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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32764| Título: | Desenvolvimento de um sistema de medição de espectroscopia de impedância elétrica aplicado à garantia de escoamento |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a measurement system of electrical impedance spectroscopy applied to flow assurance |
| Autor(es): | Gehring, Gustavo Fraga |
| Orientador(es): | Silva, Marco Jose da |
| Palavras-chave: | Impedância (Eletricidade) Espectroscopia de impedância Medidores de fluxo Petróleo Escoamento Impedance (Electricity) Impedance spectroscopy Flow meters Oil Runoff |
| Data do documento: | 4-Fev-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | GEHRING, Gustavo Fraga. Desenvolvimento de um sistema de medição de espectroscopia de impedância elétrica aplicado à garantia de escoamento. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | Na área do Petróleo e Gás há um grande esforço para assegurar que os fluidos escoem nas tubulações de maneira adequada, fluindo dos reservatórios aos pontos de produção e estocagem. Dentre os diversos fatores que podem gerar instabilidade, interrupções e bloqueios da produção, a formação de depósitos sólidos em especial os chamados hidratos de gás requerem atenção especial. Nesse sentido, a área da garantia de escoamento tem o propósito de assegurar que os fluidos atinjam os pontos finais de produção, utilizando técnicas para monitorar, investigar, prevenir e mitigar possíveis obstruções. Dentro do monitoramento e investigação de hidratos de gás, não existe uma técnica estabelecida no presente. Este trabalho foca em produzir um sistema de medição, fundamentado em espectroscopia de impedância, que consiga monitorar e caracterizar substâncias de interesse na área da garantia de escoamento, como por exemplo, inibidores de hidratos. O sistema de medição desenvolvido é capaz de medir o módulo da impedância elétrica de substâncias. Uma revisão contextual sobre os métodos de medição de impedância foi apresentada e, o método baseado na ponte auto balanceada foi escolhido e implementado. Um circuito eletrônico foi projetado para medir a magnitude da impedância e os dados foram coletados com uma placa de aquisição. Uma interface foi desenvolvida para controlar o experimento, visualizar e salvar os dados obtidos. As principais descobertas mostram que o sistema de medição tem sensibilidade suficiente para detector as substâncias de interesse. A principal implicação e recomendação do trabalho é que com o progresso do desempenho do sistema de medição, este pode tornar-se viável para aplicações em campo, podendo competir com instrumentos comerciais em decorrência da sua simplicidade. Uma das maiores lições obtida no trabalho (e no decorrer da pesquisa) é que existe uma longa caminhada entre a concepção e a solução ótima no desenvolvimento de um sistema de medição, sendo necessário um amplo domínio de disciplinas essenciais na Engenharia Elétrica. |
| Abstract: | In the Oil and Gas industry, there is a great effort ensure that fluids flow in the pipelines properly, going from reservoirs to production and storage points. Among the various factors that can cause instability, interruptions and production blockages, the formation of solid deposits, especially the só-called gas hydrates, require special attention. In this context, the flow assurance area aims to ensure that fluids reach production end points, using techniques to monitor, investigate, prevent and mitigate possible obstructions. Inside the area of monitoring and investigating these substances, there is no established technique at present. This work focus on producing a measurement system, based on impedance spectroscopy, that can monitor and characterize substances of interest in the flow assurance area, such as hydrate inhibitors. The developed measurement system is capable of measuring the modulus of electrical impedance. A contextual review of impedance measurement methods was presented and the self-balanced bridge method was chosen and implemented. An electronic circuit was designed to measure the magnitude of electrical impedance and data was collected with an acquisition board. An interface was developed to control, visualize and save the obtained data from experiments. The main findings show that the measurement system has sufficient sensitivity to detect the substances of interest. The main implication and recommendation of the work is that with the progress of the measurement system performance, it can become viable for applications in the field, being able to compete with commercial instruments due to its (relative) simplicity. One of the biggest lessons obtained in the work (and the hole course of the research) is that there is a long walk between conception and optimal solution in the development of a measurement system, requiring a broad domain of essential disciplines in Electrical Engineering courses. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32764 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Elétrica |
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