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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35223| Título: | Análise fluidodinâmica em válvulas SSV por simulação numérica |
| Título(s) alternativo(s): | Fluid dynamic analysis in SSV valves by numerical simulation |
| Autor(es): | Mores, Mattheus Henrique |
| Orientador(es): | Junqueira, Silvio Luiz de Mello |
| Palavras-chave: | Poços de petróleo - Perfuração Válvulas Fluidodinâmica computacional Simulação (Computadores) Oil well drilling Valves Computational fluid dynamics Computer simulation |
| Data do documento: | 27-Ago-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | MORES, Mattheus Henrique. Análise fluidodinâmica em válvulas SSV por simulação numérica. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | A produção petrolífera é um ramo com demandas complexas e em continuo aperfeiçoamento. Diversas soluções tecnológicas vêm sendo empregadas de modo a possibilitar a extração em cenários cada vez mais desafiadores de forma mais rentável e eficiente. Uma das estratégias empregadas para otimização da produção é a Completação Inteligente, a qual tem como objetivo controlar a produção em poços com múltiplas zonas de produção empregando diversos dispositivos e válvulas de controle de vazão e de pressão, tais como as válvulas SSV. A ocorrência de incrustação e erosão em válvulas SSV apresenta a necessidade de um estudo aprofundado do escoamento nesse elemento de completação visto que falhas nesses equipamentos influenciam diretamente nos custos de produção. Com o uso de Dinâmica dos Fluidos Computacional, são avaliados os campos de velocidade, pressão e energia cinética turbulenta para três zonas produtoras de dois poços distintos (Poço A e Poço B). Os testes realizados para analisar este tipo de válvula, geralmente geram uma curva de perda de carga em função da vazão para a válvula em condição isolada. Observou-se no presente documento, entretanto, a influência do escoamento de fluidos produzidos advindos das zonas inferiores de produção na perda de carga da válvula. Observou-se também que a válvula imputa considerável perda de carga ao escoamento da coluna de produção. Portanto, as curvas geradas para a válvula são ineficientes em termos de prever a perda de carga em contexto de completação inteligente. Evidenciou-se a influência de detalhes construtivos de fabricação como ressaltos e rasgos na formação de zonas de recirculação e indução de turbulência. As simulações mostraram que a região de maior perda de carga encontra-se nos rasgos, destacando uma oportunidade de melhoria de projeto do TRIM de modo a diminuir as perdas de carga através da válvula e na coluna de produção. |
| Abstract: | Oil production is an industry with complex demands and continuous improvement. Several technological solutions are being employed in order to enable the extraction in increasingly challenging scenarios in a more profitable and efficient way. One of the strategies employed to optimize production is Intelligent Completions, which aims to control production in wells with multiple production zones by employing various flow and pressure control devices and valves, such as Sliding Sleeve Valves. The occurrence of fouling and erosion in SSV valves presents the need for an in-depth study of the flow in this element of completion since failures in this equipment directly influence production costs. Using Computational Fluid Dynamics, the velocity, pressure and turbulent kinetic energy fields for three producing zones of two distinct wells (Well A and Well B) are evaluated. The tests performed to analyze this type of valve usually generate a pressure drop curve as a function of the flow rate for the valve in isolated condition. It was observed in this paper, however, the influence of the flow of produced fluids coming from the lower production zones in the pressure drop of the valve. It was also observed that the valve imputes considerable head loss to the flow from the production column. Therefore, the curves generated for the valve are inefficient in terms of predicting the pressure drop in a smart completion context. The influence of manufacturing details such as bosses and slots on the formation of recirculation and turbulence induction zones was evidenced. The simulations showed that the region of greatest head loss is in the slots, highlighting an opportunity to improve the TRIM design in order to reduce the head losses through the valve and in the production column. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35223 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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