Universidade de São PauloEscola de Engenharia de São Carlos

Departamento de Engenharia MecânicaNETeF

Estudo Experimental de Desempenho de Separador de Fundo para Poços de p p ç

Petróleo Direcionais

Thiago Freitas Albieri

O i t d P f D O M i i H d R d iOrientador : Prof. Dr. Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez

MotivaçãoMotivação

• BCS - Bomba Centrifuga Submersa

• Trabalha com Baixa quantidade de gás

• A diminuição daA diminuição da pressão permite o aparecimento de bolhas

Figura 1 - Tipos de poçoFigura 1 Tipos de poço

Figura 2 - BCS

ObjetivoObjetivo

•Levantamento da eficiência de um separador gravitacional de fundo de poço shroud invertido.

SeparadorSeparador

Corte

Figura 3 - Separador

Funcionamento do SeparadorFuncionamento do Separador

Velocidade SuperficialCoalescem

SeparaçãoSuperficial ( aumenta)Separação

LiquidoLiquido +

2% gás

Figura 4 – Funcionamento do Separador

Funcionamento do SeparadorFuncionamento do Separador

Figura 4 – Funcionamento do Separador no mapa de escoamento

MetodologiaMetodologia

• Como medir a eficiência ?

Eficiência = Vazão Mássica de gás Separada x (100) %

Va ão Mássica de gás na entradaVazão Mássica de gás na entrada

Eficiência teórica > 95 %Eficiência teórica > 95 %

Desafio :

Conseguir um erro de medida menor que 2%

EficiênciaEficiência

• Velocidades superficiais• Dimensão do Separador (FIXA)Dimensão do Separador (FIXA)• Inclinação• Padrão de escoamento• Viscosidade ( Óleo e Água )• Viscosidade ( Óleo e Água )

Angulação X Padrão de Escoamentoderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente.

Mapa de escoamento Vertical

Figura 5 - Gangorra

Mapa de escoamento Horizontal

InstrumentaçãoLaboratórioLaboratório

Figura 6 - Laboratório

InstrumentaçãoTratamento de Dados

SinalTratamento

Resposta

Plataforma Labview

Figura 7 - Tratamento de dados

Análise de dadosAnálise de dados

V ã á i d á t d íd• Vazão mássica de gás na entrada e saídaPor CLAPEYRON (T, P , V) ( , , )ρ = p /(R T) R = R/ME tem se :E tem –se :M = ρ Q Logo,

M = P * Q / ( RT)

Definição de MedidoresDefinição de Medidores

• Medidor Mássico x Medidor VolumétricoPreço:Preço:O medidor mássico é muito caro Erro: M = P * Q / ( RT) R = R/MM = P Q / ( RT) R = R/MNo medidor mássico não permite encontrar

a região do mapa de escoamento

Medidores de vazãoMedidores de vazão

ExemploSupondo Medidor com 1% F.S.

Entrada Saída

Erro Saída Q saídaErro 1 % 1%

QQ entrada

0,07215235 0,064937115

Medida MedidaMedida Medida

7,287387396 7,20801981 0,971287129

7,215235045 7,143082695 0,997,215235045 7,143082695 0,99

7,143082695 7,078145579 1,009090909

Tabela 8 - Erro de medida

Figura 9 -Medida de vazão x Erro

Tabela 8 Erro de medida

Andamento do ProjetoAndamento do Projeto

• Revisão Bibliográfica• Aprendizagem de LabViewAprendizagem de LabView• Definição de Medidores de Vazão• Dimensionamento da bomba de água

ContatoContato

Thiago Freitas Albierithiagoalbieri@gmail.br