Compensador hidropneumtico semiativo para sistemas de perfurao offshore

Mestrando: William H Cuellar SanchezOrientador: Eugenio Fortaleza

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

SUMARIOIntroduo ModelagemControle Estudo de CasoResultadosApndice 1Apndice 2 Concluses**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

INTRODUO ProblemaObjetivo ContextualizaoJustificativaMetodologia *COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

PROBLEMACom CargaColunaBroca

Sem CargaPistoneio

*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*https://www.youtube.com/watch?v=D1IgfniOIdM

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

OBJETIVO GERALProjetar um compensador de heave com duas configuraes hidropneumticas e realizar um controle semiativo para que o compensador se adapte s mudanas de massa da coluna. Consegue-se, assim, diminuir as oscilaes transmitidas coluna de perfurao, para as diferentes configuraes da coluna de perfurao.

*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

CLASSES DE COMPENSADORES PassivoSemiativoAtivo

PRINCPIO FSICOPneumticoHidropneumticosMecnicos

**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

JUSTIFICATIVA Boa atenuao da onda transmitidaBaixo consumo de energiaSistema simples RobustoPosio de referncia facilmente mantida

*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

METODOLOGIA*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

METODOLOGIA

**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

METODOLOGIA *COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR COM MOLA*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

MODELAGEM1) leo no compressvel

2) Frico entre as paredes do cilindro zero

3) Fluxo pequeno pela vlvula

A massa suportada pelo compensador constante

Presso ambiental desprezada

O processo adiabtico*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

EQUAES *COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

EQUAES*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

FILTRO BUTTERWORTH*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVOCONTROLE SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

CONTROLE SEMIATIVOObjetivo: frequncia de corte constante**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

ESTUDO DE CASO*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

MASSA DE PROJETO 286T (76 M3)**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

MASSA MXIMA 360t (64m3)**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

MASSA MNIMA 230t (88 m3)**COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

APNDICE 1*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

RESPOSTA*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

APNDICE 2*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

CONTROLE*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

RESPOSTA*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

Foi desenvolvida uma metodologia para projetar sistemas hidropneumticos em termos do comportamento desejado

Identificou-se a resposta desejada do compensador, analisaram-se suas condies de trabalho para uma profundidade de 6km.

O compensador com mola no vivel ao aplicar esta metodologia

Foi proposto um controle semiativo usando s uma vlvula servo comandada

CONCLUSES **COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

CONCLUSES O controle conseguiu manter as condies de operao com um ganho mximo 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 condies menos rigorosas (frequncia de 0,056 e ganho mximo de 6db)o volume diminui um 24%

O compensador sem mola realizvel e o controle atinge o comportamento desejado

*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

CONCLUSES APNDICE I COMPENSADOR COM CREMALHEIRAFoi adicionado um elemento mecnico ativo no compensador, mas o compensador continuou com as mesmas vantagens, alem disso, o volume foi de 50m3.

A combinao das duas estratgias de controle garante que para todo o intervalo de massas a frequncia de corte sempre estar no intervalo de frequncia de corte desejado e um ganho mximo menor que 1,7db. O uso da cremalheira diminuiu 1,5db

*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

CONCLUSES APNDICE II

O compensador de heave atinge seus objetivos, tamanho do acumulador, atenuao da onda transmitida, robustez e baixo consumo de energia.*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

TRABALHOS FUTUROSControle semiativo para controlar posio, velocidade, acelerao e fora sobre a broca, usando o mesmo atuador. Adicionar outras propriedades da coluna na modelagem Incorporar a tcnica de controle proposta no Apndice ll e adoptar para aplicao nos casos do pr-sal. Tendo em vista q no que esses resultados no foram totalmente explorados, pois foram obtidos aps da submisso da primeira verso da dissertao.Esta sendo desenvolvido um modelo em escala do compensador que trabalha com o principio de suspenso hidropneumtica sem mola.*COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

AGRADECIMENTO *COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO*

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

Muito Obrigado

COMPENSADOR HIDROPNEUMTICO SEMIATIVO

*