Dichtung für Kolbenpumpen im Brunnenservice spielt eine entscheidende Rolle in der Öl- und Gasindustrie insbesondere bei Bohrlochwartungsarbeiten.

1. Funktion

Die Hauptfunktion von Kolbenpumpenpackung Ziel ist es, eine zuverlässige Abdichtung zwischen Kolben und Pumpenzylinder herzustellen. Dadurch wird das Austreten von Flüssigkeiten wie Bohrschlamm, Fracking-Flüssigkeiten oder Förderflüssigkeiten (Öl- und Gasgemische) verhindert.

2. Materialien und Konstruktion

Diese Dichtungen bestehen typischerweise aus einer Kombination von Materialien, um den rauen Bedingungen im Bohrlochbetrieb standzuhalten.

• Elastomere: Häufig verwendete Materialien sind Nitrilkautschuk (NBR) und hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR). NBR bietet eine gute Beständigkeit gegenüber Öl und Kohlenwasserstoffen und eignet sich für einen breiten Temperaturbereich. HNBR zeichnet sich durch eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Hitze, Chemikalien und Abrieb aus und ist daher ideal für anspruchsvollere Anwendungen.
• Faserverstärkte Verbundwerkstoffe: Fasern wie Aramidfasern werden mitunter zur Verstärkung des Packungsmaterials eingesetzt. Aramidverstärkte Packungen zeichnen sich durch hohe Festigkeit und gute Abriebfestigkeit aus. Die Fasern tragen dazu bei, die Integrität der Packung auch unter hohem Druck und hoher Reibung zu erhalten.

3. Leistungsmerkmale

• Dichtheit: Hochwertige Dichtungen können auch bei extrem hohen Drücken, wie sie bei Bohrlochserviceanwendungen wie dem hydraulischen Fracking üblich sind, eine Dichtheit gewährleisten, da die Drücke Tausende von Pfund pro Quadratzoll erreichen können.
• Verschleißfestigkeit: Die Kolbenpumpendichtung ist durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinder ständiger Reibung ausgesetzt. Eine gute Verschleißfestigkeit gewährleistet eine längere Lebensdauer.
• Chemische Beständigkeit: Bohrlochflüssigkeiten können eine Vielzahl von Chemikalien enthalten. Die Dichtung muss diesen Substanzen widerstehen und ihre Dichtungseigenschaften beibehalten. Diese chemische Beständigkeit ist für den zuverlässigen Betrieb der Kolbenpumpe in verschiedenen Bohrlochwartungsszenarien unerlässlich.
• Temperaturbeständigkeit: Je nach Bohrlochtiefe und Art des Betriebs kann die Temperatur erheblich schwanken. Kolbenpumpenpackungen müssen daher in einem breiten Temperaturbereich zuverlässig funktionieren. Beispielsweise können die Temperaturen bei Tiefbohrungen sehr hoch sein, und das Packungsmaterial muss seine Dichtungs- und mechanischen Eigenschaften beibehalten, ohne zu stark zu erweichen oder zu verhärten.

4. Anwendung in der Öl- und Gasindustrie

Im Bereich der Öl- und Gasbohrlochservices werden Kolbenpumpenpackungen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt.

• Bohren: Während des Bohrvorgangs wird die Pumpe zur Zirkulation des Bohrschlamms eingesetzt. Die Packung gewährleistet, dass der Schlamm mit dem erforderlichen Druck und ohne Leckage gepumpt wird. Dies dient der Stabilisierung des Bohrlochs sowie der Kühlung und Schmierung des Bohrers.
• Fracking und Säurebehandlung: Beim hydraulischen Fracking werden Flüssigkeiten unter extrem hohem Druck in die Bohrung gepumpt, um Risse im Gestein zu erzeugen und so die Öl- und Gasförderung zu steigern. Die Packung der Kolbenpumpe muss diesen hohen Drücken und der korrosiven Wirkung der Fracking-Flüssigkeiten standhalten. Auch bei Säurebehandlungen, bei denen Säuren eingesetzt werden, um Gesteinsformationen aufzulösen und die Permeabilität zu verbessern, muss die Packung den säurehaltigen Flüssigkeiten widerstehen.