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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44764
ORCID: | ![]() |
Tipo do documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Título: | Desenvolvimento de ligas de hardbanding para redução do casing wear nas operações de perfuração de poços de petróleo |
Título(s) alternativo(s): | Development of hardbanding alloys to reduce casing wear in oil well drilling operations |
Autor(es): | Moura, Edja Iandeyara Freitas |
Primeiro orientador: | Franco, Sinesio Domingues |
Primeiro membro da banca: | Silva Júnior, Washington Martins da |
Segundo membro da banca: | Arencibia, Rosenda Valdes |
Terceiro membro da banca: | Bose Filho, Waldek Wladimir |
Quarto membro da banca: | Silva, Leandro João da |
Resumo: | No Brasil, nono maior produtor de petróleo do mundo, com parte desta produção (78,1 % em 2023) oriunda do pré-sal, a demanda por tecnologias que atendessem aos desafios das grandes distâncias a serem perfuradas nos poços do pré-sal aumentou consideravelmente nos últimos tempos. Neste sentido, um dos maiores problemas encontrados nessa perfuração, é o desgaste que ocorre na parede interna do tubo metálico que reveste o poço de petróleo e que, além de outras funções, deve garantir a segurança estrutural do poço. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de ensaios em escala reduzida que possibilitou a simulação do desgaste que ocorre na parede interna dos poços de petróleo durante a fase de perfuração. Esta metodologia, baseada na norma API 7CW, foi validada e testada utilizando materiais importados utilizados pelas petroleiras em comparação com materiais disponíveis no mercado brasileiro. Os resultados encontrados das curvas de quantificação do desgaste ao longo do ensaio apresentaram o mesmo comportamento dos resultados encontrados no ensaio em escala real que segue a norma API 7CW, validando, assim, a metodologia proposta. Esta metodologia mostrou eficiente, principalmente, para o ranqueamento de matérias. Essa metodologia de ensaio em escala reduzida foi utilizada no desenvolvimento ligas metálicas para serem utilizadas como hardbanding, que pudessem competir com os hardbandings importados. No estudo do desenvolvimento dos hardbandings, constatou-se que duas das quatro ligas desenvolvidas apresentaram um desempenho 38 % melhor que o desempenho da melhor liga de hardbandings importada. As ligas desenvolvidas, denominadas de ligas 3 e 4, apresentaram microconstituintes que ajudam na distribuição uniforme da pressão de contato, favorecendo a redução do desgaste no revestimento do poço. Essas ligas apresentam uma matriz austenítica, que é mais tenaz, e que ajuda na redução do desgaste, tanto do revestimento do poço, quanto da própria liga metálica. Este estudo entregou uma metodologia de ensaios e materiais nacionais que podem ser aplicados na industrial, mostrando-se promissora na realização de mais estudos e aprimoramento do desenvolvimento de ligas de hardbanding no Brasil. |
Abstract: | In Brazil, the ninth largest oil producer in the world, with part of this production (78.1% in 2023) coming from the pre-salt, the demand for the development of technologies that meet the challenges of large distances to be drilled in pre-salt wells increased considerably. In this sense, one of the biggest problems encountered in this drilling is the wear that occurs on the internal wall of the metallic tube that covers the oil well and which, in addition to other functions, must guarantee the structural safety of the well. In this work, a reduced-scale testing methodology was developed that enabled the simulation of the wear that occurs on the inner wall of oil wells during the drilling phase. This methodology, based on the API 7CW standard, was validated and tested using imported materials used by oil companies and available on the Brazilian market. The results found from the wear quantification curves throughout the test showed the same behavior as the results found in the full-scale test that follows the API 7CW standard, thus validating the proposed methodology. This methodology proved to be efficient, mainly for ranking materials. This test methodology was used in the development of metallic alloys to be used as hardbanding, which could compete with imported hardbanding alloys. In the study of the development of hardbandings, it was found that two of the four alloys developed performed 38% better than the best imported hardbanding alloy. The developed alloys, named 3 and 4, presented microconstituents that help in the uniform distribution of contact pressure, favoring the reduction wear on the well casing. Furthermore, they have an austenitic matrix which is more toughness, and which helps to reduce wear on both the well casing and the metallic alloy itself. Furthermore, this study provided a testing methodology and possible national materials that can be applied in the industry, showing promise for carrying out further studies and improving the development of hardbanding alloys in Brazil. |
Palavras-chave: | Desgaste no revestimento do poço API 7CW Casing Wear Hardbanding Desenvolvimento de ligas Alloy development |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO |
Assunto: | Engenharia mecânica |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Referência: | MOURA, Edja Iandeyara Freitas. Desenvolvimento de ligas de hardbanding para redução do casing wear nas operações de perfuração de poços de petróleo. 2025. 136 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5074. |
Identificador do documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5074 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44764 |
Data de defesa: | 31-Jul-2024 |
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): | ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação. |
Aparece nas coleções: | TESE - Engenharia Mecânica |
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