Dissertação
Efeito da granulometria do abrasivo no desgaste de bombas centrífugas submersíveis
Effect of abrasive particle size on the wear behavior of electrical submersible pumps
Registro en:
Autor
Sabia, Marcelo Gouveia
Institución
Resumen
Electrical submersible pumping (ESP) is one of the artificial oil lifting methods employed in
wells that do not have enough energy to raise the oil naturally to the surface. These pumps
work in harsh conditions when pumping water mixed with gases and sand particles. Sand
production causes losses in this operation, such as loss of efficiency and critical damage to
internal parts. In this study, the effects of the abrasive particle size of sand on the wear of
electrical submersible pumps were evaluated. Two pumps were tested, one using sand with
an average diameter of 225 m and another using extra-fine sand with an average diameter
of 70 m. During the tests, the pump performance curve and its vibration were monitored.
Additionally, the bearing clearances and masses of the rotors and diffusers were measured
before the beginning and after the end of the tests. The results showed that the worst
operating conditions occur when sand of smaller grain sizes was used, since it enhances the
bearing wear that leads to a faster radial instability. It was also observed that using abrasive
particles of greater sizes leads to high erosive wear, especially in diffusers. In the diffuser
region with the thinner cross section the most pronounced erosive wear was noticed. Mestre em Engenharia Mecânica O bombeio centrífugo submerso (BCS) é um dos métodos de elevação artificial de petróleo,
empregados em poços que não apresentam energia suficiente para elevá-lo naturalmente
até à superfície. As bombas utilizadas nessa técnica trabalham em condições severas, pois
nos poços há presença de água, areia e gases, que provocam prejuízos em sua operação,
como perda de eficiência e danos críticos nos componentes internos. Neste trabalho foram
avaliados os efeitos da granulometria do abrasivo (areia) sobre o desgaste das bombas
centrífugas. Para tanto, foram testadas bombas operando com areia n° 100 (diâmetro médio
de 225 m) e areia extrafina (diâmetro médio de 70 m). Durante os ensaios foi realizado o
monitoramento das curvas de desempenho e das vibrações. Adicionalmente, foi realizada
uma comparação de folgas dos mancais e massas dos rotores e difusores nas condições
iniciais e após o encerramento dos ensaios. Os resultados obtidos demonstraram que a pior
condição de operação ocorre com a areia de menor granulometria, por desgastar os
mancais e provocar instabilidade radial de forma mais rápida. Foi observado ainda um
desgaste erosivo intenso na operação com abrasivos maiores (areia n° 100), principalmente
nos difusores. A região do difusor em que ocorreu desgaste mais intenso foi a que possuía
menor espessura.