Risers en Aguas Profundas

Actualmente existen diversas formas y fuentes proveedoras de energía, y el petróleo
es la más importante. Este energético porporciona el mayor porcentaje de energía que
se consume en el mundo y se utiliza como materia prima para fabricar una gran variedad
de productos de consumo cotidiano. Históricamente el crecimiento económico de
los países industrializados depende directamente delabastecimiento de petróleo que
tengan. Por esta razón, los principales países productores de petróleo se han dado a
la tarea de realizar la exploración y explotación de petróleo en aguas profundas. Esto
representa una gran oportunidad para nuestro país, debido al potencial de petróleo
que podría existir en aguas profundas del Golfo de México.
Llevar a cabo el proceso de exploración y explotación depetróleo en aguas profundas
no es sencillo, ya que se enfrentan retos y dificultades diferentes a los que se
presentan al trabajar en aguas someras. Uno de los problemas más importantes, es que
las estructuras que se utilizan para la extracción del petróleo sean capaces de resistir la
interacción de las corrientes marinas.
En esta investigación se presenta el diseño y desarrollo de unsimulador que ayuda
a realizar un análisis de las vibraciones que se presentan en los riser, provocadas por
la fuerza de las corrientes marinas. Este simulador permite construir un modelo representativo
del sistema para conocer o predecir el comportamiento dinámico de las
estructuras en diversas situaciones a partir de bases teóricas. Los resultados obtenidos
nos ayudan a conocer los puntos críticosde la estructura y permiten tomar desiciones
al momento de su construcción para hacerlas más flexibles y resistentes.
El desarrollo del simulador esta basado en un modelo matemático de cadenas de vibración.
Además, cuenta con un modelo estocástico de corrientes basado en el método
Monte Carlo que nos permite analizar situaciones complejas y que son difíciles de reproducir
físicamente. Elsistema se compone de dos subsistemas: el subsistema de
cómputo de datos que se encarga de utilizar los modelos desarrollados para obtener
los resultados del comportamiento del sistema. Por su parte, el subsistema de visualización
utiliza los datos obtenidos para generar la simulación gráfica que nos permita
interpretar más facilmente los resultados.
Finalmente el simulador fue sometido adiversas pruebas variando las condiciones
iniciales del sistema. De esta manera, se verificó que tiene una presición adecuada y se
garantiza que los resultados estan apegados al modelo matemático.
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Abstract
Nowadays there are various sources and forms of energy suppliers, and oil is the
most important one. Oil provides the highest percentage of energy consumed in the
world and is used as a rawmaterial to manufacture a wide variety of daily consumed
pruducts. Historically the economical growth of industrialized countries depends directly
on its oil supply. For this reason, the major oil producers countries have been
dealing with the task of performing the exploration and exploitation of oil in deepwater.
This represents a great opportunity for our country, based on the posibilityof oil
existence in deepwater of Gulf of Mexico.
The process of exploration and exploitation of oil in deepwater is not simple, mostly
because different conditions founded in contrast to the usual one when working in
shallow water. One of the most important problems is, the characteristics of resistance
related to the structures used for oil extraction against the interaction of oceancurrents.
This research introduces the desing and development of a simulator that helps to
analyze the vibrations in the riser, caused by the forces of ocean current. This simulator
allows the construction of a representative model of the system in order to know or
predic the dynamic behavior of the structures in diverse situations from theoretical
bases. The results help us to know the critical...