Técnica de controle para supressão de golfadas em risers de produção de petróleo

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Técnica de controle para supressão de golfadas em risers de produção de petróleo

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Título: Técnica de controle para supressão de golfadas em risers de produção de petróleo
Autor: Stasiak, Marina Enricone
Resumo: Com a descoberta do Pré-sal e o desenvolvimento de novas tecnologias, a extração de petróleo em águas profundas torna-se cada vez mais comum, implicando no aumento das dimensões das linhas e risers de produção. Este fato pode, consequentemente, aumentar o número de instalações offshore operando com regime de escoamento oscilatório. Neste cenário, o estudo de medidas para atenuar ou até mesmo suprimir este tipo de regime de escoamento é de fundamental importância para a indústria de petróleo e gás, tanto no sentido de evitar possíveis perdas de produção quanto por questões de segurança. Assim, este trabalho tem por objetivo desenvolver uma lei de controle para supressão de oscilações causadas pelo regime de escoamento em golfadas, que ocorre em risers de transporte de petróleo. O objetivo de controle é suprimir as oscilações, garantindo a estabilidade do sistema e, ao mesmo tempo, maximizar a produção de petróleo operando com a maior abertura da válvula de produção (choke de produção). Este objetivo é alcançado levando o sistema para um ponto de operação próprio de sua natureza, o qual não é forçado pela lei de controle, e mantendo o choke de produção com uma abertura desejada. Para validar a técnica de controle desenvolvida, realizaram-se simulações utilizando um modelo dinâmico simplificado, o qual reproduz o fenômeno de golfadas em risers, e também utilizando um software comercial de simulação de escoamentos multifásicos. Também para verificar a eficiência da lei de controle proposta, construiu-se uma planta experimental de pequena escala, onde foram realizados ensaios e os resultados obtidos foram satisfatórios.<br>Abstract : With the discovery of pre-salt and the development of new technologies, the deepwater oil extraction becomes increasingly common, resulting in increased dimensions of flowlines and production risers. This fact could increase the number of offshore facilities operating at oscillatory flow regime. In this scenario, the study of alternatives to mitigate or even eliminate this type of flow regime is extremely important for the oil and gas industry, both in order to avoid production losses as for security reasons. Thus, the goal of this work is to develop a control law for suppress the oscillations caused by the slug-flow regime, which occurs in oil risers. The control objective is to suppress the oscillations, ensuring system stability and, at the same time, maximizing the oil production, operating with the largest possible opening of the production choke. This goal is achieved leading the system for a natural operating point, which is not forced by the control law, and keeping the production choke with a desired opening. To validate the developed control technique, simulations were performed using a simplified dynamical model, which reproduces the slug-flow phenomena in oil risers, and also using a commercial software for simulation of multiphase flows. Furthermore, to check the efficiency of the control law proposed, a small-scale experimental plant had been constructed, where tests were performed and the results obtained were satisfactory.
Descrição: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2012
URI: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100756
Data: 2012


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