Análise do fenômeno da reversão em poços de petróleo equipados com o sistema de bombeio por cavidades progressivas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Araújo, Rhaclley Franklein Ferreira de
• Orientador(a): Maitelli, André Laurindo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Backspin; Reversão; Coluna de hastes; Bombeio por cavidades progressivas; BCP
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47592

O sistema de elevação artificial de bombeio por cavidades progressivas (BCP) tem se tornado um importante método de elevação na indústria de petróleo, apresentando um bom desempenho quando aplicado em poços com produção de fluidos viscosos ou que carreiem sólidos. Esse sistema é formado por um rotor metálico que gira dentro de um estator com elastômero, com esse movimento deslocando o fluido através da bomba. O movimento rotativo do rotor dentro do estator é fornecido pelo cabeçote de acionamento, que através de um motor fornece movimento rotativo aos equipamentos de superficie. Através de um sistema de hastes e polias, a rotação diminui provocando um aumento do torque aplicado a haste polida que, por sua vez, transmite esse movimento de rotação da superficie até a bomba, localizada no fundo do poço. Essa torção da haste polida e toda a coluna de hastes que se estende até a bomba gera um acúmulo de energia torcional, bem como toda a coluna de fluido localizada dentro da coluna de produção no poço. Quando, por qualquer motivo, o sistema BCP para de funcionar, essa energia acumulada é liberada e faz com que todos os equipamentos girem no sentido reverso. Esse processo é conhecido como backspin e é um dos grandes problemas operacionais e de segurança deste método. Diante desse contexto, este trabalho propõe desenvolver modelos matemáticos, para os casos de rotor livre e rotor preso, capazes de representar o comportamento dinâmico de variáveis críticas do sistema durante a reversão da coluna de hastes. Ainda nesse contexto, esse trabalho também propõe um modelo matemático de um sistema de freios capaz de mitigar os efeitos da reversão. Para validação dos modelos foi desenvolvido uma ferramenta computacional capaz de representar dinamicamente o comportamento do torque e rotação da haste. Os resultados obtidos mostraram que a aplicação de um sistema de freios ao sistema no caso de falha com o rotor preso diminui consideravelmente a velocidade máxima reversa atingida pelo sistema.