[pt] ESTUDO DO ESCOAMENTO BIFÁSICO INTERMITENTE EM UMA EXPANSÃO SÚBITA

[en] THE STUDY OF INTERMITTENT BI-PHASE FLOW IN A SUDDEN EXPANSION

[pt] CELSO LOUREIRO PESSOA DE MELO

[pt] ESCOAMENTO BIFASICO

[pt] ESCOAMENTO COM EXPANSAO SUBITA

[pt] ESCOAMENTO EM GOLFADAS

[pt] HOMOGENEIZADOR DE FLUXO

[en] TWO PHASE FLOW

[en] FLOW WITH SUDDEN EXPANSION

[en] SLUG FLOW

[en] FLOW HOMOGENIZER

[pt] Escoamentos bifásicos gás-líquido são muito comuns em aplicações industriais, especialmente nas indústrias de petróleo e gás, química e nuclear. Conforme variam as condições operacionais, ocorrem diferentes configurações geométricas conhecidas como padrões de escoamento. No caso da produção de petróleo, o padrão encontrado com maior frequência é o de golfadas, onde se alternam regiões contínuas de líquido (pistões) e regiões de preponderância gasosa (bolhas alongadas). O bombeio centrífugo submerso submarino (BCSS) é um dos métodos de elevação artificial do petróleo, em poços onde a pressão do reservatório não é suficiente para fazer este petróleo chegar à plataforma com a vazão desejada. Trata-se, basicamente, de uma bomba centrífuga de múltiplos estágios, acionada por um motor elétrico, sendo este conjunto motor-bomba instalado fora do poço. A presença de movimento intermitente na sucção da bomba pode causar danos aos sistemas de bombeio. Por isso, o emprego, em escoamento multifásico, de misturadores a montante da sucção é uma estratégia interessante. No presente trabalho, buscou-se caracterizar o funcionamento de um misturador sob diferentes condições do escoamento intermitente na entrada do dispositivo. Foram utilizados sensores de nível, pressão e interruptores feixe para medição do nível de líquido no misturador, perda de carga e estatísticas das golfadas à montante do homogeneizador. Foi caracterizado também o comportamento do escoamento bifásico (gás e líquido) na saída desse homogeneizador quando submetido à uma expansão súbita no diâmetro da tubulação cilíndrica horizontal. O objetivo, nesse caso, foi simular a entrada de uma bomba submarina centrífuga em sistemas SKID-BCSS. O comportamento do escoamento foi observado através de aquisições de imagens. Os resultados são comparados com um protótipo com as dimensões próximas a escala de campo. Uma boa concordância é observada.

[en] Bi-phases gas-liquid flows are very common in industry applications, especially in the oil and gas industry, chemistry and nuclear. According to the variation of operational conditions, different geometric configurations occur known as flow patterns. In case of production of oil, the pattern found with the highest frequency is the slug, where continuous liquid regions alternate (pistons) and regions of gaseous preponderance (elongated bubbles). Submerged Submarine Centrifugal Pump (SSCP) is one of the methods of oil artificial lift, in wells where the pressure of the oil reservoir isn t sufficient to make the oil arrive at a platform with a desired flow. Basically, a centrifugal pump of multiple stages, turned on by an electrical motor, being in combined this motor-pump, which is installed outside the well. The presence of intermittent movement at the suction pump can cause damage to the pumping systems. Because of that, applying in the multiphase flow, the upstream mixers suction is an interesting strategy.In the present project, it was sought to characterize the functioning of a mixer under different conditions of intermittent flow at the entrance of the device. Level sensors, pressure, and photogates were used for measuring the level of liquid in the mixer, pressure drop and statistical data of the upstream homogenizer slugs. It was also characterized the bi-phase flow (liquid and gas) behavior at this homogenizer s output when submitted to a sudden expansion in its diameter of the horizontal cylindrical pipeline. The objective in this case was to simulate the entrance of submersible centrifugal pump in SKID-SSCP systems. The flow s behavior was observed through image acquisitions. The results are compared with a prototype with the field scale close dimensions. A good compliance is noticed.

IGOR BRAGA DE PAULA

2018-02-23

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.33099