Elevação de Petróleo
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Elevao de PetrleoIsaac Newton [email protected] de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Referncia BibliogrficaElevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*THOMAS, Jos Eduardo. Fundamentos de engenharia de petrleo. 2. ed. Rio de Janeiro: Intercincia, 2004
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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IntroduoElevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*Depois do poo perfurado, cimentado e completado, chega o momento de produzir.
Elevao de EscoamentoO processo atravs do qual os lquidos produzidos por um reservatrio (leo e gua) so transportados verticalmente do fundo do poo at a cabea do poo, na superfcie, vencendo a fora da gravidade.
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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IntroduoElevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*Fluxo no meio poroso, dentro da rocha reservatrio.
Fluxo na tubulao contra a gravidade. Consome quantidade considervel de energia.Fluxo VerticalFluxo da cabea de poo at a entrada do separador. Fluxo horizontal predominantemente.
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Conceitos BsicosFase: Qualquer poro de material com caractersticas uniformes em toda a sua extenso. Principais fases presentes no Petrleo:i) fase gasosa, ou simplesmente gs, constituda por hidrocarbonetos leves alm de nitrognio, gs sulfdrico etc. ii) fase lquida, usualmente denominada leo, formada principalmente por hidrocarbonetos de cadeia mais longa. Normalmente h uma segunda fase lquidaconstituda exclusivamente por gua; iii) fase slida constituda por hidrocarbonetos de cadeia muito longa que do origem aos depsitos de parafinas e asfaltenos.
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*
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Conceitos Bsicos
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*Componente : cada uma das substncias presentes em uma mistura e que apresentam propriedades bem definidas. Os componentes encontrados nas misturas de leo e gs so, por exemplo, metano (CH4), etano (C2H6), propano (C3H8) e demais hidrocarbonetos, alm de dixido de carbono(CO2), nitrognio(N2) etc.
No esquecer: uma fase composta de vrios componentes!!!
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Conceitos Bsicos
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*Presso de Saturao: Menor presso na qual no existe a fase gasosa. Essa grandeza relaciona-se com a tendncia das partculas escaparem do lquido.
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Conceitos Bsicos
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*GRAU API: Escala arbitrria que mede a densidade dos lquidos derivados do petrleo. Foi criada pelo American Petroleum Institute - API, juntamente com a National Bureau of Standards e utilizada para medir a densidade relativa de lquidos. Quanto mais densidade o leo tiver, menor ser seu grau API.1 obtido pela frmula:
GRAU API:
Quanto maior o grau API mais leve o petrleo e maior o valor de mercado.
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Conceitos BsicosElevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*BS&W: (Basic Sediments and Water): Mede a quantidade de sedimentos e gua presentes no Petrleo produzido. D modo simplificado mede a quantidade percentual de gua produzida em relao produo total.
medido pela seguinte frmula:
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Conceitos BsicosElevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*RGO: (Razo Gs leo): Define a proporo de gs presente no leo produzido. Importante para dimensionamento dos equipamentos de separao e processamento.
medido pela seguinte frmula:
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Conceitos BsicosElevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*TOG: (Teor de leo e graxos): Define a quantidade de leo e graxos presente n gua de descarte das plataformas. Importante para determinar a qualidade da gua usada no processamento.
medido pela seguinte frmula:
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Conceitos BsicosVazo volumtrica (q): Volume de lquido que passa por uma rea em uma unidade de tempo. Unidade de medida [m3/h ou bpd].Presso (p): razo entre a intensidade da fora (F), aplicada perpendicularmente a uma superfcie, e a rea (A) dessa superfcie:Unidade de medida: kPa ou Bar
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ExercciosElevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*O que presso de saturao?O que BS&W?O que grau API? Uma amostra de petrleo foi dita de grau API 28. Qual a sua densidade?Uma plataforma produz 100.000 bpd de lquidos. Desse total, 98.000 bpd eram petrleo. Qual o BSW do petrleo produzido?O que TOG? Para que serve esse parmetro?
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Vida de um poo de Petrleo
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Sistema de Produo Produo em Terra (ONSHORE)
Produo no Mar (OFFSHORE)
*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Produo em Terra.As estaes de produo no tratam o petrleo, apenas transferem para a estao central onde realizado o tratamento.*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Produo no Mar As Plataformas tratam o petrleo, e transferem para uma plataforma central onde realizado o rebombeio para terra por oleodutos ou navios aliviadores.*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Produo no Mar: Plataformas Fixas*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Produo no Mar: Plataformas Fixas*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Produo no Mar: Plataformas SSSS: Semi-Submersvel*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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FSO: Floating Storage - Offloading Produo no Mar: Navios de Produo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Produo no Mar: Navios de Produo FPSO: Floating Production Storage - Offloading *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Produo no Mar: Navios de Produo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Elevao e Escoamento de Petrleo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Sistema de Produo Flutuante *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Isolamento das Linhas SubmarinasRgidasFlexveis*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Umbilical Submarino Controle eletrnico ou hidrulico de sistemas no fundo do mar, tais como vlvulas, bombas e compressores. Estes sistemas podero pertencer ou estar associados a rvores-de-natal submarinas e/ou manifold submarino.*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fluxo Horizontal Multifsico *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Manifold Submarino *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Vdeo manifold
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Manifold Submarino Permite conectar vrios poos e redistribuir o fluxo, fazendo com ue chegue apenas 1 linha na plataforma. Simplifica o arranjo submarino.*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Manifold Submarino *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Manifold Submarino *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fonte: SIP*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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ELEVAO NATURAL (Surgncia)
Elevao de Petrleo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Elevao NaturalOcorre normalmente no incio da vida de produo do poo;A energia do reservatrio (presso) faz com que os fluidos sejam levados at a superfcie.Poo chamado surgente.Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*Video Poo surgente
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Elevao NaturalCONCEITO:Produo de fluidos (leo, gua e gs) desde o reservatrio at as facilidades de produo devido unicamente energia do reservatrio.
VANTAGENS: Menos problemas operacionais Menores custosMenos equipamentos*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Etapas de Fluxo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Etapas de Fluxo FLUXO NO MEIO POROSO(RECUPERAO) FLUXO NA COLUNA DE PRODUO(ELEVAO) FLUXO NA SUPERFCIE(COLETA) Fluxo na Linha de Produo Fluxo Atravs de Restries*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fluxo Vertical Multifsico *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fluxo Vertical Multifsico *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fluxo Horizontal Multifsico *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Perdas de PressoPresso no fundo do poo deve ser suficiente para vencer:Perdas na coluna de produoHidrosttica, Frico, AceleraoPerdas na linha de produoFrico, Acelerao (Hidrosttica)Perdas em restries (Chokes) Presso do vaso separador*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fluxo Atravs de Restries *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Choke utilizado para reduzir vazo, de modo a: Evitar produo de areia Evitar cone de gs Evitar cone de gua Maximizar produo acumulada Proteger equipamento de superfcieFluxo Atravs de Restries*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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A curva de IPR: Representa o fluxo no reservatrio Corresponde curva de presso disponvel no fundo do poo em funo da vazo Modelo linear
Curva de IPR*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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A curva de TPR: Representa o fluxo nos risers. Corresponde perda de carga nos risers Proporcional ao comprimento da linha.
Curva de TPR*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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IPR Modelo Linear*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014IPR - Inflow pressure requirement
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IPR + TPRMEIO POROSO + COLUNA*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014TPR - Tubing pressure requirement
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IPR + TPRMEIO POROSO + COLUNA *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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INFLUNCIA DA RAZO GS-LEOIPR + TPRMEIO POROSO + COLUNA*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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INFLUNCIA DA RAZO GUA-LEOIPR + TPRMEIO POROSO + COLUNA*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Exerccios
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*O que elevao natural?Quais as vantagens e desvantagens de se utilizar elevao natural?O que a curva IPR representa?O que a curva TPR representa?O poo abaixo do tipo:
SurgenteNo- surgente
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Exerccios
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*6) Como a RGO afeta a curva de IPR de um poo? Porque?7) Como o BSW afeta a curva de IPR de um poo? Porque?8)O poo abaixo do tipo: Estime a vazo aproximada em cada situao (A e B).
SurgenteNo- surgente
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Elevao Artificial
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Elevao ArtificialCONCEITO:Produo de fluidos (leo, gua e gs) desde o reservatrio at as facilidades de produo com suplementao da energia do reservatrio utilizando gs comprimido ou algum tipo de bomba.
*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Mtodos Artificiais
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014*Os Mtodos de Elevao mais comuns na indstria de Petrleo so:
Gs Lift Contnuo e Intermitente;Bombeio Centrfugo Submerso;Bombeio Mecnico com Hastes;Bombeio por Cavidades Progressivas;
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Elevao Artificial
GAS-LIFT *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Gas-LiftCONCEITO:Mtodo de elevao artificial no qual se utiliza a energia contida em gs comprimido para elevar fluidos at as facilidades de produo.
TIPOS: Contnuo Intermitente*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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CONCEITO:Mtodo de elevao artificial no qual se utiliza a energia contida em gs comprimido, injetado continuamente na coluna de produo, reduzindo a sua densidade com o objetivo de gaseificar a coluna de fluido desde o ponto de injeo at a superfcie.
Gas-Lift Contnuo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Gas-Lift ContnuoVazo de lquidoPressoDppRqLpdisppreqTPRIPRTPR COM GAS LIFT*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Sistema de Gas-Lift *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Gas-Lift Contnuo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Gas-Lift Contnuo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Vlvulas Tipo Orifcio*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Exemplo de Vlvula de Gas-Lift *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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GAS LIFTGsPresso no revestimentoFUNCIONAMENTO DA VLVULA DE PRESSO *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Curva de Performance - GLC *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014A partir deste ponto a vazo de lquido (leo) comea a diminuir
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Descarga do Poo *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Descarga do Poo *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Descarga do Poo *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Vdeo descarga de poo
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Gas-Lift IntermitenteCONCEITO:Mtodo de elevao artificial no qual se utiliza a energia contida em gs comprimido, injetado ciclicamente na coluna de produo, com o objetivo de deslocar golfadas de fluido do fundo do poo at a superfcie. *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Ciclo de Intermitncia - GLI *Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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BOMBEIO CENTRFUGO SUBMERSO (BCS)Elevao Artificial*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bombeio Centrfugo SubmersoCONCEITO:Mtodo de elevao artificial em que a energia transmitida ao fluido atravs de uma bomba centrfuga posicionada no fundo do poo, acionada por um motor eltrico acoplado bomba.
*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Video bomba centrfuga 1
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Bombeio Centrfugo Submerso*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Energia fornecida pela Bomba (Delta P) para vencer a perda de carga de TPR.
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OnshoreOnshore x Offshore BCSS BCSOffshore*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Energia Eltrica da RedeEnergia do sistema de Gerao de Energia da Plataforma
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Completao Submarina Petrobras (RJS-221) - 1994
Histrico*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Sistema de Bombeio Centrfugo Submerso*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Video BCS
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Motor de Fundo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Protetor ou SeloAnimao*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Separador de Gs de Fundo - BCS*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bomba Centrfuga - BCS*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Efeito da Presena de Gs Livre na Bomba*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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CARACTERSTICAS: Range de vazo flexvel Alta razo gua-leo Restrio areia Grandes profundidades Aplicvel a poos desviados Problema com alta razo gs-lquido No gosta de alta viscosidade
Bombeio Centrfugo Submerso*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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BOMBEIO MECNICO Elevao Artificial*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bombeio Mecnico*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Video1Video 2
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Unidade de Bombeio*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Unidade de Bombeio*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bombeio MecnicoCONCEITO: Mtodo de elevao artificial em que a energia transmitida ao fluido atravs de uma bomba alternativa posicionada no fundo do poo, acionada por uma coluna de hastes de ao. O movimento de rotao de um motor transformado em movimento alternativo para a coluna de hastes atravs de uma Unidade de Bombeio.
*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bombeio Mecnico*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014Energia fornecida pela Bomba (Delta P) para vencer a perda de carga de TPR.
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PARTES DE UMA UNIDADE DE BOMBEIO*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bomba de Subsuperfcie - BMPARTES:CamisaPistoVlvula de passeioVlvula de p
*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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CICLO DE BOMBEIO*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Ciclo de Bombeio - BM*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UNIDADE DE BOMBEIO*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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CARACTERSTICAS: Baixa vazo Aplicvel em poos isolados Pequenas a mdias profundidades Problemtico em poos desviados Restrio areia Problemtico com alta razo gs-lquido
Bombeio Mecnico*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UNIDADE DE BOMBEIO*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Unidade de Bombeio*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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BOMBEIO POR CAVIDADES PROGRESSIVAS (BCP)video Elevao Artificial*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bombeio por Cavidades ProgressivasCONCEITO:Mtodo de elevao artificial em que a energia transmitida ao fluido atravs de uma bomba de cavidades progressivas posicionada no fundo do poo. O movimento de rotao de um motor na superfcie transmitido bomba atravs de uma coluna de hastes de ao.*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bombeio por Cavidades Progressivas*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Sistema de Bombeio por Cavidades Progressivas*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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CABEOTEFUNES:Transmitir movimento de rotao do motor para a coluna de hastesReduzir velocidade do motorSustentar esforos axiais da coluna de hastesVedar espao anular entre a coluna de hastes e a coluna de produo*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Cabeote*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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COLUNA DE HASTESCARACTERSTICAS:Comprimento de 25 ps (7,6 metros)Pinos/luvasGrau do ao (K, C, D, Plus)Dimetro nominal (5/8 at 1 1/8)Haste polida (Superfcie 1 )Centralizadores (poos desviados)Giro no sentido horrio*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Hastes OcasDesenvolvidas para BCPMaior resistncia toroDimetros 1,9 e 2,3*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Bomba de Subsuperfcie - BCPPARTES:RotorAo em forma de espiral, revestido com cromoEstatorElastmero*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Estator e RotorElastmeros so polmeros, que na temperatura ambiente podem ser alongados at duas vezes seu comprimento e retornam rapidamente ao seu comprimento original ao se retirar a presso. Possuem, portanto, a propriedade da elasticidade. Comumente so conhecidos como borrachas.*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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ElastmeroElastmero sensvel a:
Fluidos produzidos e temperatura (inchamento e deteriorizao);O aumento da temperatura leva a uma modificao das propriedades mecnicas;A resistncia qumica pode ser avaliada atravs de testes especficos com o prprio fluido produzido;
*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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CARACTERSTICAS: Baixa a mdia vazo Aplicvel em poos isolados Pequenas a mdias profundidades Problemtico em poos desviados Pouca restrio areia Aplicvel a poos com fluidos viscosos Problemtico em poos com altas temperaturasBombeio por Cavidades Progressivas*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Escolha do Mtodo de Elevao Nmero de Poos Profundidade Vazo Razo Gs-Lquido Viscosidade Tipo de leo (parafnico) Produo de Areia Dimetro do Revestimento Mecanismo de Produo do Reservatrio*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Acesso ao Poo Disponibilidade de Energia Eltrica Disponibilidade de Gs Distncia das Facilidades de Produo Equipamento Disponvel Pessoal Disponvel Investimento Custo Operacional Segurana, etc.Escolha do Mtodo de Elevao*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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CONTRIBUIO DOS MTODOS NA PRODUO DA PETROBRAS Elevao Artificial*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fonte: SIPNmero de poos por Unidade ABR/08*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Plan1
U NMTODO DE ELEVAOTOTAL
SURGGLCGLIBMBCSBCPOUTROS
AM4360000655
RNCE525403,937101177534,374
SEAL3459921,2805132181,620
BA22174584099328481,2911,291
ES10902041703297297
BC182980010300419
RIO11760000087
BS10000001
BR1915195505,830303663888,144
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Fonte: SIPProduo de leo por poo(m3/d/poo) ABR/08*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
Plan1
U NMTODO DE ELEVAOTOTAL
SURGGLCGLIBMBCSBCPOUTROS
AM88.592.20.00.00.00.0126.993.1
RNCE8.37.60.01.629.52.50.62.4
SEAL43.612.64.43.612.14.610.15.0
BA10.84.33.25.58.53.91.34.6
ES788.7923.90.08.81,032.93.12.564.8
BC289.1317.40.00.0146.90.00.0274.3
RIO2,532.71,134.60.00.00.00.00.01,311.4
BS539.60.00.00.00.00.00.0539.6
BR248.4367.83.42.666.03.611.334.2
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Fonte: SIP6%73%12%7%1%Produo de leo e Nmero de Poos ABR/0872%6%7%2%4%8%1%PRODUONMERO DE POOS1%*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Fonte: SIPSEAL3%BA2%ES7%BC41%RNCE4%AM2%Percentual da Produo de leo - ABR/08PETROBRASRIO41%*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UN-AM74%11%Fonte: SIPPercentual da Produo ABR/0815%*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UN-RNCE60%4 %4 %4 %Fonte: SIP28%Percentual da Produo ABR/08*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UN-SEAL9%5%8 %57%18%Fonte: SIPPercentual da Produo ABR/081%2%*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UN-BA38%19%4%13%25%Fonte: SIPPercentual da Produo ABR/081%*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UN-ESFonte: SIPPercentual da Produo ABR/0841%43%6%9%1%*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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Percentual da Produo ABR/08UN-BC82 %5%13 %Fonte: SIP*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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UN-RIO24 %Fonte: SIPPercentual da Produo ABR/0876%*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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OBRIGADO !Isaac Newton [email protected]*Elevao de Escoamento - Pronatec - IFSC 2014
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