Proposta de Controle Automático e Monitoramento Operacional do Bombeio Centrífugo Submerso em Sistemas de Produção Offshore
Nome: FRANCISCO RAPHAEL RIBEIRO BACELLAR
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 25/11/2016
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| CELSO JOSE MUNARO | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| ANDRÉ LAURINDO MAITELLI | Examinador Externo |
| CELSO JOSE MUNARO | Orientador |
| FLÁVIO MIGUEL VAREJÃO | Examinador Externo |
Resumo: A automação dos métodos de elevação artificial tem grande potencial para aumentar a eficiência da operação dos poços de petróleo. Neste contexto, este trabalho apresenta uma proposta de controle automático e monitoramento operacional aplicada ao Bombeio Centrifugo Submerso em um Módulo de Bombeio, que é parte integrante de um sistema de produção Offshore. A proposta envolve a implementação de controladores PID, em uma estrutura comutada, composta por malhas de controle do diferencial de pressão fornecido pela bomba e da pressão de admissão, e de uma camada de monitoramento do desempenho do sistema de controle. Os controladores têm como objetivo a) controlar o ponto de operação da BCS e, b) evitar a ocorrência de instabilidades operacionais provocadas pelas altas frações de
gás livre (FGL) em sua admissão. Este trabalho envolveu três etapas principais: 1) projeto e implementação dos controladores PID em simulador transiente unidimensional de escoamento de fluidos (OLGA) a partir do modelo de um poço marítimo; 2) simulação de dados associados a ocorrência de falhas no processo em malha fechada, relacionadas a mudanças nas condições dos equipamentos submarinos e nas propriedades dos fluidos, de reservatório e
da planta; e 3) tratamento e análise dos dados em Matlab a partir da aplicação de técnicas de detecção e diagnóstico de falhas baseadas em análise de componentes principais (PCA) e estatísticas T2 e Q (Hottelings). Os resultados mostram que a aplicação da teoria de controle clássico contribui para a automação do método BCS ao promover o controle do ponto de operação da bomba em eventos de aceleração/desaceleração e o funcionamento ininterrupto do sistema de elevação em condições que levariam a altas FGL na bomba. Adicionalmente, a camada de monitoramento é fundamental para detectar e diagnosticar falhas no processo, indicando ao operador as situações que demandam sintonia dos controladores e ajuste de setpoints de modo a manter o desempenho para o qual foram projetados.
Palavras-chave: Bombeio Centrifugo Submerso. Módulo de Bombeio. Controle Automático. Monitoramento de Processos. Detecção de Falhas. Diagnóstico de Falhas.
