logo RIMA
logo UFRRJ

  1. Repositório de Múltiplos Acervos da UFRRJ
  2. Teses e Dissertações
  3. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
  4. Mestrado em Engenharia Química
Please use this identifier to cite or link to this item: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/17639
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.authorMello, Thalles Pereira de-
dc.date.accessioned2024-07-18T13:47:48Z-
dc.date.available2024-07-18T13:47:48Z-
dc.date.issued2022-07-22-
dc.identifier.citationMello, Thalles Pereira de. Modelagem e controle fuzzy da densidade e viscosidade aparente de fluidos de perfuração. 2022. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/17639-
dc.description.abstractOs fluidos de perfuração são produtos complexos da mistura de sólidos líqui- dos e gases. Para que essas substâncias cumpram suas funções no processo de perfuração, deve haver um controle eficiente das suas propriedades. Para esse fim, a indústria do petróleo busca o desenvolvimento de novas tecnologias e técnicas de controle cada vez mais eficientes, adaptáveis e versáteis. Este trabalho tem como finalidade a proposta de um sistema de controle automatizado em tempo real para a densidade e viscosidade aparente de fluidos de perfuração simulta- neamente utilizando lógica fuzzy. A avaliação da técnica de controle foi feita por meio da utilização de uma unidade experimental piloto de preparo de flui- dos de perfuração. Capaz de preparar 100 litros de fluido por batelada, munida de dosadores de sólidos para o ajuste das propriedades do fluido, assim como, sensores de densidade e viscosidade para o a realimentação do sistema de con- trole. As funções de pertinência do controlador fuzzy foram desenvolvidas por meio de experimentos de bancada para avaliar a interação entre o fluido base e os aditivos utilizados para o adensamento e viscosificação. A partir dos testes de bancada, foi definido o intervalo de atuação para o controlador de 1 a 1,2 g/cmS para densidade e 10 a 30 cP para a viscosidade aparente. O controlador fuzzy foi submetido a testes do tipo servo e regulador. Nos testes do tipo servo o controla- dor foi capaz de levar a densidade e viscosidade aparente aos setpoints desejados, tanto simultaneamente quanto individualmente. Já em testes do tipo regulador, foram aplicadas perturbações do tipo degrau ao fluido em ambas as propriedades e o controlador se mostrou apto a resistir as perturbações, trazendo as proprie- dades do fluido de volta ao valor estipulado. O controlador foi avaliado quanto ao offset e overshoots apresentados, sendo os testes repetidos por um controlador PID para fins de comparação. Os resultados validaram o conceito de aplicação da lógica fuzzy para o controle fuzzy como uma solução viável e competitiva para o controle das propriedades de fluidos de perfuração.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal Rural do Rio de Janeiropt_BR
dc.subjectLógica fuzzypt_BR
dc.subjectdensidadept_BR
dc.subjectviscosidade aparentept_BR
dc.subjectfluidos de perfuraçãopt_BR
dc.subjectcontrole fuzzypt_BR
dc.subjectFuzzy logicpt_BR
dc.subjectdensitypt_BR
dc.subjectapparent viscositypt_BR
dc.subjectdrilling fluidspt_BR
dc.subjectfuzzy controlpt_BR
dc.titleModelagem e controle fuzzy da densidade e viscosidade aparente de fluidos de perfuraçãopt_BR
dc.title.alternativeModeling and fuzzy control of density and apparent viscosity of drilling fluidsen
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.description.abstractOtherDrilling fluids are complex products of the mixture of solids, liquids and gases. For these substances to fulfill their functions in the drilling process, there must be an efficient control of their properties. To this end, the oil industry seeks to develop new technologies and control techniques that are increasingly efficient, adaptable and versatile. This work aims to propose a real-time automated control system for the density and apparent viscosity of drilling fluids simultaneously using fuzzy logic. The evaluation of the control technique was carried out through the use of a pilot experimental unit for the preparation of drilling fluids, capable of preparing 100 liters of fluid per batch and equipped with solids dosers to adjust the properties of the fluid, as well as, density and viscosity sensors for the control system feedback. The pertinence functions of the fuzzy controller were developed through bench experiments to evaluate the interaction between the base fluid and the additives used for densification and viscosification. From the bench tests, the actuation range for the controller was defined from 1 to 1.2 g/cmS for density and 10 to 30 cP for apparent viscosity. The fuzzy controller was submitted to servo and regulator tests. In the servo-type tests the controller was able to bring the density and apparent viscosity to the desired setpoints, both simultaneously and individually. In regulator-type tests, step-type perturbations were applied to the fluid in both properties and the controller proved to be able to resist the perturbations, bringing the fluid properties back to the stipulated value. The controller was evaluated for the offset and overshoots presented, and the tests were repeated by a PID controller for comparison purposes, which pointed out the fuzzy control as a viable and competitive solution for the control of drilling fluid properties.en
dc.contributor.advisor1Calçada, Luís Américo-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5259178085279570pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Scheid, Cláudia Míriam-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7777291180260276pt_BR
dc.contributor.referee1Calçada, Luís Américo-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5259178085279570pt_BR
dc.contributor.referee2Meleiro, Luiz Augusto da Cruz-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0883486364645272pt_BR
dc.contributor.referee3Freire, Fabio Bentes-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8937961078558996pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2703294487516435pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFRRJpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.relation.references[1](THOMAS 2001), J. E. Fundamentos da Engenharia de Petróleo. 1 ed. Brasil, Interciencia, 2001. [2](GANDELMAN 2013), R. “Real Time Drilling Data Diagnosis Implemented In Deepwater Wells - A Reality”, October 2013. [3](BASHIER 2012), E. “Comparison of some Classical PID and Fuzzy Logic Controllers”, International Journal of Scientific Engineering Research, v. 3, n. 1, September 2012. [4]ZADEH, 2007, L. A. Fuzzy sets. Information and Control. Artigo dissertation, Universidade de Berkeley, Califórnia, EUA, 1965. [5](COSENDEY 2011), T, F. ANÁLISE DA TÉCNICA DE PERFURAÇÃO UN- DERBALANCED E SUAS VANTAGENS EM RELAÇÃO À PERFURA- ÇÃO CONVENCIONAL. Graduação dissertation, Universidade Federal Fluminense, Niterói, Rio de Janeiro, Brasil, 2011. [6](ABDALLAH GREENWOOD 2007), T, F. Integration of Pore Pres- sure/Fracture Gradient Prediction Methods and Real-Time Annulus Pres- sure Measurements Optimizes Drilling in Deltaic Environments. Artigo dissertation, Mediterranean Offshore Conference, Niterói, Rio de Janeiro, Brasil, 2006. [7](ROCHA AZEVEDO 2019), J. E. Fundamentos da Engenharia de Petróleo. 3 ed. Brasil, Interciência, 2019. [8](SHIROMA 2012), P, H. ESTUDO DO COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE SUSPENSÕES AQUOSAS DE BENTONITA E CMC: INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO DO NaCl. Mestrado dissertation, Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil, 2012. [9](BALTAR 2020), T. Barita e bentonita: funções no fluido de perfuração e po- tencial de uso das reservas do nordeste do Brasil. Artigo dissertation, 81 Imprensa da Universidade de Coimbra, Niterói, Rio de Janeiro, Brasil, 2020. [10](RADICH 2018), A, S. MODELAGEM E CONTROLE FUZZY DA DENSI- DADE DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO. Mestrado dissertation, Uni- versidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil, 2018. [11](FERRAZ 2019), R, S. C. MODELAGEM E CONTROLE FUZZY DA VIS- COSIDADE APARENTE DE SOLUÇÕES DE CARBOXIMETILCELU- LOSE E ÁGUA. Mestrado dissertation, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil, 2019. [12](PEREIRA 2010), M, S. Caracterização de Cascalho e Lama de Perfuração ao Longo do Processo de controle de sólidos em sondas de petróleo e gás. Mestrado dissertation, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, São Paulo, Brasil, 2010. [13](OLIVEIRA 2015), M, J. D. Avaliação do tempo de consolidação de argamassas colantes através de métodos reológicos. Mestrado dissertation, Universi- dade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil, 2015. [14](PRITCHARD 2011), P, J. Fox and McDonald’s INTRODUCTION TO FLUID MECHANICS. 8 ed. EUA, JOHN WILEY SONS, INC, 2011. [15](VALE 2017), D. “ESTUDO DO COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO BASE ÁGUA: EFEITO DA CONCEN- TRAÇÃO DE NaCl”, HOLOS, v. 2017.5162, n. 1, pp. 214–228, Fevereiro 2017. [16](BIRD ET AL 2004). Fenômenos de Transporte. 2 ed. Brasil, LTC, 2004. [17](MAGALHÃES 2015), S, C. UMPC Unidade Móvel de Pesquisa Científica: um sistema desenvolvido para aferições em tempo real das propriedades físico- químicas de fluidos de perfuração. Mestrado dissertation, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil, 2015. [18](FANN INSTRUMENT COMPANY 2009). Mud Balance Instruction Manual. 3 ed. USA, Hamdon Wellsite Solutions, 2009. [19](SINGH, 2013), H. Real-Life Applications of Fuzzy Logic. Artigo dissertation, Advances in Fuzzy Systems vol 2013, Califórnia, EUA, 2013. 82 [20]E.ARAUJO. “Lógica Difusa (Fuzzy) e Raciocínio Aproximado: Conceitos e Aplicações”, Encontro Regional de Matematica Aplicada e Computacional - XIII ERMACl, v. 8, n. 8, pp. 1–17, Julho 2009. [21](SIMÕES 2007), M, G. Controle e Modelagem Fuzzy. 2 ed. Brasil, Blucher, 2007. [22](KALOGIROU 2009), M, G. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. 2 ed. Tokyo, Elsevier, 2009. [23](LEEKWIJCK1997). “Defuzzi cation: criteria and classi cation”, Fuzzy Sets and Systems, v. 108, pp. 159–178, Outubro 1997. [24](BONISSONE ET AL 1995). “Industrial Applications of Fuzzy Logic at Gene- ral Electric”, PROCEEDINGS OF THE IEEE, v. 83, n. 3, pp. 429–437, Março 2012. [25] OKWU ET AL (2018). “A review of fuzzy logic applications in petroleum ex- ploration, production and distribution operations”, Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, Outubro 2018. [26]LIAL ET AL (2007). “Fuzzy logic control for a petroleum separation process”, Engineering Applications of Artificial Intelligence, v. 21, n. 21, pp. 835– 845, Novembro 2008. [27](ONOFRE FILHO ET AL 2012). “IMPLEMENTATION OF A FUZZY CON- TROLLER FOR pH REGULATION IN OIL PROCESS”, ABCM Sym- posium Series in Mechatronics, v. 5, pp. 429–437, 2012. [28](BARBOSA 2016), R, F. Desenvolvimento de uma célula de filtração com operação automática para monitoramento de dados online. Mestrado dis- sertation, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil, 2016. [29](CENGEL 2007), Y, A. Mecanica dos Fluidos Fundamentos e Aplicações. 2 ed. Brasil, Bookman, 2007. [30]S. DA C. MAGALHÃES FILHO1*, M. FOLSTA, E. V. N. N. C. M. S. L. A. C. “STUDY OF CONTINUOUS RHEOLOGICAL MEASUREMENTS IN DRILLING FLUIDS”, Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 34, n. 3, pp. 775–788, Setembro 2017.pt_BR
dc.subject.cnpqEngenharia Químicapt_BR
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

Se for cadastrado no RIMA, poderá receber informações por email.
Se ainda não tem uma conta, cadastre-se aqui!

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2022 - Thalles Pereira de Mello.Pdf3.68 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Show simple item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.