Avaliação da eficiência de limpeza em bancada experimental utilizando circulação direta e reversa

• Autor(a) principal: Vieira, Tiago Augusto de Moura
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10467
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS; Perfuração de poços; Hidrodinâmica; Fluidos não-newtonianos; Fluidos newtonianos; Reologia; Engenharia mecânica; Shaft sinking; Hydrodynamics; Non-Newtonian fluids; Rheology; Rheology; Mechanical engineering

No ramo petrolífero utilizam-se duas técnicas principais de bombeio de fluido de perfuração. A circulação direta, ou convencional, consiste na injeção do fluido através da coluna de perfuração, com seu retorno pelo anular. O bombeio do fluido na circulação reversa, por sua vez, é realizado através do anular e sua saída ocorre pela coluna de perfuração. Cada técnica apresenta peculiaridades quanto à hidrodinâmica do escoamento, afetando a capacidade de remoção de cascalhos do interior do poço. Dessa forma, foi conduzido um estudo experimental a fim de comparar as técnicas de bombeio de fluido. Os parâmetros analisados foram a eficiência de limpeza e a força média exercida pelo fluido no fundo do poço. A geometria da broca foi simplificada a uma contração abrupta com razão de contração β=2,7, e o fluido de trabalho utilizado foi água. Variações na vazão de bombeio do fluido apresentaram maiores alterações na força média determinada para a circulação reversa, quando comparada à direta. Isto ocorre, pois, na circulação reversa, a perda de carga devido à presença da contração ocorre somente após o impacto do fluido. A variação na altura da contração ocasionou alterações semelhantes na força média para ambas as técnicas. Quanto à eficiência de limpeza, a circulação direta se mostrou mais eficaz com a contração mais distante do fundo da bancada. Por outro lado, detectou-se que a circulação reversa pode se equiparar à direta, em termos de remoção de partículas, ao reduzir a distância da contração ao fundo do poço. Por fim, a visualização do escoamento permitiu concluir que, ao operar em circulação direta, partículas são aprisionadas em recirculações na região da contração. No contexto de perfuração isto representa partículas sendo retrabalhadas nas arestas cortantes da broca, causando possível desgaste precoce da ferramenta. Na circulação reversa, por outro lado, as partículas não são recirculadas ao redor da contração.