Avaliação da perda de carga e do fator de atrito no escoamento de fluidos de perfuração em geometrias circular e anulares concêntricos
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Data de Publicação: | 2008 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ |
Texto Completo: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13449 |
Resumo: | A constante busca por novas tecnologias nos processos de perfuração de poços de petróleo tem incentivado a pesquisa e o desenvolvimento de fluidos de perfuração, bem como o próprio estudo do escoamento destes, principalmente no que se refere à perda de carga ocasionada pelas distintas geometrias presentes. Dentro deste contexto, avaliou-se neste trabalho a perda de carga e o fator de atrito no escoamento dos fluidos de perfuração A, B e C em dutos circular e anulares concêntricos, que simulam àqueles existentes em um sistema real. Os dados foram obtidos em uma unidade piloto constituída de um sistema operando em circuito fechado de 6 metros de extensão horizontal composto de tubos de ferro galvanizado, dispostos em três linhas paralelas de escoamento independentes que permitiam a avaliação da perda de carga ocasionada em um tubo circular de 1 de diâmetro e em duas razões de anulares concêntricos (ânulo formado pelos tubos de 2 e ¾ , e 1 ¼ e ½ ). O sistema era composto de um tanque com capacidade de 500 litros, dotado de um agitador mecânico de 3HP, conectado a uma bomba de deslocamento positivo do tipo helicoidal de 25 HP, operando com vazões de até 20 m3/h. A unidade piloto foi instrumentada com um conjunto de três transdutores de pressão, objetivando uma ampla faixa de dados experimentais referentes a perda de pressão. A vazão volumétrica foi determinada por técnica gravimétrica e a reologia do fluido foi avaliada com o auxílio de um viscosímetro FANN, modelo 35A. Os dados de perda de carga e fator de atrito experimental ocasionados pelas geometrias descritas foram obtidos para a água e para os fluidos A, B e C. Os modelos reológicos foram power-law e Casson, objetivando avaliar as correlações de diâmetro hidráulico e fator de atrito, para os regimes laminar e turbulento. Com base nos dados experimentais de fator de atrito e perda de carga, foram avaliadas correlações da literatura. |
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Gonçalves, Rafael Simões AzeredoScheid, Cláudia Míriam023.546.317-58http://lattes.cnpq.br/7777291180260276Calçada, Luís Américo082.908.828-82http://lattes.cnpq.br/5259178085279570090.395.147-982023-12-22T02:46:52Z2023-12-22T02:46:52Z2008-10-31GONÇALVES, Rafael Simões Azeredo. Avaliação da perda de carga e do fator de atrito no escoamento de fluidos de perfuração em geometrias circular e anulares concêntricos. 2008. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica - RJ, 2008.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13449A constante busca por novas tecnologias nos processos de perfuração de poços de petróleo tem incentivado a pesquisa e o desenvolvimento de fluidos de perfuração, bem como o próprio estudo do escoamento destes, principalmente no que se refere à perda de carga ocasionada pelas distintas geometrias presentes. Dentro deste contexto, avaliou-se neste trabalho a perda de carga e o fator de atrito no escoamento dos fluidos de perfuração A, B e C em dutos circular e anulares concêntricos, que simulam àqueles existentes em um sistema real. Os dados foram obtidos em uma unidade piloto constituída de um sistema operando em circuito fechado de 6 metros de extensão horizontal composto de tubos de ferro galvanizado, dispostos em três linhas paralelas de escoamento independentes que permitiam a avaliação da perda de carga ocasionada em um tubo circular de 1 de diâmetro e em duas razões de anulares concêntricos (ânulo formado pelos tubos de 2 e ¾ , e 1 ¼ e ½ ). O sistema era composto de um tanque com capacidade de 500 litros, dotado de um agitador mecânico de 3HP, conectado a uma bomba de deslocamento positivo do tipo helicoidal de 25 HP, operando com vazões de até 20 m3/h. A unidade piloto foi instrumentada com um conjunto de três transdutores de pressão, objetivando uma ampla faixa de dados experimentais referentes a perda de pressão. A vazão volumétrica foi determinada por técnica gravimétrica e a reologia do fluido foi avaliada com o auxílio de um viscosímetro FANN, modelo 35A. Os dados de perda de carga e fator de atrito experimental ocasionados pelas geometrias descritas foram obtidos para a água e para os fluidos A, B e C. Os modelos reológicos foram power-law e Casson, objetivando avaliar as correlações de diâmetro hidráulico e fator de atrito, para os regimes laminar e turbulento. Com base nos dados experimentais de fator de atrito e perda de carga, foram avaliadas correlações da literatura.The constant search for new technologies of drilling oil wells has reinforced the research and development of drilling fluids and the specific study of their disposal, particularly with regard to the load loss caused by the different geometries. Within this context, this study focused on the load loss and friction factor in the disposal of the drilling fluids A, B and C in circular and concentric annular pipelines, simulating a real system. The data were obtained in a pilot plant consisting of a system operating in a closed circuit of 6 m long horizontal tubes of galvanized iron, arranged in three independent parallel flow lines, which allowed the evaluation of load loss in a circular tube of 1 " diameter and two ratios of concentric rings (annular tubes consisting of 2" and ¾ "and 1 ¼" and ½ "). The system consisted of a 500 l tank with a mechanical stirrer (3HP), coupled with a positive displacement pump with a helical rotor (25HP), operating at flow rates of up to 20 m3/h. The pilot plant was equipped with a set of three pressure transducers, to collect a wide range of experimental data recording the pressure loss. The flow volume was determined by a gravimetric technique and the fluid rheology was measured by a FANN viscometer, model 35A. Data of load loss and friction factor in relation to the above experimental geometries were recorded for water and the fluids A, B e C. The rheological models power-law and Casson were used to evaluate the correlations of hydraulic diameter and friction factor for laminar and turbulent regimes. Correlations proposed in the literature were evaluated, based on the experimental data of friction factor and loss.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRRJBrasilInstituto de Tecnologiacorrelaçõesmodelo reológicofluidos de perfuraçãocorrelationrheological modeldrilling fluidsEngenharia QuímicaAvaliação da perda de carga e do fator de atrito no escoamento de fluidos de perfuração em geometrias circular e anulares concêntricosLoad loss and friction factor in the disposal of drilling fluids in circular geometry and concentric ringsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://tede.ufrrj.br/retrieve/13659/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/18214/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/24500/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/30895/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/37293/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/43645/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/50047/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/56468/2008%20-%20Rafael%20Sim%c3%b5es%20Azeredo%20Gon%c3%a7alves.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/jspui/handle/tede/351Made available in DSpace on 2016-04-26T19:51:54Z (GMT). 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