Estudo experimental do gradiente de pressão em tubulações anulares concentricas e excentricas com e sem rotação

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DATA DE PUBLICAÇÃO

1995

RESUMO

Na busca contínua da redução dos custos de produção do petróleo, um método de elevação artificial que vem se destacando é o sistema de produção através de bombas de cavidades progressivas conhecido, simplesmente, por BCP. Este método que, inicialmente, era destinado à produção de poços rasos (500 m) e de baixas vazões (5m3/d), hoje, com o desenvolvimento de novos materiais, já é utilizado em poços com vazões de até 300 m3/d e profundidades que chegam a 2000 m. Com a utilização de vazões cada vez maiores, as perdas hidrodinâmicas ao longo do anular tubo/haste passaram a representar uma quantia significativa da energia total a ser fornecida ao fluido e, consequentemente, sua determinação assumiu um papel importante no dimensionamento do sistema BCP, exigindo-se, desta forma, uma maior atenção. Visando conhecer melhor o escoamento ao longo da coluna de produção, construiu-se, em laboratório, um modelo na escala de 1:1,88 de um poço equipado com tubo de produção de 2 7/8", haste de 7/8" e luva de 1 5/8", onde o escoamento foi considerado monofásico. A partir deste modelo foram simuladas as faixas de vazão de 0a 300 m3/d, rotação de 100 a 400 rpm e viscosidade de 100 a 4000 cP, que abrangem quase a totalidade das condições de campo dos poços brasileiros equipados com BCP. Foram investigados os efeitos das restrições ao fluxo causadas pela mudança de geometria nas extremidades das hastes e pela presença das luvas (utilizadas nas interligações das hastes). Além das restrições estudou-se a influência da rotação no diferencial de pressão ao longo do anular tubo/haste, para os arranjos concêntricos e excêntricos, tanto para haste sem luva como para haste com luva. Os resultados obtidos, experimentalmente, confirmam, para o caso concêntrico, a não interferência da rotação no gradiente de pressão e para o arranjo excêntrico, nas faixas de vazão, viscosidade e rotação investigadas, observa-se um ligeiro aumento no diferencial de pressão com a rotação. O diferencial de pressão no anular tubo/luva foi determinado utilizando-se as mesmas equações empregadas no cálculo do diferencial de pressão no anular tubo/haste. Para considerar-se a mudança de geometria das extremidades das bastes, sugere-se um majoramento de 50 % nos valores obtidos para as luvas

ASSUNTO(S)

escoamento poços de petroleo fluxo viscoso massas girantes de fluidos engenharia do petroleo

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