Métodos de Elevação Artificial
Há reservatórios que possuem pressão relativamente baixa, neste caso os fluidos contidos nele não alcançam a superfície, sendo necessário utilizar métodos de elevação artificial. Esses métodos de elevação também são utilizados no final da vida produtiva por surgência ou quando a vazão dos poços está muito abaixo do que poderiam produzir. Dentre esses métodos, o Bombeio Mecânico por Hastes é o mais utilizado no mundo e suas principais componentes são: Unidade de Bombeio (UB), coluna de hastes e a Bomba de subsuperfície.
A bomba de fundo é do tipo alternativo, sendo de simples efeito e compostas das seguintes partes principais: Camisa, pistão, válvula de passeio e válvula de pé. A bomba de superfície tem a finalidade de fornecer energia ao fluido vindo da formação, sob a forma de aumento de pressão, para elevá-lo até a superfície.
Figura – Partes da bomba de subsuperfície
Camisa e pistão são tubos fabricados com diâmetros interno e externo muito próximo, a diferença nos diâmetros é a folga e esta folga é determinada em função da viscosidade do fluido produzido. A camisa tem função de conduzir e conter os fluidos no interior da bomba, o pistão comprime os fluidos transportando os da zona de baixa pressão (admissão da bomba) para a zona de alta pressão (descarga da bomba), as válvulas são do tipo sede-esfera e impedem o fluxo no sentido descendente, uma operação de bombeamento eficiente depende principalmente da ação apropriada das válvulas e a coluna de hastes imprime ao pistão o movimento alternativo responsável pela elevação do líquido.
No ciclo de bombeio existe dois cursos, o ascendente (upstroke) e o curso descendente (downstroke). O fluido que esta dentro da coluna de produção no curso ascendente mantém a válvula de passeio fechada, sendo que a baixa pressão criada na camisa da bomba abaixo do pistão e acima da válvula de pé faz com que a mesma se abra, permitindo que o fluido que esta no anular passe para o interior da bomba. As hastes são responsáveis por elevar todo o fluido que esta acima do pistão e o mesmo que esta mais perto da cabeça do poço entra na linha de produção, sendo deslocado nos ciclos seguintes para o vaso separador.
Figura – Etapas movimento ascendente
Os fluidos que se encontram localizados na camisa da bomba são comprimidos fechando a válvula de pé no curso descendente e como o pistão continua descendo, as pressões abaixo e acima da válvula de passeio se igualam e a mesma se abre deixando o fluido passar para cima do pistão. Quando for atingido o final do curso descendente e começar o curso ascendente a válvula de passeio se fecha e a de pé se abre, começando assim um novo ciclo.
Figura – Etapas movimento descendente
Podemos classificar a bomba de subsuperfície em dois tipos: bomba tubular e bomba insertável. Na bomba tubular a camisa é enroscada diretamente na coluna de produção e o pistão é acoplado a coluna de hastes. É mais simples e robusta e apresenta maior capacidade de bombeamento, porém a manutenção é mais complicada uma vez que a coluna de produção deve ser retirada para substituição da bomba. A bomba insertável é soldada à coluna de hastes, a bomba completa é descida na extremidade da coluna de hastes pelo interior da coluna de produção e sua principal vantagem é poder ser completamente substituída através de uma simples manobra da coluna de hastes, entretanto seu diâmetro é menor.
Figura – Bomba tubular e bomba insertável
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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