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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-05042021-141953
Document
Auteur
Nom complet
Kam Yú Kang
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2020
Directeur
Jury
Nishimoto, Kazuo (Président)
Oliveira, Allan Carré de
Vieira, Daniel Prata
Titre en portugais
Estudo do comportamento de plataformas FPSO com moonpool e avaliação dos parâmetros básicos de projeto
Mots-clés en portugais
Hidrodinâmica
Plataforma continental
Resumé en portugais
A seleção de unidade flutuante adequada para o desenvolvimento em águas profundas é uma tarefa difícil e é governada por diversos fatores como a profundidade da lâmina d'água, região do campo de extração de óleo, condições ambientais, requisitos de armazenamento e offloading. Na exploração offshore brasileira, este conjunto de fatores favorece a utilização de FPSO's (Floating Production Storage and Offloading) baseados na adaptação de navios existentes, devido ao seu menor prazo de construção e pela falta de infraestrutura de oleodutos para o escoamento da produção de óleo. O aumento da produção de petróleo e a presença de contaminantes e altas concentrações de gases nos reservatórios de petróleo são desafios tecnológicos que aumentam a complexidade do processamento de petróleo, aliado a regras ambientais mais rigorosas. O uso de risers de maior diâmetro para atender a maior produção também requer o uso de SCR's (Steel Catenary Risers), economicamente mais vantajoso em relação às linhas flexíveis nesse cenário. No entanto, o uso de risers rígidos requer uma Unidade de Produção Flutuante com baixo nível de movimento, o que implica em uma unidade flutuante com maior complexidade. A utilização de moonpools como um sistema auxiliar da plataforma é uma solução utilizada em navios de perfuração e permitiria, no caso de extração de petróleo, a instalação do balcão de risers pelo centro da plataforma para a redução de movimentos e acelerações impostas à aos risers. No caso das plataformas de perfuração, estas operações são possíveis apenas no caso da água interna ao moonpool continue calma. Ondas ou movimentos da embarcação podem induzir oscilações de líquido dentro do moonpool. Em condições de ressonância, a operação da plataforma torna-se impossível e os risers de perfuração são muitas vezes desconectados da plataforma. O presente estudo busca estudar novas geometrias e sistemas auxiliares para redução dos movimentos e acelerações do FPSO e apontar os parâmetros relevantes para melhorar o seu desempenho através de avaliações numéricas e comparações com ensaios experimentais que represente os efeitos hidrodinâmicos plataforma e seus sistemas auxiliares.
Titre en anglais
Study of the behavior of FPSO platforms with moonpool and evaluation of basic design parameters.
Mots-clés en anglais
FPSO
Moonpool
Steel catenary risers
Resumé en anglais
The evaluation of a floating production unit suitable to the development of deepwater fields is a difficult task and is heavily influenced by factors such as water depth, oil extraction field region, environmental conditions, storage requirements and offloading requirements . For offshore exploration in Brazil, this set of factors favors the use of FPSO's (Floating Production Storage and Offloading) based on the conversion of existing ships, due to their shorter construction period and the lack of pipeline infrastructure for production flow. Increased oil production and the presence of contaminants and high concentrations of gases in oil reservoirs are technological challenges that increase the complexity of oil processing, coupled with stricter environmental regulations. The use of larger diameter risers to meet increased production also requires the use of Steel Catenary Risers (SCR's), which is economically more advantageous than the flexible lines in this scenario. However, the use of SCR's requires a Floating Production Unit with low level of movement, which implies a more complex unit. The use of moonpools as an auxiliary platform system is a solution frequently used in drilling ships and allows, in case of oil extraction, the installation of the riser counter in the center of the platform, which contributes to the reduction of movements and accelerations to the risers. These operations are possible just in case the internal water to the moonpool continues calm. However, waves or even vessel motions in calm waters can induce oscillationsof liquid within the moonpool. Under resonance conditions, the operating condition of the platform becomes impossible and the piping is often disconnected from the platform. The present study aims to study new geometries and auxiliary systems to reduce the FPSO movements and accelerations and to point out the relevant parameters to improve its performance. Through numerical studies and comparisons with experimental trials that represent the hydrodynamic effects platform and its auxiliary systems.
 
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KamYuKangCorr21.pdf (7.80 Mbytes)
Date de Publication
2021-04-06
 
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