Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Biazussi, Jorge Luiz, 1984-
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1624077
Resumo: Orientador: Antonio Carlos Bannwart
id UNICAMP-30_bc0405ea7ac81b6713ff3ec52d266c3e
oai_identifier_str oai::937839
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidadeA drift-flux model for gas-liquid flow in electrical submersible pump operating with low viscous liquidBombas centrífugas - SubmersaEscoamento bifásicoEscoamento instável (Dinâmica dos fluidos)Mecânica dos fluidos - Modelos matemáticosElectrical submersible pumpTwo-phase flowUnstable flow (Fluid dynamics)Mathematical models (Fluid mechanics)Orientador: Antonio Carlos BannwartTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de GeociênciasResumo: A bomba centrífuga submersa (BCS) é uma bomba de múltiplos estágios que tem recebido muita atenção nos últimos anos, devido à sua importância para a elevação artificial de petróleo em altas vazões. Como uma parte do sistema de Elevação Artificial, a BCS é geralmente instalada no interior do poço, a fim de aumentar a vazão ou até mesmo viabilizar a produção. A presença de gás livre no fluido na entrada da bomba provoca uma diminuição do ganho de pressão fornecido pela BCS e pode conduzir a instabilidades na curva de ganho de pressão versus vazão. O objetivo deste trabalho é desenvolver e avaliar o desempenho de um modelo de deslizamento para representar o ganho de pressão em uma ampla faixa de vazão de líquido de uma BCS. Para este propósito foram realizados testes experimentais em laboratório para três BCS diferentes que operam com misturas ar - água. Especificamente, o ganho de pressão e a potência de eixo foram medidos em diferentes vazões de líquido, de gás, de pressões de entrada e rotação. Os resultados dos testes de água monofásicos foram interpretados por ajuste dos dados com um modelo de correlação genérico para o ganho de pressão e potência, tentando descrever todos os fenômenos físicos envolvidos no escoamento nos canais rotativos. Os resultados dos testes bifásicos foram discutidos em termos dos efeitos da fração de vazio, da pressão de admissão, da velocidade de rotação e da geometria da bomba. Um modelo de deslizamento para escoamento em bolhas foi proposto para representar o ganho de pressão e também foi utilizado para expressar a potência de eixo. Os dois parâmetros envolvidos no modelo, ou seja, C0 e kb?, foram ajustados aos dados e mostrou a capacidade desta abordagem em capturar as principais tendências das curvas experimentais. O parâmetro de distribuição C0 foi, em todos os casos, significativamente menor do que um, confirmando os resultados de outros autores, em escoamento bifásico descendente em tubos. Além disso, este resultado indica que os perfis de velocidade e de distribuição de fase são distorcidos pelo campo centrífugo e de Coriolis. O parâmetro kb? foi significativo apenas para a bomba radial de menor vazão, o que confirma a ideia de que para altas vazões de líquido, as bolhas de gás são dispersadas através do líquido e o deslizamento torna-se insignificanteAbstract: The Electrical Submersible Pump (ESP) is a multiple stage pump which has been receiving a lot of attention in recent years in due to its importance for the Artificial Lift of petroleum at high flow rates. As a part of the AL system, the ESP is often installed inside the well in order to either viabilize the production or increase its flow rate. The presence of free gas within the fluid entering the pump causes a decrease in the head provided by the ESP and may lead to instabilities in the head-capacity curve. The aim of this work is to develop and evaluate the performance of a drift flux model to represent the head in the entire liquid flow rate range of an ESP. For this purpose, experimental performance tests to determine the characteristic curves were performed in laboratory for three different ESPs operating with water and water-air mixtures. Specifically, the head and brakehorsepower were measured at different flow liquid and gas flow rates, inlet pressures and rotation speeds. The results from the single-phase water tests were interpreted by fitting generic correlation models for the head and power to the data, trying to describe all basic phenomena involved in the rotating channel flow. The results from the two-phase runs were discussed in terms of the effects of the mixture composition, intake pressure, rotation speed and pump geometry. A drift flux model for bubbly flow was proposed to represent the head and also used to express the power. The two parameters involved in the model, namely C0 and kb? , were fitted to the data and showed good capability of this approach to capture the main trends of the experimental curves. The distribution parameter C0 was in all cases significantly lower than one, confirming the findings by other authors in two-phase downward pipe flow. Also, this result indicates that the velocity and phase distribution profiles are distorted by both the centripetal and Coriolis fields. The drift parameter kb? was significant for the smallest capacity radial pump only, confirming the idea that at sufficiently high liquid flow rates, the gas bubbles are dispersed through the liquid and drift becomes negligibleDoutoradoExplotaçãoDoutor em Ciências e Engenharia de Petróleo[s.n.]Bannwart, Antonio Carlos, 1955-Moura, Luiz Felipe Mendes deMazza, Ricardo AugustoMorales, Rigoberto EleazarEstevam, ValdirUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de GeociênciasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBiazussi, Jorge Luiz, 1984-20142014-06-06T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf114 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1624077BIAZUSSI, Jorge Luiz. Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade. 2014. 114 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1624077. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/937839porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T07:30:38Zoai::937839Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T07:30:38Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
A drift-flux model for gas-liquid flow in electrical submersible pump operating with low viscous liquid
title Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
spellingShingle Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
Biazussi, Jorge Luiz, 1984-
Bombas centrífugas - Submersa
Escoamento bifásico
Escoamento instável (Dinâmica dos fluidos)
Mecânica dos fluidos - Modelos matemáticos
Electrical submersible pump
Two-phase flow
Unstable flow (Fluid dynamics)
Mathematical models (Fluid mechanics)
title_short Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
title_full Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
title_fullStr Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
title_full_unstemmed Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
title_sort Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade
author Biazussi, Jorge Luiz, 1984-
author_facet Biazussi, Jorge Luiz, 1984-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bannwart, Antonio Carlos, 1955-
Moura, Luiz Felipe Mendes de
Mazza, Ricardo Augusto
Morales, Rigoberto Eleazar
Estevam, Valdir
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Geociências
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Biazussi, Jorge Luiz, 1984-
dc.subject.por.fl_str_mv Bombas centrífugas - Submersa
Escoamento bifásico
Escoamento instável (Dinâmica dos fluidos)
Mecânica dos fluidos - Modelos matemáticos
Electrical submersible pump
Two-phase flow
Unstable flow (Fluid dynamics)
Mathematical models (Fluid mechanics)
topic Bombas centrífugas - Submersa
Escoamento bifásico
Escoamento instável (Dinâmica dos fluidos)
Mecânica dos fluidos - Modelos matemáticos
Electrical submersible pump
Two-phase flow
Unstable flow (Fluid dynamics)
Mathematical models (Fluid mechanics)
description Orientador: Antonio Carlos Bannwart
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014
2014-06-06T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1624077
BIAZUSSI, Jorge Luiz. Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade. 2014. 114 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1624077. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1624077
identifier_str_mv BIAZUSSI, Jorge Luiz. Modelo de deslizamento para escoamento gás-líquido em bomba centrífuga submersa operando com líquido de baixa viscosidade. 2014. 114 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1624077. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/937839
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
114 p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189113624002560

Registros relacionados