BOMBEIO POR CAVIDADES PROGRESSIVAS

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BOMBEIO PORBOMBEIO POR
CAVIDADESCAVIDADES
PROGRESSIVASPROGRESSIVAS
 Au Autotoreres: s: BeBennnno o WWalaldedemamar r AsAssmsmanannn
   Nelson Nelson Shiratori Shiratori 
   Rutácio Rutácio de de Oliveira Oliveira CostaCosta
   Francisco Francisco de de Assis Assis Ferreira Ferreira NoronhaNoronha   Fernando Fernando Jose Jose de de Paula Paula Gurgel Gurgel dodo
 Am Amararal al 
Co-Autor: Gustavo Vinicius Lourenço MoisésCo-Autor: Gustavo Vinicius Lourenço Moisés
  
BOMBEIO PORBOMBEIO POR
CAVIDADESCAVIDADES
PROGRESSIVASPROGRESSIVAS
    
 Autores:  Autores: Benno WBenno Waldemar Assmanaldemar Assmannn
   Francisco Francisco de de Assis Assis Ferreira Ferreira NoronhaNoronha
   Fernando Fernando Jose Jose de de Paula Paula Gurgel Gurgel do do Amaral Amaral 
   Nelson Nelson Shiratori Shiratori 
   Rutácio Rutácio de de Oliveira Oliveira CostaCostaCo-Autor: Gustavo Vinicius Lourenço MoisésCo-Autor: Gustavo Vinicius Lourenço Moisés
Ao final desse estudo, o treinando poderá:Ao final desse estudo, o treinando poderá:
• Reconhecer os sistemas de infra-estrutura de funcionamento das• Reconhecer os sistemas de infra-estrutura de funcionamento das
bombas de cavidade progressiva;bombas de cavidade progressiva;
• Compreender a importância e a articulação entre os sistemas de• Compreender a importância e a articulação entre os sistemas de
infra-estrutura das bombas de cavidades progressivas;infra-estrutura das bombas de cavidades progressivas;
• Compreender a importância da manutenção dos sistemas • Compreender a importância da manutenção dos sistemas de infra-de infra-
estrutura para maior eciência do processo;estrutura para maior eciência do processo;
• Reconhecer falhas nos sistemas e se reportar aos prossionais e• Reconhecer falhas nos sistemas e se reportar aos prossionais e
setores adequados, se for o caso.setores adequados, se for o caso.
BOMBEIO PORBOMBEIO POR
CAVIDADESCAVIDADES
PROGRESSIVASPROGRESSIVAS
    
Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicosEste material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos
da área de da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende paraExploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para
além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, aalém dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a
experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício dasexperiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das
atividades prossionais na Companhia.atividades prossionais na Companhia.
É com tal experiência, reetida nas competências do seu corpo deÉ com tal experiência, reetida nas competências do seu corpo de
empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentesempregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes
desaos com os quais ela se depara no desaos com os quais ela se depara no Brasil e no mundo.Brasil e no mundo.
Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visandoNesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando
prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a forçaprover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força
de trabalho às estratégias do negócio E&P.de trabalho às estratégias do negócio E&P.
Realizado em diferentes fases, o Alta Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissaCompetência tem como premissa
a participação ativa dos técnicos na a participação ativa dos técnicos na estruturaçestruturação e detalhamento dasão e detalhamento das
competências necessárias para explorar e competências necessárias para explorar e produzir energia.produzir energia.
O objetivo deste material é contribuir para a disseminação dasO objetivo deste material é contribuir para a disseminação das
competências, de modo a competências, de modo a facilitar a formação de facilitar a formação de novos empregadosnovos empregados
e a reciclagem de antigos.e a reciclagem de antigos.
Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algoTrabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo
que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte paraque exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para
esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos osesse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os
que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial deque têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de
sucesso que ela é.sucesso que ela é.
Programa Alta CompetênciaPrograma Alta Competência
Programa Alta CompetênciaPrograma Alta Competência
    
AgradecimentosAgradecimentos
Agradeço aos colegas da Petrobras que, ao longo dos últimosAgradeço aos colegas da Petrobras que, ao longo dos últimos
dez anos têm contribuído para o maior conhecimento técnico dodez anos têm contribuído para o maior conhecimento técnico do
relativamente jovem método de elevação articial de petróleo -relativamente jovem método de elevação articial de petróleo -
Bombeio por Cavidades Progressivas - especialmente aqueles daBombeio por Cavidades Progressivas - especialmente aqueles da
Grupo de Trabalho Permanente de BCP, responsável por integrar eGrupo de Trabalho Permanente de BCP, responsável por integrar e
divulgar o conhecimento e a experiência com o método em toda adivulgar o conhecimento e a experiência com o método em toda a
Petrobras, organizar os encontros técnicos, elaborar normas, padrões,Petrobras, organizar os encontros técnicos, elaborar normas, padrões,
procedimentos e especicações, além de fazer o procedimentos e especicações, além de fazer o intercâmbio técnicointercâmbio técnico
com os fornecedores de equipamentos. Dentre esses, destaco oscom os fornecedores de equipamentos. Dentre esses, destaco os
engenheiros Ageu Pasquetti, Selma Fontes de engenheiros Ageu Pasquetti, Selma Fontes de Araújo, Rogério CostaAraújo, Rogério Costade Faria e Fernando José de Paula Gurgel do de Faria e Fernando José de Paula Gurgel do Amaral.Amaral.
    
Esta seção tem o objetivo de Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostilaapresentar como esta apostila
está organizada e assim facilitar seu uso.está organizada e assim facilitar seu uso.
No início deste material é No início deste material é apresentado oapresentado oobjetivo geralobjetivo geral, o qual, o qual
representa as metas de aprendizagem a serem atingidas.representa as metas de aprendizagem a serem atingidas.
Como utilizar esta apostilaComo utilizar esta apostila
Objetivo GeralObjetivo Geral
    
O material está dividido em capítulos.O material está dividido em capítulos.
No início de cada capítulo são apresentados osNo início de cada capítulo são apresentados os objetivosobjetivos
específicosespecíficos de aprendizagem, que devem ser utilizados como de aprendizagem, que devem ser utilizados como
orientadores ao longo do estudo.orientadores ao longo do estudo.
No nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, queNo nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que
visam avaliar o visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem.alcance dos objetivos de aprendizagem.
Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas doOs gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do
capítulo em questão.capítulo em questão.
Para a clara Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suascompreensão dos termos técnicos, as suas
Objetivo EspecíficoObjetivo Específico
    
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suasPara a clara compreensão dos termos técnicos, as suas
denições estão disponíveis nodenições estão disponíveis no glossárioglossário. Ao longo dos. Ao longo dos
textos do capítulo, esses termos podem ser facilmentetextos do capítulo, esses termos podem ser facilmente
identicados, pois estão em destaque.identicados, pois estão em destaque.
    
Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados osCaso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os
insumospara o insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila,desenvolvimento do conteúdo desta apostila,
ou tenha interesse em se ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas,aprofundar em determinados temas,
basta consultar abasta consultar a BibliografiaBibliografia ao nal de cada capítulo.ao nal de cada capítulo.
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estãoAo longo de todo o material, caixas de destaque estão
presentes. Cada uma delas tem presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos.objetivos distintos.
A caixaA caixa “Você Sabia”“Você Sabia” traz curiosidades a respeito do  traz curiosidades a respeito do conteúdoconteúdo
abordado de um determinado item do capítulo.abordado de um determinado item do capítulo.
“Importante”“Importante”  é um lembrete das questões essenciais do  é um lembrete das questões essenciais do
conteúdo tratado no capítulo.conteúdo tratado no capítulo.
    
Já a caixa de destaqueJá a caixa de destaque “Resumindo”“Resumindo” é uma versão compacta é uma versão compacta
dos principais pontos abordados no capítulo.dos principais pontos abordados no capítulo.
EmEm “Atenção”“Atenção”  estão destacadas as informações que não  estão destacadas as informações que não
devem ser esquecidas.devem ser esquecidas.
Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têmTodos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm
como objetivo facilitar o como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo.aprendizado de seu conteúdo.
Aproveite este material para o seu desenvolvimento prossional!Aproveite este material para o seu desenvolvimento prossional!
  
SumárioSumário
    
SumárioSumário
Introdução 19Introdução 19
Capítulo 1 - Capítulo 1 - Sistema de bombeio por cavidades progressivasSistema de bombeio por cavidades progressivas
Objetivos 21Objetivos 21
1. 1. Sistema Sistema de de bombeio bombeio por por cavidades cavidades progressivas progressivas 2323
1.1. Funcionamento do sistema de bombeio por cavidades1.1. Funcionamento do sistema de bombeio por cavidades
progressivas 23progressivas 23
1.2. Bombeio por cavidades progressivas - vantagens1.2. Bombeio por cavidades progressivas - vantagens
e e desvantagens desvantagens 2727
1.3. 1.3. Exercícios Exercícios 2929
1.4. 1.4. Glossário Glossário 3232
1.5. 1.5. Bibliograa Bibliograa 3333
1.6. 1.6. Gabarito Gabarito 3434
Capítulo 2 - Capítulo 2 - Bomba de cavidade progressiva (BCP)Bomba de cavidade progressiva (BCP)
Objetivos 37Objetivos 37
2. 2. Bomba Bomba de de cavidade cavidade progressiva progressiva (BCP) (BCP) 3939
2.1. 2.1. Uma Uma rápida rápida revisão revisão de de geometria geometria 3939
2.2. 2.2. Bomba Bomba de de cavidade cavidade progressiva progressiva 4242
2.3. 2.3. Característica Característica e e classicação classicação da da BCP BCP 4949
2.3.1. 2.3.1. Tipo Tipo de de instalação instalação 4949
2.3.2. 2.3.2. Forma Forma de de distribuição distribuição da da borracha borracha 5151
2.3.3. 2.3.3. Número Número de de lóbulos lóbulos 5252
2.4. 2.4. Elastômero Elastômero 5656
2.4.1. 2.4.1. TTeste este de de inchamento inchamento 5858
2.5. 2.5. Vazão Vazão da da bomba bomba 6161
2.6. 2.6. Capacidade Capacidade de de pressão pressão 6262
2.7. Fatores que inuenciam na escolha da bomba de2.7. Fatores que inuenciam na escolha da bomba de
cavidade cavidade progressiva progressiva 6464
2.8. 2.8. TTeste este de de bancada bancada 6565
2.9. 2.9. Padronização Padronização 6868
2.10. 2.10. Normas Normas técnicas técnicas 7070
2.11. 2.11. Exercícios Exercícios 7272
2.12. 2.12. Glossário Glossário 8484
2.13. 2.13. Bibliograa Bibliograa 8686
2.14. 2.14. Gabarito Gabarito 8787
    
Capítulo 3 - Capítulo 3 - Cabeçote da bomba de cavidade progressivaCabeçote da bomba de cavidade progressiva
Objetivos 97Objetivos 97
3. 3. Cabeçote Cabeçote da da bomba bomba de de cavidade cavidade progressiva progressiva 9999
3.1. 3.1. Sistema Sistema de de transmissão transmissão de de potência potência 106106
3.1.1. 3.1.1. Redutor Redutor 106106
3.1.2. 3.1.2. Sistema Sistema de de polias polias e e correias correias 106106
3.1.3. 3.1.3. Tipo Tipo transmissão transmissão de de potência potência 109109
3.2. 3.2. Sistema Sistema de de vedação vedação 111111
3.3. 3.3. Sistema Sistema de de frenagem frenagem 113113
3.3.1. 3.3.1. Freio Freio mecânico mecânico 114114
3.3.2. 3.3.2. Freio Freio a a disco disco 115115
3.3.3. 3.3.3. Freio Freio hidráulico hidráulico (orifício) (orifício) 116116
3.3.4. 3.3.4. Freio Freio de de palhetas palhetas 117117
3.3.5. 3.3.5. Freio Freio hidrodinâmico hidrodinâmico 118118
3.3.6. 3.3.6. Freio Freio centrífugo centrífugo 118118
3.4. 3.4. Motor Motor 120120
3.5. 3.5. Codicação Codicação 124124
3.6. 3.6. Normas Normas 124124
3.7. 3.7. Exercícios Exercícios 127127
3.8. 3.8. Glossário Glossário 134134
3.9. 3.9. Bibliograa Bibliograa 136136
3.10. 3.10. Gabarito Gabarito 137137
Capítulo 4 - Hastes de bombeioCapítulo 4 - Hastes de bombeio
Objetivos 143Objetivos 143
4. 4. Hastes Hastes de de bombeio bombeio 145145
4.1. 4.1. Tipo Tipo de de hastes hastes 147147
4.2. 4.2. Fadiga Fadiga nas nas hastes hastes 152152
4.3. 4.3. Desgaste Desgaste das das hastes hastes e e tubos tubos de de produção produção 153153
4.4. 4.4. Instalação Instalação da da coluna coluna de de hastes hastes 156156
4.5. 4.5. Problemas Problemas operacionais operacionais 158158
4.6. 4.6. Segurança Segurança na na operação operação 159159
4.7. 4.7. Cuidados Cuidados e e conservação conservação 159159
4.8. 4.8. Haste Haste polida polida 163163
4.9. 4.9. Exercícios Exercícios 170170
4.10. 4.10. Glossário Glossário 172172
4.11. 4.11. Bibliograa Bibliograa 174174
4.12. 4.12. Gabarito Gabarito 175175
    
Capítulo 5 - Instalação e retirada do BCPCapítulo 5 - Instalação e retirada do BCP
Objetivos 177Objetivos 177
5. 5. Instalação Instalação e e retirada retirada do do BCP BCP 179179
5.1. 5.1. Descida Descida da da coluna coluna de de produção produção e e estator estator 179179
5.2. 5.2. Descida Descida da da coluna coluna de de hastes hastes 181181
5.3. 5.3. Instalação Instalação do do cabeçote cabeçote 183183
5.4. 5.4. Retirada Retirada do do sistema sistema BCP BCP 188188
5.5. 5.5. Exercícios Exercícios 191191
5.6. 5.6. Glossário Glossário 193193
5.7. 5.7. Bibliograa Bibliograa 195195
5.8. 5.8. Gabarito Gabarito 196196
Capítulo 6 - Capítulo 6 - Acompanhamento operacionAcompanhamento operacional do sistema BCPal do sistema BCP
Objetivos 199Objetivos 199
6. 6. Acompanhamento Acompanhamento operacional operacional do do sistema sistema BCP BCP 201201
6.1. 6.1. TTeste este de de produção produção 201201
6.2. 6.2. Registro Registro de de nível nível 202202
6.3. 6.3. Medição Medição de de pressão pressão de de sucção sucção e e de de recalque recalque da da bomba bomba 205205
6.4. 6.4. Exercícios Exercícios 206206
6.5. 6.5. Glossário Glossário 209209
6.6. 6.6. Bibliograa Bibliograa 210210
6.7. 6.7. Gabarito Gabarito 211211
Capítulo 7 - Capítulo 7 - Segurança Operacional do Sistema BCPSegurança Operacional do Sistema BCP
Objetivos 213Objetivos 213
7. 7. Segurança Segurança Operacional Operacional do do Sistema Sistema BCP BCP 215215
7.1. 7.1. Recomendações Recomendações 223223
7.2. 7.2. Exercícios Exercícios 2252257.3. 7.3. Glossário Glossário 227227
7.4. 7.4. Bibliograa Bibliograa 229229
7.5. 7.5. Gabarito Gabarito 230230
    
1919
IntroduçãoIntrodução
EE
m 1920, Moineau inventou um tipo de bomba formada porm 1920, Moineau inventou um tipo de bomba formada por
um rotor, no formato de uma hélice externa, que, quando giraum rotor, no formato de uma hélice externa, que, quando gira
dentro de um estator moldado no formato de uma dentro de um estator moldado no formato de uma hélice duplahélice dupla
interna, produz uma ação de bombeio. A patente foi registrada eminterna, produz uma ação de bombeio. A patente foi registrada em
1930. A partir da década de 70 1930. A partir da década de 70 esta inovação passa a ser recebero nomeesta inovação passa a ser receber o nome
comercial de BCP – Bomba de Cavidade Progressiva – sendo usada,comercial de BCP – Bomba de Cavidade Progressiva – sendo usada,
inicialmente, para transferência de uidos variados e inicialmente, para transferência de uidos variados e posteriormentposteriormentee
aplicada na elevação de aplicada na elevação de petróleo.petróleo.
Com o desenvolvimento tecnológico, o sistema de Com o desenvolvimento tecnológico, o sistema de elevação articialelevação articial
por bombeio de cavidades progressivas tem se mostrado muitopor bombeio de cavidades progressivas tem se mostrado muito
eciente na elevação de óleos com alta viscosidade e/ou com altaeciente na elevação de óleos com alta viscosidade e/ou com alta
produção de areia. A Petrobras, a partir de 1982, passou a adotarprodução de areia. A Petrobras, a partir de 1982, passou a adotar
este sistema em poços terrestres localizados nos estados de Sergipe,este sistema em poços terrestres localizados nos estados de Sergipe,
Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio Grande do Norte e Ceará.Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio Grande do Norte e Ceará.
Diante de uma maior demanda da aplicação desse sistema naDiante de uma maior demanda da aplicação desse sistema na
Petrobras, cresce também a necessidade de um maior domínio doPetrobras, cresce também a necessidade de um maior domínio do
conhecimento quanto aos fundamentos teóricos e práticos do conhecimento quanto aos fundamentos teóricos e práticos do sistemasistema
BCP, que permita ao funcionário oferecer críticas e sugestões paraBCP, que permita ao funcionário oferecer críticas e sugestões para
o aperfeiçoamento desse sistema no sentido de contribuir com oo aperfeiçoamento desse sistema no sentido de contribuir com o
aumento de sua eciência com segurança, bem como corroborar comaumento de sua eciência com segurança, bem como corroborar coma redução dos custos de manutenção e a minimização dos possíveisa redução dos custos de manutenção e a minimização dos possíveis
impactos ambientais.impactos ambientais.
    
   C   C
  a  a  p  p
   í   í   t   t
  u  u
   l   l  o  o
   1   1
SistemaSistema
de bombeiode bombeio
por cavidadespor cavidades
progressivasprogressivas
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Reconhecer o que é o sistema de • Reconhecer o que é o sistema de bombeio por cavidadesbombeio por cavidades
progressivas e como é aplicado à elevação de petróleo emprogressivas e como é aplicado à elevação de petróleo em
poços produtores;poços produtores;
• Identicar o princípio de funcionamento do sistema de• Identicar o princípio de funcionamento do sistema de
bombeio por bombeio por cavidades progressivas;cavidades progressivas;
• Explicar a função das etapas e componentes do sistema de• Explicar a função das etapas e componentes do sistema de
bombeio por bombeio por cavidades progressivas;cavidades progressivas;
• Identicar as vantagens e • Identicar as vantagens e desvantagendesvantagens do sistema s do sistema dede
bombeio por bombeio por cavidades progressivas.cavidades progressivas.
    
2222
Alta CompetênciaAlta Competência
    
  
1. Sistema de bombeio por1. Sistema de bombeio por
cavidades cavidades progrprogressivasessivas
OO
bombeio por cavidades progressivas é um sistema de elevaçãobombeio por cavidades progressivas é um sistema de elevação
articial e, como tal, visa à elevação do petróleo do fundoarticial e, como tal, visa à elevação do petróleo do fundo
do poço até a superfície. Nos poços surgentes, os uidosdo poço até a superfície. Nos poços surgentes, os uidos
produzidos têm potencial (energia) para alcançar a superfície semproduzidos têm potencial (energia) para alcançar a superfície sem
a necessidade de auxílio por elevação articial. À medida que uma necessidade de auxílio por elevação articial. À medida que um
reservatório é depletado ou esgotado, a pressão estática no meioreservatório é depletado ou esgotado, a pressão estática no meio
poroso diminui de tal forma que em um dado momento de sua vidaporoso diminui de tal forma que em um dado momento de sua vida
produtiva a pressão de reservatório poderá tornar-se insucienteprodutiva a pressão de reservatório poderá tornar-se insuciente
para que ocorra a elevação natural. Neste caso, deverá se instalar nopara que ocorra a elevação natural. Neste caso, deverá se instalar no
poço algum método de elevação articial de elevação.poço algum método de elevação articial de elevação.
A escolha do método de elevação articial é complexa, pois envolveA escolha do método de elevação articial é complexa, pois envolve
inúmeros fatores, tais como a viscosidade do uido bombeado, oinúmeros fatores, tais como a viscosidade do uido bombeado, o
diferencial de pressão a ser elevado, a RGO, a vazão de produção,diferencial de pressão a ser elevado, a RGO, a vazão de produção,
a presença de areia, gás sulfídrico - Ha presença de areia, gás sulfídrico - H22S, aromáticos, o BSW e aS, aromáticos, o BSW e a
geometria do poço.geometria do poço.
1.1. Funcionamento do sistema de bombeio por cavidades1.1. Funcionamento do sistema de bombeio por cavidades
progressivasprogressivas
OO funcionamento do sistema de bombeio por cavidadesfuncionamento do sistema de bombeio por cavidades
progressivasprogressivas  é baseado no funcionamento de uma bomba de  é baseado no funcionamento de uma bomba de
cavidades progressivas. Essa bomba cria cavidades que, emcavidades progressivas. Essa bomba cria cavidades que, em
seqüência, vão gerandseqüência, vão gerando um aumento de pressão ao longo do uxoo um aumento de pressão ao longo do uxo
da própria bomba. Isso signica dizer que a cavidade criada noda própria bomba. Isso signica dizer que a cavidade criada no
início da seqüência possui pressão inferior às posteriores.início da seqüência possui pressão inferior às posteriores.
As linhas de interferência ou selagem são denidas como interfacesAs linhas de interferência ou selagem são denidas como interfaces
selantes que permitem a formação das selantes que permitem a formação das cavidades e são formadas pelocavidades e são formadas pelo
contato entre o rotor e o estator, principais componentes da bombacontato entre o rotor e o estator, principais componentes da bomba
de cavidade progressiva.de cavidade progressiva.
A ilustração a seguir é útil no entendimento da variação de pressãoA ilustração a seguir é útil no entendimento da variação de pressão
ocorrida ao longo da bomba em relação à ocorrida ao longo da bomba em relação à formação das cavidades.formação das cavidades.
    
2424
Alta CompetênciaAlta Competência
  
Progressão das cavidades ao longo daProgressão das cavidades ao longo da
bomba BCPbomba BCP
A energia mecânica necessária ao acionamento da bomba deA energia mecânica necessária ao acionamento da bomba de
cavidade progressiva (estatocavidade progressiva (estator e rotor), localizada no r e rotor), localizada no fundo do poço, éfundo do poço, é
transferida da superfície através de uma coluna de transferida da superfície através de uma coluna de hastes, conformehastes, conforme
apresentado na ilustração a seguir.apresentado na ilustração a seguir.
A rotação das hastes se dá através da redução da velocidade doA rotação das hastes se dá através da redução da velocidade do
motor elétrico de indução utilizando-se um acoplador mecânicomotor elétrico de indução utilizando-se um acoplador mecânico
denominado cabeçote.denominado cabeçote.
    
  
Observe a ilustração a seguir, que indica os principais elementos doObserve a ilustração a seguir, que indica os principais elementos do
sistema da bomba de sistema da bomba de cavidade progressiva.cavidade progressiva.
Sistema BCPSistema BCP
A bomba de cavidade progressiva (BCP) bombeia o uido do poçoA bomba de cavidade progressiva (BCP) bombeia o uido do poço
para o anular existente entre a coluna de produção e a coluna depara o anular existente entre a coluna de produçãoe a coluna de
hastes e, através dele, o uido escoa até a superfície. Para isso, ahastes e, através dele, o uido escoa até a superfície. Para isso, a
bomba de cavidade progressiva (BCP) precisa vencer o diferencialbomba de cavidade progressiva (BCP) precisa vencer o diferencial
de pressão de elevação, diferença entre a pressão de recalque e ade pressão de elevação, diferença entre a pressão de recalque e a
pressão de sucção.pressão de sucção.
    
2626
Alta CompetênciaAlta Competência
A pressão de sucção é função da vazão bombeada,A pressão de sucção é função da vazão bombeada,
calculada pelo índice de produtividade do poço,calculada pelo índice de produtividade do poço,enquanto a pressão de recalque é o somatório dasenquanto a pressão de recalque é o somatório das
perdas de carga ocorridas no anular hastes-colunaperdas de carga ocorridas no anular hastes-coluna
de produção.de produção.
IMPORTANTE!IMPORTANTE!
É importante ressaltar que a bomba é composta por um estator,É importante ressaltar que a bomba é composta por um estator,
localizado na extremidade da coluna de produção e por um rotorlocalizado na extremidade da coluna de produção e por um rotor
metálico, acoplado à coluna de hastes.metálico, acoplado à coluna de hastes.
Observe na ilustração a seguir Observe na ilustração a seguir os componentes da bomba.os componentes da bomba.
RotorRotor
StatorStator
A coluna de hastes aciona o rotor de uma bomba de cavidadesA coluna de hastes aciona o rotor de uma bomba de cavidades
progressivas e deverá suportar os esforços nela desenvolvidos, ouprogressivas e deverá suportar os esforços nela desenvolvidos, ou
seja, a carga axial e seja, a carga axial e o torque, ambos função do diferencial de pressãoo torque, ambos função do diferencial de pressão
vencido pela bomba de vencido pela bomba de cavidade progressiva.cavidade progressiva.
O cabeçote tem que transmitir os esforços exercidos na colunaO cabeçote tem que transmitir os esforços exercidos na coluna
de hastes, traduzidos no somatório das forças axiais e torquesde hastes, traduzidos no somatório das forças axiais e torques
desenvolvidos ao longo da mesma, além de reduzir a velocidadedesenvolvidos ao longo da mesma, além de reduzir a velocidade
do motor para um valor adequado à vazão do poço. A reduçãodo motor para um valor adequado à vazão do poço. A redução
acontece através de um acontece através de um acoplador mecânico, podendo ser formadoacoplador mecânico, podendo ser formado
por correias e polias.por correias e polias.
    
  
O motor elétrico deve transmitir a potência requerida pelo cabeçoteO motor elétrico deve transmitir a potência requerida pelo cabeçote
para acionar a coluna de hastes, assim para acionar a coluna de hastes, assim como as perdas no sistema decomo as perdas no sistema de
transmissão.transmissão.
1.2. Bombeio por cavidades progressivas - vantagens e1.2. Bombeio por cavidades progressivas - vantagens e
desvantagensdesvantagens
O bombeio por cavidades progressivas tem sido muito utilizadoO bombeio por cavidades progressivas tem sido muito utilizado
para bombear poços rasos e de menor produtividade, graças àspara bombear poços rasos e de menor produtividade, graças às
vantagens nanceiras e à rapidez de implantação. Apresentamos avantagens nanceiras e à rapidez de implantação. Apresentamos a
seguir um quadro com as vantagens e desvantagens desse sistemaseguir um quadro com as vantagens e desvantagens desse sistema
de elevação articial.de elevação articial.
VVaannttaaggeennss DDeessvvaannttaaggeennss
Método de elevação artificial que apresentaMétodo de elevação artificial que apresenta
elevada eficiência energética, se comparadoelevada eficiência energética, se comparado
a outros sistemas de a outros sistemas de elevação desse tipo.elevação desse tipo.
Limitada capacidade de bombear fluidosLimitada capacidade de bombear fluidoscom elevados teores de contaminantescom elevados teores de contaminantes
(aromáticos(aromáticos, gás sulfídrico , gás sulfídrico - H- H
22
S e dióxidoS e dióxido
de carbono - COde carbono - CO
22
).).
Capacidade de produção com altasCapacidade de produção com altas
concentrações de areia e fluidos comconcentrações de areia e fluidos com
elevada viscosidade e elevada viscosidade e grau API baixograu API baixo
(<18 API).(<18 API).
Aplicação limitada no bombeamento deAplicação limitada no bombeamento de
fluido com alta fluido com alta RGL (Razão Gás Líquido),RGL (Razão Gás Líquido),
devido à baixa eficiência devido à baixa eficiência de bombeio.de bombeio.
Ausência de válvulas que estão Ausência de válvulas que estão sempresempre
sujeitas ao sujeitas ao acelerado desgaste, facilitandacelerado desgaste, facilitando ao a
manutenção dos manutenção dos equipamentosequipamentos..
Limitação da produção (máximo deLimitação da produção (máximo de
500 m500 m33/dia)./dia).
Boa resistência à Boa resistência à abrasividadeabrasividade, graças à, graças à
presença de presença de elastômeroselastômeros..
Limitação de elevação (máximo de 2000 m).Limitação de elevação (máximo de 2000 m).
Dimensões reduzidas dos equipamentos deDimensões reduzidas dos equipamentos de
superfície, oferecesuperfície, oferecendo um ndo um menor impactomenor impacto
visual ao meio visual ao meio ambienteambiente, diminuindo a, diminuindo a
poluição visual.poluição visual.
Limitação de temperatura (máximo deLimitação de temperatura (máximo de
170170 ooC).C).
Baixo ruído, quando comparado a outrosBaixo ruído, quando comparado a outros
métodos, o que representa menor agressãométodos, o que representa menor agressão
ao meio ao meio ambienteambiente..
Desgaste e fadiga dos equipamentos deDesgaste e fadiga dos equipamentos de
subsuperfície (hastes) em poços desviadossubsuperfície (hastes) em poços desviados
ou ou direcionadosdirecionados..
    
2828
Alta CompetênciaAlta Competência
VVaannttaaggeennss DDeessvvaannttaaggeennss
Baixo investimento inicial.Baixo investimento inicial.
Facilidade de instalação e Facilidade de instalação e operaçãooperação..
Baixa Baixa manutençãomanutenção..
Principais componentes do sistema de bombeioPrincipais componentes do sistema de bombeio
por cavidades progressivas:por cavidades progressivas:
• Cabeçote;• Cabeçote;
• Motor;• Motor;
• Linha de produção;• Linha de produção;
•• Coluna de produçãoColuna de produção;;
• Coluna de hastes;• Coluna de hastes;
• Bomba de cavidade progressiva.• Bomba de cavidade progressiva.
Principais componentes da bomba de cavidadePrincipais componentes da bomba de cavidade
progressiva:progressiva:
• Estator;• Estator;
• Rotor.• Rotor.
O funcionamento do sistema de bombeioO funcionamento do sistema de bombeio
por cavidades progressivas é baseado nopor cavidades progressivas é baseado no
funcionamento de uma bomba de cavidadesfuncionamento de uma bomba de cavidades
progressivas. Essa bomba cria cavidades que, emprogressivas. Essa bomba cria cavidades que, em
seqüência, vão gerando um aumento de pressãoseqüência, vão gerando um aumento de pressão
ao longo do uxo da própria bomba. Isso sigao longo do uxo da própria bomba. Isso signicanica
dizer que a cavidade criada no início da seqüênciadizer que a cavidade criada no início da seqüência
possui pressão inferior às posteriores.possui pressão inferior às posteriores.
RESUMINDO...RESUMINDO...
    
  
1) Reconheça as características das terminologias a seguir:1) Reconheça as características das terminologias a seguir:
( 1 ( 1 )) BBoommbba da de ce caavviiddaadde pe prroo--
gressivagressiva
( ( )) PPooççoos s ssuurrggeenntteess
( 2 ( 2 )) BoBombmbeieio do de e cacavividadadedes ps prroo--
gressivasgressivas
( ( )) BBoommbba a dde e ccaavviiddaaddee
progressivaprogressiva
( 3 ( 3 )) PoPoçços os ccujujoos s uuididos os prprododuzuzi-i-
dos têm potencial (energia)dos têm potencial (energia)
para alcançar a superfíciepara alcançar a superfície
( ( )) BBoommbba a mmeeccâânniiccaa
( 4 ( 4 )) PoPoçços os qque ue pparara a pproroduduzizirr
necessitam de um sistemanecessitamde um sistema
de elevação articialde elevação articial
( ( )) PoPoçços os nnão ão ssuurgrgenentetess
( 5 ( 5 )) O rO rototor or e o e o esesttatator or ssãão so seeususprincipais componentesprincipais componentes ( )( ) SSisisttemema a dde e eelelevavaçãçãooarticialarticial
2) Identique os 2) Identique os principais componentes do sistema BCP:principais componentes do sistema BCP:
( ( )) BBCCPP
( ( )) CCoolluunna a dde e hhaassttee
( ( )) EEssttaattoorr
( ( )) RRoottoorr
( ( )) MMoottoorr
( ( )) CCaabbeeççoottee
( ( )) LLiinnhha a dde e pprroodduuççããoo
( ( )) CCoolulunna a dde e pprroodduuççããoo
1.3. Exercícios1.3. Exercícios
    
3030
Alta CompetênciaAlta Competência
3) Com relação ao princípio de funcionamento do sistema de BCP,3) Com relação ao princípio de funcionamento do sistema de BCP,
marquemarque VV (verdadeiro) ou (verdadeiro) ou FF (falso) para cada uma das  (falso) para cada uma das armativas:armativas:
( ( )) A A bombomba ba de de cavcavidaidade de proprogregressssiva iva cricria a cavcavidaidades des queque, , emem
seqüência, vão gerando um aumento de pressão ao longoseqüência, vão gerando um aumento de pressão ao longo
do uxo da própria bomba. Isso signica dizer que a cavi-do uxo da própria bomba. Isso signica dizer que a cavi-
dade criada no início da seqüência possui pressão inferiordade criada no início da seqüência possui pressão inferior
às posteriores.às posteriores.
( ( )) A A eneenergirgia a mecmecâniânica ca necnecessessáriária a ao ao aciacionaonamenmento to da da bombom--
ba de cavidade progressiva (estator e rotor), localizada noba de cavidade progressiva (estator e rotor), localizada no
fundo do poço, é fundo do poço, é transferida da superfície através de umatransferida da superfície através de uma
coluna de produção.coluna de produção.
( ( )) A A rotrotaçãação o das das hashastes tes se se dá dá atratravéavés s da da redreduçãução o da da velvelociocida-da-
de do rotor utilizando-se um de do rotor utilizando-se um acoplador mecânico, denomi-acoplador mecânico, denomi-
nado nado estatorestator..
( ( )) Em Em funfunção ção de de sua sua eleelevadvada a ececiêniência cia eneenergérgétictica, a, a a bombombaba
de cavidade progressiva não precisa vencer o diferencial dede cavidade progressiva não precisa vencer o diferencial de
pressão de elevação, diferença entre a pressão de elevação, diferença entre a pressão de recalquepressão de recalque
e a pressão de sucção.e a pressão de sucção.
( ( )) A BA Bomomba ba de de CaCavividadade de PrProgogreressssiviva é a é cocompmpososta ta popor r um um eses--
tator localizado na extremidade da coluna de produção etator localizado na extremidade da coluna de produção e
por um rotor metálico, acoplado à coluna de hastes.por um rotor metálico, acoplado à coluna de hastes.
( ( )) O O cabcabeçoeçote te tem tem que que redreduziuzir r a a velvelociocidaddade e do do motmotor or parpara a umum
valor adequado à vazão do poço, através de um acopladorvalor adequado à vazão do poço, através de um acoplador
mecânico, podendo ser formado por correias e mecânico, podendo ser formado por correias e polias.polias.
4) Explique como se dá a transferência de energia no sistema BCP do4) Explique como se dá a transferência de energia no sistema BCP do
motor até a bomba de fundo.motor até a bomba de fundo.
______________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________
    
3131
Capítulo 1. Sistema de bombeio por cavidades progressivasCapítulo 1. Sistema de bombeio por cavidades progressivas
5) Complete as lacunas:5) Complete as lacunas:
A pressão de ____________________ é função daA pressão de ____________________ é função da
______________________________, calculada pelo índice __________, calculada pelo índice de produtividade dode produtividade do
poço, enquanto a pressão de ____________________ é o somatóriopoço, enquanto a pressão de ____________________ é o somatóriodas ____________________ ocorridas no anular hastes-coluna dedas ____________________ ocorridas no anular hastes-coluna de
produção.produção.
A coluna de hastes aciona A coluna de hastes aciona o _______________o ____________________ de uma bomba_____ de uma bomba
de cavidades progressivas, que deverá suportar os esforços nelade cavidades progressivas, que deverá suportar os esforços nela
desenvolvidos, ou seja, a desenvolvidos, ou seja, a _______________________________, ambos função do_________, ambos função do
diferencial de pressão vencido pela bomba BCP.diferencial de pressão vencido pela bomba BCP.
O _________________O ____________________ tem ___ tem que transmitir os que transmitir os esforços exercidosesforços exercidos
na coluna de na coluna de hastes e ________________hastes e ____________________ a velocidade do ____ a velocidade do mo-mo-
tor para um valor adequado à vazão do poço.tor para um valor adequado à vazão do poço.
O ____________________ transmitir a potência requerida peloO ____________________ transmitir a potência requerida pelo
______________________________ para __________ para acionar a acionar a _______________________________, assim_________, assim
como as perdas no como as perdas no sistema de transmissão.sistema de transmissão.
6) Marque a 6) Marque a alternativa correta:alternativa correta:
a) Qual a a) Qual a principal vantagem do sistema BCP quanto ao aspecto deprincipal vantagem do sistema BCP quanto ao aspecto de
eciência do sistema?eciência do sistema?
( ( )) EleElevadvada a ececiêniência cia pelpela a facfacilidilidade ade de de insinstaltalaçãação o e e opeoperaçração.ão.
( ( )) ElElevevadada a eeciciênêncicia a em em rarazãzão o da da auausêsêncncia ia de de váválvlvululasas..
( ( )) ElElevevadada a eeciciênêncicia, a, grgraçaças as à à prpresesenença ça de de elelasastôtômemeroros.s.
( ( )) EleElevadvada a ececiêniência cia eneenergérgétictica, a, se se comcomparparado ado a a outoutros ros sissiste-te-
mas de elevação desse tipo.mas de elevação desse tipo.
b) Qual a principal vantagem do sistema BCP considerando os as-b) Qual a principal vantagem do sistema BCP considerando os as-
pectos relativos a sua manutenção?pectos relativos a sua manutenção?
( ( )) UtUtililizizaaçãção o de de elelasasttômômeetotos.s.
( ( )) AAuussêênnccia ia dde e vváállvvuullaass..
( ( )) PrPresesenença ça dde e rrototor or e e esesttatatoror..
( ( )) DesDesgasgaste te e e fafadigdiga a dos dos equequipaipamenmentos tos de de subsubsupsuperferfíciície e (ha(has-s-
tes) em poços tes) em poços desviados ou direcionados.desviados ou direcionados.
    
3232
Alta CompetênciaAlta Competência
AnularAnular - espaço entre a coluna de produção e a parede do poço revestido. - espaço entre a coluna de produção e a parede do poço revestido.
API (ou grau API)API (ou grau API)  - escala hidrométrica idealizada pelo American Petroleum  - escala hidrométrica idealizada pelo American Petroleum
Institute - API, juntamente com aInstitute - API, juntamente com a National Bureau of StandardsNational Bureau of Standards, e utilizada para medir, e utilizada para medir
a densidade relativa de líquidos.a densidade relativa de líquidos.
AromáticosAromáticos - petróleo com elevada composição de hidrocarbonetos aromáticos, ou - petróleo com elevada composição de hidrocarbonetos aromáticos, ou
seja, aquele que possui,em sua molécula, pelo menos um anel de benzeno.seja, aquele que possui, em sua molécula, pelo menos um anel de benzeno.
BCPBCP - Bombas de Cavidades Progressivas.- Bombas de Cavidades Progressivas.
BSWBSW (Basic Sediments and Water) (Basic Sediments and Water) - Porcentagem de água e sedimentos em relação - Porcentagem de água e sedimentos em relação
ao volume total do uido produzido.ao volume total do uido produzido.
Carga axialCarga axial - carga sobre um rolamento atuando ao longo do eixo da haste. Esse- carga sobre um rolamento atuando ao longo do eixo da haste. Esse
tipo de carga também é chamado de carga longitudinal. Para cargas axiais pesadas,tipo de carga também é chamado de carga longitudinal. Para cargas axiais pesadas,
deve-se usar um rolamento axial.deve-se usar um rolamento axial.
Coluna de produçãoColuna de produção - conjunto de tubos de produção por onde escoa a produção - conjunto de tubos de produção por onde escoa a produção
dos poços.dos poços.
ElastômeroElastômero  - polímero com propriedades físicas parecidas com as da borracha.  - polímero com propriedades físicas parecidas com as da borracha.
Os polímeros são compostos formados por sucessivas aglomerações de grandeOs polímeros são compostos formados por sucessivas aglomerações de grande
número de moléculas fundamentais. Ex.: o polietileno, formado pela aglomeraçãonúmero de moléculas fundamentais. Ex.: o polietileno, formado pela aglomeração
de centenas de milhares de moléculas de etileno.de centenas de milhares de moléculas de etileno.
Linhas de interferência ou selagemLinhas de interferência ou selagem - áreas de contato entre a - áreas de contato entre a superfície externa dosuperfície externa do
rotor e a superfície interna de um estator de uma BCP.Poço surgente - poço onderotor e a superfície interna de um estator de uma BCP.Poço surgente - poço onde
os uidos produzidos têm potencial para os uidos produzidos têm potencial para alcançar a superfície sem a necessidadealcançar a superfície sem a necessidade
de auxílio por elevação articial. Este poço pode produzir por elevação naturalde auxílio por elevação articial. Este poço pode produzir por elevação natural
ou utilizar a elevação articial para aumentar a sua produção.ou utilizar a elevação articial para aumentar a sua produção.
Poço desviadoPoço desviado - poço perfurado de maneira não vertical. - poço perfurado de maneira não vertical.
PoliaPolia - peça mecânica muito comum a diversas máquinas, utilizada para transferir- peça mecânica muito comum a diversas máquinas, utilizada para transferir
força e movimento. Uma polia é constituída por uma roda de material rígido,força e movimento. Uma polia é constituída por uma roda de material rígido,
normalmente metal, mas outrora comum em madeira, lisa ou sulcada em suanormalmente metal, mas outrora comum em madeira, lisa ou sulcada em sua
periferia. Acionada por uma correia, corda ou corrente metálica a polia gira em umperiferia. Acionada por uma correia, corda ou corrente metálica a polia gira em um
eixo, transferindo movimento e energia a outro objeto. Quando associada a outraeixo, transferindo movimento e energia a outro objeto. Quando associada a outra
polia de diâmetro igual ou não, a polia realiza trabalho equivalente ao de umapolia de diâmetro igual ou não, a polia realiza trabalho equivalente ao de uma
engrenagem.engrenagem.
RGO (Razão Gás - Óleo)RGO (Razão Gás - Óleo) - Volume de gás produzido por volume de óleo produzido, - Volume de gás produzido por volume de óleo produzido,
ambos medidos na condição padrão de medição.ambos medidos na condição padrão de medição.
TorqueTorque  - sistema de duas forças paralelas de suportes distintos, com sentidos  - sistema de duas forças paralelas de suportes distintos, com sentidos
opostos, e que atuam sobre um corpo.opostos, e que atuam sobre um corpo.
1.4. Glossário1.4. Glossário
    
3333
Capítulo 1. Sistema de bombeio por cavidades progressivasCapítulo 1. Sistema de bombeio por cavidades progressivas
ASSMANN, B. W.ASSMANN, B. W. Bombeio de Cavidades ProgressivasBombeio de Cavidades Progressivas. Apostila. Petrobras - UN-. Apostila. Petrobras - UN-
RNCE. 2008.RNCE. 2008.
VIDAL, F. J. T. V.,VIDAL, F. J. T. V., Desenvolvimento de um simulador de bombeio por cavidadeDesenvolvimento de um simulador de bombeio por cavidade
progressivasprogressivas. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do
Norte. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Natal, 2005.Norte. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Natal, 2005.
1.5. Bibliografia1.5. Bibliografia
    
3434
Alta CompetênciaAlta Competência
1) Reconheça as características das terminologias a seguir:1) Reconheça as características das terminologias a seguir:
( 1 ( 1 )) BoBommba ba de de cacavividadadede
progressivaprogressiva
( 3 )( 3 ) Poços surgentesPoços surgentes
( 2 ( 2 )) BoBombmbeieio do de e cacavividadadedess
progressivasprogressivas
( 5 )( 5 ) Bomba de cavidade progressivaBomba de cavidade progressiva
( 3 ( 3 )) PoPoçoços cs cujoujos s uiuidos dos prproduoduzizidodoss
têm potencial (energia) paratêm potencial (energia) para
alcançar a superfíciealcançar a superfície
( 1 )( 1 ) Bomba mecânicaBomba mecânica
( 4( 4)) PoPoçoços qs que ue papara ra prprododuzuzirir
necessitam de um sistema denecessitam de um sistema de
elevação articial.elevação articial.
( 4 )( 4 ) Poços não surgentesPoços não surgentes
( 5 )( 5 ) O rO rototor or e o ee o eststatator or sãsão so seueuss
principais componentesprincipais componentes
( 2 )( 2 ) Sistema de elevação articialSistema de elevação articial
2) Identique os principais componentes do sistema BCP:2) Identique os principais componentes do sistema BCP:
( 7 )( 7 ) BCPBCP
( 4 )( 4 ) Coluna de hasteColuna de haste
( 8 )( 8 ) EstatorEstator
( 6 )( 6 ) RotorRotor
( 2 )( 2 ) MotorMotor
( 3 )( 3 ) CabeçoteCabeçote
( 1 )( 1 ) Linha de produçãoLinha de produção
( 5 )( 5 ) Coluna de produçãoColuna de produção
  
1.6. Gabarito1.6. Gabarito
    
3535
Capítulo 1. Sistema de bombeio por cavidades progressivasCapítulo 1. Sistema de bombeio por cavidades progressivas
3) Com relação ao princípio de funcionamento do sistema de BCP, marque3) Com relação ao princípio de funcionamento do sistema de BCP, marque VV
(verdadeiro) ou(verdadeiro) ou FF (falso) para cada uma das armativas: (falso) para cada uma das armativas:
( V )( V ) A bomba de cavidade progressiva cria cavidades que, em seqüência, vãoA bomba de cavidade progressiva cria cavidades que, em seqüência, vão
gerando um aumento de pressão ao longo do uxo da própria bomba.gerando um aumento de pressão ao longo do uxo da própria bomba.
Isso signica dizer que a cavidade criada no início da seqüência possuiIsso signica dizer que a cavidade criada no início da seqüência possui
pressão inferior às posteriores.pressão inferior às posteriores.
( F )( F ) A energia mecânica necessária ao acionamento da bomba de cavidadeA energia mecânica necessária ao acionamento da bomba de cavidade
progressiva (estator e rotor), localizada no fundo do poço, é transferidaprogressiva (estator e rotor), localizada no fundo do poço, é transferida
da superfície através de uma coluna de produção.da superfície através de uma coluna de produção.
Justificativa: a energia mecânica necessária ao acionamento da BombaJustificativa: a energia mecânica necessária ao acionamento da Bomba
de Cavidade Progressiva (estator e rotor), localizada no fundo de Cavidade Progressiva (estator e rotor), localizada no fundo do poço, édo poço, é
transferida da superfície através de uma coluna dtransferida da superfície através de uma coluna de hastes.e hastes.
( F )( F ) A rotação das hastes se dá através da redução da velocidade do rotorA rotação das hastes se dá através da redução da velocidade do rotor
utilizando-se um acoplador utilizando-se um acoplador mecânico, denominado estator.mecânico, denominado estator.
Justificativa:a rotação das hastes se dá através da redução da velocidadeJustificativa: a rotação das hastes se dá através da redução da velocidade
do motor elétrico de indução utilizando-se um acoplador mecânico,do motor elétrico de indução utilizando-se um acoplador mecânico,
denominado cabeçote.denominado cabeçote.
( F )( F ) Em função de sua elevada eciência energética, a bomba BCP não precisaEm função de sua elevada eciência energética, a bomba BCP não precisa
vencer o diferencial de pressão de elevação, diferença entre a pressão devencer o diferencial de pressão de elevação, diferença entre a pressão de
recalque e a pressão de sucção.recalque e a pressão de sucção.
Justificativa: a bomba de cavidade Justificativa: a bomba de cavidade progressiva precisa vencer o diferencialprogressiva precisa vencer o diferencial
de pressão de elevação, diferença entre a pressão de recalque e a pressãode pressão de elevação, diferença entre a pressão de recalque e a pressão
de sucção.de sucção.
( V )( V ) A Bomba de Cavidade Progressiva é composta por um estator localizadoA Bomba de Cavidade Progressiva é composta por um estator localizado
na extremidade da coluna de produção e por um rotor metálico, acopladona extremidade da coluna de produção e por um rotor metálico, acoplado
à coluna de hastes.à coluna de hastes.
( V )( V ) O cabeçote tem que reduzir a velocidade do motor para um valorO cabeçote tem que reduzir a velocidade do motor para um valor
adequado à vazão do poço, através de um acoplador mecânico, podendoadequado à vazão do poço, através de um acoplador mecânico, podendo
ser formado por correias e polias.ser formado por correias e polias.
4) Explique como se dá a transferência de energia no sistema BCP do motor até a4) Explique como se dá a transferência de energia no sistema BCP do motor até a
bomba de fundo.bomba de fundo.
A energia mecânica necessária ao acionamento da BCP - Bomba de CavidadeA energia mecânica necessária ao acionamento da BCP - Bomba de Cavidade
Progressiva - (estator e rotor), localizada no fundo do poço, é transferida daProgressiva - (estator e rotor), localizada no fundo do poço, é transferida da
superfície através de uma coluna de hastes. A rotação das hastes se dá através dasuperfície através de uma coluna de hastes. A rotação das hastes se dá através da
redução da velocidade do motor elétrico de indução, utilizando-se um acopladorredução da velocidade do motor elétrico de indução, utilizando-se um acoplador
mecânico denominado cabeçote.mecânico denominado cabeçote.
5) Complete as lacunas:5) Complete as lacunas:
A pressão deA pressão de sucçãosucção  é função da  é função da vazão bombeadavazão bombeada, calculada pelo índice de, calculada pelo índice de
produtividade do poço, enquanto a pressão deprodutividade do poço, enquanto a pressão de recalquerecalque é o somatório das é o somatório das perdasperdas
de cargade carga ocorridas no anular hastes-coluna de produção. ocorridas no anular hastes-coluna de produção.
A coluna de hastes aciona oA coluna de hastes aciona o rotorrotor de uma bomba de cavidades progressivas, que de uma bomba de cavidades progressivas, que
deverá suportar os esforços nela desenvolvidos, ou seja, adeverá suportar os esforços nela desenvolvidos, ou seja, a carga axial e o torquecarga axial e o torque,,
ambos função do diferencial de pressão vencido pela bomba BCP.ambos função do diferencial de pressão vencido pela bomba BCP.
OO cabeçotecabeçote tem que transmitir os esforços exercidos na coluna de hastes e tem que transmitir os esforços exercidos na coluna de hastes e reduzirreduzir  
a velocidade do motor para um valor adequado à vazão do poço.a velocidade do motor para um valor adequado à vazão do poço.
OO motor elétricomotor elétrico deve transmitir a potência requerida pelo deve transmitir a potência requerida pelo cabeçotecabeçote para acionar para acionar
aa coluna de hastescoluna de hastes, assim como as perdas no sistema de transmissão., assim como as perdas no sistema de transmissão.
    
3636
Alta CompetênciaAlta Competência
6) Marque a alternativa correta:6) Marque a alternativa correta:
a) Qual a principal vantagem do sistema BCP quanto ao aspecto de eciência doa) Qual a principal vantagem do sistema BCP quanto ao aspecto de eciência do
sistema?sistema?
( ( )) EleElevada vada ececiênciência ia pelpela a facfacilidilidade ade de de insinstaltalaçãação o e e operoperaçãação.o.
( ( )) EleElevada vada ececiênciência ia em em razrazão ão da da ausausêncência ia de de válválvulavulas.s.
( ( )) EleElevada vada ececiênciência, ia, gragraças ças à à prepresensença ça de de elaelastôstômermeros.os.
( X ( X )) Elevada Elevada eficiêeficiência encia energétnergética, ica, se cose comparamparado a do a outroutros sos sistemistemas de as de elevaçelevaçãoão
desse tipo.desse tipo.
b) Qual a principal vantagem do sistema BCP considerando os aspectos relativos ab) Qual a principal vantagem do sistema BCP considerando os aspectos relativos a
sua manutenção?sua manutenção?
( ( )) UtUtililizizaçação ão de de elelasasttômômetetosos..
( X ( X )) AAuussêênncciia da de ve váállvvuullaass..
( ( )) PrPresesenençça a de de rrototor or e e esesttatatoror..
( ( )) DesDesgasgaste te e e fadfadiga iga dos dos equiequipampamententos os de de subssubsuperuperfícfície ie (has(hastestes) ) em em poçpoçosos
desviados ou direcionados.desviados ou direcionados.
    
   C   C
  a  a
  p  p
   í   í   t   t
  u  u
   l   l  o  o
   2   2
Bomba deBomba de
cavidadecavidade
progressivaprogressiva
(BCP)(BCP)
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Reconhecer a bomba de • Reconhecer a bomba de cavidade progressiva, seucavidade progressiva, seu
princípio de funcionamento, classicação e princípio de funcionamento, classicação e característicacaracterísticas;s;
• Avaliar o desempenho das bombas • Avaliar o desempenho das bombas através do teste deatravés do teste de
bancada;bancada;
• Identicar as principais denições da • Identicar as principais denições da norma Petrobrasnorma Petrobras
para bombas de para bombas de cavidades progressivas.cavidades progressivas.
    
3838
Alta CompetênciaAlta Competência
    
  
2. Bomba de cavidade2. Bomba de cavidade
progressiva (BCP)progressiva (BCP)
AAs bombas de cavidade progressiva (BCP) são máquinas des bombas de cavidade progressiva (BCP) são máquinas dedeslocamento que impulsionam líquidos com uma ampla deslocamento que impulsionam líquidos com uma ampla faixafaixade viscosidade, incluindo de viscosidade, incluindo produtos com elevada concentraçãoprodutos com elevada concentração
de sólidos. de sólidos. Nesse capítulo abordNesse capítulo abordaremos o princípio de funcionaremos o princípio de funcionamentoamento
e o e o desempenho dessas bombas.desempenho dessas bombas.
2.1. Uma rápida revisão de geometria2.1. Uma rápida revisão de geometria
Uma curva plana descrita por um ponto xo de uma circunferênciaUma curva plana descrita por um ponto xo de uma circunferência
que rola, sem deslizar, sobre outra circunferência xa no mesmoque rola, sem deslizar, sobre outra circunferência xa no mesmo
plano e internamente a ela, é plano e internamente a ela, é chamada de hipociclóide.chamada de hipociclóide.
HipociclóideHipociclóide
Ponto fixoPonto fixo
HipociclóideHipociclóide
Uma hipociclóide é definida pelas equações a seguir em que aUma hipociclóide é definida pelas equações a seguir em que a
é o diâmetro do círculo fixo externo e b é o diâmetro do círculoé o diâmetro do círculo fixo externo e b é o diâmetro do círculo
móvel interno:móvel interno:
x = (a-b) x cos (x = (a-b) x cos (θθ) + b + cos) + b + cos ((  a - ba - b  ))  xx θθbb
y = (a-y = (a-b) x sin (b) x sin (θθ) + b + sin) + b + sin ((  a - ba - b  ))  xx θθ
bb
A forma da hipocilóide depende de:A forma da hipocilóide depende de:
    
4040
Alta CompetênciaAlta Competência
DDiâmiâmeettroro  dodo  círcírccululoo fi fixoxo
eextexternrnoo a a  = 4= 4
Hipociclóide R = 4HipociclóideR = 4
Ponto fixoPonto fixo
DiDiâmâmetretro do do co círcírcuulolo  mómóvevell
ininterternono  b =b = 1 1
Hipociclóide R = 4Hipociclóide R = 4
As ilustrações a seguir descrevem hipociclóides com R = 3 e As ilustrações a seguir descrevem hipociclóides com R = 3 e R = 12R = 12
Hipociclóides com R = 3 e R = 12Hipociclóides com R = 3 e R = 12
O envelope de uma hipociclóide é denido como sendo o lugarO envelope de uma hipociclóide é denido como sendo o lugar
geométrico dos pontos equidistantes a um hipociclóide. A geométrico dos pontos equidistantes a um hipociclóide. A ilustração ailustração a
seguir apresenta diversas formas de hipociclóides (linhas pontilhadas)seguir apresenta diversas formas de hipociclóides (linhas pontilhadas)
e respetivos envelopes (linhas externas cinzas).e respetivos envelopes (linhas externas cinzas).
Diversas formas de hipociclóides (linhas vermelhas) eDiversas formas de hipociclóides (linhas vermelhas) e
respetivos envelopes (linhas externas azuis).respetivos envelopes (linhas externas azuis).
    
Capítulo 2. Bomba de Capítulo 2. Bomba de cavidade progressivacavidade progressiva
4141
Uma curva reversa cujas tangentes formam Uma curva reversa cujas tangentes formam um ângulo constante comum ângulo constante com
uma reta xa do espaço, curva reversa em que é constante a razãouma reta xa do espaço, curva reversa em que é constante a razão
entre a curvatura e a torção, é denominada na geometria de Hélice.entre a curvatura e a torção, é denominada na geometria de Hélice.
Uma helicóide é, portanto, uma superfície regrada, cuja diretriz éUma helicóide é, portanto, uma superfície regrada, cuja diretriz é
uma hélice. As guras abaixo representam três tipos de helicóidesuma hélice. As guras abaixo representam três tipos de helicóides
com seção na forma de envelopes de hipociclóides.com seção na forma de envelopes de hipociclóides.
Tipos de helicóides com seção na forma deTipos de helicóides com seção na forma de
envelopes de hipociclóidesenvelopes de hipociclóides
Se o centro da seção transversal do helicóide descreve uma hélice Se o centro da seção transversal do helicóide descreve uma hélice aoao
longo do eixo de centro do sólido, o raio da revolução descrita é alongo do eixo de centro do sólido, o raio da revolução descrita é a
excentricidade do helicóide.excentricidade do helicóide.
    
4242
Alta CompetênciaAlta Competência
As trepadeiras herbáceas e lenhosas, estas últimasAs trepadeiras herbáceas e lenhosas, estas últimas
também conhecidas como lianas e cipós, não possuemtambém conhecidas como lianas e cipós, não possuemtroncos e necessitam de estrutura que lhes dê suporte,troncos e necessitam de estrutura que lhes dê suporte,
crescendo verticalmente ou horizontalmente quandocrescendo verticalmente ou horizontalmente quando
caem no chão. Seu crescimento em busca de luz ecaem no chão. Seu crescimento em busca de luz e
apoio direciona-as em movimento helicoidal e deapoio direciona-as em movimento helicoidal e de
alongamento, enroscando-se e encurvando-se emalongamento, enroscando-se e encurvando-se em
função do suporte encontrado. A estrutura do DNAfunção do suporte encontrado. A estrutura do DNA
e das conchas são outros exemplos de morfoloae das conchas são outros exemplos de morfoloa
helicoidal encontrados na natureza.helicoidal encontrados na natureza.
VOCÊ SABIA?VOCÊ SABIA???
2.2. Bomba de cavidade 2.2. Bomba de cavidade progressivaprogressiva
AA bomba de cavidade bomba de cavidade progressprogressivaiva é constituída, basicamente, de um é constituída, basicamente, de um
estator e um rotor.estator e um rotor.
    
Capítulo 2. Bomba de Capítulo 2. Bomba de cavidade progressivacavidade progressiva
4343
RotorRotor
StatorStator
Bomba de cavidade progressivaBomba de cavidade progressiva
Bomba de cavidade progressiva e seus componentes: estator e rotorBomba de cavidade progressiva e seus componentes: estator e rotor
O estator é composto por um tubo de aço revestido internamenteO estator é composto por um tubo de aço revestido internamente
com elastômero (polímero com propriedades físicas parecidas com ascom elastômero (polímero com propriedades físicas parecidas com as
da borracha), cuja superfície interna é o envelope de um helicóide deda borracha), cuja superfície interna é o envelope de um helicóide de
R+1 dentes sem excentricidade (alinhado ou R+1 dentes sem excentricidade (alinhado ou no centro).no centro).
O rotor é O rotor é constituído de material metálico cuja superfície externa é oconstituído de material metálico cuja superfície externa é o
envelope de um helicóide envelope de um helicóide de R dentes de R dentes com excentricidade (desalinhadocom excentricidade (desalinhado
ou fora do centro) e de ou fora do centro) e de passo igual a expressão a seguir:passo igual a expressão a seguir:
Passo Passo do do rotor rotor = = x x Passo Passo do do estatorestator
RR
( R + 1)( R + 1)
Onde:Onde:
R = número de dentes.R = número de dentes.
    
4444
Alta CompetênciaAlta Competência
Linhas de selagem ou interferência entreLinhas de selagem ou interferência entre
rotor e estator e suas cavidadesrotor e estator e suas cavidades
Quando o rotor é inserido dentro do estator, formam-se cavidadesQuando o rotor é inserido dentro do estator, formam-se cavidades
isoladas no espaço entre eles. As cavidades são isoladas por linhas deisoladas no espaço entre eles. As cavidades são isoladas por linhas de
contato existentes entre o rotor e o estator (linhas de interfercontato existentes entre o rotor e o estator (linhas de interferência ouência ou
selagem). selagem). O rotorO rotor, tendo um diâm, tendo um diâmetro menor, geralmente um poucoetro menor, geralmente um pouco
maior que o diâmetro menomaior que o diâmetro menor do estatorr do estator, forma um isolamen, forma um isolamento entreto entre
as cavidades contíguas. Quando o rotor é girado dentro da bomba,as cavidades contíguas. Quando o rotor é girado dentro da bomba,
essas cavidades se movem numa trajetória helicoidal da sucção paraessas cavidades se movem numa trajetória helicoidal da sucção para
o recalque da bomba, transportando o uido e empurrando-o contrao recalque da bomba, transportando o uido e empurrando-o contra
uma pressão de recalque/descarga, promovenuma pressão de recalque/descarga, promovendo a ação do a ação de bombeio.de bombeio.
A gura anterior mostra a disposição tridimensional de cavidadesA gura anterior mostra a disposição tridimensional de cavidades
adjacentes, identicanadjacentes, identicando as linhas de do as linhas de selagem e a cavidade de selagem e a cavidade de altaalta
e baixa e baixa pressão.pressão.
As linhas de interferência ou selagem são denidasAs linhas de interferência ou selagem são denidas
como interfaces selantes formadas a partir docomo interfaces selantes formadas a partir do
contato entre o rotor e o estator, o que permite acontato entre o rotor e o estator, o que permite a
formação das cavidades.formação das cavidades.
IMPORTANTE!IMPORTANTE!
Ao girar o rotor dentro do estator, mantido o estator parado, asAo girar o rotor dentro do estator, mantido o estator parado, as
cavidades se movimentam axialmente da sucção para o recalque/ cavidades se movimentam axialmente da sucção para o recalque/ 
descarga da bomba, promovendo a ação de bombeio. Ao mesmodescarga da bomba, promovendo a ação de bombeio. Ao mesmo
tempo em que se deslocam axialmente, giram em torno do eixo dotempo em que se deslocam axialmente, giram em torno do eixo do
estator. Na ilustração a seguir pode-se obestator. Na ilustração a seguir pode-se observar o rotor e o estator emservar o rotor e o estator em
corte, bem como o movimento do uido via corte, bem como o movimento do uido via cavidades da bomba.cavidades da bomba.
    
Capítulo 2. Bomba de Capítulo 2. Bomba de cavidade progressivacavidade progressiva
4545
Cavidades e seu movimento axial deCavidades e seu movimento axial de
sucção para o recalquesucção para o recalque
Na ilustração a seguir é possívelobservar a formação das cavidadesNa ilustração a seguir é possível observar a formação das cavidades
(A1, A2 e A3) (A1, A2 e A3) quando o rotor está inserido dentro do estator de umaquando o rotor está inserido dentro do estator de uma
BCP multi-lobe.BCP multi-lobe.
OO11OO22 ee
HH22
HH11
EE22
Linha de selagemLinha de selagem
Linha de selagemLinha de selagem
Linha de selagemLinha de selagem
EE11
AA
22
AA
11
AA
33
OO
11
OO22
HH22
HH11
EE22
EE11
AA22AA11 AA33,, ,,
Hipocliclóide externaHipocliclóide externa
Hipocliclóide internaHipocliclóide interna
Envelope do rotorEnvelope do rotor
Centro da hipociclóide externaCentro da hipociclóide externa
Centro da hipociclóide internaCentro da hipociclóide interna
Envelope do estatorEnvelope do estator
ee ExcentricidadeExcentricidade
Áreas fechadasÁreas fechadas
Cavidades entre o estator e o Cavidades entre o estator e o rotor (Arotor (A11, A, A22 e Ae A33) de uma BCP multi-lobe) de uma BCP multi-lobe
O movimento do rotor dentro do estator é a combinação de doisO movimento do rotor dentro do estator é a combinação de dois
movimentos: um movimento no sentido horário do rotor em tornomovimentos: um movimento no sentido horário do rotor em torno
de seu próprio eixo e um movimento no sentido anti-horário,de seu próprio eixo e um movimento no sentido anti-horário,
excentricamente em torno do eixo do estator, como pode serexcentricamente em torno do eixo do estator, como pode ser
depreendido na ilustração a seguirdepreendido na ilustração a seguir. Neste movimento, o . Neste movimento, o eixo do rotoreixo do rotor
descreve uma trajetória circular em torno do eixo do estator comdescreve uma trajetória circular em torno do eixo do estator com
diâmetro igual à diâmetro igual à excentricidadexcentricidade.e.
    
4646
Alta CompetênciaAlta Competência
Movimento do rotor noMovimento do rotor no
sentido anti-horáriosentido anti-horário
excentricidade emexcentricidade em
torno de eixo estatortorno de eixo estator
Movimento do rotor no sentidoMovimento do rotor no sentido
horário em torno dehorário em torno de
seu próprio eixo.seu próprio eixo.
NN
NN
Movimento do rotor de uma bomba de cavidadeMovimento do rotor de uma bomba de cavidadeprogressivaprogressiva single-lobe single-lobe
Abaixo é apresentado o movimento, quadro-a-quadro, do rotor deAbaixo é apresentado o movimento, quadro-a-quadro, do rotor de
uma BCPuma BCP single-lobe single-lobe..
Movimento quadro-a-quadro do rotor de uma bomba de cavidade progressivaMovimento quadro-a-quadro do rotor de uma bomba de cavidade progressiva single-lobe single-lobe
A ilustração a seguir apresenta nove (9) seções transversais doA ilustração a seguir apresenta nove (9) seções transversais do
rotor inserido dentro do estator ao longo de um passo do estator,rotor inserido dentro do estator ao longo de um passo do estator,
representando o movimento do rotor dentro do estator.representando o movimento do rotor dentro do estator.
    
Capítulo 2. Bomba de Capítulo 2. Bomba de cavidade progressivacavidade progressiva
4747Movimento do rotor ao longo do estatorMovimento do rotor ao longo do estator
A seguir é A seguir é apresentado, quadro-a-quaapresentado, quadro-a-quadro, o movimento do dro, o movimento do rotor emrotor em
9 seções transversais ao longo de uma BCP9 seções transversais ao longo de uma BCP single-lobe single-lobe::
Movimento quadro-a-quadro do rotor em 9 Movimento quadro-a-quadro do rotor em 9 seções transversaisseções transversais
    
4848
Alta CompetênciaAlta Competência
O rotor das bombas de cavidade progressivaO rotor das bombas de cavidade progressiva
é usinado com precisão a partir de aço 1040 oué usinado com precisão a partir de aço 1040 ou
1050 e revestido com uma camada de cromo para1050 e revestido com uma camada de cromo para
intensicar a resistência à abrasão.intensicar a resistência à abrasão.
O cromo é um material de alto custo. Por isso,O cromo é um material de alto custo. Por isso,
é fundamental que os técnicos envolvidosé fundamental que os técnicos envolvidos
no processo de aquisição, armazenamento,no processo de aquisição, armazenamento,
transporte e instalação do rotor da bomba detransporte e instalação do rotor da bomba de
cavidade progressiva tenham extremo cuidado nacavidade progressiva tenham extremo cuidado na
manipulação desse equipamento.manipulação desse equipamento.
IMPORTANTE!IMPORTANTE!
A bomba de cavidades progressivas deve ser instalada em umaA bomba de cavidades progressivas deve ser instalada em uma
profundidade tal em que ela disponha de pressão positiva na sucção.profundidade tal em que ela disponha de pressão positiva na sucção.
Ou seja, a bomba deve Ou seja, a bomba deve ser posicionada de tal forma que que abaixoser posicionada de tal forma que que abaixo
do nível dinâmico de projeto no qual o poço alimentará a vazão dado nível dinâmico de projeto no qual o poço alimentará a vazão da
bomba prevista em projeto.bomba prevista em projeto.
NívelNível
estáticoestático
NívelNível
dinâmicodinâmico
Bomba posicionada abaixo do nível estático e diâmico da Bomba posicionada abaixo do nível estático e diâmico da BCPBCP
    
Capítulo 2. Bomba de Capítulo 2. Bomba de cavidade progressivacavidade progressiva
4949
As bombas de As bombas de cavidade progressiva podem apresentar característcavidade progressiva podem apresentar característicasicas
diferentes quanto ao tipo de instalação, à forma de distribuição dadiferentes quanto ao tipo de instalação, à forma de distribuição da
borracha no estator e ao número de lóbulos. Essas característicasborracha no estator e ao número de lóbulos. Essas características
poderão ser combinadas em função do poderão ser combinadas em função do cenário de produção.cenário de produção.
2.3. Característica e classificação da BCP2.3. Característica e classificação da BCP
Vejamos agora como as bombas de cavidade progressiva sãoVejamos agora como as bombas de cavidade progressiva são
classicadas em função de algumas de classicadas em função de algumas de suas característicassuas características..
2.3.1. Tipo de instalação2.3.1. Tipo de instalação
Quanto aoQuanto ao tipo de instalaçãotipo de instalação, elas podem ser:, elas podem ser:
••TubularesTubulares - São  - São bombas cujo estator é enroscado na extremidadebombas cujo estator é enroscado na extremidadeda coluna de produção, ou seja, na bomba tubular o estator éda coluna de produção, ou seja, na bomba tubular o estator é
solidário à coluna solidário à coluna de produçãode produção. . O uso generalizaO uso generalizado da bombado da bomba
tubular é devido a tubular é devido a sua robustez. A vantsua robustez. A vantagem da bomba tubularagem da bomba tubular
é a simplicidade construtiva e a maior vazão (maior é a simplicidade construtiva e a maior vazão (maior diâmetro).diâmetro).
RevestimentoRevestimento
Coluna deColuna de
produçãoprodução
Coluna deColuna de
hasteshastes
RotorRotor
EstatorEstator
BCP tubularBCP tubular
  
    
5050
Alta CompetênciaAlta Competência
•• InsertáveisInsertáveis - Nesse tipo de bomba, o conjunto (estator e rotor) - Nesse tipo de bomba, o conjunto (estator e rotor)
é descido ao fundo do poço na extremidade da coluna deé descido ao fundo do poço na extremidade da coluna de
hastes. O estator é conectado à coluna de produção através dehastes. O estator é conectado à coluna de produção através de
umum nipplenipple (sistema de travamento de fundo) de assentamento. (sistema de travamento de fundo) de assentamento.
A bomba do A bomba do tipo insertável tem como desvantagem a necessidadetipo insertável tem como desvantagem a necessidade
de umde um nipplenipple de assentamento, que ca submetido a contínuos de assentamento, que ca submetido a contínuos
esforços e, como vantagem, a esforços e, como vantagem, a facilidade da instalação que podefacilidade da instalação que pode
ser feita sem necessidade de manobrar a coluna de tubos, masser feita sem necessidade de manobrar a coluna de tubos, mas
apenas a colunade apenas a coluna de hastes, reduzindo o custo de hastes, reduzindo o custo de manutenção.manutenção.
Observe a ilustração a seguir que destaca as principais partes daObserve a ilustração a seguir que destaca as principais partes da
bomba insertável, bomba insertável, em especial o seu istema de tem especial o seu istema de travamento de fundravamento de fundo,o,
também chamado detambém chamado de nipplenipple de  de assentamentoassentamento..
BCP insertávelBCP insertável
As bombas insertáveis permitem a “retirada” doAs bombas insertáveis permitem a “retirada” do
estator sem a retirada da coluna de produção, oestator sem a retirada da coluna de produção, o
que diminui o tempo de intervenção de sonda.que diminui o tempo de intervenção de sonda.
IMPORTANTE!IMPORTANTE!
    
  
2.3.2. Forma de distribuição da 2.3.2. Forma de distribuição da borrachaborracha
Quanto ao tipo de distribuição da borracha, as bombas podem ser:Quanto ao tipo de distribuição da borracha, as bombas podem ser:
••ConvencionaisConvencionais  - Nas bombas  - Nas bombas convencionaisconvencionais, a superfície, a superfície
interna do estator é circular e a espessura de borracha não éinterna do estator é circular e a espessura de borracha não é
uniforme. Na fabricação da bomba uniforme. Na fabricação da bomba convencionaconvencional, o l, o elastômeroelastômero
é extrudado no espaço entre um tubo circular (carcaça doé extrudado no espaço entre um tubo circular (carcaça do
estator) e um macho metálico no formato da cavidade,estator) e um macho metálico no formato da cavidade,
resultando em uma espessura variável de elastômero em umaresultando em uma espessura variável de elastômero em uma
seção transversal do estator. Observe a ilustração a seguir.seção transversal do estator. Observe a ilustração a seguir.
Bomba convencionalBomba convencional
••Camada constanteCamada constante - Trata-se de um tipo de bomba que possui - Trata-se de um tipo de bomba que possui
espessura constante de borracha ao longo de toda a superfícieespessura constante de borracha ao longo de toda a superfície
interna do estator. Isso signica dizer que o estator é compostointerna do estator. Isso signica dizer que o estator é composto
por uma peça de aço (carcaça) no mesmo formato da cavidadepor uma peça de aço (carcaça) no mesmo formato da cavidade
e, portanto, do macho, permitindo que o estator tenha umae, portanto, do macho, permitindo que o estator tenha uma
espessura constante ao longo da seção transversal do estator.espessura constante ao longo da seção transversal do estator.
O custo adicional dado pelo O custo adicional dado pelo formato diferenciado é compensadoformato diferenciado é compensado
pela minimização do inchamento e da expansão térmica dopela minimização do inchamento e da expansão térmica do
elastômero, o que melhora o desempenho da bomba.elastômero, o que melhora o desempenho da bomba.
Bomba de camada constanteBomba de camada constante
    
5252
Alta CompetênciaAlta Competência
2.3.3. Número de lóbulos2.3.3. Número de lóbulos
Quanto aoQuanto ao número de lóbulosnúmero de lóbulos, existem as bombas do tipo:, existem as bombas do tipo:
••Single-lobeSingle-lobe  - São as bombas mais utilizadas, cuja geometria  - São as bombas mais utilizadas, cuja geometria
do estator do rotor possui apenas um do estator do rotor possui apenas um lóbulo ou dente. Observelóbulo ou dente. Observe
na ilustração que a seção de um rotor de uma bombana ilustração que a seção de um rotor de uma bomba  single- single-
lobelobe é o envelope de uma hipociclóide de R=1 (a hipociclóide é é o envelope de uma hipociclóide de R=1 (a hipociclóide é
apenas um ponto) e a seção da cavidade é o envelope de umaapenas um ponto) e a seção da cavidade é o envelope de uma
hipociclóide com R=2 (a hipociclóide é um segmento de reta).hipociclóide com R=2 (a hipociclóide é um segmento de reta).
Por Por isso, isso, a a bombabomba single single também é chamada de bomba 1:2 e a também é chamada de bomba 1:2 e a
relação dos R é igual relação dos R é igual a relação inversa dos passos.a relação inversa dos passos.
1:21:2
NN
NN
Single-lobeSingle-lobe
    
  
••Multi-lobeMulti-lobe  - São aquelas em que o rotor tem mais de um  - São aquelas em que o rotor tem mais de um
dente (R>1). Se comparada a uma bombadente (R>1). Se comparada a uma bomba  single- single-lobelobe  com  com
mesmo diâmetro externo, amesmo diâmetro externo, a multi-lobemulti-lobe permite a obtenção de permite a obtenção de
maiores vazões de produção. Se, além disso, maiores vazões de produção. Se, além disso, o mesmo númeroo mesmo número
de estágios for considerado, pode-se obter maior capacidadede estágios for considerado, pode-se obter maior capacidade
de pressão. Na mesma proporção do aumento da capacidadede pressão. Na mesma proporção do aumento da capacidade
de pressão, a bombade pressão, a bomba multi-lobemulti-lobe  requer maior torque para  requer maior torque para
acionamento. Por exemplo, uma bomba trilobe tem como acionamento. Por exemplo, uma bomba trilobe tem como seçãoseção
do rotor um envelope de uma hipociclóide de R=3 e a seção dado rotor um envelope de uma hipociclóide de R=3 e a seção da
cavidade do estator, um envelope de uma hipociclóide de R=4.cavidade do estator, um envelope de uma hipociclóide de R=4.
A ilustração a seguir apresenta os detalhes da relação entreA ilustração a seguir apresenta os detalhes da relação entre
seção do rotor e seção da cavidadseção do rotor e seção da cavidade do estator para uma bombae do estator para uma bomba
multi-lobemulti-lobe (ou seja, 3:4). (ou seja, 3:4).
++
3:43:4
Multi-lobeMulti-lobe
    
5454
Alta CompetênciaAlta Competência
Single-lobeSingle-lobe: geometria 1:2: geometria 1:2
Multi-lobeMulti-lobe: geometria 2:3; 3:4; etc.: geometria 2:3; 3:4; etc.
IMPORTANTE!IMPORTANTE!
Observe o quadro-a-quadro a seguir das trajetórias formadasObserve o quadro-a-quadro a seguir das trajetórias formadas
por duas hipociclóides (R=2 e R = 3) em uma BCPpor duas hipociclóides (R=2 e R = 3) em uma BCP multi-lobemulti-lobe com com
geometria 2:3.geometria 2:3.
11
22 33 44
55 66 77 88
99 1010 1111 1212
Hipociclóides e movimentos de uma bomba de cavidade progressivaHipociclóides e movimentos de uma bomba de cavidade progressiva multi-lobemulti-lobe 2:3 2:3
    
  
Duas hipociclóides de R=3 e R=4 podem ser observadas noDuas hipociclóides de R=3 e R=4 podem ser observadas no
movimento, quadro-a-quadro, de uma BCPmovimento, quadro-a-quadro, de uma BCP multi-lobemulti-lobe   dede
geometria 3:4.geometria 3:4.
11 22 33 44
55 66 77 88
99 1010 1111 1212
Hipociclóides e movimentos de uma BCPHipociclóides e movimentos de uma BCP multi-lobemulti-lobe 3:4 3:4
ATENÇÃOATENÇÃO
EEssttaattoor r RRoottoorr
33
44
11
22
11
22
33
CavidadeCavidade
Sempre o estator tem um lódulo a mais que o rotor.Sempre o estator tem um lódulo a mais que o rotor.
    
5656
Alta CompetênciaAlta Competência
2.4. Elastômero2.4. Elastômero
As condições operacionais da bomba de cavidade progressiva noAs condições operacionais da bomba de cavidade progressiva no
fundo de poços apresentam grandes variações. Temperaturas defundo de poços apresentam grandes variações. Temperaturas deoperação de 15 a 200 graus Celsius, diferenciais de pressão de atéoperação de 15 a 200 graus Celsius, diferenciais de pressão de até
200 kgf/cm200 kgf/cm22, uidos que podem , uidos que podem conter sólidos e substâncias variadasconter sólidos e substâncias variadas
como Hcomo H22S, COS, CO22, água, paranas, naftenos, asfaltenos, aromáticos., água, paranas, naftenos, asfaltenos, aromáticos.
Outros compostos químicos são adicionados aos poços, tais comoOutros compostos químicos são adicionados aos poços, tais como
aditivos de lama de perfuração, aditivos de lamas de completação,aditivos de lama de perfuração, aditivos de lamas de completação,
uidos de estimulação, inibidores de uidos de estimulação, inibidores de corrosão e outros. Alguns dessescorrosão e outros. Alguns