Juliana Souza Baioco
Título
Incorporação de Critérios Adicionais de Engenharia na Otimização Multi-Objetivo de Rotas de Dutos Submarinos
Orientador(es)
Breno Pinheiro Jacob
Resumo
No desenvolvimento de um campo de petróleo é de extrema importância planejar a rota de dutos submarinos para o escoamento de hidrocarbonetos. O objetivo deste trabalho consiste em verificar as rotas viáveis, que atendam aos critérios de estabilidade hidrodinâmica e fadiga devido a vibrações induzidas por vórtices (VIV) em dutos em vãos livres, minimizando custos. Além disso, pretende-se reduzir a perda de carga devido ao fluxo multifásico do fluido, maximizando a vazão. Desta forma, pretende-se aplicar esses critérios em ferramentas computacionais de otimização de rota de dutos, empregando algoritmos evolutivos multi-objetivos. Serão considerados recursos para análise e verificação da estabilidade de dutos apoiados em leito marinho e fadiga devido a VIV em trechos suspensos, estando o duto sujeito a cargas ambientais hidrostáticas e hidrodinâmicas de corrente e de onda. O critério de escoamento será analisado segundo correlações de fluxo multifásico para dutos inclinados. Assim, podese consolidar uma ferramenta robusta com reduzido custo computacional, que tem por objetivo minimizar a despesa com a rota de dutos, visando obter um conjunto de configurações ótimas atendendo a diversos critérios que em um projeto tradicional seriam verificados separadamente.
Abstract
In offshore field development it is extremely important to plan the submarine pipeline route for the hydrocarbons transportation. The objective of this work is to verify the feasible routes that attend the on-bottom stability criteria and fatigue due to vortex induced vibrations (VIV) in pipelines in free spans, minimizing costs. Moreover, the intention is to reduce the pressure loss due to the flow of the multiphase fluid, maximizing the oil flow. Thus, the intention is to apply these criteria in computational tools for optimization of the pipeline route, using multi-objective evolutionary algorithms. Resources will be considered for analysis and verification of the stability of pipelines supported on the seabed and fatigue due to VIV in free spanning pipelines for pipes under the action of hydrostatic and hydrodynamic environmental loads of current and wave. The yield criterion is analyzed according to multiphase flow correlations for inclined pipelines. Therefore, one can build a robust tool with low computational cost, which aims minimize the cost of the pipeline route to obtain a set of optimal routes complying with various criteria that on a traditional design would be checked separately.
