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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
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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
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ObjetivoObjetivo
•Levantamento da eficiência de um separador gravitacional de fundo de poço shroud invertido.
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SeparadorSeparador
Corte
Figura 3 - Separador
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Funcionamento do SeparadorFuncionamento do Separador
Velocidade SuperficialCoalescem
SeparaçãoSuperficial ( aumenta)Separação
LiquidoLiquido +
2% gás
Figura 4 – Funcionamento do Separador
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Funcionamento do SeparadorFuncionamento do Separador
Figura 4 – Funcionamento do Separador no mapa de escoamento
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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%
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EficiênciaEficiência
• Velocidades superficiais• Dimensão do Separador (FIXA)Dimensão do Separador (FIXA)• Inclinação• Padrão de escoamento• Viscosidade ( Óleo e Água )• Viscosidade ( Óleo e Água )
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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
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InstrumentaçãoLaboratórioLaboratório
Figura 6 - Laboratório
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InstrumentaçãoTratamento de Dados
SinalTratamento
Resposta
Plataforma Labview
Figura 7 - Tratamento de dados
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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)
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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
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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
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Andamento do ProjetoAndamento do Projeto
• Revisão Bibliográfica• Aprendizagem de LabViewAprendizagem de LabView• Definição de Medidores de Vazão• Dimensionamento da bomba de água