Investigação dos impactos da energização com ar e água em dispositivos de vedação metal-metal na indústria petrolífera

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Alle, Lilian Samira da Rocha
• Orientador(a): Reguly, Afonso
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Vedadores; Indústria do petróleo; Aplicação de carga; Tensão residual : Medição
• Palavras-chave em Inglês: USA; Energization; Subsea wellhead systems; Residual stresses; Wickers
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/274113

Este trabalho investigou os impactos da ativação de dispositivos de vedação metal-metal utilizados na indústria petrolífera em diferentes meios (ar e água). Estes dispositivos são conhecidos como Conjuntos de Vedação Universal (CVU), e o processo de ativação deste é chamado de energização. Neste contexto, realizou-se uma avaliação da influência do meio no processo de energização, nas cargas suportadas durante os ensaios que simulam condições reais de sistema cabeças de poço e nas tensões residuais destas amostras. Para isso, foram realizadas montagens em uma bancada de ensaio, com o intuito de simular condições reais de sistemas de cabeça de poço submarino. Realizou-se a ativação das vedações metal-metal e testes de carregamento. Por fim, foram realizadas análises das tensões residuais destes conjuntos de vedação metálica através da difração de raios X. Os resultados mostraram que amostras energizadas com água demandam uma força 33% maior para completar a energização em comparação às amostras energizadas ao ar, devido à diferença na compressibilidade destes fluidos. A geometria das amostras também influenciou nos resultados de energização, sendo que amostras energizadas na banda inferior dos wickers apresentaram valor de força 30% maior em comparação às amostras energizadas na banda superior. Isso ocorre pelo fato de as amostras energizadas na banda inferior apresentarem maior espessura do anel de energização. No carregamento, a energização com ar resultou em maior capacidade de carga (20%) em relação às amostras energizadas com água, devido ao maior cravamento dos wickers nos CVUs. Em relação à geometria, as amostras energizadas na banda inferior suportaram cargas 8% maiores que as amostras energizadas na banda superior. A análise das tensões residuais revelou que a amostra energizada com água apresentou tensões compressivas 92% maiores que a amostra energizada com ar e que a amostra energizada na banda inferior apresentou tensões residuais compressivas 30% maiores quando comparada à amostra energizada na banda superior.