Tese: Robótica Probabilística Aplicada a uma Unidade Autônoma para Intervenções em Poços de Petróleo
Aluno(a) : Hugo Francisco Lisboa SantosOrientador(a): Marco A. Meggiolaro
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 28/03/2016
Resumo: Poços de petróleo não conseguem operar de forma ininterrupta por décadas. Eventualmente, eles acabam precisando de manutenção. Para tal, são utilizadas sondas cujo custo diário varia de US$ 260 a US$ 520 mil, em ambiente offshore. A presente dissertação avalia a possibilidade de utilizar um robô autônomo para a realização de algumas dessas operações. É proposta uma configuração para o robô, são realizadas modelagens analíticas e numéricas e é construída uma versão simplificada. Os modelos são então validados com dados de campo e experimentalmente. Uma das partes mais desafiadoras desse trabalho é o desenvolvimento de um sistema confiável de localização. Normalmente, a localização no interior de poços é realizada com a utilização de cabos ou de tubos de aço. Como o robô proposto não está conectado a um cabo, é necessária uma alternativa. Uma possível solução é explorada, baseada na fusão de dois sensores: um encoder e um sensor magnético. Para essa fusão, diversas técnicas probabilísticas e não-probabilísticas são consideradas. É analisada a utilização do Filtro de Kalman, do Seguimento Multi-Hipótese, do Filtro por Histograma e do Filtro de Partículas. O Filtro Histograma apresentou o melhor desempenho nesta aplicação, com erro máximo inferior a 10 m em deslocamentos de mais de 1.000 m, ou 1%. Com isso, conclui-se que é possível utilizar um robô autônomo para a realização daquelas operações de manutenção nos poços e que esses robôs são capazes de determinar sua localização com precisão aceitável.