Esta tese apresenta o desenvolvimento de uma técnica de processamento numérico capaz de reconstruir o sinal da temperatura do processo original a partir do sinal distorcido, atrasado e ruidoso, medido através de uma sonda intrusiva. Uma técnica de regularização foi adotada para contornar o mau condicionamento do modelo numérico inverso da equação de transdução para obter o sinal do processo, que considera o acúmulo térmico e as transferências de calor convectivo e radiativo entre o meio e o sensor térmico. O método dos mínimos quadrados simplificado foi implementado como técnica de regularização, por ser um método rápido e possuir um código computacional pequeno, permitindo, obter os dados em tempo real e desenvolver um sensor térmico inteligente. Testes numéricos demonstraram as discrepâncias introduzidas pela inércia térmica, convecção e radiação, bem como a extrema sensibilidade da presença de ruídos quando o problema inverso é resolvido. Testes experimentais foram conduzidos para validar o algoritmo de reconstrução sob condições práticas com sinais obtidos por um termopar encapsulado / This thesis presents the development of a numerical processing technique capable of reconstructing the original process temperature signal from distorted, late and noisy measured signal obtained from an intrusive probe. A regularization technique was adopted to palliate the ill conditioning of the inverse numerical model of the transduction equation to obtain the process signal, which considers thermal accumulation and convective and radiative heat transfers between the medium and the thermal sensor. The simplified least square method was implemented as the regularization technique, because it is a fast method and results in a small computational code, which produces on-line information and allow the development an intelligent temperature sensor. Numerical tests demonstrated the discrepancies introduced by thermal inertia, convection and radiation, as well as the extreme sensitivities to the presence of noise when solving the inverse problem. Experimental tests were carried out to validate the reconstruction algorithm under realistic experimental conditions with the signals obtained by the sheathed thermocouple

Esta tese apresenta o desenvolvimento de uma técnica de processamento numérico capaz de reconstruir o sinal da temperatura do processo original a partir do sinal distorcido, atrasado e ruidoso, medido através de uma sonda intrusiva. Uma técnica de regularização foi adotada para contornar o mau condicionamento do modelo numérico inverso da equação de transdução para obter o sinal do processo, que considera o acúmulo térmico e as transferências de calor convectivo e radiativo entre o meio e o sensor térmico. O método dos mínimos quadrados simplificado foi implementado como técnica de regularização, por ser um método rápido e possuir um código computacional pequeno, permitindo, obter os dados em tempo real e desenvolver um sensor térmico inteligente. Testes numéricos demonstraram as discrepâncias introduzidas pela inércia térmica, convecção e radiação, bem como a extrema sensibilidade da presença de ruídos quando o problema inverso é resolvido. Testes experimentais foram conduzidos para validar o algoritmo de reconstrução sob condições práticas com sinais obtidos por um termopar encapsulado / This thesis presents the development of a numerical processing technique capable of reconstructing the original process temperature signal from distorted, late and noisy measured signal obtained from an intrusive probe. A regularization technique was adopted to palliate the ill conditioning of the inverse numerical model of the transduction equation to obtain the process signal, which considers thermal accumulation and convective and radiative heat transfers between the medium and the thermal sensor. The simplified least square method was implemented as the regularization technique, because it is a fast method and results in a small computational code, which produces on-line information and allow the development an intelligent temperature sensor. Numerical tests demonstrated the discrepancies introduced by thermal inertia, convection and radiation, as well as the extreme sensitivities to the presence of noise when solving the inverse problem. Experimental tests were carried out to validate the reconstruction algorithm under realistic experimental conditions with the signals obtained by the sheathed thermocouple

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-10-31T17:20:21Z No. of bitstreams: 1 2016 - Elisa Vila Nova de Noronha.pdf: 4419781 bytes, checksum: 0804df588af66f56621082802458f769 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T17:20:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Elisa Vila Nova de Noronha.pdf: 4419781 bytes, checksum: 0804df588af66f56621082802458f769 (MD5) Previous issue date: 2016-12-21 / For the drilling process to succeed, it is necessary the use of a drilling fluid. The measurement of rheological properties from these fluids becomes important in order to allow good hydraulic gusher maintenance and management. If these measures are taken in an on- line order that will mean agility in decision-making about the maintenance of the properties of the fluid and it will result in savings of thousands of dollars during the drilling of a well. It is in this context that this current report, developed in the UFRRJ laboratory of fluid flow, aims to evaluate the performance of a modified and calibrated process viscometer, making it a unique equipment for conducting real-time measures of apparent viscosity and thixotropy curve. The process viscometer chosen has the geometry of coaxial cylinders being, thus similar to the current workbench equipment used in drilling rigs. The modified viscometer performance was confronted with the rheometer benchtop Haake Rheostress 1. Different compositions of fluids, containing assorted concentrations of viscosifier polymers and suspension solid have been tested. The results indicated that there was an agreement on the results towards a considered error permissible for a viscometer process. The online viscometer brings a pioneering real-time measuring capacity and plotting of rheological behavior curves towards the current technology used in drilling operation. / Para que o processo de perfura??o seja bem-sucedido, ? necess?rio o uso de um fluido de perfura??o. A medi??o das propriedades reol?gicas destes fluidos torna-se importante para permitir uma boa manuten??o e gest?o hidr?ulica do po?o. Se estas medidas forem realizadas de forma online isso significar? agilidade na tomada de decis?o sobre a manuten??o das propriedades do fluido e acarretar? na economia de milhares de d?lares durante a perfura??o de um po?o. ? neste contexto que o presente trabalho, desenvolvido no Laborat?rio de Escoamento de Fluidos da UFRRJ, tem como objetivo avaliar o desempenho de um viscos?metro de processo modificado e calibrado, tornando-o em um equipamento exclusivo, para realizar medidas em tempo real de curva de viscosidade aparente e tixotropia. O viscos?metro de processo escolhido tem a mesma geometria de cilindros coaxiais sendo desta forma semelhante ao atual equipamento de bancada utilizado nas sondas de perfura??o. O desempenho do viscos?metro modificado foi confrontado com o re?metro de bancada Haake Rheostress 1. Foram testadas diferentes composi??es de fluidos contendo concentra??es variadas de pol?meros viscosificantes e s?lidos em suspens?o. Os resultados obtidos indicaram que houve concord?ncia nos resultados diante de um erro considerado admiss?vel para um viscos?metro de processo. Acredita-se que o viscos?metro online avaliado traz uma capacidade pioneira de medi??o em tempo real e plotagem de curvas de comportamento reol?gico diante da atual tecnologia utilizada na ?rea petroqu?mica.