Controle Preditivo Com Estimação Bayesiana e Monitoramento da Temperatura do Óleo em um Sistema de Tubulações Multicamadas

Nome: Vinicius Scardua Dellacqua
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 25/05/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
WELLINGTON BETENCURTE DA SILVA Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
JULIO CESAR SAMPAIO DUTRA Coorientador
Lucia Catabriga Examinador Interno
Vinicius Barroso Soares Examinador Externo
WELLINGTON BETENCURTE DA SILVA Orientador

Resumo: A garantia de escoamento no transporte de petróleo se tornou um assunto de estudo desde que a extração de petróleo atingiu poços em águas ultra profundas. Dentre os desafios, a deposição de sólidos nos dutos de transporte, que aparecem devido ao resfriamento do sistema quando ocorre uma parada de linha, causando um bloqueio parcial ou total nos dutos e consequentemente gastos inesperados. Métodos como inibidores químicos ou o Sistema de geração de nitrogênio são utilizados para prevenir o depósito de sólidos, mas seu controle de dosagem e eficiência são difíceis de mensurar. O sistema Pipe-in-Pipe (PIP) é uma tecnologia desenvolvida que combina a utilização do isolamento térmico e do aquecimento ativo dos dutos para controle da temperatura, evitando que o PIP atinja a temperatura de formação dos sólidos. Assim, esta dissertação propõe um sistema de controle de temperatura utilizando um controlador preditivo baseado em modelo associado ao filtro de partículas (PF-MPC) para prevenir a queda de temperatura no PIP. Este esquema de controle associa a redução da incerteza de medição da temperatura feita pelo filtro de partículas (PF) com a manipulação ótimo do fluxo de calor gerado no aquecimento ativo necessário para evitar o resfriamento do PIP. O PF-MPC utiliza o modelo matemático do PIP para prever sua temperatura dentro de um horizonte de predição futuro, a partir da medição em um único ponto do PIP, é feito o cálculo da ação de controle no instante atual a fim de prevenir a queda da temperatura. O controlador estima o fluxo de calor ideal que deve ser aplicado, reduzindo os custos econômicos relacionados ao consumo energético do aquecimento ativo. Os resultados obtidos mostram que o PF-MPC permite um bom desempenho no controle da temperatura, mantendo seu objetivo de reduzir as perdas econômicas nas linhas de transporte.
Palavras chave: Pipe-in-Pipe, Estimação de Estado, Filtro de Partículas, Controlador Preditivo Baseado em Modelo.

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