Modelling and control of wax deposition in sub-sea oil pipelines

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Autor(es): dc.contributorFortaleza, Eugênio Liborio Feitosa-
Autor(es): dc.creatorAlbuquerque, Daniel Gomes-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-10-23T15:44:47Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-10-23T15:44:47Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-06-29-
Data de envio: dc.date.issued2020-06-29-
Data de envio: dc.date.issued2020-06-29-
Data de envio: dc.date.issued2019-08-01-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://repositorio.unb.br/handle/10482/38442-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/890898-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.-
Descrição: dc.descriptionA deposição de parafina em linhas de produção e transporte de óleo é um dos principais problemas na área de elevação e escoamento da indústria de exploração de petróleo offshore. A perda de calor para a água fria durante o escoamento de óleos ricos em parafina através de tubulações submarinas causa a precipitação de alguns componentes de cadeia longa e sua sub-sequente deposição sobre as paredes internas do duto. Estes depósitos têm sua espessura incrementada com o passar do tempo, podendo ocasionar redução de vazão, aumento da potência de bombeamento e vários outros custos associados a remoção e prevenção. Neste trabalho, a taxa de deposição de parafina é predita através do cálculo de um balanço de massa na interface óleo-parafina após resolver numericamente as equações de transferência de calor e massa no interior da tubulação. A difusão molecular é considerada como o único mecanismo de deposição relevante. A remoção de parafina através do aquecimento elétrico do óleo a montante é modelada sob à hipótese de mudança de fase a temperatura constante. Este modelo é acoplado a um algoritmo de otimização visando minimizar o uso de energia elétrica. É sabido que o aquecimento da tubulação não é uma solução definitiva para o problema da parafina em linhas muito longas, devido ao fato de que a parafina dissolvida e reintroduzida no escoamento e pode eventualmente contribuir para o aumento da espessura do deposito em uma posição mais adiante. Entretanto, esta técnica permite manter a produção em níveis desejados apresentando um bom custo-benefício, especialmente em linhas de interligação poço-plataforma, em que o comprimento da tubulação o torna viável à remoção integral da parafina com apenas uma estação de aquecimento, enquanto evita a necessidade de pigagem, uma alternativa consideravelmente mais cara, visto que demanda a interrupção temporária da produção.-
Descrição: dc.descriptionCNPq-
Descrição: dc.descriptionWax deposition in oil production and transportation pipelines is one of the main flow assurance problems in the offshore petroleum industry. The heat loss to the cold water environment during the flow of waxy crude oils through sub-sea pipelines causes some long-chain oil components to precipitate and deposit on the inner pipe wall. These deposits grow thicker over time, causing oil flow rate reduction, increased pumping power and several other costs associated with removal and prevention of wax deposits. In this work, the wax deposition rate is predicted through the calculation of a mass balance on the wax-oil interface after numerically solving the heat and mass transfer equations in the pipeline. Molecular diffusion is considered to be the only relevant deposition mechanism. Wax removal through electrical heating of the upstream oil is modelled under the assumption of phase change at a constant temperature. This model is coupled to an optimization algorithm for minimizing the usage of electrical energy. It is known that pipe heating is not a definitive solution to the wax problem for very long lines due to the fact that the dissolved wax is reintroduced in the oil flow and may contribute to the increase of deposit thickness further ahead. However, this technique is a cost-effective way of keeping the flow rate at a desirable level, especially in pipelines connecting oil wells to floating units, where the pipe length makes it possible to remove all wax with a single heating station, while avoiding the necessity of pigging, which is a considerably more expensive operation, since it requires a production halt.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
Direitos: dc.rightsA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.-
Palavras-chave: dc.subjectDeposição de parafina-
Palavras-chave: dc.subjectGarantia de escoamento-
Palavras-chave: dc.subjectRemoção de parafina-
Palavras-chave: dc.subjectAquecimento elétrico-
Palavras-chave: dc.subjectDutos submarinos-
Título: dc.titleModelling and control of wax deposition in sub-sea oil pipelines-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional – UNB

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