Sistema especialista fuzzy para dimensionamento de bombeio mecânico

Despite the emergence of other forms of artificial lift, sucker rod pumping systems remains hegemonic because of its flexibility of operation and lower investment cost compared to other lifting techniques developed. A successful rod pumping sizing necessarily passes through the supply of estimated flow and the controlled wear of pumping equipment used in the mounted configuration. However, the mediation of these elements is particularly challenging, especially for most designers dealing with this work, which still lack the experience needed to get good projects pumping in time. Even with the existence of various computer applications on the market in order to facilitate this task, they must face a grueling process of trial and error until you get the most appropriate combination of equipment for installation in the well. This thesis proposes the creation of an expert system in the design of sucker rod pumping systems. Its mission is to guide a petroleum engineer in the task of selecting a range of equipment appropriate to the context provided by the characteristics of the oil that will be raised to the surface. Features such as the level of gas separation, presence of corrosive elements, possibility of production of sand and waxing are taken into account in selecting the pumping unit, sucker-rod strings and subsurface pump and their operation mode. It is able to approximate the inferente process in the way of human reasoning, which leads to results closer to those obtained by a specialist. For this, their production rules were based on the theory of fuzzy sets, able to model vague concepts typically present in human reasoning. The calculations of operating parameters of the pumping system are made by the API RP 11L method. Based on information input, the system is able to return to the user a set of pumping configurations that meet a given design flow, but without subjecting the selected equipment to an effort beyond that which can bear

Apesar do surgimento de outras técnicas de elevação artificial de petróleo, sistemas de bombeio mecânico mantém-se hegemônicos devido à sua flexibilidade de atuação e custo menor de investimento se comparada com outras técnicas de elevação desenvolvidas. Um dimensionamento de bombeio mecânico bem sucedido necessariamente passa pelo atendimento da vazão prevista e pelo desgaste controlado dos equipamentos de bombeio utilizados na configuração montada. Entretanto, a conciliação destes elementos mostrase particularmente desafiadora, sobretudo para a maioria dos projetistas que lidam com este trabalho, que não possuem ainda a experiência necessária para chegar a bons projetos de bombeio em tempo hábil. Mesmo com a existência de diversos aplicativos computacionais no mercado com o objetivo de facilitar esta tarefa, eles precisam enfrentar um exaustivo processo de tentativa e erro até chegar a combinação mais adequada de equipamentos para instalação no poço. A proposta do presente trabalho consiste em desenvolver um sistema especialista no dimensionamento de sistemas de bombeio mecânico. Ele tem a missão de guiar um engenheiro de petróleo na tarefa de selecionar um conjunto de equipamentos apropriados ao contexto provido pelas características do óleo que será produzido. Características como o nível de separação do gás, presença de elementos corrosivos, possibilidade de produção de areia e de parafinação são levados em consideração na escolha da bomba de fundo, coluna de hastes e unidade de bombeio, bem como as características de operação dos mesmos. Ele é capaz de aproximar seu processo de inferência da forma do raciocínio humano, o que gera resultados mais próximos daqueles obtidos por um especialista. Para tanto, suas regras de produção foram elaboradas com base na teoria dos conjuntos fuzzy, capazes de modelar conceitos imprecisos tipicamente presentes no raciocínio humano. Os cálculos dos parâmetros operacionais do sistema de bombeio são feitos por meio do método API RP 11L. Com base em informações de entrada, o sistema é capaz de retornar ao usuário um conjunto de configurações de bombeio mecânico que atendam uma determinada vazão de projeto, porém sem submeter os equipamentos selecionados a um esforço além daquele que possam suportar