Análise experimental do arrasto em colunas de perfuração parcialmente imersas em leito de cascalhos

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Peliano, Saul Vieira
• Orientador(a): Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro
• Banca de defesa: Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro, Germer, Eduardo Matos, Vargas, José Viriato Coelho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Arrasto (Aerodinâmica); Poços de petróleo - Perfuração; Perfuração direcional; Escoamento; Engenharia mecânica; Drag (Aerodynamics); Oil well drilling; Directional drilling; Runoff; Mechanical engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4176

O presente trabalho tem por objetivo avaliar experimentalmente a força de arrasto sobre uma coluna de perfuração, enquanto esta se movimenta ao longo de um poço horizontal parcialmente preenchido por um leito de cascalhos. Para isto, foi construída uma unidade experimental que reproduz um poço horizontal e suas características essenciais. Além disso, o aparato permite movimentar axialmente a réplica da coluna de perfuração ao longo do poço e monitorar a força de tração aplicada à coluna durante o deslocamento. Dessa forma, foi avaliada a sensibilidade da força de arrasto diante da variação de três parâmetros intrínsecos ao problema: a altura do leito de cascalhos, a área transversal da broca e a velocidade de translação da coluna. Os resultados indicaram que a elevação da altura do leito de cascalhos corresponde ao aumento da força de arrasto devido a dois fatores: o aumento da área de contato entre a coluna e o leito; e, a elevação do comprimento do plugue de cascalhos formado. A combinação destes dois fatores representou um aumento máximo de 267 % na força de arrasto para um incremento de 80 % na altura do leito. O aumento da área transversal da broca também significou o aumento da força de arrasto em decorrência da elevação do comprimento do plugue e, para alguns casos, ocasionou o aprisionamento da coluna. Por fim, o aumento da velocidade de translação da coluna culminou na redução do comprimento do plugue para todos os casos analisados, o que representou uma redução de até 53 % da força de arrasto. No entanto, em alguns testes a redução do comprimento do plugue não significou o decréscimo da força de arrasto.