Modelagem numérica da interface tubulação/revestimento em poços de petróleo
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5336 |
Resumo: | Oil has become one of the greater sources of energy in the contemporary world and ensures that its extraction is done without loss of production wells and structurally reliable is essential. Cementitious coatings of oil wells are used in order to ensure structural support of the wells and corrosion protection. In these structures, the adhesion between steel and cementitious material is responsible for ensuring the mechanical and the thermodynamical efficiencies, protecting them against corrosion, preventing the escape of fluids inside and isolating the hydraulic structure against infiltrations. The push-out test is used to measure the adherence between steel and cement. In this work, the numerical simulation of steel-cement interface was carried. For reproducing the mechanical behavior of this interface, a cohesive-zone model, formulated from the perspective of Damage Mechanics, combined with Coulomb's law for friction were used. The proposed model was implemented in CAST3M software. The numerical results obtained with the proposed model were compared with experimental results of push-out tests made with three different interface conditions. The comparison between the force versus displacement curves obtained experimentally and numerically validated the proposed model. |
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Modelagem numérica da interface tubulação/revestimento em poços de petróleoNumerical simulation of tubing/coating interface in oil-wellsSimulaçãoEnsaio de arrancamentoInterfaceDanoSimulationPush-out testInterfaceDamageENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAOil has become one of the greater sources of energy in the contemporary world and ensures that its extraction is done without loss of production wells and structurally reliable is essential. Cementitious coatings of oil wells are used in order to ensure structural support of the wells and corrosion protection. In these structures, the adhesion between steel and cementitious material is responsible for ensuring the mechanical and the thermodynamical efficiencies, protecting them against corrosion, preventing the escape of fluids inside and isolating the hydraulic structure against infiltrations. The push-out test is used to measure the adherence between steel and cement. In this work, the numerical simulation of steel-cement interface was carried. For reproducing the mechanical behavior of this interface, a cohesive-zone model, formulated from the perspective of Damage Mechanics, combined with Coulomb's law for friction were used. The proposed model was implemented in CAST3M software. The numerical results obtained with the proposed model were compared with experimental results of push-out tests made with three different interface conditions. The comparison between the force versus displacement curves obtained experimentally and numerically validated the proposed model.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO petróleo tornou-se uma das principais fontes de energia do mundo contemporâneo e garantir que sua extração seja feita sem que haja perdas de produção e com poços estruturalmente confiáveis é fundamental. Os revestimentos cimentícios dos poços de petróleo são utilizados no intuito de garantir suporte estrutural aos poços e proteção contra corrosão. Nessas estruturas, a adesão entre o aço e o material cimentício é responsável por garantir a eficiência tanto do ponto de vista mecânico, garantindo suporte estrutural, quanto da estabilidade termodinâmica dos aços, protegendo-os contra a corrosão, impedindo a fuga de fluidos de seu interior e isolando hidraulicamente a estrutura contra infiltrações. O ensaio de arrancamento, também conhecido como push-out test, é utilizado no intuito de mensurar o nível de aderência entre o aço e o cimento. Neste trabalho, a simulação numérica da interface aço-cimento foi realizada. Para a reprodução do comportamento mecânico desta interface, utilizou-se um modelo de zona coesiva formulado sob a ótica da Mecânica do Dano combinado com a lei de Coulomb para o atrito. O modelo proposto foi implementado no software CAST3M. Os resultados numéricos obtidos com o modelo proposto foram comparados com resultados experimentais de ensaios de arrancamento feitos com três diferentes condições de interface: Tubo de aço limpo e seco (LS), tubo de aço borrifado com solução de NaCl em água (NaCl) e tubo de aço revestido por um cimento geopolimérico (GEO). A comparação entre as curvas força versus deslocamento, obtidas experimentalmente e numericamente, validaram o modelo proposto.Universidade Federal da ParaíbaBREngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBBarros, Silvio Romero dehttp://lattes.cnpq.br/8804324482292512Neto, José Felix da Silva2015-05-08T14:59:42Z2018-07-21T00:03:29Z2012-10-312018-07-21T00:03:29Z2012-08-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfNETO., José Felix da Silva. Modelagem numérica da interface tubulação/revestimento em poços de petróleo. 2012. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2012.https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5336porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2018-09-06T00:36:21Zoai:repositorio.ufpb.br:tede/5336Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2018-09-06T00:36:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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Oil has become one of the greater sources of energy in the contemporary world and ensures that its extraction is done without loss of production wells and structurally reliable is essential. Cementitious coatings of oil wells are used in order to ensure structural support of the wells and corrosion protection. In these structures, the adhesion between steel and cementitious material is responsible for ensuring the mechanical and the thermodynamical efficiencies, protecting them against corrosion, preventing the escape of fluids inside and isolating the hydraulic structure against infiltrations. The push-out test is used to measure the adherence between steel and cement. In this work, the numerical simulation of steel-cement interface was carried. For reproducing the mechanical behavior of this interface, a cohesive-zone model, formulated from the perspective of Damage Mechanics, combined with Coulomb's law for friction were used. The proposed model was implemented in CAST3M software. The numerical results obtained with the proposed model were compared with experimental results of push-out tests made with three different interface conditions. The comparison between the force versus displacement curves obtained experimentally and numerically validated the proposed model. |
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