[en] ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF DRY-FRICTION MODELS ON THE TORSIONAL DYNAMICS OF A DRILL STRING WITH STICK-SLIP

[pt] ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DE MODELOS DE ATRITO SECO NA DINÂMICA TORCIONAL DE COLUNAS DE PERFURAÇÃO COM STICK-SLIP

[pt] DANIEL CANTANHEDE ESTEVES ESCALHAO

[pt] ELEMENTO FINITO

[pt] DURACAO DE STICK

[pt] DINAMICA TORCIONAL

[pt] STICK-SLIP

[pt] ATRITO SECO

[en] FINITE ELEMENTS

[en] STICK DURATION

[en] TORSIONAL DYNAMIC

[en] STICK-SLIP PHENOMENON

[en] DRY FRICTION

[pt] Colunas de perfuração de poços de petróleo são estruturas esbeltas submetidas a diferentes tipos de ações dinâmicas em sua operação. O objetivo desse trabalho é modelar a dinâmica torcional de uma coluna, considerando a ação de um motor rotativo no topo da coluna e de atrito-seco entre a broca e o solo. Assim, o topo da coluna tem velocidade constante imposta pelo motor e base está sujeita a um torque devido a presenca 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 foi modelada matematicamente usando a teoria de eixos e a coluna foi discretizada utilizando elementos finitos. Programas Matlab foram desenvolvidos para simulações numéricas. Diferentes modelos de atrito foram utilizados para analisar-se sua influência na dinâmica do sistema.

[en] Oil well drill string are slender structures subjected to different dynamic actions in their operation. The objective of this work it to model the torsional dynamics of a drill string, considering the action of a rotary engine at the top of the column and dry-friction between the drill bit and the soil. In this way, the top of the column has a constant speed imposed by the motor and the base is subjected to a 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, stick and slip modes, with an abrupt transition. The column dynamics was mathematically modeled using axis theory and the column was discretized using the finite elements method. Matlab programs were developed for numerical simulations. Different friction models were used to analyze their influence on the dynamics of the system.

ROBERTA DE QUEIROZ LIMA

2022-07-11

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.59914