Submitted by Luiz Fernando Bissoli Tana null (luiztana@hotmail.com) on 2016-10-30T21:55:20Z No. of bitstreams: 1 TESE_v2 (2).pdf: 2603176 bytes, checksum: 0b287586c8f1065515093e34e7adc910 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-11-03T13:58:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tana_lfb_me_guara.pdf: 2603176 bytes, checksum: 0b287586c8f1065515093e34e7adc910 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-03T13:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tana_lfb_me_guara.pdf: 2603176 bytes, checksum: 0b287586c8f1065515093e34e7adc910 (MD5) Previous issue date: 2016-09-01 / Neste trabalho, aborda-se a modelagem por elementos finitos de um aquecimento indutivo de barras de aço utilizadas no forjamento de hastes de bombeio, tendo como principal objetivo avaliar a variação de temperatura radial da barra de aço aquecida pelo indutor e o impacto das propriedades envolvidas no aquecimento. Uma apresentação do processo de produção de uma haste de bombeio é efetuada, descrevendo as etapas de produção, sendo o aquecimento indutivo a etapa em estudo. A técnica de aquecimento por indução trata-se de um processo com alto grau de repetição e alto volume de produtividade, utilizada para aquecimento de peças dos mais diversos formatos, sendo amplamente empregada na indústria. A base para a modelagem matemática é feita por meio das quatro equações de Maxwell relacionadas às propriedades magnéticas dos materiais. O método utilizado para os elementos finitos é de Resíduos Ponderados (Galerkin) que possui grande aproximação dos resultados. É feito um detalhamento da modelagem matemática do método aplicado no programa utilizado.

[pt] Bloqueio total de linhas submarinas de produção de petróleo devido ao depósito de parafina é um problema relevante para a indústria. Esse problema tem levado a perdas significativas associadas à diminuição de produção e à substituição de linhas obstruídas. O presente trabalho é um estudo sobre a viabilidade técnica de um procedimento para remoção de bloqueios ocasionados por depósitos de parafina. Nesse procedimento, a seção da linha de petróleo obstruída com parafina é aquecida por indução utilizando-se uma bobina externa posicionada sobre a linha no fundo do mar. O objetivo do trabalho é estimar o nível de potência elétrica necessária para amolecer a obstrução de parafina dentro da linha. Com esta finalidade, foi empregado um modelo numérico para simular o processo de condução de calor transiente para prever a distribuição de temperatura na parede da linha e na parafina sólida. Essa informação foi usada para estimar as dimensões básicas da seção da bobina de aquecimento e isolamento térmico empregado para minimizar as perdas de calor para o ambiente gelado da água do mar. Um estudo experimental de laboratório com uma seção de um duto submarino bloqueado com parafina foi conduzido para verificar as previsões do modelo numérico e para testar o desempenho da bobina de indução de aquecimento. Os resultados mostraram que as soluções numéricas obtidas apresentaram boa concordância com o experimento. Ainda, foi observado que os níveis de temperatura necessários para produzir o amolecimento da parafina na região bloqueada somente serão obtidos se toda a extensão da região bloqueada for aquecida pela ferramenta de indução. / [en] Total blockage of subsea petroleum production lines due to wax deposition is a relevant problem for the industry. This problem has led to significant capital losses associated with the loss of production and the substitution of plugged lines. The present work is a study of the feasibility of a remediation procedure aimed at helping the removal of wax plugs. In this procedure, the section of the oil line plugged with wax is inductively heated by means of an external coil positioned over the line at sea bed.The objective of the work is to estimate the level of electrical power required to soften the wax plug inside the line. To this end, a transient heat conduction model was employed to predict the temperature distribution in the line wall and solid wax. This information was employed to estimate the basic dimensions of the heating coil section and thermal insulation employed to minimize the heating losses to the cold sea water environment. A laboratory experimental study with a subsea pipeline section plugged with wax was conducted to verify the numerical model predictions and to test the performance of the inductive heating coil.The results showed that the numeric solutions obtained presented good agreement with the experiments. It was also observed that the necessary temperature levels to produce the paraffin softening in the blocked region will only be attained if the whole extension of the blocked region is heated by the induction tool.