BR102013019892A2

BR102013019892A2 - instalação de bombeamento para poço profundo

Info

Publication number: BR102013019892A2
Application number: BR102013019892A
Authority: BR
Inventors: Christophe L Haridon
Original assignee: Pcm; Pcm Technologies
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-11-10
Also published as: BR102013019892B1; BR102013019892A8; CA2822038A1; CA2822038C; FR2994229A1; FR2994229B1

Abstract

instalação de bombeamento para poço profundo. a presente invenção trata uma instalação de bombeamento (2) para poço profundo que comporta: - uma coluna de produção (6); - uma bomba de cavidades progressivas (8) de aspiração, apta a aspirar o fluido a ser bombeado e a recalcá-lo na coluna de produção (6); - um sistema de acionamento (12, 46, 26, 54) próprio para acionar em rotação a bomba de cavidades progressivas de aspiração (8). o sistema de acionamento compreende: - um circuito de fluido (46) fechado e vedado que contém um fluido sob pressão; - uma motorização hidráulica (12) própria para deslocar o fluido sob pressão no referido circuito de fluido (46), - uma bomba de cavidades progressivas (26) montada no circuito de fluido (46) e acionada em rotação pelo deslocamento do fluido sob pressão no circuito de fluido (46), e - uma embielagem (54) articulada bomba de cavidades progressivas motriz (26) e na bomba de cavidades progressivas de aspiração (8)

Description

“INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO PARA POÇO PROFUNDO” A presente invenção trata de uma instalação de bombeamento de hidrocarbonetos ou de água do tipo que utiliza uma bomba de cavidades progressivas.

Uma instalação desse tipo comporta, em sua configuração mais difundida, uma cabeça de poço equipada de um mancai de acionamento de superfície montada em um “bloco obturador de poço” que aciona à distância uma bomba de cavidades progressivas montada na base de uma coluna de produção ou inserida na coluna de produção. A bomba está instalada no fundo de poço. A cabeça de poço compreende, geralmente, um motor e seu bloco de motorredução, um sistema de acionamento por polias e correias ou por pinhões de engrenagem dos mancais, uma prensa-estopa ou um empanque mecânico ou qualquer outro meio que garanta uma vedação dinâmica na superfície e um sistema de freagem anti-dérivage e antidévrillage(antienroscamento). A cabeça de poço suporta e aciona em rotação uma árvore de transmissão chamada “haste polida”. A haste polida aciona um trem de hastes (ou uma haste contínua) situado no interior e ao longo da coluna de produção. Esse trem de hastes, por sua vez, aciona o rotor de uma bomba de cavidades progressivas situada no fundo de poço. A bomba aspira o fluido situado no fundo de poço e o recalca na coluna de produção até a cabeça de poço, de onde ele é evacuado por condutos de distribuição. Uma peça de fixação, chamada “âncora de torque”, mantém o estator da bomba de forma que ele próprio não seja acionado em rotação no fundo de poço e evita, assim, a separação dos tubos que formam a coluna de produção.

Em caso da parada motor de acionamento ou de corte da alimentação elétrica na superfície ou de antidévrillage do trem de hastes, a massa do fluido bombeado acumulado na coluna de produção aciona em rotação rápida e em sentido contrário o trem de hastes quando o fluido torna a se espalhar na junta tórica (anular) entre a coluna de produção e o tubo de sustentação. Essa rotação muitas vezes violenta e não controlada pode danificar o sistema de acionamento da cabeça de poço. Ela pode, igualmente, ser perigosa para o pessoal de manutenção na superfície. Essa rotação não controlada esvazia, além disso, a coluna de produção do fluido bombeado e, consequentemente, essa coluna de produção deve, novamente, ser enchida para distribuir o fluido bombeado. Para corrigir esses inconvenientes, a cabeça de poço compreende geralmente um sistema de freagem anti-dérivage cuja função é frear essa rotação em sentido contrário.

Quando da montagem de uma instalação de bombeamento, a âncora de torque e o estator da bomba de cavidades progressivas são baixados, em primeiro lugar, ao fundo de poço na extremidade de um conjunto de tubos aparafusados uns aos outros na superfície. O rotor é, a seguir, baixado, por meio do conjunto de tubos, ele próprio na extremidade do trem de hastes, e posicionado no estator por meio de uma barra de posicionamento previamente disposta nas proximidades da parte baixa do estator. A barra de posicionamento indica aos operadores se o rotor conseguiu se posicionar no estator. Dispositivos de centragem são fixados ao longo do trem de hastes, os quais devem limitar o desgaste prematuro da coluna de produção ocasionado pelo atrito do trem de hastes no interior da coluna de produção, quando o rotor é acionado em rotação.

Tal instalação de bombeamento apresenta diversos inconvenientes.

Em primeiro lugar, a montagem dessa instalação é demorada e complexa, particularmente no que se refere à fixação e à descida das hastes do trem de hastes e à colocação do rotor no interior do estator no fundo de poço. Essa última instalação, embora sendo relativamente confiável, sempre apresenta riscos de erro de posicionamento do rotor no estator.

Em de acordo com lugar, apesar da presença de dispositivos de centragem no trem de hastes, o trem de hastes e a coluna de produção apresentam, mesmo assim, um desgaste mecânico importante devido ao atrito das hastes com a superfície interna da coluna de produção durante a rotação das hastes. Esse atrito enfraquece as hastes e pode causar o aparecimento de furos na coluna de produção. Esses furos diminuem a produção do poço em virtude dos vazamentos do fluido bombeado. Essa instalação acarreta, portanto, custos de manutenção elevados, em particular em caso de parada da produção durante a substituição das hastes ou da coluna de produção.

Os atritos do trem de hastes com a coluna de produção reduzem, igualmente, o rendimento energético da instalação de bombeamento. O trem de hastes disposto no interior da coluna de produção restringe, além disso, a seção de produção da coluna de produção. A vedação dinâmica montada na superfície apresenta riscos de vazamento nocivo ao meio ambiente.

As peças giratórias na superfície, tais como, por exemplo, as polias e as correias dos mancais e os embielagems apresentam um risco para a segurança do pessoal da manutenção na superfície. A âncora de torque e o sistema de anti-dérivage aumentam os custos de fabricação e de manutenção de tal instalação de bombeamento. A presente invenção tem como objetivo uma instalação de bombeamento mais fácil e rápida de ser montada, que apresente melhor rendimento e requeira menos manutenção.

Para esse fim, a presente invenção tem por objeto uma instalação de bombeamento para poço profundo que comporta: - uma coluna de produção; - uma bomba de cavidades progressivas, chamada bomba de cavidades progressivas de aspiração, apta a aspirar o fluido a ser bombeado e a recalcá-lo na coluna de produção; e a referida bomba de cavidades progressivas de aspiração compreende um estator e um rotor montado de modo giratório no estator; - um sistema de acionamento próprio para acionar em rotação o rotor da bomba de cavidades progressivas de aspiração, caracterizado pelo fato de que o referido sistema de acionamento compreende: - um circuito de fluido fechado e vedado que contém um fluido sob pressão; - uma motorização hidráulica própria para deslocar o fluido sob pressão no referido circuito de fluido, e - uma bomba de cavidades progressivas, chamada bomba de cavidades progressivas motriz, montada no circuito fechado; e a referida bomba de cavidades progressivas motriz compreende um estator e um rotor colocado em rotação no estator pelo deslocamento do fluido sob pressão no circuito de fluido, e - uma embielagem articulada ao rotor da bomba de cavidades progressivas motriz e ao rotor da bomba de cavidades progressivas de aspiração.

Vantajosamente, o tempo de montagem dessa instalação é consideravelmente reduzido. De fato, essa instalação não comporta um trem de hastes acionado em rotação a partir da superfície, de modo que não é necessário fixar as hastes uma a uma com os dispositivos de centragem e baixá-las uma após a outra na coluna de produção. Por outro lado, o posicionamento do rotor no interior do estator é regulado na superfície antes de seu posicionamento no fundo de poço. O custo de fabricação da instalação de bombeamento de acordo com a presente invenção é vantajosamente reduzido devido à ausência do trem de hastes, dos dispositivos de centragem, da âncora de torque, e da diminuição tempo de montagem. O custo de produção do fluido bombeado é igualmente reduzido em função da diminuição dos serviços de manutenção na coluna de produção e da ausência de serviços de manutenção no trem de hastes, aqui inexistente. O rendimento é superior, pois o conjunto da seção da coluna de produção é utilizado para recalcar o fluido bombeado. As perdas energéticas por atrito do trem de hastes com a coluna de produção são eliminadas.

Os riscos para o pessoal da manutenção são reduzidos.

De acordo com modos particulares de realização, a instalação de bombeamento comporta uma ou várias das seguintes características: - O circuito de fluido compreende um elemento de obturação da passagem do fluido sob pressão munido de um dispositivo antirretorno, e um circuito de derivação do referido elemento de obturação; e o referido circuito de derivação compreende uma válvula de redução variável.

Esse dispositivo antirretorno garante a função do sistema de anti- dérivage das instalações de bombeamento conhecidas. Esse dispositivo antirretorno é simples, confiável e pouco custoso. A válvula de redução variável garante a freagem ou a rotação a uma velocidade controlada do trem de hastes quando ele gira em sentido contrário e, até mesmo, a parada completa da dérivage a pedido do operador. Ela permite esvaziar a coluna de produção com toda a segurança. Além disso, ela permite que o operador atue sobre o torque de freagem à distância do poço em caso de risco para sua segurança proveniente do poço (sistema de freagem regulável e deslocado) contrariamente aos sistemas existentes, nos quais o meio de freagem está necessariamente posicionado na vertical do poço. - A instalação comporta pelo menos uma coluna de suporte disposta entre a bomba de cavidades progressivas motriz e a bomba de cavidades progressivas de aspiração; e um primeiro mancai próprio para portar a embielagem e a massa do fluido a ser bombeado acumulado na coluna de produção; sendo que o referido primeiro mancai é portado pela coluna de suporte e montado entre a embielagem e a referida coluna de suporte. - A instalação comporta um dispositivo de vedação alta, próprio para isolar o fluido a ser bombeado do fluido limpo. - O dispositivo de vedação alta está montado na coluna de suporte acima do primeiro mancai. - A instalação de bombeamento comporta, além disso, pelo menos um dispositivo de vedação baixa montado na coluna de suporte embaixo do primeiro mancai. - O dispositivo de vedação baixa comporta pelo menos uma abertura; e uma parte do fluido sob pressão é própria para atravessar a referida abertura para lubrificar o primeiro mancai. - Ela comporta um segundo mancai próprio para suportar os esforços axiais provenientes do fluido sob pressão, e o segundo mancai está montado na referida coluna de suporte embaixo do primeiro mancai e acima do de acordo com dispositivo de vedação. O fluido sob pressão que atravessa a abertura dispositivo de vedação baixa permite igualmente lubrificar o segundo mancai. - O primeiro mancai e o segundo mancai são rolamentos cônicos montados em sentido contrário. - A embielagem comporta uma biela excêntrica baixa articulada ao rotor da bomba de cavidades progressivas motriz, um eixo fixado na biela excêntrica baixa e uma biela excêntrica alta articulada ao rotor da bomba de cavidades progressivas de aspiração e fixada no eixo. - O primeiro mancai e o segundo mancai estão dispostos ao redor do eixo. - O fluido sob pressão apresenta uma densidade inferior ou igual a um. Ele é, por exemplo, constituído de óleo limpo sob pressão.

Vantajosamente, o aperto e o comportamento do elastômero do estator ao contato com o óleo limpo de a diferentes temperaturas são conhecidos e controláveis. - A instalação comporta um cárter de sustentação disposto ao redor da coluna de produção de modo a criar uma câmara anular e um dispositivo de vedação estático fixo, na superfície do poço, entre o cárter de sustentação e a coluna de produção, sendo que o circuito de fluido compreende um conduto de entrada e um conduto de retorno alojados, pelo menos em parte, na referida câmara anular; e o referido conduto de entrada e o referido conduto de retorno atravessam o referido dispositivo de vedação estático. Vantajosamente, a junta de vedação 16 montada na superfície do poço é uma junta estática. - A bomba de cavidades progressivas motriz e a bomba de cavidades progressivas de aspiração são bombas de cavidades progressivas do tipo monolobular ou do tipo multilobular para aumentar o torque de torção transmitido à bomba situada acima de tudo, diminuindo ao mesmo tempo o volume de óleo limpo sob pressão utilizado para colocar o conjunto em rotação. A presente invenção será mais bem compreendida com leitura da descrição a seguir, dada unicamente a título de exemplo e feita em relação à figura 1 que representa uma visão esquemática em corte de uma instalação de bombeamento de acordo com a presente invenção. A instalação de bombeamento 2 de acordo com a presente invenção comporta um cárter tubular de sustentação 4, que aloja uma coluna de produção 6. Uma bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 e seu dispositivo de acionamento em rotação 10 são fixados no interior do cárter de sustentação 4 embaixo da coluna de produção 6. Uma motorização hidráulica 12 está montada na superfície para transmitir energia ao dispositivo de acionamento 10. O cárter de sustentação 4 apresenta um diâmetro superior ao diâmetro da coluna de produção 6 de modo a criar uma câmara anular 14 entre estes. Essa câmara anular 14 é fechada na parte alta do poço por uma junta de vedação estática 16 de forma anular. O cárter de sustentação 4 é dotado em sua parte baixa de furos 18 através dos quais o fluido a ser bombeado 20 penetra na câmara anular 14.

De acordo com a presente invenção, a coluna de produção 6 não é bloqueada em rotação graças a uma âncora de torque que se fixa, no fundo do poço, ao cárter de sustentação 4. Essa âncora não é necessária pois, como explicitado a seguir, o sentido de rotação da bomba de cavidades progressivas motriz permite reapertar o trem de hastes. Vantajosamente, a ausência da âncora de torque permite passar ferramentas na câmara anular 14 até abaixo da bomba de cavidades progressivas motriz 26. O que não é possível quando a âncora de torque ocupa todo o espaço anular. A bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 comporta, de modo clássico, um estator 9 e um rotor 11 montado de modo giratório no estator 9. O estator 9 é, por exemplo, fabricado em elastômero, em plástico, em material compósito ou em metal. O rotor 11 é fabricado em material metálico. A bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 é uma bomba multilobular ou uma bomba monolobular. Ela apresenta um passo a esquerda que acarreta um deslocamento do fluido a ser bombeado de baixo para cima da coluna de produção 6. O dispositivo de acionamento 10 da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 comporta uma coluna de suporte 22, 24, por exemplo, constituída por um primeiro tubo oco, denominado, abaixo, falso corpo alto 22, e um de acordo com tubo oco, denominado, abaixo, falso corpo baixo 24. O falso corpo alto 22 é fixado por soldagem ou aparafusamento no prolongamento da extremidade inferior da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8. O falso corpo baixo 24 é fixado por soldagem ou aparafusamento no prolongamento inferior do falso corpo alto 22. O dispositivo de acionamento 10 da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 compreende além disso uma bomba de cavidades progressivas 26, chamada bomba de cavidades progressivas motriz, fixada no prolongamento inferior do falso corpo baixo 24; e uma embielagem 54 articulada ao rotor da bomba de cavidades progressivas motriz 26 e ao rotor 11 da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8.

De acordo com o modo de realização ilustrado na figura 1, dispositivos de centragem 23 são próprios para absorver as vibrações transmitidas pela embielagem 54 à coluna de produção 6. Eles são, por exemplo, constituídos por lâminas metálicas.

Aberturas longitudinais 72 estão dispostas na parte baixa do falso corpo alto 22 para permitir a passagem do fluido a ser bombeado da câmara anular 14 para a coluna de produção 6. A bomba de cavidades progressivas motriz 26 comporta, de modo clássico, um estator 30 e um rotor 32 montado giratório no estator 30. O estator 30 é, por exemplo, fabricado em elastômero, em plástico, em material compósito ou em metal. O rotor 32 é fabricado em material metálico. Para aumentar a capacidade de bombeamento da instalação de bombeamento, a bomba de cavidades progressivas motriz 26 será, de preferência, uma bomba multilobular. Par exemplo, o rotor 32 apresenta quatro lobos e o estator 30 apresenta cinco lobos. Em uma variante, a bomba de cavidades progressivas motriz 26 é uma bomba monolobular. A bomba de cavidades progressivas motriz 26, de acordo com a presente invenção, apresenta um passo à direita, de modo que, vantajosamente, a progressão das cavidades contribui ao aparafusamento da embielagem 54 situada acima da bomba de cavidades progressivas motriz 26 no sentido direto para o alto. A saída axial baixa da bomba de cavidades progressivas motriz 26 é fechada por uma tampa hermética 28 de fundo de motora. A bomba de cavidades progressivas motriz 26 é, além disso, dotada de uma abertura radial 34 em sua parte alta e de uma abertura radial 36 em sua parte baixa.

Um conduto de entrada 38 de um fluido sob pressão está ligado à abertura radial alta 34 e um conduto de retorno 40 do fluido sob pressão está ligado à abertura radial baixa 36. O conduto de entrada 38 e o conduto de retorno 40 são de preferência realizados em um material flexível tal como, por exemplo, plástico. O conduto de entrada 38 e o conduto de retorno 40 estão dispostos na câmara anular 14. Eles se estendem ao longo do falso corpo baixo 24, do falso corpo alto 22, da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 e da coluna de produção 6 até a motorização hidráulica 12 situada na superfície. A junta de vedação estática 16 montada entre o cárter de sustentação 4 e a coluna de produção 6, comporta aberturas para permitir a passagem do conduto de entrada 38 e do conduto de retorno 40. A motorização hidráulica 12 comporta um motor 42, por exemplo, um motor elétrico ou um motor a gás, e uma bomba hidráulica 44 própria para bombear um fluido sob pressão em um circuito de fluido 46 fechado e vedado.

Esse circuito de fluido 46 é constituído pelo conduto de entrada 38, o falso corpo baixo 24, o conjunto das cavidades da bomba de cavidades progressivas motriz 26 e o conduto de retorno 40A. A entrada axial alta 34 da bomba de cavidades progressivas motriz 26 está aberta para o falso corpo baixo 24 de modo que o falso corpo baixo 24 está cheio de fluido sob pressão e serve de reserva para ele. O fluido sob pressão é vantajosamente óleo limpo. A motorização hidráulica 12, montada na superfície, está apta a deslocar o fluido sob pressão no conduto de entrada 38 até a abertura radial alta 34 da bomba de cavidades progressivas motriz 26, e em seguida da t abertura radial alta 34 para a abertura radial baixa 36 através das cavidades formadas entre o rotor 32 e o estator 30, e finalmente da abertura radial baixa 36 até a bomba hidráulica 44 pelo conduto de retorno 40. A passagem do fluido sob pressão entre as cavidades da bomba de cavidades progressivas motriz 26 aciona em rotação o rotor 32 dessa bomba.

Um elemento de obturação 48 da passagem do fluido sob pressão munido de um dispositivo antirretorno está montado na superfície sobre o conduto de entrada 38. Esses elemento de obturação 48 é, por exemplo, uma válvula antirretorno. Esse elemento de obturação 48 contribui para frear ou para interromper uma eventual rotação em sentido inverso do rotor 32 da bomba de cavidades progressivas motriz 26 em caso de pane elétrica ou de falha da motorização hidráulica 12 ou em caso de parada voluntária da operação de bombeamento pelo usuário. Esse elemento de obturação 48 contribui para realizar a função classicamente realizada por um dispositivo de anti-dérapage.

De acordo com o modo de realização ilustrado na figura 1, o conduto de entrada 38 compreende um circuito de derivação 50 do elemento de obturação 48. Esse circuito de derivação é dotado de um válvula de redução variável 52. A válvula de redução variável 52 faz com que seja possível permitir e controlar a rotação em sentido inverso do rotor 32 da bomba de cavidades progressivas motriz 26 para esvaziar total ou parcialmente a coluna de produção 6.

Uma embielagem 54 é utilizada para transmitir o movimento de rotação do rotor 32 da bomba de cavidades progressivas motriz 26 ao rotor 11 da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8. Essa embielagem 54 comporta uma biela baixa 56 alojada no falso corpo baixo 24 e excêntrica em relação ao eixo longitudinal desse eixo, um eixo 58, e uma biela alta 60 alojados no falso corpo alto 22. A biela baixa 56 está, de um lado, fixada solidariamente ao rotor 32 da bomba de cavidades progressivas motriz 26 e, está fixada, de outro lado, solidariamente, por soldagem ou aparafusamento, a uma extremidade do eixo 58. A outra extremidade do eixo 58 está fixada também por soldagem ou aparafusamento na biela alta 60. A biela alta 60 está, por sua vez, fixada solidariamente ao rotor 11 da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8. O eixo 58 é, de preferência, curto e polido.

Um primeiro mancai 62 está montado no falso corpo alto 22 e é portado por ele. Ele está montado em torno do eixo 58. Ele suporta a massa do fluido a ser bombeado contido na coluna de produção 6 bem como a massa da embielagem 54.

Um segundo mancai 64 está vantajosamente montado no falso corpo alto 22 e é portado por ele. Ele está montado em torno do eixo 58. Ele suporta os esforços longitudinais exercidos pelo fluido sob pressão situado no falso corpo baixo 24. O primeiro mancai 62 e o segundo mancai 64 são, por exemplo, constituídos por rolamentos cônicos invertidos, isto é, dispostos em X. A lubrificação do primeiro mancai 62 e do segundo mancai 64 é realizada vantajosamente a partir do fluido limpo sob pressão contido no falso corpo baixo 24. A biela alta 60 e a biela baixa 56 são suficientemente longas para diminuir até um nível aceitável o esforço cíclico radial suportado pelo primeiro mancai 62 e o segundo mancai 64.

Um dispositivo de vedação alta 68, 70 está montado no falso corpo alto 22 em torno do eixo 58 para assegurar a vedação entre o fluido a ser bombeado 20 situado no falso corpo alto 24 e o fluido sob pressão situado no falso corpo baixo 24. Em particular, o dispositivo de vedação alta 68, 70 assegura a vedação entre o fluido a ser bombeado 20 situado no falso corpo alto 24 e o primeiro mancai 62.

De acordo com um modo de realização da presente invenção, o dispositivo de vedação alta compreende uma junta labiada 68 e um prensa- estopa 70 empilhado sobre a junta labiada 68. Esse prensa-estopa 70 é, por exemplo, constituído por juntas de cordões Esse prensa-estopa 70 se destina a reter as partículas sólidas contidas no fluido a ser bombeado 20 para preservar a junta labiada 68.

Um dispositivo de vedação baixa 66 está montado no falso corpo alto 22 em torno do eixo 58 para assegurar a vedação entre o fluido sob pressão situado no falso corpo baixo 24 e o segundo mancai 64. O dispositivo de vedação baixa 66 é, por exemplo, um prensa-estopa 66. Ele está, por exemplo, montado sobre um ressalto anular interno do falso corpo alto 22 não representado na figura 1. O prensa-estopa 66 não efetua uma vedação perfeita de modo a favorecer a passagem de uma pequena quantidade de óleo sob pressão do falso corpo 24 para a câmara que contém o primeiro e segundo mancais, e lubrificar assim os referidos mancais. De acordo com um modo de realização não representado, o dispositivo de vedação baixa 66 comporta uma abertura atravessada por uma parte do fluido sob pressão para lubrificar o primeiro mancai 62 e o segundo mancai 64.

Em uma variante, o dispositivo de vedação baixa 66 efetua uma vedação perfeita, e a lubrificação do primeiro mancai 62 e do segundo mancai 64 é assegurada por outro dispositivo. De acordo com essa variante, o fluido sob pressão pode ser constituído de água sob pressão.

Vantajosamente, a vedação dinâmica é realizada fundo do poço de modo que as falhas dessa vedação não ocasione um problema de poluição na superfície. O líquido proveniente de um eventual vazamento é automaticamente recuperado pela coluna de produção 6 e misturado ao fluido a ser bombeado 20 antes da separação e recuperação controlada na superfície (não representado).

Em funcionamento, o grupo de motorização 12 aciona o fluido sob pressão no circuito 46. A passagem do fluido sob pressão nas cavidades da bomba de cavidades progressivas motriz 26 aciona em rotação o rotor 32. O movimento rotativo do rotor 32 é transmitido ao rotor 11 da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 por meio da biela baixa 56, do eixo 58, e da biela alta 60. O movimento de rotação do rotor 11 da bomba de cavidades progressivas 8 gera uma aspiração que aciona o movimento do fluido a ser bombeado de fora do poço para a câmara anular 14 por pelos buracos 18 e a aspiração do fluido a ser bombeado 20 da câmara anular 14 para o alojamento interno do falso corpo alto 22 por meio das aberturas 72. O fluido a ser bombeado é aspirado pelo rotor 11 da bomba de cavidades progressivas de aspiração 8 e é recalcado na coluna de produção 6 até a rede de distribuição situada na superfície e não representada. O presente pedido de patente trata de uma segunda invenção tem por finalidade propor uma instalação de bombeamento que comporta um sistema de anti-dérapage simples e econômica que permite igualmente o esvaziamento da coluna de produção.

Para esse fim, a segunda invenção trata de uma instalação de bombeamento para poço profundo que comporta: - uma coluna de produção; - uma bomba de cavidades progressivas, chamada bomba de cavidades progressivas de aspiração, apta a aspirar um fluido a ser bombeado e a recalcá-lo na coluna de produção; e a referida bomba de cavidades progressivas de aspiração compreende um estator e um rotor montado rotativo no estator; - um sistema de acionamento próprio para acionar em rotação o rotor da bomba de cavidades progressivas de aspiração, e o referido sistema de acionamento compreende: - um circuito de fluido fechado e vedado que contém um fluido sob pressão; e o referido circuito de fluido compreende um elemento de obturação da passagem do fluido sob pressão munido de um dispositivo antirretorno, e um circuito de derivação do referido elemento de obturação; e o referido circuito de derivação compreende um válvula de redução variável. - uma motorização hidráulica própria para deslocar o fluido sob pressão no referido circuito de fluido, e - uma bomba de cavidades progressivas, chamada bomba de cavidades progressivas motriz, montada no circuito de fluido, a referida bomba de cavidades progressivas motriz que compreende um estator e um rotor acionado em rotação no estator pelo deslocamento do fluido sob pressão no circuito de fluido, e - uma embielagem articulada no rotor da bomba de cavidades progressivas motriz e ao rotor da bomba de cavidades progressivas de aspiração.

Vantajosamente, esse sistema de anti-dérapage apresenta um custo de fabricação e de manutenção baixo.

De acordo com modos particulares de realização, a instalação de bombeamento de acordo com a segunda invenção comporta uma ou mais das características descritas nas reivindicações dependentes 3 a 14. O presente invenção pedido de patente trata igualmente de uma terceira invenção tem por finalidade propor uma instalação de bombeamento mais ecológica e, em particular, uma instalação de bombeamento que não apresenta um risco de vazamento na superfície pois esse vazamento é prejudicial para o meio ambiente.

Para esse fim, a terceira invenção propõe uma instalação de bombeamento para poço profundo que comporta: - uma coluna de produção; - uma bomba de cavidades progressivas, dite bomba de cavidades progressivas de aspiração, apta a aspirar um fluido a ser bombeado e a recalcá- lo na coluna de produção; e a referida bomba de cavidades progressivas de aspiração compreende um estator e um rotor montado rotativo no estator; - um sistema de acionamento próprio para acionar em rotação o rotor da bomba de cavidades progressivas de aspiração, o qual sistema de acionamento compreende: - um circuito de fluido fechado e vedado que contém um fluido sob pressão; - uma motorização hidráulica própria para deslocar o fluido sob pressão no referido circuito de fluido, e - uma bomba de cavidades progressivas, dite bomba de cavidades progressivas motriz, montada no circuito de fluido, e a referida bomba de cavidades progressivas motriz compreende um estator e um rotor acionado em rotação no estator pelo deslocamento do fluido sob pressão no circuito de fluido, e - uma embielagem articulada no rotor da bomba de cavidades progressivas motriz e ao rotor da bomba de cavidades progressivas de aspiração, caracterizada pelo fato de que comporta: - pelo menos uma coluna de suporte disposta entre a bomba de cavidades progressivas motriz e a bomba de cavidades progressivas de aspiração; - um primeiro mancai próprio para portar a embielagem e a massa do fluido a ser bombeado acumulado na coluna de produção; e o referido primeiro mancai é portado coluna de suporte; - pelo menos um dispositivo de vedação baixa montado na coluna de suporte embaixo do primeiro mancai; sendo que o dispositivo de vedação baixa comporta uma abertura; e uma parte do fluido sob pressão é própria para a atravessar a referida abertura para lubrificar o referido primeiro mancai.

De acordo com modos particulares de realização, a instalação de bombeamento de acordo com a terceira invenção comporta uma ou mais das características descritas nas reivindicações dependentes 2, 4, 5 e 8 a 14. A segunda invenção e a terceira invenção são duas invenções independentes uma da outra e podem ser realizadas independentemente uma da outra.

Claims

1. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2) PARA POÇO PROFUNDO, que comporta: - uma coluna de produção (6); - uma bomba de cavidades progressivas (8), chamada bomba de cavidades progressivas de aspiração, apta a aspirar um fluido a ser bombeado (20) e a recalcá-lo na coluna de produção (6); e a referida bomba de cavidades progressivas de aspiração (8) compreende um estator (9) e um rotor (11) montado de modo rotativo no estator; - um sistema de acionamento (12, 46, 26, 54) próprio a acionar em rotação o rotor (11) da bomba de cavidades progressivas de aspiração (8), caracterizada pelo fato de que o referido sistema de acionamento (12, 46, 26, 54) compreende: - um circuito de fluido (46) fechado e estanque que contém um fluido sob pressão; - uma motorização hidráulica (12) própria para deslocar o fluido sob pressão no referido circuito de fluido (46), e - uma bomba de cavidades progressivas (26), chamada bomba de cavidades progressivas motriz, montada no circuito de fluido (46), e a referida bomba de cavidades progressivas motriz (26) compreende um estator (30) e um rotor (32) acionado em rotação no estator (30) por o deslocamento do fluido sob pressão no circuito de fluido (46), e - uma embielagem (54) articulada ao rotor (32) da bomba de cavidades progressivas motriz (26) e ao rotor (11) da bomba de cavidades progressivas de aspiração (8).

2. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o circuito de fluido (46) compreende: - um elemento de obturação (48) da passagem do fluido sob pressão munido de um dispositivo antirretorno, e - um circuito de derivação (50) do referido elemento de obturação (48); e o referido circuito de derivação (50) compreende um válvula de redução variável (52).

3. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que comporta: - pelo menos uma coluna de suporte (22, 24) disposta entre a bomba de cavidades progressivas motriz (26) e a bomba de cavidades progressivas de aspiração (8); - um primeiro mancai (62) próprio para portar a embielagem (54) e a massa do fluido a ser bombeado acumulado na coluna de produção; e o referido primeiro mancai (62) é portado pela coluna de suporte (22, 24).

4. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que comporta pelo menos um dispositivo de vedação alta (68, 70) próprio para isolar o fluido a ser bombeado (20) do fluido sob pressão.

5. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a combinação das reivindicações 3 e 4, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de vedação alta (68, 70) está montado na coluna de suporte (22, 24) em cima do primeiro mancai (62).

6. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizada pelo fato de que comporta além disso pelo menos um dispositivo de vedação baixa (66) montado na coluna de suporte (22, 24) embaixo do primeiro mancai (62).

7. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de vedação baixa (66) comporta uma abertura; e uma parte do fluido sob pressão é própria a atravessar a referida abertura para lubrificar o referido primeiro mancai (62).

8. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizada pelo fato de que comporta um segundo mancai (64) próprio suportar os esforços axiais provenientes do fluido sob pressão, e o segundo mancai (64) está montado na referida coluna de suporte (22, 24) embaixo do primeiro mancai (62).

9. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o primeiro mancai (62) e o segundo mancai (64) são rolamentos cônicos montados no sentido inverso.

10. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a embielagem (54) comporta uma biela excêntrica baixa (56) articulada ao rotor (32) da bomba de cavidades progressivas motriz (26), um eixo (58) fixado na biela excêntrica baixa (56) e uma biela excêntrica alta (60) articulada ao rotor (11) da bomba de cavidades progressivas de aspiração (8) e fixada no eixo (58).

11. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a combinação das reivindicações 8 e 10, caracterizada pelo fato de que o primeiro mancai (62) e o segundo mancai (64) estão dispostos em torno do eixo (58).

12. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o fluido sob pressão é óleo limpo sob pressão.

13. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que comporta: - um cárter de sustentação (4) disposto em torno da coluna de produção (6) de modo a criar uma câmara anular (14) entre o cárter de sustentação (4) e a coluna de produção (6), - um dispositivo de vedação estática (16) fixado, na superfície do poço, entre o cárter de sustentação (4) e a coluna de produção (6), e pelo fato de que o circuito de fluido (46) compreende um conduto de entrada (38) e um conduto de retorno (40) alojados pelo menos em parte na referida câmara anular (14); e o referido conduto de entrada (38) e o referido conduto de retorno (40) atravessa o dispositivo de vedação estática (16).

14 . INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de a referida bomba de cavidades progressivas motriz (26) e a referida bomba de cavidades progressivas de aspiração (8) são bombas de cavidades progressivas de tipo monolobular ou de tipo multilobular.

15. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), para poço profundo que comporta: - uma coluna de produção (6); - uma bomba de cavidades progressivas (8), chamada bomba de cavidades progressivas de aspiração, apta a aspirar um fluido a ser bombeado (20) e a recalcá-lo na coluna de produção (6); e a referida bomba de cavidades progressivas de aspiração (8) compreende um estator (9) e um rotor (11) montado de modo rotativo no estator; - um sistema de acionamento (12, 46, 26, 54) próprio para acionar em rotação o rotor (11) da bomba de cavidades progressivas de aspiração (8), e o referido sistema de acionamento (12, 46, 26, 54) compreende: - um circuito de fluido (46) fechado e vedado que contém um fluido sob pressão; - uma motorização hidráulica (12) própria para deslocar o fluido sob pressão no referido circuito de fluido (46), e - uma bomba de cavidades progressivas (26), dite bomba de cavidades progressivas motriz, montada no circuito de fluido (46), a referida bomba de cavidades progressivas motriz (26) compreende um estator (30) e um rotor (32) acionado em rotação no estator (30) pelo deslocamento do fluido sob pressão no circuito de fluido (46), e - uma embielagem (54) articulada no rotor (32) da bomba de cavidades progressivas motriz (26) e ao rotor (11) da bomba de cavidades progressivas de aspiração (8); caracterizada pelo fato de que comporta: - pelo menos uma coluna de suporte (22, 24) disposta entre a bomba de cavidades progressivas motriz (26) e a bomba de cavidades progressivas de aspiração (8); - um primeiro mancai (62) próprio para portar a embielagem (54) e a massa do fluido a ser bombeado acumulado na coluna de produção; sendo que o referido primeiro mancai (62) é portado pela coluna de suporte (22, 24); pelo menos um dispositivo de vedação baixa (66) montado na coluna de suporte (22, 24) embaixo do primeiro mancai (62); e o dispositivo de vedação baixa (66) comporta uma abertura; e uma parte do fluido sob pressão é própria para atravessar a referida abertura para lubrificar o referido primeiro mancai (62).

16. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o circuito de fluido (46) compreende: - um elemento de obturação (48) da passagem do fluido sob pressão munido de um dispositivo antirretorno, e - um circuito de derivação (50) do referido elemento de obturação (48); o qual circuito de derivação (50) compreende um válvula de redução variável (52).

17. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 e 16, caracterizada pelo fato de que comporta pelo menos um dispositivo de vedação alta (68, 70) próprio para isolar o fluido a ser bombeado (20) do fluido sob pressão.

18. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de vedação alta (68, 70) está montado na coluna de suporte (22, 24) em cima do primeiro mancai (62).

19. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizada pelo fato de que comporta um segundo mancai (64) próprio para suportar os esforços axiais provenientes do fluido sob pressão, e o segundo mancai (64) está montado na referida coluna de suporte (22, 24) em baixo do primeiro mancai (62).

20. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o primeiro mancai (62) e o segundo mancai (64) são rolamentos cônicos montados no sentido inverso.

21. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizada pelo fato de que a embielagem (54) comporta uma biela excêntrica baixa (56) articulada ao rotor (32) da bomba de cavidades progressivas motriz (26), um eixo (58) fixado na biela excêntrica baixa (56) e uma biela excêntrica alta (60) articulada ao rotor (11) da bomba de cavidades progressivas de aspiração (8) e fixada no eixo (58).

22. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com a combinação das reivindicações 19 e 21, caracterizada pelo fato de que o primeiro mancai (62) e o segundo mancai (64) estão dispostos em torno do eixo (58).

23. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 22, caracterizada pelo fato de que o fluido sob pressão é óleo limpo sob pressão.

24. INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 23, caracterizada pelo fato de que comporta: - um cárter de sustentação (4) disposto em torno da coluna de produção (6) de modo a criar uma câmara anular (14) entre o cárter de sustentação (4) e a coluna de produção (6), - um dispositivo de vedação estática (16) fixado, na superfície do poço, entre o cárter de sustentação (4) e a coluna de produção (6), e pelo fato de que o circuito de fluido (46) compreende um conduto de entrada (38) e um conduto de retorno (40) alojados pelo menos em parte na referida câmara anular (14); e a referido conduto de entrada (38) e a referido conduto de retorno (40) atravessam o referido dispositivo de vedação estática (16).

25.

INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 24, caracterizada pelo fato de a referida bomba de cavidades progressivas motriz (26) e a referida bomba de cavidades progressivas de aspiração (8) são bombas de cavidades progressivas de tipo monolobular ou de tipo multilobular.