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Bombeio Centrífugo Submerso - BCS

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• Energia transmitida ao fundo do poço por cabos elétricos• Energia transformada por motor de subsuperfície• Motor conectado a uma bomba centrífuga• Bomba transmite energia ao fluido na forma de pressão e o fluido é elevado• Indicado para altas vazões, acima de 200 bpd

• Método de elevação para poços:– Com alto teor de água– E baixa RGO

• Atualmente são produzidos poços com:– Alta viscosidade– Alta temperatura

• Estudos sendo realizados para aplicação em poços com alta RGO

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Vantagens• São utilizados em poços de mar e terrestres• Apresentam pouco ou nenhum barulho• Ocupam pouco espaço

Desvantagens• Não é aplicável para elevação de óleos muito viscosos• Exige maiores investimentos iniciais• Necessitam de um farto suprimento de energia elétrica• O conjunto motor-bomba opera em um range restrito de vazões, o que

não proporciona grandes flexibilidades• Não são utilizados em pequenos reservatórios cujas vazões caem

rapidamente.

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• Princípios Teóricos do Método

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Princípio teórico do método

• Objetivo de suplementar a energia do reservatório para obter a vazão desejada• Determinação do diferencial de pressão fornecido pela bomba ao fluido e posição de seu

assentamento:

1) Traçar curva de IPR do poço2) Determinar através da curva de IPR e da vazão desejada, a pressão de fundo do poço

(Pw)3) A partir da pressão de fundo de poço, traçar a curva de gradiente de pressão no

anular4) A partir da pressão de fluxo na cabeça do poço (Pwh) e da vazão desejada (q), traçar a

curva de gradiente dinâmico na coluna de produção do poço5) Determinar a profundidade da bomba de acordo com a submergência da mesma6) Determinar o diferencial de pressão dado pela bomba, corresponde a diferença entre

a pressão na coluna de produção e no anular

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Equipamentos de subsuperfície• Os principais equipamentos de subsuperfície de um

poço equipado com BCS são:

– Bomba– Admissão da Bomba– Protetor– Motor elétrico– Cabo elétrico

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Bomba

• Bomba centrífuga de múltiplos estágios• Cada estágio composto de um impelidor e um difusor• Impelidor preso ao eixo do motor e gira a 3500 rpm• Com o giro o impelidor transfere energia cinética ao fluido• O difusor imediatamente acima do impelidor redireciona e reduz a velocidade do fluido

transformando a energia cinética em pressão• Mesmo processo ocorre no estágio seguinte• Formato e tamanho do difusor e do impelidor determinam a vazão• Número de estágios determina a o head da bomba (indiretamente a pressão)• Existem bombas de vazão de 20 a 10.000 m3/d e elevação de até5.000m• A escolha da bomba a ser instalada depende de:

– Diâmetro externo da bomba, compatível com o revestimento de produção– Vazão desejada deve estar na faixa recomendada pelo fabricante– Número de estágios calculado através da curva da bomba

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Curva de performance de uma bomba BCS

Estágio de uma bomba de múltiplos estágios

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Admissão da bomba (intake)

• Fica na parte inferior da bomba e alimenta o primeiro estágio• Pode ser simples ou separador de gás• Separador de gás pode ser estacionário (baixas vazões) ou centrífugo (altas vazões)

Motor elétrico

• Trifásico, dipolo, de indução• Velocidade constante de 3500 rpm a uma frequência de 60 Hz• Possui um eixo único que se conecta ao eixo do protetor, admissão da bomba e

aos impelidores• Projetados para trabalhar em contato com os fluidos produzidos, a altas pressões e

temperaturas• Cheios de óleo especial de origem mineral

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Separador Centrífugo

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Protetor

• Instalado entre o motor e admissão da bomba, possui as seguintes funções• Conectar a carcaça do motor a carcaça da bomba, assim como o eixo do motor ao eixo da

bomba• Evitar a entrada de fluido no motor• Equalizar as pressões do motor e da bomba• Permitir dilatação do óleo isolante do motor• Absorver esforços axiais transmitidos da bomba para o motor

Cabo elétrico

• Transmitir energia da superfície até o motor• Cabo trifásico de cobre ou alumínio• Dimensionado pela corrente do motor, temperatura de operação, tensão da rede e pelo espaço

disponível no anular• Queda de tensão máxima de 10 volts a cada 100 metros de cabo• Outros equipamentos de subsuperfície são válvula de retenção, válvula de alívio e sensores de

fundo

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Equipamentos de superfície

• Fonte de energia (rede elétrica ou gerador)• Quadro de comandos• Transformador• Caixa de ventilação• Cabeça de produção (especial possui passagem para cabo elétrico

Acompanhamento do poço em produção

• Testes de produção (vazão, pressão dinâmica na cabeça do poço, RGL, fração de água, nível de fluido no anular, amperagem média, etc)

• Cartas de registro de amperagem• Valores registrados por sensores de fundo (pressão e temperatura)

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