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Título: Projeto de aparato experimental para avaliação de pressões e vazões no reinício de escoamento de fluidos de perfuração
Autor(es): Mitishita, Rodrigo Seiji
Orientador(es): Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro
Palavras-chave: Dinâmica dos fluidos
Escoamento
Plataformas de perfuração
Fluid dynamics
Runoff
Drilling platforms
Data do documento: 6-Fev-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: MITISHITA, Rodrigo Seiji. Projeto de aparato experimental para avaliação de pressões e vazões no reinício de escoamento de fluidos de perfuração. 2015. 89 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
Resumo: A gelificação de fluidos de perfuração é uma característica desejável quando há paradas no processo de perfuração, porque o fluido gelificado evita a precipitação de cascalhos provenientes da perfuração da rocha. No entanto, quando se deseja reiniciar o escoamento do fluido, a pressão da bomba deve ser mais alta que as pressões usuais de operação, para que ocorra a quebra do gel. A etapa de reinício de escoamento gera, portanto, um pico na pressão do fluido, mas há a possibilidade de que estas elevadas pressões necessárias para o reinício do escoamento podem danificar a estrutura do poço. Além disso, como a janela de pressões de operação seguras no fundo do poço é muito estreita, o problema dos picos de pressão se intensifica em grandes profundidades. Neste trabalho é projetado e construído um aparato experimental para avaliar as pressões e vazões no reinício do escoamento de fluidos de perfuração, e com isso, medir e avaliar a intensidade dos picos de pressão. A revisão bibliográfica do presente trabalho foca nos principais trabalhos sobre simulações numéricas de reinício de escoamento de fluidos tixotrópicos. A base do projeto do presente trabalho foi a bancada experimental de Leôncio (2011). Após a revisão, foi proposta uma metodologia para a elaboração do projeto da bancada experimental, com os principais requisitos e restrições do projeto. A etapa seguinte apresentada é a seleção de componentes e construção do aparato. Por fim, os procedimentos de testes e calibração da bancada, procedimento experimental para ensaios futuros e conclusões são detalhados, e recomendações para trabalhos futuros são propostas.
Abstract: The gelation of drilling fluids is a desirable phenomenon in the drilling process, because the gellified fluid prevents the deposition of cuttings from the well structure. However, when the drilling fluid flow is restarted, the pump pressure must be higher than the usual operation pressures so that the gel breaking can occur. Therefore, the flow restart generates a fluid pressure peak, but there is a possibility that these high pressures are higher than the formation fracture pressure, resulting in structural damage on the borehole walls. Moreover, the safe operating pressure window at the bottom of the wall is very narrow, intensifying the problem in great oceanic depths. In this work, an experimental apparatus for the evaluation of pressures and flow rates at drilling flow start-up is designed and built. The device will be used to evaluate the pressure peaks at the drilling fluid flow restart. The revision of previous research focuses on the main published works about thixotropic fluids. The basis for the present work is the experimental test bench built by Leôncio (2011). After the revision, a design methodology for the experimental apparatus was proposed, along with the main project goals and restrictions. In the next stage, the equipment selection and the construction details of the apparatus are presented. Finally, calibration procedures, experimental procedure for future tests and conclusions are detailed, and recommendations for future research are proposed.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6601
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