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Projeto de Iniciação Científica:

Separador gás-líquido do tipo shroud invertidoshroud invertido

Cinthia Politi BlancoThiago Freitas Albieri

Orientador: Prof. Dr. Oscar M. Hernandez Rodriguez

Motivações:

Técnicas de elevação artificial;Técnicas de elevação artificial;Otimização da eficiência do Bombeio Centrífugo Submerso (BCS);(BCS);Separador gravitacional de gás de fundo de poço direcional do tipo h d i tidshroud invertido.

Objetivos

Caracterização e observação dos padrões de escoamento no anular externo;Modelagem das transições dos padrõesModelagem das transições dos padrões de escoamento no anular externo;M di ã d fi iê i d dMedição da eficiência do separador.

Circuito experimental eCircuito experimental e instrumentaçãoç

Seleção de equipamentos

Medidor de vazão: água-ar

V ti l HorizontalVertical Horizontal

Medidor de vazão: óleo-ar

V ti l HorizontalVertical Horizontal

C lib ãCalibraçãoInstrumentação Range Canal Sinal  Equação ou Fator

Antiga

Medidor de ÁguaBaixa VazãoModel OGT

1 – 35 (l/min) 0Volts 0,6*(‐0.0011x + 0,9279 

(L/min)

Medidor de Óleo Alta VazãoFLOWPET‐EG LS4976

6,67– 233,3 (l/min) 1Volts 60*(0,03463)x

(L/min)

Medidor de Pressão Amper 12654*x – 1308Medidor de Pressão Diferencial (Smar ‐1)Montante

12,5 – 500 mbar 6Amper 12654 x  1308

Pa

Medidor de Pressão Diferencial (Smar ‐2)Montante  

12,5 – 500 mbar7 Amper 12513*x ‐ 12418 

Pa

Medidor de Pressão Diferencial (Smar ‐3)Montante

12,5 – 500 mbar12 Amper 12501*x – 12438

PaMontante

Nova

Medidor de Óleo Baixa VazãoFLOWPET‐EG LS

2,5 ‐ 106, 7 (l/min) 13Volts 60*(0,017538)x

(L/min)

Medidor de Água ‐ EX‐DELTA VXW1050 33,33 ‐ 1316,667 (l/min) 11

Amper 60*(0,09974)x(L/min)

Medidor de Ar -GAL 50 Montante 1,25 – 20 (l/min) 4

Volts 60*(0,0081712)x(L/min)

Medidor de Ar -GAL 50 Jusante 1,25 – 20 (l/min) ‐‐

Volts 60*(0,0080181)x(L/min)

Medidor de Pressão Diferencial (Smar ‐4)Jusante

500 mbar ‐‐Amper

Y=1,0001+0,00798*X(mbar)

Medidor de Pressão AmperMedidor de Pressão Diferencial (Smar ‐5)Jusante

500 mbar ‐‐Amper

Y=1,0001+0,00798*X(mbar)

Medidor de Pressão Diferencial (Smar ‐6)Jusante

500 mbar ‐‐ AmperY=1,0001+0,00798*X(KPa)

Manômetro a Jusante da bomba de óleo

-1 a 12 bar 5 Amper         Y=3,25x‐4,25  ( Bar)bomba de óleo

Manômetro a jusante Das placas de orifício

-1 a 12 bar 14                    Amper Y=3,25x‐4,25 (Bar)

Aquisição de sinais

Organização

Caracterização dos padrões deCaracterização dos padrões de escoamento - Vertical

Padrões de escoamento vertical gás-líquido segundo: Caetano et al. (1992), Hasan e ( ) ( ) ( )Kabir (1992), Kelessidis e Dukler (1989) e Das et al. (2000)

Caracterização dos padrões deCaracterização dos padrões de escoamento - Horizontal

Padrões de escoamento horizontal gás-líquido segundo: Eckberg et al. (1999) e Wongwises e Pipathattakul (2005)

Modelagem dos padrões deModelagem dos padrões de escoamento - Vertical

Velocidade de uma bolha de Taylor (Hasan e Kabir (1992) ):

Existência do padrão bolhas: Velocidade da bolha de Taylor de Hasan e Kabir (1992) e

velocidade de uma bolha discreta de Harmathy (1960).velocidade de uma bolha discreta de Harmathy (1960).

Bolhas para Pistonado:Bolhas para Pistonado:Critério de Taitel et al. (1980) de α = 0.25, com velocidade de uma

bolha em um bando de Zuber e Hench (1962).

Bolhas Dispersas para Agitante ou Pistonado:Critério de Taitel et al. (1980) com α = 0.52.

Bolhas ou Pistonado para Bolhas Dispersas:

Critério de Taitel et al. (1980) : ( )

Pistonado para Agitante:Pistonado para Agitante:Critério de Taitel et al. (1980), mas com correções de Kelessidis e

Dukler (1989) e Hasan e Kabir (1992) para duto anular.

Transição para anular :

Critério de Taitel et al. (1980) e Turner et al. (1969).

Modelagem dos padrões deModelagem dos padrões de escoamento - HorizontalEquilíbrio do escoamento estratificado:

Mecanismo: formação de ondas de perturbação que conduzem à i t bilid dinstabilidade.

Di Do

Eckberg et al. (1999),annular gap of 2 mm

Modelo de estabilidade de Rodriquez et al (2006) - Equação da onda:Modelo de estabilidade de Rodriquez et al. (2006) Equação da onda: equação diferencial do distúrbio ou equação de estabilidade.

Utiliza-se um modelo para dutos circulares com as alterações geométricas necessárias!

Para o primeiro caso:Para o primeiro caso:

Estratificado Ondulado para Intermitente ou Anular:Critério de Rodriguez et al.(2006).

Estratificado Liso para Estratificado Ondulado:Critério de Rodriguez et al.(2006).

Intermitente para Anular:pTaitel e Dukler(1976).

Intermitente para Bolhas Dispersas:Taitel e Dukler(1976).

Resultados:

Escoamento vertical: comparação do modelo proposto com os dados de Caetano et al. (1992).

Escoamento vertical: comparação do modelo proposto com os dados deEscoamento vertical: comparação do modelo proposto com os dados de Kelessidis e Dukler (1989).

Escoamento horizontal: comparação do modelo proposto com os dados i t i d E kb t lexperimentais de Eckberg et al.

FIMFIM