Sistema de sensoriamento eletromagnético utilizado para detecção da contaminação do óleo isolante do motor no método de elevação artificial do tipo bombeio centrífugo submerso

In the artificial lift method by Electrical Submersible Pump (ESP), the energy is transmitted for the well´s deep through a flat electric handle, where it is converted into mechanical energy through an engine of sub-surface, which is connected to a centrifugal pump. This transmits energy to the fluid under the pressure form, bringing it to the surface In this method the subsurface equipment is basically divided into: pump, seal and motor. The main function of the seal is the protect the motor, avoiding the motor´s oil be contaminated by oil production and the consequent burning of it. Over time, the seal will be wearing and initiates a contamination of motor oil, causing it to lose its insulating characteristics. This work presents a design of a magnetic sensor capable of detecting contamination of insulating oil used in the artificial lift method of oil-type Electrical Submersible Pump (ESP). The objective of this sensor is to generate alarm signal just the moment when the contamination in the isolated oil is present, enabling the implementation of a predictive maintenance. The prototype was designed to work in harsh conditions to reach a depth of 2000m and temperatures up to 150°C. It was used a simulator software to defined the mechanical and electromagnetic variables. Results of field experiments were performed to validate the prototype. The final results performed in an ESP system with a 62HP motor showed a good reliability and fast response of the prototype.

No método de elevação artificial de petróleo por Bombeio Centrífugo Submerso (BCS) a energia elétrica é transmitida para o fundo do poço através de um cabo, onde é transformada em energia mecânica por um motor de sub-superfície, o qual está conectado a uma bomba centrífuga, que transmite a energia para o fluido sob a forma de pressão, elevando-o para a superfície. Neste método, os equipamentos de sub-superfície subdividem-se basicamente em: bomba, selo e motor. A principal função do selo é a proteção do motor, evitando a contaminação do óleo do motor pelo óleo de produção e a conseqüente queima do mesmo. Com o tempo, o selo vai desgastando-se e começa haver uma contaminação do óleo do motor, fazendo com que o mesmo perca a sua característica isolante. Este trabalho apresenta um projeto de um sensor magnético capaz de detectar a contaminação do óleo isolante utilizado no método de elevação artificial de petróleo do tipo (BCS). O objetivo deste sensor é gerar um sinal de alarme apenas no momento em que a contaminação do óleo isolante estiver presente, possibilitando à execução de uma manutenção preditiva. O protótipo foi projetado para trabalhar em condições operacionais severas, podendo alcançar uma profundidade de 2000m e temperaturas até 150°C. Foi utilizado um software simulador para definir as variáveis mecânicas e eletromagnéticas. Experimentos de campo foram realizados para validar o protótipo. Os resultados finais realizados em um sistema BCS com um motor de 62HP mostrou uma boa confiabilidade e resposta rápida do protótipo.