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Title:
SMOOTH PRESSURE-REDUCTION DEVICE AND METHODS FOR SMOOTH PRESSURE REDUCTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/215140
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a smooth pressure-reduction device applicable in the field of oil, particularly in the field of fluid-pressure control, both downstream of the production wells (14) and when controlling pressure between the various pieces of equipment in the process. The novel structural design enables the reduction of the pressure at the outlet of the oil well, and at other stages of the production process, both minimizing the breakup of the drops of the dispersed phase and providing a smooth reduction of any dispersions that might be present in the liquid stream.

Inventors:
QUINTELLA ANDRADE COELHO ERICK FABRIZIO (BR)
Application Number:
PCT/BR2020/050137
Publication Date:
October 29, 2020
Filing Date:
April 22, 2020
Export Citation:
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Assignee:
PETROLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS (BR)
International Classes:
F16L55/027; E21B43/12
Foreign References:
US20140326534A12014-11-06
US5307830A1994-05-03
EP2868567B12018-07-25
US6435216B22002-08-20
US3665965A1972-05-30
EP0332942A11989-09-20
Attorney, Agent or Firm:
RODRIGUES SILVA, Francisco Carlos et al. (BR)
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Claims:
Reivindicações

1 . DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), compreendendo basicamente um corpo e elementos, tais como um vaso de pressão (5), e dutos retos de seção reta qualquer (3), em que os elementos estão dispostos entre si, caracterizado por ser provido de um acesso tubular a montante, em que a tubulação do processo a montante conecta-se com a tubulação de entrada (1 ) do vaso de pressão (5) de forma centralizada à calota esférica de entrada (2) do vaso de pressão (5) em que a parte côncava da calota esférica de entrada (2) servirá de reservatório para o fluido de entrada, de vazão Q, e distribuirá esta vazão nos n dutos de seção reta qualquer (3), posicionados de forma compacta e sustentados na calota esférica de entrada (2) por uma tampa (4), cuja parte interna abraça todos os n dutos (3) e a parte externa é presa à parede interna do vaso de pressão cilíndrico (5), em que na extremidade direita do vaso de pressão (5) uma nova tampa de saída (6), idêntica à primeira, que suportará os n dutos na parte interna e será suportada pelo vaso de pressão (5) na parte externa, seguida pela calota esférica de saída (7) e a tubulação de saída (8).

2. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o acesso tubular é localizado de forma centralizada à calota esférica de entrada (2) e o fluxo de escoamento do fluido é direcionado ao interior do vaso de pressão (5).

3. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo acesso tubular ser localizado de forma centralizada à calota esférica de entrada (2) e o fluxo de escoamento do fluido ser direcionado para os n dutos retos de seção reta qualquer (3).

4. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que acesso tubular é localizado de forma centralizada à calota esférica de entrada (2) em que após a passagem do fluido pelos n dutos retos de seção reta qualquer (3), o fluido é escoado pela extremidade direita dos n dutos e a vazão total Q é acomodada na parte côncava da calota esférica de saída (7). 5. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o acesso tubular é localizado de forma centralizada à calota esférica de entrada (2) em que o fluido escoado sairá na extremidade direita dos n dutos e sua vazão total Q será acomodada na parte côncava da calota esférica de saída (7) com pressão menor que a pressão de entrada na calota esférica de entrada (2).

6. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o acesso tubular é localizado de forma centralizada à calota esférica de entrada (2) em que o fluido escoado sairá do dispositivo passando pela tubulação de saída (8) com vazão Q e pressão muito menor a pressão de entrada pela tubulação de entrada (1 ).

7. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a seção reta circular dos dutos apresentam tipos de seção reta possíveis (9), em especial os tipos hexagonal, triangular, quadrado ou pentagonal.

8. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dispositivo (13) apresenta um diâmetro equivalente dos n dutos do dispositivo redutor suave de pressão (13) que deve ser suficientemente pequeno para tornar o dispositivo compacto e suficientemente grande para não sofrer problemas de entupimento por incrustação.

9. DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO (13), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que permite a redução linear da pressão com o comprimento do duto, desde a pressão em sua entrada até a pressão em sua saída, que é tão mais suave quanto maior o número de dutos.

10. PROCESSO DE REDUÇÃO SUAVE DE PRESSÃO, caracterizado pelo fato de que o dispositivo redutor suave de pressão (13) é posicionado entre o separador gravitacional (10) e o flotador (1 1 ), reduzindo a pressão do fluido que sai do separador gravitacional (10) até a pressão ideal de processamento do flotador (1 1 ) aumentando a eficiência do processo e reduzindo a quebra de gotas da fase dispersa. 1 1 . PROCESSO DE REDUÇÃO SUAVE DE PRESSÃO, caracterizado pelo fato de que o dispositivo redutor suave de pressão (13) é posicionado entre a válvula de choke (12) e o separador gravitacional (10) em que o dispositivo redutor suave de pressão (13), ou mais de um dispositivo, provê gradual e suave queda na pressão, minimizando a formação de espuma no óleo, o que aumenta a eficiência do separador gravitacional (10) à jusante, o valor agregado do óleo formado e diminui os custos com antiespumantes à base de silício.

12. PROCESSO DE REDUÇÃO SUAVE DE PRESSÃO, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (13) é posicionado entre o poço (14) e a válvula de choke (12) em que o dispositivo redutor suave de pressão (13), ou mais de um dispositivo, provê a redução da pressão de uma mistura de fases a montante de um equipamento ou acidente hidráulico sem que as gotas da fase dispersa quebrem significativamente, aumentando-se a eficiência dos equipamentos de separação de fases e a eficiência da produção.

Description:
“DISPOSITIVO REDUTOR SUAVE DE PRESSÃO E PROCESSOS PARA REDUÇÃO SUAVE DE PRESSÃO”

Campo da Invenção

[001] A presente invenção trata de um dispositivo redutor suave de pressão com aplicação na área do petróleo, em especial na área de controle de pressão de fluidos, tanto a jusante dos poços produtores, quanto no controle de pressão entre os equipamentos variáveis do processo.

[002] A nova concepção construtiva possibilita a redução da pressão na saída do poço de petróleo, e em outras etapas do processo produtivo, não só minimizando a quebra das gotas da fase dispersa, como ainda proporcionando a redução suave das dispersões, eventualmente presentes na corrente liquida.

Descrição do Estado da Técnica

[003] Na indústria petrolífera é de conhecimento geral que o fluido petrolífero extraído de um poço, denominado genericamente de petróleo, é uma reunião de diversos compostos naturais, dentre os quais se destacam os hidrocarbonetos e a água. Para fins de descrição, neste documento, os hidrocarbonetos serão denominados de óleo.

[004] Durante o tratamento do fluido petrolífero, em especial no processamento primário, a água é expurgada da mistura de óleo, gás e água por segregação gravitacional, de modo a permitir a continuidade do processamento do óleo. Os técnicos da área denominam essa água expurgada de“água produzida”.

[005] Em seguida, cada uma das fases, grosseiramente separadas, será tratada individualmente em linhas dedicadas, a fim de minimizar a fase dispersa dos outros fluidos ainda não eliminados.

[006] Não obstante, no que se refere ao tratamento dos líquidos, óleo e água, a eficiência dos equipamentos de separação de fases pertencentes as linhas dedicadas dependem do diâmetro das gotas da fase dispersa na entrada desses equipamentos. Assim, quanto maiores forem as gotas maior será a eficiência do equipamento de separação implicando em menor utilização de produtos químicos associados. [007] Dessa maneira, o processo de depuração primário do fluido de petróleo representa um percentual significativo do custo de produção de petróleo, o que é agravado quando tratamos da produção de petróleo no mar (offshore), sob grandes lâminas de água.

[008] Para a produção de petróleo em alto mar, é necessário que se instale equipamentos de separação de óleo-água sobre as plataformas produtoras. Os equipamentos instalados resultam em excesso de peso, bem como dispêndio de energia em processamento e bombeio do produto, o que dificulta os procedimentos atuais.

[009] Aliada às dificuldades descritas, outra questão importante a ser superada é a elevada pressão do fluido petrolífero no momento da extração. Por essa razão é necessário introduzir uma válvula de controle para manter o poço pressurizado e ao mesmo tempo controlar a pressão da linha de extração.

[010] Assim, para fins de controle de pressão, a literatura patentária, em especial o documento PI 0505620-9, sugere a utilização da“válvula de choke”, capazes de reduzir a pressão da corrente produzida e controlar a vazão do poço produtor.

[011] As“válvulas de choke” atuam estrangulando o escoamento e reduzindo a pressão. Ocorre que, a redução do escoamento é realizada de forma abrupta, por meio de pequenos espaços no interior da válvula, perfazendo um mecanismo prejudicial à manutenção do diâmetro das gotas da fase dispersa.

[012] O funcionamento das válvulas de choke se dá de modo a reduzir a pressão de forma eficiente, em que as válvulas submetem os fluidos a reduções abruptas da pressão e acabam por ocasionar a quebra das gotas da fase dispersa, o que reduz a eficiência dos equipamentos de separação.

[013] Assim, a literatura patentária busca dispositivos que possam permitir a redução suave da pressão de entrada e saída do fluido de petróleo, tanto no momento da extração do fluido, quanto nas demais fases do processo, de maneira a mitigar a quebra das gotas da fase dispersa e aumentar a eficiência da separação dos fluidos. [014] A patente PI 0505620-9 sugere uma solução para esta questão. Tal documento descreve uma válvula ciclônica capaz de reduzir a pressão de escoamento do fluido e as tensões externas às gotas presentes no fluido, o que acaba por minimizar os problemas de pressão e emulsificação.

[015] No entanto, a“válvula ciclônica” descrita no estado da técnica, embora compacta, apresenta elevada dificuldade de construção, o que gera um custo adicional a fase primária de processamento do petróleo.

[016] Por estas razões, dentre as formas de processamento primário de fluidos de petróleo descritas na literatura, não existe um equipamento capaz de reduzir a pressão da corrente produzida e controlar a vazão do poço produtor com um custo reduzido.

Descrição Resumida da Invenção

[017] A presente invenção refere-se a um dispositivo que possibilita a redução da pressão de uma corrente ou fluido na saída de um poço (14) de petróleo, ou em qualquer outra etapa de um processo produtivo ou laboratorial através de um equipamento de fácil construção e custos reduzidos.

[018] Em um primeiro aspecto, o dispositivo (13) compreende um corpo cilíndrico preenchido com uma pluralidade de tubos de diâmetro reduzido. Assim, um escoamento proveniente de um duto de entrada de maior diâmetro é subdividido entre os dutos de diâmetro reduzido, em que o escoamento é reunificado em uma tubulação de saída de diâmetro igual ao duto de entrada, porém sob pressão inferior.

[019] Em linhas gerais, o dispositivo (13) é arranjado da seguinte forma: a tubulação do processo a montante conecta-se com a tubulação de entrada do vaso de pressão (5). Esta tubulação de entrada (1 ) deve se conectar, de forma centralizada, à calota esférica de entrada (2) do vaso de pressão (5). A parte côncava da calota esférica de entrada (2) servirá de reservatório para o fluido de entrada, de vazão Q, e distribuirá esta vazão nos n dutos da seção reta. O arranjo de dutos, posicionados da forma mais compacta possível, será mantido na entrada por uma tampa (4) cuja parte interna abraça todos os dutos e cuja parte externa é presa à parede interna do vaso de pressão cilíndrico (5). Na extremidade direita dos dutos, uma nova tampa (6) idêntica à primeira suportará os dutos na parte interna e será suportada pelo vaso de pressão (5) na parte externa. O fluido, agora com pressão muito menor, sairá pela extremidade direita dos dutos e sua vazão total Q será acomodada na parte côncava da calota esférica de saída (7). Finalmente, o fluido sairá do dispositivo passando pela tubulação de saída (8) com vazão Q e pressão muito menor. Além da seção reta circular dos dutos, outros tipos de seção reta são possíveis.

Descrição das Figuras

[020] Outras características e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes a partir da leitura detida da seguinte descrição, dada apenas por meio de exemplificação de uma forma de execução da invenção, sem com isso significar qualquer tipo de limitação do escopo inventivo.

[021] Assim, temos a Figura 1 , que retrata uma vista lateral compreendendo uma tubulação circular de diâmetro D, um comprimento L e uma área da seção reta A. A vista lateral está destacada mostrando diâmetro e comprimento da tubulação; e a vista de topo também já está destacada mais à direita, sendo representada pelo círculo que mostra a área da seção reta.

[022] A Figura 2 retrata uma vista em corte de uma primeira concretização do dispositivo redutor, incluindo uma seção transversal com n dutos de comprimento I e diâmetro interno d;

[023] A Figura 3 retrata uma vista em corte, de uma segunda concretização do dispositivo redutor de pressão;

[024] A Figura 4 retrata uma vista em corte, de uma terceira concretização do dispositivo redutor suave de pressão (13) em que é representada uma seção reta hexagonal do vaso de pressão (5);

[025] A Figura 5 retrata um diagrama de uma primeira concretização do processo;

[026] A Figura 6 retrata um diagrama de uma segunda concretização do processo;

[027] A Figura 7 retrata um diagrama de uma terceira concretização do processo; [028] A Figura 8 retrata uma vista em corte dos elementos da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[029] Em particular, a presente invenção trata de um dispositivo de redução suave de pressão (13), aplicado em uma linha de produção, que visa o controle de nível de vazão ou pressão conforme a necessidade da etapa produtiva.

[030] A Figura 1 retrata uma configuração típica de duto reto de área de seção transversal circular A, de comprimento L e diâmetro interno D, ao longo do qual um fluido escoa com vazão Q, submetido a uma diferença de pressão tal como DR = P1 - P2.

[031] A Figura 2 retrata uma vista em corte de uma primeira concretização do dispositivo de redução suave de pressão (13), incluindo uma seção transversal com n dutos de comprimento l e diâmetro interno d, em que o fluido ao invés de percorrer um duto único, percorre n dutos de comprimento I e diâmetro d , sendo que cada duto transforma uma vazão Q/n.

[032] A Figura 3 retrata uma vista em corte, de uma segunda concretização do dispositivo (13) em que, devido à dificuldade prática de conectar o duto maior a cada um dos dutos menores, faz-se interessante encapsular os n dutos menores por um vaso de pressão (5) e conectar este ao duto maior. Internamente, os n dutos circulares são distribuídos uniformemente e acoplados a duas placas circulares, de diâmetro igual ao diâmetro interno do vaso de pressão (5), sendo essas placas posicionadas na entrada e na saída do vaso de pressão (5), conforme a seção reta do vaso de pressão (5).

[033] A Figura 3 ainda demonstra a seção reta do dispositivo (13) com a representação da geometria circular da seção reta dos dutos, no entanto, vale destacar que outras geometrias para a seção reta do duto podem ser aplicadas, tais como a seção triangular, a quadrada, a pentagonal e a hexagonal. Tais modificações poderiam aumentar a compacidade do dispositivo. [034] A Figura 4 retrata uma vista em corte, de uma terceira concretização do dispositivo redutor suave de pressão (13) em que é representada uma seção reta hexagonal do vaso de pressão (5);

[035] A Figura 5 retrata um diagrama de uma primeira concretização do processo, em que o dispositivo redutor suave de pressão (13) se aplica entre o separador gravitacional (10) e o flotador (1 1 ), em que cada um desses equipamentos tem a função de reduzir o teor de óleo da corrente aquosa, sequencialmente, e trabalha sob determinada pressão, estando o separador gravitacional (10) sob maior pressão e o flotador (1 1 ) sob menor pressão.

[036] A Figura 6 retrata um diagrama de fluxo de uma segunda concretização do processo, em que o dispositivo redutor suave de pressão (13) se aplica entre a válvula choke (12) e o separador gravitacional (10).

[037] A Figura 7 retrata um diagrama de fluxo de uma terceira concretização do processo, em que o dispositivo redutor suave de pressão (13) se aplica entre o poço (14) e a válvula choke (12).

[038] A Figura 8 retrata uma vista em corte da concretização da invenção que mostra os componentes da invenção. Da esquerda para a direita, a tubulação do processo a montante conecta-se com a tubulação de entrada (1 ) do vaso de pressão (5). Esta tubulação de entrada (1 ) deve se conectar, de forma centralizada, à calota esférica de entrada (2) do vaso de pressão (5). A parte côncava da calota esférica de entrada (2) servirá de reservatório para o fluido de entrada, de vazão Q, e distribuirá esta vazão nos n dutos de seção reta qualquer (3). Note que o arranjo de dutos, posicionados da forma mais compacta possível, será mantido na entrada por uma tampa (4) cuja parte interna abraça todos os dutos e cuja parte externa é presa à parede interna do vaso de pressão cilíndrico (5). Na extremidade direita dos dutos, nova tampa (6) idêntica à primeira suportará os dutos na parte interna e será suportada pelo vaso de pressão (5) na parte externa. O fluido, agora com pressão muito menor, sairá pela extremidade direita dos dutos e sua vazão total Q será acomodada na parte côncava da calota esférica de saída (7). Finalmente, o fluido sairá do dispositivo passando pela tubulação de saída (8) com vazão Q e pressão muito menor. Além da seção reta circular dos dutos apresentados no diagrama, outros tipos de seção reta são possíveis (9).

[039] Com referência a estas figuras, pode-se observar que a invenção descrita compreende um dispositivo redutor suave de pressão (13) que permite a redução linear da pressão com o comprimento do duto, desde a pressão em sua entrada até a pressão em sua saída, que é tão mais suave quanto maior o número de dutos, diferentemente da redução não linear e abrupta da pressão encontrada em pequenos espaços no interior das válvulas comerciais.

[040] Conforme evidenciado na Figuras 1 é possível observar que um fluido monofásico escoa com vazão Q quando submetido a um duto reto de área de seção transversal circular A, de comprimento L e diâmetro interno D, ao longo do qual é submetido a uma diferença de pressão DR = P1 - P2. Tal contexto pode ser comprovado pela literatura clássica relacionada a mecânica dos fluidos conforme a equação abaixo:

PI - P2 = (smQ 2¾to)

onde p é a massa específica do fiotdo e f o fator de fricção do duto.

Assim, para p, f, Q e A constantes, DR varia iinearmerrte com: UD

[041] De outro modo, conforme aponta a Figura 2, ao invés de fluir ao longo do duto de diâmetro D, a presente invenção submete a mesma vazão Q, descrita na Figura 1 , a n dutos de comprimento / e diâmetro interno d, mantendo a diferença de pressão (DR), em que cada duto transporta a uma vazão de Q/n e o fluido escoa ao longo dos dutos n. Nesse caso, é possível obter uma redução linear da pressão de Pi para P2 com n dutos de comprimento / e diâmetro d que, no seu conjunto, escoam um fluido monofásico com vazão Q. Neste caso, a equação acima é dada por:

Assim, para p, f, 0 e à constantes, DR varia Sinearmente com ti/d \

[042] Ainda em relação a Figura 2, destaca-se que o transporte do fluido só pode ser considerado equivalente ao transporte realizado na Figura 1 quando, p, f, Q e A são iguais e nl/d for equivalente a L/D.

[043] Assim, de acordo com as Figuras 1 e 2 podemos concluir que é possível obter a redução linear de pressão, de Pi para P2, com n dutos de comprimento / e diâmetro que, no seu conjunto, escoam um fluido monofásico com vazão Q.

[044] No que tange a Figura 3, é possível extrair que devido à dificuldade prática de conectar 0 duto maior a cada um dos dutos menores faz-se interessante encapsular os n dutos menores por um vaso de pressão (5) e conectar este ao duto maior. Internamente, os n dutos circulares são distribuídos uniformemente e acoplados a duas placas circulares, de diâmetro igual ao diâmetro interno do vaso de pressão (5), sendo essas placas posicionadas na entrada e na saída do vaso de pressão (5), conforme a seção reta do vaso de pressão (5).

[045] A Figura 3 ainda demonstra a seção reta do dispositivo com a representação da geometria circular da seção reta dos dutos, no entanto, vale destacar que outras geometrias para a seção reta do duto podem ser aplicadas tais como a seção triangular, a quadrada, a pentagonal e hexagonal. Tais modificações iriam aumentar a compacidade do dispositivo.

[046] A Figura 4 mostra 0 mesmo dispositivo, porém com seção reta hexagonal do duto menor, permitindo que os dutos menores tenham suas paredes coladas umas às outras, eliminando os espaços vazios entre os dutos menores, transformando a seção reta do vaso de pressão (5) numa espécie de“colméia”. A equação de queda de pressão, neste caso, é dada por: onde t¾¾é o diâmetro equivalente do redutor suave de pressão.

[047] A Figura 5 retrata um diagrama de uma primeira concretização que demonstra uma primeira aplicação para a presente invenção. Nesta aplicação, o dispositivo redutor suave de pressão (13) se aplica entre o separador gravitacional (10) e o flotador (1 1 ), dentro de um contexto em que o tratamento da água oleosa na planta de processamento primário de petróleo é feito a partir da utilização, em série, dos seguintes equipamentos: Separador gravitacional (10), Hidrociclones e flotadores (1 1 ), retratados na referida Figura 5. Tais equipamentos tem a função de reduzir o teor do óleo da corrente aquosa, sequencialmente, e trabalhar sob determinada pressão, estando o separador gravitacional (10) sob maior pressão e o flotador (1 1 ) sob menor pressão.

[048] Nesta concretização, a aplicação do dispositivo redutor suave de pressão (13) traz a pressão de operação do separador gravitacional (10) para a pressão de projeto dos flotadores (1 1 ), reduzindo também a quebra de gotas da fase dispersa. Isso porque, a água oleosa possui elevado potencial de incrustação, o que gera a possibilidade de obstrução dos hidrociclones devido ao seu estreito orifício para fluxo interno. Tais obstruções podem ocasionar paradas para limpezas, culminando na descontinuidade operacional. Durante os eventos de entupimento, o fluxo de água oleosa é desviado, e o separador gravitacional (10) é ligado diretamente ao flotador (1 1 ).

[049] A concretização ilustrada na Figura 5 se diferencia do estado da técnica visto que, tipicamente há a inserção de uma válvula, entre o separador gravitacional (10) e o flotador (1 1 ), responsável pela redução da pressão desde o separador gravitacional (10) até a pressão de projeto dos flotadores (1 1 ). No entanto, a queda abrupta de pressão provocada pela ação da válvula provoca a quebra de gotas de óleo, reduzindo a eficiência dos flotadores (1 1 ). Assim, a presente concretização difere do estado da técnica tendo em vista que, o dispositivo redutor suave de pressão (13) é aplicado a montante da válvula, e traz a pressão de operação do separador gravitacional (10) para a pressão de projeto dos flotadores (1 1 ), minimizando a quebra de gotas da fase dispersa e deixando para a válvula a montante dos flotadores (1 1 ) apenas a função“passa - não passa” do escoamento.

[050] Nesta concretização, o diâmetro equivalente dos n dutos do dispositivo redutor suave de pressão (13) devem ser suficientemente pequenos para tornar o dispositivo (13) o mais compacto possível, porém suficientemente grande para não sofrer os mesmos problemas de entupimento por incrustação sofridos pelos estreitos orifícios dos hidrociclones.

[051] Depreende-se da concretização ilustrada na Figura 5 uma redução da quebra de gotas a montante dos flotadores (1 1 ), o que aumenta a eficiência do processo e incorre em um aumento da eficiência de produção.

[052] Uma segunda concretização desse processo está retratada na Figura 6, em um diagrama de fluxo que representa a aplicação do dispositivo redutor suave de pressão (13) entre a válvula choke (12) e o separador gravitacional (10). Nesta concretização, a aplicação do dispositivo redutor suave de pressão (13), ou de mais de um dispositivo, provê gradual e suave queda na pressão, minimizando a formação de espuma no óleo, aumentando a eficiência do separador gravitacional (10) à jusante e diminuindo os custos com o uso de antiespumantes.

[053] A concretização da presente invenção retratada na Figura 6 ganha importância, visto que, na ausência do dispositivo redutor suave de pressão (13), o fenômeno de despressurização, desde a válvula choke (12) até o interior do separador gravitacional (10), tende a fazer com que gases que estavam em solução no óleo, quando submetidos a pressão do reservatório, sejam expurgados subitamente da solução, carreando impurezas para a interface e formando espuma. A formação de espuma compromete o funcionamento do separador gravitacional (10), uma vez que reduz o espaço útil para a segregação das fases. Assim, com a formação da espuma, é preciso utilizar antiespumantes, que contém silício, o que contamina o óleo que será transportado até o refino, diminuindo seu valor monetário. [054] Uma terceira concretização do processo é retratada na Figura 7 em que o dispositivo redutor suave de pressão (13) se aplica entre o poço (14) e a válvula choke (12). A mencionada válvula (12) tem a função de controlar o escoamento que chega à planta de processamento primário de petróleo, e isso é feito com queda de pressão abrupta no interior da válvula (12), o que ocasiona severa quebra das gotas da fase dispersa, tal contexto prejudica o funcionamento dos equipamentos de separação de fases a jusante. Assim, a aplicação do dispositivo redutor suave de pressão (13), ou mais de um, imediatamente a montante da válvula choke (12), deixa para esta apenas a função“passa - não passa” do escoamento, evitando a quebra das gotas da fase dispersa, já que a pressão maior proveniente do poço (14) terá sido minimizada suavemente no dispositivo redutor de pressão (13) que é objeto desta invenção.

[055] Nesta terceira aplicação, é importante notar que o dispositivo redutor suave de pressão (13) se aplica sempre que se desejar reduzir fortemente a pressão de uma mistura de fases a montante de um equipamento ou acidente hidráulico sem que as gotas da fase dispersam quebrem significativamente. Assim, ao minimizar a quebra de gotas a montante da válvula choke (12) aumenta-se a eficiência dos equipamentos de separação de fases como um todo, aumentando consequentemente a eficiência da produção.

[056] A Figura 8 mostra os componentes da invenção. Tal concepção retrata uma vista em corte da concretização da invenção. O dispositivo está descrito da esquerda para direita, em que a tubulação do processo a montante conecta-se com a tubulação de entrada (1 ) do vaso de pressão (5). Esta tubulação de entrada (1 ) deve se conectar, de forma centralizada, à calota esférica de entrada (2) do vaso de pressão (5). A parte côncava da calota esférica de entrada (2) servirá de reservatório para o fluido de entrada, de vazão Q, e distribuirá esta vazão nos n dutos de seção reta qualquer (3). Note que o arranjo de dutos, posicionados da forma mais compacta possível, será mantido na entrada por uma tampa (4) cuja parte interna abraça todos os dutos e cuja parte externa é presa à parede interna do vaso de pressão cilíndrico (5). [057] Ainda na Figura 8, é possível observar na extremidade direita dos dutos, uma nova tampa (6) idêntica à primeira, que suportará os dutos na parte interna e será suportada pelo vaso de pressão (5) na parte externa.

[058] Depreende-se ainda da Figura 8 que o fluido, agora com pressão muito menor, sairá pela extremidade direita dos dutos e sua vazão total Q será acomodada na parte côncava da calota esférica de saída (7). Finalmente, o fluido sairá do dispositivo (13) passando pela tubulação de saída (8) com vazão O e pressão muito menor.

[059] Outro aspecto da invenção que pode ser analisado a partir da Figura 8 perpassa a seção reta circular dos dutos apresentados no diagrama, que podem ser de outros tipos de seção reta possíveis (9).

[060] Pelo acima exposto, resta claro para o técnico no assunto que, quando comparado com outros dispositivos, a presente invenção difere do estado da técnica, uma vez que o dispositivo redutor suave de pressão (13) permite uma redução linear da pressão, desde entrada do fluido no dispositivo até a sua saída, em que a redução é tão mais suave quanto maior o número de dutos de diâmetro d e largura /, diferentemente da redução não linear e abrupta da pressão encontrada em pequenos espaços no interior das válvulas comerciais, que ocasionam a quebra das gotas da fase dispersa. Aliado à essas circunstâncias, o objeto da presente invenção também é montado de forma simples e abaixo custo.

[061] Portanto, conforme pode ser depreendido a partir das aplicações acima, o dispositivo redutor suave de pressão (13), compreende basicamente um corpo e elementos, tais como um vaso de pressão (5), e dutos retos de seção reta qualquer (3), em que os elementos estão dispostos entre si de modo a impor uma redução linear de pressão, em que o mencionado dispositivo é provido de um acesso tubular a montante, em que a tubulação do processo a montante conecta-se com a tubulação de entrada (1 ) do vaso de pressão (5) de forma centralizada à calota esférica de entrada (2) do vaso de pressão (5), em que a parte côncava da calota esférica de entrada (2) servirá de reservatório para o fluido de entrada, de vazão Q, e distribuirá esta vazão nos n dutos de seção reta qualquer (3), posicionados de forma compacta e sustentados na entrada (2) por uma tampa (4), cuja parte interna abraça todos os n dutos (3) e a parte externa é presa à parede interna do vaso de pressão cilíndrico (5), em que na extremidade direita do vaso de pressão (5) uma nova tampa de saída (6), idêntica à primeira suportará os n dutos na parte interna e será suportada pelo vaso de pressão (5) na parte externa, seguida pela calota esférica de saída (7) e tubulação de saída (8).

[062] Especificamente, o dispositivo redutor suave de pressão (13) orienta o fluido por um fluxo de escoamento direcionado ao interior do vaso de pressão (5), em que o fluxo conduz o fluido para os n dutos retos de seção reta qualquer (3). Em seguida, o fluido é escoado pela extremidade direita, sendo primeiramente acomodado na parte côncava da calota esférica de saída (7),e em seguida, escoado pela tubulação de saída (8), com vazão Q e pressão menor que a pressão de entrada na tubulação de entrada (1 ).

[063] Mais especificamente, em relação ao dispositivo redutor suave de pressão (13), frise-se que a seção reta circular dos dutos apresentados, exibem outros tipos de seção reta possíveis (9), em especifico, hexagonal, triangular, quadrada ou pentagonal.

[064] Em um aspecto preferido da presente invenção, o mencionado dispositivo redutor suave de pressão (13) pode ser posicionado entre o separador gravitacional (10) e o flotador (1 1 ), reduzindo a pressão do fluido que sai do separador gravitacional (10) até a pressão ideal de processamento do flotador (1 1 ) aumentando a eficiência do processo e reduzindo a quebra de gotas da fase dispersa. Nesse caso, o diâmetro dos n dutos do dispositivo redutor suave de pressão (13) deve ser suficientemente pequeno para tornar o dispositivo compacto, no entanto ele deve ser suficientemente grande para não sofrer problemas de entupimento por incrustação.

[065] Em outro aspecto preferido da presente invenção, o dispositivo suave redutor de pressão (13), ou mais de um dispositivo, quando posicionado entre a válvula de choke (12) e o separador gravitacional (10) provê gradual e suave queda na pressão, minimizando a formação de espuma no óleo, o que aumenta a eficiência do separador gravitacional (10) à jusante, o valor agregado do óleo formado e diminui os custos com antiespumantes à base de silício.

[066] Em um último aspecto da presente invenção, o dispositivo redutor suave de pressão (13), ou mais de um dispositivo, quando posicionado entre o poço (14) e a válvula de choke (12) provê uma redução da pressão de uma mistura de fases a montante de um equipamento ou acidente hidráulico sem que as gotas da fase dispersa quebrem significativamente, aumentando-se a eficiência dos equipamentos de separação de fases e a eficiência da produção.

[067] Assim, o dispositivo redutor suave de pressão (13) provê a redução linear da pressão, que permite a redução linear da pressão com o comprimento do duto, desde a pressão em sua entrada até a pressão em sua saída, que é tão mais suave quanto maior o número de dutos.

[068] Os técnicos versados no assunto apreciarão que inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do pedido são permitidas e, dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.