BRPI1103813A2

BRPI1103813A2 - disposiÇço para extraÇço de hidrocarbonetos em poÇos que utilizam bombas de cavidade progressiva

Info

Publication number: BRPI1103813A2
Application number: BRPI1103813-6A
Authority: BR
Inventors: Pozo Leoncio Del
Original assignee: Companias Asociadas Petroleras S A
Priority date: 2010-01-30
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2013-04-16
Also published as: AR077348A1; US20120034120A1; CA2747117C; BRPI1103813B1; CA2747117A1

Abstract

DISPOSIÇçO PARA EXTRAÇçO DE HIDROCARBONETOS EM POÇOS QUE UTILIZAM BOMBAS DE CAVIDADE PROGRESSIVA. Disposição para a extração de hidrocarbonetos em poços que utilizam bombas de cavidade progressiva, que abrange um tubo giratório alojado em um tubo fixo que se estende ao longo da tubulação de recobrimento do poço. O tubo giratório conduz o fluído do fundo do poço para a superficie. Entre o tubo giratório e o tubo fixo fica definido um espaço anular onde é injetado um lubrificante antifricção entre a parede externa do tubo giratório e a parede interna do tubo fixo. O extremo inferior do tubo giratório apresenta um trecho com orifícios. de passagem do fluído para o interior do mesmo conectado à bomba de cavidade progressiva mediante uma haste, e o seu extremo superior está acoplado a um conduto de saída de produção e a um mecanismo motriz de acionamento do mesmo. O trecho superior do tubo fixo está conectado a um conduto de injeção do lubrificante antifricção no espaço definido entre ambos os tubos giratório e fixo. Esta disposição permite reduzir o desgaste por atrito e corrosão das tubulações convencionais utiliza das em poços de jazidas petrolíferas onde a. extração dos fluidos é realizada mediante bombas de cavidade progressiva.

Description

"DISPOSigAO PARA EXTRA^AO DE HIDROCARBONETOS EM POQOS QUE UTILIZAM BOMBAS DE CAVIDADE PROGRESSIVA"

CAMPO DA INVENgAO A presente invenfao se refere a uma disposi^ao para a extrafao de hidrocarbonetos em P090S que utilizam bombas de cavidade progressiva, e mais particularmente se relaciona com uma disposifao de tubula^oes de extrafao petrolifera desenvolvida com a finalidade de reduzir ο desgaste por atrito e corrosao das mesmas em pofos de jazidas onde sao utilizadas bombas de cavidade progressiva ou uBCP".

ESTADO DA TECNICA E VANTAGENS DA INVENgAO Dentro da arte previa cabe mencionar que habitualmente nos pofos de jazidas de

extra9ao de hidrocarbonetos, a transmissao de potencia do motor de superficie para as bombas de fundo do tipo “bombas de cavidade progressiva", ou BCP5 e realizada atraves de uma ou mais barras ou hastes metalicas que giram dentro da tubula^ao metalica ou “tubing’，. Devido a que a profundidade do ροφο de produ^ao pode ser de varias centenas de metros ou mais de mil metros, e impossivel evitar que existam pontos de contato e fric^ao entre ο "tubing" e as hastes que giram no seu interior. A bomba de cavidade progressiva utilize ο petroleo bombeado do fundo do ροςο como lubriflcante entre as superficies que estao submetidas a fricfao, vale dizer, entre ο Iado interno da tubulafao e ο Iado externo das hastes que giram ao longo de seu interior. Um dos inconvenientes que provoca a fric^ao entre as hastes de acionamento da bomba de fundo e a tubula^ao surge na medida em que as jazidas de petroleo envelhecem, ja que ο processo de recuperafao secundaria faz com que a porcentagem de agua na mescla "agua-petroleo" aumente ate atingir valores superiores a 95%, causando uma lubrificafao deficiente e，em muitos casos, um fenomeno combinado de desgastes da tubulafao por atrito e corrosao da mesma. Como consequencia da reiterada fric9ao entre as hastes e a tubula^So, e rota a capa limite de protefao que se forma pelo fino deposito de hidrocarboneto presente na agua, e/ou pela injefao artificial de algum produto capaz de formar uma pelicula usada como anticorrosivo no caso que se pratique ο ultimo, provocando a corrosao e a deteriorafao da tubulafao. Portanto5 resulta de extrema importancia resolver este grave problema ja que, como se compreendera, implica consideraveis perdas economicas devido a necessidade de interromper a exploraySo das jazidas petroltferas ate que se possa consertar ou substituir as tubulafoes.

A fim de solucionar os inconvenientes precedentemente explicados, foi desenvolvida a disposi^ao objeto da presente inven^So, a qual permite reduzir de forma consideravel ο problema combinado de "desgaste-corrosao-desgaste" das tubulafoes, tal como sera explicado mais adiante ao descreve-la na forma proposta de realiza^ao a ser levada a pratica.

SUMARIO DA invencao

E objetivo da presente invenfao fornecer uma disposifao para a extrafao de hidrocarbonetos em po?os que utilizam bombas de cavidade progressiva, desenvolvida com a finalidade de reduzir ο desgaste por atrito e corrosao das tubula9oes convencionais utilizadas em P090S de jazidas onde a extragSo dos fluidos e realizada mediante bombas de cavidade progressiva. Esta disposi^ao abrange um tubo giratorio alojado no tubo fixo que se estende ao longo da tubulafao de recobrimento do ροςο. O tubo giratorio conduz ο fluido do fundo do ροςο ate a superficie. Entre ο tubo giratorio e ο tubo fixo fica definido um espafo anular onde e injetado um lubrificante antifricfao entre a parede exterior do tubo giratorio e a parede interior do tubo fixo. O extremo inferior do tubo giratorio apresenta um trecho com oriflcios de passagem do fluido para ο interior do mesmo conectado a bomba de cavidade progressiva atraves de uma haste, e seu extremo superior esta acoplado a um conduto de saida de produfao e a um mecanismo motriz de acionamento do mesmo. O trecho superior do tubo fixo esta conectado a um conduto de inje^ao do lubrificante antifricfao no espafo definido entre ambos os tubos giratorio e fixo. BREVE DESCRIQAO DAS HGURAS Para maior clareza e compreensao do objeto do presente invento, ο mesmo foi i lustrado com varias flguras que ο representam com as formas preferidas de realiza^So，tudo a titulo de exemplo, onde:

A FIG. 1 representa esquematicamente urn exemplo tipico de uma disposiqSo convencional para a extrafao de hidrocarbonetos em pofos que utilizam bombas de cavidade progressiva. A FIG. 2 representa esquematicamente a disposifao objeto da presente ίηνεηςδο para a extra9ao de hidrocarbonetos em po^os que utilizam bombas de cavidade progressiva. As FIGs. 3 a 6 mostram respectivamente os detalhes ampliados A, B, C e D da disposi^ao assinalados na FIG. 2.

Esclarece-se que na FIG. 1 correspondente a arte previa e nas restantes figuras onde e ilustrada a presente invengSo, sao indicadas com os mesmos numeros de referenda a partes iguais ou equivalentes em ambos os casos.

DESCRigAO DETALHADA Na FIG. 1, e mostrado que ο exemplo ilustrado de uma disposifao de bombeamento convencional abrange um "casing" 1, ou camisa de revestimento do ροςο, que apresenta uma boca de saida de boca de ροςο 2，em cujo interior estende-se uma tubula^So 3, que conduz ο fluido do fundo do ροςο para a superficie, formada por uma sucessao de trechos 4 acoplados entre si por unioes 5. Entre ο "casing" 1 e a tubulafao 3 fica definido longitudinalmente um espa90 anular 13. O trecho 4 superior da tubulafao 3, que e projetado da boca de ροςο na superficie do terreno T da jazida, apresenta um conduto 6 de saida de produySo, atraves do qual e mediante uma prensa de estopas 7 passa a primeira de uma sucessao de hastes 8 conectadas entre si mediante unioes 9, ate que a ultima haste 8，no trecho inferior da tubula?ao 4, esta acoplada a uma bomba BCP de fundo 10. Para ο acionamento da bomba 10,

a haste superior 8, e consequentemente ο acionamento da bomba 10, a haste superior 8 esta acoplada a um motor eletrico 11 atraves de um mecanismo de transmissao 12 de roldanas e correias.

Assim como ja foi exposto, a bomba 10 utiliza ο petroleo bombeado do fundo do ροςο como lubrificante entre as superficies que estao submetidas a fric^ao, vale dizer, entre ο Iado interno da tubula^ao 3 e ο Iado externo das hastes 8 que giram ao Iongo do seu interior. Na medida em que as jazidas envelhecem aumenta a porcentagem de agua na mescla "agua- petroleo", e a lubrifica9ao se torna deficiente provocando ο desgaste da tubula9ao por fricfao e corrosao da mesma, ate que e rota a capa limite de proteySo que se forma pelo fino deposito de hidrocarboneto presente na agua. Na FIG. 2 pode-se apreciar a forma em que a presente invenfao soluciona ο problema

de desgaste por atrito das hastes de bombeio e a consequente corrosao das mesmas. Com efeito, a disposifao ora proposta para resolver tais problemas e conformada por um tubo giratorio 14 alojado em um tubo fixo 15, entre os quais fica um espafo de separafao que define um container de oleo lubrificante, tal como se pode ver na FIG. 3, onde e mostrado ο detalhe assinalado com a referencia A nesta FIG. 2. Para a injegSo do oleo lubrificante, ο extremo superior do tubo fixo 15 esta acoplado a um conduto 22 acessivel sobre a superficie do terreno T.

Na realiza9ao preferida que se descreve e ilustra, a tubulafao tem uma secgao de 23/δ po legadas e a tubula^So 15 tem uma secfao de 27/8 polegadas, ο que resulta suficiente para obter a Iubrificafao necessaria que evita ο desgaste do tubo 14 por fric^ao com ο tubo 15. Ou seja，a presente invenfao constitui um encamisado da longitude necessaria para transformar ο ροςο em um gigantesco coxim, que funcionara preservado pela capa de oleo lubrificante que e injetada do exterior. Desta maneira, evita-se ο desgaste interno da tubula^ao devido a fric^ao das hastes e a corrosao acelerada pela tubula9ao, tal como ocorre nas disposi9oes convencionais. O tubo 15 esta conformado por uma sucessao de trechos acoplados mediante as unioes 5, como e mostrado na FIG. 4 correspondente ao detalhe B da FIG. 2. O tubo 14 esta conformado por uma sucessao de trechos acoplados mediante unioes 16, como e mostrado na FIG. 5 correspondente ao detalhe C assinalado na FIG. 2.

O trecho superior do tubo 14 tem uma redi^So diametral 17 de onde e acoplado a um

conduto 18, com junta articulada ou “swivel”，que conclui na saida de produfao 6. O trecho superior do tubo 14 apresenta um acabamento definido por um tubo 19 com orificios atraves dos quais passa ο fluido que e extraido mediante uma bomba 10, a qual ο mencionado trecho inferior do tubo 14 esta conectado mediante uma haste 20. Na FIG. 6 mostra-se ampliado ο mencionado tubo 19 assinalado na FIG. 2 com a referenda D, onde se ve claramente os orificios 19' do mesmo.

O tubo 14 transmite a potencia de produfao e conduz 100% do fluido extraido do fundo do ροςο para a superficie pelo seu interior. A pelicula de oleo 21 entre ambos os tubos 14 e 15 (ver detalhe da figura) permite evitar a corrosao interna do tubo 15 e a corrosao externa do tubo interno 14. Alem disso, mediante uma pelicula de pintura na parede interior do tubo 14 que transporta ο fluido, contribui para evitar a corrosao interna provocada pelo fluido. A unica modifica^ao do tubo 14 consiste na conformafao da uniao roscada 16, adaptando-lhe a entre-rosca conectora (ver detalhe C na FIG. 5) que permite vincular ambos os tubos sem que ο diametro externo dos mesmos sofra variafoes. Em sintese, a disposi9ao objeto da presente invenfao consiste essencialmente na

λ/o n/o

utilizafao de dois tubos, 14 e 15, de fabrica9ao padrao API, de 2 polegadas e 2 polegadas, respectivamente, que em conjunto definem um "coxim hidraulico" da superficie ao fundo do ροςο, ο qual e possivel lubrificar enchendo ο espafo anular entre ambos os tubos com oleo Iubrificante e da viscosidade desejada, por exemplo, SAE 10. Este lubrificante evita a corrosao e atenua ο desgaste entre ambos os tubos 14 e 15. Alem disso, esta disposifao permite a condufao de todo ο fluido produzido pelo interior do tubo 14 sem pegas moveis no interior do mesmo, pelo que pode ser aplicada uma capa de pintura em seu interior para evitar a sua corrosao interna. Tambem se poderia dispor de um arranjo similar de tubos de diferentes diametros, por exemplo, 1,42 polegadas de diametro interno, 1,88 polegadas de diametro externo dentro de um tubo de 23/8 polegadas de diametro interno, ou em outros diametros, obtendo ο mesmo efeito de “coxim hidraulico" antes mencionado.

Desta maneira, obtem-se destacaveis vantagens perante as disposifoes conhecidas e utilizadas, tais como:

-Ao aumentar a area de contato entre as duas superficies que rofam diminui a pressao de contato, que e a causa do desgaste, ja que a menor pressao de contato, gera menor desgaste (efeito “coxim hidraulico").

-Permite diminuir ο numero de revolu9oes por minuto com que gira ο tubo que transmite a potencia, ja que este suporta maior torsao por ter maior diametro que as hastes das disposifoes convencionais, ο que Ihe confere maior moment。de inercia, permitindo uma diminui9ao da quantidade de ciclos de fricfao gerados pela frequencia de rotafao para uma mesma potencia aplicada, ja que ao transmitir maior torque pode girar mais devagar e e produzida menor quantidade de ciclos de desgastes.

-Permite interpor um lubrificante artificial selecionado pelo usuario entre ambas as superficies de fric^ao, ou seja, entre os tubos 14 e 15. - Permite prescindir de hastes no interior do tubo que conduz a produfao para a superficie

para poder aplicar uma pintura que evite a corrosao de sua parede interna.

Claims

Tendo assim especialmente descrito e determinado a natureza da presente invenfao e a forma como sera levada a pratica, se declara reivindicar como de propriedade e direito exclusivo:

1. Disposi^ao para a extrafao de hidrocarbonetos em pofos que utilizam bombas de cavidade progressiva, desenvolvida com a finalidade de reduzir ο desgaste por atrito e corrosao das tubulafoes convencionais utilizadas em pogos de jazidas petroliferas, caracterizada por abranger，ao longo da tubulafao de recobrimento do po?o, um tubo giratorio de condufao de fluido do fundo do ροςο para a superficie, alojado em um tubo fixo, entre os quais fica definido um espago que contem um lubrificante antifric?ao da parede externa do mencionado tubo giratorio contra a parede interna do mencionado tubo fixo, apresentando ο extremo inferior do tubo giratorio um trecho com orificios de passagem do fluido para ο interior do mesmo conectado a bomba de cavidade progressiva mediante uma haste, estando ο extremo superior do tubo giratorio acoplado a um conduto de saida de produfao e a um mecanismo motriz de acionamento do mesmo, e ο trecho superior do mencionado tubo fixo esta conectado a um conduto de injefao do lubrificante antifricfao no espago definido entre ambos os tubos giratorio e fixo.

2. Disposi9ao de acordo com a reivindica^ao 1, caracterizada porque ο trecho superior do tubo giratorio apresenta uma redufao diametral de onde ο mencionado trecho superior se acopla ao conduto de saida de produ^ao e ao mencionado mecanismo motriz atraves de uma junta articulada.

3. Disposifao de acordo com as reivindicafoes 1 ou 2，caracterizada porque ο tubo giratorio esta conformado por uma sucessao de trechos acoplados entre si mediante as unioes roscadas.

4. Disposifao de acordo com qualquer uma das reivindica9oes 1, 2, ou 3 caracterizada porque ο tubo giratorio esta conformado por uma sucessao de trechos acoplados entre si.

5. Disposi^ao de acordo com qualquer uma das reivindicafoes 1 a 4, caracterizada porque a parede interna do tubo giratorio esta recoberto por uma pelicula de pintura protetora.