Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martinez Ricardo, Diana Marcela, 1986-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640571
Resumo: Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira
id UNICAMP-30_89373b51ee0a60e9351ac2510b7ab0c3
oai_identifier_str oai::1161409
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásicoMethod for identifying the gas volumetric fraction of an electrical submersible pump in biphasic flow regimeBombas centrífugas - SubmersaEscoamento multifásicoIdentificação de sistemasAprendizado de máquinaIdentificaçãoElectrical submersible pumpMultiphase flowIdentificationSystems identificationMachine learningIdentificationOrientador: Janito Vaqueiro FerreiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Os métodos de elevação artificial são empregados na indústria do petróleo e gás para complementar a energia no campo e aumentar a produção nos poços, já que a falta de energia em um reservatório pode afetar a taxa de fluxo de petróleo e gás. O Bombeio Centrífugo Submerso, normalmente chamado de BCS, é uma alternativa eficiente e confiável para este objetivo. O método BCS utiliza bombas centrífugas que geralmente apresentam falhas prematuras quando a vazão de gás na mistura bobeada é alta. Nesta situação muitas vezes não é possível realizar previsões, devido à falta de informações sobre o tipo de escoamento multifásico na bomba de BCS durante o tempo de operação em um poço de petróleo. Portanto, o objetivo principal da pesquisa foi propor um método que permita identificar e monitorar continuamente a fração volumétrica de gás numa bomba de BCS na mistura bombeada, mediante a geração de modelos de referência que reflitam as características do comportamento da mistura gás/líquido que é bombeada através de uma bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico. Foi desenvolvido um algoritmo de extração de características baseado em aprendizado de máquinas, o qual emprega dados experimentais coletados da bomba de BCS. Os dados experimentais foram obtidos com diferentes experimentos modificando as condições operacionais da bomba, obtendo assim a resposta de vibração do sistema. Os dados de vibração coletados da carcaça da bomba foram pré-processados e analisados pelo algoritmo, gerando características as quais permitem obter métricas para identificar a fração volumétrica de gás na bomba de BCS. O método proposto foi validado no problema de identificação de números escritos à mão e aplicado para a identificação da fracção volumétrica de gás em bombas de BCS. Nesta aplicação foram realizados diferentes testes para melhorar o desempenho dos modelos gerados com o método proposto. Os resultados obtidos indicam que não só o método proposto tem a capacidade de detectar características representativas para a identificação da fração volumétrica de gás na bomba de BCS com mistura bifásica gás/líquido, como ele também pode ser empregado em sistemas ou processos em que é necessário identificar algum tipo de comportamento, como no caso dos números escritos à mão. Esta pesquisa gera benefícios na indústria de petróleo e gás pois com este método é possível melhorar o processo de monitoramento contínuo da fração volumétrica de gás na bomba de BCS, o que permitiria gerar ações preventivas evitando assim falhas prematuras do equipamento durante a produçãoAbstract: Artificial lifting methods are used in the oil and gas industry to supplement energy in the field and increase production in wells, as the lack of energy in a reservoir can affect the flow rate of oil and gas. The Electrical Submersible Pumping, typically called ESP, is an efficient and reliable alternative for this purpose. The ESP method uses centrifugal pumps that may fail when the gas flow in the pumped mixture is high. In this situation, it is often not possible to make predictions, due to the lack of information on the type of multiphase flow in the ESP pump during its operation in a petroleum well. Therefore, the main objective of the research was to propose a method that allows to identify and continuously monitor the gas volumetric fraction in a ESP pump in the pumped mixture, through the generation of reference models that reflect the characteristics of the behavior of the gas / liquid mixture that is pumped through an electrical submersible pump in a two-phase flow regime. A feature extraction algorithm was developed based on machines, which uses experimental data collected from the ESP pump. The data, experimental data were obtained with different experiments modifying the conditions operating the pump, thus obtaining the system's vibration response. The vibration data collected from the pump housing were pre-processed and analyzed by the algorithm, generating characteristics, which allow to obtain metrics to identify the gas volumetric fraction in the ESP pump. The proposed method was validated in the problem of identifying handwritten numbers and applied to the identification of the gas volumetric fraction in ESP pumps. In this application, different tests were developed to improve the performance of the models generated with the proposed method. The results obtained indicate that not only does the proposed method have the ability to detect representative characteristics for the identification of the gas volumetric fraction in the ESP pump with a two-phase gas / liquid mixture, but it can also be used in systems or processes where it is necessary identify some type of behavior, as in the case of handwritten numbers. This research generates benefits in the oil and gas industry because with this method, it is possible to improve the process of continuous monitoring of the gas volumetric fraction in the ESP pump, which would allow to generate preventive actions thus avoiding premature equipment failures during productionDoutoradoMecatrônicaDoutora em Engenharia MecânicaCAPES23038.005401/2016-08[s.n.]Ferreira, Janito Vaqueiro, 1961-Ribeiro, Marcos PellegriniNóbrega, Eurípides Guilherme de OliveiraMeirelles, Pablo SiqueiraPereira, João AntonioUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMartinez Ricardo, Diana Marcela, 1986-20202020-11-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (143 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640571MARTINEZ RICARDO, Diana Marcela. Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico. 2020. 1 recurso online (143 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640571. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1161409Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-03-04T16:30:52Zoai::1161409Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-03-04T16:30:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
Method for identifying the gas volumetric fraction of an electrical submersible pump in biphasic flow regime
title Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
spellingShingle Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
Martinez Ricardo, Diana Marcela, 1986-
Bombas centrífugas - Submersa
Escoamento multifásico
Identificação de sistemas
Aprendizado de máquina
Identificação
Electrical submersible pump
Multiphase flow
Identification
Systems identification
Machine learning
Identification
title_short Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
title_full Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
title_fullStr Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
title_full_unstemmed Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
title_sort Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico
author Martinez Ricardo, Diana Marcela, 1986-
author_facet Martinez Ricardo, Diana Marcela, 1986-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, Janito Vaqueiro, 1961-
Ribeiro, Marcos Pellegrini
Nóbrega, Eurípides Guilherme de Oliveira
Meirelles, Pablo Siqueira
Pereira, João Antonio
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Martinez Ricardo, Diana Marcela, 1986-
dc.subject.por.fl_str_mv Bombas centrífugas - Submersa
Escoamento multifásico
Identificação de sistemas
Aprendizado de máquina
Identificação
Electrical submersible pump
Multiphase flow
Identification
Systems identification
Machine learning
Identification
topic Bombas centrífugas - Submersa
Escoamento multifásico
Identificação de sistemas
Aprendizado de máquina
Identificação
Electrical submersible pump
Multiphase flow
Identification
Systems identification
Machine learning
Identification
description Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020
2020-11-12T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640571
MARTINEZ RICARDO, Diana Marcela. Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico. 2020. 1 recurso online (143 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640571. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640571
identifier_str_mv MARTINEZ RICARDO, Diana Marcela. Método para identificação da fração volumétrica de gás em bomba centrífuga submersa em regime de escoamento bifásico. 2020. 1 recurso online (143 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640571. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1161409
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (143 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189169516249088

Registros relacionados