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Type: Dissertação
Title: Estudo numérico-experimental do colapso de tubos de revestimento e produção sob tração axial e pressão externa
Author(s)/Inventor(s): Silva, Eduardo Felipe Pereira da
Advisor: Antoun Netto, Theodoro
Abstract: A redução no custo de construção de poços de petróleo pode ser alcançada com o dimensionamento adequado das colunas de revestimento e produção. O objetivo dessa dissertação é avaliar as equações de colapso para tubos OCTG propostas na norma vigente ISO 10400/API TR 5C3 para um carregamento combinado de pressão externa e tração axial. Um modelo numérico não linear baseado no método de elementos finitos foi desenvolvido no programa comercial ABAQUS para avaliação do efeito do carregamento combinado na pressão de colapso. O efeito de alguns parâmetros como magnitude da tração, razão D/t e ovalização inicial foram estudados no modelo. Além disso, testes experimentais foram realizados em escala reduzida com tubos de aço inox 316L com duas relações D/t distintas (15 e 24) para calibração do modelo numérico. Esse estudo em escala reduzida foi desenvolvido a partir do estudo em escala real com tubos de revestimento J55 para analisar o efeito de cargas trativas mais elevadas na pressão de colapso. Os resultados experimentais confirmaram que a pressão de colapso foi reduzida em 32% para tubos de relação D/t igual a 15, enquanto que para a relação D/t igual a 24, a redução foi de 13,5% para uma tração de 60% da tração de escoamento. Além disso, foi possível constatar que as equações de projeto e as equações de resistência última ao colapso apresentadas no anexo F da norma ISO 10400 obtiveram melhor desempenho na previsão de colapso do que as equações do capitulo 8 da mesma norma.
Abstract: The cost reduction of oil wells can be achieved with the proper selection of the casing and tubing. The objective of this dissertation is to evaluate the collapse equations for OCTG pipes proposed in the current standard ISO 10400 / API TR 5C3 for combined loads of external pressure and axial tension. A nonlinear numerical model based on the finite element method was developed in the commercial program ABAQUS to evaluate the effect of combined loads on collapse pressure. The effect of some parameters such as magnitude of axial tension, ratio D/t and initial ovalization were studied in the model. In addition, experimental tests were performed on a small scale with 316L stainless steel pipes with two different D/t ratios (15 and 24) for calibration of the numerical model. This small scale study was developed from the fullscale study with J55 casing tubes to analyze the effect of higher tensile loads on collapse pressure. The experimental results confirmed that the collapse pressure was reduced by 32% for pipes with a D/t ratio of 15, whereas for the D/t ratio of 24 the reduction was 13,5% with 60% of yield tension. Besides, it was possible to verify that the design equations and the ultimate collapse equations presented in Annex F of ISO 10400 obtained better performance to predict collapse pressure under combined loads when compared with the historical equations of chapter 8 of the same standard.
Keywords: Tração axial e pressão externa
Tubos de revestimento
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jul-2018
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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