[pt] ANÁLISE TORCIONAL DE COLUNAS DE PERFURAÇÃO COM STICK SLIP

[en] TORSIONAL ANALYSIS OF DRILL-STRINGS WITH STICK SLIP

[pt] FILIPE DE CASTRO PESSOA

[pt] ELEMENTO FINITO

[pt] EIXO CIRCULAR

[pt] STICK SLIP

[pt] VIBRACOES TORCIONAIS

[pt] COLUNA DE PERFURACAO

[en] FINITE ELEMENTS

[en] CIRCULAR SHAFT

[en] STICK SLIP

[en] TORSIONAL VIBRATIONS

[en] OILWELL DRILLSTRING

[pt] Durante as operações de perfuração de um poço de petróleo, colunas de perfuração são submetidas a ações dinâmicas, sofrendo assim vibrações. Tais vibrações quando não controladas podem ocasionar desde uma fadiga precoce do material, danos em brocas ou mesmo a quebra das colunas. Fenômenos como Bit Bounce, Stick-Slip e Forward/Backward Whril, que advém das vibrações axiais, torcionais e laterais respectivamente, são motivos de vários estudos. Neste trabalho será feita uma análise da dinâmica de torção de uma coluna de perfuração vertical considerando atrito seco entre a broca e solo. Será considerado que o topo da coluna tem velocidade constante imposta por um motor e base está sujeita a um torque devido a presença do atrito-seco. Por causa desse atrito, o movimento resultante da coluna pode ser caracterizado por dois modos qualitativamente diferentes, os modos stick e slip, com uma transição abrupta. A dinâmica da coluna será modelada matematicamente usando a teoria de eixos para então ser discretizada por elementos finitos e programas Matlab serão desenvolvidos para simulações numéricas.

[en] During the drilling operations of an oil well, drilling columns are subjected to dynamic actions, thus suffering vibrations. Such vibrations when uncontrolled can cause early fatigue of the material, damage to drills or even the breaking of the column. Phenomena such as Bit Bounce, Stick-Slip and Forward / Backward Whril, which arise from axial, torsional and lateral vibrations respectively, are the subject of several studies. This work analyzes the torsional dynamics of a vertical drilling column considering dry friction between the drill and the soil. It is considered that the top of the column has a constant speed imposed by an engine and the base is subject to torque due to the presence of dry friction. Because of this friction, the resulting movement of the column can be characterized by two qualitatively different modes, the stick mode and the slip mode, with an abrupt transition. The dynamics of the column is modeled using the axis theory to then be discretized by finite elements. Matlab programs were developed for numerical simulations.

ROBERTA DE QUEIROZ LIMA

2020-12-30

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51088@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51088