Bombas multifásicas de alta potência

Mudando o mundo da produção de petróleo com o bombeamento multifásico

Na Sulzer, continuamos a revolucionar a produção de petróleo com a fabricação de bombas multifásicas (multiphase pumps, MPPs) de alta potência. Com 20 anos de experiência na operação de MPPs, temos orgulho de servir o mercado com as maiores bombas do mundo e oferecer uma alternativa técnica e comercial vantajosa aos sistemas convencionais.

Bombas mulfifásicas Sulzer no centro das atenções

As MPPs permitem o transporte de altas capacidades de mistura de gases e líquidos a longas distâncias, sem a necessidade de separação na fase anterior. Graças a essas bombas, possibilitamos a produção contínua de campos de petróleo e também prolongamos a vida útil dessas bombas, ao mesmo tempo em que reduzimos os custos de desenvolvimento. Abaixo, explicamos como a plataforma de petróleo Dunbar no Reino Unido demonstra como esses benefícios foram percebidos no campo.

Nossas bombas multifásicas na prática: o campo Dunbar

Nossas bombas multifásicas estão em operação há quase 20 anos no campo Dunbar (ver figura 1), uma plataforma manancial operada pela TOTAL Company no setor britânico do Mar do Norte. Dunbar é um satélite da Alwyn North Platform.

Fig. 1 Os campos Dunbar e Alwyn.
Desde a introdução de nossas bombas multifásicas no campo Dunbar, a produção de petróleo pode continuar apesar da pressão decrescente na cabeça do poço. (fig. 2)
Fig. 2 Evolução da pressão no campo Dunbar ao longo dos anos.
Fig. 3 Conceito convencional.

Por que bombas multifásicas?

A TOTAL considerou duas opções de sistema para o campo Dunbar. Uma delas era um sistema convencional (Fig. 3) operado a baixa pressão, onde os líquidos eram bombeados, e o gás era comprimido a montante do oleoduto multifásico. O outro era um sistema inovador (Fig. 4) que usava MPP para combinar vários poços e impulsionar os poços de baixa pressão diretamente no oleoduto multifásico.

Fig. 4 Conceito inovador usando bombas multifásicas.

A TOTAL selecionou a solução MPP da Sulzer em vez de uma solução separadora porque:

  • Não havia necessidade de grandes modificações nas instalações de processo existentes;
  • A solução tinha uma boa relação custo-benefício;
  • As restrições de peso e espaço na plataforma Dunbar favoreciam o design da extensão do módulo de escoramento da MPP. Este módulo era mais de 30% mais leve do que um sistema convencional, e a instalação das bombas minimizava verticalmente a necessidade de espaço;
  • A flexibilidade operacional foi proporcionada pela implementação de um esquema de segregação de poços.
Fig. 5 Módulo no pátio de fabricação

Instalação da bomba

Os dois conjuntos de bombas foram incorporados em um módulo no pátio de fabricação. O módulo de 12 m x 7,5 m x 19 m (C x L x A) e 650 toneladas de peso (Fig. 5) foi ligado à plataforma em meados de 1999, e as bombas foram comissionadas em novembro do mesmo ano.

Sendo inteligente na segregação

Um esquema de segregação de poços oferece flexibilidade operacional. Este esquema de três cabeçotes de produção independentes — pressão alta (high pressure, HP), pressão baixa (low pressure, LP) e pressão baixa-baixa (low low pressure, LLP) — faz uso máximo da energia natural dos poços. Isso minimiza a demanda de energia elétrica. Os poços de HP contornam as bombas. Os poços de LP e LLP estão sendo encaminhados para um das duas MPPs para maximizar a produção.

Ligue e use (Plug & Play)

Considerando a natureza instável do bombeamento de fluxo de duas fases, a Sulzer tem se concentrado no desenvolvimento de sistemas de controle adequados que:

  • Facilitam a vida do operador
  • Permitem o funcionamento automático da bomba
  • Aumentam o tempo médio entre as falhas (Mean Time Between Failure, MTBF) da bomba e otimizam a produção

A operação automática das MPPs em Dunbar inclui um sistema de controle de pressão/torque de sucção, no qual a velocidade pode ser ajustada automaticamente para alcançar um determinado ponto de ajuste de pressão de sucção definido pelo operador. Isso permite o enfraquecimento das infiltrações, o que minimiza as vibrações da bomba e otimiza a produção.

Fortes parcerias

O centro de pesquisa e desenvolvimento da Sulzer, localizado em Winterthur, na Suíça, emprega muitos esforços no desenvolvimento de novas soluções para bombas multifásicas, incluindo um novo design de pistão de compensação e um dispositivo de amortecimento patenteado no meio do eixo.& Uma colaboração mútua entre a TOTAL e a Sulzer permitiu que essa pesquisa fosse aplicada com sucesso nas MPPs de Dunbar em 2013. A melhoria no design da bomba ajudou a superar as instabilidades resultantes da redução das pressões do cabeçote e permitiu que a bomba se adaptasse à evoluções contínuas no campo petrolífero. Juntas, a TOTAL e a Sulzer estão confiantes de que a flexibilidade das MPPs ajudará a otimizar a produção em idade avançada do reservatório de Dunbar e manter as operações de pressões do poço manancial em 20 bar(g) ou menos, sem a necessidade de investimentos significativos.

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