As Bombas volumétricas de deslocamento positivo

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Esta bomba e constituída de quatro partes principais: cabeça de acionamento, coluna de hastes e de tubos, bomba de fundo (rotor é estator) e outros equipamentos.

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Configuração básica do bombeio de cavidade progressiva

Basicamente, a cabeça de acionamento converte energia proveniente de um motor elétrico ou de combustão interna em movimento rotativo, fornecendo torque á coluna de hastes. Esta, por sua vez, transmite o movimento de rotação á bomba de fundo. E os giros do rotor movimentam os fluidos até a superfície, de forma não pulsante, na vazão desejada, mantendo uma pressão reduzida sobre a formação produtora (carvalho, 1999).

Uma questão fundamental é como fazer para girar a bomba instalada no fundo do poço. Atualmente, o mais usual é produzir o movimento de rotação na superfície através da cabeça de acionamento e transmiti-lo mecanicamente até a bomba, pela coluna de hastes.

As cabeças de acionamento, também denominadas cabeçote, têm a função de fornecer a energia mecânica necessária para movimentar a bomba, na rotação e no torque desejado, bem como sustentar o peso da coluna de hastes carregada de fluidos.

O giro da coluna de hastes provoca uma resultante contrária na coluna de tubos, no sentido anti-horário. Por isto, é de fundamental importância a aplicação do torque adequado durante a instalação da coluna de tubos, para impedir a ocorrência de seu desenroscamento durante a operação do poço. (carvalho, 1999)

Os tubos são submetidos, a esforços de pressão transversal e tração, devendo ser capazes de suporta o peso dos fluidos transportados, além do seu peso próprio.

A bomba de fundo e um componente fundamental do sistema recebem energia mecânica da coluna de hastes e produz o movimento das cavidades em seu interior, por isso a denominação bomba de cavitação progressiva. Conduz os fluidos da admissão para o recalque, fornecendo a pressão necessária para que o petróleo chegue até o ponto de coleta na superfície. (Carvalho, 1999)

Esta bomba e constituída de duas partes principais o rotor e o estator.

O rotor constitui a parte movem da bomba, que é acoplado á coluna de hastes, de quem recebe o torque produzido pelo motor. É fabricado em aço revestido por uma camada de cromo, que proporciona resistência a abrasão e corrosão, bem como reduz o atrito com a borracha.

O estator é a parte fixa da bomba, acoplado á coluna de tubos. Consiste de um tubo de aço comum, revestido internamente com um elastômero de borracha, aderido á parede do tubo.

De acordo com a composição química do óleo, se houver presença excessiva de hidrocarbonetos aromáticos ou gás sulfídrico, é necessário que o estator seja confeccionado com elastômero em borracha especial, resistente a estas substâncias. (Corrêa, 1990).

A tabela a seguir, mostra alguns dos principais tipos de elastômeros fabricados no Brasil e suas principais características:

ESTATOR

TIPO DE ELASTÔMERO

TEMPERATURA MÁXIMA (ºC)

TEOR DE H²S (%)

TEOR DE AROMATICOS (%)

Borracha nitrílica

100

05

05

Nitrílica hidrogenada

150

10

05

Viton

150

08

10

Tabela: Elastômeros: compostos utilizados (Corrêa, 1990).

A operação da bomba a uma pressão acima da recomendada pelo fabricante provoca um aumento do escorregamento de fluidos, que pode causar uma excessiva deformação do estator. Uma prolongada operação da bomba sob estas condições acelera a deterioração do elastômero e leva á ocorrência de falhas. Provocando a redução da eficiência volumétrica.

O valor da eficiência volumétrica indica se a bomba apresenta um desempenho satisfatório ou não, sinalizando para a ocorrência de algum problema mecânico. Seu cálculo realizado da seguinte forma:

, onde [pic 2]

Qt = produção total do poço (óleo + água), medida na superfície, e

Qb= vazão nominal da bomba, nas condições atuais.

Outro problema que pode sofre este sistema e os esforços devidos á flexão. Em conseqüência da excentricidade da bomba e de desvios do poço, a coluna de hastes efetua um movimento de translação no interior do tubo, provocando esforços de flexão na coluna de hastes. O ponto mais critico é a conexão com a cabeça de acionamento, primeira haste e na haste polida, mais sujeitas a ruptura por fadiga devido á alternância dos esforços a cada giro. De posse da flexão (BS), do diâmetro (d) e comprimento(y) da haste, e da excentricidade (e) da bomba, podemos calcular o esforço devido á flexão (F): ( Patricio, 1996).

[pic 3]

Segue abaixo um fluxograma simplificado, que mostra o processamento da informação de um banco de dados preexistentes.

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Conclusão