bombeio mecânico com hastes

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Bombeio Mecanico

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  • FACULDADE CAPIXABA DE NOVA VENCIA TECNOLOGIA EM GESTO DE PETRLEO E GS NATURAL

    ANA PAULA POSSMOSER CLEIANE DOS SANTOS NERES DERLNIA PEREIRA PIMENTA

    HELOSA CARLA DA SILVA FONSECA FELIPE CSAR ALBERTO

    FERNANDO CSAR ALBERTO RAIR EBERT LEONEL WILYS SILVA LIMA

    MTODOS DE ELEVAO ARTIFICIAL: BOMBEIO MECNICO COM HASTES

    NOVA VENCIA 2011

  • ANA PAULA POSSMOSER CLEIANE DOS SANTOS NERES DERLNIA PEREIRA PIMENTA

    HELOSA CARLA DA SILVA FONSECA FELIPE CSAR ALBERTO

    FERNANDO CSAR ALBERTO RAIR EBERT LEONEL WILYS SILVA LIMA

    MTODOS DE ELEVAO ARTIFICIAL: BOMBEIO MECNICO COM HASTES

    Trabalho apresentado disciplina Projeto Integrador IV do Curso Superior em Tecnologia em Gesto de Petrleo e Gs Natural da Faculdade Capixaba de Nova Vencia, como requisito para obteno de nota na disciplina Projeto Integrador IV. Professor: Amaro Vicente Ribeiro de Souza

    NOVA VENCIA 2011

  • LISTA DE FIGURAS

    FIGURA 1 - SISTEMA DE BOMBEIO MECNICO............................................ 6 FIGURA 2 - CICLO DO BOMBEIO MECNICO................................................ 8 FIGURA 3 - TIPOS DE TRAVAS........................................................................ 9 FIGURA 4 - TIPOS DE PISTO......................................................................... 11 FIGURA 5 - BOMBEIO MECNICO COM HASTES.......................................... 14 FIGURA 6 - PARTES DE UM BOMBEIO MECNICO....................................... 15 FIGURA 7 - CLASSES DE UNIDADES DE BOMBEIO...................................... 17

  • SUMRIO

    1 INTRODUO ................................................................................. 4

    2 DESENVOLVIMENTO...................................................................... 5

    2.1 BOMBEIO MECNICO COM HASTES ............................................................. 5

    2.1.1 BOMBA DE SUBSUPERFCIE ............................................................................... 7

    2.1.1.1 TIPOS DE BOMBAS ......................................................................................... 9

    2.1.1.2 TIPOS DE PISTES ....................................................................................... 10

    2.1.2 COLUNA DE HASTES ....................................................................................... 11

    2.1.3 UNIDADE DE BOMBEIO .................................................................................... 14

    2.1.4 ACOMPANHAMENTO DO POO EM PRODUO .................................................. 18

    3 CONCLUSO ..................................................................................19

    4 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................20

  • 4

    1 INTRODUO

    O presente trabalho tem por objetivo aumentar o conhecimento sobre os mtodos de

    elevao artificial - que o fornecimento de energia adicional ao poo a fim de

    elevar os fluidos do reservatrio superfcie em casos de poos surgentes, que no

    possuem mais fora suficiente para elev-los por si s sendo abordado nesta

    pesquisa o mtodo chamado Bombeio Mecnico com Hastes, tambm conhecido

    como cavalo de pau, sendo este o mais utilizado no mundo quando em casos

    conforme dito acima, apresentando suas vantagens e desvantagens, principais

    componentes com imagens ilustrativas para melhor esclarecimento. Utilizando-se de

    livros e internet para a elaborao do mesmo e confeco de maquete reproduzindo

    da melhor forma possvel um Bombeio Mecnico, visando a melhor forma de

    transmitir aos demais alunos e professor o entendimento adquirido com a realizao

    do projeto.

  • 5

    2 DESENVOLVIMENTO

    2.1 BOMBEIO MECNICO COM HASTES

    Segundo Thomas (2001), neste mtodo o movimento rotativo de um motor eltrico

    ou de combusto interna transformado em movimento alternativo atravs de uma

    unidade de bombeio localizada prximo a cabea do poo. O movimento alternativo

    transmitido para o fundo do poo por uma coluna de hastes, este movimento

    aciona uma bomba localizada no fundo do poo, que eleva os fluidos produzidos

    pelo reservatrio at a superfcie.

    Thomas (2001), diz ainda que, este mtodo de elevao artificial o mais utilizado

    em todo o mundo. recomendado na elevao de fluidos de poos rasos de medias

    a pequenas vazes, baixas vazes so verificadas em poos de grandes

    profundidades com a utilizao deste mtodo. No recomendado em poos

    produtores de areia, poos com desvio e em poos onde parte do gs produzido

    passa pela bomba, pois apresenta problemas nos trs casos mencionados. No caso

    da areia h um desgaste mais rpido das partes mveis e a camisa da bomba, por

    conta da abrasividade da mesma. A ocorrncia da passagem do gs atravs da

    bomba reduz a eficincia em razes de volume da mesma, pode causar um

    bloqueio. Porm o efeito que o gs causa no bombeio mecnico desencadeia

    menores problemas que no bombeio centrfugo submerso ou no bombeio por

    cavidades progressivas. Se utilizado em poos desviados, o atrito entre a coluna de

    hastes e a coluna de produo elevado, ocasionando o aumento de cargas na

    haste polida, e o desgaste prematuro das hastes e da coluna de produo nos

    pontos onde h maior atrito.

    Thomas (2001, p. 241), diz que os principais componentes do bombeio mecnico

    com hastes so: bomba de subsuperfcie, coluna de hastes, unidade de bombeio e

    motor.

  • 6

    Figura 1: Sistema de Bombeio Mecnico Fonte: Rossi, 2003, p. 4 adaptado por Derlania Pereira Pimenta

  • 7

    2.1.1 BOMBA DE SUBSUPERFCIE

    Sua funo fornecer energia ao fluido vindo da formao, elevando-o para a superfcie. A transmisso de energia ao fluido ocorre sob a forma de aumento de presso. A bomba do tipo alternativo, de simples efeito, com as seguintes partes principais: camisa, pisto, vlvula de passeio e vlvula de p. (THOMAS, 2001 p. 242)

    Thomas (2001), afirma que, divide se em curso ascendente (upstroke) e curso

    descendente (downstroke). Curso ascendente: neste momento o peso do fluido no

    interior da coluna, faz com que a vlvula de passeio fique fechada. Uma baixa

    presso criada na camisa da bomba entre o pisto e a vlvula de p fazendo ela

    se abrir, dando passagem ao fluido localizado no anular para dentro da bomba. O

    fluido que est perto da cabea do poo vai para a linha de produo, e

    sequencialmente levado ao vaso separador. Curso descendente: a compresso

    dos fluidos que esto na camisa da bomba faz com que a vlvula de p se feche.

    Com o pisto ainda descendo, as presses acima e abaixo da vlvula de passeio

    ficam iguais e ela se abre, dando passagem ao fluido para cima do pisto.

    Retornando ao novo ciclo.

    De acordo com Thomas (2001), para cada profundidade da bomba e vazo

    desejada de fluido existe um determinado dimetro de pisto, sendo assim evita-se

    o esforo desnecessrio dos equipamentos de superfcie e das colunas de hastes.

    Numa mesma vazo se instalarmos um pisto com maior espessura acarretar em

    maiores cargas de fluidos nas hastes, de forma contrrio, com menor espessura do

    pisto a velocidade ser maior e com mais cargas dinmicas.

  • 8

    Figura 2: Ciclo do Bombeio Mecnico Fonte: Rossi, 2003, p. 6

  • 9

    2.1.1.1 TIPOS DE BOMBAS

    Rossi (2003, p. 6) fala que no Bombeio Mecnico so utilizados dois tipos de

    bombas:

    Tubulares: a camisa e a sapata da vlvula de p so descidas junto com a coluna de produo, enroscadas em sua extremidade inferior. O pisto e a vlvula de passeio so enroscados na extremidade da coluna de hastes. A vlvula de passeio pode ser descida junto com a coluna de produo ou com a coluna de hastes. Neste caso, o pisto deve estar equipado com um pescador (ROSSI, 2003, p. 6). Insertveis: todas as partes da bomba descem conectadas coluna de hastes. Neste caso, existe a necessidade de um mecanismo para prender a parte estacionria da bomba na coluna de produo. Existem dois tipos de travas: de fibra e de ao mecnica (ROSSI, 2003, p. 7).

    Segundo Rossi (2003), as bombas tubulares possuem as seguintes vantagens com

    relao s bombas insertveis: maior capacidade, maior simplicidade, mais

    adequada para fluidos viscosos. Porm a desvantagem a necessidade de retirar a

    coluna de produo para inspeo e substituio da camisa.

    Figura 3: Tipos de travas Fonte: Rossi, 2003, p. 8 e 9

  • 10

    Os principais fatores que influenciam na seleo da bomba a ser instalada em determinado poo so: Vazo desejada Profundidade de assentamento Dimenses da coluna de produo e do revestimento Caractersticas do fluido a ser bombeado (ROSSI, 2003, p.12).

    O deslocamento volumtrico de uma bomba pode ser determinado por: Dv = 2,36 x 10

    -2ApSp N onde: Dv = deslocamento volumtrico da bomba (m

    3/dia); Ap= rea do pisto (pol

    2); Sp = curso efetivo do pisto (pol); N = velocidade de bombeio (cpm). Considerando que a eficincia volumtrica da bomba sempre inferior a 1, a vazo de lquido a ser obtida na superfcie ser menor do que o deslocamento volumtrico. A diferena decorre do vazamento de lquido em volta do pisto no curso ascendente, da compressibilidade do fluido e do incompleto enchimento da camisa com lquido vindo do espao anular. Valores normais de eficincia volumtrica situam-se entre 0,7 e 0,8, porem so influenciados pela razo gs-lquido da formao, viscosidade do fluido, profundidade da bomba, etc (THOMAS, 2001 p. 243).

    2.1.1.2 TIPOS DE PISTES

    De acordo com Rossi (2003) no Bombeio Mecnico so utilizados trs tipos de

    pistes:

    Fibras: so mais