Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Cisneiros, Raphael Nascimento
Orientador(a): Ritto, Thiago Gamboa
Banca de defesa: Pinto, Fernando Augusto de Noronha Castro, Castro, Helio Fiori de
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Departamento: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/13480
Resumo: Os mancais “tilting pad” adicionam rigidez e são a maior fonte de amortecimento para um sistema rotor-impelidor-mancal. Os coeficientes de rigidez e amortecimento dos mancais possuem incertezas que impactam no projeto mecânico destas máquinas. Esta dissertação se propõe ao estudo de dois compressores projetados para reinjeção de gás em reservatórios de petróleo. Um modelo estocástico foi construído para simular o comportamento rotodinâmico e um modelo Termo-Elasto-Hidrodinâmico foi utilizado para os mancais com um nível de incerteza associado ao cálculo dos seus coeficientes. O modelo estocástico proporciona uma ferramenta aplicável a indústria para prever a confiabilidade da máquina numa fase anterior a sua fabricação e portanto evitar os custos de fabricação de máquinas cujos testes possam ser rejeitados e que sua vida útil não seja comprometida. Para tal, diferentes cenários de desbalanceamento das máquinas foram criados compatíveis com o ciclo de vida numa plataforma de petróleo. As normas da API (American Petroleum Institute) foram utilizadas como critérios de aceitação da rotodinâmica dos compressores. Por fim, os métodos de confiabilidade FORM e Importance Sampling foram utilizados para avaliar os diferentes cenários apresentados às máquinas para a estimativa da probabilidade de não atendimento aos critérios da API 617 [4] e para redução do tempo computacional.
id UFRJ_8cd3243eb80211224618ee002b8b3240
oai_identifier_str oai:pantheon.ufrj.br:11422/13480
network_acronym_str UFRJ
network_name_str Repositório Institucional da UFRJ
repository_id_str
spelling Cisneiros, Raphael Nascimentohttp://lattes.cnpq.br/8907423644221097http://lattes.cnpq.br/7088367745496855Pinto, Fernando Augusto de Noronha CastroCastro, Helio Fiori deRitto, Thiago Gamboa2021-01-04T01:19:54Z2021-01-05T03:00:08Z2019-05http://hdl.handle.net/11422/13480Os mancais “tilting pad” adicionam rigidez e são a maior fonte de amortecimento para um sistema rotor-impelidor-mancal. Os coeficientes de rigidez e amortecimento dos mancais possuem incertezas que impactam no projeto mecânico destas máquinas. Esta dissertação se propõe ao estudo de dois compressores projetados para reinjeção de gás em reservatórios de petróleo. Um modelo estocástico foi construído para simular o comportamento rotodinâmico e um modelo Termo-Elasto-Hidrodinâmico foi utilizado para os mancais com um nível de incerteza associado ao cálculo dos seus coeficientes. O modelo estocástico proporciona uma ferramenta aplicável a indústria para prever a confiabilidade da máquina numa fase anterior a sua fabricação e portanto evitar os custos de fabricação de máquinas cujos testes possam ser rejeitados e que sua vida útil não seja comprometida. Para tal, diferentes cenários de desbalanceamento das máquinas foram criados compatíveis com o ciclo de vida numa plataforma de petróleo. As normas da API (American Petroleum Institute) foram utilizadas como critérios de aceitação da rotodinâmica dos compressores. Por fim, os métodos de confiabilidade FORM e Importance Sampling foram utilizados para avaliar os diferentes cenários apresentados às máquinas para a estimativa da probabilidade de não atendimento aos critérios da API 617 [4] e para redução do tempo computacional.The tilting pad bearings add stiffness and are the main source of damping to a rotor-impeller-bearing system. The bearing stiffness and damping coefficients have uncertanties which impacts on these machines mechanical integrity design. This thesis studies two compressors used in gas reinjection at oil reservoirs. An stochastic model is constructed to simulate the compressors rotor dynamic behavior and a Thermo-Elasto-Hydrodynamic model is applied to the tilting pad bearings with a level of uncertanties related to the coefficients calculation. These stochastic models provide the industry a useful tool to antecipate whether the machine is reliable to be manufactured and therefore to avoid the costs of unsucessfull factory acceptance tests and the machine life cycle will not be compromised. Hence, some scenarios of unbalance magnitudes were built according to a variety of severity levels feasible in oil and gas industry. The API (American Petroluem institute) standards are used as rotordynamic acceptance criteria. The reliability methods, First-Order Reliability Method and Importance Sampling, are used to evaluate these machines different scenarios in the calculation of the probability of not meeting API 617 [4] criteria and to save computational effort.Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2021-01-04T01:19:54Z No. of bitstreams: 1 RaphaelNascimentoCisneiros.pdf: 12387711 bytes, checksum: aaa83a331391fd3b6a39df0049cae55c (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-04T01:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaphaelNascimentoCisneiros.pdf: 12387711 bytes, checksum: aaa83a331391fd3b6a39df0049cae55c (MD5) Previous issue date: 2019-05engUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::DINAMICA DOS GASESCompressorRotordynamicsUncertantiesReliabilityLateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficientsAnálise lateral de compressores de reinjeção de gás com incertezas nos coeficientes dos mancaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13480/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD52ORIGINALRaphaelNascimentoCisneiros.pdfRaphaelNascimentoCisneiros.pdfapplication/pdf12387711http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13480/1/RaphaelNascimentoCisneiros.pdfaaa83a331391fd3b6a39df0049cae55cMD5111422/134802021-01-06 20:35:32.181oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2021-01-06T22:35:32Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
dc.title.en.fl_str_mv Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Análise lateral de compressores de reinjeção de gás com incertezas nos coeficientes dos mancais
title Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
spellingShingle Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
Cisneiros, Raphael Nascimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::DINAMICA DOS GASES
Compressor
Rotordynamics
Uncertanties
Reliability
title_short Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
title_full Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
title_fullStr Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
title_full_unstemmed Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
title_sort Lateral analysis of gas reinjection compressors with uncertainties on bearings coefficients
author Cisneiros, Raphael Nascimento
author_facet Cisneiros, Raphael Nascimento
author_role author
dc.contributor.advisorLattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8907423644221097
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7088367745496855
dc.contributor.author.fl_str_mv Cisneiros, Raphael Nascimento
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Pinto, Fernando Augusto de Noronha Castro
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Castro, Helio Fiori de
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Ritto, Thiago Gamboa
contributor_str_mv Pinto, Fernando Augusto de Noronha Castro
Castro, Helio Fiori de
Ritto, Thiago Gamboa
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::DINAMICA DOS GASES
topic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::DINAMICA DOS GASES
Compressor
Rotordynamics
Uncertanties
Reliability
dc.subject.eng.fl_str_mv Compressor
Rotordynamics
Uncertanties
Reliability
description Os mancais “tilting pad” adicionam rigidez e são a maior fonte de amortecimento para um sistema rotor-impelidor-mancal. Os coeficientes de rigidez e amortecimento dos mancais possuem incertezas que impactam no projeto mecânico destas máquinas. Esta dissertação se propõe ao estudo de dois compressores projetados para reinjeção de gás em reservatórios de petróleo. Um modelo estocástico foi construído para simular o comportamento rotodinâmico e um modelo Termo-Elasto-Hidrodinâmico foi utilizado para os mancais com um nível de incerteza associado ao cálculo dos seus coeficientes. O modelo estocástico proporciona uma ferramenta aplicável a indústria para prever a confiabilidade da máquina numa fase anterior a sua fabricação e portanto evitar os custos de fabricação de máquinas cujos testes possam ser rejeitados e que sua vida útil não seja comprometida. Para tal, diferentes cenários de desbalanceamento das máquinas foram criados compatíveis com o ciclo de vida numa plataforma de petróleo. As normas da API (American Petroleum Institute) foram utilizadas como critérios de aceitação da rotodinâmica dos compressores. Por fim, os métodos de confiabilidade FORM e Importance Sampling foram utilizados para avaliar os diferentes cenários apresentados às máquinas para a estimativa da probabilidade de não atendimento aos critérios da API 617 [4] e para redução do tempo computacional.
publishDate 2019
dc.date.issued.fl_str_mv 2019-05
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-04T01:19:54Z
dc.date.available.fl_str_mv 2021-01-05T03:00:08Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11422/13480
url http://hdl.handle.net/11422/13480
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRJ
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRJ
instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron:UFRJ
instname_str Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron_str UFRJ
institution UFRJ
reponame_str Repositório Institucional da UFRJ
collection Repositório Institucional da UFRJ
bitstream.url.fl_str_mv http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13480/2/license.txt
http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/13480/1/RaphaelNascimentoCisneiros.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv dd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255
aaa83a331391fd3b6a39df0049cae55c
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1766886501026627584