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8/2/2019 ElevacaoEscoamentoDePetroleo-04-ElevacaoArtificial-Bombeio-Adolfo-Andre-Mauricio-v2 cpia

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Elevao e Escoamento de Petrleo

http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamentoAndr Duarte Bueno ([email protected])

Adolfo Puime Pires ([email protected])

Andr Duarte Bueno ([email protected])



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Bombeio Centrfugo Submerso - BCS Princpio terico do mtodo.

Equipamentos de subsuperfcie Equipamentos de superfcie Acompanhamento do poo em produo

Bombeio Mecnico com Hastes - BMH

Bomba de subsuperfcie Coluna de hastes Unidade de bombeio Acompanhamento do poo em produo.

Bombeio por Cavidades Progressivas - BCP

Sistema de BCP Bomba de superfcie Coluna de hastes Equipamento de superfcie Acompanhamento do poo em produo.

Sumrio
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Quando ocorre? Quando a elevao natural no mais

suficiente para produo Quando o uso de gas-liftno possvel, ou j

foi usado e no tem mais efeito

Fora motriz? Utiliza energia eltrica

Vantagens? Aumento da vazo Controle da vazo pela bomba

Bombeio Centrfugo Submerso - BCS


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Caractersticas: Vem se expandindo nos ltimos anos Energia transmitida atravs de cabos eltricos Energia eltrica transformada em mecnica

atravs de um motor de subsuperfcie Motor conectado a uma bomba centrfuga

Uso: Poos de alta vazo, sob influncia de

influxo de gua

Alto teor de gua BSWe baixa razo gs-leo RGO Atualmente inclui poos de alta viscosidade e

altas temperaturas



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Objetivo: posicionar a bomba e determinar

o diferencial de presso (potncia)

Roteiro:

Traar a curva de IPR

DeterminarPwpara a vazo desejada

Traar a curva de presso no anular

A partir de Pwh e para vazo desejada,

traar o gradiente dinmico na coluna Determinar a profundidade da bomba Determinar o diferencial de presso

a ser fornecido ao fluido


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Equipamentos de subsuperfcie

Bomba

Admisso da bomba

Protetor

Motor eltrico

Cabo eltrico



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Equipamentos de subsuperfcie

Bomba

Admisso da bomba

Protetor

Motor eltrico

Cabo eltrico


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.


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Bomba: Centrfuga de mltiplos estgios(cada estgio: impulsor + difusor) Impulsor gira a 3500 rpm, e

transfere energia cintica ao fluido Difusor (estacionrio) converte energia cintica em presso Forma e tamanho do impulsor e difusor vazo

Nmero de estgios capacidade de elevao Vazes variam entre 20 e 10mil m/dia,com capacidade de elevao de at 5000m



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Cada bomba tem sua curva de performancepara bombeio de gua, incluindo: dimetro mnimo do revestimento do poo intervalo recomendado de vazo eficincia da bomba em funo da vazo capacidade de elevao potncia necessria

Intervalo de operao tima



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Escolha da bomba:

Com a potncia diretamente proporcional a densidade,multiplicar a potncia necessria pela densidade do fluido aser elevado;

Escolha da srie ou dimetro externo da bomba. Em funo do dimetro do revestimento, seleciona-se a

de maior dimetro externo que caiba no revestimento,deixando uma folga para a passagem do cabo eltrico quealimenta o motor; Escolha do tipo de bomba.

Seleciona-se a bomba em que a vazo desejada estejaaproximadamente no meio da faixa recomendada devazo para a bomba;

Determinao do nmero de estgios. A partir da curva de desempenho da bomba escolhida,

calcula-se o nmero de estgios para fornecer ao fluidoo headnecessrio.



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Admisso da bomba:

Fica localizada na parte inferior da bomba, o caminho do fluido para abastecimento do

primeiro estgio. Pode ser encontrada na forma simples ou naforma de separador de gs(separador pode ser: estacionrio ou centrfugo)

A escolha da admisso depende da srie dabomba, da vazo de lquido e da RGL



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Motor eltrico Caractersticas:

Trifsico, dipolo, de induo

Velocidade cte de 3500 rpm na freqncia de 60 Hz

Eixo do motor conectado ao eixo do protetor, aosistema de admisso e ao impulsor, formando eixocontnuo que deve estar perfeitamente alinhado

Projetados para trabalhar sob condies severas: Trabalham imersos no fluido, aaltas temperaturas e presses



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Protetor instalado entre o motor e a admisso da bomba

conecta o eixo do motor ao eixo da bomba

previne a entrada do fluido no motor

equaliza as presses do fluido produzidoe do motor

Cabo eltrico transmite a energia da superfcie para o motor trifsico com condutores de cobre ou alumnio



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Equipamentos de superfcie

Quadro de comandos Fonte de energia Transformador Cabea de produo Caixa de ventilao Vlvula de reteno Vlvula de drenagem Sensor de presso e temperaturade fundo



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Quadro de comandos: controle e operao do

equipamento de fundo(chaves, ampermetros, rels,

e temporizador) Transformador: transforma a tenso da rede

eltrica na tensonominal do motor

Cabea de produo:

passagem para a coluna de produo ecabo eltrico (depende do dimetro dorevestimento e da coluna de produo,da bitola, do tipo de cabo e das presses envolvidas)


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Caixa de ventilao: ventilar o cabo trifsico

(sada para o gs que migroudo poo para o interior do cabo)

Vlvula de reteno: Seu objetivo manter a coluna

de produo cheia com o motor desligado Vlvula de drenagem ou de alvio:

Serve para evitar a retirada da colunacom banho de leo.

Quando acionada possibilita adrenagem do fluido da coluna parao espao anular

Sensores de presso e temperatura de fundo


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El E d P l


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Movimento rotativo de um motor eltrico ou de combusto

interna transformado em movimento alternativo por umaunidade de bombeio localizada prxima cabea do poo.

Uma coluna de hastes transmite o movimento alternativopara o fundo do poo, acionando uma bomba que eleva os

fluidos produzidos pelo reservatrio para a superfcie. Mtodo de elevao mais utilizado em todo o mundo.

Poos rasos vazes mdias Poos profundos baixas vazes

Problemas com produo de areia, poos desviados epresena de muito gs.


El E t d P t l


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Principais componentes:

bomba de subsuperfcie

coluna de hastes

unidade de bombeio

motor


El E t d P t l


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Bomba de subsuperfcie:

fornece energia ao fluido vindo da formaoatravs do aumento de presso

tipo alternativo

ciclo de bombeio: curso ascendente edescendente

principais partes: camisa, pisto,vlvula de passeio e vlvula de p


El E t d P t l


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El E t d P t l


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NSADPPV

210.36,2

=

Deslocamento volumtrico da bomba

DV deslocamento volumtrico da bomba (m3/d)AP rea do pisto (pol

2)SP curso efetivo do pisto (pol)

N velocidade de bombeio (cpm)

Eficincia volumtrica entre 0,7 e 0,8


El E t d P t l


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Coluna de hastes:

ambientes abrasivos ou corrosivos

cargas cclicas

ao e fibra de vidro (alto custo, corroso e altascargas)

haste polida: primeira haste no topo da coluna,entra e sai do poo




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PfFfFacFePhF ++++=

Carga medida em dinammetro (F)

F carga solicitada pela unidade de bombeio

Ph peso das hastes. Peso da coluna medido no ar.

Fe fora de empuxo. Peso do fluido deslocado pela colunade hastes

Fac fora de acelerao. Responsvel pela variao davelocidade das hastes

Ff fora de frico. Atrito das hastes com o fluido e com acoluna de produo

Pf peso do fluido. Peso da coluna de fluido acima dopisto




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Carta dinamomtrica:

Linha de carga zero Carga na vlvula de p Carga na vlvula de passeio




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Unidade de bombeio:

Converte o movimentode rotao do motor em

movimento alternativo

Seleo:mximo torque,mxima carga emximo curso

da haste polida



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Unidade de bombeio:

Converte o movimento

de rotao do motor em

movimento alternativo

Seleo:

mximo torque,

mxima carga e

mximo cursoda haste polida



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Estrutura: Base:

prende trip, caixa de reduo e motor

Trip:suporta a carga da haste polida

Balancim:suporta a carga da haste polida de um lado e a foratransmitida pela biela do outro

Cabea da UB:reduz esforos e atritos no T de surgncia

Biela e manivela:transmitem movimento ao balancim




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Bomba de deslocamento positivo Trabalha imersa no fluido

Constituda de rotor e estator

Srie de cavidades hermticas idnticas

Mtodo simples

Poos no muito profundos

Eficiente para fluidos viscosos e presena de areia

Consome menos energia que o bombeio mecnico




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Sistema de BCP

Motor eltrico na superfcie

Polias e cabeote

Coluna de hastes

Bomba de subsuperfcie

Camisa estacionria e rotor helicoidal



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Bombeio por Cavidades Progressivas BCP


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Bomba de subsuperfcie

Rotor (espiral macho) - ao Estator (espiral fmea com uma espira a mais) - elastmero Rotao deslocamento das cavidades Acompanhamento do nvel de fluido no anular



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Tipos de Bombas

Tubulares ou insertveis

Geometria constante ou modificada

Seleo da Bomba Vazo desejada

Profundidade de assentamento

Dimenses da coluna de produo e do revestimento

Caractersticas do fluido a ser bombeado




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Coluna de hastes Suportar carga axial na haste polida (soma do pesoda coluna de haste no fluido mais a carga atuandosobre o rotor referente ao diferencial de pressosobre a bomba)

Torque mximo na haste polida (soma do torquehidrulico e de frico na bomba mais o torqueresistente na coluna de hastes

Equipamento de superfcie Cabeote Motor eltrico ou combusto interna Quadro de comandos: equipamentos de proteo




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Cabeotes

transmitem a rotao domotor para a coluna de

hastes

vedam o espao anular

tipo transmisso direta

verticais ou angulares



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Outros tipos de bombas



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