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Título: Estudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : estudio del comportamiento mecánico del sistema de risers de un FPSO usando métodos numéricos.
Autor: González López, William Johann
Director: Guachamín Acero, Wilson Iván
Palabras clave: MECÁNICA
FPSO
RISERS
MODELO ANALÍTICO
COMPENSACIÓN DE ROLIDO
ESFUERZO MECÁNICO
Fecha de publicación: ago-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: González López, W.J. (2023). Estudio de trabajo a fatiga en ductos marinos para una unidad flotante de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) usando un sistema pasivo de compensación de rolido : estudio del comportamiento mecánico del sistema de risers de un FPSO usando métodos numéricos. 65 páginas. Quito : EPN.
Resumen: The production and transportation of hydrocarbons in the deep water requires the use of a system of underwater pipelines (risers) that transport oil to floating storage and offloading units (FPSO). These risers are subjected to fatigue loading due to the roll motions of the vessel, caused by the cyclical loads of the waves. In the present work, a static analysis of the riser system was carried out, in which pipes that connect from the seabed to a balcony in the FPSO, have a ""J"" shaped configuration. In this configuration, two analysis points were identified: a fixed suspension point and a point in the curvature region, for which the calculation of stresses for the FPSO with and without passive roll compensation system was carried out. For the static study, two analytical models are used: one that considers the pipe as a flexible cable and another that approximates it to a beam in a first section of the riser and cable in the next section. For the cable approach model, without the compensation system, the maximum stress of 29.8 [MPa] is obtained at the point of attachment and at the point of curvature 46.9 [MPa]. With the addition of the compensation system, the values are reduced to 27.4 [MPa] at the fixing point and 43.3 [MPa] at the sag bend region. With these results, it was concluded that the use of a passive compensation system, coupled to the FPSO, reduces the maximum stresses in the risers by 8.5%.
Descripción: La producción y transporte de hidrocarburos en altamar es una industria que basa sus actividades en la utilización de un sistema de tuberías submarinas (risers) que transportan petróleo hacia las unidades flotantes de almacenamiento y descarga (FPSO). Estos risers están sometidos a trabajo a fatiga debido al movimiento de rolido del barco, ocasionado por las cargas cíclicas de las olas. En el presente Trabajo de Integración Curricular se realizó el análisis estático del sistema de risers, cuyas tuberías que se conectan desde el fondo marino hacia una zona elevada en el casco del FPSO, tienen una configuración en forma de “J”. En esta configuración se identificaron dos puntos de análisis: punto de sujeción y punto en la región de curvatura, para los cuales realizó el cálculo de tensiones y esfuerzos para el FPSO con y sin sistema pasivo de compensación de rolido. Para el estudio estático se utilizan dos modelos analíticos: uno que considera la tubería como cable flexible y otro que la aproxima a viga en un primer tramo del riser y cable en el siguiente tramo. Para el modelo de aproximación a cable, sin el sistema de compensación, se obtiene en el punto de sujeción el esfuerzo máximo de 29.8 [MPa] y en el punto de curvatura 46.9 [MPa]. Con la adición del sistema de compensación, los valores se reducen a 27.4 [MPa] en el punto de sujeción y 43.3 [MPa] en el punto de región de curvatura. Con estos resultados se concluyó que el uso sistema pasivo de compensación, acoplado al FPSO, reduce un 8.5 % los esfuerzos máximos en los risers."
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25076
Tipo: Trabajo de Integración Curricular
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