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

dc.contributor.advisorMaitelli, André Laurindo
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6083-7425pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0477027244297797pt_BR
dc.contributor.authorAraújo, Rhaclley Franklein Ferreira de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2644496680080630pt_BR
dc.contributor.referees1Salazar, Andres Ortiz
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0001-5650-3668pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7865065553087432pt_BR
dc.contributor.referees2Vidal, Francisco José Targino
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7452687215068186pt_BR
dc.contributor.referees3Lopes, Kennedy Reurison
dc.date.accessioned2022-06-07T23:05:04Z
dc.date.available2022-06-07T23:05:04Z
dc.date.issued2022-04-27
dc.description.abstractThe artificial lifting system of progressive cavity pump (PCP) has become an important lifting method in the oil industry, presenting a good performance when applied in wells with production of viscous fluids or that carry solids. This system is formed by a metallic rotor that rotates inside a stator with elastomer, with this movement displacing the fluid through the pump. Rotary motion of the rotor inside the stator is provided by the drive head, which through a motor provides rotary motion to surface equipment. Through a system of pulleys and belts, the rotation decreases and increases the torque applied to the polished rod, which, in turn, transmits this rotational movement from the surface to the pump, located at the bottom of the well. This twisting of the polished rod and the entire column of rods that extends to the pump generates an accumulation of torsional energy, as well as the entire fluid column located within the production column in the well. When, for whatever reason, the PCP system stops working, this accumulated energy is released and causes all equipment to rotate in reverse. This process is known as backspin and is one of the major operational and security issues with this method. Given this context, this work proposes to develop mathematical models, for the cases with normal shutdown and seized pump, capable of representing the dynamic behavior of critical system variables during the reversal of the rod column. Still in this context, this work also proposes a mathematical model of a brake system capable of mitigating the effects of reversal. To validate the models, a computational tool was developed capable of dynamically representing the behavior of torque and rotation of the rod. The results obtained showed that the application of a brake system to the system in case of failure with the rotor stuck considerably reduces the maximum reverse speed reached by the system.pt_BR
dc.description.resumoO 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.pt_BR
dc.identifier.citationARAÚJO, Rhaclley Franklein Ferreira de. Análise do fenômeno da reversão em poços de petróleo equipados com o sistema de bombeio por cavidades progressivas. 2022. 57f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47592
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectBackspinpt_BR
dc.subjectReversãopt_BR
dc.subjectColuna de hastespt_BR
dc.subjectBombeio por cavidades progressivaspt_BR
dc.subjectBCPpt_BR
dc.titleAnálise do fenômeno da reversão em poços de petróleo equipados com o sistema de bombeio por cavidades progressivaspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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