Bombeio Centrífugo Submerso

UNP – Universidade Potiguar

Engenharia de Petróleo e Gás – 6MA

Escoamento Multifásico do Petróleo

Professor (a):

        

BOMBEIO CENTRÍFUGO SUBMERSO

Componentes: 

NATAL-RN

19 DE MAIO DE 1014

 

Introdução

Quando um reservatório não possui pressão suficiente para elevar o fluido até a superfície, utilizamos métodos que chamamos de "Elevação Artificial". Esses métodos de elevação (que podem ser natural ou artificial) também são utilizados no final da vida produtiva de um poço, por surgência ou quando a vazão desse mesmo poço está muito abaixo do que poderia produzir.

O bombeio centrífugo submerso (BCS) é um método de elevação artificial que pode ser definido como um motor elétrico de subsuperfície que transforma energia elétrica em energia mecânica e como uma bomba centrífuga que converte a energia mecânica em energia cinética, o que possibilita elevar o fluido até a superfície. E é esse método que será abordado nesse trabalho.

Quando se tem a descobertas de jazidas de petróleo repletas de óleos pesados e ultrapesados, é necessária a aplicação de métodos de elevação artificial, já que a pressão do mesmo não é suficiente para leva-lo até à superfície. Que em uma explicação rápida e fácil, a elevação artificial, é  transferir uma pressão ou energia ao óleo através de métodos de bombeio para que assim este óleo chegue a superfície e seja armazenado em um tanque.

Os principais métodos de elevação artificial são:

- Gás Lift;

- Bombeio Mecânico;

- Bombeio por Cavidade Progressiva (BCP);

- Bombeio Centrífugo Submerso (BCS);

        A escolha do método de elevação artificial mais apropriado para um poço é um processo crítico na engenharia de petróleo. Pois se essa escolha for estiver equivocada, pode reduzir consideravelmente a produção do poço e aumentar os custos de operação. São considerados diversos fatores neste processo de tomada de decisão.

Bombeio Centrífugo Submerso

Esse método é o mais indicado para zonas urbanas, pois o único equipamento colocado na superfície e a cabeça de produção. Bastante utilizado em poço que produz com alta vazão, alta porcentagem de água e sedimentos (BSW) e baixa razão gás/líquido (RGL). Ele pode proporcionar uma produção de 100 a 30000 barris por dia.

Esse método utiliza equipamentos de superfície e de subsuperfície. O BCS funciona através de um motor de subsuperfície, que transforma energia elétrica em energia mecânica transmitida a uma bomba centrífuga, onde esta transforma a energia mecânica do motor em energia cinética, que transmite a energia para o fluido sob forma de pressão, o que possibilita elevar o fluido até a superfície.

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                               Poço equipado com BCS (Fonte: Almeida, 2011)

A energia elétrica é transmitida ao fundo do poço através de cabo elétrico o que alimenta o motor de fundo que está diretamente ligado à bomba que transmite energia ao poço sob forma de pressão, elevando-o a superfície.

Suas vantagens são:

- Fonte de energia estável e segura;

- Flexibilidades (trabalho em range de baixas e altas vazões);

- Não possui partes móveis na superfície;

- Aplicável em poços desviados;

- Automação, supervisão e controle relativamente simples.

E suas desvantagens são:

- Alto custo inicial;

- Temperatura (possível degradação do sistema de isolamento);

- Reparo em equipamento de conjunto de fundo implica na parada da produção.

Componentes de um BCS

[pic 2]

Os Principais Equipamentos de subsuperfície de um poço com sistema BCS são:

- Bomba

No BCS é utilizada uma bomba do tipo centrífuga de múltiplos estágios, cada estagio contendo um impulsor e um difusor, representado na figura abaixo. O impulsor é preso a um eixo e gira a uma velocidade de aproximadamente 3.500 rotações por minuto, transferindo energia ao girar sob a forma de energia cinética ao fluido, aumentando assim a sua velocidade. O difusor permanece imóvel, redirecionado o fluido do impulsor encontrado abaixo para cima, diminuindo sua velocidade e transformando a energia cinética em pressão. A quantidade de estágios é diretamente proporcional a quantidade de fluidos deslocados para superfície. O tamanho e a forma do difusor e do impulsor determina a vazão a ser bombeada, existindo bombas com vazões situadas entre 20 e 10.000 m3/dia, tendo capacidade de elevar até 5.000metros.

[pic 3]                      [pic 4]

Estágios de uma bomba de múltiplos estágios para BCS.    Exemplos de bombas centrifugas(Fonte: Barbosa, 2008)

Separador de gás ou intake

Evita a sucção de gás livre pela bomba. É utilizado para permitir a utilização do BCS em poços produtores de gás, já que a bomba centrífuga não se mostra eficiente. Sua utilização depende do volume de gás livre a ser separado, este localizado na parte inferior da bomba. Há dois tipos de separadores: estacionário ou de fluxo invertido – que se baseia na mudança de sentido do fluxo do fluido, e centrífugo ou rotativo – utilizado em poços com alta vazão, submetendo o fluido à ação de uma força centrífuga, realizando a separação das fases líquida e gasosa.

[pic 5]

Exemplo separador de gás ou intake (Fonte: Almeida, 2011)

- Admissão da bomba

Está localizada na parte de baixo da bomba e é o trajeto do fluido para abastecer o primeiro estágio. A admissão pode ser encontrada de duas formas, sendo elas simples ou de separador de gás. É utilizada a forma simples quando o volume de gás livre na entrada da bomba seja pequeno, não afetando assim a eficiência do bombeio. A forma de separador de gás é utilizada dependendo do volume de gás livre a ser separado.

A admissão da bomba, sendo ela simples ou do tipo separador de gás, é escolhida de acordo com a série da bomba, vazão do líquido e da razão gás-líquido nas condições de bombeio.