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dc.creatorMartins, Leandro Augusto-
dc.date.accessioned2023-08-23T19:48:02Z-
dc.date.available2023-08-23T19:48:02Z-
dc.date.issued2023-02-14-
dc.identifier.citationMartins, Leandro Augusto. Análise dinâmica não linear de colunas de perfuração. 2023. 126 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.13.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38963-
dc.description.abstractThis doctoral thesis is dedicated to the numerical and experimental investigation of drill strings used in oil and gas exploration. A nonlinear numerical/computational model was developed in finite elements from the inclusion of non-linear terms in a traditional beam model. This alteration is carried out to enable the correct coupling between torsion/flexion, allowing the correct representation of complex effects arising from the non-linear dynamics of the column in operation. In order to allow the investigation of these phenomena in an experimental way, a test rig was designed, built, and instrumented. Its components, layout, and purpose are presented and justified in detail. The rig was structured aiming robustness, allowing different situations and scenarios, and admitting that axial, torsional, and lateral vibrations could be investigated. The numerical simulations showed the differences between the traditional linear model and the proposed one, counting on its validation. The model was then incorporated into a reference configuration, which was investigated dynamically, being able to reproduce stick-slip, bit-bounce and helical buckling. The experimental investigations using the test rig present at the University of Aberdeen brought valuable results, allowing the elucidation of several effects, how they occur, and their impact on the dynamics of the system. Additionally, through these, the coupling between the different types of vibrations can be observed, qualitatively agreeing with the numerical simulations. Based on the discussions held as well as the results obtained, the main contributions are presented at institutional and general levelspt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipPetrobrás - Petróleo Brasileiro S.Apt_BR
dc.description.sponsorshipUFU - Universidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectColuna de perfuraçãopt_BR
dc.subjectModelo não linearpt_BR
dc.subjectDinâmica não linearpt_BR
dc.subjectElementos finitospt_BR
dc.subjectDrill-string.pt_BR
dc.subjectNonlinear modelpt_BR
dc.subjectNonlinear dynamicspt_BR
dc.subjectFinite elementspt_BR
dc.titleAnálise dinâmica não linear de colunas de perfuraçãopt_BR
dc.title.alternativeNonlinear dynamic analysis of drill-stringspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Cavalini Junior, Aldemir Aparecido-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0387727577180664pt_BR
dc.contributor.referee1Molina, Fabian Andres Lara-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9396512408023675pt_BR
dc.contributor.referee2Lima, Antônio Marcos Gonçalves de-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0632660969306570pt_BR
dc.contributor.referee3Cunha Junior, Americo Barbosa da-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5659403706694491pt_BR
dc.contributor.referee4Duarte, Marcus Antônio Viana-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/9030389274220180pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5134365657491429pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoA presente tese de doutorado é dedicada à investigação numérica e experimental de colunas de perfuração empregadas na exploração de petróleo e gás. Um modelo numérico/computacional não linear foi desenvolvido em elementos finitos a partir da inclusão de termos não lineares em um modelo tradicional de viga. Essa alteração é realizada de modo a viabilizar o acoplamento correto entre torção/flexão, permitindo a representação fidedigna de efeitos complexos oriundos da dinâmica não linear de coluna em operação. De modo a possibilitar a investigação desses fenômenos de forma experimental, uma bancada de testes foi projetada, construída e instrumentada. Seus componentes, disposição e finalidade são apresentados e justificados em detalhes. A bancada foi estruturada visando a robustez, permitindo que diversas situações e cenários fossem viáveis e vibrações de caráter axial, torcional e lateral pudessem ser investigadas. As simulações numéricas realizadas apresentam as diferenças entre o modelo linear tradicional e o proposto, contando com a validação do mesmo. O modelo foi então incorporado a uma configuração de referência, a qual foi investigada dinamicamente, sendo capaz de reproduzir stick-slip, bit-bounce e helical buckling. As investigações experimentais utilizando a bancada presente na universdiade de Aberdeen trouxeram resultados valiosos, permitindo a elucidação de diversos efeitos, como ocorrem e impactam na dinâmica do sistema. Adicionalmente, por meio destas, podese observar o acoplamento entre os diferentes tipos de vibrações, concordando de forma qualitativa com as simulações numéricas. Com base nas discussões realizadas bem como nos resultados obtidos, as principais contribuições são apresentadas a nível institucional e geral.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration126pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOSpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::ESTATICA E DINAMICA APLICADApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::MAQUINAS, MOTORES E EQUIPAMENTOSpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOSpt_BR
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.13pt_BR
dc.crossref.doibatchidbaa2f8c8-964a-472c-b3f3-e32271ac203e-
dc.subject.autorizadoEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.autorizadoPoços de petróleo - Perfuraçãopt_BR
dc.subject.autorizadoTeorias não-linearespt_BR
dc.subject.autorizadoSistemas não-linearespt_BR
dc.subject.autorizadoDinâmica estruturalpt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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