Os Métodos de elevação artificial conhecidos

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As de hastes são classificadas mediante o diâmetro nominal e da composição química (grau de aço) quanto se trata de hastes de aço. Em relação às de fibra de vidro são classificadas pelo diâmetro nominal, temperatura permitida de trabalho e composição química das extremidades metálicas. Em função da localização podem-se nomear as hastes, a primeira haste que se localiza no topo da coluna é a haste polida, que tem o objetivo de proporcionar uma melhor vedação na cabeça do poço. Essa haste se mantem entrando e saindo do poço, por conta do movimento alternativo da coluna de hastes. O stuffing Box é que veda a cabeça do poço. A haste polida sofre a maior força de tração, por sustentas as seguintes cargas:

- Peso das hastes: peso da coluna de hastes medido no ar, Para uma determinada coluna, seu valor é constante e positivo, atuando sempre de cima para baixo;

- Força de Empuxo: esta força é igual ao peso do fluido deslocado pela coluna de hastes O seu valor é constante e negativo, atuando sempre de baixo para cima;

- Força de Aceleração: É a força responsável pela variação da velocidade das hastes. A velociadade é nula quando atinge o ponto mais alto e o ponto mais baixo do ciclo, consequentemente são os pontos onde ocorrem os valores máximos de aceleração;

- Força de fricção: Atua no sentido oposto ao do movimento e é devida ao atrito das hastes com o fluido e com a coluna de produção. O seu valor é variável e diretamente proporcional à velocidade das hastes.

- Peso do fluido: É o peso da coluna de fluido que está acima do pistão. Atua somente no curso ascendente, quando todo o fluido que está na coluna de produção é sustentado pela válvula de passeio.

- Falhas na Coluna de Hastes

A coluna de hastes é, usualmente, o componente mais critico deste sistema, responsável pelo maior numero de ocorrências de falhas, parte significativa destas falhas deve-se ao ataque de agentes corrosivos, presentes no fluido produzido, combinados com efeitos mecânicos (fadiga e erosão), que comprometem a integridade física das hastes, Em virtude das falhas ocorridas com as hastes de bombeio,, um significativo investimento torna-se necessário para a comtinuidade de operação deste método de elevação artificial.

A utilização de materiais comuns, aço carbono em geral, nas hastes de bombeio devido ao seu baixo custo, nos poços maduros de petróleo localizado nos estados de Sergipe, Alagoas, Bahia e Rio Grande do Norte, os quais são submetidos a esforços mecânicos cominados do tipo tração- compressão-abrasão, adicionados ainda com a presença de ambientes agressivos (produção de petróleo em poços com presença de água, CO², H²S, salinidade, etc.), induz a degeneração drástica do material levando-o ate a ruptura.

Este tipo de falha, que reduz substancialmente o tempo de vida em serviço das hastes, apresenta-se constantemente em períodos aleatórios e curtos. Impossibilitando qualquer planejamento das equipes relacionadas com manutenção do sistema de produção. Os trasntornos operacionais, a diminuição na produção do petróleo, a “energia” aplicada para recolocar o sistema em funcionamento, com frequente substituição de materiais e/ou equipamentos, tem-se caracterizado como um grave problema da industria do petróleo.

A susbstituição dos materiais comuns por materiais maciços que apresentem características mais nobres de proteção e prevenção de falhas tem, limitações, porque pode se revelar uma solução muito onerosa. Uma alternativa é modificar a superfície do material comum utilizado nos equipamentos de subsuperficie, aplicando um revestimeno de proteção mais nobre para garantir o desempenho, a durabilidade ou uma melhor viabilidade econômica do sistema.

- Unidade de Bombeio

A unidade de bomeio é o equipamento que converte o movimento de rotação do motor em movimento alternativo das hastes. A escolha de uma unidade de bombeio para determinado poço deve levar em consideração o máximo torque, a máxima carga e o Maximo curso de haste polidad que irão ocorrer no poço.

Base

Moldada em concreto ou formada por perfis de aço, servem como base onde se prendem, devidamente alinhados, o tripé, a caixa de redução e o motor

- Tripe

Formado por perfis de aço que devem possuir rigidez suficiente para suportar toda a carga da haste polida.

- Viga Transversal ou Balancim

Viga de aço apoiada em seu centro por um mancal, o qual esta preso no topo do tripé. A viga deve ter resistência suficiene para suportar de um lado a carga da haste polida e do outro a força transmitida pela biela.

- Biela e Manivela

Transmitem o movimento ao balancim. A distancia do eixo da manivela ao mancal da biela define o curso da haste polida. Este curso pode ser modificado alterando-se a posição onde a biela é presa a manivela.

- Contrapesos

Quando o fluido é elevado o motro somente fornece energia no curso ascendente, no curso descendente a gravidade é responsável pelo movimento das hastes. Para elevar os fluido o motro exige força cíclica o que causa a redução da sua vida útil, Na intenção de minimizar esse desgaste são utilizados contrapesos que são colocados na manivela ou na viga de unidade. Sendo assim no curso de ascendente os contrapesos. Sendo assim ocorre uma distribuição mais uniforme das cargas fazendo com que o outro seja exigido de forma mais continua e aumentando sua vida útil.

- Caixa de Redução

Transforma a energia de alta velocidade e baixo torque do motor em energia de alto troque e baixa velocidade. A velocidade de 600 ou 900 rpm do motor é reduzida para velocidades de 6 a 20 ciclos por minuto. A redução é feita através de polias e através de engrenagens. O custo do redutor é de aproximadamente 50% o valor total da unidade.

- Motor

Os motores podem ser elétricos ou de combustão interna. Nos locais onde existe

energia elétrica disponível são utilizados motores elétricos, pois apresentam maior efi ciência, menor custo operacional e menor ruído. São ligados à rede elétrica por