Avaliação da técnica de “Core Annular Flow” em escoamento de fluido de alta viscosidade em duto horizontal

Abstract

O transporte dos óleos pesados é a principal problemática a ser superado na exploração, especialmente em offshore, devido à elevada viscosidade que entra em contato com as paredes das tubulações, que provoca uma grande perda de carga no sistema. Uma forma de mitigação do problema encontrado no transporte do óleo pesado é a técnica de “Core Annular Flow” (CAF), a qual consiste em injetar um líquido menos viscoso, geralmente água, adjacente à parede do duto, evitando o contato do óleo com o lado interno do duto. O óleo pesado é caracterizado por possuir baixo grau API (entre 10° - 20°) e alta viscosidade (entre 100 cP - 10000 cP). Para a realização da comprovação experimental do método CAF, foi construído uma bancada experimental no Laboratório de Lubrificação (LABLUB) da Universidade Estadual do Maranhão – UEMA. As principais características analisadas durante o experimento, foram: avaliação da técnica de redução de perda de carga em trechos retos de escoamento de fluidos de alta viscosidade, comparou-se a perda de carga do escoamento com fluido viscoso monofásico com o escoamento bifásico. Na execução dos testes de bancada, as vazões de água utilizadas foram de 0.6 e 1.0 m³/h, que foi inserida na tubulação utilizando o injetor e variando através do inversor de frequência de 30, 40, 50 e 60 Hz para o escoamento do óleo LUBRAX UTILE FP 220. Durante os experimentos, a característica verificada no regime de escoamento bifásico foi do tipo estratificada, não ocorrendo outros padrões de CAF. Observou-se uma redução na perda de carga em todas as frequências de trabalho, devido aos efeitos de molhabilidade preferencial da parede com água. Os resultados mais eficientes foram encontrados nos experimentos, onde utilizou-se as frequências de 30 e 40 Hz, já para as frequências de 50 e 60 Hz, onde as vazões são superiores, a diminuição da perda de carga foi menos eficiente.