Avaliação do controlador de erro-quadrático na metodologia de controle por bandas aplicado em um modelo matemático de uma tubulação-separador sob golfadas

Abstract

A golfada é um dos problemas mais preocupantes na produção de petróleo, pois gera vários transtornos entre eles: oscilações de pressão na tubulação, desgaste e corrosão dos equipamentos do processo. Quando muito severa pode causar uma parada não programada da plataforma de produção gerando perdas econômicas significativas. Na literatura são encontradas diferentes estratégias para minimizar seus efeitos nos equipamentos do processo ou até mesmo evitar a golfada. Entre as estratégias utilizadas atualmente encontram-se as estratégias de controle por realimentação, pois utilizam um número reduzido de equipamentos na tubulação e no separador apresentando baixo custo de instalação e manutenção, melhorando a regularidade do processo, com aumento da produção de petróleo. Na literatura o controlador de erro-quadrático é sugerido para ser utilizado no controle de nível de líquido em separadores de produção sob fluxo com golfadas, por utilizar o quadrado do erro de rastreamento do processo. Considerando o algoritmo de controlador de erro-quadrático Sausen [4] realizou um estudo amplo propondo um limite positivo para o ganho não-linear deste controlador baseado na teoria da estabilidade de Lyapunov. Neste contexto este trabalho estende o trabalho apresentado em Sausen [4], apresentando um limite negativo para o ganho não-linear deste controlador. Em seguida o controlador de erro-quadrático na metodologia por bandas será implementado em um modelo do processo sob golfadas considerando uma ampla quantidade de abertura de válvulas no topo da tubulação ascendente, sendo comparado com o controlador de nível PI convencional, amplamente utilizado em processos industriais. A partir da análise dos resultados das simulações verificou-se que controlador de nível PI de erro-quadrático, na metodologia por bandas, apresentou resultados satisfatórios, quando comparado com o controlador de nível PI convencional, pois reduziu as oscilações provenientes das golfadas para os equipamentos a jusante do processo efetuando um controle rígido nas bandas definidas, sendo recomendado para controlar o nível de líquido em sistemas tubulação-separador sujeitos a golfadas na produção de petróleo.