MESTRADO EM SISTEMAS APLICADOS A ENGENHARIA E A GESTÃO

PROJETO DE DISPOSITIVO PARA DISSOCIAÇÃO DE HIDRATO EM EQUIPAMENTOS SUBMARINOS

por João Durval de Oliveira Alves Machado publicado 13/09/2021 09h47, última modificação 12/09/2023 12h49

Orientador: D. Sc. Rogério Atem de Carvalho.

A indústria de óleo e gás no Brasil possui papel de destaque, sendo responsável pela terceira maior fatia do PIB nacional. Devido à formação geográfica do Brasil, a imensa maioria de suas reservas se encontram em poço marítimos, também conhecidos como offshore. Este é um dos fatos que justifica o alto custo de produção de óleo e gás no país, que está entre os maiores do mundo. Um dos problemas frequentemente encontrados em poços marítimos é a presença de hidrato, um composto que possui características mecânicas similares às do gelo. Dentre os diversos problemas causados pelo hidrato, está o aprisionamento de equipamentos submarinos, mais especificamente de Tree Caps (TCAP). O inconveniente causado pelo aprisionamento de TCAP’s reflete-se no tempo desprendido para realizar operações que envolvam a sua retirada e, consequentemente, no custo total da mesma. O objetivo deste trabalho é desenvolver um protótipo analítico de uma ferramenta capaz de dissociar o hidrato existente em uma TCAP e, desta forma, promover a sua liberação. Assim, foi proposta uma ferramenta que através da aplicação de uma temperatura de 130 ºC sobre a estrutura do equipamento aprisionado, produz uma temperatura de 20 a 30 ºC na região de interesse, promovendo a liberação do mesmo. Para tanto, foram desenvolvidos modelos e simulações em softwares como o Energy 2D e o Fusion 360 para validação do conceito. Como resultado, obteve-se um protótipo capaz de realizar esta operação em, pelo menos, um terço do tempo quando comparado à técnica atual, logo, com um custo menor. Palavras-chave: Óleo e Gás; Equipamento Submarino; Hidrato; Prototipação.

The oil and gas industry in Brazil has a key role, being responsible for the third largest slice of the national GDP. Due to the geographic formation of Brazil, the vast majority of its reserves are located in offshore wells. This is one of the facts that justifies the high cost of producing oil and gas in this country, which is among the largest in the world. One of the problems commonly found in offshore wells is the presence of hydrate, a compound that has mechanical characteristics similar to those of ice. Among the various problems caused by hydrate, is the imprisonment of subsea equipment, more specifically Tree Caps (TCAP). The inconvenience caused by the imprisonment of TCAP’s is reflected in the time taken to peform operations that involve their removal, and, consequently, in the total cost thereof. The objective of this work is to develop an analytical prototype of a tool capable of dissociating the existing hydrate in a TCAP and, in this way, promoting its release. Therefore, a tool was proposed that, by applying a temperature of 130 ºC on the structure of the imprisoned equipment, produces a temperature of 20 to 30 ºC in the region of interest, promoting its release. To this end, models and simulations were developed in software such as Energy 2D and Fusion 360 to validate the concept. As a result, a prototype was obtained, it is capable of carrying out this operation in at least a third of the time when compared to the current technique, therefore, with a lower cost. Keywords: Oil and Gas; Subsea Equipment; Hydrate; Prototyping

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