Eng. Luiz Antônio Chaves, MSc.
Engenharia de Petróleo Offshore
Agosto de 2008
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 22
TTóópicos do Cursopicos do Curso
1.1. Engenharia ...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 33
ObjetivosObjetivos
Apresentar as tecnologia de en...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 44
Estrutura do CursoEstrutura do Curso
Arranjo Prod...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 55
Alternativas de ProjetoAlternativas de Projeto
Qu...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 66
AplicaAplicaçção Prão Prááticatica
ApApóós a desc...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 77
EVTEEVTE
O EVTEO EVTE éé dividido genericamente e...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 88
Justificativa do EVTEJustificativa do EVTE
EVTEEV...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 99
Arranjos ProdutivosArranjos Produtivos
Engenharia...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1010
Fase IFase I
Engenharia deEngenharia de
PetrPet...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1111
ComposiComposiçção dos Fluidos doão dos Fluidos...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1212
Classes deClasses de ÓÓleoleo –– DensidadeDensi...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1313
API doAPI do óóleo e Peso Especleo e Peso Espec...
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AnAnáálise PVTlise PVT -- Densidade do gDensida...
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RelaRelaçção do Gão do Gáás Ideals Ideal
TRnVP ...
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Teor de EnxofreTeor de Enxofre
Petróleos “Doces...
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CaracterizaCaracterizaçções do Petrões do Petró...
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VariVariááveis do Reservatveis do Reservatóório...
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AnAnáálise do Projetolise do Projeto
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2020
ConclusõesConclusões
Dados do ReservatDados do ...
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EngenhariaEngenharia
SubmarinaSubmarina
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Limites do EmpreendimentoLimites do Empreendime...
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SpreadSpread MooringMooring
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Itens BItens Báásicossicos –– CaracterizaCaract...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2626
Justificativas do uso do FPSOJustificativas do ...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2727
CaracterizaCaracterizaçção do Projetoão do Proj...
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Equipamentos SubmarinosEquipamentos Submarinos
...
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Arranjo SubmarinoArranjo Submarino
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Arranjo SubmarinoArranjo Submarino
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AncoragemAncoragem
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Arranjo Geral do SistemaArranjo Geral do Sistem...
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Estrutura Geral de PoEstrutura Geral de Poçço d...
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Dispositivos da Coluna atDispositivos da Coluna...
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Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4141
Tipos deTipos de CompletaCompletaççãoão
Complet...
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Arranjo SubmarinoArranjo Submarino
CompletaComp...
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Equipamentos na CabeEquipamentos na Cabeçça do ...
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Equipamentos deEquipamentos de CompletaCompleta...
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Cabeça de produção
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Equipamento de Controle de FluxoEquipamento de ...
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Esquema de ANEsquema de AN
Esta AN é molhada ou...
Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4848
Função:
Controle de fluxo
Função:
Acesso ao
int...
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ANMANM
Altura aproximada: 9 a 15 metros
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ANM e ANCANM e ANC
FunFunçções:ões:
Controle de...
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Tipos de ANMTipos de ANM
–– ANM DO (ANM DO (Div...
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ANM DAANM DA
–– ANM DA (ANM DA (DiverDiver Assi...
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ANM DLANM DL
–– ANM DL (ANM DL (DiverDiver Less...
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ANM DLLANM DLL
–– ANM DLL (ANM DLL (DiverDiver ...
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ANM GLLANM GLL
–– ANM GLL (ANM GLL (GuideGuide ...
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Qual o Arranjo submarino emQual o Arranjo subma...
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EstimulaEstimulaçção Artificialão Artificial
Pr...
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Quais os casos de EstimulaQuais os casos de Est...
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Questão TeQuestão Teóóricarica
Um campo petrolU...
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ANMANM -- BCSSBCSS
> 200 m
Revestimento 30”
(ja...
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Manifold submarino
Equipamento que recebe a pro...
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Manifold submarino
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Linhas e EquipamentosLinhas e Equipamentos
Subm...
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Equipamentos Submarinos deEquipamentos Submarin...
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Esquema GeralEsquema Geral –– Exemplo deExemplo...
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PLETPLET --
Pipeline End Terminations
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PLETPLET
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SpoolSpool
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TemplateTemplate
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RiserRiser BaseBase
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PLEMPLEM –– PipePipe LineLine endend ManifoldMa...
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Montagem da EstruturaMontagem da Estrutura
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Linhas de FluxoLinhas de Fluxo
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Dutos flexíveis
Transportam gás e óleo dos poço...
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Estrutura
Do ponto de vista estrutural, ambos
s...
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OperaOperaççãoão
Operacionalmente os dutos flex...
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AplicaAplicaçção das linhas de fluxoão das linh...
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Previsão do ProjetoPrevisão do Projeto
Análises...
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ConfiguraConfiguraççõesões
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Estrutura da Linha FlexEstrutura da Linha Flexí...
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Projeto de dutos flexíveis
Um projeto de dutos ...
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Capa Externa
A camada mais externa da estrutura...
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Imagem para AnImagem para Anáálise do Dutolise ...
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Armaduras
São camadas de tendões metálicos (usu...
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De fato, no balanço de ...
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Camadas anti-fricção
Camadas homogêneas ou fita...
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São camadas ho...
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Tipos de TubosTipos de Tubos
Camada de pressão
...
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Camada de pressão
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Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9595
Armadura de pressão
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UmbilicalUmbilical -- UEHUEH
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CaracterCaracteríística do UEHstica do UEH
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Modos de falha
São muitos os possíveis modos ...
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Alguns dos modos de falhas
Dano permanente de...
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pressão externa exce...
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Dano permanente de...
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Quais as funQuais as funççõe...
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-- C...
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Escoam...
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Problema no arraste de gota
O arraste de líqu...
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Contaminantes provocam:
Corrosão de ...
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Remoção de água e só...
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Cabeça de poço ou na estação ...
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Engenharia de petroleo offshore3

  1. 1. Eng. Luiz Antônio Chaves, MSc. Engenharia de Petróleo Offshore Agosto de 2008
  2. 2. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 22 TTóópicos do Cursopicos do Curso 1.1. Engenharia de PetrEngenharia de Petróóleoleo -- ConceitosConceitos 2.2. Arranjos SubmarinosArranjos Submarinos 3.3. Equipamentos de SuperfEquipamentos de Superfííciecie 4.4. AnAnáálise de Projetoslise de Projetos 5.5. Dimensionamento de EquipamentosDimensionamento de Equipamentos para EVTEpara EVTE 6.6. Estudo de Caso RealEstudo de Caso Real –– DesenvolverDesenvolver projetos conceituais.projetos conceituais.
  3. 3. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 33 ObjetivosObjetivos Apresentar as tecnologia de engenhariaApresentar as tecnologia de engenharia para processamento de petrpara processamento de petróóleo, osleo, os sistemas de produsistemas de produçção e delineamento deão e delineamento de projetos petrolprojetos petrolííferosferos offshoreoffshore.. Inclui a anInclui a anáálise do sistema e especificalise do sistema e especificaççãoão de sistemas para extrade sistemas para extraçção,ão, processamento, transporte e transferênciaprocessamento, transporte e transferência de fluidos para regiãode fluidos para região onshoreonshore ou paraou para áárea de armazenamento temporrea de armazenamento temporáário.rio.
  4. 4. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 44 Estrutura do CursoEstrutura do Curso Arranjo Produtivo IArranjo Produtivo I Conceitos Gerais e aplicaConceitos Gerais e aplicaçções para oões para o desenvolvimento de Sistemas dedesenvolvimento de Sistemas de EngenhariaEngenharia OffshoreOffshore para processamentopara processamento de fluidos.de fluidos. Arranjo Produtivo IIArranjo Produtivo II Desenvolvimento de Projetos Conceituais deDesenvolvimento de Projetos Conceituais de processamento de fluidos.processamento de fluidos.
  5. 5. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 55 Alternativas de ProjetoAlternativas de Projeto Qual o melhor arranjo? Quais as incertezas? Qual o melhor projeto?
  6. 6. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 66 AplicaAplicaçção Prão Prááticatica ApApóós a descoberta da jazida e as a descoberta da jazida e a comprovacomprovaçção do volume e estimativa deão do volume e estimativa de produproduçção de petrão de petróóleo/ gleo/ gááss éé desenvolvidodesenvolvido o EVTE.o EVTE. O EVTEO EVTE éé um estudo analum estudo analíítico e profundotico e profundo para definir quais as alternativaspara definir quais as alternativas tecnoltecnolóógicas que auferem a maiorgicas que auferem a maior lucratividade e o menor risco dolucratividade e o menor risco do empreendimento que comoempreendimento que como úúnica funnica funççãoão maximizar a extramaximizar a extraçção de fluidos doão de fluidos do reservatreservatóório com o menor custo.rio com o menor custo.
  7. 7. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 77 EVTEEVTE O EVTEO EVTE éé dividido genericamente em 7dividido genericamente em 7 mmóódulos:dulos: 1.1. Engenharia do ReservatEngenharia do Reservatóório (Engenhariario (Engenharia do podo poçço).o). 2.2. Engenharia SubmarinaEngenharia Submarina 3.3. Engenharia de SuperfEngenharia de Superfííciecie 4.4. RegulaRegulaççãoão 5.5. Meio AmbienteMeio Ambiente 6.6. PolPolíítica Ptica Púública (Aspectos Sblica (Aspectos Sóóciocio-- Econômicos)Econômicos) 7.7. LogLogíísticastica
  8. 8. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 88 Justificativa do EVTEJustificativa do EVTE EVTEEVTE Maximizar o lucro! Reduzir IncertezasReduzir Incertezas no Empreendimentono Empreendimento
  9. 9. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 99 Arranjos ProdutivosArranjos Produtivos Engenharia SubmarinaEngenharia Submarina Engenharia de SuperfEngenharia de Superfííciecie Engenharia de DutosEngenharia de Dutos (dutos/(dutos/risesrises//flowlineflowline)) Atenção: Quando se estuda os sistemas de engenharia tem de analisar Detalhadamente quais os fluidos que são processados, os mecanismos que regem os processos e as propriedades físico-químicas.
  10. 10. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1010 Fase IFase I Engenharia deEngenharia de PetrPetróóleoleo OffshoreOffshore Conceitos Básicos
  11. 11. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1111 ComposiComposiçção dos Fluidos doão dos Fluidos do ReservatReservatóório Petrolrio Petrolííferofero Hidrocarbonetos (Hidrocarbonetos (ParafParafíínicosnicos,, NaftênicosNaftênicos,, AromAromááticos,ticos, AsfAsfáálticoltico)) Compostos SulforososCompostos Sulforosos -- GGááss SulfSulfíídricodrico (H(H22S),S), polissulfetospolissulfetos ee MercaptansMercaptans (RSH)(RSH) COCO22 Compostos Oxigenados:Compostos Oxigenados: éésteres, cetonas,steres, cetonas, áácidoscidos carboxcarboxíílicos, fenlicos, fenóóisis Compostos Nitrogenados: NO, NOCompostos Nitrogenados: NO, NO22 Metais (Pb,Metais (Pb, ZnZn, V,, V, NiNi,, FeFe, Ti, Cr, Mo,, Ti, Cr, Mo, CuCu e outros)e outros) Sais (Sais (NaClNaCl,, NaBrNaBr, CaCl, CaCl22, Na, Na22SOSO44)) Areia (Argilas,Areia (Argilas, SilteSilte)) H2OH2O A caracterização físico-química do óleo interfere no desenvolvimento do Projeto. Discuta analisando os mecanismos que podem interferir no empreendimento.
  12. 12. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1212 Classes deClasses de ÓÓleoleo –– DensidadeDensidade PetrPetróóleos Leves: acima de 30leos Leves: acima de 30°°API (API ( < 0,72 g / cm< 0,72 g / cm33 )) PetrPetróóleos Mleos Méédios: entre 21 e 30dios: entre 21 e 30°°APIAPI PetrPetróóleos Pesados: abaixo de 21leos Pesados: abaixo de 21°°APIAPI ( > 0,92 g / cm( > 0,92 g / cm33 )) A classe de óleo interfere na escolha de equipamentos para promover a elevação. A classe de óleo também está associada ao tipo de campo Petrolífero quanto a sua surgência. Discuta.
  13. 13. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1313 API doAPI do óóleo e Peso Especleo e Peso Especíífico dofico do ggááss 29 PM =γ Onde: γ = peso específico do gás PM = Peso Molecular da substância
  14. 14. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1414 AnAnáálise PVTlise PVT -- Densidade do gDensidade do gááss GGáás Reals Real Onde: ρg = densidade do gás γ= peso específico do gás P = Pressão T = temperatura z = fator de compressibilidade zT 70,2 ⋅ ⋅ = P g γ ρ
  15. 15. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1515 RelaRelaçção do Gão do Gáás Ideals Ideal TRnVP ⋅⋅=⋅ Onde: V= Volume P = Pressão T = temperatura R = constante Real dos gases n = número de moles do gás Em projeto a Equação e Clayperon é uma aproximação
  16. 16. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1616 Teor de EnxofreTeor de Enxofre Petróleos “Doces” (sweet): teor de enxofre < 0,5 % de sua massa Petróleos “Ácidos” (sour): teor de enxofre > 0,5 % em massa
  17. 17. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1717 CaracterizaCaracterizaçções do Petrões do Petróóleoleo Teor de sal:Teor de sal: Podendo ser expresso emPodendo ser expresso em miligramas demiligramas de NaClNaCl por litro depor litro de óóleo, indica aleo, indica a quantidade de sal dissolvido naquantidade de sal dissolvido na áágua presente nogua presente no óóleo em forma de emulsão;leo em forma de emulsão; Ponto de fluidez:Ponto de fluidez: Indica a menor temperaturaIndica a menor temperatura que permite que oque permite que o óóleo flua em determinadasleo flua em determinadas condicondiçções de teste;ões de teste; Teor de cinzas:Teor de cinzas: Estabelece a quantidade deEstabelece a quantidade de constituintes metconstituintes metáálicos nolicos no óóleo apleo apóós suas sua combustão completa.combustão completa.
  18. 18. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1818 VariVariááveis do Reservatveis do Reservatóóriorio BSWBSW –– BasicBasic SedimentsSediments WaterWater Teor de sedimentos eTeor de sedimentos e áágua presente no petrgua presente no petróóleo.leo. RAORAO RGORGO IPIP PVTPVT Pw-Pe q IP =
  19. 19. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 1919 AnAnáálise do Projetolise do Projeto
  20. 20. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2020 ConclusõesConclusões Dados do ReservatDados do Reservatóório permitemrio permitem ananáálise e o desenvolvimento dolise e o desenvolvimento do projeto.projeto.
  21. 21. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2121 EngenhariaEngenharia SubmarinaSubmarina
  22. 22. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2222 Limites do EmpreendimentoLimites do Empreendimento
  23. 23. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2323
  24. 24. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2424 SpreadSpread MooringMooring
  25. 25. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2525 Itens BItens Báásicossicos –– CaracterizaCaracterizaççãoão 11 –– AnAnáálise Geral do Projetolise Geral do Projeto -- Local: Bacia MarLocal: Bacia Maríítimatima -- Distancia da costaDistancia da costa -- Tipo de plataformaTipo de plataforma -- Escoamento, trecho e destinoEscoamento, trecho e destino --Tipo de FluidosTipo de Fluidos ExplotadosExplotados -- Quantidade de PoQuantidade de Poççosos -- Arranjo submarinoArranjo submarino -- ExportaExportaçção de Fluidosão de Fluidos –– ÓÓleo (leo (QoQo)) -- Escoamento de FluidoEscoamento de Fluido –– GGáás (s (QgQg))
  26. 26. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2626 Justificativas do uso do FPSOJustificativas do uso do FPSO 1.1. Ideal para regiões sem infra-estrutura; 2. Grande área de convés e capacidade para receber peso; 3. Cronograma reduzido para conversão; 4. Custo pouco sensível ao aumento da LDA; 5. Fácil de ser removido e reutilizado; 6. Flexibilidade para o desenvolvimento do campo. Quais os itens que interferem na desenvolvimento do projeto para engenharia de superfície?
  27. 27. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2727 CaracterizaCaracterizaçção do Projetoão do Projeto -- ESCOPOESCOPO 1.1. Os objetivos do projetoOs objetivos do projeto -- ESCOPOESCOPO 2.2. Cronograma preliminar da atividadeCronograma preliminar da atividade 3.3. LocalizaLocalizaçção e limites dosão e limites dos Blocos/CamposBlocos/Campos 4.4. NNúúmero total de pomero total de poçços do projeto e queos do projeto e que serão interligadosserão interligados 5.5. LocalizaLocalizaçção da Unidade de produão da Unidade de produççãoão 6.6. JustificativasJustificativas 7.7. DescriDescriçção geral dos processos deão geral dos processos de produproduççãoão
  28. 28. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2828
  29. 29. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 2929 Equipamentos SubmarinosEquipamentos Submarinos -- ANM (CabeANM (Cabeçça do Poa do Poçço)o) -- PLETPLET -- PLEMPLEM -- SpoolSpool -- ManifoldManifold SubmarinoSubmarino -- FlowlineFlowline -- RiserRiser -- UEHUEH –– Umbilical ElUmbilical Eléétrico Hidrtrico Hidrááulicoulico -- TemplateTemplate
  30. 30. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3030
  31. 31. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3131 Arranjo SubmarinoArranjo Submarino
  32. 32. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3232 Arranjo SubmarinoArranjo Submarino
  33. 33. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3333 AncoragemAncoragem
  34. 34. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3434 Arranjo Geral do SistemaArranjo Geral do Sistema de Produde Produççãoão –– IntegraIntegraçção deão de Equipamentos do PoEquipamentos do Poçço,o, Submarinos e deSubmarinos e de SuperfSuperfííciecie
  35. 35. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3535
  36. 36. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3636 Estrutura Geral de PoEstrutura Geral de Poçço deo de ProduProduççãoão ((((opcionalopcionalopcionalopcional)))) Completação Seca ANC
  37. 37. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3737 Dispositivos da Coluna atDispositivos da Coluna atéé a ANa AN Tubo de produção – É o componente de maior consumo e custo em uma coluna de produção. Usado para conduzir os fluidos do fundo da coluna à superfície. Válvula de segurança de subsuperfície (DHSV) ou SSSV – Dispositivo de segurança instalada a cerca de 30 m abaixo da superfície, ou do assoalho marinho que tem a função de fechar o poço em casos de emergência. Opera sempre pressurizado. Redução – Conexão usada para permitir o acoplamento entre componentes de diâmetro diferentes na coluna.
  38. 38. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3838 Dispositivos da Coluna atDispositivos da Coluna atéé a ANa AN Mandril de gas-lift – Dispositivo que tem a função de alojar a válvula que permitirá a circulação do gás do espaço anular para a coluna de produção. Liner – Tubulação de revestimento externo que protege a coluna de produção das paredes do furo do poço. Junta telescopia (TSR) – Dispositivo que absorve a expansão ou contração da coluna de produção, causadas pelas variações de temperatura sofridas quando da produção ou injeção de fluidos.
  39. 39. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 3939 Dispositivos da Coluna atDispositivos da Coluna atéé a ANa AN Packer Hidráulico ou de Produção – Tem a função de promover o fechamento do espaço anular entre o tubo de revestimento e a coluna de produção, numa determinada profundidade. – Os objetivos desse equipamento são: Proteger o revestimento (acima dele) contra pressões da formação de fluidos corrosivos Possibilitar a injeção controlada de gás, pelo anular, nos casos de elevação artificial por gas-lift. Permitir a produção seletiva de várias zonas por uma única coluna de produção (com mais de um packer).
  40. 40. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4040 Dispositivos da Coluna atDispositivos da Coluna atéé a ANa AN Niple – Equipamento normalmente instalado no fundo da coluna de produção, abaixo de todas as outras ferramentas, com o objetivo de alojar o tampão mecânico (shear-out), válvula de retenção ou registrador de pressão. Shear-out – Equipamento instalado no fundo da coluna de produção, com o objetivo de realizar o tamponamento temporário desta coluna, quando necessário
  41. 41. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4141 Tipos deTipos de CompletaCompletaççãoão CompletaCompletaççãoão SecaSeca CompletaCompletaççãoão MolhadaMolhada Discuta as vantagens e desvantagens do tipo de completação.
  42. 42. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4242 Arranjo SubmarinoArranjo Submarino CompletaCompletaççãoão MolhadaMolhada Linhas de fluxo e equipamentos deLinhas de fluxo e equipamentos de suporte a extrasuporte a extraçção fluidos e injeão fluidos e injeççãoão de fluidos no reservatde fluidos no reservatóório.rio.
  43. 43. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4343 Equipamentos na CabeEquipamentos na Cabeçça do Poa do Poççoo –– CompletaCompletaççãoão Seca ou MolhadaSeca ou Molhada São os equipamentos responsáveis pelas seguintes atividades: – • Ancoragem da coluna de produção – • Vedação entre a coluna e o revestimento de produção – • Controle do fluxo de fluidos oriundo do reservatório.
  44. 44. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4444 Equipamentos deEquipamentos de CompletaCompletaççãoão Cabeça de produção É um carretel com dois flanges e duas saídas laterais. O flange inferior fica apoiado na cabeça do revestimento de produção e o flange superior recebe a árvore de natal com seu adaptador. – Em uma das saídas laterais geralmente é conectada a linha de injeção de gás (em poços equipados com gas-lift) e na outra a linha de matar (kill line), para um eventual amortecimento do poço
  45. 45. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4545 Cabeça de produção
  46. 46. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4646 Equipamento de Controle de FluxoEquipamento de Controle de Fluxo Árvore de Natal Molhada (ANM) É o equipamento instalado no fundo do mar, constituído por um conjunto de válvulas tipo gaveta, um conjunto de linhas de fluxo e um sistema de controle, todos interligados a um painel de controle localizado na plataforma de produção. Os equipamentos que compõem a ANM executam basicamente as mesmas funções da ANC, porém, ficam submersas no fundo do mar.
  47. 47. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4747 Esquema de ANEsquema de AN Esta AN é molhada ou seca?
  48. 48. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4848 Função: Controle de fluxo Função: Acesso ao interior do poço Válvula Anular inferior
  49. 49. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 4949 ANMANM Altura aproximada: 9 a 15 metros
  50. 50. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5050 ANM e ANCANM e ANC FunFunçções:ões: Controle de fluxo de fluidos doControle de fluxo de fluidos do reservatreservatóório.rio. VedaVedaçção da cabeão da cabeçça do poa do poçço.o. Acesso ao interior do poAcesso ao interior do poçço deo de produproduçção.ão.
  51. 51. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5151 Tipos de ANMTipos de ANM –– ANM DO (ANM DO (DiverDiver OperatedOperated) operadas por) operadas por mergulhadormergulhador Baixo custo operacionalBaixo custo operacional Opera em LDA de 200 mOpera em LDA de 200 m As operaAs operaçções são essencialmenteões são essencialmente manuais por meio do mergulhador,manuais por meio do mergulhador, na qual realiza manobras dena qual realiza manobras de fechamento e conexão de linhas parafechamento e conexão de linhas para intervenintervençção no poão no poçço.o.
  52. 52. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5252 ANM DAANM DA –– ANM DA (ANM DA (DiverDiver AssistedAssisted) assistida por) assistida por mergulhadormergulhador Baixo custo operacionalBaixo custo operacional Opera em LDA de atOpera em LDA de atéé 300 m300 m As operaAs operaçções são parcialmente manuaisões são parcialmente manuais por meio do mergulhador, pois somentepor meio do mergulhador, pois somente são realizadas manobras de conexão esão realizadas manobras de conexão e desconexão de linhas. Não existemdesconexão de linhas. Não existem vváálvulas de acionamento manual.lvulas de acionamento manual.
  53. 53. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5353 ANM DLANM DL –– ANM DL (ANM DL (DiverDiver LessLess) operada sem) operada sem mergulhadormergulhador Opera em LDA de atOpera em LDA de atéé 400 m400 m As operaAs operaçções são realizadas totalmenteões são realizadas totalmente por meio de conectores e cabospor meio de conectores e cabos hidrhidrááulicos para conexão de linhas deulicos para conexão de linhas de fluxo e controlefluxo e controle àà ANM.ANM. Consiste no inConsiste no iníício do avancio do avançço tecnolo tecnolóógicogico da instalada instalaçção da ANM em LDA de maiorão da ANM em LDA de maior profundidade.profundidade.
  54. 54. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5454 ANM DLLANM DLL –– ANM DLL (ANM DLL (DiverDiver LineLine LayLay--awayaway) operada sem) operada sem mergulhador, com cabos guia de instalamergulhador, com cabos guia de instalaçção.ão. Este tipo de ANM desce com a BAP (BaseEste tipo de ANM desce com a BAP (Base Adaptadora da ProduAdaptadora da Produçção) previamenteão) previamente conectada, e possui um mconectada, e possui um móódulo de interface paradulo de interface para operaoperaçções com o ROV (ões com o ROV (RemoteRemote OperatedOperated VehicleVehicle)) VeVeíículo operado remotamente na sala de controleculo operado remotamente na sala de controle da plataforma de instalada plataforma de instalaçção.ão. A vantagem da ANM DLLA vantagem da ANM DLL éé a sua instalaa sua instalaçção comão com um berum berçço na BAP equipada com o mandril daso na BAP equipada com o mandril das linhas de fluxo para apoio.linhas de fluxo para apoio.
  55. 55. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5555 ANM GLLANM GLL –– ANM GLL (ANM GLL (GuideGuide LineLine LessLess) operada sem) operada sem mergulhador e sem cabos guiamergulhador e sem cabos guia ÉÉ um equipamento que pode operar em LDAum equipamento que pode operar em LDA’’ss acima de 500 m.acima de 500 m. Utiliza sistema de conexão com a BAP, mas asUtiliza sistema de conexão com a BAP, mas as conexões não realizadas por meio doconexões não realizadas por meio do laylay--awayaway,, pois em vez deste sistemapois em vez deste sistema éé adotada a conexãoadotada a conexão vertical (CV) na qual o mandril das linhas devertical (CV) na qual o mandril das linhas de fluxo lanfluxo lanççado com o trenado com o trenóó éé conectadoconectado àà ANM.ANM. Este procedimento permite o lanEste procedimento permite o lanççamento da ANMamento da ANM ou da BAP de forma independente.ou da BAP de forma independente.
  56. 56. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5656 Qual o Arranjo submarino emQual o Arranjo submarino em relarelaçção a ANM?ão a ANM? LDALDA –– 140 m140 m RGO = 3000 m3/m3RGO = 3000 m3/m3 Campo gigante com grandeCampo gigante com grande áárearea superficial de acsuperficial de acúúmulo demulo de óóleo.leo. Justifique discutindo: 1Justifique discutindo: 1 –– AspectosAspectos tecnoltecnolóógicos; 2gicos; 2 –– Operacionais, 3Operacionais, 3 –– Econômicos.Econômicos.
  57. 57. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5757 EstimulaEstimulaçção Artificialão Artificial Procedimento para aumentar aProcedimento para aumentar a produtividade do poprodutividade do poçço.o.
  58. 58. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5858 Quais os casos de EstimulaQuais os casos de Estimulaççãoão Artificial?Artificial? –– GasGas--liftlift (GLC, GLI)(GLC, GLI) –– BCSBCS –– BCPBCP –– BMHBMH –– BCSS(*)BCSS(*) Quando usar e porque usar um método de estimulação?
  59. 59. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 5959 Questão TeQuestão Teóóricarica Um campo petrolUm campo petrolíífero apresentou um IP de 130fero apresentou um IP de 130 mm33/h //h / kgfkgf/cm/cm22 para um conjunto de popara um conjunto de poçços. Oos. O ooAPIAPI dodo óóleoleo éé igual a 23 e apresentaigual a 23 e apresenta surgênciasurgência para uma LDA operacional de 1900 m.para uma LDA operacional de 1900 m. No desenvolvimento do projeto foi proposto aNo desenvolvimento do projeto foi proposto a instalainstalaçção de sistemas artificiais de estimulaão de sistemas artificiais de estimulaççãoão com BCSS ou BCS. A jazida não apresentacom BCSS ou BCS. A jazida não apresenta ááguagua conata.conata. Discuta a proposta de projeto relacionando custoDiscuta a proposta de projeto relacionando custo x produx produçção e arranjo submarino. Fundamenteão e arranjo submarino. Fundamente cada item relacionandocada item relacionando--os.os.
  60. 60. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6060 ANMANM -- BCSSBCSS > 200 m Revestimento 30” (jateado ou cravado) Módulo de Bombeio com BCSS 1500HP e Cápsula 20” BAB (Base Adaptadora de Bombeio)
  61. 61. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6161 Manifold submarino Equipamento que recebe a produção da árvore de natal molhada (proveniente do poço) por meio das linhas de produção de fluxo, e direciona a produção para a plataforma via flowline e riser.
  62. 62. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6262 Manifold submarino
  63. 63. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6363
  64. 64. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6464 Linhas e EquipamentosLinhas e Equipamentos SubmarinosSubmarinos
  65. 65. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6565 Equipamentos Submarinos deEquipamentos Submarinos de Conexão aoConexão ao flowlineflowline PLETPLET PLEMPLEM SPOOLSPOOL ManifoldManifold -- jumpersjumpers
  66. 66. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6666 Esquema GeralEsquema Geral –– Exemplo deExemplo de Arranjo Submarino ComplexoArranjo Submarino Complexo
  67. 67. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6767 PLETPLET -- Pipeline End Terminations
  68. 68. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6868 PLETPLET
  69. 69. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 6969 SpoolSpool
  70. 70. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7070 TemplateTemplate
  71. 71. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7171 RiserRiser BaseBase
  72. 72. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7272 PLEMPLEM –– PipePipe LineLine endend ManifoldManifold ExemploExemplo
  73. 73. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7373 Montagem da EstruturaMontagem da Estrutura
  74. 74. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7474 Linhas de FluxoLinhas de Fluxo
  75. 75. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7575 Dutos flexíveis Transportam gás e óleo dos poços para os sistemas flutuantes. Constituem cabos umbilicais e garantem suprimento de energia, injeção química e transmissão de sinais bidirecional para equipamentos remotamente operados.
  76. 76. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7676 Estrutura Do ponto de vista estrutural, ambos são estruturas compósitas, esbeltas, complacentes para a flexão lateral, mas resistentes e rígidos à tração e à torção, capazes de sustentar pressão externa e, no caso dos flexíveis, também uma razoável pressão interna de fluido.
  77. 77. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7777 OperaOperaççãoão Operacionalmente os dutos flexíveis e cabos umbilicais desempenham tarefas de vital importância nos sistemas submarinos de produção, viabilizando a explotação de hidrocarbonetos em grandes lâminas d'água. A confiabilidade precisa ser mantida em níveis extremos, sob pena de graves acidentes ambientais, perda de produção, inutilização de equipamentos e barreiras de segurança.
  78. 78. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7878 AplicaAplicaçção das linhas de fluxoão das linhas de fluxo Riser: aplicação estática ou dinâmica Flowline: aplicação estática
  79. 79. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 7979 Previsão do ProjetoPrevisão do Projeto Análises globais Dados de entrada Correnteza Onda Deslocamento da plataforma Movimentos dinâmicos do sistema flutuante ou da embarcação de Lançamento Modelo Dados de saída Deformadas (estáticas & dinâmicas) Força de topo Ângulos Compressão no “Touch Down Point” (TDP) Curvaturas Comprimentos suspensos
  80. 80. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8080 ConfiguraConfiguraççõesões
  81. 81. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8181 Estrutura da Linha FlexEstrutura da Linha Flexíívelvel DisposiDisposiçção em camadas deão em camadas de polpolíímeros e tramas de ameros e tramas de açço.o. Prevenir vazamento e tensões paraPrevenir vazamento e tensões para perda de contenperda de contençção de fluidos.ão de fluidos.
  82. 82. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8282 Estrutura da Linha FlexEstrutura da Linha Flexíívelvel
  83. 83. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8383 Projeto de dutos flexíveis Um projeto de dutos e UEH usualmente envolve dois estágios: uma análise global e uma análise local, também chamada de análise da seção. 1. Análise Global: Determinação de cargas operacionais e configurações geométricas. 2. Análise Local Determina o cálculo e verificação de cargas internas e deformações em cada uma das camadas, da resistência e rigidezes longitudinal, torcional e flexional, resistência ao colapso e à explosão do produto.
  84. 84. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8484 FunFunçção Especão Especííficafica
  85. 85. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8585 Capa Externa A camada mais externa da estrutura esbelta constituída de polímero como polietileno de alta densidade (HDPE). Ela é projetada para empacotar, evitar degradação prematura e danos nas camadas mais internas pela manipulação durante o lançamento e pela movimentação no leito marinho. Além disso, a capa dificulta a falha por gaiola nas armaduras. A capa externa proporciona uma parcela da rigidez à flexão do produto que é majoritária nos umbilicais e razoável nos dutos flexíveis. Desde que os materiais poliméricos estão sujeitos à degradação provocada pela radiação solar, pigmentos são aplicados nos materiais da capa externa para aumentar-lhes a resistência e a estabilidade química.
  86. 86. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8686 Imagem para AnImagem para Anáálise do Dutolise do Duto
  87. 87. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8787 Armaduras São camadas de tendões metálicos (usualmente aço de alta resistência) enrolados helicoidalmente com ângulos de passo (medidos em relação ao eixo longitudinal) entre 15 e 40 graus. As armaduras estão ancoradas diretamente nos conectores nas extremidades das linhas de umbilicais ou dutos, de forma a descarregar neles a tração. Pode-se também utilizar tendões de fibra de vidro ou carbono para redução de peso. Em geral existem duas armaduras, enroladas em direções opostas. A principal tarefa dessas camadas é proporcionar resistência à tração e torção sem impedir a flexão da amostra.
  88. 88. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8888 Armaduras (continuação) De fato, no balanço de contribuições quase a totalidade da carga de tração é sustentada pelas armaduras (mais de 97%), enquanto sua contribuição na rigidez à flexão é pequena. Os tendões podem ser chatos ou cilíndricos. O uso de tendões chatos garante maior fator de ocupação da camada e menor espessura, mas está associado também a dificuldades de conformação durante a fabricação, problemas com o contato lateral e mecanismos de desgaste que são menores quando tendões cilíndricos são usados.
  89. 89. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 8989 Camadas anti-fricção Camadas homogêneas ou fitas enroladas de polímero, cuja principal função é separar duas camadas metálicas e assim impedir o atrito de metal contra metal quando o duto ou umbilical é fletido. Sua espessura é cerca de 1,5 mm. São indispensáveis para separar as armaduras quando tendões chatos são usados em dutos flexíveis de aplicação dinâmica.
  90. 90. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9090 Camadas plásticas intermediárias São camadas homogêneas, estanques para água e alguns produtos químicos, de polímero que, nos umbilicais submarinos, sustentam uma parcela da pressão de esmagamento causada pelas armaduras e pelo carregamento de tração e, nos dutos flexíveis, exercem tarefas similares às camadas anti-fricção e também são responsáveis por uma contribuição do isolamento térmico. Em geral, sua espessura é acima de 4 mm.
  91. 91. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9191 Tipos de TubosTipos de Tubos Camada de pressão Função Assegurar a estanqueidade interna Os principais materiais, selecionados em função de temperatura, pressão, fluidos, etc. : Polietileno (água / gás e óleo dependendo de temperatura e pressão) Rilsan® (poliamida 11) (gás e óleo, limitações dependendo de temperatura, pressão, presença de água e seu pH) Coflon® / Gamma-flex® (gás e óleo, altas pressões & temperaturas)
  92. 92. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9292 Camada de PressãoCamada de Pressão -- SeleSeleççãoão Os principais parâmetros para a seleção dos materiais (preocupações: compatibilidade química, envelhecimento): Pressão e temperatura de projeto Pressão e temperatura de operação Presença de água (Water Cut, vapor, etc.) Teor de CO2 Teor de H2S Composição iônica da água ou pH Vida útil da linha Especificação de todos os produtos químicos injetados (álcoois, ácidos, inibidores de corrosão, etc.) estipulando composição química, concentração, freqüência de injeção e temperatura.
  93. 93. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9393 Camada de pressão
  94. 94. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9494 Pressão InternaPressão Interna
  95. 95. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9595 Armadura de pressão Função Resistir a pressão interna Resistir ao colapso hidrostático (smooth bore) Resistir às compressões mecâncicas radiais
  96. 96. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9696 Armadura de pressão Material Aço (vários graus disponíveis) Os principais parâmetros para a seleção do grau do aço (preocupação com a corrosão): Pressão e temperatura de operação Teor de CO2 Teor de H2S Teor de água Composição molar do fluido Temperatura externa Vida útil da linha
  97. 97. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9797 Imagem do Umbilical SubmarinoImagem do Umbilical Submarino
  98. 98. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9898 Engenharia SubmarinaEngenharia Submarina
  99. 99. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 9999 FunFunçções do UEHões do UEH Transferência de informaTransferência de informaçção paraão para controle dos equipamentoscontrole dos equipamentos submarinos.submarinos. ConduintesConduintes eleléétricos e Hidrtricos e Hidrááulicosulicos
  100. 100. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 100100 UmbilicalUmbilical -- UEHUEH
  101. 101. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 101101 CaracterCaracteríística do UEHstica do UEH
  102. 102. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 102102 Modos de falha São muitos os possíveis modos de falha que precisam ser avaliados. É bastante comum que a iniciação à falha ocorra através de um mecanismo e, em conseqüência deste, diversos outros mecanismos tenham lugar, de modo que a identificação da causa original exige perícia e análise morfológica dos resíduos da amostra.
  103. 103. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 103103 Alguns dos modos de falhas Dano permanente devido à tração excessiva Dano permanente na estrutura devido à torção excessiva Falha devido à fadiga, desgaste e/ou corrosão das camadas metálicas Dano permanente na camada espiralada devido à pressão interna excessiva Dano permanente devido à pressão externa excessiva
  104. 104. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 104104 Dano permanente devido à pressão externa excessiva
  105. 105. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 105105 Alguns dos modos de falhas Dano permanente devido à flexão excessiva: é necessário respeitar o raio mínimo de flexão (MBR) dos dutos no enrolamento de carretéis e próximo ao touch-down point (TDP). Perda de função dos elementos funcionais: cabos elétricos, mangueiras hidráulicas e outros elementos no seu interior podem sofrer danos e deixar de operar. Formação de gaiola nas armaduras: é causada pela instabilidade em compressão de tendões, em que um comprimento da armadura flamba e os arames são expulsos para fora de maneira violenta, formando uma falha cujo aspecto lembra uma gaiola torcida. São mais susceptíveis as armaduras compostas de tendões com seção reduzida e pequeno ângulo de assentamento.
  106. 106. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 106106 Gaiola de PassarinhoGaiola de Passarinho
  107. 107. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 107107 QuestõesQuestões Quais as funQuais as funçções doões do flowlineflowline ee riserriser e UEH?e UEH? Desenvolva uma matriz de funDesenvolva uma matriz de funççõesões para controle de uma ANS a partir dopara controle de uma ANS a partir do painel de controle da plataforma quepainel de controle da plataforma que opera emopera em ááguas profundas comguas profundas com conexão de elconexão de eléétrica, hidrtrica, hidrááulica, linhaulica, linha de servide serviçço e processo.o e processo.
  108. 108. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 108108 Garantia do EscoamentoGarantia do Escoamento Problemas relativos ao escoamento dos fluidos da produção em dutos: Parafina Hidratos Incrustação inorgânica Asfalteno Emulsão Areia Ácidos Discuta as soluções!
  109. 109. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 109109 Problemas OperacionaisProblemas Operacionais Efeitos da deposição sobre o sistema de produção em linha ou equipamentos: Perda da produção de óleo Aumento da perda de carga Riscos operacionais Perdas de equipamentos Perda da eficiência do tratamento Riscos Ambientais Apresente outros desvios ou falhas operacionais e justifique com um Exemplo.
  110. 110. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 110110 Exemplo de um problemaExemplo de um problema operacional.operacional. Formação de Hidrato. Discuta as consequências da formação de hidratos. Quais as soluções operacionais? Apresente um projeto conceitual.
  111. 111. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 111111 ConfiguraConfiguraçção de Projetoão de Projeto
  112. 112. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 112112 Desenvolvimento TDesenvolvimento Téécnicocnico 11 –– Engenharia de ProcessoEngenharia de Processo AA –– Engenharia de PoEngenharia de Poççoo BB –– Engenharia SubmarinaEngenharia Submarina CC –– Engenharia de SuperfEngenharia de Superfííciecie DD –– Engenharia de Escoamento eEngenharia de Escoamento e Transporte de Fluidos.Transporte de Fluidos.
  113. 113. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 113113 Detalhamento TDetalhamento Téécnicocnico -- CaracterizaCaracterizaçção do projetoão do projeto -- Descritivo TDescritivo Téécnico do processocnico do processo -- Descritivo dos sistemas eDescritivo dos sistemas e subsistemassubsistemas -- Capacidade de ProduCapacidade de Produççãoão -- Mecanismos de ProcessosMecanismos de Processos -- Sistemas de SeguranSistemas de Seguranççaa
  114. 114. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 114114 Projeto do PoProjeto do Poççoo 1300 2400 Tipos de poços e configuração típica de poço horizontal A informação de projeto dos poços tem grande importância para análise do projeto e correlação com os aspectos e impactos ambientais. Desenvolva uma análise e justificativas na forma de parecer técnico na visão do órgão ambiental.
  115. 115. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 115115 Estrutura de um NavioEstrutura de um Navio Espessura Chapa = 25 mm a 30 mm depende daEspessura Chapa = 25 mm a 30 mm depende da tonelada do navio.tonelada do navio. ChapaChapa guilhaguilha –– 11ªª chapa em contato com mar.chapa em contato com mar. Casco duplo e montado em mCasco duplo e montado em móódulos edulos e decksdecks.. SoldasSoldas MigMig x Eletrodo (maior tempo e menorx Eletrodo (maior tempo e menor qualidade)qualidade) A estrutura do navio tem de ter, mola mestre.A estrutura do navio tem de ter, mola mestre. Ainda existem navios arrebitados tubos deAinda existem navios arrebitados tubos de cobre.cobre.
  116. 116. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 116116 Casco eCasco e longarinaslongarinas do Naviodo Navio Qual a relação com a engenharia naval e meio ambiente? Desenvolva 5 parágrafos. meio nau Bombordo BoresteBoreste Popa,réouleme Bicodeproa
  117. 117. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 117117 Engenharia de SuperfEngenharia de Superfííciecie 1. Módulo de primeiro estágio de separação e teste de poço; 2. Módulo de segundo estágio de separação e tratamento eletrostático; 3. Módulo dos compressores de gás; 4. Módulo do compressor booster; 5. Módulo de compressor booster para a unidade de amina; 6. Módulo do Leito de Tratamento de SulfatoTreat; 7. Módulo de Remoção de CO2 (Unidade de Amina); 8. Módulo de desidratação do gás; 9. Módulo de desaeração e filtração de água de injeção; 10. Módulo de injeção de água; 11. Módulo de utilidades; 12. Módulo de geração de energia elétrica; 13. Módulo de Geração de Energia para os equipamentos; 14. Unidade de injeção química; 15. Módulo do sistema de flare; 16. Laboratório; 17. Módulo de medição fiscal; 18. Queimador de gás.
  118. 118. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 118118 FPSOFPSO TurretTurret Total Elevation 62.8 m WINCH DECK PIGGING DECK MEZZANINE DECK RISER DECK
  119. 119. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 119119 TurretTurret –– vista inferiorvista inferior
  120. 120. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 120120 Processo de SeparaProcesso de Separaçção eão e Tratamento de GTratamento de Gááss –– ÓÓleoleo -- ÁÁguagua
  121. 121. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 121121 OffloadingOffloading Carretel para enrolamento do mangote de transferência de óleo
  122. 122. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 122122 OffloadingOffloading de um FPSO para umde um FPSO para um navionavio aliviadoraliviador
  123. 123. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 123123 AnAnáálise do Projeto de Produlise do Projeto de Produççãoão GenGenéérico de FPSOrico de FPSO FPSO opera em LDA de 1300 m,FPSO opera em LDA de 1300 m, óóleo eleo e ááguagua-- Questões:Questões: 11 –– Discuta as etapas em ordem cronolDiscuta as etapas em ordem cronolóógica paragica para implantar o empreendimento.implantar o empreendimento. 22 –– Quais os impactos no sistema ambiental paraQuais os impactos no sistema ambiental para cada etapa do projeto? Correlacione cada umcada etapa do projeto? Correlacione cada um deles e identifique os impactos. Fadeles e identifique os impactos. Façça uma ana uma anááliselise qualitativa.qualitativa. 33 –– Identifique 3 agentesIdentifique 3 agentes estressoresestressores para cadapara cada categoria de impacto: no ar, solo ecategoria de impacto: no ar, solo e áágua nogua no projeto.projeto. 44 –– Apresente 3 sistemas e suas respectivasApresente 3 sistemas e suas respectivas funfunçções para cada fase: engenharia do poões para cada fase: engenharia do poçço,o, engenharia submarina, engenharia de superfengenharia submarina, engenharia de superfíície.cie.
  124. 124. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 124124 Desenvolvimento de ProjetoDesenvolvimento de Projeto
  125. 125. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 125125 Carretel para enrolamento do mangote de transferência de óleo
  126. 126. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 126126 Breve HistBreve Históórico derico de BlowoutsBlowouts Listagem dos 5 Maiores Blowouts Offshore Volume Liberado 1. Sedco 135F e IXTOC-1 Well Em 1979, o poço IXTOC-1 sofreu um fluxo descontrolado na Bahia de Campeche, México. Foi controlado 9 meses depois. 3.500.000 Barris 2. Plataforma Ekofisk Bravo A plataforma Phillips Petroleum's Ekofisk B teve um blowout de 8 dias de gás e óleo em 1977, após a instalação do BOP e teste do equipamento de segurança. 202.381 Barris - 3. Funiwa No. 5 Well A descarga de óleo devido a um blowout, em 1980, do poço Funiwa 5, poluiu o Delta da Nigéria por 2 semanas, também provocando a formação de incêndio na unidade. 200.000 Barris 4. Hasbah Platform Well 6 Durante a perfuração em 1980 pela unidade jack-up Ron Tappmeyer, poço exploratório No. 6, na região do Golfo Pérsico, ocorreu um descontrole lançando óleo para o ambiente durante 8 dias e provocando a morte de 19 operadores. 100.000 Barris 5. Union Oil Platform Alpha Well A-21 Em 1969 a plataforma Union Oil Platform A teve um blowout de 11 dias, mas continuou liberando óleo para o canal de Santa Barbara por vários meses. 80.000 Barris Fonte: Office of Response and Restoration, NOAA (2007)
  127. 127. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 127127 Outros Dados de AcidentesOutros Dados de Acidentes Outros Blowout Danos e Perdas Adriatic IV Ano: 2004 Local: Costa do Egito. Sem Registro Al Baz Ano: 1989 Local:Santa Fe's Al Baz 5 fatalidades Arabdrill 19 Ano: 2002 Local: - 3 fatalidades Blake IV and Greenhill Petroleum Corp. Well 250 Ano: 1992 Local:Baía Timbalier Grande Vazamento Enchova Central Ano: 1988 Local: Brasil 37 fatalidades Ensco 51 Ano: 2001 Local: Golfo do México Sem Registro Ocean Odyssey Ano: 1988 Local: Mar do Norte 1 fatalidade Petromar V Drillship Ano: 1981 Local: Mar do Sul da China Sem registro Sea Quest Ano: 1980 Local: Nigéria Sem Registro West Vanguard Ano: 1985 Local: Noruega 1 fatalidades
  128. 128. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 128128 Atividade de PerfuraAtividade de Perfuraççãoão
  129. 129. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 129129 LocaLocaçção x Tecnologia xão x Tecnologia x AmbienteAmbiente
  130. 130. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 130130 Aratu Cacha Prego Garapuá Boipeba São Sebastião Barra de Serinhaem Camamu Ilha Grande Barra Grande Campinho Taipus Itacaré Ilhéus Bacia de Camamu-Almada Atividade de Perfuração: LDA – 17 a 25 metros Proximidade da Costa: 15 a 23 km Alta Sensibilidade Ambiental Meio Biótico, Meio Físico e Socioeconômico Perfurações 202012 km12 km77--BASBAS--6464--001001 35359 km9 kmBMBM--CALCAL--004004--22 25256 km6 kmBMBM--CALCAL--004004--11 LâminaLâmina dd’’ááguagua DistânciaDistância da Costada Costa NomeNome do Podo Poççoo
  131. 131. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 131131 Projeto para LDA RasaProjeto para LDA Rasa
  132. 132. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 132132 Esquema Geral do ProjetoEsquema Geral do Projeto Plataforma tipo Caisson – Bacia Potiguar Fluxograma simplificado da Plataforma PPE-04 – Campo de Pescada
  133. 133. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 133133 Descritivo GeralDescritivo Geral O projeto de extraO projeto de extraçção de gão de gáás es e óóleo no Campo deleo no Campo de Pescada.Pescada. Plataforma TipoPlataforma Tipo CaissonCaisson -- PPEPPE--44 Localizado na Plataforma Continental do RioLocalizado na Plataforma Continental do Rio Grande do Norte.Grande do Norte. LocaLocaçção: Distante 2,5 km a leste da plataformaão: Distante 2,5 km a leste da plataforma PPEPPE--1A, em lâmina1A, em lâmina dd’’áágua de 20 m e 17,5 kmgua de 20 m e 17,5 km distante da costa.distante da costa. Fluidos: PoFluidos: Poçço de Extrao de Extraçção de Gão de Gáás. Grau API: 48.s. Grau API: 48. 743.560743.5609.479.3609.479.36077--PEPE--0404 YYXXPlataformaPlataforma UTM (SAD 69)UTM (SAD 69)
  134. 134. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 134134 Fluxograma de ProcessoFluxograma de Processo
  135. 135. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 135135 Detalhamento do ProcessoDetalhamento do Processo Fluxograma de Engenharia – Cabeça do poço e instrumentos
  136. 136. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 136136 Parte do Sistema deParte do Sistema de EscoamentoEscoamento Riser de Saída e Duto
  137. 137. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 137137 Exemplo do Sistema Completo deExemplo do Sistema Completo de ProduProduççãoão Esquema do Sistema de Extração e Offloading para identificação de perigos
  138. 138. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 138138 Detalhes do SistemaDetalhes do Sistema –– CabeCabeçça doa do PoPoççoo Uso de nebulosas para os sistemas e aplicação da AAF
  139. 139. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 139139 Sistema de SeparaSistema de Separaçção noão no TopTop SideSide da Unidadeda Unidade Sistema de Separação Quais os equipamentos e instrumentos
  140. 140. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 140140 Sistema de ProcessoSistema de Processo Uso de nebulosas para análise do balanço de massa e Energia.
  141. 141. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 141141 Sistema de SeparaSistema de Separaççãoão O arraste de líquidos pode ser causado por projeto inadequado do processo, altas velocidades do gás, bem como por condições derivadas de bolsões de líquidos em poços, ascensores ou na tubulação. Isto resulta em partes da fase líquida presentes na corrente de gás sendo transportadas para os componentes subseqüentes da planta. Dependendo do processo, o arraste pode causar problemas graves, como perda da qualidade do produto, além de danificar os componentes posteriores na linha de produção, levando também a gasto adicional de energia.
  142. 142. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 142142 Problema no arraste de gota O arraste de líquidos pode provocar: Perda da qualidade do produto Danos aos componentes posteriores na linha de produção Custo de energia mais elevado
  143. 143. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 143143 Processo O arraste nestas condições de processo ocorre normalmente nos processos de separação térmica ou lavagem de gases de saída. As altas velocidades do gás ou então a quantidade excessiva de líquido para o projeto do equipamento existente – especialmente em instalações antigas – podem causar arraste de líquido aprisionado e desempenho deficiente do processo. Os eliminadores de gota adequadamente projetados permitem que os projetistas da planta apliquem velocidades mais altas ao gás e lidem com as condições esperadas e inesperadas do processo, tais como elevados fatores de parada, minimizando assim os custos da planta e obtendo melhor separação do produto.
  144. 144. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 144144 Separador VerticalSeparador Vertical
  145. 145. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 145145 Eliminador de NEliminador de Néévoavoa
  146. 146. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 146146 Remoção de líquido condensado Se as condições forem propícias, as variações de temperatura e pressão em um processo podem provocar condensação de líquido. Este líquido condensado pode ser um produto fracionado, como o de uma rig ou refinaria, ou pode ser um componente indesejado, que precisa ser removido antes do processamento posterior, como a água em uma corrente de gás. Para o vaso de condensação intencional, a corrente de gás ainda possui uma porção significativa de produto aprisionado, que precisa ser removido por razões econômicas.
  147. 147. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 147147 Problema Líquidos condensados provocam: Eficiência do processo muito mais baixa Problemas de corrosão e assim redução da vida útil dos equipamentos (especialmente compressores) Danos físicos aos equipamentos subseqüentes no processo Perda de energia
  148. 148. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 148148 Separador VerticalSeparador Vertical
  149. 149. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 149149 Dispositivo de SeparaDispositivo de Separaççãoão
  150. 150. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 150150 Processo de SeparaProcesso de Separaççãoão Os contaminantes estão presentes por toda a cadeia do processo, da produção até o processamento final. O petróleo e o gás natural na cabeça de poço possuem contaminantes como a água, sal, compostos de enxofre, dióxido de carbono, areia e quantidades variáveis de hidrocarbonetos indesejáveis, como ceras, parafina e aromáticos. Em estágios posteriores do processo estão presentes outras partículas sólidas, como a ferrugem de componentes metálicos. A remoção destes é essencial, pois sua presença pode levar a falha total de componentes.
  151. 151. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 151151 Problema Contaminantes provocam: Corrosão de tubulações e estações de compressor Danos físicos aos componentes subseqüentes Custo de energia mais elevado
  152. 152. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 152152 Alguns processos típicos Remoção de água e sólidos produzidos Remoção de minerais e metais (ferrugem) Remoção de enxofre
  153. 153. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 153153 Separação de água livre (FWKO) A água aprisionada na fase gasosa, ao contrário da água livre, é removida na maioria das vezes pelo conhecido e confiável processo de glicol. O gás da torre de absorção de alta pressão contém glicol, sendo necessária uma rigorosa eliminação de gota, para garantir que não haja glicol na corrente de descarga de gás. Os sistemas de dessulfuração de gás utilizam um método semelhante de remoção, requerendo a eliminação deste elemento químico das correntes de descarga de gás.
  154. 154. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 154154 Free-Water Know-out -FWKO O primeiro passo na maioria das plantas de processamento é um separador por gravidade de 3 fases (ou de 4 fases no caso de presença de areia no fluido), normalmente chamado de tanque de separação de água livre. A água é removida e o resto dos fluidos passa para tratamento posterior – observe o eliminador de gota tipo perfil como parte integrante da unidade. A areia é aprisionada na fase água e removida separadamente, normalmente com sistemas ciclônicos especializados. Incrustação mineral e a ferrugem são normalmente removidas de maneira semelhante à cima.
  155. 155. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 155155 SeparadorSeparador
  156. 156. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 156156 Remoção de água Cabeça de poço ou na estação de processamento De particular importância é a remoção da água em excesso na cabeça de poço antes do transporte, uma vez que a água na tubulação, na presença de gases ácidos, pode gerar ácidos que causam corrosão.
  157. 157. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 157157 Remoção de água livre Além disso, em condições propícias, a água pode combinar com o gás levando a “hidratos gasosos” semelhantes ao gelo que podem entupir completamente a tubulação – com conseqüências potencialmente catastróficas. É por isso que operadores de oleodutos especificam o teor de água, CO2 e/ou H2S para a tubulação de gás de plantas de processamento. Ainda assim, existe um pouco de água presente e o transporte por um oleoduto pode causar condensação. Os oleodutos nunca estão perfeitamente nivelados, principalmente por causa da geografia.
  158. 158. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 158158
  159. 159. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 159159
  160. 160. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 160160 Luiz Antônio Chaves, MSc. luizchaves@gmail.com lchaves@ivig.coppe.ufrj.br Cel: 91454996
  161. 161. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 161161 Estudo de CasoEstudo de Caso –– ExercExercííciocio AplicaAplicaççãoão –– Projeto deProjeto de ExtraExtraçção e Escoamento deão e Escoamento de FluidosFluidos
  162. 162. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 162162 ExercExercíício Aplicadocio Aplicado Estudo Simplificado deEstudo Simplificado de engenharia para umengenharia para um empreendimento petrolempreendimento petrolííferofero offshoreoffshore.. Objetivo do Estudo:Objetivo do Estudo: 1.1. Estudo para desenvolvimento doEstudo para desenvolvimento do prepre--feedfeed de projeto.de projeto.
  163. 163. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 163163 ObjetivoObjetivo Desenvolver um projeto conceitualDesenvolver um projeto conceitual utilizando os conhecimento deutilizando os conhecimento de Engenharia.Engenharia. ÉÉ um estudo fundamentado.um estudo fundamentado.
  164. 164. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 164164 Ambiência do ProjetoAmbiência do Projeto Local: Setor de Engenharia da empresa deLocal: Setor de Engenharia da empresa de PetrPetróóleoleo Equipes de TrabalhoEquipes de Trabalho -- Equipes de Engenharia de PetrEquipes de Engenharia de Petróóleo queleo que Fornecem os dados:Fornecem os dados: -- Engenharia de PoEngenharia de Poççosos -- Engenharia SubmarinaEngenharia Submarina -- Engenharia de ProcessoEngenharia de Processo -- Equipe de Engenharia de EscoamentoEquipe de Engenharia de Escoamento
  165. 165. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 165165 IntegraIntegraçção de Equipesão de Equipes Equipe de Desenvolvimento de Projeto de Engenharia Equipe de Desenvolvimento de Projeto de Engenharia de Risco E&P Equipe de Desenvolvimento de Projeto de Engenharia Ambiental Equipe de Desenvolvimento do Estudo Ambiental – Biólogos, Oceanógrafos, Geógrafos, etc Dados Meio Ambiente Informações
  166. 166. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 166166 Estrutura do EstudoEstrutura do Estudo 11 –– Dados Gerais doDados Gerais do EmpreendimentoEmpreendimento -- AmbienteAmbiente 22 –– AnAnáálise doslise dos 33 –– FluidosDescriFluidosDescriççãoão da engenhariada engenharia dos Sistemasdos Sistemas 44 –– AnAnáálise da produlise da produççãoão 55 –– LogLogíísticastica 66 -- ConclusõesConclusões
  167. 167. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 167167 Projeto 1Projeto 1 Campo LulaCampo Lula
  168. 168. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 168168 EmpreendimentoEmpreendimento LocaLocaçção: Bacia de Barreirinhasão: Bacia de Barreirinhas –– PA/MAPA/MA Campo de LulaCampo de Lula LDA: 30 mLDA: 30 m Distância da Costa: 37 kmDistância da Costa: 37 km Unidade de ProduUnidade de Produçção: em abertoão: em aberto Fluido:Fluido: óóleoleo –– Grau API 38Grau API 38 Quantidade de PoQuantidade de Poçços Produtores: em abertoos Produtores: em aberto ExportaExportaçção: em aberto.ão: em aberto. Sistema de Processo: em abertoSistema de Processo: em aberto Engenharia do PoEngenharia do Poçço: em abertoo: em aberto Engenharia Submarina: em abertoEngenharia Submarina: em aberto Sistema de controle: em abertoSistema de controle: em aberto
  169. 169. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 169169 PlataformaPlataforma -- CaissonCaisson
  170. 170. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 170170 Dados dos poDados dos poççosos 738.980738.9809.483.5109.483.5102121663.8063.806VerticalVertical77--TRTR--22 738.980738.9809.483.5109.483.5102121664.3254.325VerticalVertical77--TRTR--11 YYXX COORDENADASCOORDENADAS UTM (SAD 69)UTM (SAD 69) LÂMINALÂMINA DD´´ÁÁGUAGUA (METROS(METROS )) DIÂMETRO DODIÂMETRO DO REVESTIMENTREVESTIMENT OO (POLEGADAS)(POLEGADAS) PROFUNDIDADEPROFUNDIDADE DO PODO POÇÇOO (METROS)(METROS) TIPO DETIPO DE INCLINAINCLINAÇÇÃOÃO POPOÇÇOO
  171. 171. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 171171 Fluxograma de ProcessoFluxograma de Processo Simplificado da PTRSimplificado da PTR--33
  172. 172. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 172172 Arranjo de Escoamento eArranjo de Escoamento e ControleControle - PIR-1 – Plataforma que controla remotamente a PTR-3 - Escoamento de fluidos para a BAC-3 e depois para a região onshore
  173. 173. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 173173 Projeto 2Projeto 2 Campo XimbicaCampo Ximbica
  174. 174. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 174174 Projeto Geral do Campo deProjeto Geral do Campo de XimbicaXimbica LDALDA –– 600 metros600 metros Distância da Costa: 78 kmDistância da Costa: 78 km 1500SurgentePROD. 02 e 03 Gás 700SurgentePROD. 01 Óleo Vazão m3/dia Método de Elevação Poço a ser interligado
  175. 175. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 175175 Dados do ProjetoDados do Projeto Diâmetro: 12 pol Extensão: 5 km Dimensões do Gasoduto – trecho UEP / PLEM Diâmetro: 24 pol Extensão: 55 km Dimensões do Gasoduto – trecho PLEM / UTGC Exportação para o continente (UTGC)Destino do gás excedente Navio aliviadorMétodo de exportação do óleo 3.000.000Vazão de gás - Máx. em m³/d 35.000Vazão de oléo - Máx. em bbl/d 1.000Vazão de Condensado em m³/d Por SurgênciaMecanismo de elevação 1.000 mComprimento médio do trecho horizontal em metros Fraturamento e Gravel PackEsquema de completação 3Nº de poços produtores de gás Sistema de produção do Campo de Ximbica
  176. 176. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 176176 FPSOFPSO –– São BeneditoSão Benedito
  177. 177. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 177177 Características Técnicas do Sistema de Coleta de Gás flow14000,156Extração de gás P3 riser12000,156Extração de gás P3 flow14000,156Extração de gás P2 riser12000,156Extração de gás P2 flow14000,156Extração de gás P1 riser12000,156Extração de gás P1 Tipo de Trecho de Linha Extensão (m) Diâmetro (m) Diâmetro (pol) Identificação da linha (extração de óleo, injeção de gás)
  178. 178. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 178178 ProjetoProjeto FPSO Cidade de Benedito (LDA = 800 m) Unidade de Tratamento de Gás PLEMPLEM PLETPLET 2424”” 55 km55 km 66”” 1212”” 5 km5 km (LDA 86m)(LDA 86m)
  179. 179. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 179179 FluxogramaFluxograma Use apenas 3 poços e não 8.
  180. 180. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 180180 ProjetoProjeto -- FluxogramasFluxogramas SeparaSeparaçção de Fluidosão de Fluidos
  181. 181. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 181181 OffloadingOffloading SDV DESCARGA PARA ALIVIADOR H H H H H H H H H TANQUE ARMAZéM CARGA BOMBAS DE DESCARGA DE OLEO
  182. 182. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 182182 FluxogramaFluxograma InjeInjeçção deão de ÁÁguagua
  183. 183. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 183183 Diretrizes do EstudoDiretrizes do Estudo Trabalho prTrabalho práático simulando atico simulando a execuexecuçção de um estudo de caso.ão de um estudo de caso. SolicitaSolicitaçção de Dados adicionaisão de Dados adicionais éé responsabilidade de cada Grupo.responsabilidade de cada Grupo. DDúúvidas e questionamentos sãovidas e questionamentos são solicitados e discutidos em grupo.solicitados e discutidos em grupo. ---------------------------------- xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx ------------------ ----------------------------
  184. 184. Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves,Prof. Eng. Luiz Antônio Chaves, MScMSc 184184 Boa SorteBoa Sorte ObsObs: A Fun: A Funçção do engenheiroão do engenheiro éé desenvolver o projeto com menordesenvolver o projeto com menor custo e melhor relacusto e melhor relaçção deão de investimento e retorno financeiro.investimento e retorno financeiro. A seguranA segurançça e o meio ambientea e o meio ambiente estão inseridos no retorno financeiro.estão inseridos no retorno financeiro.

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