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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2008

Otimização de Ciclone para a Pré-Separação de Areia na Produção de Petróleo.

Autora: Aline Teixeira de Carvalho.
Orientador: Ricardo de Andrade Medronho.

Resumo

A produção de areia associada à produção de petróleo é um problema crítico às plantas de separação existentes nas plataformas de produção de petróleo. A areia pode causar severas erosões em válvulas e linhas, bem como o seu acúmulo em equipamentos com alto tempo de residência pode exigir a parada da planta para limpeza dos mesmos, podendo causar prejuízos à produção e danos aos equipamentos.

Os desarenadores são equipamentos do tipo ciclone, utilizados na separação entre a areia e o fluido produzido com o objetivo de minimizar os problemas causados pela presença de sólidos nessas correntes. Estes equipamentos promovem a separação de partículas do gás através da criação de forças centrífugas que forçam as partículas mais pesadas a se moverem na direção da parede. Essas partículas continuam se deslocando em um movimento espiralado junto à parede interna do ciclone até alcançarem a saída inferior do equipamento, o underflow.

O objetivo deste estudo é projetar um equipamento desse tipo com alta eficiência para promover a separação entre areia e gás. Para isso foi realizado um planejamento experimental com o objetivo de definir as geometrias que seriam avaliadas. A eficiência desses equipamentos foi estimada através do emprego um pacote de Fluidodinâmica Computacional (CFD), o software comercial CFX versão 11.0. Essa ferramenta realiza um cálculo fluidodinâmico, através do método de volumes finitos baseado em elementos, que permite estimar o comportamento dos fluidos no interior dos equipamentos. Com esses resultados foi possível obter uma função que permitiu o cálculo da geometria de maior eficiência em função dos parâmetros geométricos avaliados.