Estudo experimental sobre bomba centrífuga operando com fluido viscoso e escoamento bifásico gás-líquido

Orientador: Antonio Carlos Bannwart

Access type:openAccess
Publication Date:2013
Main Author: Paternost, Guilherme Miranda
Advisor: Bannwart, Antonio Carlos, 1955-
Referee: Mazza, Ricardo Augusto, Estevam, Valdir
Document type: Master thesis
Language:por
Published: [s.n.]
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Petróleo
Portuguese subjects:
English subjects:
Online Access:http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265607
Citation:PATERNOST, Guilherme Miranda. Estudo experimental sobre bomba centrífuga operando com fluido viscoso e escoamento bifásico gás-líquido. 2013. 158 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/265607>. Acesso em: 22 ago. 2018.
Portuguese abstract:Resumo: O bombeio centrífugo submerso (BCS) é o segundo método de elevação artificial mais utilizado em poços de petróleo no mundo. Nestes poços, o equipamento está sujeito à influência de fluidos viscosos e à presença de gás livre, os quais impactam significativamente seu desempenho já que este é resultado da dinâmica de fluidos nos impelidores e difusores da bomba. Historicamente, devido ao escoamento de gás e de fluidos viscosos se tratarem de situações distintas, as maiorias dos estudos realizados analisam estes fenômenos separadamente vistos a complexidade e particularidades existentes de cada. O objetivo deste trabalho é a realização de um estudo experimental de avaliação do desempenho de uma bomba centrífuga sob os dois fenômenos, onde foi mensurado o impacto e a interação das principais variáveis que afetam seu desempenho. Para isto, foi construída uma bancada experimental constando de uma bomba centrífuga do tipo voluta, permitindo medir seu desempenho com água e fluido viscoso juntamente com os efeitos de fração de vazio, diâmetro de bolha e pressão de entrada. Foi também avaliada uma proposta existente de mapeamento do comportamento de uma bomba centrífuga operando com escoamento monofásico em função de números adimensionais que traduzem os efeitos combinados da viscosidade e da rotação. Foram sugeridas modificações e correlações baseadas nesta proposta e seus resultados comparados aos dados experimentais obtidos
English abstract:Abstract: The Electrical Submersible Pumping (ESP) is the second most commonly used artificial lift method worldwide, being responsible for the highest amount of total fluids produced (oil and water). In wells using this method, the equipment may be subjected to viscous fluids and free gas flow, both affecting pump performance since it is a result of the fluid dynamics inside its impellers and diffusers. Generally, since the presence of free gas and liquid viscosity are independent phenomena, most studies so far have examined their effect separately due to their complexity. The purpose of this experimental study is to take another step towards understanding the performance of a centrifugal pump under these two phenomena, measuring the impact of the main variables involved. A testing rig consisting of a centrifugal pump of volute type was built, where its performance was measured with the varying effects of viscosity, void fraction and rotational speed