Navegando por Autor "Lima, Fábio Soares de"

Agora exibindo 1 - 7 de 7

Análise de desempenho de algoritmos de compressão de dados com perda para aplicações industriais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-11-09) Medeiros Neto, Edson Jackson de; Oliveira, Luiz Affonso Henderson Guedes de; ; http://lattes.cnpq.br/7987212907837941; ; http://lattes.cnpq.br/6054617271343618; Silva, Ivanovitch Medeiros Dantas da; ; http://lattes.cnpq.br/3608440944832201; Lima, Fábio Soares de; ; http://lattes.cnpq.br/9269010570877166
O grande volume de dados gerados como resultado da supervisão de processos de automação na indústria gerou como consequência um vasto espaço de armazenamento em disco, assim como dificuldade na transmissão destes dados por links de telecomunicações. Os algoritmos de compressão com perda de dados surgiram na década de 90 com intuito de solucionar estes problemas, passando a serem utilizados em sistemas de supervisão industrial para a compressão de dados em tempo real. Para isso estes foram projetados para eliminar informações redundantes e indesejadas de forma simples e eficiente. No entanto, os parâmetros destes algoritmos necessitam de serem configurados para cada variável de processo, tornando inviável a configuração manual em caso de sistemas que supervisionam milhares de variáveis. Nesse contexto este trabalho propõe o algoritmo Adaptive Swinging Door Trending, que consiste numa adaptação do Swinging Door Trending, em que seus principais parâmetros são ajustados dinamicamente através da análise de tendências do sinal. Propõe-se também uma análise comparativa de desempenho dos algoritmos de compressão com perda de dados aplicados sobre variáveis de processo de séries temporais e cartas dinamométricas de fundo de poço. Os algoritmos abordados para efeito comparativos foram os lineares por partes e os de transformadas.
Aplicação de modelos deep learning na estimação de vazão de petróleo em poços offshore com sistema de bombeio centrífugo submerso
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-24) Araújo, Josenilson Gomes de; Maitelli, Carla Wilza Souza de Paula; https://orcid.org/0000-0002-3893-6010; http://lattes.cnpq.br/2441911467149645; http://lattes.cnpq.br/3373459185660853; Doria Neto, Adrião Duarte; https://orcid.org/0000-0002-5445-7327; http://lattes.cnpq.br/1987295209521433; Escovedo, Tatiana; Lima, Fábio Soares de
A medição de vazão de fluidos é uma atividade fundamental para a indústria de óleo e gás. A correta mensuração dos volumes produzidos proporciona uma boa gestão dos reservatórios, reduzindo as perdas de produção, orientando os planos de otimização do sistema de produção e dos métodos de levantamento e escoamento da produção. A utilização de técnicas de estimativa de fluxo em tempo real por meio de Medição de Fluxo Virtual (Virtual Flow Metering ou VFM na sigla em inglês) tem se mostrado um campo promissor devido à precisão dos resultados fornecidos e ao seu baixo custo de implementação. Os modelos deep learning têm sido aplicados com sucesso na indústria de petróleo e gás. Considerando os avanços tecnológicos e a grande importância da medição de fluidos para a indústria do petróleo, o estudo visa desenvolver um modelo para estimar a vazão de fluidos aplicando uma abordagem combinada com modelos Long short-term memory (LSTM) e modelagem hidrodinâmica. Os dados utilizados frequência, potência e pressão foram coletados em dois poços offshore equipados com bombeio centrífugo submerso (BCS), localizados na região Nordeste do Brasil. Os resultados obtidos com a abordagem combinada tornam o modelo mais robusto, preenchendo lacunas do modelo hidrodinâmico isolado; podem ser úteis para estimar com maior precisão o comportamento da vazão em tempo real em regimes permanentes e transientes e estimar a vazão para uma sequência de instantes de tempo futuros, apoiando uma melhor gestão da produção. Por fim, os resultados obtidos com os modelos LSTM podem ser integrados com outras tecnologias da Indústria 4.0 e contribuir para a transformação digital da indústria de óleo e gás.
Determinação do volume produzido a partir da carta dinamométrica de fundo em poços operando por bombeio mecânico
(2019-02-25) Medeiros, Eliara de Melo; Maitelli, André Laurindo; ; ; Maitelli, Carla Wilza Souza de Paula; ; Lima, Fábio Soares de; ; Rodrigues, Marcos Allyson Felipe;
Na indústria de petróleo, o método de elevação artificial Bombeio Mecânico (BM) é o mais utilizado no Brasil. É predominante em número de poços e se destaca pelo seu baixo custo, simplicidade e alta eficiência energética. Esse método utiliza de testes de produção tradicional para inferir sua produção. Diante disso, para aperfeiçoar o acompanhamento de poços equipados pelo BM, que utilizam os testes de produção tradicional, e diminuir os custos com infraestrutura, recursos humanos e melhorar a acurácia para determinar a produção, desenvolveu-se uma técnica capaz de acompanhar individualmente a produção do poço. Nesse sentido, este trabalho apresenta um método para calcular a produção a partir da área da carta dinamométricas de fundo (CDF) e ainda, desenvolve uma ferramenta computacional capaz de monitorar a produção de um determinado poço. Esse método calcula a área, estabelecendo premissas como: vazamento, coluna de produção ancorada ou não, e preenchimento da bomba. A validação da estratégia desenvolvida, foi feita pela comparação entre o cálculo da produção por meio do método descrito e a produção calculada por um Simulador de Bombeio Mecânico, fonte de validação dos dados. A partir dos resultados, observou-se que a estratégia desenvolvida foi uma importante ferramenta quando se tratou do monitoramento da produção do BM, visto que o método proporciona acompanhar a produção do poço individualmente, garantindo maior agilidade na determinação da produção e soluções de problemas. Além disso, nota-se que os testes de produção convencionais podem ser reduzidos ao se usar técnicas de cálculo de produção a partir das cartas de fundo, acompanhando a produção em tempo real, refletindo economicamente em uma redução dos custos e melhores decisões operacionais.
Diagnóstico das condições de operação e falhas de sensor em poços operando por bombeio mecânico utilizando Machine Learning
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-16) Nascimento, João Maria Araújo do; Maitelli, André Laurindo; https://orcid.org/0000-0001-6083-7425; http://lattes.cnpq.br/0477027244297797; https://orcid.org/0000-0002-4690-086X; http://lattes.cnpq.br/0572726574522312; Cavalcanti, Anderson Luiz de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/7224754476792019; Maitelli, Carla Wilza Souza de Paula; Lima, Fábio Soares de; Gabriel Filho, Oscar; Costa, Rutacio de Oliveira
Em campos petrolíferos com muitos poços operando por bombeio mecânico, devido à falta de diagnóstico precoce das condições de operação ou falhas de sensores, vários problemas podem passar despercebidos, podendo causar grandes prejuízos, como aumento do tempo de inatividade, aumento das despesas operacionais (OPEX), diminuição da eficiência e perda de produção. Na prática, a identificação e o diagnóstico das condições de operação são primordialmente realizados a partir de cartas dinamométricas de superfície e fundo, por meio de padrões pré-estabelecidos, com esforço visual humano nos centros de operação. Essa tarefa consome muito tempo e trabalho, além de exigir experiência, pois pode ser influenciada por fatores subjetivos. Porém, nos últimos anos, com as facilidades inerentes aos algoritmos de Aprendizagem de Máquina (Machine Learning - ML), várias pesquisas realizadas sobre o assunto alcançaram bons resultados no diagnóstico de condições de operação, evidenciando que ML pode ser utilizado para esse fim. Todavia, ainda é comum a existência de dúvidas sobre o nível de dificuldade da tarefa de classificação de cartas dinamométricas, o melhor algoritmo, o melhor descritor de formas, as melhores métricas e qual o impacto dos conjuntos de dados desequilibrados. Na busca por respostas a essas questões, neste trabalho foram utilizados dados reais de 38 poços que operam por bombeio mecânico na região de Mossoró, RN, Brasil. Mais de 50.000 cartas foram classificadas pelo autor do trabalho e distribuídas em oito modos de operação e duas falhas de sensor, comuns neste campo. Setenta e três testes foram realizados e divididos em nove grupos. Três algoritmos foram testados (com e sem sintonia de hiperparâmetros): árvore de decisão, Random Forest e XGBoost, além de pipelines fornecidos via Automated Machine Learning (AutoML). Os descritores utilizados foram: Centróide, Fourier e Wavelet, além dos valores de carga da carta dinamométrica de fundo. Conjuntos de dados balanceados e desbalanceados também foram testados. Os resultados confirmam a viabilidade da aplicação de ML para diagnóstico de condições de operação e falha de sensores em sistemas de bombeio mecânico, uma vez que 80,82% dos testes alcançaram acurácia acima de 90% e foi alcançada uma acurácia de 99,9%. Por fim, uma parte das implementações sugeridas nesta pesquisa foi avaliada em ambiente de produção. Foram avaliadas cartas de mais de uma centena de poços, alcançando uma acurácia superior a 96%, o que reforça a eficácia das implementações em um contexto real. No geral, os resultados evidenciam o potencial do ML como uma abordagem promissora para o diagnóstico de condições de operação e falhas de sensores em sistemas de bombeio mecânico.
Estratégia de escalonamento de controladores PID baseado em regras Fuzzy para redes industriais foundation fieldbus usando blocos padrões
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2004-07-15) Lima, Fábio Soares de; Oliveira, Luiz Affonso Henderson Guedes de; Salazar, Andrés Ortiz; ; http://lattes.cnpq.br/7865065553087432; ; http://lattes.cnpq.br/7987212907837941; ; http://lattes.cnpq.br/9269010570877166; Oliveira, Roberto Célio Limão de; ; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318; Maitelli, André Laurindo; ; http://lattes.cnpq.br/0477027244297797; Araújo, Fábio Meneghetti Ugulino de; ; http://lattes.cnpq.br/5473196176458886
Com o objetivo de se manter a padronização Foundation Fieldbus, neste trabalho são apresentados procedimentos para se implementar estratégias de controle inteligente, baseadas em escalonamento nebuloso de controladores PID, utilizando-se apenas blocos funcionais padrões dessa tecnologia. Para validar a proposta, foi desenvolvido um ambiente para realização dos testes necessários. Este ambiente é híbrido, ou seja, possui uma parte real (a rede industrial) e uma parte simulada (o processo), porém os sinais de controle e medição são reais. Desta forma, é possível desenvolver projetos de controladores. Neste trabalho desenvolveu-se um supervisor fuzzy para escalonar uma rede de controladores PID para uma determinada planta não-linear, sendo analisados seus resultados de desempenho tanto para o problema de controle quanto de regulação
Implementação em CLP do controlador PI afim por partes aplicado a sistemas industriais com restrições
(2019-05-31) Pinto, Jan' Erik Mont' Gomery; Maitelli, André Laurindo; ; ; Cavalcanti, Anderson Luiz de Oliveira; ; Araújo, Fábio Meneghetti Ugulino de; ; Lima, Fábio Soares de; ; Gabriel Filho, Oscar;
Nesta tese, é proposto o projeto de um algoritmo do controlador Proporcional-Integral (PI) afim por partes, denominado de Piecewise Affine PI (PWA-PI), baseado em conjuntos invariantes e programação multiparamétrica para sistemas com restrições. Esse algoritmo foi implementado em um Controlador Lógico Programável (CLP), com a finalidade de controlar uma planta industrial de nível e analisar seu comportamento. Foi utilizada a programação em linguagem de texto estrutura (ST) do CLP, para validar os algoritmos, controlando dois sistemas distintos. Os resultados mostraram que as restrições sobre o Erro, Integral do Erro e sinal de controle foram respeitadas, uma vez que os controladores PWA-PI foram sintonizados previamente através da solução de um problema de otimização. Indicadores de desempenho de malhas de controle, tais como erro médio quadrático (MSE), Goodhart, Overshoot e tempo de acomodação, mostraram que o PWA-PI pode ser sintonizado para um desempenho melhor do que o controlador Proporcional-Integral (PI) sintonizado pelo método de Ziegler-Nichols (Z–N), tando o método da curva de reação quanto o método do ganho crítico foram usados. Todos os indicadores de desempenho utilizados para avaliar ambos os controladores, mostraram que o controlador PWA-PI obteve um melhor desempenho para sistemas com restrições.
Modelagem e simulação de uma unidade de bombeio mecânico convencional utilizando o ambiente Simscape Multibody™
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-10-18) Oliva, Gabriel Bessa de Freitas Fuezi; Maitelli, André Laurindo; https://orcid.org/0000-0001-6083-7425; http://lattes.cnpq.br/0477027244297797; http://lattes.cnpq.br/0351805232207651; Salazar, Andres Ortiz; https://orcid.org/0000-0001-5650-3668; http://lattes.cnpq.br/7865065553087432; Maitelli, Carla Wilza Souza de Paula; Lima, Fábio Soares de; Santos, João Paulo Lobo dos
O método de elevação artificial por Bombeio Mecânico (BM) é o mais utilizado nos poços de petróleo no Brasil e no mundo. A ampla utilização do BM como método de elevação pode ser justificada em virtude da sua estrutura relativamente simples, confiável e durável, manutenção conveniente e assim por diante. Dado o tempo de existência do BM e a sua popularidade na indústria petrolífera, ao longo dos anos, muitos trabalhos foram desenvolvidos para contribuir com a evolução do método. Os recentes avanços computacionais permitiram o desenvolvimento de simuladores de bombeio mecânico, e também de programas computacionais que permitem a modelagem e simulação dos componentes do sistema. Surge então a oportunidade de se desenvolver um modelo mais exato, capaz de refletir com acurácia a operação das unidades de bombeio mecânico instaladas em campo. Nesse contexto, o escopo principal deste trabalho foi modelar uma unidade de bombeio mecânico do tipo convencional utilizando o ambiente de simulação Simscape Multibody™ (SSMB) do MATLAB® e realizar estudos específicos com o modelo desenvolvido que não são vistos com frequência na literatura atual. Dentre estes estudos, primeiramente, por meio de simulações com o modelo desenvolvido, foi feita uma análise de sensibilidade com o objetivo de avaliar como a inclusão de forças dissipativas de atrito nos mancais da UB pode impactar na curva de torque resultante do sistema. Em um segundo momento, foram realizadas simulações que tiveram por objetivo demonstrar como a aplicação de um perfil de velocidade variável ao longo de um mesmo ciclo de bombeio pode contribuir para a melhoria do funcionamento do equipamento. Como contribuições do trabalho, foi possível demonstrar a viabilidade de se manipular e redistribuir a velocidade dentro de um mesmo ciclo para se alcançar objetivos como: balancear a unidade de bombeio e manter o torque máximo do equipamento dentro da faixa recomendada, bem como diminuir as regiões em que a curva de torque líquido é negativa. Adicionalmente, também foi possível aumentar a velocidade de bombeio no trecho em que o torque líquido do sistema era negativo, sem que isso ocasionasse um aumento no pico de torque máximo experimentado pelo equipamento. Este resultado é relevante porque mostra que há margem para ganhos na operação das unidades de bombeio, tendo em vista que este aumento de velocidade pode proporcionar uma maior vazão de produção em virtude de uma maior velocidade média de bombeio. Em relação à validação do modelo apresentado, foram realizadas simulações que tiveram por objetivo comparar os resultados obtidos com outras metodologias de cálculo existentes na literatura, bem como analisar se o comportamento da UB modelada era coerente com o que pode ser observado em campo quando certos procedimentos, como o ajuste da posição dos contrapesos, são realizados em unidades de bombeio reais.

SIGAA

Navegando por Autor "Lima, Fábio Soares de"