Estudo da Fluidodinâmica de Separadores Ciclônicos no Interior de Poços Petrolíferos através da Técnica de CFD
Nome: EDSON DE JESUS SEGANTINE
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 30/03/2017
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| FABIO DE ASSIS RESSEL PEREIRA | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| DANIEL DA CUNHA RIBEIRO | Examinador Interno |
| FABIO DE ASSIS RESSEL PEREIRA | Orientador |
| OLDRICH JOEL ROMERO | Examinador Interno |
| RAQUEL MACHADO BORGES | Suplente Externo |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Examinador Externo |
Páginas
Resumo: O controle da produção de areia em poços de petróleo e gás tem sido um assunto de grande interesse da indústria do petróleo. A produção de areia tem relação direta com o aumento dos custos de produção destacando-se problemas como o desgaste prematuro de equipamentos, aumento considerável no número de operações de intervenção e principalmente a falta de sondas para as operações de intervenção. Neste contexto, o presente trabalho buscou simular a eficiência de separação em 32 geometrias de separadores tubo-ciclônicos no processo de separação de areia produzida em poços de petróleo. Inicialmente, realizou-se a simulação para o separador tubo-ciclônico de duas hélices cujos dados experimentais estão disponíveis na literatura. Logo após, foram construídas diferentes geometrias deste tipo de separador variando os principais parâmetros geométricos por meio do planejamento fatorial fracionário de dois níveis com o intuito de realizar uma triagem dos fatores que mais relevantes. Contudo, os resultados dos testes de validação não mostram resultados satisfatórios para os parâmetros de injeção de partículas utilizados. Desta forma, foram conduzidas análises do escoamento do fluido para as diferentes geometrias de separadores e aplicação do método para a velocidade tangencial e queda de pressão. De acordo com os resultados, verificou-se que para os cinco fatores geométricos analisados o diâmetro do tubo externo do separador, o número de hélices e o comprimento do vortex finder são os mais significativos. Os fatores que mais influenciaram na queda de pressão foram o diâmetro externo, a vazão de entrada e o número de hélices, sendo mais pronunciada em escoamentos viscosos. Por fim, um modelo baseado no ajuste linear das simulações foi proposto para a queda de pressão em função dos oito parâmetros analisados e das principais interações entre dois fatores. Dentre os resultados, observou-se um aumento de 110% na queda de pressão para um aumento na vazão de entrada de 60 m3/dia para 116 m3/dia.
