Electric Submersible Pump Behavior with Viscous Fluids

Das Ziel dieser Arbeit war es, die Leistung von Tauchkreiselpumpen unter polymerhaltigen (nicht-newtonischen) Flüssigkeitsbedingungen zu untersuchen. Die Studie konzentriert sich auf die Leistungsreduzierung der Pumpe, die mechanische Scherung von polymeren Molekühlketten in der Pumpe und die Anwendbarkeit bestehender Korrelationen. Zwei verschiedene Tauchkreiselpumpen (82 Stufen und 7 Stufen) wurden in einem neu errichteten Pumpenteststand getestet. Die Messungen umfassten Druck, Durchfluss, Drehmoment, Drehzahl und Temperatur. Zunächst wurde die Leistung der Pumpe bei Wasser, konstantem Ansaugdruck und konstanter Drehzahl, mit der Katalogkurve des Herstellers verglichen. Die erhaltenen Ergebnisse wurden dann als Grundlage für die viskosen Experimente verwendet. Zusätzlich wurden während aller Experimente Flüssigkeitsproben entnommen und anschließend analysiert. Die Experimente wurden für drei Polymerkonzentrationen unter drei verschiedenen Drehzahlen durchgeführt. Die Tests zeigten, dass die Leistungsminderungsfaktoren größer sind als erwartet obwohl eine niedrigviskose Flüssigkeit vorhanden war. Es wird vermutet, dass das nicht-newtonische Flüssigkeitsverhalten für diesen erheblichen Leistungsverlust verantwortlich ist. Darüber hinaus ist auch das Anlaufmoment für die polymerhaltige Flüssigkeit deutlich höher. Die mechanische Scherung der molekularen Polymerketten war im Gegensatz zu den Erwartungen jedoch nur gering. Diese Beobachtung könnte durch die während der Experimente herrschenden Flüssigkeitsbedingungen beeinflusst worden sein. Zuletzt, vergleicht man die experimentelle Leistung mit bestehenden Korrelationen, kann man sagen, dass diese nicht für die gepumpte nicht-newtonische Flüssigkeit Geltung finden. Die Neuheit dieser Experimente war das Testen einer, mit 82 Stufen, sehr leistungsstarken Tauchkreiselpumpe mit einer nicht-newtonschen Flüssigkeit, um deren Pumpenleistung und Schereffekte zu untersuchen.