Métodos de Elevação Artificial
No método de elevação artificial de petróleo por Bombeio Centrífugo Submerso (BCS) a energia elétrica é transmitida para o fundo do poço através de um cabo, onde é transformada em energia mecânica através de um motor de subsuperfície, o qual está conectado a uma bomba centrífuga que transmite energia para o fluido sob a forma de pressão, elevando-o para a superfície. Nesse método, os equipamentos de subsuperfície subdividem-se em basicamente bomba, selo e motor, que você pode ler mais sobre cada um deles nos artigos anteriores.
Para cada poço produzido por BCS existe na superfície uma fonte de energia (rede elétrica ou gerador), quadro de comandos, transformador e cabeça de produção. Outros equipamentos podem ou não serem instalados (caixa de ventilação, válvula de retenção, válvula de drenagem, sensor de fundo e inversor de frequência) dependendo das características do poço e se este estiver em terra ou mar.
Fonte de energia: A fonte para acionamento do motor é fornecido, normalmente, por rede elétrica em terra e gerador no mar. Em terra, as linhas de transmissão operam em alta voltagem, por exemplo 13.800 volts. Nas plataformas a tensão entregue pelo gerador é de 460 volts, a distribuição para os postos envolve pequenas distâncias com mínimo aquecimento por efeito Joule.
Figura – Fonte de energia
Transformador: Transforma elevada tensão recebida em superfície para a tensão demandada pelo motor elétrico do BCS, acrescida das perdas nos cabos elétricos. A depender da necessidade, o transformador é utilizado também para elevar a tensão. É um dispositivo eletromagnético que possui duas ou mais bobinas estacionários, acoplados por um fluxo mutuo capaz de diminuir ou elevar a voltagem de uma rede de energia elétrica.
Quadro de comandos: O quadro é o equipamento de segurança e controle para operação do sistema BCS. É necessário um transformador de corrente (TC) para reduzir a corrente utilizada nos dispositivos de proteção. O quadro de comandos é conhecido também como gaveta e consta de: chave liga-desliga, amperímetro registrador, relé ou disjuntor de sub-carga, relé de sobrecarga temporizador e etc. É usado para proteção contra sobrecorrente, para evitar que altas correntes danifiquem o circuito de alimentação e também para proteção contra subcorrente para proteger o motor operando com baixa carga.
Figura – Quadro de comandos
Variador de frequência: Modifica a velocidade do motor elétrico possibilitando uma partida suave, normalmente a frequência gerada em superfície é de 60 hertz. Variable Speed Drive (VSD) é um dispositivo eletrônico capaz de receber a tensão alternada na frequência da rede, retífica-la e convertê-la para nova frequência de operação. Ele possibilita maior flexibilidade operacional e otimização da produção e reduz a corrente de partida, possibilitando uma partida suave com menores desgastes mecânicos e térmicos nos enrolamentos do motor, no entanto, ele eleva o custo inicial, introduz perdas elétricas no sistema e necessita refrigeração.
Figura – Sequência alteração da tensão
Caixa de junção: Localizado entre o quadro de comandos e a cabeça do poço em instalações onshore. É responsável de ventilar o gás que possa migrar da formação pelo interior do cabo elétrico, evitando assim que o mesmo chegue ao quadro de comandos, local onde pode causar uma explosão devido à ocorrência de centelhas.
Sophia Paiva Diretoria de Projetos Portal do Petroleiro Graduanda em Engenharia de Petróleo
Referências:
THOMAS, José Eduardo et al. (Org.). Fundamentos de Engenharia de Petróleo. 1. ed. Rio de Janeiro: Editora Interciência Ltda., 2001. 271 p.
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