Dissertação

{pt_PT=A comparative study of subsea pipelines lateral buckling due to thermal expansion in HT/HP environments} {} EVALUATED

{pt=À medida que os campos de petróleo e gás offshore são explorados em águas mais profundas, as tubulações submarinas são cada vez mais solicitadas a operar em altas condições de temperatura e pressão. As tubulações submarinas offshore que transportam petróleo e gás nestas condições sofrem expansão térmica induzida pela temperatura dos fluidos transportados durante o seu normal funcionamento. Esta expansão pode induzir sobrecarga nos pontos de ancoragem, principalmente em outras estruturas offshore adjacentes conectadas à tubulação. Para mitigar e prevenir esses incidentes, muitas técnicas foram desenvolvidas em termos de sistemas de ancoragem, sistemas de expansão induzida controlada e novas tecnologias, como o pipe-in-pipe e pipeline bundles. O objetivo é realizar um estudo comparativo de diferentes soluções de mitigação usando uma análise de elementos finitos. O objectivo é explorar seu comportamento em ambientes de elevada e comparar com as abordagens simplificadas. Esta comparação deverá assistir no processo de tomada de decisão pela solução de mitigação mais adequada a adotar em fases preliminares do projeto. É realizada uma abordagem probabilística a par com uma análise de sensibilidade. A elevada incerteza nas inúmeras variáveis de projeto não permitem uma resposta única da tubulação. Portanto, é necessário quantificar a incerteza e medir o risco de cada parâmetro assumido dos modelos de tubulações desenvolvidos. Por fim, uma abordagem inovadora considerando uma “expansão em linha” é apresentada como uma alternativa para o fenómeno de encurvadura lateral e o seu desempenho é comparado com outras medidas de mitigação existentes. , en=As the offshore oil and gas fields are exploited in deeper water, subsea pipelines are required to operate at higher temperatures and pressures. Offshore subsea pipelines that transport oil and gas operating in these conditions experience thermal expansion induced by the temperature of the transported fluids during normal operation. The expansion may induce overload in the anchoring points, mostly other offshore structures that are connected to the pipeline. To mitigate and prevent these incidents, many techniques are being researched regarding anchoring systems, induced controlled expansion systems or modern pipeline technologies such as pipe-in-pipe and pipeline bundles. The objective is to perform a comparative study of different mitigation solutions using finite element analysis. The aim is to explore their behaviour in high-temperature and high-pressure environments and compare to the simplified design approaches. That comparison shall assist the decision-making process towards the most appropriate mitigation solution to apply on preliminary project stages. A probabilistic approach is carried out paired with a sensitivity analysis test. The numerous uncertainties in the design variables does not allow the accurate response of the pipeline. Therefore, it is necessary to quantify the uncertainty and measure the risk of each assumed design parameter of the developed pipeline models. Finally, an innovative approach considering an “in-line expansion joint” is presented. Such joint brings an alternative solution of pipeline lateral buckling phenomenon, and its performance compared with other mitigations solutions. }
{pt=Expansão Térmica de tubulação submarina, Soluções Analíticas, Métodos Simplificados, Análise de Elementos Finitos, Encurvadura Lateral, Stress Térmico, en=Offshore Subsea Pipeline Thermal Expansion, Analytical Solutions, Simplified Methods, Finite Element Analysis, Lateral Buckling, Thermal Stress}

Novembro 27, 2018, 8:30

Orientação

ORIENTADOR

Maria João Correia Colunas Pereira

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado

ORIENTADOR

Danilo de Hollanda Fernandes

Subsea 7

Especialista