Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-21T00:17:08Z No. of bitstreams: 1 HannahLiciaCruzGalvao_DISSERT.pdf: 2602269 bytes, checksum: 9a25d575dde3cb5aa441d3d969163998 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-03T22:55:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 HannahLiciaCruzGalvao_DISSERT.pdf: 2602269 bytes, checksum: 9a25d575dde3cb5aa441d3d969163998 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-03T22:55:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HannahLiciaCruzGalvao_DISSERT.pdf: 2602269 bytes, checksum: 9a25d575dde3cb5aa441d3d969163998 (MD5) Previous issue date: 2016-09-05 / Na ind?stria petrol?fera, uma ?rea que vem se desenvolvendo e ganhando destaque ? a de automa??o e controle de po?os. Esta por sua vez, vem sendo aplicada aos m?todos de eleva??o artificial, especialmente ao Bombeio Mec?nico (BM), que ? considerado um dos m?todos mais utilizado em ambientes onshore, predominando frente aos outros em n?mero de po?os instalados no Brasil. Diante dessa constata??o, nota-se que evolu??es ao BM podem trazer melhorias ? extra??o de petr?leo no pa?s. Uma evolu??o relevante seria o desenvolvimento e aplica??o de novas estrat?gias e t?cnicas de controle a esse sistema. Nesse sentido, o foco principal deste trabalho foi desenvolver um controlador aplicado ao BM, visando evitar o surgimento de efeitos indesej?veis durante o processo de produ??o e maximizar a efici?ncia de opera??o. A ferramenta desenvolvida consiste em controlar o preenchimento parcial da bomba de fundo, atrav?s da manipula??o da velocidade de bombeio. Para tanto, um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) foi utilizado devido ? sua estrutura vers?til, adaptando-se ?s exig?ncias e limita??es do trabalho. Inicialmente, realizou-se o levantamento bibliogr?fico sobre o m?todo em foco, abrangendo principalmente o papel da carta dinamom?trica de superf?cie e de fundo, os conceitos b?sicos sobre o controle do tipo PID e as principais estrat?gias de controle aplicadas ao BM. No decorrer do trabalho foi desenvolvida uma modelagem matem?tica e computacional para determinar o valor do preenchimento da bomba de fundo. Para a implementa??o do controle, foi utilizada a linguagem de programa??o Visual Basic for Applications (VBA) associada ao seu ambiente de desenvolvimento integrado (IDE), presentes no Microsoft Excel. Para valida??o, utilizou-se o simulador de BM como um po?o virtual e simula??es foram realizadas com o controlador desenvolvido. Para efeito de resultado, observou-se que a estrat?gia desenvolvida foi uma importante ferramenta quando se tratava em potencializar a produ??o por BM, visto que a estrat?gia aplicada proporcionou o controle do preenchimento parcial da bomba de fundo, sem a necessidade de parada de produ??o, ou seja, da unidade de bombeio, o que refletiu numa otimiza??o operacional. / In the oil industry, one area that has been developed and gained highlight is automation and well control, which has been used in artificial lift methods, especially in Sucker-Rod Pump (SRP) that is considered one of the methods more used in onshore regions and it is more applied in Brazil compared to other artificial methods. Therefore, it is noted that enhancements in sucker-rod pump may cause largely improvements in oil extraction in the country. One relevant enhancement would be the development and application of new strategies and control techniques to this system. Then, the main focus of this work was developing a controller applied to sucker-rod rump in order to avoid the appearance of undesirable effects during the production process as well as to maximize the operating efficiency. The developed tool controls the partial filling of the downhole pumps through the manipulation of the pumping velocity. Thus, a Proportional Integral Derivative controller (PID) was used due to its versatile structure, adapting to requirements and work limitations. Initially, literature researches about the SRP method were conducted? covering the function of the surface and downhole dynamometric cards, mainly? the basic concepts about the PID control ? and the main control strategies applied to sucker-rod pump. In this work was developed a mathematical and computational modeling to determine the value of the downhole pumps filling. To implement the controlling was used the Visual Basic for Applications (VBA) programming language associated to its integrated development environment (IDE), which is present in Microsoft Excel. To validate, it was used a sucker-rod pump simulator as a virtual well and simulations were realized with the controller that was created. It was observed that the developed strategy was an important tool when it comes to enhance the production through sucker-rod pump because the strategy that was applied provided a partial control of the downhole pumps without stopping the production, that is, the pumping unit, what reflected an operational optimization.

A indústria optoeletrônica passa por um período de transformação em que os materiais inorgânicos estão sendo substituídos pelos orgânicos, oligômeros e polímeros, na fabricação de alguns tipos de dispositivos. No entanto, fatores como baixa eficiência e tempo de vida impedem que os aparelhos com base nos polímeros entrem definitivamente no mercado. Para resolver estas questões, é necessário um conhecimento profundo da estrutura eletrônica desses materiais. Apesar do avanço científico, ainda existem pontos a esclarecer. Por exemplo, não existe um consenso sobre a natureza das excitações óticas primárias e dos processos não radiativos nos polímeros conjugados, principalmente com excitação no ultravioleta. Tais processos limitam a eficiência e podem influenciar nos processos fotoquímicos, determinando o tempo de vida de um dispositivo. Esses fenômenos ocorrem em alguns picossegundos e, portanto, a espectroscopia ultrarrápida é a técnica mais adequada para o seu estudo. Neste trabalho, foi implementado o aparato para espectroscopia de bombeio e prova em filmes finos de polímeros conjugados, no qual podem ser usados dois métodos de aquisição de dados, sensível à fase e pulso-a-pulso. O primeiro é o método padrão citado na literatura, no qual o feixe de excitação é modulado por um chopper e os sinais são medidos por amplificadores lock-in. No segundo, o condicionamento de sinais é feito por circuitos amplificadores e o processamento dos sinais é feito pulso-a-pulso. É um método que a princípio fornece melhor estatística, pois as flutuações do laser são normalizadas pulso-a-pulso, e não na média. Além disso, apresenta menor custo e torna o experimento de bombeio e prova mais simples, pois os únicos procedimentos críticos passam a ser a sobreposição dos feixes na amostra e a determinação do atraso zero entre bombeio e prova. Foi projetado e construído o circuito eletrônico de condicionamento de sinais e o software de aquisição foi desenvolvido em linguagem LabVIEW. Entretanto, o método pulso-a-pulso forneceu uma sensibilidade inadequada para o estudo de filmes poliméricos, (ΔT⁄T ~ 0,7%, limitada pelo ruído elétrico na amplificação dos pulsos detectados), em contraste com ΔT/T ~ 0,1% que foi alcançada pelo método sensível à fase. Desta maneira, foi usado o último método para o estudo da evolução do espectro e da dinâmica de emissão estimulada de um filme de MEH-PPV, com excitação no visível e no ultravioleta, permitindo o estudo da dinâmica de relaxação dos estados de mais alta energia. Os resultados no visível são compatíveis com os da literatura, o que demonstra a confiabilidade do aparato quanto à sensibilidade e resolução temporal e espectral. Os resultados com excitação no UV indicam que a transferência de energia de bandas mais energéticas para a banda π - π∗ (conversão interna) ocorre em aproximadamente 300 fs, confirmando as suposições da literatura quanto à relaxação energética ultrarrápida (regra de Kasha), além de sugerir a existência de bandas ainda mais energéticas do que as já conhecidas. Pretende-se futuramente determinar a eficiência de tal transferência energética, pois ela pode ser um fator limitante na eficiência de fotoluminescência em polímeros conjugados com excitação no ultravioleta. / The optoelectronics industry is currently undergoing a transition period in which inorganic materials are being replaced by organic materials, oligomers and polymers, in the fabrication of some types of devices. However, factors such as low efficiency and low lifetime prevent polymer based devices on entering the market definitely. The solution of these issues requires a thorough knowledge of the electronic structure of these materials, but despite of scientific advances, there are still points to be clarified. For example, there is no consensus on the nature of the primary optical excitations and non-radiative processes in conjugated polymers, specially with ultraviolet excitation. Such processes limit the efficiency and can influence the photochemical processes, determining the device lifetime. These phenomena occur on a femtosecond timescale and therefore, ultrafast spectroscopy is the most appropriate technique for their study. In this work, we implemented the apparatus for pump-probe ultrafast spectroscopy on thin films of conjugated polymers, which can be used with two methods of data acquisition, phase-sensitive and shot-by-shot. The first is the standard method reported in the literature in which the excitation beam is modulated by a chopper and the signals measured by lock-in amplifiers. In the second, the detector signal conditioning is done by conventional amplifier circuits, followed shot-to-shot signal processing. This method provides the best statistics, in principle, because the laser fluctuations are normalized for each pulse, instead of using the average. In addition, the apparatus has a lower cost and the experiment is simpler, having as critical procedures the alignment of the beams on the sample and the determination of zero delay, with all other procedures done via software. The electronic circuitry for signal conditioning was designed and built and data acquisition software that enables measurements with both methods was developed in the LabVIEW programming language. However, the shot-by-shot method provided an inadequate sensitivity for the study of polymeric films (ΔT⁄T ~0.7%, limited by electronic noise in the amplification of detector signals), compared with ΔT⁄T ~ 0.1%, which was achieved by the phase sensitive method, and was the goal at the beginning of the project. Thus, the latter method was used to study the evolution of the spectrum and dynamics of stimulated emission of a film of MEH-PPV, with excitation in the visible and UV, allowing the study of the dynamics of higher lying electronic states. The results in the visible are consistent with those reported in the literature, which demonstrates the performance of the apparatus with respect to sensitivity and time/spectral resolution. The results with UV excitation indicate that the energy transfer among the more energetic bands to the π - π* band (internal conversion) occurs in about 300 fs, confirming the assumptions of the literature on the ultrafast energy relaxation processes (Kashas rule), besides suggesting the existence of even more energetic bands than those currently known. As future work, we plan to measure the efficiency of this energy transfer process, since it may be the limiting step in determining the overall photoluminescence efficiency of conjugated polymers with ultraviolet excitation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:47:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CassioHF_DISSERT.pdf: 1503543 bytes, checksum: f8c5d434affbf0ef65dde0a97d3eb071 (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / Despite the emergence of other forms of artificial lift, sucker rod pumping systems remains hegemonic because of its flexibility of operation and lower investment cost compared to other lifting techniques developed. A successful rod pumping sizing necessarily passes through the supply of estimated flow and the controlled wear of pumping equipment used in the mounted configuration. However, the mediation of these elements is particularly challenging, especially for most designers dealing with this work, which still lack the experience needed to get good projects pumping in time. Even with the existence of various computer applications on the market in order to facilitate this task, they must face a grueling process of trial and error until you get the most appropriate combination of equipment for installation in the well. This thesis proposes the creation of an expert system in the design of sucker rod pumping systems. Its mission is to guide a petroleum engineer in the task of selecting a range of equipment appropriate to the context provided by the characteristics of the oil that will be raised to the surface. Features such as the level of gas separation, presence of corrosive elements, possibility of production of sand and waxing are taken into account in selecting the pumping unit, sucker-rod strings and subsurface pump and their operation mode. It is able to approximate the inferente process in the way of human reasoning, which leads to results closer to those obtained by a specialist. For this, their production rules were based on the theory of fuzzy sets, able to model vague concepts typically present in human reasoning. The calculations of operating parameters of the pumping system are made by the API RP 11L method. Based on information input, the system is able to return to the user a set of pumping configurations that meet a given design flow, but without subjecting the selected equipment to an effort beyond that which can bear / Apesar do surgimento de outras t?cnicas de eleva??o artificial de petr?leo, sistemas de bombeio mec?nico mant?m-se hegem?nicos devido ? sua flexibilidade de atua??o e custo menor de investimento se comparada com outras t?cnicas de eleva??o desenvolvidas. Um dimensionamento de bombeio mec?nico bem sucedido necessariamente passa pelo atendimento da vaz?o prevista e pelo desgaste controlado dos equipamentos de bombeio utilizados na configura??o montada. Entretanto, a concilia??o destes elementos mostrase particularmente desafiadora, sobretudo para a maioria dos projetistas que lidam com este trabalho, que n?o possuem ainda a experi?ncia necess?ria para chegar a bons projetos de bombeio em tempo h?bil. Mesmo com a exist?ncia de diversos aplicativos computacionais no mercado com o objetivo de facilitar esta tarefa, eles precisam enfrentar um exaustivo processo de tentativa e erro at? chegar a combina??o mais adequada de equipamentos para instala??o no po?o. A proposta do presente trabalho consiste em desenvolver um sistema especialista no dimensionamento de sistemas de bombeio mec?nico. Ele tem a miss?o de guiar um engenheiro de petr?leo na tarefa de selecionar um conjunto de equipamentos apropriados ao contexto provido pelas caracter?sticas do ?leo que ser? produzido. Caracter?sticas como o n?vel de separa??o do g?s, presen?a de elementos corrosivos, possibilidade de produ??o de areia e de parafina??o s?o levados em considera??o na escolha da bomba de fundo, coluna de hastes e unidade de bombeio, bem como as caracter?sticas de opera??o dos mesmos. Ele ? capaz de aproximar seu processo de infer?ncia da forma do racioc?nio humano, o que gera resultados mais pr?ximos daqueles obtidos por um especialista. Para tanto, suas regras de produ??o foram elaboradas com base na teoria dos conjuntos fuzzy, capazes de modelar conceitos imprecisos tipicamente presentes no racioc?nio humano. Os c?lculos dos par?metros operacionais do sistema de bombeio s?o feitos por meio do m?todo API RP 11L. Com base em informa??es de entrada, o sistema ? capaz de retornar ao usu?rio um conjunto de configura??es de bombeio mec?nico que atendam uma determinada vaz?o de projeto, por?m sem submeter os equipamentos selecionados a um esfor?o al?m daquele que possam suportar

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MatheusAS_DISSERT.pdf: 2078765 bytes, checksum: 519489af2ea8e5db40a4abaa98e99b28 (MD5) Previous issue date: 2010-11-18 / With the increase of processing ability, storage and several kinds of communication existing such as Bluetooth, infrared, wireless networks, etc.., mobile devices are no longer only devices with specific function and have become tools with various functionalities. In the business field, the benefits that these kinds of devices can offer are considerable, because the portability allows tasks that previously could only be performed within the work environment, can be performed anywhere. In the context of oil exploration companies, mobile applications allow quick actions could be taken by petroleum engineers and technicians, using their mobile devices to avoid potential catastrophes like an unexpected stop or break of important equipment. In general, the configuration of equipment for oil extraction is performed on the work environment using computer systems in desktop platforms. After the obtained configuration, an employee goes to equipment to be configured and perform the modifications obtained on the use desktop system. This management process equipment for oil extraction takes long time and does not guarantee the maintenance in time to avoid problems. With the use of mobile devices, management and maintenance of equipment for oil extraction can be performed in a more agile time once it enables the engineer or technician oil can perform this configuration at the time and place where the request comes for example, near in the oil well where the equipment is located. The wide variety of mobile devices creates a big difficulty in developing mobile applications, since for one application can function in several types of devices, the application must be changed for each specific type of device, which makes the development quite costly. This paper defines and implements a software product line for designing sucker-rod pumping systems on mobile devices. This product line of software, called BMMobile, aims to produce products that are capable of performing calculations to determine the possible configurations for the equipment in the design suckerrod pumping, and managing the variabilities of the various products that can be generated. Besides, this work performs two evaluations. The first evaluation will verify the consistency of the products produced by the software product line. The second evaluation will verify the reuse of some products generated by SPL developed / Com o aumento da capacidade de processamento, armazenamento e a variedade de tipos de comunica??o existentes, como Bluetooth, infravermelho, redes sem fio, etc., os dispositivos m?veis deixaram de ser apenas dispositivos com fun??o especifica e passaram a ser ferramentas com diversos tipos de funcionalidade. No campo empresarial os benef?cios que estes tipos de dispositivos oferecem s?o consider?veis, uma vez que a portabilidade permite que tarefas que antes s? poderiam ser executadas dentro do ambiente de trabalho, possam ser realizadas em qualquer lugar. No contexto de empresas de explora??o de petr?leo, aplica??es m?veis permitem que a??es r?pidas possam ser tomadas por engenheiros e t?cnicos de petr?leo, usando seus dispositivos m?veis, de forma a evitar poss?veis cat?strofes como a parada de um po?o ou quebra de um equipamento importante. Em geral, a configura??o de equipamentos para extra??o de petr?leo ? realizada no ambiente de trabalho usando sistemas computacionais em plataformas desktop. Ap?s a configura??o ser determinada, algum funcion?rio deve ir ao equipamento a ser configurado e executar as modifica??es obtidas na utiliza??o do sistema desktop. Este processo de gerenciamento de equipamentos para a extra??o de petr?leo demanda muito tempo e n?o garante a manuten??o em tempo h?bil de forma a evitar maiores problemas. Com a utiliza??o de dispositivos m?veis, o gerenciamento e manuten??o de equipamentos para extra??o de petr?leo pode ser realizada de forma mais ?gil, uma vez que permite que o engenheiro ou t?cnico de petr?leo possa realizar essa configura??o no momento e local aonde chega a solicita??o, por exemplo, pr?ximo ao po?o onde est? localizado o equipamento. A grande variedade de tipos de dispositivos m?veis gera uma grande dificuldade no desenvolvimento de aplica??es m?veis, uma vez que para que uma aplica??o possa funcionar em diversos tipos de dispositivos, a aplica??o deve sofrer altera??es para cada tipo especifico de aparelho, o que torna o desenvolvimento bastante custoso. Este trabalho define e implementa uma linha de produto de software para dimensionamento de bombeio mec?nico em dispositivos m?veis. Esta linha de produto de software, denominada BMMobile, tem como objetivo gerar produtos que sejam capazes de realizar c?lculos para determinar as configura??es poss?veis para os equipamentos no dimensionamento de bombeio mec?nico, al?m de gerenciar as variabilidades dos diversos produtos que podem ser gerados. Al?m disso, esse trabalho realiza duas avalia??es. A primeira avalia??o permite verificar a consist?ncia dos produtos produzidos pela linha de produto de software. A segunda avalia??o permite avaliar o reuso em alguns produtos gerados pela LPS desenvolvida

Submitted by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-12T20:10:31Z No. of bitstreams: 1 FlavioGentilDeAraujoFilho_TESE.pdf: 4569671 bytes, checksum: 74f67c4306ba61a1b4872e0e94522410 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-12T20:13:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FlavioGentilDeAraujoFilho_TESE.pdf: 4569671 bytes, checksum: 74f67c4306ba61a1b4872e0e94522410 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-12T20:13:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FlavioGentilDeAraujoFilho_TESE.pdf: 4569671 bytes, checksum: 74f67c4306ba61a1b4872e0e94522410 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um conjunto de m?todos de sintonia de controladores nebulosos aplicados ao processo n?o linear de controle de vaz?o em um sistema de produ??o de petr?leo com po?os produtores equipados com bombeio centr?fugo submerso. O controle eficiente dos processos industriais estudados ser? atingido pela aplica??o de t?cnicas de intelig?ncia artificial, sobretudo pelo fato de serem requeridos diferentes pontos de opera??o, bem como determinadas trajet?rias de refer?ncia. A necessidade de obten??o do conhecimento especialista, em regras de infer?ncia e fun??es de pertin?ncia da l?gica nebulosa do controlador empregado, ? suprida pelo processo de aprendizagem da t?cnica do controle adaptativo neural por modelo inverso, no qual a estrutura do controlador e seus par?metros s?o definidos automaticamente, utilizando-se para o treinamento os pr?prios dados da aplica??o. O modelo neuro-fuzzy obtido ? utilizado para gerar a??es de controle em s?rie com o processo, apresentando uma resposta din?mica satisfat?ria. Da mesma forma, s?o empregadas t?cnicas baseadas em meta-heur?sticas de otimiza??o, a fim de se encontrar a solu??o ?tima ou suficientemente pr?xima da ?tima para a sintonia do controlador nebuloso aplicado ao processo de produ??o de petr?leo. Os algoritmos de otimiza??o dos poliedros flex?veis e do recozimento simulado foram utilizados com diferentes tipos de fun??es objetivo de minimiza??o de erro do sistema, para sele??o dos par?metros de sintonia do controlador, de acordo com os crit?rios de desempenho pretendidos. Os resultados apresentados comparam as respostas obtidas do sistema para cada uma das t?cnicas empregadas, evidenciando o bom desempenho e a robustez das sintonias propostas.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HeitorPG.pdf: 2527761 bytes, checksum: 19f772cea6bcb648ba6562ac9a4eeffd (MD5) Previous issue date: 2009-06-26 / The artificial lifting of oil is needed when the pressure of the reservoir is not high enough so that the fluid contained in it can reach the surface spontaneously. Thus the increase in energy supplies artificial or additional fluid integral to the well to come to the surface. The rod pump is the artificial lift method most used in the world and the dynamometer card (surface and down-hole) is the best tool for the analysis of a well equipped with such method. A computational method using Artificial Neural Networks MLP was and developed using pre-established patterns, based on its geometry, the downhole card are used for training the network and then the network provides the knowledge for classification of new cards, allows the fails diagnose in the system and operation conditions of the lifting system. These routines could be integrated to a supervisory system that collects the cards to be analyzed / A necessidade da eleva??o artificial de petr?leo se d? quando a press?o do reservat?rio n?o ? suficientemente elevada para que os fluidos nele contidos possam alcan?ar a superf?cie espontaneamente. Assim a eleva??o artificial fornece energia de forma suplementar ou integral aos fluidos do po?o para que cheguem ? superf?cie. O Bombeio mec?nico com hastes ? o m?todo de eleva??o artificial mais utilizado no mundo e a Carta Dinamom?trica (de superf?cie e de fundo) ? a melhor ferramenta de an?lise de um po?o equipado com esse tipo de m?todo de eleva??o.Um Sistema que utiliza Redes Neurais Artificiais MLP foi desenvolvido e usando padr?es pr?-estabelecidos, baseadas em sua geometria, as cartas de fundo dos po?os s?o utilizadas para o treinamento da rede e posteriormente essa rede disponibiliza o conhecimento adquirido para a classifica??o de novas cartas, permitindo o diagn?stico de poss?veis falhas no sistema de bombeio e das condi??es de funcionamento desse sistema de eleva??o. Essas rotinas podem ser integradas a um Sistema Supervis?rio que coleta as cartas a serem analisadas. Palavras-chave: Automa??o industrial, Eleva??o artificial, Bombeio mec?nico, Redes Neurais

Submitted by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-03-28T22:17:06Z No. of bitstreams: 1 AllisonCC_DISSERT.pdf: 23495470 bytes, checksum: 71481acfb5946c94f60433199d92a734 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-06-18T16:53:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AllisonCC_DISSERT.pdf: 23495470 bytes, checksum: 71481acfb5946c94f60433199d92a734 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2018-06-18T17:02:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AllisonCC_DISSERT.pdf: 23495470 bytes, checksum: 71481acfb5946c94f60433199d92a734 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T17:02:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AllisonCC_DISSERT.pdf: 23495470 bytes, checksum: 71481acfb5946c94f60433199d92a734 (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / The reduction of power consumption and operational costs in petroleum industry has become an increasingly concernment in the last years. Due to that the search for new petroleum production methods and the use of process controlling techniques integrated to its artificial lift systems for optimizing that process plays a main role, and the development of well pump controllers is the main study object. The work proposes the implementation of a control system for oil wells equipped with ESP (Electrical Submersible Pumping), having as main methodology the use of the Arduino® Platform. The desired result is the development of a low cost oil pump controller system, with software technology which brings easy configuration and remote operation, and validation of its use in a real oil well. The main goals are the cost reduction through the use of inexpensive hardware, and the the increase of developing speed by migrating to a higher level programming language, both compared to current well pumping controller solutions, based on use of PLC (Programmable Logic Controller). Other than that, the proposal represents a big step for the dissemination of open hardware philosophy for the petroleum production process control, opening doors for incoming implementation of new controllers for other artificial lift methods / A redução de consumo energético e do custo operacional na indústria de petróleo vem se tornando uma preocupação cada vez maior ao longo dos últimos anos. Nesse contexto a busca por novos métodos de produção de petróleo e a utilização de técnicas de controle integradas aos sistemas de elevação artificial para a otimização desse processo exercem um importante papel, e o desenvolvimento de controladores de bombeio é o principal objeto de estudo. O trabalho propõe a implementação de um sistema de controle para poços equipados com BCS (Bombeio Centrífugo Submerso), tendo como metodologia base o uso da plataforma Arduino®. O resultado desejado é o desenvolvimento de um sistema de controle de bombeio de baixo custo, com tecnologia de software que contemple fácil configuração e operação remota, e a validação do seu uso em um poço produtor de petróleo real. Os objetivos principais são a redução de custos através da utilização de hardware mais econômico, e a aceleração do desenvolvimento devida à migração para uma linguagem de programação de mais alto nível, ambos em relação às soluções de controle de bombeio atuais, baseadas no uso de CLP (Controlador Lógico Programável). Além disso, a proposta representa um grande passo para a disseminação do uso da filosofia de hardware livre para controle do processo de produção de petróleo, abrindo portas para a implementação de novos controladores para outros métodos de elevação / 2018-03-28

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RutacioOC_TESE_PARCIAL.pdf: 408685 bytes, checksum: 5bea29db0102078f885dab06d8188a0f (MD5) Previous issue date: 2012-07-13 / The Electrical Submersible Pumping is an artificial lift method for oil wells employed in onshore and offshore areas. The economic revenue of the petroleum production in a well depends on the oil flow and the availability of lifting equipment. The fewer the failures, the lower the revenue shortfall and costs to repair it. The frequency with which failures occur depends on the operating conditions to which the pumps are submitted. In high-productivity offshore wells monitoring is done by operators with engineering support 24h/day, which is not economically viable for the land areas. In this context, the automation of onshore wells has clear economic advantages. This work proposes a system capable of automatically control the operation of electrical submersible pumps, installed in oil wells, by an adjustment at the electric motor rotation based on signals provided by sensors installed on the surface and subsurface, keeping the pump operating within the recommended range, closest to the well s potential. Techniques are developed to estimate unmeasured variables, enabling the automation of wells that do not have all the required sensors. The automatic adjustment, according to an algorithm that runs on a programmable logic controller maintains the flow and submergence within acceptable parameters avoiding undesirable operating conditions, as the gas interference and high engine temperature, without need to resort to stopping the engine, which would reduce the its useful life. The control strategy described, based on modeling of physical phenomena and operational experience reported in literature, is materialized in terms of a fuzzy controller based on rules, and all generated information can be accompanied by a supervisory system / O bombeio centr?fugo submerso ? um m?todo de eleva??o artificial de petr?leo empregado em ?reas terrestres ou mar?timas. A receita econ?mica da produ??o de petr?leo em um po?o depende da vaz?o de ?leo e da disponibilidade do equipamento de eleva??o. Quanto menos falhas, menores ser?o as receitas cessantes e os custos para repar?-las. A frequ?ncia com que as falhas ocorrem depende das condi??es operacionais ?s quais as bombas s?o submetidas. Em po?os mar?timos de alta produtividade o acompanhamento ? feito por operadores com suporte de engenharia 24h/dia, o que n?o ? economicamente vi?vel para as ?reas terrestres. Nesse contexto, a automa??o de po?os terrestres apresenta vantagens econ?micas claras. Neste trabalho ? proposto um sistema capaz de controlar automaticamente a opera??o de bombas centr?fugas submersas instaladas em po?os produtores de petr?leo, via ajuste na rota??o do motor el?trico, a partir de sensores instalados na superf?cie e subsuperf?cie, mantendo a bomba operando dentro da faixa recomendada, o mais pr?ximo poss?vel do potencial do po?o. S?o desenvolvidas t?cnicas de estimativa de vari?veis n?o medidas, possibilitando a automa??o de po?os que n?o possuem todos os sensores requeridos. O ajuste autom?tico, conforme um algoritmo que ? executado em um controlador l?gico program?vel, mant?m a vaz?o e a submerg?ncia dentro de par?metros aceit?veis, evitando condi??es operacionais indesej?veis como a interfer?ncia de g?s e a elevada temperatura do motor, sem a necessidade de recorrer ao desligamento do motor, o que reduziria a sua vida ?til. A estrat?gia de controle descrita, baseada na modelagem dos fen?menos f?sicos e na experi?ncia operacional registrada na literatura, ? materializada em termos de um controlador Fuzzy baseado em regras, sendo que todas as informa??es geradas podem ser acompanhadas por um sistema supervis?rio

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioSL_TESE.pdf: 5888891 bytes, checksum: cd954df5e4af671c3361060293cc5710 (MD5) Previous issue date: 2014-05-30 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / The precision and the fast identification of abnormalities of bottom hole are essential to prevent damage and increase production in the oil industry. This work presents a study about a new automatic approach to the detection and the classification of operation mode in the Sucker-rod Pumping through dynamometric cards of bottom hole. The main idea is the recognition of the well production status through the image processing of the bottom s hole dynamometric card (Boundary Descriptors) and statistics and similarity mathematics tools, like Fourier Descriptor, Principal Components Analysis (PCA) and Euclidean Distance. In order to validate the proposal, the Sucker-Rod Pumping system real data are used / A identifica??o r?pida e precisa de anormalidades de fundo de po?o ? essencial para evitar danos e aumentar a produ??o na ind?stria do petr?leo. Esta tese apresenta um estudo sobre uma nova abordagem autom?tica para a detec??o e classifica??o de modos de opera??o no sistema de Bombeio Mec?nico atrav?s de carta de dinamom?tricas de fundo de po?o. A id?ia principal ? o reconhecimento das condi??es de produ??o do sistema atrav?s do processamento de imagem do carta dinamom?trica de fundo de po?o (Descritores de Fourier) e ferramentas matem?ticas estat?sticas (An?lise de Componentes Principais - PCA) e de similaridade (Dist?ncia Euclidiana). Para validar a proposta, s?o utilizados dados provenientes de sistemas de Bombeio Mec?nico reais

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EvellyneSBpdf.pdf: 1159066 bytes, checksum: 300fe338752c295fd279c5c695b984a8 (MD5) Previous issue date: 2009-09-26 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / The Electrical Submersible Pump (ESP) has been one of the most appropriate solutions for lifting method in onshore and offshore applications. The typical features for this application are adverse temperature, viscosity fluids and gas environments. The difficulties in equipments maintenance and setup contributing to increasing costs of oil production in deep water, therefore, the optimization through automation can be a excellent approach for decrease costs and failures in subsurface equipment. This work describe a computer simulation related with the artificial lifting method ESP. This tool support the dynamic behavior of ESP approach, considering the source and electric energy transmission model for the motor, the electric motor model (including the thermal calculation), flow tubbing simulation, centrifugal pump behavior simulation with liquid nature effects and reservoir requirements. In addition, there are tri-dimensional animation for each ESP subsytem (transformer, motor, pump, seal, gas separator, command unit). This computer simulation propose a improvement for monitoring oil wells for maximization of well production. Currenty, the proprietaries simulators are based on specific equipments manufactures. Therefore, it is not possible simulation equipments of another manufactures. In the propose approach there are support for diverse kinds of manufactures equipments / Bombeio Centr?fugo Submerso (BCS) tem se mostrado uma das solu??es mais adequadas como m?todo de eleva??o em aplica??es onshore e offshore. As caracter?sticas t?picas desssas aplica??es s?o condi??es adversas de temperatura, fluidos viscosos e ambientes gaseificados. As dificuldades encontradas na manuten??o e instala??o de equipamentos s?o fatores que oneram a produ??o de petr?leo em ?guas profundas, com isso, a otimiza??o via automa??o, pode ser um passo fundamental para a redu??o de custos e falhas nos equipamentos de subsuperf?cie. Este trabalho apresenta um simulador computacional relacionado ao m?todo de eleva??o artificial BCS. A ferramenta representa o comportamento din?mico, considerando a transmiss?o de energia el?trica da superf?cie ao motor, modelo do motor el?trico (incluindo o efeito t?rmico), simula??o do escoamento na tubula??o, simula??o do comportamento da bomba centr?fuga, levando em considera??o os efeitos da natureza do l?quido e os aspectos do reservat?rio. Adicionalmente, s?o encontrados anima??es tridimensionais para cada subsistema BCS (transformador, motor, bomba, selo ou protetor, separador de g?s e quadro de comando). O simulador computacional prop?e uma melhoria no acompanhamento de po?os de petr?leo visando o aumento da produtividade do po?o. Atualmente, os simuladores comerciais est?o baseados em equipamentos espec?ficos do fabricante, dificultando obter resultados com outros equipamentos. Na t?cnica proposta, existe suporte para diversos fabricantes