Proposta de válvula bypass para controle de velocidade de PIGs instrumentados: protótipo e simulação em bancada

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Oliveira, Ralyson Rayala Gonçalves de
• Orientador(a): Fontes, Francisco de Assis Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Válvula bypass; Controle de velocidade; Smart Pig; Controle de fluxo
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20604

Na indústria do petróleo são comumente empregados oleodutos e gasodutos para executar o transporte dos fluidos de produção a grandes distancias. As manutenções desses dutos passam pela análise de diversas ferramentas, dentre as mais empregadas atualmente destaca-se as células de inspeção de duto, popularmente conhecida como PIG. Dentre as variantes existentes no mercado, o chamado PIG instrumentado possui relevância significativa, visto que através dos inúmeros sensores existentes nele, o equipamento pode detectar falhas ou potenciais de falha ao longo da linha inspecionada. Apesar de sua versatilidade, o PIG instrumentado sofre com variações de velocidade, o que prejudica a leitura dos sensores embutidos nele. Como o PIG desloca-se em função da velocidade do fluido de produção, uma forma de controlar a velocidade dele é controlar a vazão deste fluido, através do controle da pressão, reduzindo a velocidade de escoamento do fluxo produzido, resultando na redução da produção total do fluido nos próprios dutos ou com o emprego de um elemento restritivo (válvula) instalado nele. A característica da razão vazão/perda de pressão de elementos restritivos do tipo orifício é normalmente deduzida da equação ideal de energia (equação de Bernoulli) e, em seguida, corrigida para as perdas, normalmente por meio de testes experimentais. Assim, com o objetivo de controlar a vazão de um fluido que passa pelo PIG, foi desenvolvido uma válvula com obturador acionado por meio de solenóide. Esta configuração permite uma maior facilidade de controle e estabilização do ajuste de vazão, com consequente resposta na quedas de pressão entre à montante e à jusante da restrição. Para definição de coeficientes de vazão, foi montada uma bancada para realização de ensaios, composta por um duto de quatro polegadas de diâmetro interno, uma conjunto de obturadores dispostos em arranjo em uma placa e medidores de pressão para verificação de quedas de pressão no ensaio. A linha foi pressurizada e com base nas coletas de queda de pressão foi possível traçar uma curva que caracterize o coeficiente de vazão do protótipo da válvula de controle e simular em bancada o funcionamento dela, resultando em reduções de velocidade do PIG em aproximadamente 68%.