Controle preditivo com estimação bayesiana e monitoramento da temperatura do óleo em um sistema de tubulações multicamadas

dc.contributor.advisor-co1Dutra, Julio Cesar Sampaio
dc.contributor.advisor1Silva, Wellington Betencurte da
dc.contributor.authorDellacqua, Vinicius Scardua
dc.contributor.referee1Catabriga, Lucia
dc.contributor.referee2Soares, Vinicius Barroso
dc.date.accessioned2018-08-02T00:02:57Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-02T00:02:57Z
dc.date.issued2017-05-25
dc.description.abstractEnsuring oil flow has become a subject of study since the extraction of oil has hit wells in ultra-deep waters. Among the challenges, the deposition of solids in the transport ducts causing a partial or total blockage in the pipelines and consequently unexpected expenses. The pipe-in-pipe (PIP) system is a developed technology that combines the use of thermal insulation and active heating in the pipelines. Optimum temperature monitoring and control of the PIP system ensures that oil flow occurs without obstruction. Thus, this dissertation proposes a temperature control system usinga model predictive controlassociated with the particle filter (PF-MPC) to prevent the fall of temperature in the PIP.This control scheme combines the reduction of uncertainty of measurement by particle filter (PF) with great handling the flow of heat generated at the active heating required to avoid cooling the PIP. First it was studied the robustness only particle filter in reduction of ruin. Subsequently, the PF-MPC controller was implemented the PIP system.The results showed that the particle filter provided estimates of the temperature, and that the PF controller-MPC presented good results and satisfactory performance in temperature control, highlighting your potential as a tool of control.eng
dc.description.resumoA garantia de escoamento no transporte de petróleo se tornou um assunto de estudo desde que a extração de petróleo atingiu poços em águas ultra profundas. Dentre os desafios, a deposição de sólidos nos dutos de transporte, que aparecem devido ao resfriamento do sistema quando ocorre uma parada de linha, causando um bloqueio parcial ou total nos dutos e consequentemente gastos inesperados. Métodos como inibidores químicos ou o Sistema de geração de nitrogênio são utilizados para prevenir o depósito de sólidos, mas seu controle de dosagem e eficiência são difíceis de mensurar. O sistema Pipe-in-Pipe (PIP) é uma tecnologia desenvolvida que combina a utilização do isolamento térmico e do aquecimento ativo dos dutos para controle da temperatura, evitando que o PIP atinja a temperatura de formação dos sólidos. Assim, esta dissertação propõe um sistema de controle de temperatura utilizando um controlador preditivo baseado em modelo associado ao filtro de partículas (PF-MPC) para prevenir a queda de temperatura no PIP. Este esquema de controle associa a redução da incerteza de medição da temperatura feita pelo filtro de partículas (PF) com a manipulação ótimo do fluxo de calor gerado no aquecimento ativo necessário para evitar o resfriamento do PIP. O PF-MPC utiliza o modelo matemático do PIP para prever sua temperatura dentro de um horizonte de predição futuro, a partir da medição em um único ponto do PIP, é feito o cálculo da ação de controle no instante atual a fim de prevenir a queda da temperatura. O controlador estima o fluxo de calor ideal que deve ser aplicado, reduzindo os custos econômicos relacionados ao consumo energético do aquecimento ativo. Os resultados obtidos mostram que o PF-MPC permite um bom desempenho no controle da temperatura, mantendo seu objetivo de reduzir as perdas econômicas nas linhas de transporte.
dc.formatText
dc.identifier.citationDELLACQUA, Vinicius Scardua. Controle preditivo com estimação bayesiana e monitoramento da temperatura do óleo em um sistema de tubulações multicamadas. 2017. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/9748
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectDeposition of solidseng
dc.subjectState estimationeng
dc.subjectModel predictive controleng
dc.subjectSistema pipe-in-pipe (PIP)por
dc.subjectFiltro de partículaspor
dc.subjectDeposição de sólidospor
dc.subjectEstimação de estadopor
dc.subjectControlador preditivo baseado em modelopor
dc.subject.br-rjbnSólidos - Sedimentação e depósitos
dc.subject.br-rjbnTubulação - Dinamica dos fluidos
dc.subject.br-rjbnControle de temperatura
dc.subject.br-rjbnControle preditivo
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleControle preditivo com estimação bayesiana e monitoramento da temperatura do óleo em um sistema de tubulações multicamadas
dc.title.alternativePredictive control with Bayesian estimation and oil temperature monitoring in a multilayer pipeline system
dc.typemasterThesis

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