Registro fonte: Estudo experimental da força de impacto e do coeficiente de descarga de bocais ejetores utilizados na perfuração de poços de petróleo

Estudo experimental da força de impacto e do coeficiente de descarga de bocais ejetores utilizados na perfuração de poços de petróleo

The knowledge of turbulent flow pressure loss through the drill bit is fundamental for drilling optimization, since major discrepancies have been found between measured values and those predicted by models. The present paper examines the effect of the drill bit size, Reynolds number and distance bet...

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Autor principal:	Santos, Vinícius Thiago Schlögel
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Jatos - Dinâmica dos fluidos Poços de petróleo - Perfuração Perfuração de poços Jets - Fluid dynamics Oil well drilling Shaft sinking CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10274
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id	riut-1-10274
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spelling	riut-1-102742020-11-12T18:26:18Z Estudo experimental da força de impacto e do coeficiente de descarga de bocais ejetores utilizados na perfuração de poços de petróleo Santos, Vinícius Thiago Schlögel Franco, Admilson Teixeira Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo Santos, Paulo Henrique Dias dos Junqueira, Silvio Luiz de Mello Franco, Admilson Teixeira Jatos - Dinâmica dos fluidos Poços de petróleo - Perfuração Perfuração de poços Jets - Fluid dynamics Oil well drilling Shaft sinking CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS The knowledge of turbulent flow pressure loss through the drill bit is fundamental for drilling optimization, since major discrepancies have been found between measured values and those predicted by models. The present paper examines the effect of the drill bit size, Reynolds number and distance between the drill bit and bottom-hole on the nozzle discharge coefficient and the jet’s impact force on wellbore, with data compared to the current models and correlations, as well as CFD simulations. An experimental study was carried out in an acrylic vertical pipe with a sudden contraction and water as the working fluid. The experiment was conducted with 3 different drill bits and 4 different distances between wellbore and bit, while acquiring data with the usage of pressure transducers. A differential pressure transducer was placed on the up and downstream regions to measure pressure drop around the bit, in addition to one placed on the bottom-hole to determine the jet’s impact force. Results show that the discharge coefficient decreases as the diameter ratio beta = D d increases, with data nearly coinciding with that of the CFD. However, none of the correlations used were successful when estimating the discharge coefficient under the experiment’s condition. The jet’s impact force on the center of the bottom-hole increased significantly with smaller nozzles. ANP; FINEP; MCT; PRH-ANP/MCT; PETROBRAS - PRH10 O estudo e determinação da força de impacto de jatos em formações rochosas e do coeficiente de descarga de bocais ejetores utilizados em brocas de perfuração são de fundamental importância para o processo de extração de petróleo, afetando a taxa de penetração da broca, a limpeza do poço e, consequentemente, os custos da operação. Este trabalho apresenta um estudo experimental para determinação e análise da força de impacto do jato e do coeficiente de descarga de um bocal ejetor, avaliando a influência de fatores como a distância do bocal ejetor à formação rochosa, a razão de contração do bocal ejetor e o regime do escoamento. Utiliza-se uma unidade experimental vertical construída com tubos de acrílico para representação do poço de petróleo e transdutores de pressão, dispostos ao longo do bocal ejetor e do fundo do poço, para aquisição dos dados referentes ao coeficiente de descarga e da força de impacto, respectivamente, para cada ensaio. Utilizou-se água como fluido de teste. Os valores de coeficiente de descarga encontrados se mostraram condizentes com o esperado, com erro máximo de 2% em relação aos resultados provenientes de simulação numérica em CFD, decrescendo com o aumento da razão de contração do bocal ejetor beta = D d . A força de impacto se mostrou máxima para a menor distância ao fundo do poço e inversamente proporcional ao diâmetro do bocal ejetor. A correlação proposta por Hall (1963) para a determinação do coeficiente de descarga apresentou diferença percentual de aproximadamente 9%, enquanto a correlação de Bourgoyne et. al (1991) para estimativa da força de impacto se mostrou insatisfatória, visto que não considera efeitos hidrostáticos do fluido, a área de impacto do jato e a altura do bocal ejetor até o fundo do poço. 2020-11-12T18:26:17Z 2020-11-12T18:26:17Z 2014-08-04 bachelorThesis SANTOS, Vinícius Thiago Schlögel. Estudo experimental da força de impacto e do coeficiente de descarga de bocais ejetores utilizados na perfuração de poços de petróleo. 2014. 118 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10274 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Apucarana Brasil Departamento Acadêmico de Mecânica Engenharia Mecânica UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	The knowledge of turbulent flow pressure loss through the drill bit is fundamental for drilling optimization, since major discrepancies have been found between measured values and those predicted by models. The present paper examines the effect of the drill bit size, Reynolds number and distance between the drill bit and bottom-hole on the nozzle discharge coefficient and the jet’s impact force on wellbore, with data compared to the current models and correlations, as well as CFD simulations. An experimental study was carried out in an acrylic vertical pipe with a sudden contraction and water as the working fluid. The experiment was conducted with 3 different drill bits and 4 different distances between wellbore and bit, while acquiring data with the usage of pressure transducers. A differential pressure transducer was placed on the up and downstream regions to measure pressure drop around the bit, in addition to one placed on the bottom-hole to determine the jet’s impact force. Results show that the discharge coefficient decreases as the diameter ratio beta = D d increases, with data nearly coinciding with that of the CFD. However, none of the correlations used were successful when estimating the discharge coefficient under the experiment’s condition. The jet’s impact force on the center of the bottom-hole increased significantly with smaller nozzles.
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Estudo experimental da força de impacto e do coeficiente de descarga de bocais ejetores utilizados na perfuração de poços de petróleo

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