CIC-Erosion: ferramenta computacional para previsão do desgate erosivo nas linhas de produção e de transporte de hidrocarbonetos
Publicado 2019-01-16
Palavras-chave
- Erosão,
- Transporte de fluidos,
- Ferramenta Computacional,
- Modelos Empíricos,
- Linguaje de Programação C #
Como Citar
Resumo
A presença de dano mecânico por erosão na parede da tubulação, devido ao impacto das partículas sólidas, pode afetar gradativamente a integridade dos componentes que fazem parte dos sistemas de produção e transporte de hidrocarbonetos. A implementação de métodos ou modelos para prever o desgaste erosivo é uma atividade de interesse para a indústria do petróleo, já que seus resultados são utilizados para o estudo, avaliação e monitoramento de processos erosivos, além de ser considerada no dimensionamento de linhas e na determinação das taxas de fluxo máximo, com o intuito de mitigar e controlar a erosão. Nesse sentido, considerando a necessidade de melhorar a implementação de modelos, a análise e a interpretação dos resultados de erosão, neste trabalho é apresentada uma metodologia de cálculo, estruturada e seletiva, a fim de prever o desgaste erosivo em linhas de produção e de transporte hidrocarbonetos. Para conduzir a metodologia para um estado operacional prático, foi desenvolvido uma ferramenta computacional (CIC-Erosion), utilizando C# como linguagem de programação. Na fase de desenvolvimento e garantia de funcionalidade operacional da ferramenta, foram executadas as seguintes etapas: a) definição da arquitetura de software, b) codificação dos fundamentos teóricos da metodologia de cálculo e da interface do usuário, e c) diagnóstico da funcionalidade operacional do software usando dados de taxa de erosão experimentais relatados na informação bibliográfica coletada e informações sobre casos hipotéticos. Finalmente, foi avaliado o desempenho preditivo da metodologia de cálculo da erosão usando informações de um estudo de caso de um campo associado à produção de petróleo localizado na Colômbia.
Na avaliação do poder preditivo do software, observou-se que existe concordância entre os resultados obtidos com a metodologia de cálculo da erosão e os dados experimentais de campo utilizados no estudo. Assim, a ferramenta computacional CIC-Erosion pode ser considerada uma alternativa eficiente e confiável para prever o desgaste erosivo em infraestruturas utilizadas para a produção e transporte de hidrocarbonetos.
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Referências
[2] Schlumberger. Recuperación del control de la producción de arena. Houston, Estados Unidos: 2007.
[3] American Petroleum Institute. API RP-14E Recommended practice for design and installation of offshore production platform piping systems. 5th Edition, Washington DC, USA: API, 1991.
[4] Salama M. An alternative to API 14E erosional velocity limits for sand-laden fluids. J. Energy Resour. Technol. ASME. 2000;122(2):71-7.
[5] McLaury BS, Shirazi SA, Rybicki EF. How operating and environmental conditions effect erosion. En: NACE International Annual Conference; 1999 Marzo; Houston, USA. Houston: 1999. Paper No 34.
[6] Salama MM, Venkatesh ES. Evaluation of API RP 14E erosional velocity limitations for offshore gas wells. En: 15th Annual Offshore Technology Conference; 1983 Mayo 2-5; Houston, USA. Houston: 1983. p. 371-6
[7] Det Norske Veritas. DNV RP O501 Recommended practice erosive wear in piping systems. Revisión 4.2, Noruega; DNV, 2007.
[8] Shirazi SA, Shadley JR, McLaury BS, Rybicki EF. A procedure to predict solid particle erosion in elbows and tees. J. Pressure Vessel Technol. 1995;117(1):45-52.
[9] McLaury BS, Shirazi SA. An alternate method to API RP 14E for predicting solids erosion in multiphase flow. J. Energy Resour. Technol. ASME. 2000;122(3):115-22.
[10] Mazumder QH, Shirazi SA, McLaury BS. A mechanistic model to predict sand erosion in multiphase flow in elbows downstrean of vertical pipes. En: NACE International Annual Conference; 2004 Marzo; Houston, USA. Houston: 2004. Paper No 04662.
[11] Mazumder QH. Prediction of erosion due to solid particle in single-phase and multiphase flows. J. Pressure Vessel Technol. ASME, 2007;129(4):576-82.
[12] Mazumder QH, Shirazi SA, McLaury BS. Prediction of solid particle erosive wear of elbows in multiphase annular flow-model development and experimental validations. J. Energy Resour. Technol. ASME. 2008;130(2):023001-1-023001-10.
[13] Glaso O. Generalized pressure-volume-temperature correlations. JPT. 1980;32(5):785–95.
[14] Beggs HD, Robinson JR. Estimating the viscosity of crude oil systems. JPT. 1975;27(9):1140-1.
[15] Standing MB. Volumetric and phase behavior of oil field hydrocarbon systems. USA: Millet the Printer, Inc.; 1977.
[16] Ahmed T. Reservoir engineering handbook. USA: Elsevier; 2010.
[17] Ghassan HA, Nimat B. Estimation of gas–oil surface tension. J. Pet. Sci. Eng. 2000;27(3-4):197-200.
[18] Meehan DN. A Correlation for water compressibility. Petroleum Engineer. 1980:125–126.
[19] American Petroleum Institute. API RP 581 Risk-Based Inspection Technology. 2th Edition, Washington DC, USA: API, 2008.
[20] Sastri SRS, Rao KK. A simple method to predict surface tension of organic liquids. Chem. Eng. J.1995;59(2):181-6.
[21] Poling BE, Prausnitz JM. O ́Connell JP. The properties of gases and liquids. USA: McGraw-Hill; 2004.
[22] Taitel Y, Dukler AE. A model for predicting flow regime transitions in horizontal and near horizontal gas-liqid flow. AIChE Journal. 1976;22(1):47-55.
[23] Ansari AM, Sylvester ND. A mechanistic model for upward bubble flow in pipes. AIChE J. 1988;34(8):1392-4.
[24] Jerez M, Jaramillo JE, Fuentes D. Prediction of multiphase flow in pipelines: literature Review. Ingeniería y Ciencia. 2015;11(22):213-33.
[25] Meng HC, Ludema KC. Wear models and predictive equations: their form and content. Wear. 1995;181-183:443-57.
[26] Parsi M, Najmi K, Najafifard F, Hassani S, McLaury B, Shirazi SA. A comprehensive review of solid particle erosion modeling of oil and gas wells and pipelines applications. J. Nat. Gas Sci. Eng. 2014;21:850-73.