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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudo do desempenho de um separador trifásico devido aos efeitos dos movimentos de uma FPSO sob ação de ondas do mar
Title Alternative: Study of the performance of a three-phase separator influenced by FPSO motions under action of ocean waves
Author: Martins, Catharine Fernandez, 1991-
Advisor: Morooka, Celso Kazuyuki, 1958-
Abstract: Resumo: Durante as últimas décadas, foram desenvolvidas novas tecnologias para expandir as reservas mundiais de petróleo e gás, dada a crescente demanda de energia. A descoberta de novas prospecções de petróleo em águas profundas e ambientes agressivos representa um enorme desafio técnico para as empresas de petróleo. Em operações offshore é extremamente importante compreender o comportamento dinâmico de plataformas flutuantes sujeitas à ação de ondas do mar. Por este motivo, estudos recentes relatam a importância dos movimentos angulares do navio nos processos de separação, tal como a separação do óleo, gás e água. O objetivo deste trabalho é sugerir um procedimento para avaliar a qualidade da emulsão separada em um separador de água livre horizontal (FWKO) influenciado pelos movimentos angulares da FPSO causados por ondas do mar. Nesta pesquisa, inicialmente é obtido o Operador de Amplitude de Resposta (RAO) para movimentos da FPSO. Para tal fim é utilizado um programa do tipo CAD (MultiSurf©) para modelar a geometria da superfície do recipiente, com alto grau de precisão, e um software comercial (WAMIT©), baseado na teoria potencial e método do painel, que resolve os problemas de difração e de radiação de um corpo de livre flutuando. A resposta do movimento em roll e pitch é calculada no domínio do tempo, considerando ondas regulares e irregulares e, através destes resultados é obtido o indicador de qualidade de emulsão para avaliar o desempenho do separador de água livre. A validação de resultados da série temporal dos movimentos é realizada através da análise espectral utilizando a Transformada Rápida de Fourier (FFT). A partir dos resultados obtidos das simulações, foi possível estimar a qualidade da emulsão separada considerando os movimentos angulares da FPSO. Ao analisar os resultados observa-se a variação na amplitude do movimento com a mudança da frequência e amplitude da onda incidente no sistema, e como estes parâmetros influenciam no desempenho do processo de separação. Finalmente, conclui-se sobre a importância do estudo do efeito dos movimentos em separadores offshore para determinados cenários de ondas, o que pode então melhorar os critérios operacionais estabelecidos para um separador trifásico, tendo em conta os movimentos da plataforma causados por ondas do mar

Abstract: During the last decades, new technologies were developed to expand global oil and gas reserves given the increasing demand of energy. The discovery of new oil prospects in deep water and harsh environments represents a huge technical challenge for petroleum companies. In offshore operations, it is extremely important to understand the dynamic behavior of floating platforms subjected to the action of sea waves. For this reason, recent studies report the importance of angular vessel motions in the separation processes, such as oil, gas and water separation. The purpose of this work is to suggest a procedure to evaluate the quality of emulsion separated in a horizontal Free Water Knockout separator (FWKO) influenced by FPSO angular motions caused by ocean waves. In this research, the Response Amplitude Operator (RAO) for FPSO motions is initially obtained. For this purpose, CAD program (MultiSurf©) is used to model the vessel surface geometry with high degree of accuracy and a commercial software (WAMIT©), which is based on the potential flow theory and panel method, is employed to solve the diffraction and radiation problems of a free floating body. Roll and Pitch response motions, in time domain, are calculated considering regular and irregular waves and through these results the emulsion quality indicator are obtained to evaluate the Free Water Knockout separator performance. The validation of angular motions time series results is performed by spectral analysis using a Fast Fourier Transform (FFT). From the results obtained through the simulations, it was possible to estimate the quality of emulsion separated considering FPSO angular motions. The results show the motion amplitude variation with the frequency and amplitude of the incident waves in the system, and how these parameters influence the performance of the separation process. Finally, it is concluded on the importance of the study of the effect of the motions in offshore separators for certain scenarios of waves, thus improving the operational criteria for a three-phase separator taking into account platform motions caused by ocean waves
Subject: Ondas
Petróleo
Movimento
Desempenho
Editor: [s.n.]
Citation: MARTINS, Catharine Fernandez. Estudo do desempenho de um separador trifásico devido aos efeitos dos movimentos de uma FPSO sob ação de ondas do mar. 2017. 1 recurso online (138 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/322256>. Acesso em: 1 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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