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PublicouVictor Teves Ximenes Alterado mais de 8 anos atrás
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Compensador hidropneumático semiativo para sistemas de perfuração offshore Mestrando: William H Cuellar Sanchez Orientador: Eugenio Fortaleza
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SUMARIO Introdução Modelagem Controle Estudo de Caso Resultados Apêndice 1 Apêndice 2 Conclusões 1/26/2016 2 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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INTRODUÇÃO Problema Objetivo Contextualização Justificativa Metodologia 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO3
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PROBLEMA Com Carga Coluna Broca Sem Carga Pistoneio 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO4
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1/26/20165 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO6 https://www.youtube.com/watch?v=D1IgfniOIdM
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OBJETIVO GERAL Projetar um compensador de heave com duas configurações hidropneumáticas e realizar um controle semiativo para que o compensador se adapte às mudanças de massa da coluna. Consegue-se, assim, diminuir as oscilações transmitidas à coluna de perfuração, para as diferentes configurações da coluna de perfuração. 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO7
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CLASSES DE COMPENSADORES Passivo Semiativo Ativo PRINCÍPIO FÍSICO Pneumático Hidropneumáticos Mecânicos 1/26/20168 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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JUSTIFICATIVA Boa atenuação da onda transmitida Baixo consumo de energia Sistema simples Robusto Posição de referência facilmente mantida 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO9
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METODOLOGIA 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO10
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METODOLOGIA 1/26/201611 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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METODOLOGIA 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO12
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COMPENSADOR COM MOLA 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO13
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MODELAGEM 1) Óleo não compressível 2) Fricção entre as paredes do cilindro zero 3) Fluxo pequeno pela válvula 4)A massa suportada pelo compensador é constante 5)Pressão ambiental é desprezada 6)O processo é adiabático 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO14
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EQUAÇÕES 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO15
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EQUAÇÕES 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO16
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FILTRO BUTTERWORTH 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO17
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1/26/201618 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO CONTROLE SEMIATIVO
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Objetivo: frequência de corte constante 1/26/201619 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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ESTUDO DE CASO 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO20
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MASSA DE PROJETO 286T (76 M 3 ) 1/26/201621 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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MASSA MÁXIMA 360t (64m 3 ) 1/26/201622 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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MASSA MÍNIMA 230t (88 m 3 ) 1/26/201623 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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APÊNDICE 1 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO24
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RESPOSTA 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO25
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APÊNDICE 2 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO26
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CONTROLE 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO27
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RESPOSTA 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO28
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Foi desenvolvida uma metodologia para projetar sistemas hidropneumáticos em termos do comportamento desejado Identificou-se a resposta desejada do compensador, analisaram-se suas condições de trabalho para uma profundidade de 6km. O compensador com mola não é viável ao aplicar esta metodologia Foi proposto um controle semiativo usando só uma válvula servo comandada CONCLUSÕES 1/26/201629 COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO
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CONCLUSÕES O controle conseguiu manter as condições de operação com um ganho máximo entre 2,8dB e 1,3dB para o compensador sem mola. Sem controle semiativo o volume aumenta 9% O volume do acumulador para o compensador sem mola foi de 88$m^3$. Com condições menos rigorosas (frequência de 0,056 e ganho máximo de 6db)o volume diminui um 24% O compensador sem mola é realizável e o controle atinge o comportamento desejado 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO30
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CONCLUSÕES APÊNDICE I COMPENSADOR COM CREMALHEIRA Foi adicionado um elemento mecânico ativo no compensador, mas o compensador continuou com as mesmas vantagens, alem disso, o volume foi de 50m 3. A combinação das duas estratégias de controle garante que para todo o intervalo de massas a frequência de corte sempre estará no intervalo de frequência de corte desejado e um ganho máximo menor que 1,7db. O uso da cremalheira diminuiu 1,5db 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO31
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CONCLUSÕES APÊNDICE II O compensador de heave atinge seus objetivos, tamanho do acumulador, atenuação da onda transmitida, robustez e baixo consumo de energia. 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO32
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TRABALHOS FUTUROS Controle semiativo para controlar posição, velocidade, aceleração e força sobre a broca, usando o mesmo atuador. Adicionar outras propriedades da coluna na modelagem Incorporar a técnica de controle proposta no Apêndice ll e adoptar para aplicação nos casos do pré-sal. Tendo em vista q não que esses resultados não foram totalmente explorados, pois foram obtidos após da submissão da primeira versão da dissertação. Esta sendo desenvolvido um modelo em escala do compensador que trabalha com o principio de suspensão hidropneumática sem mola. 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO33
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AGRADECIMENTO 1/26/2016COMPENSADOR HIDROPNEUMÁTICO SEMIATIVO34
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Muito Obrigado
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