Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-10T20:31:31Z No. of bitstreams: 1 AnaCarlaCostaAndrade_DISSERT.pdf: 4395616 bytes, checksum: 7bd9d9d5693c356b8df430de0f64bae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-03-17T19:21:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnaCarlaCostaAndrade_DISSERT.pdf: 4395616 bytes, checksum: 7bd9d9d5693c356b8df430de0f64bae2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T19:21:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCarlaCostaAndrade_DISSERT.pdf: 4395616 bytes, checksum: 7bd9d9d5693c356b8df430de0f64bae2 (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / Uma das diversas t?cnicas aplicadas aos processos de produ??o de petr?leo ? a eleva??o artificial, que utiliza equipamentos a fim de reduzir a press?o de fluxo no fundo do po?o, promovendo um diferencial de press?o, resultando em um aumento de vaz?o. A escolha do m?todo de eleva??o artificial depende de uma an?lise de diversos fatores, como custos iniciais de instala??o, manuten??o e condi??es existentes no campo produtor. O m?todo de Bombeio Centr?fugo Submerso (BCS) mostra-se bastante eficiente quando a finalidade ? produzir altas vaz?es de l?quido, tanto em ambientes terrestres como mar?timos, em condi??es adversas de temperatura e na presen?a de fluidos viscosos. Por defini??o, o BCS ? um m?todo de eleva??o artificial em que um motor el?trico de subsuperf?cie transforma a energia el?trica em mec?nica para acionar uma bomba centr?fuga de m?ltiplos est?gios sobrepostos, formada por um impelidor (rotor) e um difusor (estator). A bomba converte a energia mec?nica do motor em energia cin?tica sob a forma de velocidade, elevando o fluido ? superf?cie. O objetivo desse trabalho ? a implementa??o do m?todo de otimiza??o dos poliedros flex?veis, conhecido como M?todo Simplex Modificado (MSM), aplicado ao estudo da influ?ncia na modifica??o dos par?metros de entrada e sa?da no canal do impelidor de uma bomba centr?fuga de um sistema BCS. Na utiliza??o do m?todo de otimiza??o modificando os par?metros angulares da bomba, os dados resultantes aplicados nas simula??es permitiram a obten??o de valores otimizados do Head (altura de eleva??o), uma efici?ncia sem perdas e a pot?ncia com resultados diferenciados. / One of several techniques applied to production processes oil is the artificial lift, using equipment in order to reduce the bottom hole pressure, providing a pressure differential, resulting in a flow increase. The choice of the artificial lift method depends on a detailed analysis of the some factors, such as initial costs of installation, maintenance, and the existing conditions in the producing field. The Electrical Submersible Pumping method (ESP) appears to be quite efficient when the objective is to produce high liquid flow rates in both onshore and offshore environments, in adverse conditions of temperature and in the presence of viscous fluids. By definition, ESP is a method of artificial lift in which a subsurface electric motor transforms electrical into mechanical energy to trigger a centrifugal pump of multiple stages, composed of a rotating impeller (rotor) and a stationary diffuser (stator). The pump converts the mechanical energy of the engine into kinetic energy in the form of velocity, which pushes the fluid to the surface. The objective of this work is to implement the optimization method of the flexible polyhedron, known as Modified Simplex Method (MSM) applied to the study of the influence of the modification of the input and output parameters of the centrifugal pump impeller in the channel of a system ESP. In the use of the optimization method by changing the angular parameters of the pump, the resultant data applied to the simulations allowed to obtain optimized values of the Head (lift height), lossless efficiency and the power with differentiated results.

Submitted by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-12T20:10:31Z No. of bitstreams: 1 FlavioGentilDeAraujoFilho_TESE.pdf: 4569671 bytes, checksum: 74f67c4306ba61a1b4872e0e94522410 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-12T20:13:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FlavioGentilDeAraujoFilho_TESE.pdf: 4569671 bytes, checksum: 74f67c4306ba61a1b4872e0e94522410 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-12T20:13:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FlavioGentilDeAraujoFilho_TESE.pdf: 4569671 bytes, checksum: 74f67c4306ba61a1b4872e0e94522410 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um conjunto de m?todos de sintonia de controladores nebulosos aplicados ao processo n?o linear de controle de vaz?o em um sistema de produ??o de petr?leo com po?os produtores equipados com bombeio centr?fugo submerso. O controle eficiente dos processos industriais estudados ser? atingido pela aplica??o de t?cnicas de intelig?ncia artificial, sobretudo pelo fato de serem requeridos diferentes pontos de opera??o, bem como determinadas trajet?rias de refer?ncia. A necessidade de obten??o do conhecimento especialista, em regras de infer?ncia e fun??es de pertin?ncia da l?gica nebulosa do controlador empregado, ? suprida pelo processo de aprendizagem da t?cnica do controle adaptativo neural por modelo inverso, no qual a estrutura do controlador e seus par?metros s?o definidos automaticamente, utilizando-se para o treinamento os pr?prios dados da aplica??o. O modelo neuro-fuzzy obtido ? utilizado para gerar a??es de controle em s?rie com o processo, apresentando uma resposta din?mica satisfat?ria. Da mesma forma, s?o empregadas t?cnicas baseadas em meta-heur?sticas de otimiza??o, a fim de se encontrar a solu??o ?tima ou suficientemente pr?xima da ?tima para a sintonia do controlador nebuloso aplicado ao processo de produ??o de petr?leo. Os algoritmos de otimiza??o dos poliedros flex?veis e do recozimento simulado foram utilizados com diferentes tipos de fun??es objetivo de minimiza??o de erro do sistema, para sele??o dos par?metros de sintonia do controlador, de acordo com os crit?rios de desempenho pretendidos. Os resultados apresentados comparam as respostas obtidas do sistema para cada uma das t?cnicas empregadas, evidenciando o bom desempenho e a robustez das sintonias propostas.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RutacioOC_TESE_PARCIAL.pdf: 408685 bytes, checksum: 5bea29db0102078f885dab06d8188a0f (MD5) Previous issue date: 2012-07-13 / The Electrical Submersible Pumping is an artificial lift method for oil wells employed in onshore and offshore areas. The economic revenue of the petroleum production in a well depends on the oil flow and the availability of lifting equipment. The fewer the failures, the lower the revenue shortfall and costs to repair it. The frequency with which failures occur depends on the operating conditions to which the pumps are submitted. In high-productivity offshore wells monitoring is done by operators with engineering support 24h/day, which is not economically viable for the land areas. In this context, the automation of onshore wells has clear economic advantages. This work proposes a system capable of automatically control the operation of electrical submersible pumps, installed in oil wells, by an adjustment at the electric motor rotation based on signals provided by sensors installed on the surface and subsurface, keeping the pump operating within the recommended range, closest to the well s potential. Techniques are developed to estimate unmeasured variables, enabling the automation of wells that do not have all the required sensors. The automatic adjustment, according to an algorithm that runs on a programmable logic controller maintains the flow and submergence within acceptable parameters avoiding undesirable operating conditions, as the gas interference and high engine temperature, without need to resort to stopping the engine, which would reduce the its useful life. The control strategy described, based on modeling of physical phenomena and operational experience reported in literature, is materialized in terms of a fuzzy controller based on rules, and all generated information can be accompanied by a supervisory system / O bombeio centr?fugo submerso ? um m?todo de eleva??o artificial de petr?leo empregado em ?reas terrestres ou mar?timas. A receita econ?mica da produ??o de petr?leo em um po?o depende da vaz?o de ?leo e da disponibilidade do equipamento de eleva??o. Quanto menos falhas, menores ser?o as receitas cessantes e os custos para repar?-las. A frequ?ncia com que as falhas ocorrem depende das condi??es operacionais ?s quais as bombas s?o submetidas. Em po?os mar?timos de alta produtividade o acompanhamento ? feito por operadores com suporte de engenharia 24h/dia, o que n?o ? economicamente vi?vel para as ?reas terrestres. Nesse contexto, a automa??o de po?os terrestres apresenta vantagens econ?micas claras. Neste trabalho ? proposto um sistema capaz de controlar automaticamente a opera??o de bombas centr?fugas submersas instaladas em po?os produtores de petr?leo, via ajuste na rota??o do motor el?trico, a partir de sensores instalados na superf?cie e subsuperf?cie, mantendo a bomba operando dentro da faixa recomendada, o mais pr?ximo poss?vel do potencial do po?o. S?o desenvolvidas t?cnicas de estimativa de vari?veis n?o medidas, possibilitando a automa??o de po?os que n?o possuem todos os sensores requeridos. O ajuste autom?tico, conforme um algoritmo que ? executado em um controlador l?gico program?vel, mant?m a vaz?o e a submerg?ncia dentro de par?metros aceit?veis, evitando condi??es operacionais indesej?veis como a interfer?ncia de g?s e a elevada temperatura do motor, sem a necessidade de recorrer ao desligamento do motor, o que reduziria a sua vida ?til. A estrat?gia de controle descrita, baseada na modelagem dos fen?menos f?sicos e na experi?ncia operacional registrada na literatura, ? materializada em termos de um controlador Fuzzy baseado em regras, sendo que todas as informa??es geradas podem ser acompanhadas por um sistema supervis?rio

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EvellyneSBpdf.pdf: 1159066 bytes, checksum: 300fe338752c295fd279c5c695b984a8 (MD5) Previous issue date: 2009-09-26 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / The Electrical Submersible Pump (ESP) has been one of the most appropriate solutions for lifting method in onshore and offshore applications. The typical features for this application are adverse temperature, viscosity fluids and gas environments. The difficulties in equipments maintenance and setup contributing to increasing costs of oil production in deep water, therefore, the optimization through automation can be a excellent approach for decrease costs and failures in subsurface equipment. This work describe a computer simulation related with the artificial lifting method ESP. This tool support the dynamic behavior of ESP approach, considering the source and electric energy transmission model for the motor, the electric motor model (including the thermal calculation), flow tubbing simulation, centrifugal pump behavior simulation with liquid nature effects and reservoir requirements. In addition, there are tri-dimensional animation for each ESP subsytem (transformer, motor, pump, seal, gas separator, command unit). This computer simulation propose a improvement for monitoring oil wells for maximization of well production. Currenty, the proprietaries simulators are based on specific equipments manufactures. Therefore, it is not possible simulation equipments of another manufactures. In the propose approach there are support for diverse kinds of manufactures equipments / Bombeio Centr?fugo Submerso (BCS) tem se mostrado uma das solu??es mais adequadas como m?todo de eleva??o em aplica??es onshore e offshore. As caracter?sticas t?picas desssas aplica??es s?o condi??es adversas de temperatura, fluidos viscosos e ambientes gaseificados. As dificuldades encontradas na manuten??o e instala??o de equipamentos s?o fatores que oneram a produ??o de petr?leo em ?guas profundas, com isso, a otimiza??o via automa??o, pode ser um passo fundamental para a redu??o de custos e falhas nos equipamentos de subsuperf?cie. Este trabalho apresenta um simulador computacional relacionado ao m?todo de eleva??o artificial BCS. A ferramenta representa o comportamento din?mico, considerando a transmiss?o de energia el?trica da superf?cie ao motor, modelo do motor el?trico (incluindo o efeito t?rmico), simula??o do escoamento na tubula??o, simula??o do comportamento da bomba centr?fuga, levando em considera??o os efeitos da natureza do l?quido e os aspectos do reservat?rio. Adicionalmente, s?o encontrados anima??es tridimensionais para cada subsistema BCS (transformador, motor, bomba, selo ou protetor, separador de g?s e quadro de comando). O simulador computacional prop?e uma melhoria no acompanhamento de po?os de petr?leo visando o aumento da produtividade do po?o. Atualmente, os simuladores comerciais est?o baseados em equipamentos espec?ficos do fabricante, dificultando obter resultados com outros equipamentos. Na t?cnica proposta, existe suporte para diversos fabricantes

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TiagoSB_DISSERT.pdf: 2511631 bytes, checksum: 6bc0111c2afb2c48acf040134ddb6f46 (MD5) Previous issue date: 2011-07-22 / From their early days, Electrical Submergible Pumping (ESP) units have excelled in lifting much greater liquid rates than most of the other types of artificial lift and developed by good performance in wells with high BSW, in onshore and offshore environments. For all artificial lift system, the lifetime and frequency of interventions are of paramount importance, given the high costs of rigs and equipment, plus the losses coming from a halt in production. In search of a better life of the system comes the need to work with the same efficiency and security within the limits of their equipment, this implies the need for periodic adjustments, monitoring and control. How is increasing the prospect of minimizing direct human actions, these adjustments should be made increasingly via automation. The automated system not only provides a longer life, but also greater control over the production of the well. The controller is the brain of most automation systems, it is inserted the logic and strategies in the work process in order to get you to work efficiently. So great is the importance of controlling for any automation system is expected that, with better understanding of ESP system and the development of research, many controllers will be proposed for this method of artificial lift. Once a controller is proposed, it must be tested and validated before they take it as efficient and functional. The use of a producing well or a test well could favor the completion of testing, but with the serious risk that flaws in the design of the controller were to cause damage to oil well equipment, many of them expensive. Given this reality, the main objective of the present work is to present an environment for evaluation of fuzzy controllers for wells equipped with ESP system, using a computer simulator representing a virtual oil well, a software design fuzzy controllers and a PLC. The use of the proposed environment will enable a reduction in time required for testing and adjustments to the controller and evaluated a rapid diagnosis of their efficiency and effectiveness. The control algorithms are implemented in both high-level language, through the controller design software, such as specific language for programming PLCs, Ladder Diagram language. / Desde a sua concep??o, as unidades de Bombeio Centr?fugo Submerso (BCS) destacaram- se pelas altas vaz?es desenvolvidas e pelo bom desempenho em po?os com alto BSW, tanto em ambientes onshore como offshore. Em qualquer sistema de eleva??o, sua vida ?til e a frequ?ncia das interven??es s?o de fundamental import?ncia, em virtude dos elevados custos das sondas e dos equipamentos, al?m dos prejuizos oriundos de uma parada na produ??o. Na busca por uma maior vida ?til do sistema, surge a necessidade de que o mesmo trabalhe com efici?ncia e dentro dos limites de seguran?a de seus equipamentos, isso implica na necessidade de peri?dicos ajustes, monitoramento e controle. Como ? crescente a perspectiva de se minimizar as a??es humanas diretas, esses ajustes dever?o ser feitos cada vez mais via automa??o. A automa??o do sistema n?o s? possibilita uma maior vida ?til, mas tamb?m um maior controle sobre a produ??o do po?o. O controlador ? o c?rebro da maioria dos sistemas de automa??o, concentrando l?gica e estrat?gias necess?rias a atua??o no processo de maneira a lev?-lo a trabalhar com efici?ncia. Tal ? a import?ncia do controle para qualquer sistema de automa??o que se espera que, com o desenvolver das pesquisas e melhor conhecimento do BCS, muitos controladores venham a ser propostos para este m?todo de eleva??o. Depois que um controlador ? proposto, o mesmo deve ser testado e validado antes de se tom?-lo como eficiente e funcional. O uso de um po?o produtor ou de um po?o de teste poderia viabilizar a realiza??o de testes, mas com o s?rio risco de que falhas no projeto do controlador viessem a ocasionar danos aos equipamentos do po?o, muitos deles de custo elevado. Diante dessa realidade, o objetivo deste trabalho ? apresentar um ambiente para avalia??o de controladores fuzzy para po?os equipados com o m?todo BCS, utilizando-se de um simulador computacional representando um po?o virtual, de um software de projeto de controladores fuzzy e de um CLP comercial. O uso do ambiente proposto possibilitar? uma redu??o no tempo requerido para a realiza??o dos testes e ajustes necess?rios ao controlador avaliado e um diagn?stico r?pido de sua efici?ncia e efic?cia. Os algoritmos de controle s?o implementados tanto em linguagem de alto n?vel, atrav?s do software de projeto de controladores, como em linguagem espec?fica para programa??o de CLPs, a linguagem de Diagramas Ladder.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlaWSPM_TESE.pdf: 2776724 bytes, checksum: 01c7ecc751890604c65e9e388d7b0cb3 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Oil production and exploration techniques have evolved in the last decades in order to increase fluid flows and optimize how the required equipment are used. The base functioning of Electric Submersible Pumping (ESP) lift method is the use of an electric downhole motor to move a centrifugal pump and transport the fluids to the surface. The Electric Submersible Pumping is an option that has been gaining ground among the methods of Artificial Lift due to the ability to handle a large flow of liquid in onshore and offshore environments. The performance of a well equipped with ESP systems is intrinsically related to the centrifugal pump operation. It is the pump that has the function to turn the motor power into Head. In this present work, a computer model to analyze the three-dimensional flow in a centrifugal pump used in Electric Submersible Pumping has been developed. Through the commercial program, ANSYS? CFX?, initially using water as fluid flow, the geometry and simulation parameters have been defined in order to obtain an approximation of what occurs inside the channels of the impeller and diffuser pump in terms of flow. Three different geometry conditions were initially tested to determine which is most suitable to solving the problem. After choosing the most appropriate geometry, three mesh conditions were analyzed and the obtained values were compared to the experimental characteristic curve of Head provided by the manufacturer. The results have approached the experimental curve, the simulation time and the model convergence were satisfactory if it is considered that the studied problem involves numerical analysis. After the tests with water, oil was used in the simulations. The results were compared to a methodology used in the petroleum industry to correct viscosity. In general, for models with water and oil, the results with single-phase fluids were coherent with the experimental curves and, through three-dimensional computer models, they are a preliminary evaluation for the analysis of the two-phase flow inside the channels of centrifugal pump used in ESP systems / As t?cnicas de explora??o e produ??o de petr?leo t?m evolu?do nas ?ltimas d?cadas no sentido de incrementar as vaz?es de fluido e otimizar a utiliza??o dos equipamentos empregados. A base do funcionamento do m?todo de eleva??o por Bombeio Centr?fugo Submerso (BCS) ? a utiliza??o de um motor el?trico de fundo para movimentar uma bomba centr?fuga e transportar os fluidos at? a superf?cie. O Bombeio Centr?fugo Submerso ? uma op??o que vem ganhando espa?o entre os m?todos de Eleva??o Artificial em fun??o da capacidade de trabalhar com grandes vaz?es de l?quido em ambientes terrestres ou mar?timos. O desempenho de um po?o equipado com eleva??o por BCS est? intrinsecamente relacionado ao funcionamento da bomba centr?fuga que faz parte do sistema. ? ela que tem a fun??o de transformar a pot?ncia cedida pelo motor em altura de eleva??o ou Head. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo computacional para analisar o escoamento tridimensional em uma bomba centr?fuga utilizada em Bombeio Centr?fugo Submerso. Atrav?s do programa comercial, o CFX? ANSYS?, inicialmente utilizando a ?gua como fluido, foram definidos a geometria e os par?metros de simula??o de forma que, fosse obtida, uma aproxima??o do que ocorre no interior dos canais do impelidor e do difusor da bomba em termos de escoamento. Tr?s diferentes condi??es de geometria foram inicialmente testadas para verificar qual a mais adequada ? resolu??o do problema. Ap?s a escolha da geometria mais adequada, tr?s condi??es de malha foram analisadas e os valores obtidos foram comparados ? curva caracter?stica experimental de altura de eleva??o fornecida pelo fabricante. Os resultados se aproximaram da curva experimental, o tempo de simula??o e a converg?ncia do modelo foram satisfat?rios se for considerado que o problema estudado envolve an?lise num?rica. Ap?s os testes com a ?gua, um ?leo, foi utilizado nas simula??es. Os resultados foram comparados a uma metodologia utilizada na ind?stria do petr?leo para corre??o da viscosidade. De uma forma geral, para os modelos com ?gua e com o ?leo, os resultados com os fluidos monof?sicos se mostraram coerentes com as curvas experimentais e s?o uma avalia??o preliminar para a an?lise, atrav?s de modelos computacionais tridimensionais, do escoamento bif?sico no interior dos canais da bomba centr?fuga utilizada em sistemas de BCS

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FilipeOQ_TESE.pdf: 3544001 bytes, checksum: a41be36b03f0fc409d26c8565085c60f (MD5) Previous issue date: 2010-02-25 / In the artificial lift method by Electrical Submersible Pump (ESP), the energy is transmitted for the well?s deep through a flat electric handle, where it is converted into mechanical energy through an engine of sub-surface, which is connected to a centrifugal pump. This transmits energy to the fluid under the pressure form, bringing it to the surface In this method the subsurface equipment is basically divided into: pump, seal and motor. The main function of the seal is the protect the motor, avoiding the motor?s oil be contaminated by oil production and the consequent burning of it. Over time, the seal will be wearing and initiates a contamination of motor oil, causing it to lose its insulating characteristics. This work presents a design of a magnetic sensor capable of detecting contamination of insulating oil used in the artificial lift method of oil-type Electrical Submersible Pump (ESP). The objective of this sensor is to generate alarm signal just the moment when the contamination in the isolated oil is present, enabling the implementation of a predictive maintenance. The prototype was designed to work in harsh conditions to reach a depth of 2000m and temperatures up to 150?C. It was used a simulator software to defined the mechanical and electromagnetic variables. Results of field experiments were performed to validate the prototype. The final results performed in an ESP system with a 62HP motor showed a good reliability and fast response of the prototype. / No m?todo de eleva??o artificial de petr?leo por Bombeio Centr?fugo Submerso (BCS) a energia el?trica ? transmitida para o fundo do po?o atrav?s de um cabo, onde ? transformada em energia mec?nica por um motor de sub-superf?cie, o qual est? conectado a uma bomba centr?fuga, que transmite a energia para o fluido sob a forma de press?o, elevando-o para a superf?cie. Neste m?todo, os equipamentos de sub-superf?cie subdividem-se basicamente em: bomba, selo e motor. A principal fun??o do selo ? a prote??o do motor, evitando a contamina??o do ?leo do motor pelo ?leo de produ??o e a conseq?ente queima do mesmo. Com o tempo, o selo vai desgastando-se e come?a haver uma contamina??o do ?leo do motor, fazendo com que o mesmo perca a sua caracter?stica isolante. Este trabalho apresenta um projeto de um sensor magn?tico capaz de detectar a contamina??o do ?leo isolante utilizado no m?todo de eleva??o artificial de petr?leo do tipo (BCS). O objetivo deste sensor ? gerar um sinal de alarme apenas no momento em que a contamina??o do ?leo isolante estiver presente, possibilitando ? execu??o de uma manuten??o preditiva. O prot?tipo foi projetado para trabalhar em condi??es operacionais severas, podendo alcan?ar uma profundidade de 2000m e temperaturas at? 150?C. Foi utilizado um software simulador para definir as vari?veis mec?nicas e eletromagn?ticas. Experimentos de campo foram realizados para validar o prot?tipo. Os resultados finais realizados em um sistema BCS com um motor de 62HP mostrou uma boa confiabilidade e resposta r?pida do prot?tipo.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-09-05T19:25:26Z No. of bitstreams: 1 LeonardoAsforaDeOliveira_DISSERT.pdf: 3243516 bytes, checksum: fb2dc43eeb22b49aabf1764ae000b894 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-09-13T23:26:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LeonardoAsforaDeOliveira_DISSERT.pdf: 3243516 bytes, checksum: fb2dc43eeb22b49aabf1764ae000b894 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T23:26:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeonardoAsforaDeOliveira_DISSERT.pdf: 3243516 bytes, checksum: fb2dc43eeb22b49aabf1764ae000b894 (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Quando o reservat?rio n?o possui energia suficiente para elevar os fluidos ? superf?cie ou quando a vaz?o de surg?ncia n?o ? economicamente vi?vel, faz-se necess?rio a instala??o de m?todos de eleva??o artificial. Nestes est?o inclusos aqueles denominados de bombeados, que se valem da instala??o de uma bomba de subsuperf?cie no fundo do po?o. Devido ao princ?pio de funcionamento destas bombas, elas apresentam redu??o de performance quando succionam g?s livre advindo do reservat?rio. Isso justifica a completa??o destes po?os sem a utiliza??o de packer e com separadores de g?s na suc??o das bombas, de forma a redirecionar parte do g?s livre para o espa?o anular. O g?s separado ? ent?o transferido ? linha de surg?ncia atrav?s de uma v?lvula de reten??o, que permite sua passagem sempre que a press?o de revestimento for maior do que a da linha. No entanto, em muitos casos a press?o de linha ? alta, fazendo com que o g?s seja aprisionado no anular, elevando a press?o de revestimento e reduzindo a submerg?ncia destas bombas. Nos casos mais cr?ticos, quando o reservat?rio j? encontra-se depletado, a press?o de revestimento compreende parcelas significativas da press?o de fluxo de fundo, de forma que o n?vel de l?quido pode atingir a suc??o das bombas, tornando a produ??o inst?vel ou, muitas vezes, inviabilizando-a. Este trabalho, portanto, se prop?e a estudar uma poss?vel solu??o para este problema, advinda de uma colabora??o entre Petrobras e UFRN: a instala??o de ejetores na linha de surg?ncia. Ejetores s?o equipamentos que se utilizam da energia de um fluido, denominado de fluido motriz, para aspirar ou succionar outro, denominado de secund?rio. Nesta aplica??o, a pr?pria produ??o do po?o de petr?leo seria utilizada para aspirar o g?s do anular. Ao longo do texto, ? desenvolvida uma modelagem matem?tica simplificada para fins de an?lise de performance e dimensionamento destes ejetores, onde foram utilizados os princ?pios da conserva??o de massa, momento e energia em cada se??o do ejetor. Este modelo foi verificado e ajustado atrav?s da fluidodin?mica computacional utilizando o software CFX da empresa ANSYS, vers?o 16.0. Por fim, a influ?ncia de um ejetor na linha de surg?ncia de um po?o que opera por Bombeio Centr?fugo Submerso ? analisada atrav?s de an?lise nodal, onde foi poss?vel demonstrar que sua instala??o permite um aumento da vaz?o de produ??o do po?o quando este ? equipado com variador de frequ?ncia, mantendo inalterada a submerg?ncia. / When the reservoir doesn?t have enough energy to raise the fluids to the surface or when its natural flow rate isn?t economically viable, artificial lift methods are required. Among these there are those that are called pumping methods, which rely on bottomhole pumps. Because of their working principle, the performance of these pumps decrease when free gas is ingested. Therefore, sometimes gas separators are installed upstream of the pump in order to redirect some of the gas to the annulus, and the completion is made without a packer. The annulus and the production line are connected via a check valve, allowing gas flow from the annulus to the production line whenever the casing pressure is higher than the wellhead pressure. However, in some cases the wellhead pressure is high enough, causing the gas to get trapped in the annulus, increasing casing pressure and therefore reducing pumps? submergence. In the worst case scenario, when the reservoir is depleted, the casing pressure comprises significant part of the bottomhole pressure. When this is the case, the fluid level become very close to the suction ports, provoking flow instabilities or, in some cases, making it unfeasible. This dissertation intends to study one possible solution to this problem, which came about as part of a partnership between Petrobras and UFRN, which is the installation of an ejector in the production line. Ejectors are devices that utilizes the energy of a motive fluid in order to suck a secondary one. In this particularly application, the well?s own production is used to suck the separated gas from the annulus. Throughout the text, a simplified mathematical model is developed in order to conduct performance analysis and design by using the basic principles of conservation of mass, momentum and energy for control volumes. This model was verified with the aids of computational fluid dynamics, where the software CFX from ANSYS version 16.0 was utilized. Finally, ejector?s influence on an well equipped with an Electrical Submersible Pump is discussed utilizing nodal analysis, where it was shown that it?s possible to increase flow rate when a Variable Speed Drive (VSD) is available, maintaining the same submergence.