ciesp: otimização do uso de poços na indústria
TRANSCRIPT
Otimização do Uso de Poços na Indústria, com aumento da produção de água e
redução de energia elétrica
Geol. José Paulo G. M. Netto
Você Conhece Seu Poço????
O QUE PRECISAMOS SABER ?
Dados da Perfuração Dados das ultimas Manutenções Dados do Conjunto bombeador Relatórios Mensais:
• Níveis ( NE e ND)• Vazão Instantânea• Horas Trabalhadas / Mês• Produção Mensal• Voltagem • Amperagem
Curva de rebaixamento
Cone de depressão
Nível estático Revestimento
Filtros Piezômetro
Areia
Calcário
Poço em Operação
Driscoll, Modificado Martins Netto, JPG 2010
Nível Dinâmico
EFICIÊNCIA HIDRÁULICA DOS POÇOS
Fonte: Feitosa, F.A.C., 2008
Seu Poço de Sedimentos Começou Certo ????FLUÍDO DE PERFURAÇÃO
• Mistos: orgânico (CMC) + Inorgânico (bentonita)
DESENVOLVIMENTO• PTR 01 = HEXAMETAFOSFATO = Eficiência inicial 42,20 %
• PTR 02 e 03 = NO RUST+ FERBAX
• Eficiência inicial PTR02 = 85,30 %• Eficiência inicial PTR03 = 86,70 %
Resultados Comparativos da eficiência dos Poços
PTR - 01,02 e 03
Poço Eficiência Observações
PTR-01 42,22 % Menor eficiência dos 3 poços
PTR-02 85,30 %* 102,03 % maior que o PTR-01
PTR-03 86,70 %** 105,45 % maior que o PTR-01
Fonte: Feitosa, F.A.C., 2008
INTERFERÊNCIAS MÚLTIPLAS ENTRE POÇOS
Test Date 27/mai/08Pumping Duration 1620,00Nivel estático 4,56Vazão Bombeamento(m3/h) 496,00Distancia do poço (m) 20,00Taxa Bombeamento(m3/s) 0,1378
Time Since WaterPumping Level DrawdownStarted s'(min) (m) (m)
1 6,138 1,582 7,623 3,063 8,04 3,484 8,338 3,785 8,582 4,026 8,757 4,198 9,042 4,48
10 9,273 4,7112 9,444 4,8815 9,65 5,0920 9,938 5,3825 10,185 5,6230 10,34 5,7840 10,631 6,0750 10,88 6,3260 11,065 6,5070 11,236 6,6780 11,39 6,83
100 11,648 7,09120 11,828 7,27150 12,092 7,53180 12,273 7,71240 12,565 8,00300 12,796 8,23360 12,97 8,41420 13,097 8,53540 13,361 8,80600 13,473 8,91660 13,59 9,03720 13,698 9,14780 13,793 9,23840 13,893 9,33960 14,053 9,49
1080 14,151 9,591200 14,261 9,701320 14,374 9,811440 14,472 9,911620 14,694 10,13
Transmissivity (m2/h) 38,96 2,33Transmissivity (m2/s) 0,010821173 Y Intercept 2,37
Storativity 4,75E-04 r 1,00t intercept 7,8
ANALYSIS OF DRAWDOWN USING JACOB METHOD
EXEMPLOS DE INTERPRETAÇÃO DE TESTES DE BOMBEAMENTO
Martins Netto, 2009 ABES
1 10 100 1000 10000 100000 10000000,1
1
10
100GRÁFICO DA FUNÇÃO DE THEIS
W(u
)
1/u
1 10 100 1000 100000,1
1
10
r = 0,05 m
r2 = 0,0025 m2
u = r2.S/4T.t
S = 4.T.t.u/r2
S = 4.11,3.10 /0,0025.60.819093S = 0,00368
Q = 14,2 m3/hT = Q.W(u)/4.sT = 14,2.10/4.1
T = 11,3 m2/h
s = 1 mt = 10 min
Ponto coincidenteW(u) = 101/u = 819093
Método da superposição de Theis para cálculo dos parâmetros hidrodinâmicos do aqüífero sedimentar no local do Poço "Radial" em Boiçucanga, São Sebastião.
Curva de rebaixamento do Poço "Radial" em Boiçucanga
Reb
aixa
men
to (m
)Tempo (minutos)
Martins Netto, 2009 ABES
EXEMPLOS DE INTERPRETAÇÃO DE TESTES DE BOMBEAMENTO
Q (m3/h) N.D.(m) s med (m) s/Q (m/m3/h) Q/s (m3/h/m) duração (h) s calc (m) s/Q calc (m/m3/h)0 0
50,80 69,68 36,64 0,721260 1,386463 6,00 32,63 0,6422
60,70 78,04 45,00 0,741351 1,348889 6,00 54,69 0,9010
70,40 120,00 86,96 1,235227 0,809568 24,00 81,28 1,1546
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80
sxQ
Q (m3/h)
s(m
)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
0 10 20 30 40 50 60 70 80
s/QxQ
Ponto Crítico
QUANTO CUSTA A ÁGUA Comunicado Sabesp 03/16 – Dir. Metropolitana
1,0 m³/h = 600 m³/mês = R$ 10.476,00/mês = R$ 125.712,00* / ano
3,0 m³/h = 1.800 m³/mês = R$ 31.428,00/mês = R$ 377.136,00*/ ano
5,0 m³/h = 3.000 m³/mês = R$ 52.380,00/mês = R$ 628.560,00*/ ano
10,0 m³/h = 6.000 m³/mês = R$ 104.760,00/mês = R$ 1.257.120,00*/ ano
EXEMPLO DE QUANTO UM POÇO PODE ECONOMIZAR
Tarifa Base: Comunicado Sabesp 03/16 – Dir. Metro. = Industrial – (*) descontar custo da energia
ONDE PODEMOS MEXER
Os Poços tem vida longa e qualquer pequena alteração pode representar importantes valores ao longo dos anos.
Poços bem construídos e desenvolvidos produzem mais água e com custo menor.
O monitoramento do sistema e ajustes reduzem o custo operacional.
Manutenções preventivas permitem maior produção de água com menor custo operacional.
A MINHA BOMBA ESTA CORRETAMENTE DIMENSIONADA ??????
• Qual a produção do poço?• Qual e minha necessidade de água ?• Qual é o rendimento da bomba para
minha vazão?• A tubulação está correta ?• Questões de energia
www.g1.globo.com
MANUTENÇÕES PREVENTIVA X CORRETIVA
Manutenção PreditivaCaracteriza-se pela medição e análise de variáveis do Poço que possam prognosticar uma eventual falha..
Manutenção PreventivaConjunto de ações que visam prevenir a quebra.
Manutenção CorretivaAções para reparar as falhas
COMPARATIVO DOS CUSTOS DE MANUTENÇÃOPREDITIVA + PREVENTIVA = 1,0 XPREVENTIVA = 1,5 XCORRETIVA = 2,0 XCORRETIVA + CUSTOS ASSOCIADOS 10 -15 X
CUSTOS ASSOCIADOS• Perda de produção• Compra de Água• Contratação emergencial com custo + alto• Instalação da bomba disponível no momento(incorreto)• Normalmente no Carnaval, Réveillon, Feriados.......
QUANDO FAZER AS MANUTENÇÕES
Poços de Rocha 18-24 mesesPoços Mistos / Sedimentos 12-18 mesesPoços no Guarani (> 1.000 m) 24-36 meses
O poço dá sinais que está com problemas.Os Poços podem determinar regimes mais
curtos ou longos entre manutenções.A qualidade da água também é fator a
considerar para as manutenções.
O QUE USARProduto adequado para cada
problema !
Dizer NÃO para :• Hipoclorito de sódio• Dispersantes de Argilas• Quantidade reduzida
https://www.portalvital.com/
O QUE USAR
https://www.portalvital.com / www.hospitalmetropolitano.com.br
O QUE USARProduto adequado para cada
problema !
Usar• Dispersantes poderosos com
capacidade de redução de pH• Bactericidas Eficientes
https://www.portalvital.com/
Variações de 7 a 10% na vazão
Mexeu no registro
Variações de 5 a 7 % na vazão; mexeu no registro
Martins Netto, J.P.G. 2007
POSSO MUDAR O REGIME DO POÇO PARA OPERAR EM FAIXA MAIS BARATA DE ENERGIA ??
• Qual a produção do poço?• Qual a capacidade do Reservatório?• Qual o consumo de pico ?• Considerando a diferença entre produção e consumo, qual é o tempo do meu reservatório ?• Quais as suas faixas contratadas ?
www.g1.globo.com
CÁLCULO TEÓRICO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DO CONJUNTO BOMBEADOR
Onde:
Kw = consumo total em KW/hQ = vazão produzida em m³/minutoHTM = Altura manométrica totalRe = Rendimento do conjunto bombeador na vazão
Kw = 0,162 x Q (m³/minuto) x HMT (m)
Re (%)
Vazão = 7,0 m³/h --------------Eficiência = 57 %Potencia 0,33 Hp/ estagio0,33 x 14 estágios = 4,62 Hp4,62Hp/7,0m³/h = 0,66Hp/m³= 0,489 kW/ m³
Vazão = 5,0 m³/h --------------Eficiência = 50 %Potencia 0,30 Hp/ estagio0,33 x 14 estágios = 4,20 Hp4,20Hp/5,0m³/h = 0,84Hp/m³= 0,623 kW/ m³
= + 27,4 % de consumo de energia por m³ produzido
Fechando o Registro
Exemplo de Aumento de Rendimento dos bombeadores
45 %
50 %
Possibilidade de ganho de energia
Consumo kw.h / mês = 1.266.865
+ 5%
cai11,1%
1.126.243 kWh / mês
Custo R$ / mês = 443.402,75 394.185,05 R$ / mês
ECONOMIA = R$ 49.217,70 / mês ou R$ 590.612,40 / ano
Pot=Const / Rend20,0 kW
17,7 kW- 11,1 %
http://www.sampla.com.br/trylbrn.htm
PEQUENAS MUDANÇAS PODE TRAZER RESULTADOS
2,63
1,62
0,98
2,75
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
m³ d
e ág
ua p
rodu
zida
por K
w co
nsum
ido
Produção de água em m³ por Kw consummido
Demonstração de caso real
Aumento % da Vazão Específica após reabilitação, em 19 poços SABESP
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00C
açap
ava
Can
as
Ces
ário
Lan
ge
Ces
ário
Lan
ge
Dol
cinó
polis
Gua
rare
ma
Para
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Mar
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Pta.
Mira
catú
Orin
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a
P. B
erna
rdes
Piac
atu
Pira
pozi
nho
Prud
ente
S. J
. 2 P
onte
s
S. J
. 2 P
onte
s
S. L
oure
nço
Serr
a
Sete
Bar
ras
Taci
ba
Vale
ntim
Gen
til
%
Redução Percentual do Consumo de Energia Elétrica após a reabilitação, em 19 poços SABESP
-50,00
-40,00
-30,00
-20,00
-10,00
0,00
10,00
Caçapava
Canas
Cesário Lange
Cesário Lange
Dolcinópolis
Guararem
a Paratei
Marabá Pta.
Miracatú
Orindiuva
P. Bernardes
Piacatu
Pirapozinho
Prudente
S. J. 2 Pontes
S. J. 2 Pontes
S. Lourenço Serra
Sete Barras
Taciba
Valentim G
entil%
OTIMIZAÇÃO DA OPERAÇÃO DE POÇOS NO MUNICÍPIO DE LINS, ATRAVÉS DE CAPTAÇÃO, CONTROLE E INTERPRETAÇÃO DIGITAL DE DADOS.
Vazão Média– P3Dados Operacionais 2000-2005
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008
Tempo de Funcionamento– P3Dados Operacionais 2000-2005
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
65,0
65,566,0
66,567,0
67,5
68,068,5
69,069,5
70,0
70,571,0
71,572,0
72,573,0
73,5
74,074,5
75,075,5
76,0
26/12/06 0:00 27/12/06 0:00 28/12/06 0:00 29/12/06 0:00 30/12/06 0:00 31/12/06 0:00 1/1/07 0:00 2/1/07 0:00 3/1/07 0:00 4/1/07 0:00 5/1/07 0:00 6/1/07 0:00
012345678910111213141516171819202122232425262728
ND[M] VAZÃO[M3/H]
Nível mínimo = 67,33 mVazão Mínima = 24 m3/h
Rebaixamento máximo = 7,51 m
PPS.3 - NÍVEL X VAZÃO - PERÍODO COMPLETO
Vazão máxima = 26,95 m3/h
NÍVEL MÁXIMO = 74,84 m
Períodos selecionados
NÍVEL x VAZÃO (P. 3) Período Completo
65
76 0
28
ND (m) Vazão(m3/h)
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
PPS.3 NÍVEL X VAZÃO - 29 DE DEZEMBRO
67,0
67,5
68,0
68,5
69,0
69,5
70,0
70,5
71,0
71,5
72,0
72,5
73,0
73,5
74,0
74,5
75,0
28/12/200621:36
29/12/200600:00
29/12/200602:24
29/12/200604:48
29/12/200607:12
29/12/200609:36
29/12/200612:00
29/12/200614:24
29/12/200616:48
29/12/200619:12
29/12/200621:36
30/12/200600:00
30/12/200602:24
012345678910111213141516171819202122232425262728
Nível Vazão
9:40 h de funcionamento contínuo
4:40 h de funcionamento intermitente
3 h de funcionamento intermitente
3 h de funcionamento contínuo
Vazão estabilizada - 24,58 m3/h
NÍVEL x VAZÃO (P. 3) -DETALHAMENTO 29 de Dezembro 2006
67
75 0
28
ND (m) Vazão(m3/h)
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
CCONCLUSÕES
1. Os regimes de bombeamento eram irregulares, com elevado número de liga/desliga.
2. Os poços operavam de forma ociosa.
3. O volume captado estava abaixo do disponível.
4. Os rebaixamentos eram incipientes.
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
RECOMENDAÇÕES
1. Efetuar manutenções com NO RUST para remoção de incrustações e manutenção das vazões.
2. Alterar o sistema de automação: aumentar o tempo de operação.
3. Reavaliar as condições de bombeamento: melhoria da capacidade de rebaixamento e consequente aumento da produção.
4. Monitoramento permanente dos poços.
Franco Filho, F.; Martins Netto, JPG, 2008 CABAS
OS TRATAMENTO ESTÃO CORRETOS E ATUALIZADOS ?????
Um sistema de tratamento deve considerar o volume de perda de água
• Desinfecção• Filtração em Cristais de Quartzo• Filtração em Zeólitas (alumino silicatos)• Filtração em Óxidos de Alumínio Aditivados• Filtração em GreenSandPlus• Tratamento por Resinas de Troca Iônica• Abrandamento e Desmineralização• Osmose Reversa
O TRATAMENTO DE ÁGUA DEVE CONSIDERAR EM CONJUNTO O CUSTO DE AQUISIÇÃO, OPERAÇÃO E PERDA DE ÁGUA DO PROCESSO
INCRUSTAÇÕES EM POÇOS
Inicio da incrustação Filtro Totalmente Obstruído
INCRUSTAÇÕES POR CARBONATOS
RECOMENDAÇÃO PARA AS PRIMEIRAS AÇÕES
Estudo da condição atual incluindo:
• Interferências entre poços• Estudo do consumo de energia• Proposta de readequação• Programa de manutenções preventivas• O que medir, quando e como • Dimensionamento de bomba reserva• Qualidade da Água e Tratamentos• Avaliação das Perspectivas Futuras• Vazão Outorgada
Podemos Melhorar ????
ASSISTAM
MANUTENÇÃO DE POÇOS: TECNOLOGIAS, CUSTO E EFICIÊNCIA
PALCO 4
22.09 – 15:00 HS
