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dc.creatorKakitani, Celina-
dc.date.accessioned2020-03-05T21:20:49Z-
dc.date.available2020-03-05T21:20:49Z-
dc.date.issued2019-12-13-
dc.identifier.citationKAKITANI, Celina. Estudo experimental de formação de hidratos de gás em simulação de parada e repartida de linhas de gás e óleo. 2019. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4752-
dc.description.abstractGas hydrates are crystalline structures composed by water molecules interconnected by hydrogen bonds. These structures form cavities where gas molecules are occluded, stabilizing the structures. Hydrates can form at high pressure and low temperatures above ice-forming temperature, conditions frequently encountered in oil and gas production lines in subsea wells. Therefore, oil and gas production lines are designed in order to avoid hydrate formation plugs, in normal production (flow) operations, by adding inhibitors, installing thermal isolation and heating the pipelines. However, scheduled or emergency shutdowns, can result in conditions with a higher potential for hydrate plugs to form. Cooling of the stagnant fluid in the line due to thermal exchange with the seabed may cause the pressure and temperature conditions to enter the hydrate forming zone. During start-up of the line, the shearing caused due to the flow and the increased pressure can contribute to the rapid formation of hydrate plugs. Knowing the parameters that influence the formation of hydrates and the involved phenomena are important to develop and improve techniques of inhibition of hydrate plug formation in transient regime. The present work aims to study the formation of hydrate plugs in transient operations by performing experiments in two different experimental setups (the pressure cell coupled to the rheometer and the rocking cell), in a two-phase system (water and gas) and three-phase system (water, oil and gas). Variables such as temperature, pressure, water cut, shear and influence and efficacy of anti-agglomerants were evaluated. Based on the experimental results, the influence of variables tested were evaluated and trends of the morphology of the hydrate crystals formed were identified. Besides a theoretical model of how the formation of hydrate plugs occurs in transient operations was proposed.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipPetróleo Brasileiro (Petrobrás)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectHidratospt_BR
dc.subjectCisalhamentopt_BR
dc.subjectPetróleopt_BR
dc.subjectDinâmica dos gasespt_BR
dc.subjectGás - Escoamentopt_BR
dc.subjectEscoamentopt_BR
dc.subjectEngenharia mecânicapt_BR
dc.subjectHydratespt_BR
dc.subjectShear (Mechanics)pt_BR
dc.subjectPetroleumpt_BR
dc.subjectGas dynamicspt_BR
dc.subjectGas flowpt_BR
dc.subjectRunoffpt_BR
dc.subjectMechanical engineeringpt_BR
dc.titleEstudo experimental de formação de hidratos de gás em simulação de parada e repartida de linhas de gás e óleopt_BR
dc.title.alternativeExperimental study of gas hydrate formation upon shut-in and restart simulation of gas and oil pipelinespt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoHidratos de gás são estruturas cristalinas compostas de moléculas de água conectadas por ligações de hidrogênio, formando cavidades poliédricas, estabilizadas pela oclusão de moléculas de gás. Os hidratos podem se formar a temperaturas acima da formação de gelo e altas pressões, condições usualmente encontradas nas linhas de produção de óleo e gás em poços submarinos. Portanto, as linhas de produção de óleo e gás são projetadas para evitar a formação de plugues de hidratos, nas condições normais de produção (escoamento), pela adição de aditivos, instalação de isolamento térmico e aquecimento da linha. No entanto, parada programada, para manutenção de equipamento, ou emergencial, para evitar acidentes podem resultar em condições com potencial formação de plugues de hidratos. O resfriamento do fluido estagnado na linha devido a troca térmica com o fundo do mar pode fazer com que o fluido transite pela zona de formação de hidratos. Com o reinício de produção da linha, o cisalhamento provocado pelo escoamento e a elevação da pressão podem contribuir para a rápida formação de plugues de hidrato. Conhecer os parâmetros que influenciam na formação de hidratos e os fenômenos envolvidos são importantes para desenvolver ou aprimorar técnicas de inibição de formação de hidratos em sistemas transientes. O presente trabalho visa estudar a formação de plugues de hidratos em operações transientes, realizando experimentos em duas bancadas distintas (uma célula de pressão acoplada com reômetro e uma célula de balanço), em sistemas bifásicos (água e gás) e trifásicos (água, óleo e gás). Foram avaliadas variáveis como temperatura, pressão, volume de água, cisalhamento e a influência e eficácia de aditivos antiaglomerantes. Com base nos resultados obtidos, foi avaliada a influência das variáveis analisadas e foram identificados os padrões morfológicos dos cristais de hidratos formados. Além disso, foi proposto um modelo teórico para desenvolvimento da formação de plugues de hidrato em operações transientes em função dos parâmetros analisados.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2531466822892725pt_BR
dc.contributor.advisor1Melgarejo Morales, Rigoberto Eleazar-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5156573817670917pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Marcelino Neto, Moisés Alves-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2071333457212415pt_BR
dc.contributor.referee1Schneider, Fábio Alencar-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8102163369159451pt_BR
dc.contributor.referee2Corazza, Marcos Lúcio-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7736310371948014pt_BR
dc.contributor.referee3Santos, Paulo Henrique Dias dos-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5701155189630566pt_BR
dc.contributor.referee4Camargo, Ricardo Marques de Toledo-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3418904193794240pt_BR
dc.contributor.referee5Melgarejo Morales, Rigoberto Eleazar-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/5156573817670917pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::TERMODINAMICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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