Elementos principais da produção

Os elementos principais envolvidos na produção de óleo a serem considerados são: o fluido escoado, bombas, dutos, tanques e vasos (separadores e tratadores).

a) Fluido

Embora o fluido não represente um elemento fixo da malha, constitui um componente de grande relevância para o modelo, pois suas características determinam o comportamento do escoamento e a interação com cada elemento da malha (ARAUJO, 2007).

Em se tratando de produção de óleos de base parafínica (a exemplo dos óleos produzidos na Bahia), é importante controlar a temperatura do fluido em unidades de armazenamento, para evitar que o óleo parafine e a produção seja comprometida. Nestes casos, se o processo de aquecimento das unidades de armazenamento for interrompido, o óleo tem que ser transferido, quer seja para outro tanque (da ECO, ETO, ou Parque de Armazenamento) ou para outra unidade, de forma a não haver perda de produção por parafinação. Em se tratando de campos de produção cujo óleo é de base asfáltica ou de base naftênica, o controle de temperatura dos tanques não é tão crítico (BARRETTO, 2008).

b) Bombas

Uma bomba pode assumir a condição ligada ou desligada e, em muitos casos, permitem fluxo controlável (por exemplo, com acionamento por variadores de freqüência). O

número de intervenções e chaveamentos* deve ser em menor número possível, evitando desgaste do motor que impulsiona os equipamentos. Caso a bomba se encontre desligada, considera-se que não há vazão de fluido pela bomba (ARAUJO, 2007).

Araújo (2007) classifica as bombas utilizadas neste sistema em dois grupos:

• Centrífugas: fornecem energia cinética ao fluido, através da rotação de um impelidor, e pelo aumento progressivo na área de escoamento, provoca a queda de velocidade e o aumento de pressão do fluido.

• Volumétricas: podem ser de princípio alternativo ou rotativo, e trabalham injetando um volume praticamente constante de fluido, permitindo uma variação da pressão na malha mais acentuada do que as centrífugas.

c) Dutos

Os dutos são elementos de conexão entre bombas e tanques. A pressão nos dutos deve ser controlada para evitar rompimentos, que causariam vazamento do fluido bombeado, devendo-se obter as vazões e pressões da malha em cada ponto de interesse (ARAUJO, 2007).

d) Tanques

Os tanques são os elementos que armazenam o fluido nas estações, podendo ser utilizados de forma independente ou em grupos, sendo conectados por vasos comunicantes, quando necessário. Quando se trata de fluido monofásico, a transferência de fluido entre tanques e dutos ocorre em geral na parte inferior do tanque (ARAUJO, 2007).

Dentre as principais variáveis a serem controladas em um tanque estão:

• Temperatura: nível máximo e mínimo;

• Pressão interna: nível máximo e mínimo;

• Nível de óleo: máximo e mínimo.

Em malhas de produção, normalmente são utilizados os tanques do tipo cilíndrico com teto fixo e selados com GN para controle da pressão interna. À medida que o nível de óleo baixa, o sistema de selo preenche o tanque com GN, evitando que ele sofra um colapso, devido à diminuição da pressão interna4 e à formação de vácuo. Da mesma forma, quando o

4 _{A pressão interna deve ser levemente superior à pressão atmosférica, para evitar que, em caso de falha de}

integridade no costado (parede cilíndrica lateral do tanque), o ar atmosférico entre no tanque formando uma mistura explosiva.

nível de óleo do tanque aumenta e a pressão interna aumenta, o sistema de selo retira GN, evitando que o tanque estoure (BARRETTO, 2008).

O nível superior dos tanques, obtido através de sensores de nível, não deve ser ultrapassado, para que não haja transbordo. Já o nível mínimo nos tanques da ETO deve ser controlado, de forma a não faltar fluido a ser tratado, o que poderia ocasionar em danos aos equipamentos à operação em si (ARAUJO, 2007).

O controle da temperatura é importante, em especial em se tratando de uma produção de óleo de base parafínica, pois se a temperatura baixar demais, o óleo parafina e a produção é perdida. Já se a temperatura aumentar demais, o óleo pode alcançar o ponto de fulgor, passando a haver o risco de incêndio5 (BARRETTO, 2008).

e) Vasos (separadores e tratadores)

Os vasos separadores são equipamentos de grande importância em uma estação de produção, podendo se apresentar como: separador gravitacional e tratador de óleo.

Os separadores gravitacionais são projetados para trabalharem a temperaturas e pressões razoavelmente elevadas, além de promoverem, em seu interior, o padrão de fluxo desejado para a segregação gravitacional. Apresentam formato cilíndrico e removem grande parte da água e do gás presentes no óleo (RAMALHO, 2000).

Apesar da relativa simplicidade dos processos de separação, as plantas operam com grande variação de vazão, devido às características dos métodos de elevação e escoamento dos poços produtores. Possuem também uma forte interferência entre as malhas de controle de pressão de gás e nível do óleo devido ao escoamento entre vasos separadores ser feito pela pressão do gás e não por bombeamento (BORGES FILHO, 2003).

Os tratadores de óleo eletrostáticos (mais comumente utilizados) são vasos cilíndricos horizontais que trabalham completamente cheios de liquido e com o escoamento feito pela pressão do separador. Utilizam placas paralelas com tensão elétrica alternada para separar a água do óleo. Possuem uma única malha de controle de interface óleo/água atuando na saída de água. O nível deve ser controlado em faixa estreita, pois com nível alto a água atinge as placas elétricas e com nível baixo o óleo contaminaria a água a ser descartada. Na saída de óleo, está instalada a válvula de controle de nível do separador. Estas duas malhas interagem entre si. Para que esta interação seja mínima, a vazão de liquido na entrada do tratador já deve estar estabilizada (BORGES FILHO, 2003).

5

O risco de incêndio existe se além da alta temperatura, houver uma falha de integridade no costado do tanque que permita a entrada de ar e problemas no sistema de selo de GN.