Desenvolvimento de tecnicas de ultra-som para medida de espessura de filme de liquido em escoamentos gas-liquido e liquido-liquido / Development of ultrasonic techniques for measurements of liquid film thickness in gas-liquid and liquid-liquid flows

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Um dos problemas cruciais no atual cenário da indústria nacional de petróleo é a medição das vazões de óleo, gás e água produzidos por cada poço. Este problema se agrava no contexto da produção de óleos pesados sob condições offshore em águas profundas, dadas as condições adversas desse ambiente, alta viscosidade do óleo, formação de emulsões com água, dificuldade natural para sua elevação e escoamento, entre outras. Excetuando os casos em que um poço é testado, quando então sua produção pode ser determinada na superfície, não se dispõe atualmente de sistemas e métodos de medição simples, confiáveis e não-intrusivos para as vazões de cada poço. O presente trabalho investiga a utilização de técnicas de ultra-som para fins de monitoramento do filme de água em escoamentos gás-líquido e líquido-líquido. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta de medição de espessura instantânea do filme líquido em escoamentos gás-líquido e líquido-líquido utilizando técnicas de ultra-som. A medição do tempo de trânsito do sinal acústico ultra-sônico através de uma camada de material - líquido, gás ou sólido - permite a obtenção da espessura local e instantânea dessa camada, a partir do conhecimento da velocidade de propagação do som nesse meio, através de calibração prévia. Assim, por meio de diversos experimentos com diferentes pares de fluidos e padrões de escoamento, pretende-se definir as melhores condições para utilização do ultra-som para esse fim. Os tempos de trânsito podem ser detectados através dos picos de amplitude gerados quando os pulsos refletidos atingem o receptor. A utilização do ultra-som é uma técnica não intrusiva e não-invasiva, isto é, não causa perturbações ao escoamento, possibilitando ainda medições in situ em tempo real de grandezas de escoamentos múltifásicos presentes inclusive na indústria do petróleo. Este estudo mostrou ser possível a aplicação da técnica de ultra-som paia escoamentos gás-líquido, uma vez que a diferença de impedância acústica permite que grande ,parte do pulso incidente seja refletida na interface entre os dois meios líquidos. Em escoamentos líquido-líquido, o monitoramento da espessura de filme é mais difícil, sendo necessário o uso de recursos computacionais mais robustos. A pequena diferença de impedância acústica entre os líquidos, muitas vezes, dificulta a captação do pulso correspondente à interface entre os meios líquidos. Um outro fator agravante é a presença de emulsões em escoamentos líquido-líquido ou óleos com viscosidades maiores. Nessas situações, a atenuação do pulso refletido na interface entre os dois meios líquidos é ainda maior.

ASSUNTO(S)

engenharia do petroleo ultrasound oil-water piche oleo de xisto pulse-echo technique heavy oil petroleum engineering

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados