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Medição em Escoamento Multifásico via Técnica Ultrasônica

Medição em Escoamento Multifásico via Técnica Ultrasônica. Pesquisadores: Ricardo Paulo Deperon Isnard (Bolsista ANP) Ricardo Dias Martins de Carvalho (Orientador) José Luís Gonçalves (Bolsista de Doutorado) Gabriel Cari Costa (Bolsista de graduação). TÓPICOS. Introdução

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Medição em Escoamento Multifásico via Técnica Ultrasônica

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Presentation Transcript

  1. Medição em Escoamento Multifásico via Técnica Ultrasônica Pesquisadores: Ricardo Paulo Deperon Isnard (Bolsista ANP) Ricardo Dias Martins de Carvalho (Orientador) José Luís Gonçalves (Bolsista de Doutorado) Gabriel Cari Costa (Bolsista de graduação)

  2. TÓPICOS • Introdução • Dispositivo Experimental/Procedimento de Teste • Resultados e Discussão • Conclusões • ReferênciasBibliográficas • Agradecimentos

  3. 1. INTRODUÇÃO • Fluxo do poço consiste de uma grande variedade de hidrocarbonetos e componentes indesejáveis. • GOSP processa o escoamento multifásico do poço de modo a se obter óleo limpo monofásico, gás natural e condensados prontos para transporte.

  4. 2. DESAFIOS • Vista esquemáticauma planta de produção de óleo e gás(GOSP)

  5. 3. DISPOSITIVO EXPERIMENTAL

  6. 4PROCEDIMENTO DE TESTE • Transdutores ultra-sônicos Panametric Videoscan de 2,25 MHz • Incerteza nos valores correspondentes de fração de vazio (óleo-ar) variou de cerca de 0,7% para baixas frações de vazio a 1,4% para frações de vazio acima de 6%. • A incerteza para o sistema óleo-água foi estimada em cerca de 0,25%. • O período de amostragem e a taxa de geração de pulsos foram de 1,5 segundos e 2 kHz, respectivamente, o que perfaz 3000 pulsos em cada amostra acústica.

  7. No cálculo das razões de energia acústica, os sinais de referência para os sensores a 0o e 180o foram aqueles obtidos para óleo monofásico • Para os sensores a 45° e 135°, a referência utilizada foram os sinais obtidos para 10% de fração de vazio em misturas óleo-ar e 12% de concentração de água em misturas óleo-água. • Para óleo monofásico, os sensores a 45° e 135° não recebem energia.

  8. As medidas de temperatura foram feitas no começo e fim de cada série de testes para obtenção das propriedades físicas dos fluidos. • Os dados ultrassônicos foram adquiridos por meio de uma placa de aquisição de dados PXIe- 1062Q da National Instruments. • Os dados foram armazenados em planilhas do Microsoft Excel e tratados posteriormente no programa MatLab a fim de se reduzir o ruído nos sinais.

  9. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO • Padrões de Escoamento e Sinais Ultrassônicos Típicos no Sensor a 180º • Padrõesparaescoamentoóleo-ar α = 2% α = 5% α = 10%

  10. 5. • Padrões de Escoamento e Sinais Ultrassônicos Típicos no Sensor a 180º • Padrõesparaescoamentoóleo-água α = 2% α = 5% α = 12%

  11. 5. • Sinal característico recebido pelo sensor a 180º: (a) sinal típico de um único pulso no óleo USP monofásico; (b) atenuação da onda longitudinal em misturas óleo-ar e (c) em mistura óleo-água. a b c

  12. 5. CONCLUSÕES • Verificou-se que bolhas de ar atenuam o sinal acústico bem mais do que gotas de água sem, todavia, atenuá-lo por completo. • Concentração da fase dispersa pode ser medida mais facilmente por atenuação acústica em escoamentos líquido-gás do que em escoamentos líquido-líquido.

  13. 5. • Razão de energia no sensor a 180º em função da concentração da fase dispersa. mistura óleo-ar mistura óleo-água

  14. 5. • Razão de energia em todos os sensores em função da concentração da fase dispersa. mistura óleo-ar mistura óleo-água

  15. 6. REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS Falcone, G.; Hewitt, G. F. andAlimonti, C. Multiphase Flow Metering, Principles and Applications. First ed. Developments in Petroleum Science. Vol. 54. 2010. Devold, H. Oil and Gas Production Handbook, An Introduction to Oil and Gas Production. 3 ed. ABB ATPA Oil and Gas 2006. Carvalho, R. D. M. d. et al. Application of the ultrasonic technique and high-speed filming for the study of the structure of air–water bubbly flows. Experimental Thermal and Fluid Science. 2009. 33: p. 1065-1086. Tanahashi, E. I. et al. Application of the Ultrasonic Technique for Monitoring Intermittent Liquid-Gas Flows and Liquid-Solid Flows. In 7th North American Conference on Multiphase Technology (MPNA 2010). Banff, Canada: BHR Group. 2010. Carvalho, R. D. M. d. Técnicas Ultra-Sônicas para Medição de Fração de Vazio e Concentração de Particulados em Escoamentos em Escoamentos Multifásicos, Convênio FINEP/PETROBRAS 01.07.0131.00: Itajubá. 2010. Gonçalves, J.L., et al. Development of a Multiphase Flow Metering Procedure Based on the Ultrasonic Technique. in 15th International Conference on Multiphase Production Technology (MPT 2011). Cannes, France: BHR Group Limited. 2011.

  16. 7. AGRADECIMENTOS • À Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) por meio do Programa de Recursos Humanos para o Setor Petróleo e Gás (PRH-ANP/MCT) pelas bolsas aos alunos IC; à Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e à Petrobras pela infraestrutura física. • Ao professor orientador Ricardo Dias Martins de Carvalho e ao grupo de orientados. • Ao laboratório de análise de escoamentos multifásicos e ao GEE (Grupo de Estudos Energéticos). • Ao Centro de Excelência em Eficiência Energética - EXCEN;

  17. Contato do aluno: risnard@gmail.com; ricardo@excen.com.br • Site do PRH16: http://www.prh16.unifei.edu.br/

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