Vinicius Cantarino Curcino
Título
ESTUDO DE NOVAS ABORDAGENS NA OTIMIZAÇÃO DE ROTAS DE DUTOS CONSIDERANDO CRITÉRIOS DE FLAMBAGEM, COLAPSO HIDROSTÁTICO E VÃOS LIVRES
Orientador(es)
Juliana Souza Baioco
Resumo
Com o desenvolvimento de arranjos submarinos com maior grau de complexidade e necessidade de maiores estudos em termos de engenharia, faz-se necessário considerar novos critérios na elaboração da rota de um duto, de modo a evitar danos estruturais ao mesmo e assim obter uma operação segura e com menor custo. Portanto, este trabalho aborda a inclusão de novos critérios de engenharia submarina na otimização de rotas de dutos submarinos, incluindo os critérios de colapso hidrostático, flambagem termomecânica e vãos livres, objetivando demonstrar como uma ferramenta de otimização pode entregar resultados de análise conceitual a respeito dos critérios de engenharia propostos. O primeiro critério foi desenvolvido seguindo recomendações presentes na norma DNVGL-ST-F101 e segundo o método chamado Renewed Classical Approach, que abrange uma faixa maior de D/t em relação à norma. O segundo critério foi desenvolvido baseado no modelo analítico de Hobbs, o qual aborda a flambagem em dutos aquecidos e considera como ponto de partida um duto apoiado no solo e sem curvatura. O terceiro critério considera um duto em vão livre e faz uma análise de forças em cada trecho deste duto e gera uma nuvem de pares de força axial efetiva e comprimento de vão, seguindo critério presente na recomendação prática da DNVGLRP-F105. Os três critérios são analisados no problema de otimização de modo a auxiliar o engenheiro a prever danos ao duto e mitigar os efeitos.
Abstract
With the development of submarine arrangements with a higher degree of complexity and the need of more engineering studies, it is necessary to consider new criteria in the pipeline route elaboration, in order to avoid structural damage to it and thus obtain an operation safe and with low cost, therefore, this work approach the inclusion of new subsea engineering criteria in the subsea pipeline routes optimization, just like hydrostatic collapse, thermomechanical buckling and free span criteria, aiming to demonstrate how an optimization tool can provide results of conceptual analysis regarding the proposed engineering criteria. The first was developed following recommendations in the DNVGL-ST-F101 and according to the method called Renew Classical Approach, which include a larger range of D/t, in relation to standard recommendation. The second was developed based on the Hobbs analytical model, which approach the pipeline heated buckling and considers as a premise a pipeline supported on the sea soil and without curvature. The third considers a free span pipeline and analyze the forces in each segment of free span pipeline and generates a cloud of pairs of effective axial force and span length, following the criteria present in the practical recommendation of DNVGL-RP-F105. The three criteria are analyzed in the optimization problem in order to assist the engineer to predict damage to the pipeline and to mitigate the effects.