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Análise dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo usando controle linear de velocidade não-colocalizado / Dynamics of oilwell drillstrings using non-colocated linear velocity controlManzatto, Leopoldo Marques 03 May 2011 (has links)
Este trabalho apresenta uma análise paramétrica da reposta dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo com controle proporcional-integral de velocidade não colocalizado. A operação de perfuração de poços de petróleo e gás em águas profundas consiste na abertura de poços em solo rochoso através de uma broca cuja rotação é controlada por uma mesa rotativa na superfície. O torque imposto pela mesa é transmitido à broca por meio de uma coluna de perfuração. Particularmente no caso de perfuração em águas profundas, as colunas de perfuração podem ser muito extensas e, portanto, bastante flexíveis. As vibrações ocasionadas pela grande flexibilidade das colunas de perfuração são as principais responsáveis por falhas no processo de perfuração. Em particular, o fenômeno não-linear conhecido como stick-slip e relacionado às vibrações torcionais da coluna de perfuração, faz com que um sistema de controle projetado para manter a velocidade da mesa constante dê origem a grandes oscilações na velocidade da broca. Na prática, este fenômeno é amplificado pela inerente não-linearidade do contato entre broca e formação rochosa e pela forte não colocalização entre mesa rotativa e broca. Este trabalho tem por principal objetivo realizar uma análise paramétrica da dinâmica do processo de perfuração, usando um modelo de dois graus de liberdade para representar o conjunto mesa rotativa, coluna de perfuração e broca, para identificar condições nas quais uma lei de controle simples do tipo linear proporcional-integral pode fornecer um desempenho de perfuração estável e satisfatório. / This paper presents a parametric analysis of the dynamics of oilwell drillstrings with non-collocated proportional-integral velocity control. The drilling operation for oil and gas in deep waters consists of opening wells in rocky ground formation by a drill, whose angular speed is controlled by a rotary table at the surface. The torque applied by the table is transmitted to the drill-bit through the drillstring. Particularly in the deepwater drilling case, the drillstring can be very long and therefore very flexible. The vibrations caused by the great flexibility of drilling columns are mainly responsible for the failures in the drilling process. In particular, the nonlinear phenomenon known as stick-slip and related to the torsional vibration of the drillstring, makes that a control system designed to maintain a constant angular velocity at the table yield large variations at the drill-bit angular velocity. In practice, this phenomenon is amplified by the inherent nonlinearity of the contact between drill bit and rock formation and by the strong non-colocalization between rotary table and drill-bit. The main objective of this work is to perform a parametric analysis of the dynamics of the drilling process, using a two degrees of freedom model in order to represent the rotary table assembly, the drilling column and drill-bit, to identify conditions in which a simple control law, such as a linear proportional-integral velocity control, can provide a stable and satisfactory drilling performance.
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Controle de velocidade sensorless aplicado ao controle direto de torque da máquina de indução / Sensorless speed control applied to direct torque control of induction machinePereira, William César de Andrade 14 February 2014 (has links)
Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o controle de velocidade sensorless aplicado ao Motor de Indução Trifásico (MIT) visando sobretudo, melhorar o desempenho da máquina de indução em aplicações na região de baixa frequência de operação. Para tanto, propõe-se uma abordagem utilizando a técnica de controle Direct Torque Control (DTC) com Space Vector Modulation (SVM) em conjunto com o Observador de Fluxo com Modelo de Tensão e Corrente (OFMTC), o que possibilita a estimação precisa da posição do vetor de fluxo do estator em baixa velocidade. Para a estimativa da velocidade do rotor é utilizado a estratégia Model Reference Adaptive System (MRAS) com mecanismo de adaptação fuzzy, a fim de se diminuir a sensibilidade aos parâmetros da máquina. O desempenho da estratégia de controle de velocidade sensorless proposta é testada em simulações com diferentes condições de operação buscando reproduzir alguns dos problemas encontrados em aplicações práticas, utilizando o software Matlab. Os resultados obtidos foram condizentes com resultados encontrados na literatura, comprovando o bom desempenho do sistema de controle de velocidade proposto. / This work deals with the sensorless speed control for Three-phase Induction Motor in order to improve its operation at low speed and low frequency. At first, a Direct Torque Control employing Space Vector Pulse with Modulation (SVPWM) based on Flux Observer (voltage and current model) is studied and evaluated due to its high accuracy of estimating the stator-flux at low speed. The Model Adaptive Reference (MRAS) with Fuzzy Controler is chosen in order to estimate the rotor speed. This choice is based on its capability of high performance during Three-phase Induction Motor operation even if the machines parameters and the load change during the operation. At last, some simulations with diferent operational conditions at low speed are carried out in order to test the sensorless control. The results show a good perfomance and agreed with the results shown in recent papers.
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Arquitetura de um piloto automático longitudinal "hardware in the loop" com o simulador de vôo X-Plane.Sérgio Ronaldo Barros dos Santos 11 September 2009 (has links)
Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma plataforma dedicada para a implementação de sistemas de controle longitudinal para o Boeing 747-400, utilizando diferentes topologias para a malha de controle. Inicialmente são estudados os conceitos de movimentação longitudinal para um corpo rígido, determinando o modelo aerodinâmico longitudinal completo e também os modelos aproximados para o período curto e longo de uma aeronave genérica. Usando os coeficientes de estabilidade e as derivadas longitudinais do Boeing 747-400, foram determinadas as equações dinâmicas para este avião. Conhecendo as equações dinâmicas para o Boeing 747-400 os controladores foram projetados usando duas topologias distintas de malha de controle. A malha de controle longitudinal composta por uma realimentação de taxa de arfagem é a topologia mais abordada neste trabalho. Utilizando esta abordagem foram projetados os controladores contínuos de altitude e velocidade vertical. Uma outra forma abordada para o projeto dos controladores contínuos de altitude e velocidade vertical, é feita substituindo a malha interna de taxa de arfagem por um sistema de compensação contínua, no qual será usado para estabilizar a resposta de saída da malha interna de controle do ângulo de arfagem. Os controladores contínuos projetados foram devidamente discretizados. As equações de diferença obtida no processo de discretização foram utilizadas para a implementação dos controladores no microprocessador Rabbit 2000. Os controladores digitais implementados no Rabbit 2000 são testado, verificado e validado usando o Boeing 747-400 disponível no simulador de vôo X-Plane. A interação entre o hardware dedicado e o PC portado pelo X-Plane é feita através do envio e recebimento de pacotes de dados por meio do módulo de comunicação Ethernet (TCP/IP) através do protocolo UDP (Uniform Datagram Protocol) disponíveis em ambos os sistemas. Os resultados obtidos nestes ensaios são comparados com os resultados das simulações do sistema de controle longitudinal usando os controladores projetados e as equações dinâmicas do Boeing 747-400 implementadas no MATLAB/SIMULINK.
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Controle de velocidade sensorless aplicado ao controle direto de torque da máquina de indução / Sensorless speed control applied to direct torque control of induction machineWilliam César de Andrade Pereira 14 February 2014 (has links)
Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o controle de velocidade sensorless aplicado ao Motor de Indução Trifásico (MIT) visando sobretudo, melhorar o desempenho da máquina de indução em aplicações na região de baixa frequência de operação. Para tanto, propõe-se uma abordagem utilizando a técnica de controle Direct Torque Control (DTC) com Space Vector Modulation (SVM) em conjunto com o Observador de Fluxo com Modelo de Tensão e Corrente (OFMTC), o que possibilita a estimação precisa da posição do vetor de fluxo do estator em baixa velocidade. Para a estimativa da velocidade do rotor é utilizado a estratégia Model Reference Adaptive System (MRAS) com mecanismo de adaptação fuzzy, a fim de se diminuir a sensibilidade aos parâmetros da máquina. O desempenho da estratégia de controle de velocidade sensorless proposta é testada em simulações com diferentes condições de operação buscando reproduzir alguns dos problemas encontrados em aplicações práticas, utilizando o software Matlab. Os resultados obtidos foram condizentes com resultados encontrados na literatura, comprovando o bom desempenho do sistema de controle de velocidade proposto. / This work deals with the sensorless speed control for Three-phase Induction Motor in order to improve its operation at low speed and low frequency. At first, a Direct Torque Control employing Space Vector Pulse with Modulation (SVPWM) based on Flux Observer (voltage and current model) is studied and evaluated due to its high accuracy of estimating the stator-flux at low speed. The Model Adaptive Reference (MRAS) with Fuzzy Controler is chosen in order to estimate the rotor speed. This choice is based on its capability of high performance during Three-phase Induction Motor operation even if the machines parameters and the load change during the operation. At last, some simulations with diferent operational conditions at low speed are carried out in order to test the sensorless control. The results show a good perfomance and agreed with the results shown in recent papers.
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Contribuições ao acionamento e controle sensorless aplicado ao motor de indução bifásico assimétrico / Contribution to development of sensorless control techniques applied to asymmetrical two-phase induction motor drivesVieira, Rodrigo Padilha 11 May 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This doctoral thesis presents the development of sensorless methods aiming the rotor
speed control of asymmetrical two-phase induction motors. Initially, the machine mathematical
model is presented. From the machine model, two methods for identification of
electrical parameters of the induction machine are presented. The first method is based
on the classical tests for electrical parameter estimation on three-phase induction motors,
while the second method uses a RLS algorithm for the electrical parameters identification.
Moreover, a vector control scheme applied to asymmetrical induction machines is presented.
The influence that the machine asymmetry impacts on the field indirect vector
control rotating at synchronous speed is analyzed. Simulation results show the coupling
and the oscillations on the stator currents. The rotor speed estimation is carried out
firstly by a MRAS estimator applied to single-phase induction motor drive. Furthermore,
three rotor speed estimation methods based on continuous and discrete time sliding mode
observers are proposed. The proofs of stability and convergence of these algorithms are
developed and presented. The limits for the switching gains of the sliding mode observer
are presented for continuous and discrete time. These limits are distinct and are highlighted
in this study. Besides, a geometric modulation technique for three-leg voltage
source inverters driving two-phase machines is presented. The rotor speed control is carried
out from two schemes. The first method uses a discrete-time PI controller, while
the second scheme uses a RMRAC controller. Simulation and experimental results are
presented to validate the proposed techniques. / Esta tese faz o desenvolvimento de técnicas sensorless para o controle de velocidade
rotórica de motores de indução bifásicos assimétricos. Inicialmente, o modelo matemático
deste motor é apresentado. A partir da obtenção deste modelo, dois métodos para realização
de ensaios com o intuito de determinar os parâmetros elétricos da máquina são
desenvolvidos. O primeiro método é baseado nos ensaios clássicos para estimação de parâmetros
de máquinas de indução trifásicas, enquanto o segundo método faz o uso de um
algoritmo RLS identificação dos parâmetros elétricos.
Além disso, neste trabalho um método de controle vetorial aplicado a máquinas de
indução assimétricas é desenvolvido. É demonstrada a influência que a assimetria da
máquina resulta no uso do controle vetorial orientado indiretamente no campo em eixos
síncronos. Resultados de simulações mostram o acoplamento e consequentes oscilações
nas correntes estatóricas. A estimação da velocidade rotórica é realizada inicialmente
a partir do desenvolvimento de um estimador MRAS aplicado a um motor de indução
monofásico. São propostos três métodos de estimação da velocidade rotórica a partir
de algoritmos por modos deslizantes em tempo contínuo, e três métodos desenvolvidos
em tempo discreto. As provas de estabilidade e convergência destes algoritmos são desenvolvidas
e apresentadas. Ficam evidentes as diferenças entre os métodos em tempo
contínuo e tempo discreto, bem como os limites para os ganhos dos observadores. Ainda,
uma técnica de modulação para conversores de três braços acionando carga bifásicas é
apresentada. O controle da malha de velocidade rotórica é realizado a partir de dois
esquemas, o primeiro usa um controlador PI, enquanto o segundo método faz o uso de
um controlador RMRAC. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para
validação das técnicas propostas.
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Controle inteligente de um sistema de usinagem acionado por motor de indução trifásico / Intelligent control of a milling system driven by Three-phase induction motorJúlio, élida Fernanda Xavier 27 March 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this paper, a control strategy is presented to control the position and feedrate of
the table of a milling machine driven by three-phase induction motor for machining pieces
consisting of different types of materials: steel, brass and nylon. In the development of the
control strategy, it was applied the technique of vector control to drive three-phase
induction machines. The motor electromagnetic torque estimation was used to determine
the feedrate for the machining of each type of material. The speed control was developed
using fuzzy logic model Takagi-Sugeno and the electromagnetic torque estimation using
neural network type LMS algorithm. The induction motor was powered by a three-phase
voltage inverter, driven by a digital signal processor (DSP). This processor was
programmed to generate the pulse width modulation (PWM), perform signals acquisition
of voltage, current and position, and implement the control strategy of the system.
Simulated and experimental results are presented. / Neste trabalho, é apresentada uma estratégia de controle para controlar a posição e
a velocidade de avanço da mesa de uma máquina fresadora acionada por motor de indução
trifásico, na usinagem de peças constituídas por diferentes tipos de materiais: aço, latão e
nylon. No desenvolvimento da estratégia de controle, aplicou-se a técnica de controle
vetorial para o acionamento de máquinas de indução trifásicas. A estimação do conjugado
eletromagnético do motor foi utilizada para a determinação da velocidade de avanço na
usinagem de cada tipo de material. O controle de velocidade foi desenvolvido usando a
lógica fuzzy modelo Takagi-Sugeno e a estimação do conjugado eletromagnético usandose
a rede neural do tipo algoritmo LMS. O motor de indução foi alimentado por meio de
um hardware inversor de tensão trifásica, acionado através de um processador digital de
sinais. Esse processador foi programado para gerar a modulação por largura de pulso,
realizar a aquisição dos sinais de tensão, corrente e posição, e implementar a estratégia de
controle do sistema. Resultados simulados e experimentais são apresentados.
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Regulador eletromagn?tico de frequ?ncia aplicado no controle de velocidade de geradores e?licosSilva, Paulo Vitor 11 May 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-05-11 / A necessidade constante de novas fontes de energias renov?veis vem promovendo
cada vez mais o aumento de investimentos nessa ?rea. Dentre essas fontes, a energia
e?lica vem tomando grande destaque. Torna-se importante promover a busca pelo aprimoramento
das tecnologias envolvidas nas topologias de aerogeradores, buscando alternativas
que aumentem o rendimento obtido, apesar da irregularidade da velocidade do
vento.
Este trabalho apresenta um novo sistema para controle de velocidade, aqui aplicado
em aerogeradores, o Regulador Eletromagn?tico de Frequ?ncia (REF). Um dos dispositivos
mais utilizados em algumas topologias s?o as caixas de engrenagens mec?nicas
que, al?m de uma vida ?til curta, representam frequentemente, fontes de ru?do e defeitos.
O REF dispensa essas caixas de transmiss?o, representando um avan?o tecnol?gico, utilizando
para isso uma m?quina de indu??o adaptada, na qual o estator passa a ser m?vel,
solid?rio ao eixo da turbina.
Na topologia utilizada neste trabalho, o REF tamb?m permite dispensar o uso de conversores
eletr?nicos para estabelecer o acoplamento entre o gerador e a rede el?trica,
raz?o pela qual tamb?m proporciona a possibilidade de obten??o de gera??o em corrente
alternada, com tens?o e frequ?ncia constantes, onde n?o exista a rede el?trica.
Respons?vel pelo controle da velocidade mec?nica do gerador, o REF pode ser ?til
em outros sistemas de transmiss?o onde o controle de velocidade mec?nica de sa?da seja
o objetivo.
Al?m disso, por operar atrav?s da combina??o de duas entradas, uma mec?nica e outra
el?trica, o REF multiplica as possibilidades de aplica??es por ser apto ao acoplamento
sin?rgico entre energias de matrizes diferentes, e, por tais motivos, possibilita que as diversas
fontes de energia envolvidas sejam desacopladas da rede, sendo o gerador s?ncrono
o respons?vel pela conex?o do sistema com a rede el?trica, simplificando as estrat?gias
de controle quanto ? pot?ncia injetada na mesma.
Resultados de simula??o e experimentais s?o apresentados no decorrer do trabalho,
voltados a um aerogerador, validando a proposta em rela??o a efici?ncia no controle de
velocidade do sistema para diferentes condi??es de vento. / The constant necessity for new sources of renewable energy is increasingly promoting
the increase of investments in this area. Among other sources, the wind power has
been becoming prominent. It is important to promote the search for the improvement of
the technologies involved in the topologies of the wind turbines, seeking for alternatives
which enhance the gotten performance, despite the irregularity of the wind speed.
This study presents a new system for speed control, in this case applied to the wind
turbines - the Electromagnetic Frequency Regulator (EFR). One of the most used devices
in some topologies is the mechanical gearboxes which, along with a short service life,
often represent sources of noise and defects. The EFR does not need these transmission
boxes, representing a technological advancement, using for that an adapted induction
machine, in which the stator becomes mobile, supportive to the axis of the turbine.
In the topology used in this study, the EFR also allows us to leave out the usage of the
eletronic converters to establish the coupling between the generator and the electrical grid.
It also the reason why it provides the possibility of obtaining the generation in alternating
current, with constant voltage and frequency, where there is no electrical grid.
Responsable for the mechanical speed control of the generator, the EFR can be useful
in other transmission systems in which the mechanical speed control output is the
objective.
In addition, the EFR operates through the combination of two inputs, a mechanical
and other electrical. It multiplies the possibilities of application because it is able
to synergistic coupling between different arrays of energy, and, for such reasons, it enables
the various sources of energy involved to be uncoupled from the network, being
the synchronous generator responsible for the system connection with the electrical grid,
simplifying the control strategies on the power injected in it.
Experimental and simulation results are presented through this study, about a wind
turbine, validating the proposal related to the efficience in the speed control of the system
for different wind conditions.
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Controle vetorial para velocidade de um motor de indu??o trif?sico utilizando estimador filtro de KalmanDantas, Flavio Gon?alves 09 September 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-09-09 / This paper describes the study, computer simulation and feasibility of
implementation of vector control speed of an induction motor using for this purpose
the Extended Kalman Filter as an estimator of rotor flux. The motivation for such
work is the use of a control system that requires no sensors on the machine shaft,
thus providing a considerable cost reduction of drives and their maintenance,
increased reliability, robustness and noise immunity as compared to control systems
with conventional sensors / Esta disserta??o apresenta o desenvolvimento de uma simula??o
computacional com a finalidade de demonstrar o funcionamento do controle vetorial
para velocidade de um motor de indu??o trif?sico utilizando m?todo de estima??o
pelo Filtro de Kalman Estendido, bem como os procedimentos necess?rios para sua
implementa??o pr?tica. A motiva??o maior que influenciou a pesquisa est? na
utiliza??o de um sistema de controle inovador que n?o necessita de sensores no
eixo da m?quina (t?cnica sensorless), proporcionando desta forma uma consider?vel
redu??o nos custos de acionamentos e manuten??o, aumento da confiabilidade, da
robustez e da imunidade a ru?dos em rela??o ao controle de motores convencionais
com sensores
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Análise comparativa de métodos de ensaio para caracterização do comportamento mecânico de concreto reforçado com fibras. / Comparative analysis of test methods for the characterization of the mechanical behavior of fiber-reinforced concrete.Renan Pícolo Salvador 20 December 2012 (has links)
O emprego de fibras para reforço de concreto é uma técnica bastante conhecida e estudada mundialmente. As mais conhecidas e estudadas são as fibras de aço, embora utilização das macrofibras poliméricas esteja amplamente difundida no mercado brasileiro. Entretanto, a caracterização do comportamento mecânico de concretos reforçados com essas macrofibras ainda deve ser mais bem avaliada. Dentre os diversos métodos utilizados para essa finalidade, os ensaios realizados com sistema fechado de controle de velocidade de deslocamento fornecem resultados mais confiáveis. A principal vantagem conferida por esse sistema está na avaliação desses compósitos em baixo nível de fissuração com maior acurácia. O desempenho desses compósitos foi estudado segundo as normas ASTM C1609 (2010), ASTM C1399 (2010) e EN 14651 (2007) e o método JSE-SF4 (1984). Os quatro procedimentos prescrevem ensaios de flexão de corpos-de-prova prismáticos para determinação da resistência residual pós-fissuração e da tenacidade. Os procedimentos americanos e o método japonês prescrevem configuração de aplicação de carga por dois cutelos superiores, posicionados sobre o terço médio do corpo-de-prova. Já a configuração do método europeu é de aplicação de carga por apenas um cutelo superior, centralizado em relação ao vão de ensaio, com corpos-de-prova com entalhe na face inferior. Foram estudadas uma macrofibra de polipropileno, nas dosagens de 0,22, 0,33, 0,50, 0,66, 0,82 e 1,0% em volume em três matrizes de concreto, com resistências médias à compressão de 30, 35 e 40MPa, e uma fibra de aço, nas dosagens de 0,19, 0,32 e 0,45% em volume em uma matriz de resistência média à compressão de 35MPa. Foi observado que a utilização da velocidade de deslocamento do corpo-de-prova como parâmetro de controle do ensaio forneceu boas condições de avaliação do compósito, devido à redução da instabilidade pós-pico. Com isso, a determinação da resistência residual do compósito nos níveis iniciais de deslocamento e fissuração da matriz foi mais bem caracterizada. Pela análise e comparação dos resultados, foram formuladas equações para estabelecer correlações entre os diferentes métodos de ensaio. Com o modelo de regressão utilizado na análise estatística foi possível verificar que a resistência à compressão da matriz, o tipo e o teor de fibra são as variáveis independentes que mais influenciam os resultados de resistência residual. Foi necessário estabelecer correlações para cada tipo de fibra separadamente, pois o comportamento de slip-softening ou de slip-hardening influencia as funções obtidas. / The use of fibers for concrete reinforcing is a very common practice, used all over the world. Steel fibers are the most common and studied, although synthetic macrofibers are in very common use in the Brazilian market. However, the evaluation of the mechanical behavior of concrete reinforced with this type of fiber must be evaluated. A broad range of tests is available for this purpose. Tests performed under closed-loop displacement control provide more reliable results. The main advantage of that system is in the evaluation of the composite at low levels of crack opening with higher accuracy. In this study, the performance of these composites was examined according to the standard test methods ASTM C1609 (2010), ASTM C1399 (2010), EN 14651 (2007) and JSCE-SF4 (1984). These four methods prescribe flexural tests in prismatic specimens for the determination of post-crack residual strength and toughness. The American and the Japanese test methods prescribe four-point bending tests, while the European test method prescribes three-point bending tests and specimens with a notch in the bottom face. Two fibers were analyzed: a polypropylene macrofiber, used in the dosages of 0.22, 0.33, 0.50, 0.66, 0.82 and 1.0 in volume percentage, in three concrete matrices with average compressive strengths of 30, 35 and 40MPa, and a steel fiber, in the dosages of 0.19, 0.32 and 0.45 in volume percentage, in one concrete matrix of average compressive strength of 35MPa. It was observed that the use of the net displacement of the specimen as the parameter to control the load application provided good conditions for the evaluation of the mechanical behavior of the composite, due to the reduction of post-peak instability. Therefore, the determination of the residual strength of the composite in the initial levels of displacement and cracking of the matrix was better achieved. From the comparative analysis of the results, equations were developed to establish a correlation among the test methods. Based on the model used in the statistical analysis, the main independent variables that influence the results of residual strength are the compressive strength of the concrete matrix, the type and the content of the fiber. The equations were obtained separately according to the fiber type, because the behavior of slip-hardening or slip-softening influence the correlations.
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Análise dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo usando controle linear de velocidade não-colocalizado / Dynamics of oilwell drillstrings using non-colocated linear velocity controlLeopoldo Marques Manzatto 03 May 2011 (has links)
Este trabalho apresenta uma análise paramétrica da reposta dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo com controle proporcional-integral de velocidade não colocalizado. A operação de perfuração de poços de petróleo e gás em águas profundas consiste na abertura de poços em solo rochoso através de uma broca cuja rotação é controlada por uma mesa rotativa na superfície. O torque imposto pela mesa é transmitido à broca por meio de uma coluna de perfuração. Particularmente no caso de perfuração em águas profundas, as colunas de perfuração podem ser muito extensas e, portanto, bastante flexíveis. As vibrações ocasionadas pela grande flexibilidade das colunas de perfuração são as principais responsáveis por falhas no processo de perfuração. Em particular, o fenômeno não-linear conhecido como stick-slip e relacionado às vibrações torcionais da coluna de perfuração, faz com que um sistema de controle projetado para manter a velocidade da mesa constante dê origem a grandes oscilações na velocidade da broca. Na prática, este fenômeno é amplificado pela inerente não-linearidade do contato entre broca e formação rochosa e pela forte não colocalização entre mesa rotativa e broca. Este trabalho tem por principal objetivo realizar uma análise paramétrica da dinâmica do processo de perfuração, usando um modelo de dois graus de liberdade para representar o conjunto mesa rotativa, coluna de perfuração e broca, para identificar condições nas quais uma lei de controle simples do tipo linear proporcional-integral pode fornecer um desempenho de perfuração estável e satisfatório. / This paper presents a parametric analysis of the dynamics of oilwell drillstrings with non-collocated proportional-integral velocity control. The drilling operation for oil and gas in deep waters consists of opening wells in rocky ground formation by a drill, whose angular speed is controlled by a rotary table at the surface. The torque applied by the table is transmitted to the drill-bit through the drillstring. Particularly in the deepwater drilling case, the drillstring can be very long and therefore very flexible. The vibrations caused by the great flexibility of drilling columns are mainly responsible for the failures in the drilling process. In particular, the nonlinear phenomenon known as stick-slip and related to the torsional vibration of the drillstring, makes that a control system designed to maintain a constant angular velocity at the table yield large variations at the drill-bit angular velocity. In practice, this phenomenon is amplified by the inherent nonlinearity of the contact between drill bit and rock formation and by the strong non-colocalization between rotary table and drill-bit. The main objective of this work is to perform a parametric analysis of the dynamics of the drilling process, using a two degrees of freedom model in order to represent the rotary table assembly, the drilling column and drill-bit, to identify conditions in which a simple control law, such as a linear proportional-integral velocity control, can provide a stable and satisfactory drilling performance.
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