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Applications ANSYS dans l'industrie pétrolière et gazière

Les défis de l'industrie pétrolière et gazière se résument simplement à l'utilisation de la technologie pour surmonter les risques liés à la recherche et à la production de ressources à un coût raisonnable. L'industrie subit des pressions énormes en raison d'une chute récente des prix. En même temps, les progrès de la technologie sismique utilisée dans l'exploration ont été essentiels pour trouver des hydrocarbures dans tous les types de formations. Aujourd'hui, le défi consiste à développer ces domaines de manière sûre, fiable et durable. L'industrie doit investir dans le développement de nouvelles technologies afin de réduire les coûts et d'assurer la rentabilité tout en répondant aux exigences réglementaires croissantes.

Nous fournissons des logiciels de pointe et employons un réseau d'experts techniques qui travaillent avec les clients du pétrole et du gaz dans le monde entier.

Notre brochure présente des exemples récents des meilleures solutions ANSYS et simulations effectuées pour l'industrie pétrolière et gazière.

Schlumberger: Déploiement rentable des conduites de puits de pétrole

La simulation non linéaire précise de la mécanique structurelle permet de prédire le comportement du train de tiges lorsqu'il subit un flambage complexe qui résulte souvent d'opérations d'injection de fluide. Les méthodes de simulation les plus récentes permettent aux ingénieurs de concevoir des trains de tiges et des outils de fond de puits avec la capacité de traiter les puits les plus difficiles à forer aujourd'hui.

Schlumberger, premier fournisseur mondial de solutions technologiques pour l'industrie pétrolière et gazière, effectue des tests de qualité pour obtenir des mesures importantes, telles que le débit et la pression du fond de puits, afin de caractériser les réservoirs de pétrole.

 

Schlumberger a développé une nouvelle approche utilisant les éléments ANSYS Mechanical BEAM188, qui fournit une méthode plus précise pour simuler le flambage hélicoïdal dans une chaîne d'essai de puits scellée dans un emballeur. 

 

Schlumberger Limited est une entreprise multinationale de services et équipements pétroliers.

 

Cognity Ltd: Conception du premier conducteur orientable

L'un des plus grands défis du forage offshore est le placement précis du tubage du conducteur pour aider à maximiser la production sur le terrain.

La société d'ingénierie Cognity Limited a résolu ce problème en développant un conducteur orientable qui peut fournir un positionnement précis en temps réel.

En utilisant ANSYS mechanical dans la plate-forme ANSYS Workbench, les ingénieurs de Cognity ont doublé la capacité de charge du mécanisme de direction, permettant au conducteur d'être manoeuvré dans des sols très profonds.

La conception de Cognity est la première à permettre au conducteur d'être dirigé en temps réel à partir de la plate-forme de forage, ce qui permet un contrôle très précis de la position finale. Les avantages d'un tel système comprennent l'augmentation possible de la production et la réduction des coûts de forage grâce à l'élimination des fentes de forage.

 

Cognity, une société de conseil spécialisée dans la conception mécanique, en particulier pour le marché du pétrole et du gaz. L'entreprise utilise le logiciel d'ANSYS pour gagner du temps et de l'argent dès le début du processus de conception.

 

Natco Group Inc.: Écoulement à l'intérieur d'un séparateur de gaz et de pétrole

Une plate-forme flottante peut subir six degrés de mouvement des vagues (l'onde de choc, le balancement le soulèvement, le lacet, le roulis et le tangage). Lorsqu'ils sont combinés, ces mouvements agissent pour mélanger le gaz, le pétrole et l'eau dans le séparateur, ce qui est contre-productif à la séparation.

Le ballottement transitoire du pétrole, du gaz et de l'eau à l'intérieur d'un séparateur a été simulé en utilisant le modèle de volume de fluide (VOF) dans ANSYS FLUENT. L'état normal et l'état de la mer orageuse ont été étudiés.

Des simulations CFD ont été effectuées avec et sans chicanes pour étudier leur effet sur le ballottement et le mélange. les résultats étaient que les chicanes n'étaient pas en mesure de supprimer substantiellement le ballottement et le mélange pétrole-gaz qui en résulte.

En fait, si elles ne sont pas placées correctement, les chicanes pourraient aggraver le court-circuit du fluide dans le séparateur. Un nouveau système de chicane a ensuite été proposé qui comprenait des tôles perforées placées stratégiquement.

NATCO Group est une entreprise qui fournit des équipements de traitement, des systèmes et des services utilisés dans la production de pétrole et de gaz.

 

ITMA Materials Technology: Simulation d'un réservoir de stockage

ITMA Materials Technology - une société espagnole qui se concentre sur la recherche appliquée et le développement dans le domaine de la science des matériaux - utilise la simulation multiphysique pour optimiser les performances des matériaux.

Une équipe d'ingénierie d'ITMA a utilisé les logiciels ANSYS CFD et ANSYS Mechanical pour effectuer l'analyse de fatigue d'un réservoir de stockage. Comme ce réservoir doit fonctionner de manière fiable en cas de changements de température extrêmes, il est essentiel d'en assurer l'intégrité structurale.

En utilisant les capacités d'intégration physique d'ANSYS Workbench, les chercheurs d'ITMA ont d'abord effectué des analyses transitoires des cycles de démarrage et d'arrêt du réservoir dans ANSYS CFX, puis transféré les distributions de température à ANSYS Mechanical.

 

L'Optimisation des réformateurs de carburant

Les réformateurs de combustible et les fours de craquage contiennent une chambre de combustion dans laquelle la chaleur est générée par des brûleurs. Cette chaleur est transférée à des tubes en serpentin transportant de la vapeur de procédé.

Ces tubes doivent chauffer uniformément le flux pour que la fissuration soit efficace. Pour obtenir une efficacité maximale et éliminer les points chauds qui peuvent mener à l'encrassement et à la défaillance des tubes, les concepteurs d'équipement doivent comprendre les interactions entre la combustion en 3-D dans le four et la réaction chimique exothermique 1-D dans les tubes de procédé. 

Le logiciel ANSYS CFD utilise un modèle de canal pour simuler des réformateurs complexes et des fours de craquage en moins de temps en couplant les réactions 1-D à 3-D souhaitées dans une simulation intégrée. 

 

 

 

 

Analyse multiphysique du lancement d'équipement

La simulation précise du mouvement et du comportement des structures offshore et sous-marines pendant le lancement de l'équipement nécessite l'utilisation d'un, ensemble complet de solutions-y compris l'hydrodynamique, la mécanique des fluides et la mécanique structurelle.

Les solutions complètes d'ANSYS pour la simulation de systèmes fluide-mécanique aident les ingénieurs à comprendre et à optimiser le lancement réussi d'équipements complexes.

Récemment, les résultats d'une approche d'interaction fluide-structure utilisant les solutions ANSYS ont été démontrés sur un collecteur sous-marin de 58 tonnes métriques.

Des simulations transitoires ont été effectuées pour calculer les forces des fluides, qui à leur tour ont été utilisées pour calculer la réponse structurelle du collecteur à travers la zone d'éclaboussures.