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Submitted by infopei ufba (infopei@ufba.br) on 2016-11-24T15:02:03Z No. of bitstreams: 1 ARAMIS_CICERO_COSTA.pdf: 7825553 bytes, checksum: 499ae2727ce6f70bbc0af9f8e1a3298c (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2017-03-13T16:30:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ARAMIS_CICERO_COSTA.pdf: 7825553 bytes, checksum: 499ae2727ce6f70bbc0af9f8e1a3298c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T16:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ARAMIS_CICERO_COSTA.pdf: 7825553 bytes, checksum: 499ae2727ce6f70bbc0af9f8e1a3298c (MD5) / PETROBRAS/UO-BC/IPP/AUT / O Diagnóstico Integrado de Automação é uma proposta de um sistema de informações úteis e confiáveis de diagnóstico, focado nos sistemas de automação industrial instalados nas plataformas de produção de petróleo. Foram utilizados conceitos de diagnóstico por camadas de automação e um projeto de padronização de tags de diagnóstico. O objetivo é que o resultado independa das tecnologias e fabricantes instalados. Para isso, foram construídos e implantados agentes nos sistemas embarcados nas plataformas de petróleo, juntamente com uma integração dos bancos de dados já existentes, possibilitando auxiliar no gerenciamento dos ativos. O trabalho proporcionou três resultados. Primeiro, favorece a construção de uma logística de atendimento da manutenção, em três malhas de atuação da automação industrial, chamadas de malha rápida, malha média e malha longa. Segundo, facilita as pesquisas e consultas dirigidas por especialização ou orientadas para ações de investigação, conhecimento e tratamento da falha. E terceiro, fornece índices de disponibilidade dos elementos por camada. No futuro espera-se como benefícios, uma maior eficiência e interação das ações de manutenção. Como consequência direta desse último, teríamos uma redução de perdas econômicas por paradas de planta e uma melhora na segurança do processo. Também se espera a construção de uma base integrada de conhecimento corporativo. Por último, favorecem a integração com novos projetos de inovação, pesquisa e desenvolvimento. / The Automation Integrated Diagnostics is a proposal for an information system of useful and reliable diagnosis, focused on industrial automation systems installed on offshore oil platforms. The concept of diagnosis per layer of automation was used and also a diagnosis tag standardization project. The goal is to be independent of technologies and manufacturers already installed. For this, agents were built and placed in embedded systems on offshore oil platforms, along with an integration of existing databases, providing aid in the management of assets. The work provided three results. Firstly, it favors the construction of a maintenance service logistics in three meshes of industrial automation performance, called quick mesh, medium mesh and long mesh network. Secondly, it facilitates research and consultations either by specialization, investigation oriented actions or knowledge and failure treatment. And at last, it provides availability levels of elements per layer. Future benefits like greater efficiency and interactions of the maintenance actions are expected. As a direct consequence of the latter, we would have a reduction of economic losses by plant shutdowns and an improvement in process safety. It is also expected to build an integrated base of corporate knowledge. Finally, it will enhance the integration with new projects of innovation, research and development.

[pt] As atividades realizadas em estruturas Onshore e Offshore, relacionadas a exploração e produção de petróleo estão associadas ao risco iminente de vazamento de gás ou óleo, que encontrando qualquer tipo de ignição, pode causar incêndios e explosões com o potencial de causar perdas financeiras substanciais e mortes. No presente trabalho, a metodologia em CFD foi utilizada para analisar o vazamento de gás natural em um ponto localizado no módulo de compressão de gás em uma plataforma offshore. A turbulência do escoamento foi modelada com a metodologia RANS, empregando o modelo de duas equações K-epsilon. Considerando a situação crítica, o vazamento foi analisado em regime permanente, e modelado como uma fonte pontual. Foram consideradas duas intensidades de vento: 0,5 m/s representando a condição de calmaria e 6,5 m/s representando a velocidade mais frequente, e uma única direção no sentido PROA-POPA. Para cada condição de vento, foram estudadas quatro direções de vazamentos distintos (direção de liberação do gás), ou seja, a partir da junção entre o bocal do compressor e o flange da tubulação de alimentação do sistema (localizados imediatamente acima do compressor) tem-se vazamentos nas direções norte, sul, leste e oeste. A partir dos resultados de sobrepressão (DeltaP) (diferença entre a pressão ambiente (P0) e a pressão máxima de onda de choque (Pmáxima) obtida, pontos críticos foram identificados. O volume da nuvem foi determinado para cada cenário e, posteriormente, um cálculo de TNT equivalente (comparação do potencial da mistura explosiva com a massa de TNT necessária para produzir efeitos semelhantes) foi realizado para identificação dos potenciais riscos a estrutura offshore em caso de ignição do material gasoso disperso. Os resultados obtidos coincidiram com medidas experimentais de sobre pressão em situações semelhantes. Identificou-se como o pior cenário, vazamento no flange do compressor na direção sul, correspondente a direção contraria ao vento, com alta concentração de gás natural numa grande região da plataforma. / [en] Oil exploration and production activities in Onshore and Offshore structures are associated with the imminent risk of gas or oil leakage, which encountering any type of ignition, can cause fires and explosions with the potential to cause substantial financial losses and deaths. In the present work, the CFD methodology was used to analyze the leakage of natural gas at a point located in the gas compression module on an offshore platform. The flow turbulence was modeled with the RANS methodology, using the two-equation K-epsilon model. Consider the critical situation, the leak was analyzed in steady state, and modeled as a point source. Two wind intensities were considered: 0.5 m / s represents the calm condition and 6.5 m / s represents the most frequent speed, and a single direction in the PROA-POPA direction. For each wind condition, four distinct leakage results (direction of gas release) were studied, i.g., from the junction between the compressor nozzle and the system supply piping flange (driven above the compressor) there are leaks in the north, south, east and west directions. From the results of overpressure (deltaP) (the difference between the ambient pressure (P0) and the maximum shock wave pressure (P maximum) obtained, points obtained were separated. The cloud volume was determined for each scenario and, subsequently, a calculation of equivalent TNT (comparison of the potential of the explosive mixture with the mass of TNT necessary to produce similar effects) was performed to identify potential risks to the offshore structure in case of ignition make dispersed gaseous material. The results obtained coincided with experimental pressure measurements under similar conditions. It was identified as the worst scenario, a leak in the compressor flange in the south direction, corresponding to the direction against the wind, with a high concentration of natural gas in a large region of the platform.

Um dos aspectos fundamentais do projeto estrutural de plataformas flutuantes para produção de petróleo no mar é a determinação dos carregamentos externos globais provenientes da ação das ondas sobre a estrutura da plataforma. A presente dissertação de mestrado apresenta uma proposta de procedimento destinado à determinação experimental, em tanque de provas, dos carregamentos estruturais globais atuantes em uma plataforma de exploração e produção de petróleo do tipo semi-submersível. O procedimento proposto envolve as seguintes etapas: especificação do tipo de esforço que se pretende medir; definição das condições de ensaio; definição da escala dos modelos; escolha do processo construtivo dos modelos; especificação do processo de medida dos esforços; definição dos equipamentos e instrumentos de medida experimental; especificação da matriz de ensaios; definição dos procedimentos de análise de resultados. Como exemplo de aplicação, o procedimento proposto foi empregado na avaliação dos esforços de Momento Fletor no Convés e Força de Separação nos Flutuadores de uma Plataforma Semi-submersível padrão, empregada para validação de resultados em tanques de prova. Os resultados obtidos foram comparados com os da literatura, mostrando uma boa aderência qualitativa e quantitativa. / One of the fundamental aspects in the structural design of floating platforms for oil production in the sea is the determination of the global structural loads induced by the wave-platform structure interaction. This master degree thesis proposes a procedure destined to the experimental determination, in a wave tank, of the global structural loads acting in an exploration and production semi-submersible oil platform. The proposed procedure involve the following stages: Specifying the kind of stress to be measured; definition of the test conditions; model scale definition; choosing the model building process; stress measurement process specification; definition of resources and instrumentation for experimental measurement; test matrix specification; results analysis procedure definition. As an application example, the proposed procedure was used in the bending moment stress evaluation on deck and split force on the pontoons of a standard semi-submersible oil platform, used for the results evaluation in wave tanks. The results obtained were compared with the literature, showing a good qualitative and quantitative adhesion.

Um dos aspectos fundamentais do projeto estrutural de plataformas flutuantes para produção de petróleo no mar é a determinação dos carregamentos externos globais provenientes da ação das ondas sobre a estrutura da plataforma. A presente dissertação de mestrado apresenta uma proposta de procedimento destinado à determinação experimental, em tanque de provas, dos carregamentos estruturais globais atuantes em uma plataforma de exploração e produção de petróleo do tipo semi-submersível. O procedimento proposto envolve as seguintes etapas: especificação do tipo de esforço que se pretende medir; definição das condições de ensaio; definição da escala dos modelos; escolha do processo construtivo dos modelos; especificação do processo de medida dos esforços; definição dos equipamentos e instrumentos de medida experimental; especificação da matriz de ensaios; definição dos procedimentos de análise de resultados. Como exemplo de aplicação, o procedimento proposto foi empregado na avaliação dos esforços de Momento Fletor no Convés e Força de Separação nos Flutuadores de uma Plataforma Semi-submersível padrão, empregada para validação de resultados em tanques de prova. Os resultados obtidos foram comparados com os da literatura, mostrando uma boa aderência qualitativa e quantitativa. / One of the fundamental aspects in the structural design of floating platforms for oil production in the sea is the determination of the global structural loads induced by the wave-platform structure interaction. This master degree thesis proposes a procedure destined to the experimental determination, in a wave tank, of the global structural loads acting in an exploration and production semi-submersible oil platform. The proposed procedure involve the following stages: Specifying the kind of stress to be measured; definition of the test conditions; model scale definition; choosing the model building process; stress measurement process specification; definition of resources and instrumentation for experimental measurement; test matrix specification; results analysis procedure definition. As an application example, the proposed procedure was used in the bending moment stress evaluation on deck and split force on the pontoons of a standard semi-submersible oil platform, used for the results evaluation in wave tanks. The results obtained were compared with the literature, showing a good qualitative and quantitative adhesion.