Análise de dados experimentais para detecção da queda de desempenho de uma bomba centrífuga submersa

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Garpelli, Lucas Nogueira, 1984-
Data de Publicação: 2018
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/20.500.12733/1634522
Resumo: Orientador: Pablo Siqueira Meirelles
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Contudo, existem determinadas condições operacionais que provocam a redução do desempenho da bomba, instabilidades na operação e até mesmo a interrupção da produção. Um dos principais fatores para a ocorrência desses eventos são as elevadas frações de gás presentes no escoamento. Para pequenas parcelas de gás presentes no escoamento a bomba apresenta uma curva de desempenho similar ao regime monofásico o qual é caracterizada pelo aumento do incremento de pressão com a redução da vazão de líquido. Após uma certa quantidade de gás no escoamento, a curva apresenta redução de desempenho e passa a exibir um ponto de máximo denominado surging. Após este ponto, com a redução da vazão de líquido, observa-se uma queda intensa do desempenho da bomba. Caso haja aumento da quantidade de gás pode ocorrer o fenômeno do bloqueio por gás, ou seja, a bomba passa a ter vazão de líquido nula. Através de uma análise investigativa, o presente trabalho buscou relacionar dados experimentais com a queda de desempenho de uma bomba centrífuga. Desse modo, o trabalho buscou investigar a relação da fração de gás com a curva de desempenho da bomba. Os dados foram obtidos em laboratório com uma bomba de três estágios operando com a mistura água e gás. A bomba operou com diferentes velocidades de rotação, pressão de sucção e quantidade de gás. Os dados obtidos e analisados foram os de pressão de saída, vazão de líquido e torque. Observou-se a degradação no desempenho da bomba devido à presença de gás no escoamento. Essa degradação foi minimizada com o aumento da velocidade de rotação e da pressão de sucção. Das técnicas de análises empregadas algumas não demonstraram resultados satisfatórios, contudo a Transformada de Fourier apresentou picos elevados que ocorrem em baixas frequências conforme a queda de desempenho da bomba se intensifica. Utilizando a Transformada Contínua Wavelet, notou-se que esses picos ocorrem durante todo período de operação sendo inerentes às condições de operação da bombaAbstract: One of the main methods of artificial elevation used in oil industry is the Electric Submersible Pump (ESP). This method is used when the oil wells are not able to, naturally, carry the fluid from the bottom of the well to the surface. The method utilizes a multiple stages electric submersible pump that provides sufficient energy to raise the liquid to the production facilities. However, there are specific operational conditions which cause a reduction pump performance, operational instabilities and even a production interruption. One of the main factors for the occurrence of these events is the high gas fractions present in the flow. For low gas fractions present in the flow the pump presents a performance curve similar to the single-phase regime which is characterized by the increase of the pressure increase with the reduction of the liquid flow. After a certain amount of gas in the flow, the curve shows a performance decreasing and it shows a maximum point named surging. From this point, with the reduction of the liquid flow, it is observed an intense drop in pump performance. In case there is an increase in the amount of gas, it can happen a gas locking phenomenon, i.e. the pump goes by a null fluid flow. Through an investigative analysis, the present work sought to relate experimental data with a performance drop in of a centrifugal pump. Thus, the work sought to investigate the relationship of the gas fraction with the performance curve of the pump. The data were acquired in the laboratory with a three-stage pump operating with a water and gas. The pump operated with different rotational speeds, inlet pressure and amount of gas. The data obtained and analysed were those of pressure output, liquid flow and torque. A degradation in pump performance was observed due to the presence of gas in the flow. This degradation was minimized with increasing speed of rotation and inlet pressure. The analysis techniques performed, some did not demonstrate satisfactory results. However, the Fourier Transform showed high peaks that occurred at low frequencies as the drop in the performance intensifies. Using the Continuous Wavelet Transformed, it was noted that the peaks occurred throughout the operation period, thus, they were inherent to the operating conditions of the pumpMestradoMecânica de Sólidos e Projeto MecânicoMestre em Engenharia MecânicaCAPES[s.n.]Meirelles, Pablo Siqueira, 1956-Ferreira, Janito VaqueiroLima Junior, Jose Juliano deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASGarpelli, Lucas Nogueira, 1984-20182018-08-06T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (101 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634522GARPELLI, Lucas Nogueira. Análise de dados experimentais para detecção da queda de desempenho de uma bomba centrífuga submersa. 2018. 1 recurso online (101 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634522. 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