Edição 188 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 201 – 2014

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Pensamento sistêmico aplicado à segurança de processo em exploração e produção de petróleo – estudo de caso Deepwater Horizon

Rogério Ferreira Pereira
Engenheiro de Segurança do Trabalho - Universidade Federal do Rio de Janeiro
Claudia do Rosário Vaz Morgado
Engenharia Civil – Universidade Federal do Rio de Janeiro
Isaac Jose Antônio Luquetti dos Santos
Engenheira Eletrônica – Instituto de Energia Nuclear

Resumo

O objetivo deste estudo é a identificação, modelagem e análise das principais relações entre as variáveis que exer- cem influência na segurança de processo das atividades de exploração e produção de Petróleo, sendo utilizado como referência o acidente da Deepwater Horizon, ocorrido em 20 de abril de 2010 no golfo do México.

Devido a complexidade do acidente e do processo de exploração e produção de petróleo, foi utilizada como me- todologia a modelagem através da dinâmica de sistemas, baseando-se no princípio da filosofia do pensamento sis- têmico, na qual busca-se enxergar as atividades de forma holística, sendo possível representá-las com o uso de dia- gramas de fluxos e inter-relações entre variáveis.

Os resultados demonstram, através de modelagem de dinâmica de sistemas, as inter-relações entre as principais variáveis que podem influenciar a segurança operacional das atividades de exploração e produção, tomando como referência as publicações referentes ao acidente da Dee- pwater Horizon e de acordo com a metodologia STAMP.

Como os sistemas complexos costumam falhar de for- ma complexa, o estudo não buscou identificar falhas hu- manas ou tecnológicas específicas, pois uma abordagem baseada unicamente nas falhas poderia ser reducionista, ignorando todas as condições que permitiram o processo funcionar sem falhas apesar das variabilidades normais dos processos de exploração e produção de petróleo.

Desafios e soluções no topside de uma FPSO

M. Sc. Rafael Barros
Oil & Gas consultant
Emerson Process Management

Introdução

Atualmente, o petróleo é a principal fonte energéti- ca existente. Por ser versátil e dar origem a diversos outros componentes, sua utilização é extensa em diversos campos da indústria. Devido a isso, é um dos atores principais no processo de globalização. Por outro lado, o preço do barril dita o ritmo de inúmeras atividades econômicas sua flutua- ção exerce influência direta na economia mundial.

Devido ao poder econômico que o petróleo confere aos países produtores, a implantação de unidades produti- vas tem crescido de forma significativa ao longo dos anos. A busca por novos campos tem levado a locais cada vez mais remotos e com barreiras cada vez maiores para a ex- ploração e produção. Nesse cenário, as FPSOs têm papel decisivo. FPSO é uma abreviação para Floating, Production, Storage and Offloading - Unidade Flutuante de Produção, Armazenamento e Transferência. FPSO é um tipo de pla- taforma em forma de navio, utilizada pela indústria petro- lífera para produção, armazenamento de petróleo e/ou gás natural e escoamento da produção por navios aliviadores.

FPSOs podem ser convertidos a partir de antigos petrolei- ros ou terem seus cascos construídos especificamente para esta função. São utilizados em locais de produção distan- tes da costa, com inviabilidade de ligação por oleodutos ou gasodutos. A capacidade de armazenamento elimina a necessidade de presença do navio-tanque ao longo da pro- dução e esse só é requisitado quando o óleo produzido é suficiente para preenchê-lo por completo 1.

Arquitetura de hardware e software para sistemas de monitoramento e controle submarino acionado por enlace acústico

Paulo Cesar Lopes Leite
Mestre, Engenheiro Eletrônico
Chemtech, UCP
Roberto Teixeira. Leite Físico – Chemtech
Gustavo Haubrich Mestre, Engenheiro Eletrônico – CM, UCP

Este trabalho apresenta os princípios para uma arqui- tetura de hardware e software segura e eficaz para sistemas de monitoramento e controle submarinos com capacidade para operação remota e sem umbilicais, de forma segura e eficaz; minimizando os riscos de falhas e danos ambien- tais. Inicialmente são apresentadas as principais técnicas de projeto de hardware e software utilizadas para o desenvol- vimento de sistemas eletrônicos gerenciados por computa- dor, assim como as práticas de garantia de qualidade. Por fim é apresentado o SHAR - Sistema Hidroacústico para Acionamento Remoto – que é um sistema capaz de acio- nar remotamente válvulas submarinas através de atuadores submarinos comandados a distância por sinais hidroacústi- cos como estudo de caso. Neste capitulo são apresentadas as arquiteturas de hardware e software dos subsistemas de superfície e submarinos.

Elevação de petróleo por BCS via técnica de controle Fuzzy PID Supervisor

Leonardo F. Souza, Luiz H. S. Torres, Leizer Schnitman, Rinaldo A. M. Vieira
Centro de Capacitação Tecnológica em Automação Industrial (CTAI),
Programa de Pós-Graduação em Mecatrônica da Universidade Federal da Bahia

Resumo

O bombeio centrífugo submerso (BCS) é um dos mé- todos aplicados para a elevação artificial de petróleo. O presente artigo propõe o uso de técnica de controle Super- visor Fuzzy PID para controlar o nível dinâmico de fluido, submergência, no anular do poço, mesmo na presença de incertezas e dinâmicas não modeladas. Este controlador não linear é capaz de ajustar os parâmetros de sintonia do controle PID automaticamente por meio do controle inteligente Fuzzy Supervisor baseado em regras. O Labo- ratório de Elevação Artificial (LEA), da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia, dispõe de uma planta BCS com um poço de 32 metros de altura completamente instrumentado, num ambiente experimental que favorece o desenvolvimento de estudos e pesquisas, entre outros, na área de controle. O objetivo deste estudo é controlar o nível de fluido viscoso (óleo) no anular do poço. Os re- sultados obtidos com o método de controle Fuzzy PID em ambiente simulado mostram que há estabilidade no sinal de controle e resposta da planta. Na sequência deste traba- lho o controlador proposto será implementado no sistema físico de bombeio centrifugo submerso do LEA para testes de validação prática.