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Título: Estudo numérico da movimentação da válvula de pé do sistema de bombeio mecânico com hastes
Autor(es): Nico Filho, Gelson Heraldo
Orientador: Romero, Oldrich Joel
Coorientador: Ribeiro, Daniel da Cunha
Data do documento: 19-Dez-2014
Citação: NICO FILHO, Gelson Heraldo. Estudo numérico da movimentação da válvula de pé do sistema de bombeio mecânico com hastes. 2014. 80 f. Dissertação (Mestrado em Energia) - Programa de Pós-Graduação em Energia, Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo, São Mateus, 2014.
Resumo: Este trabalho propõe uma análise fluidodinâmica no interior da bomba de fundo do método de elevação artificial Bombeio Mecânico (BM). A análise é direcionada principalmente ao entendimento da movimentação na válvula de pé, um dos componentes mais importantes da bomba, e sua influência no escoamento no interior da bomba. Essa análise é importante, pois trabalhos sobre o assunto são escassos e trará algumas informações como a velocidade de enchimento da camisa, pontos de perda de carga, dificuldades no fechamento e previsão de ocorrência de "pancada de fluido". O estudo utiliza como base uma bomba típica de um sistema BM, a qual mediante o CAD comercial Inventor® pode ser digitalizada e construída uma geometria tridimensional que reflete fielmente as condições reais. O software Fluent versão 14.5 foi utilizado para resolver as equações governantes do escoamento do fluido e da movimentação da válvula de pé, considerada rígida, através da abordagem conhecida como interação fluido-estrutura. Adequadas condições iniciais e de contorno são utilizadas. Com o modelo computacional construído será possível avaliar o tipo de bomba de fundo escolhida e prever a ocorrência de "pancada de fluido", proporcionando assim uma maior vida útil dos equipamentos de fundo e avaliando o melhor desempenho variando as condições de operação. Como produto final, espera-se obter uma ferramenta para realizar a análise da válvula de pé da bomba de fundo com o objetivo de evitar falhas prematuras.
The downhole pump of artificial lift method sucker rod pumping is a component that has the highest number of failures when working with heavy oils, due to this fact, this work employs a numerical analysis of the fluid inside this equipment. The analysis focused primarily understanding the behavior of the standing valve, one of the most important components of the pump, and its influence on the flow inside the pump. The analysis parameters are fill rate of the shirt, Pressure Drop, difficulties in closing and predict the occurrence of pump off. The study uses a typical pump system geometry, which was built using Inventor ® 3D CAD the real 3D geometric conditions. The Ansys Fluent version 14.5 software was used to solve the coupled equation system of fluid flow and motion of the standing valve, considered rigid. The final computational model allowed to judge if the type of bottom pump chosen is adequate and predict the occurrence of pump off, in order to achieve a longer service life of the downhole pump and evaluate the best performance upon various operating conditions. As a final product, was obtained a tool for the analysis of standing valves pumps background in order to avoid premature failure.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/8468
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