Influência de parâmetros fotogramétricos na inspeção tridimensional externa de risers flexíveis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2019.Um dos componentes importantes durante a exploração de petróleo, desde a abertura do poço até o seu fechamento, é o riser. Estes são tubos com diversas camadas que podem ser rígidos ou flexíveis e têm como uma das principais funções trazer insumos do poço de petróleo até a plataforma. Na região emersa, devido às cargas de trabalho e a exposição ao tempo, podem sofrer atritos, amassamentos, torções, dobramentos e corrosão. Inspeções programadas são realizadas por escaladores industriais de forma a garantir sua integridade, correto funcionamento e prevenir problemas que ponham em risco sua estrutura e o meio ambiente. Alguns problemas desse modo de inspeção são: o alto custo, a periculosidade a qual o operador está exposto, a alta demanda de tempo para realizar a inspeção e a dependência da subjetividade de quem realiza a tarefa. Atualmente tem-se utilizado Remotely Piloted Aircraft System (RPAS) equipado com uma câmera para realizar a inspeção visual deste componente. Para realizar a medição quantitativa dos risers com RPAS, pode-se utilizar a fotogrametria, uma técnica óptica de medição sem contato capaz de reconstruir tridimensionalmente uma cena através da aquisição e processamento de múltiplas imagens de um mesmo objeto obtidas de posições distintas. Com isso, pode-se reduzir muito ou até mesmo eliminar a necessidade da escalada industrial, sendo que a inspeção de risers com o uso de RPAS é muito mais ágil, de menor custo e baixo risco. Na fotogrametria, a obtenção de uma medição de qualidade é dependente de diversos fatores relacionados a aquisição das imagens, incluindo a resolução da câmera, heterogeneidade da textura da superfície, sobreposição das imagens e variação de posicionamento de aquisição das imagens. Para avaliação destas variáveis, foram realizados ensaios em laboratório utilizando tubos que simulam risers, visando comparar com um sistema comercial e estabelecer um procedimento otimizado de aplicação da técnica de fotogrametria em reconstrução de risers. Com os resultados obtidos foi possível observar a viabilidade do uso de fotogrametria para reconstrução tridimensional de risers, facilitando a utilização da técnica em campo futuramente.Abstract: One of the main components of petroleum exploration, from well drilling to shut down, is the riser. Consisting of pipes, rigid or flexible, with several layers, the riser serves to conduct feedstock from inside the well up to the platform. In its surface section, friction, torsion, bending and corrosion are common due to weather exposure and work wear. Planned inspections are performed by industrial climbers in order to maintain its workability, physical integrity and avoid structural or environmental disasters. However, being costly and highly time consuming, the rising concerns about the safety of the climbers and the human subjectivity of the assessment are some of the main problems of the method. In present day, Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS), equipped with cameras, are being used to perform visual assessment of the risers. The geometric measurement can be done via photogrammetry, an optical technique that allows the tridimensional reconstruction of an object by combining multiple images, from several positions, of said object. With that technique, it is possible to reduce, or eliminate, the need of industrial climbing, since riser inspection via RPAS is faster, cheaper and safer. In photogrammetry, the quality of the assessment is highly subordinated of factors linked to image acquisition ? such as camera resolution, heterogeneity of surface texture, image overlay and the positioning used to capture the images. In order to test these variables, experiments were designed in which pipes simulating risers were used to compare a commercial system to the technique developed in this paper and to define an optimized procedure suitable to riser reconstruction. From the results it is possible to confirm the viability of using photogrammetry in tridimensional reconstruction of risers