Modelagem e controle Fuzzy da viscosidade aparente de soluções de carboximetilcelulose e água
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2019 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ |
| Texto Completo: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9953 |
Resumo: | A perfuração de poços de petróleo envolve o uso dos fluidos de perfuração, que são substâncias complexas com uma mistura de sólidos, líquidos dentre outros aditivos. O fluido de perfuração assume aspectos de suspensão e dispersão coloidal de forma a garantir uma perfuração rápida e segura. A manutenção das propriedades físicas e químicas do fluido de perfuração é realizado de forma criteriosa, sendo a viscosidade uma das propriedades que deve ser constantemente monitorada e controlada. Atualmente o monitoramento é realizado com coleta de amostras no campo, ensaios de laboratório e a correção é feita manualmente por operadores especialistas do processo. A proposta deste trabalho foi desenvolver um sistema de monitoramento e controle da viscosidade efetiva do fluido de perfuração em tempo real. Para isto, foi realizado a construção de uma unidade experimental de preparação de fluidos de perfuração, que é composta por tanque de mistura, bomba para recirculação do fluido de perfuração, dosadores de sólidos e bomba dosadora de água. A instrumentação é composta por sensores de medição de nível, temperatura, vazão, densidade e para monitoramento da viscosidade foi construído um viscosímetro tubular. O sistema de aquisição de dados é constituído de um controlador lógico programável (CLP) da National Instruments com o uso do software supervisório LabVIEW®, onde por meio dos sinais de medição vindo dos instrumentos, é processado na CPU a lógica de controle, atualizada as saídas para os dosadores de sólidos e liquido que farão o controle da viscosidade efetiva do fluido de perfuração. A estratégia de controle utilizada neste trabalho foi a Lógica Fuzzy, com método de inferência Mamdani, dos quais tem como fundamento a possibilidade de transferir as informações linguísticas do conhecimento dos operadores especialistas do processo, para a linguagem do domínio da máquina, estabelecendo assim a base de conhecimento do controlador fuzzy. Foram realizados testes de controle em problemas do tipo regulador e servo. A avaliação do desempenho foi realizada pela observação dos tempos de subida, acomodação, off-set e estabilidade. Os resultados mostraram o funcionamento satisfatório do controlador fuzzy na manutenção da viscosidade efetiva do fluido de perfuração e comprovou ser uma ferramenta de grande potencial no controle da viscosidade on line no preparo e controle de propriedades de fluidos de perfuração |
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Ferraz, Rodrigo de Sousa CampistaCalçada, Luís Américo082.908.828-82https://orcid.org/0000-0001-6018-9800http://lattes.cnpq.br/5259178085279570Meleiro, Luiz Augusto da Cruz814.559.417-00https://orcid.org/0000-0002-8019-4460http://lattes.cnpq.br/0883486364645272Calçada, Luís Américo082.908.828-82https://orcid.org/0000-0001-6018-9800http://lattes.cnpq.br/5259178085279570Almeida, José Leandro Casa Novahttp://lattes.cnpq.br/6725205171627689Oliveira, Rosane Ferreira dehttp://lattes.cnpq.br/1677695285426749053.171.197-82http://lattes.cnpq.br/32261407760867582023-12-21T18:55:16Z2023-12-21T18:55:16Z2019-08-29FERRAZ, Rodrigo de Sousa Campista. Modelagem e controle Fuzzy da viscosidade aparente de soluções de carboximetilcelulose e água. 2019. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2019.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9953A perfuração de poços de petróleo envolve o uso dos fluidos de perfuração, que são substâncias complexas com uma mistura de sólidos, líquidos dentre outros aditivos. O fluido de perfuração assume aspectos de suspensão e dispersão coloidal de forma a garantir uma perfuração rápida e segura. A manutenção das propriedades físicas e químicas do fluido de perfuração é realizado de forma criteriosa, sendo a viscosidade uma das propriedades que deve ser constantemente monitorada e controlada. Atualmente o monitoramento é realizado com coleta de amostras no campo, ensaios de laboratório e a correção é feita manualmente por operadores especialistas do processo. A proposta deste trabalho foi desenvolver um sistema de monitoramento e controle da viscosidade efetiva do fluido de perfuração em tempo real. Para isto, foi realizado a construção de uma unidade experimental de preparação de fluidos de perfuração, que é composta por tanque de mistura, bomba para recirculação do fluido de perfuração, dosadores de sólidos e bomba dosadora de água. A instrumentação é composta por sensores de medição de nível, temperatura, vazão, densidade e para monitoramento da viscosidade foi construído um viscosímetro tubular. O sistema de aquisição de dados é constituído de um controlador lógico programável (CLP) da National Instruments com o uso do software supervisório LabVIEW®, onde por meio dos sinais de medição vindo dos instrumentos, é processado na CPU a lógica de controle, atualizada as saídas para os dosadores de sólidos e liquido que farão o controle da viscosidade efetiva do fluido de perfuração. A estratégia de controle utilizada neste trabalho foi a Lógica Fuzzy, com método de inferência Mamdani, dos quais tem como fundamento a possibilidade de transferir as informações linguísticas do conhecimento dos operadores especialistas do processo, para a linguagem do domínio da máquina, estabelecendo assim a base de conhecimento do controlador fuzzy. Foram realizados testes de controle em problemas do tipo regulador e servo. A avaliação do desempenho foi realizada pela observação dos tempos de subida, acomodação, off-set e estabilidade. Os resultados mostraram o funcionamento satisfatório do controlador fuzzy na manutenção da viscosidade efetiva do fluido de perfuração e comprovou ser uma ferramenta de grande potencial no controle da viscosidade on line no preparo e controle de propriedades de fluidos de perfuraçãoCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorOil well drilling involves the use of drilling fluids, which are complex substances with a mixture of solids, liquids and other additives. The drilling fluid assumes suspension and colloidal dispersion aspects to ensure fast and safe drilling. The maintenance of the physical and chemical properties of the drilling fluid is carefully performed, and viscosity is one of the properties that must be constantly monitored and controlled. Monitoring is currently performed with field sampling, laboratory testing and correction is done manually by expert process operators. The purpose of this work was to develop a real-time drilling fluid viscosity monitoring and control system. For this, the construction of an experimental drilling fluid preparation unit was carried out, which consists of a mixing tank, drilling fluid recirculation pump, solid vibratory feeders and water metering pump. The instrumentation is composed of sensors for measuring level, temperature, flow, density and for viscosity monitoring a tubular viscometer was built. The data acquisition system consists of a National Instruments programmable logic controller (PLC) using the LabVIEW® supervisory software, where through the measurement signals coming from the instruments, the control logic is processed in the CPU, updated the outputs. for solid and liquid feeders that will control the effective viscosity of the drilling fluid. The control strategy used in this work was the Fuzzy Logic, with Mamdani inference method, which is based on the possibility of transferring the linguistic information from the expert process operator's knowledge to the machine domain language, thus establishing the basis fuzzy controller knowledge. Control tests were performed on regulator and servo problems. Performance evaluation was performed by observing rise, accommodation, off-set and stability times. The results showed the satisfactory operation of the fuzzy controller in maintaining the effective drilling fluid viscosity in preparation and control of drilling fluid propertiesapplication/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRRJBrasilInstituto de TecnologiaViscosidadeFuzzySistema supervisórioControle nebulosoFluido de perfuraçãoViscosityFuzzySupervisory systemFuzzy controlDrilling fluidEngenharia QuímicaModelagem e controle Fuzzy da viscosidade aparente de soluções de carboximetilcelulose e águaModeling and control of apparent viscosity carboxymethylcellulosis and water solutionsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBARBOSA, R. F., Desenvolvimento de uma célula de filtração com operação automática para monitoramento de dados online. Seropédica, RJ. 2016. BARRETO, Victor et al. Desenvolvimento de lógica Fuzzy para controle de pressão em sistemas de abastecimento. 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Campos do Jordão - SP: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - Departamento de Engenharia Química, 1999. 1 v. ZADEH, L. A., Fuzzy sets. Information and Control, v. 8, 1965.https://tede.ufrrj.br/retrieve/67759/2019%20-%20Rodrigo%20de%20Sousa%20Campista%20Ferraz.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/5289Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2021-12-07T14:55:43Z No. of bitstreams: 1 2019 - Rodrigo de Sousa Campista Ferraz.pdf: 4950926 bytes, checksum: e8e8bb328a34ef4f92484c0a87523d6a (MD5)Made available in DSpace on 2021-12-07T14:55:44Z (GMT). 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Viscosidade Fuzzy Sistema supervisório Controle nebuloso Fluido de perfuração |
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Viscosidade Fuzzy Sistema supervisório Controle nebuloso Fluido de perfuração Viscosity Fuzzy Supervisory system Fuzzy control Drilling fluid Engenharia Química |
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Engenharia Química |
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A perfuração de poços de petróleo envolve o uso dos fluidos de perfuração, que são substâncias complexas com uma mistura de sólidos, líquidos dentre outros aditivos. O fluido de perfuração assume aspectos de suspensão e dispersão coloidal de forma a garantir uma perfuração rápida e segura. A manutenção das propriedades físicas e químicas do fluido de perfuração é realizado de forma criteriosa, sendo a viscosidade uma das propriedades que deve ser constantemente monitorada e controlada. Atualmente o monitoramento é realizado com coleta de amostras no campo, ensaios de laboratório e a correção é feita manualmente por operadores especialistas do processo. A proposta deste trabalho foi desenvolver um sistema de monitoramento e controle da viscosidade efetiva do fluido de perfuração em tempo real. Para isto, foi realizado a construção de uma unidade experimental de preparação de fluidos de perfuração, que é composta por tanque de mistura, bomba para recirculação do fluido de perfuração, dosadores de sólidos e bomba dosadora de água. A instrumentação é composta por sensores de medição de nível, temperatura, vazão, densidade e para monitoramento da viscosidade foi construído um viscosímetro tubular. O sistema de aquisição de dados é constituído de um controlador lógico programável (CLP) da National Instruments com o uso do software supervisório LabVIEW®, onde por meio dos sinais de medição vindo dos instrumentos, é processado na CPU a lógica de controle, atualizada as saídas para os dosadores de sólidos e liquido que farão o controle da viscosidade efetiva do fluido de perfuração. A estratégia de controle utilizada neste trabalho foi a Lógica Fuzzy, com método de inferência Mamdani, dos quais tem como fundamento a possibilidade de transferir as informações linguísticas do conhecimento dos operadores especialistas do processo, para a linguagem do domínio da máquina, estabelecendo assim a base de conhecimento do controlador fuzzy. Foram realizados testes de controle em problemas do tipo regulador e servo. A avaliação do desempenho foi realizada pela observação dos tempos de subida, acomodação, off-set e estabilidade. Os resultados mostraram o funcionamento satisfatório do controlador fuzzy na manutenção da viscosidade efetiva do fluido de perfuração e comprovou ser uma ferramenta de grande potencial no controle da viscosidade on line no preparo e controle de propriedades de fluidos de perfuração |
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FERRAZ, Rodrigo de Sousa Campista. Modelagem e controle Fuzzy da viscosidade aparente de soluções de carboximetilcelulose e água. 2019. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2019. |
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