8807874U1 (de) | 1988-06-18 | 1988-06-18 | Vorrichtung zur Fixierung und Abdichtung einer Moineaupumpe im Steigrohr einer Flüssigkeitsfördersonde |
DE3908193A DE3908193A1 (de) | 1988-06-18 | 1989-03-14 | Vorrichtung zur fixierung und abdichtung einer moineaupumpe im steigrohr einer fluessigkeitsfoerdersonde |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3908193A1 true DE3908193A1 (de) | 1990-05-23 |
Family
ID=25878783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3908193A Withdrawn DE3908193A1 (de) | 1988-06-18 | 1989-03-14 | Vorrichtung zur fixierung und abdichtung einer moineaupumpe im steigrohr einer fluessigkeitsfoerdersonde |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3908193A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7137795B2 (en) * | 2002-09-10 | 2006-11-21 | Netzsch-Mohnopumpen Gmbh | Stator for eccentric spiral pump |
-
1989
- 1989-03-14 DE DE3908193A patent/DE3908193A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7137795B2 (en) * | 2002-09-10 | 2006-11-21 | Netzsch-Mohnopumpen Gmbh | Stator for eccentric spiral pump |
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