MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL
O bombeio centrífugo submerso é um método de elevação artificial de petróleo fundamentado no incremento de pressão fornecida por uma bomba centrífuga de múltiplos estágios assentada em alguma posição ao longo da coluna de produção e acionada por um motor elétrico.
Figura – Bombeio Centrífugo Submerso
No início, o bombeio centrífugo submerso (BCS) era utilizado em poços terrestres, com o desenvolvimento de campos marítimos, sua utilização se iniciou com a completação seca eposteriormente estendido para completação molhada, envolvendo maiores custos de intervenção. Um indicador importante para medição destes custos é o Mean Time Between Failures (MTBF), que é o tempo médio decorrido desde a entrada em operação (ou a última falha registrada) até a ocorrência de uma falha. A média mundial para o BCS é de 2 anos.
Atualmente é muito utilizado o BCS com completação molhada, na qual os poços com árvores de Natal no leito marinho se encontram a quilômetros de distância da unidade produtora ou da estação flutuante. Esse novo conceito é chamado de bombeio centrífugo submarino submerso (BCSS). No Brasil, a Petrobras instalou pela primeira vez um BCSS em 1994 no campo de Carapeba, que operou continuamente por 2 anos e 10 meses sem necessidade de manutenção.
As principais aplicações do BCS incluem: operações com fluxo de água, produção offshore e todos os outros casos onde tem eletricidade disponível e onde tem um grande volume de fluido a ser elevado. A taxa usual da média de líquidos elevados em instalações típicas, de profundidade entre 1000 e 10000 FT, está entre 20.000 e 200 bpd ,que vai diminuindo à medida que a profundidade for aumentando. Os valores extremos e taxa limite de elevação de líquidos, atualmente, para as unidades de BCS são em volta de 15.000 FT (4572 m) e 3000 bpd, respectivamente.
No princípio de funcionamento deste método de elevação artificial, a bomba é acionada por um motor elétrico submerso cuja energia elétrica é transmitida desde a superfície através de um cabo elétrico trifásico preso externamente a coluna de produção. Os principais equipamentos de subsuperfície de um poço equipado para produzir por BCS são: a bomba, admissão da bomba, protetor, motor elétrico e cabo elétrico. No artigo anterior, já falamos um pouco sobre a bomba e agora falaremos sobre os outros equipamentos.
Admissão da bomba: ou intake, está localizado na parte inferior da bomba e é o caminho do fluido para abastecimento do primeiro estágio (admissão). O teor de gás livre diminui a eficiência das Bombas centrífugas, o limite máximo de gás na bomba varia de 10% a 25% em relação ao volume total do fluido bombeado. Caso os valores ultrapassem esses limites deve-se utilizar separadores de gás ou então aprofundar a bomba para aumentar a pressão de sucção. A depender do teor de gás na admissão existem três configurações:
Figura – Modelos de separadores
Admissão simples (Standard): Quando volume de gás livre na entrada da bomba é muito pequeno
Separador de gás estacionário: É aplicado em baixas vazões quando há pequena quantidade de gás livre na sucção da bomba. A separação de gases do líquido se dá mediante a mudança brusca do fluxo de fluidos, ao entrar na bomba o gás separado se eleva e sai por orifícios para o anular/coluna revestimento. O líquido que contém ainda algum teor de gás move-se para a parte de baixo, sendo direcionado para o primeiro estágio da bomba. A eficiência desse tipo de separador é baixa.
Separador de gás centrífuga: ele é utilizado para poços com elevadas vazões e também quando há uma maior quantidade de gás na sucção da bomba. Ele utiliza a força centrífuga, quando o fluido entra no separador, é submetido a ação de uma força centrífuga gerada por um impelidor. A fase líquida, por ser mais pesada devido a sua maior densidade, é movimentada em direção a carcaça. O gás, por ser mais leve, fica próximo ao eixo, se eleva e é direcionado para o anular. O gás separado sai na parte superior para o anular através de uma abertura próximo ao centro e o líquido sai pela parte superior através de uma abertura próximo a carcaça para o primeiro estágio da bomba. Esse separador possui uma excelente eficiência, podendo chegar até 95% da separação do gás livre. A instalação de separadores minimiza o problema do gás, entretanto pode significar uma redução da pressão de sucção da bomba, vibração, erosão e perda do eixo quando em presença de areia.
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.
Comments