Análise de riser através de uma formulação de parâmetros concentrados

Autor: Carbajal Penadillo, Jaime, 1985
Přispěvatelé: Pavanello, Renato, 1959, Meirelles, Pablo Siqueira, Barros, Pérsio Leister de Almeida, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
DOI: 10.47749/t/unicamp.2016.968605
Popis: Orientador: Renato Pavanello Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: O objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para análise estática não linear de risers, usados na exploração de petróleo em águas profundas. A explotação de petróleo no mar, principalmente para os casos de lâminas d¿água superiores a 2000 m, apresenta inúmeras dificuldades, dentre as quais destacam-se as dificuldades associadas ao transporte do óleo e do gás durante a etapa de produção. Essas tarefas são realizadas geralmente, por dutos ascendentes, que podem chegar a comprimentos da ordem de alguns quilômetros, com geometrias irregulares e carregamentos dinâmicos extremamente agressivos. Esses dutos são denominados em geral como risers. Um dos pontos críticos desse projeto, refere-se à região de toque do riser no solo marinho, onde há uma rápida varição de sua curvatura, gerando esforços adicionais que comprometem a vida em fadiga destes equipamentos. Neste trabalho uma abordagem do modelo de parâmetros concentrados é implementada para análise estática não linear dos risers, no qual é considerado o efeito do peso próprio, do empuxo e da interação com o solo. Para a análise estática utiliza-se a estratégia de controle por carregamento e um critério de convergência baseado na norma do resíduo do problema incremental. Para descrição da interação do solo com o riser serão usados os modelos de Winkler e Filonenko-Borodich, através de uma modelagem com rigidez distribuída equivalentemente. O problema de contato com o solo é tratado usando-se método da penalidade. Os casos de riser em catenária e riser transferência foram estudados para diferentes parâmetros e modelos Abstract: The aim of this work is the development of a computational tool for nonlinear static analysis for risers, which are used in oil exploration in deep waters. The oil exploitation at sea, especially for cases of water depths greater than 2000 m, presents many difficulties. Among others, we highlight the difficulties associated with the transport of oil and gas during the production stage. These tasks are usually performed by ascending pipelines, which can reach lengths of the order of a few kilometers, with irregular geometries and extremely aggressive dynamic loads. These pipelines are referred to generally as risers. One of the critical points of this project refers to the riser region in contact with the sea floor, where there is a rapid variation of its curvature, generating additional efforts that compromise the fatigue life of this equipment. In this work an approach of the concentrated parameters model is implemented for non-linear static analysis of the risers, considering the effect of self-weight, buoyancy and the interaction with the sea floor. For static analysis, a control strategy for loading is used and a convergence criterion based on the norm of the residue of the incremental problem is adopted. For a description of soil interaction with the riser, Winkler and Filonenko-Borodich models are used through modeling with equivalently distributed stiffness. The riser soil contact problem is formulated using penalty the method. Catenary and transfer risers were studied for different parameters and models Mestrado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Mestre em Engenharia Mecânica Funcamp 4801
Databáze: OpenAIRE
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