Análise comparativa de desempenho de bomba centrífuga submersa no sistema encapsulado e no sistema flange/flange

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pontes, Guilherme da Cunha, 1993-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637232
Resumo: Orientador: Marcelo Souza de Castro
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No entanto, a grande maioria dos estudos ligados às BCSs foram feitos conectando um tubo diretamente à bomba (sistema flange/flange) sem considerar o escoamento no duto anular e a segregação gás-líquido que pode ocorrer após o intake. Para este estudo, buscou-se uma comparação entre os dois sistemas, o sistema BCS Encapsulado que retrata com similaridade os poços reais de petróleo, e o sistema BCS Flange/Flange que é elaborado na maioria de estudos encontrados na literatura. Desta forma, no Laboratório Experimental de Petróleo - LabPetro, no CEPETRO-UNICAMP (Brasil), foram construídos dois aparatos experimentais visando esta análise comparativa dos sistemas. Neste estudo, foram adquiridos dados sobre os padrões de escoamento na entrada, ganho de pressão e desempenho de BCS usando ar e água como fluidos de trabalho para várias inclinações de tubulação, rotações e vazões. Filmagens com câmera de alta velocidade foram utilizadas para análise dos escoamentos em ambos os sistemas. As análises realizadas variando as inclinações, rotação da bomba, vazão de líquido e diferentes padrões de escoamentos de entrada, apresentaram influência no desempenho da BCS para os dois sistemas, sob várias condições. Para uma discussão completa sobre os resultados, se fez necessárias uma series de análises sobre os dados médios gerados, sendo realizada uma junção de curvas médias de desempenho com as imagens do escoamento e análises de cada estágio da BCS, mostrando assim uma grande influência das altas frações de gás nas altas rotações da BCS. Em algumas condições de quedas no desempenho da bomba foram constatados os fenômenos de surging e gas locking nos sistemas. Além de que sequências de bolhas alongadas e pistões de líquido favorecem o desempenho, fator este devido a fase líquida de slug conseguir carregar todo o gás para fora da BCS. E a análise comparativa dos sistemas flange/flange e do sistema encapsulado mostrou que não se tem grande influência no desempenho da BCS quanto à geometria de entrada na sucção da bomba, fator este de grande relevânciaAbstract: Electrical Submersible pumps (ESP) are equipment installed in oil wells aimed at increasing production. In its installation an annulus is formed through which the multiphase flow reaches the intake of the pump, the same geometry observed in the ESPs installed inside the ESP SKID system. However, the vast majority of ESP studies were done by connecting a pipe directly to the pump (flange/flange system) without considering the flow in the annular duct and gas-liquid segregation that may occur after intake. For this study, a comparison was made between the two systems, the Encapsulated ESP system that similarly depicts the actual oil wells, and the ESP Flange/Flange system that is elaborated in most studies found in the literature. In this way, two experimental apparatuses were built in the Experimental Petroleum Laboratory - LabPetro, CEPETRO-UNICAMP (Brazil), aiming at this comparative analysis of the systems. In this study, data on the flow, head and ESP performance were acquired using air and water as working fluids for various pipeline slopes. High speed camera footage was used to analyze the flows in both systems. The analyzes performed varying the slopes, pump rotation and liquid flow showed an influence on the performance of the ESP for the two systems, presenting different flow patterns under various conditions. For a complete discussion about the results, a series of analyzes on the average data generated was necessary, with a combination of average performance curves with the flow images and analyzes of each stage of the ESP, thus showing a great influence of the high gas fractions at high speeds of the ESP. In some conditions where the performance of the systems fall it was observed the phenomena of surging and gas locking. In addition, it was observed that sequences of elongated bubbles and liquid slugs favors performance, this factor due to the slug liquid phase can carry all gas out of the BCS. And the comparative analysis of the flange/flange and encapsulated systems showed that there is no great influence on BCS performance due to the suction inlet geometry, which is a very important factorMestradoTérmica e FluídosMestre em Engenharia MecânicaCAPES[s.n.]Castro, Marcelo Souza de, 1986-Morales, Rigoberto Eleazar MelgarejoEstevam, ValdirUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPontes, Guilherme da Cunha, 1993-20192019-07-26T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (151 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637232PONTES, Guilherme da Cunha. Análise comparativa de desempenho de bomba centrífuga submersa no sistema encapsulado e no sistema flange/flange. 2019. 1 recurso online (151 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637232. 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