Avaliação experimental do reinício de escoamento de fluidos dependentes do tempo em tubulações

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Autor(es): dc.contributorNegrão, Cezar Otaviano Ribeiro-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4344790398205987-
Autor(es): dc.contributorNegrão, Cezar Otaviano Ribeiro-
Autor(es): dc.contributorFranco, Admilson Teixeira-
Autor(es): dc.contributorNaccache, Mônica Feijó-
Autor(es): dc.creatorPereira, Lucas Garcia-
Data de aceite: dc.date.accessioned2022-02-21T22:15:08Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2022-02-21T22:15:08Z-
Data de envio: dc.date.issued2019-07-18-
Data de envio: dc.date.issued2019-07-18-
Data de envio: dc.date.issued2019-01-11-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4186-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/671038-
Descrição: dc.descriptionDuring the production of oil in deep and ultra deep waters, petroleum with high paraffin content may, through heat transfer with the ocean bed, cool at low temperatures and form a gel structure with non-Newtonian characteristics. To restart the flow of the gelled fluid, pressures higher than usual are required, which can lead to overestimating of the underwater pipelines. According to the literature, the properties of this gel are highly dependent on the thermal and shear history, and the pressures at the restart of flow are influenced mainly by the viscous dissipation, compressibility, yield stress and temporal dependence of the properties of the gelled material. In order to simplify the studied problem, the objective of this work is to evaluate experimentally the effects of viscosity, viscoplasticity and temporal dependence on the intensity and development of the pressure of time dependent fluids in pipelines. For this purpose, solutions of glycerine, Carbopol® and Laponite®, are studied, allowing the comparison of each effect separately. The experimental tests are performed by an experimental apparatus, composed of a long helical pipe inserted in a thermally insulated chamber. The apparatus has also cooling and heating systems, as well as devices for data control and acquisition. This study covers the materials flow curves, flow startup with flow rate imposition, flow startup with pressure imposition and the imposition of flow rate steps. For glycerin results, it was noticed that at beginning of the experiments, the flow rate at the end of the pipeline starts to increase with the presence of a uniform pressure gradient, which increases until reaching steady state. The internal pressure for viscoplastic fluids had a delayed response to the increase in the inlet pressure, such that the uniform pressure gradient is observed only when the pressures are close to the steady state values. For the thixotropic material, it was verified that the uniform pressure gradient is established only after the pressure overshoot, coinciding with the flow startup. The results obtained with the experimental apparatus were compared to simulation work, showing good agreement.-
Descrição: dc.descriptionDurante a produção de petróleo em águas profundas e ultraprofundas, o petróleo com alto teor de parafinas pode se gelificar em função de perdas de calor para o leito do oceano. Para reiniciar o escoamento do fluido gelificado são requeridas pressões superiores às usuais de operação, o que pode levar ao superdimensionamento dos dutos submarinos. Segundo a literatura, as propriedades desse gel são altamente dependentes do histórico térmico e de cisalhamento, e as pressões no reinício de escoamento são influenciadas principalmente pela dissipação viscosa, compressibilidade, tensão limite de escoamento e dependência temporal das propriedades do material gelificado. O objetivo do trabalho é avaliar experimentalmente os efeitos de viscosidade, viscoplasticidade e dependência temporal na intensidade e desenvolvimento das pressões de fluidos dependentes do tempo em tubulações. Com a intenção de simplificar o problema, são estudadas soluções de glicerina, Carbopol® e Laponita®, para que cada efeito seja avaliado separadamente e comparado. Os ensaios experimentais são realizados através de um aparato experimental, composta por longa tubulação helicoidal inserida em uma câmara térmica isolada. O aparato conta ainda com sistemas de refrigeração e aquecimento, além de dispositivos para controle e aquisição de dados. O presente estudo abrange as curvas de escoamento dos materiais, testes de reinício de escoamento por imposição de vazão, reinício de escoamento por imposição de pressão e imposição de patamares de vazão. Para glicerina foi evidenciado que a vazão no final da tubulação inicia após a formação de um gradiente de pressão uniforme logo no início dos experimentos, que aumenta até atingir regime permanente. Para os fluidos viscoplásticos as pressões internas da tubulação responderam com atraso ao aumento da pressão na entrada, de tal forma que um gradiente de pressão uniforme só é observado quando as pressões estão próximas do regime permanente. No material tixotrópico, foi observado que um gradiente de pressão uniforme se estabelece após os picos de pressão, coincidindo com o reinício do escoamento. Os resultados obtidos na unidade experimental foram comparados com resultados de simulações numéricas, apresentando boa concordância.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paraná-
Publicador: dc.publisherCuritiba-
Publicador: dc.publisherBrasil-
Publicador: dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais-
Publicador: dc.publisherUTFPR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Palavras-chave: dc.subjectEscoamento-
Palavras-chave: dc.subjectViscoelasticidade-
Palavras-chave: dc.subjectViscosidade-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia do petróleo-
Palavras-chave: dc.subjectPoços de petróleo - Perfuração-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia mecânica-
Palavras-chave: dc.subjectRunoff-
Palavras-chave: dc.subjectViscoelasticity-
Palavras-chave: dc.subjectViscosity-
Palavras-chave: dc.subjectPetroleum engineering-
Palavras-chave: dc.subjectOil well drilling-
Palavras-chave: dc.subjectMechanical engineering-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Mecânica-
Título: dc.titleAvaliação experimental do reinício de escoamento de fluidos dependentes do tempo em tubulações-
Título: dc.titleExperimental analisys of the startup flow of time dependent fluids in pipelines-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT

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