Dissertação

{pt_PT=Availability analysis of an offshore oil and gas production system by Petri Nets} {} EVALUATED

{pt= A produção de petróleo em offshore é um sistema industrial complexo que engloba diversas áreas da engenharia. Para garantir a sua competitividade é necessário maximizar a sua produção, minimizando, ao mesmo tempo, os custos associados. Isto torna-se possível efetuando uma análise de disponibilidade. As técnicas clássicas de fiabilidade, tais como diagramas de blocos ou árvore de falhas, são insuficientes para este efeito, visto que só se aplicam a sistemas binários. No caso de produção offshore, o comportamento dos subsistemas é dinâmico e multiestado. Modelos de Redes de Petri combinados com a simulação de Monte Carlo, podem ser usadas para analisar adequadamente estes sistemas. O objetivo desta dissertação é avaliar a disponibilidade de um sistema de produção de petróleo em offshore. São implementados os equipamentos de processamento e separação do petróleo com as caraterísticas de fiabilidade e de manutenção, são introduzidas as políticas de manutenção corretiva e preventiva e são especificadas as dependências operacionais que levam à reconfiguração do sistema após a avaria. Para tornar o estudo mais realístico, é estimada a variação do caudal de fluido proveniente do poço ao longo dos anos. Os resultados obtidos são validados e é desenvolvida uma análise de sensibilidades a partir dum cenário base. É analisada a influência da política de manutenção na disponibilidade total do sistema e, em particular, na capacidade de produção de petróleo e gás. São identificadas as ações de manutenções mais importantes e as consequências destas na disponibilidade do equipamento. , en= The offshore oil production is a very complex industrial system that includes different areas of engineering. Its competitiveness can be improved by performing availability analysis, aiming at maximizing its production, while minimizing the associated costs. For this purpose, classical reliability tools, such as the Reliability Block Diagram or the Fault Tree Analysis, are insufficient, since they are only applicable to binary systems. In the case of offshore production, the behavior of the subsystems is dynamic and multi-state. Petri net models coupled with Monte Carlo simulation, can be adopted to properly analyse these systems. The main objective of this thesis is to evaluate the availability of an offshore oil production system. The oil processing and the separation equipment, with reliability and maintenance characteristics are implemented; the policies on the corrective and preventive maintenances are introduced; and the operational dependencies that lead to the reconfiguration of the system after the failure are specified. To make the study more realistic, the variation of the oil and gas flows from the well over the years are estimated. The obtained availability results are validated and a sensitivity analysis is conducted. In particular, the influence of the maintenance policy on the system availability and on the oil production is assessed. Besides, the most influential maintenance activities are identified and the respective consequences on the equipment availability are studied. }
{pt=disponibilidade de produção, instalação offshore, produção de petróleo e gás, Redes de Petri, Simulação de Monte Carlo, en=production availability, offshore installation, oil and gas production, Petri Nets, Monte Carlo Simulation}

Julho 27, 2018, 10:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Ângelo Manuel Palos Teixeira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado