8/10/2019 Mtodos de Perfurao de Poos

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FACULDADES INTEGRADAS DE ARACRUZ

CURSO DE ENGENHARIA MECANICA

GLAYSON BARBOSA DE OLIVEIRA

EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA INDUSTRIA PETROLFERA UM ESTUDO

BASEADO NA APLICAO DE BOMBAS E SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

ARACRUZ, ES

2014

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GLAYSON BARBOSA DE OLIVEIRA

EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA INDUSTRIA PETROLFERA UM ESTUDO

BASEADO NA APLICAO DE BOMBAS E SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

Artigo apresentado ao Curso de

Engenharia Mecnica das FaculdadesIntegradas de Aracruz (FAACZ) como

requisito de avaliao do curso de

Hidrodinmica do Navio

Professor: Robson Sarmento

ARACRUZ, ES

2014

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1. INTRODUO

Para execuo de todo processo de explorao de petrleo e gs e

necessrio que haja um perfeito sequenciamento de todas as etapas

envolvida no processo de explorao que so elas, perfurao de poos

sejam eles terrestres e submarinos, produo nos poos, transporte do

petrleo, fracionamento e destilao e recuperao do leo no mar.

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2. PERFURAO DOS POOS

A perfurao de poos a etapa que sucede uma longa e custosa fase de

operao se inicia com os estudos da geofsica e geologia visando localizar

as estruturas geolgicas mais propcias para a existncia de petrleo.

A perfurao dos poos se realiza utilizando brocas especiais de diamante de

carboneto de tungstnio, com dentes ou laminas acionadas com a torre alm

de equipamentos auxiliares como a bomba de lama. O processo mais

utilizado para a perfurao o rotativo visto que o mtodo de turbo

perfurao utilizado em grande escala tambm.

A haste e o tubo de perfurao onde na extremidade fica a broca soconstrudas de forma oca e por essa passagem e possvel bombear a lama

de perfurao, ao ser evacuada a lama sai pelos orifcios da broca

concorrendo para a desagregao das rochas e tambm refrigerando e

lubrificando o equipamento. A lama de perfurao tambm remove partculas

de rochas.

3. PRODUO DE POOS

Bombeamento pneumtico (gas lift)

Sistema com bomba alternativa submersa

Bombas com haste de suco (sucker rods) acionadas por um sistema de

balancim conhecido como cavalo-de-pau

Sistema com bomba centrfuga submersa

Bombeamento por injeo de gua Bombeamento por injeo de gs

Alguns poos possuem presso interna de gs que dispensa o emprego de

equipamentos especiais. So os poos petrolferos surgentes que existem em

alguns lugares do mundo.

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3.1. BOMBEAMENTO PNEUMTICO (GAS LIFT)

O gs da prpria jazida ou de uma jazida vizinha injetado por um tubo no poo

produzindo uma mistura de leo e gs. Esta mistura, que contm leo emulsionado

pelo gs e, portanto, de menor peso especfico que o leo, sobe estao de

bombeamento por um tubo concntrico interno ao tubo de gs ou paralelo a este. A

vazo de leo ajustada por meio da vazo de gs.

Fig. 1Sistema de Bombeamento Pneumtico

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3.2. SISTEMA COM BOMBA ALTERNATIVA SUBMERSA

Uma bomba alternativa trplex, colocada na superfcie do solo ou em uma plataforma

martima, bombeia leo atravs de tubulao especial, de modo a acionar uma outra

bomba alternativa localizada no fundo do poo (funcionando como motor hidrulico),

a qual retira o petrleo do lenol e o eleva at a superfcie.

So usadas para poos com at mais de 3.000 metros. A produo diminui com a

profundidade do poo. Assim, por exemplo, uma bomba com um poo de 1.000

metros pode bombear 4.500 barris dirios e, funcionando com um poo de 5.000

metros, poder vir a bombear apenas cerca de 100 barris dirios.Essas bombas apresentam rendimento melhor que os do sistema de haste de

suco.

Usa-se, s vezes, ar comprimido para o acionamento da bomba alternativa

submersa.

3.3. BOMBAS COM HASTE DE SUCO

A classificao do API apresenta oito tipos principais, conforme as caractersticas da

haste, a espessura do tubo, a ancoragem e o sistema de vlvulas. A haste

movimentada pelo equipamento dotado do balancim, acionado geralmente por um

motor diesel. Este sistema de bombeamento, no entanto, deve ser em breve

substitudo, pois apresenta altos custos de manuteno devido aos atritos sofridos

pelas hastes, principalmente em poos tortuosos.

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Fig. 2 Sistema de bombeamento por haste de suo.

3.4. SISTEMA COM BOMBA CENTRFUGA SUBMERSA

Usam-se bombas centrfugas de mltiplos estgios com motor blindado, preso na

parte inferior das mesmas, para poos no muito profundos, com cerca de 300 a

500 metros. As bombas so de rotores hlico-centrfugos e possuem ps-

diretrizes e, de certo modo, so semelhantes s utilizadas para bombear gua de

poos.

Podem ser usados para descargas que vo desde 20 at 15.000 barris pode dia,

dependendo a produo da profundidade do poo e da capacidade da bomba. Orendimento da ordem de 50%.

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3.5. BOMBEAMENTO POR INJEO DE GS

Um sistema de compressores injeta gs no poo de bombeamento, o qual,

comprimindo o leo do lenol produtor, eleva-o pelo poo de produo at uma

instalao de separao, onde o gs separado do petrleo.

O petrleo separado conduzido aos reservatrios de estocagem. O gs natural vai

a instalaes de gasolina natural, que so unidades especiais onde retirada certa

quantidade de gasolina natural contida no gs, sob a forma de pequenas

gotculas. O restante do gs, chamado gs seco, usado como combustvel

industrial, como matria-prima para a indstria petroqumica e para reinjeo nosreservatrios de produo, conforme este processo de bombeamento ou como o

processo de gas lift.

3.6. BOMBEAMENTO POR INJEO DE GUA

Para o bombeamento por injeo de gua, furam-se dois tipos de poos: um tipo

para injeo de gua, mais profundo, e outro para o recolhimento da mistura degua e petrleo, mais raso. A gua injetada comprime o leo do lenol para os

poos de produo e a mistura levada imediatamente a uma instalao de

tratamento, onde o leo separado da gua, seguindo para a estocagem. Dos

tanques de estocagem o leo bombeado para oleodutos no sentido das refinarias

ou dos terminais de embarque. Bombas de injeo de gua para poos com

produo de mais de 10.000 barris dirios so de mltiplos estgios e fabricadas em

aos especiais para fornecer presses superiores a 200 bar.

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4. EXPLORAO DE PETRLEO NA CAMADA PR-SAL

A Petrobrs informa, atravs de seu stio prprio na internet, que o bombeamento de

petrleo presente na camada pr-sal dever ser feito com algumas caractersticas

diferentes da tradicional produo de petrleo. A figura abaixo ilustra

qualitativamente a profundidade dos poos a serem explorados na camada pr-sal.

As particularidades comeam j no tipo de tubulao que ser utilizada: dadas as

altas presses a serem enfrentadas nas rochas e na camada de sal, de poos

localizados sob cerca de 3.000 metros de coluna de gua e 4.000 metros de rochas

entre as camadas ps-sal, sal e pr-sal, estuda-se o uso de aos e cimento

especiais para o revestimento dos poos.

O gradiente de temperatura existente entre o interior dos poos e as guas

ocenicas poder causar precipitaes no leo em escoamento. Para tanto,

pesquisadores da petrolfera estatal brasileira estudam possveis compostos a

serem injetados em pontos intermedirios do escoamento a fim de dissolver ouevitar a ocorrncia de precipitaes enquanto o leo bombeado at as plataformas

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de explorao. Estuda-se tambm a possibilidade de manter os tubos termicamente

isolados e at mesmo aquecidos para evitar choques trmicos muito bruscos.

5. RECUPERAO DE LEO ESPALHADO NO MAR

O leo espalhado no mar devido a vazamentos, acidentes em navios tanque,

operaes de bombeamento para enchimento ou esvaziamento de navios

petroleiros ou ruptura de oleodutos submarinos pode ser recolhido da superfcie por

meio de embarcaes dotadas de dispositivos especiais de

captao, separao e armazenagem.

As embarcaes tradicionais para a recuperao de petrleo no mar

normalmente so barcos de dois cascos (tipo catamaran) e contam com umacorreia transportadora para recolher o leo mais viscoso e uma barragem feita

de material leve que recupera o leo emulsionado e menos denso. Uma bomba

de engrenagens faz ento o transporte da mistura de leo e gua recuperados

at um reservatrio, de onde o a mistura dever seguir a uma unidade de

separao destes lquidos.

Em 2007, um grupo de pesquisadores europeus comeou a desenvolver

um navio de recuperao de leo com uma estrutura de trs cascos (trimaran)com cerca de 138 metros de comprimento e 38 metros de largura. Os dois

cascos laterais tem a funo de ajudar a estabilizar o navio em condies

climticas adversas, tornando a embarcao apta a operar quase que

imediatamente aps o vazamento causado por intempries climticas. Este

navio dever ser capaz de armazenar at 6.000 toneladas de petrleo.

ConclusoO setor de leo e gs tambm um timo exemplo de padronizao de

procedimentos de aplicaes no s de bombas, mas de instalaes industriais

como um todo. As normas publicadas por rgos como o API regem os

projetos de instalaes de petrleo ao redor do globo inteiro.

A complexidade da indstria petrolfera em seus vrios setores a torna

um interessante caso para o estudo especialmente de bombas e escoamentos.

Suas mais diversas caractersticas de fluidos e escoamentos permitem

encontrar aplicao para praticamente todos os tipos de bombas industriais j

inventadas e ainda uma enorme gama de variaes destas. Embora antiga, a

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indstria de petrleo se mostra sempre moderna, medida que as inovaes

tecnolgicas traduzem no s lucro financeiro, como tambm oportunidades de

explorao de poos e jazidas em condies mais diversas, como o caso

brasileiro do petrleo armazenado na camada pr-sal