Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/13799
Type: Tese
Title: Development of a meso-scale flow loop facility to investigate scale deposition phenomena in pipes
Other Titles: Desenvolvimento de uma instalação de loop de fluxo em escala meso para investigar fenômenos de deposição de incrustações em tubulações
Author(s)/Inventor(s): Palma Contreras, Victor Manuel
Advisor: Netto, Theodoro Antoun
Abstract: Fenômenos de incrustação inorgânica ou ”scale” podem ser encontrados em vários sistemas de produção de petróleo e gás, incluindo oleodutos onshore e offshore, equipamentos complexos como válvulas de segurança, árvores de Natal e outros tipos de equipamentos de produção submarinos. A fim de estudar o mecanismo de deposição de incrustações em tubos, um loop experimental foi desenvolvido para gerar deposição de sais inorgânicos em um tubo de 27,3 mm de diâmetro. A água pré-aquecida contendo íons de cálcio e carbonato vem de um tanque de mistura que passa por uma seção aquecida do tubo para acelerar a precipitação e a deposição na parede interna do tubo. Uma seção de teste foi projetada para ser removida sem interromper o restante do experimento para estudar o aumento da escala ao longo do tempo. O sistema experimental permite realizar diversas experiências com diferentes geometrias, materiais tratados com revestimentos, inibidores mecânicos (indutores de campo magnético) e químicos. Experimentos controlados e seus resultados, comparando imagens de infravermelho e incrustação, são apresentados neste trabalho. Um algoritmo de previsão de escala foi desenvolvido usando diferentes modelos analíticos disponíveis na literatura. Esses modelos analíticos são avaliados à luz dos resultados experimentais.
Abstract: Scale deposition phenomena can be encountered in various oil and gas production systems, including onshore and offshore pipelines, complex equipment like safety valves, Christmas trees and other subsea production equipment. In order to study the mechanism of scale deposition in pipes, an experimental loop was developed to generate inorganic salt deposition in a one-inch diameter pipe.Pre-heated water containing calcium and carbonate ions comes from a mixture tank and passes through a heated section of the pipe to accelerate scale precipitation and deposition to the pipe inner wall. A test section was designed to be removed to study the scale build-up over time. The experimental system allows conducting diverse experiments with different geometries, surface-treated materials, mechanical (magnetic field inductors) and chemical scale inhibitors. Controlled experiments and their results, comparing IR images and scale build-up are presented in this work. A scale prediction algorithm was developed using different analytical models available in the literature. These analytical models are assessed in light of experimental results.
Keywords: Scale build-up
Experimental flow loop
IR analysis
Prediction models
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NAVAL E OCEANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Oct-2019
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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