Tese e Dissertação

Tese: Caracterização das forças e do amortecimento viscoso agindo sobre as linhas de controle de completação inteligente

Aluno(a) : Thiago Handerson Torres Eduardo
Orientador(a): Angela Nieckele e Arthur Braga
Área de Concentração: Termociências
Data: 10/05/2022
Link para tese/dissertação: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.61000

Resumo: Diante dos cenários produção cada vez mais desafiadores, a indústria de petróleo tem sido forçada a expandir os limites operacionais para vazões, temperaturas e pressões mais elevadas. Como consequência, cenários mais rigorosos são encontrados, levando a redução da vida útil dos equipamentos atuais, como por exemplo, a falha prematura por fadiga de linhas de controle de poços com completação inteligente. Estas linhas, encontram-se expostas ao escoamento turbulento na região anular da coluna de produção, causando vibrações e tensões suficientemente altas, podendo levar a uma falha prematura das linhas por fadiga. Para prevenir estes problemas, e desenvolver projetos mais eficientes é necessário investigar os fenômenos associados a interação da vibração da linha com os desprendimentos de vórtices do escoamento. Estes foram modelados utilizando-se a metodologia DES (Detached Eddy Simulation), o que requer alto custo computacional, devido a necessidade de utilização de pequenos passos de tempo e de espaçamento de malha.. Buscando reduzir o custo computacional para a modelagem do problema, propõe-se neste trabalho tratar de forma desacoplada a análise estrutural e de fluido-dinâmica. As forças atuantes nas linhas de controle no espaço anular do poço de completação são obtidas desprezando-se a flexibilidade das linhas. Paralelamente, o fator de amortecimento crítico, necessário para a análise estrutural da vibração da linha, é obtido através de uma simulação Fluido-Estrutura de um escoamento cruzado a um cilindro elástico. Os resultados obtidos mostram que a presente metodologia é promissora, permitindo uma melhor representação dos fenômenos envolvidos, do que os procedimentos atualmente disponíveis na literatura.