Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silveira, Jeniffer Cristina
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21476
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2017.75
Resumo: The mixture formed by drilling fluid and gravels returning from the oil well characterizes the residue from the well drilling operation. For the proper disposal of this residue a solid control system is necessary in drilling probes, in order to remove solids from the mixture. In contrast, the maximum possible recovery of the fluid is obtained. Vibrating screens are the first equipment of the solids separation system. They are designed to process all surrounding volume of the blend. It is characterized by the separation of coarse solids, preventing the passage of material with a size larger than the aperture of the screen. The characteristics and particularities of the sifting operation make the modeling of this process challenging. In this dissertation the gravel sieving is modeled using the method of discrete elements (DEM). The method counts the influence of different factors on the dynamics of each particle. The gravel is represented by the approximation with spherical particles. The material used to describe the particles was the marble, rock composed of the main minerals found in drilling gravels of national soils (calcite, quartz and dolomite). The sieve basket is described by particles of infinite mass and radius and the screen is modeled as a perforated contour. DEM accounts for the forces acting on the particles decomposed into normal and tangential components. To describe the force due to the contact was used the Hertz nonlinear model for the normal component and the Lee and Herrmann linear model for the tangential component. The simulated results consider the particle size distribution, the sieve inclination and the vibration direction angle and represent the behavior of the solid with a good approximation, which may aid in the improvement of the sieve design and optimization of the operation.
id UFU_87380bad7ef097b2993850f401adc20d
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/21476
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretosSimulation of solid particle trajectory in sieves through the discrete elements methodCascalho de perfuraçãoPeneiras vibratóriasModelagem matemáticaMétodo dos elementos discretosDrilling gravelVibrating screenMathematical modelingDiscrete element methodCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICAThe mixture formed by drilling fluid and gravels returning from the oil well characterizes the residue from the well drilling operation. For the proper disposal of this residue a solid control system is necessary in drilling probes, in order to remove solids from the mixture. In contrast, the maximum possible recovery of the fluid is obtained. Vibrating screens are the first equipment of the solids separation system. They are designed to process all surrounding volume of the blend. It is characterized by the separation of coarse solids, preventing the passage of material with a size larger than the aperture of the screen. The characteristics and particularities of the sifting operation make the modeling of this process challenging. In this dissertation the gravel sieving is modeled using the method of discrete elements (DEM). The method counts the influence of different factors on the dynamics of each particle. The gravel is represented by the approximation with spherical particles. The material used to describe the particles was the marble, rock composed of the main minerals found in drilling gravels of national soils (calcite, quartz and dolomite). The sieve basket is described by particles of infinite mass and radius and the screen is modeled as a perforated contour. DEM accounts for the forces acting on the particles decomposed into normal and tangential components. To describe the force due to the contact was used the Hertz nonlinear model for the normal component and the Lee and Herrmann linear model for the tangential component. The simulated results consider the particle size distribution, the sieve inclination and the vibration direction angle and represent the behavior of the solid with a good approximation, which may aid in the improvement of the sieve design and optimization of the operation.FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisDissertação (Mestrado)A mistura formada por fluido de perfuração e cascalhos que retorna do poço do petróleo caracteriza o resíduo da operação de perfuração de poços. Para o adequado descarte deste resíduo é necessário um sistema de controle de sólidos em sondas de perfuração, com a finalidade de remover os sólidos da mistura. Em contrapartida, tem-se a máxima recuperação possível do fluido. As peneiras vibratórias constituem o primeiro equipamento do sistema de separação de sólidos e são projetadas para processar todo o volume circundante da mistura. Caracterizam-se pela separação de sólidos grosseiros, impedindo a passagem de material com tamanho superior à abertura da tela. As características e as particularidades da operação de peneiramento tornam a modelagem deste processo desafiadora. Nesta dissertação o peneiramento de cascalho é modelado empregando-se o método de elementos discretos (DEM). Cada partícula que constituiu o material granular é modelada individualmente. O método contabiliza a influência de diferentes fatores sobre a dinâmica de cada partícula. O cascalho é representado pela aproximação com partículas esféricas. O material empregado para descrever as partículas foi o mármore, rocha em cuja composição estão presentes os principais minerais encontrados em cascalhos de perfuração de solos nacionais (calcita, quartzo e dolomita). O cesto da peneira é descrito por partículas de massa e raio infinitos e a tela é modelada como um contorno perfurado. O DEM contabiliza as forças atuantes nas partículas decompostas em componentes normal e tangencial. Para descrever a força devido ao contato empregou-se o modelo não linear de Hertz para a componente normal e o modelo linear de Lee e Herrmann para a componente tangencial. Os resultados simulados consideram a distribuição do tamanho de partículas, a inclinação da peneira e o ângulo de direção de vibração e representam o comportamento do sólido com boa aproximação, podendo auxiliar na melhoria do projeto da peneira e na otimização da operação.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaLopes, Luís Cláudio Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/9971842873202479Murata, Valéria Vianahttp://lattes.cnpq.br/8907507689510108Duarte, Cláuido RobertoSilva, Jader Conceição daSouza, Davi Leonardo daSá, Carlos Henrique MarquesSilveira, Jeniffer Cristina2018-06-05T18:11:43Z2018-06-05T18:11:43Z2017-07-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVEIRA, Jeniffer Cristina. SIMULAÇÃO DA TRAJETÓRIA DE PARTÍCULAS SÓLIDAS EM PENEIRAS ATRAVÉS DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS. 2017. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. Programa de Pósgraduação em Engenharia Química.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21476http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2017.75porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2018-06-05T18:11:44Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/21476Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2018-06-05T18:11:44Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
Simulation of solid particle trajectory in sieves through the discrete elements method
title Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
spellingShingle Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
Silveira, Jeniffer Cristina
Cascalho de perfuração
Peneiras vibratórias
Modelagem matemática
Método dos elementos discretos
Drilling gravel
Vibrating screen
Mathematical modeling
Discrete element method
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
title_short Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
title_full Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
title_fullStr Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
title_full_unstemmed Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
title_sort Simulação da trajetória de partículas sólidas em peneiras através do método dos elementos discretos
author Silveira, Jeniffer Cristina
author_facet Silveira, Jeniffer Cristina
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lopes, Luís Cláudio Oliveira
http://lattes.cnpq.br/9971842873202479
Murata, Valéria Viana
http://lattes.cnpq.br/8907507689510108
Duarte, Cláuido Roberto
Silva, Jader Conceição da
Souza, Davi Leonardo da
Sá, Carlos Henrique Marques
dc.contributor.author.fl_str_mv Silveira, Jeniffer Cristina
dc.subject.por.fl_str_mv Cascalho de perfuração
Peneiras vibratórias
Modelagem matemática
Método dos elementos discretos
Drilling gravel
Vibrating screen
Mathematical modeling
Discrete element method
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
topic Cascalho de perfuração
Peneiras vibratórias
Modelagem matemática
Método dos elementos discretos
Drilling gravel
Vibrating screen
Mathematical modeling
Discrete element method
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
description The mixture formed by drilling fluid and gravels returning from the oil well characterizes the residue from the well drilling operation. For the proper disposal of this residue a solid control system is necessary in drilling probes, in order to remove solids from the mixture. In contrast, the maximum possible recovery of the fluid is obtained. Vibrating screens are the first equipment of the solids separation system. They are designed to process all surrounding volume of the blend. It is characterized by the separation of coarse solids, preventing the passage of material with a size larger than the aperture of the screen. The characteristics and particularities of the sifting operation make the modeling of this process challenging. In this dissertation the gravel sieving is modeled using the method of discrete elements (DEM). The method counts the influence of different factors on the dynamics of each particle. The gravel is represented by the approximation with spherical particles. The material used to describe the particles was the marble, rock composed of the main minerals found in drilling gravels of national soils (calcite, quartz and dolomite). The sieve basket is described by particles of infinite mass and radius and the screen is modeled as a perforated contour. DEM accounts for the forces acting on the particles decomposed into normal and tangential components. To describe the force due to the contact was used the Hertz nonlinear model for the normal component and the Lee and Herrmann linear model for the tangential component. The simulated results consider the particle size distribution, the sieve inclination and the vibration direction angle and represent the behavior of the solid with a good approximation, which may aid in the improvement of the sieve design and optimization of the operation.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-07-31
2018-06-05T18:11:43Z
2018-06-05T18:11:43Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVEIRA, Jeniffer Cristina. SIMULAÇÃO DA TRAJETÓRIA DE PARTÍCULAS SÓLIDAS EM PENEIRAS ATRAVÉS DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS. 2017. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. Programa de Pósgraduação em Engenharia Química.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21476
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2017.75
identifier_str_mv SILVEIRA, Jeniffer Cristina. SIMULAÇÃO DA TRAJETÓRIA DE PARTÍCULAS SÓLIDAS EM PENEIRAS ATRAVÉS DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS. 2017. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. Programa de Pósgraduação em Engenharia Química.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21476
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2017.75
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1805569662886346752