Desenvolvimento de uma metodologia para o dimensionamento de separadores horizontais gravitacionais de água, óleo e gás
The flow from oil wells is intrinsically multiphase, which makes it necessary, before its commercialization, the separation of each phase. One of the often-used alternatives for phase separation are the gravitational horizontal separators. After separation, the oil should have a controlled water con...
| Autor principal: | Dalduche, Tiago Henrique Leitão |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2021
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23956 |
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riut-1-239562021-01-25T06:10:11Z Desenvolvimento de uma metodologia para o dimensionamento de separadores horizontais gravitacionais de água, óleo e gás Development of a design methodology for horizontal gravity separators of water, oil and gas Dalduche, Tiago Henrique Leitão Morales , Rigoberto Eleazar Melgarejo Erthal, Raul Henrique Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo Marcelino Neto, Moisés Alves Germer, Eduardo Matos Escoamento multifásico Separação (Tecnologia) Petróleo - Prospecção Modelos matemáticos Plataformas de perfuração Multiphase flow Separation (Technology) Petroleum - Prospecting Mathematical models Drilling platforms CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS The flow from oil wells is intrinsically multiphase, which makes it necessary, before its commercialization, the separation of each phase. One of the often-used alternatives for phase separation are the gravitational horizontal separators. After separation, the oil should have a controlled water concentration to facilitate subsequent separation processes prior to commercializing. As of the separated water, which contains high concentrations of oil droplets, additional separators need to be employed prior to disposal to meet environmental requirements. However, an undesirable feature linked to gravitational separators is associated with their large geometric dimensions, which often becomes a critical factor for their installation in the small spaces of oil platforms. In this context, the present work will evaluate the possibility of improving a methodology in order to optimize the sizing of horizontal gravitational separators, based on the existing methodologies in the literature. Experiments were conducted for the validation of existing methodologies in a translucent horizontal separator with 287 mm diameter and 1000 mm length, in a closed circuit. The parameters taken were the droplet diameter distributions at separator’s outlet and inlet, followed by a statistical parameter to determine the experimental cutoff diameter, which in turn was compared to the cutoff diameters expected by the existing methodologies in the literature. The presence of a separation limit diameter was verified, where the equipment presented reading droplets in the order of 100 μm. From the comparison between the experimental data obtained and the existing methodologies, an effective separation length of 65% of the available separation length was proposed. As there was a very large dispersion in the results for low flow rates, the test grid was insufficient to validate the trend of the proposed methodology due to practical limitations. O escoamento advindo dos poços de petróleo é intrinsecamente multifásico, o que faz necessário, antes de sua comercialização, a separação de cada uma das fases. Como uma das alternativas frequentemente utilizadas para a separação das fases está o uso de separadores horizontais gravitacionais. Após a separação, o óleo deve ter uma concentração de água controlada, para facilitar os processos seguintes de separação antes de sua comercialização. No caso da água separada, que contem altas concentrações de gotas de óleo, cria-se a necessidade do uso de separadores adicionais, antes do seu descarte, para atender às exigências ambientais. Porém, uma característica indesejada atrelada aos separadores gravitacionais, está associada às suas elevadas dimensões geométricas, que muitas vezes se torna um fator crítico para a sua instalação nos espaços reduzidos das plataformas de produção de petróleo. Neste contexto, no presente trabalho será avaliado a possibilidade de aprimorar uma metodologia com a finalidade de otimizar o dimensionamento dos separadores gravitacionais horizontais, a partir das metodologias existentes na literatura. Experimentos foram conduzidos, para fins de validação das metodologias existentes, em um separador horizontal translúcido com 287 mm de diâmetro e 1000 mm de comprimento, em circuito fechado. Os parâmetros retirados foram as distribuições de diâmetros de gotas na saída e na entrada do separador, logo em seguida foi utilizado um parâmetro estatístico para determinar o diâmetro de corte experimental, que por sua vez foram comparados aos diâmetros de corte esperados pelas metodologias existentes na literatura. Foi verificada a presença de um diâmetro limite de separação, onde o equipamento apresentou leitura gotas na ordem de 100 μm. A partir da comparação entre os dados experimentais obtidos e as metodologias existentes, foi proposto um comprimento efetivo de separação de 65% do comprimento disponível de separação. Como houve uma dispersão muito grande nos resultados para baixas vazões, a grade de testes foi insuficiente para validar a tendência da metodologia proposta, devido a limitações práticas. 2021-01-24T20:12:43Z 2021-01-24T20:12:43Z 2019-12-05 bachelorThesis DALCUCHE, Tiago Henrique Leitão. Desenvolvimento de uma metodologia para o dimensionamento de separadores horizontais gravitacionais de água, óleo e gás. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23956 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Bacharelado em Engenharia Mecânica UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Escoamento multifásico Separação (Tecnologia) Petróleo - Prospecção Modelos matemáticos Plataformas de perfuração Multiphase flow Separation (Technology) Petroleum - Prospecting Mathematical models Drilling platforms CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS |
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Escoamento multifásico Separação (Tecnologia) Petróleo - Prospecção Modelos matemáticos Plataformas de perfuração Multiphase flow Separation (Technology) Petroleum - Prospecting Mathematical models Drilling platforms CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS Dalduche, Tiago Henrique Leitão Desenvolvimento de uma metodologia para o dimensionamento de separadores horizontais gravitacionais de água, óleo e gás |
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The flow from oil wells is intrinsically multiphase, which makes it necessary, before its commercialization, the separation of each phase. One of the often-used alternatives for phase separation are the gravitational horizontal separators. After separation, the oil should have a controlled water concentration to facilitate subsequent separation processes prior to commercializing. As of the separated water, which contains high concentrations of oil droplets, additional separators need to be employed prior to disposal to meet environmental requirements. However, an undesirable feature linked to gravitational separators is associated with their large geometric dimensions, which often becomes a critical factor for their installation in the small spaces of oil platforms. In this context, the present work will evaluate the possibility of improving a methodology in order to optimize the sizing of horizontal gravitational separators, based on the existing methodologies in the literature. Experiments were conducted for the validation of existing methodologies in a translucent horizontal separator with 287 mm diameter and 1000 mm length, in a closed circuit. The parameters taken were the droplet diameter distributions at separator’s outlet and inlet, followed by a statistical parameter to determine the experimental cutoff diameter, which in turn was compared to the cutoff diameters expected by the existing methodologies in the literature. The presence of a separation limit diameter was verified, where the equipment presented reading droplets in the order of 100 μm. From the comparison between the experimental data obtained and the existing methodologies, an effective separation length of 65% of the available separation length was proposed. As there was a very large dispersion in the results for low flow rates, the test grid was insufficient to validate the trend of the proposed methodology due to practical limitations. |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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2021 |
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DALCUCHE, Tiago Henrique Leitão. Desenvolvimento de uma metodologia para o dimensionamento de separadores horizontais gravitacionais de água, óleo e gás. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
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