Tese de mestrado. Engenharia de Minas de Geo-Ambiente. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2012

Prêmio Petrobrás de Tecnologia, CNPq / O reinício do escoamento do fluido de perfuração é um grande problema em águas profundas e em poços de grande extensão como os do pré-sal. Dependendo da geometria do poço e de propriedades do fluido, picos de pressão significativos podem ocorrer comprometendo a estrutura do poço. O presente trabalho apresenta um modelo matemático para o escoamento compressível e transitório com o objetivo de prever a transmissão de pressão ao longo do poço e os picos de pressão durante o reinício do escoamento. O modelo baseia-se nas equações de conservação da massa e da quantidade de movimento que são resolvidas pelo método das características. Fluidos de perfuração são tratados como fluidos não newtonianos de Bingham e os efeitos viscosos são considerados através do conceito de fator de atrito. Os resultados do modelo são corroborados com alguns valores experimentais para o escoamento de um fluido newtoniano (água) e dois fluidos de perfuração. Estudos de casos são realizados com o propósito de verificar quais os efeitos das propriedades do fluido e da geometria na intensidade dos picos de pressão. A intensidade dos picos de pressão está relacionada ao fenômeno de superposição de ondas de pressão que se refletem nas extremidades da geometria. Aumentando o comprimento do poço, a viscosidade, a tensão limite de escoamento e a compressibilidade do fluido, ou diminuindo a massa específica e a área de uma das geometrias, proporciona-se uma dissipação mais rápida da onda de pressão. Quanto menor é a dissipação da onda de pressão por atrito viscoso, maior é a intensidade dos picos de pressão no fundo do poço. Para o caso com vazão constante na entrada como condição de contorno, a intensidade dos picos decresce com o aumento da razão de áreas, enquanto que para o caso com pressão constante, pode apresentar um valor mínimo. / The fluid flow start-up is a significant problem in deepwater and in long wells such as those of the Brazilian subsalt layers. Depending on the well geometry and fluid properties, significant pressure peaks may take place affecting the wellbore structure. This work presents a mathematical model to simulate the transient and compressible flow start-up of drilling fluids so as to predict the pressure transmission along the well and the pressure peak during the flow start-up. The model is based on the conservation equations of mass and momentum which are solved by the method of characteristics. Drilling fluids are treated as non-newtonian Bingham fluids and viscous effects are considered by using the friction factor approach. The model results are corroborated with some experimental values for a Newtonian (water) and two drilling fluids. Case studies are conducted to verifying how the magnitudes of the pressures peaks are affected by the fluid properties and the well geometry. The magnitude of the pressure peak is related to the phenomenon of superposition of pressure waves that are reflected in the ends of the drillpipe-well geometry. Either increasing the well length, viscosity, yield stress and fluid compressibility, or decreasing the fluid density and the cross-sectional area, the pressure wave is faster dissipated. The lower the pressure wave dissipation by viscous friction larger is the magnitude of the pressure peak in the borehole. For constant inlet flow rates as boundary condition, the magnitude of the peaks decreases as the ratio of the pipe and well cross-sectional areas increases, whereas for constant inlet pressure cases, this peak reaches a minimum value.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T08:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:29:25Z : No. of bitstreams: 1 104038.pdf: 7981948 bytes, checksum: db3647255596e8f7829248cb836bd7d8 (MD5) / Este trabalho teve o objetivo de conhecer e desenvolver a tecnologia do processo de furação, otimizando a afiação da ponta e parâmetros de corte d par ferramenta/material de corte, para a usinagem do aço inoxidável austenítico DIN 1.4541. Para isto, estudou-se profundamente o processo de furação, materiais e tipos de ferramentas de corte, lubrificação e suas características, forças que envolvem o corte na furação, formas de cavacos, etc., colhendo dados importantes para a otimização do processo.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:14:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:03:09Z : No. of bitstreams: 1 138329.pdf: 55231040 bytes, checksum: 9ce31d707a5e37037cd78cef0e4da0b0 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:21:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232024.pdf: 7081262 bytes, checksum: c794be22b9dc0a1b5069906064dce3f8 (MD5)

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-12T15:57:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_InfluênciaMonitoramentoFluido.pdf: 7480117 bytes, checksum: 9246c84830308b3969ac870f537c8b0b (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-12T18:30:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_InfluênciaMonitoramentoFluido.pdf: 7480117 bytes, checksum: 9246c84830308b3969ac870f537c8b0b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-13T16:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_InfluênciaMonitoramentoFluido.pdf: 7480117 bytes, checksum: 9246c84830308b3969ac870f537c8b0b (MD5) Previous issue date: 2015 / No Brasil, a pesquisa geológica de minério de ferro utiliza, em grande escala, o método de sondagem rotativa testemunhada diamantada.Com o objetivo de ampliar o desempenho da sondagem, este trabalho estabelece, através de um estudo de caso, uma metodologia que demonstra a influência de se ter uma formulação do fluido compatível com as litologias perfuradas, além da influência do monitoramento de suas propriedades e dos parâmetros de perfuração. A metodologia compreende algumas etapas como desenvolvimento operacional, formulação do fluido e monitoramentos executados, confirmação dos litotipos e contatos a partir da descrição geológica detalhada e perfilagem geofísica, avaliação do maciço, investigação de possíveis interferências das litologias perfuradas e os efeitos da metodologia na produtividade e custo.O estudo foi realizado na Mina de Brucutu da Mineradora Vale S.A, localizada no Quadrilátero Ferrífero, onde diversos problemas operacionais são apontados durante a execução da sondagem, devido principalmente à porção friável.Foram executados cinco furos realizando o controle e monitoramento do fluido, bem como dos parâmetros de perfuração. Para permitir a comparação dos resultados, cada furo foi executado com variações diferentes no fluido e também com diferentes escalas de monitoramento. Com o intuito de investigar as interferências positivas e negativas das litologias perfuradas, amostras do material perfurado das regiões onde houve perda frequente de lama foram submetidas a diferentes análises, como distribuição granulométrica, geração de lama da própria amostra e caracterização química e mineralógica. A metodologia estabelecida garantiu uma perfuração eficiente, rápida, segura e com custo compatível com a operação. Em relação às campanhas anteriores, a aplicação da metodologia possibilitou uma redução de 41,18% no tempo de execução médio dos furos, um acréscimo de 81,01% na taxa de penetração diária e de 69,51% na produtividade média, com uma redução nos custos fixos em torno de 41%. Comprovou-se também que o melhor desempenho é obtido quando se trabalha somente com fluido polimérico, e executando monitoramento das propriedades do fluido e dos parâmetros de perfuração. _________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The diamond drilling method is the most used in large scale on iron ore exploration in Brazil. This work has the aim to increase the drilling performance, so that it establishes, through a case study, a methodology that demonstrates the influence of adequate fluid formulation and monitoring of its properties and drilling parameters, and it’s compatibility to the drilled lithologies. The methodology comprises some steps as operational development, the fluid formulation and its monitoring, confirmation of rock types and contacts, by detailed geological description and geophysical well logging, rock structure evaluation, investigation of possible interference of the drilled lithologies and the effects of methodology in productivity and cost. The study took place at the Brucutu mine site by Vale SA, located in the Iron Quadrangle, where several operational problems are pointed out during the drilling execution, mainly due to the presence of friable rocks. Five holes were executed subjected to its drilling parameters and fluid monitoring and controlling. In order to comparison of results, each hole was monitored with different variations in the fluid and different monitoring types. In order to investigate the positive and negative interference of the drilled lithology, where fluid’s losses occurred, samples were collected and underwent to different analysis such as particle size distribution, sample own mud generation and chemical and mineralogical characterization. The results were quite satisfactory. The established methodology ensured an efficient, fast and safety drilling with compatible operation cost and well preserved cores. In comparison with previous drilling programs at Brucutu Mine, the application of the methodology enables a reduction of 41.18% in the average runtime of holes execution, increases the daily penetration rate at 81.01% and productivity in 69.51% and a decreased at the fixed costs around 41%. The study also showed that the best performance is obtained when is used only polymer fluid, and fluid properties and drilling parameters were monitoring and controlling during the whole operation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T11:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194322.pdf: 1927539 bytes, checksum: 54102b97b9ae03d55314c2797fdd975d (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T00:03:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:07:42Z : No. of bitstreams: 1 142273.pdf: 19141600 bytes, checksum: 706e699225314b948944cf2a9576061d (MD5)

Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alves / Coorientador: Júlio Cesar Molina / Banca: Marcos Valério Ribeiro / Banca: Fábio Minoru Yamaji / Resumo: O compósito plástico madeira e a madeira plástica são materiais utilizados em diversos setores como automotivo, movelaria e principalmente na construção civil. Eles se tornaram tendência em construções ecológicas, sendo adequado para a construção de pisos, decks, brises, escadas, esquadrias, píeres e cercas. Tanto a produção da madeira plástica quanto do plástico madeira, em geral, é realizada via extrusão de perfis pré-definidos, porém, através da usinagem seria possível a produção de peças mais complexas em termos geométricos, dimensionais e superficiais, bem como, ampliar a utilização desses materiais na construção civil e na movelaria. Sendo assim, a presente proposta teve por objetivo o estudo da usinagem destes materiais. Para o estudo da usinagem da madeira plástica e do plástico madeira, foram realizados os processos de furação e de fresamento, nas modalidades tangencial e frontal, utilizando o método de Taguchi, tendo como fatores estudados as velocidades de corte e de avanço, o sentido de corte (concordante e discordante), a profundidade de corte e o tipo de material. As variáveis de saída analisadas foram o consumo de potência, a vibração média, o aquecimento das peças, a rugosidade, o desvio dimensional dos furos, a topografia das superfícies usinadas, o desgaste das ferramentas e os tipos e formas de cavacos gerados. Após os dados serem coletados foi realizada uma análise de variância (ANOVA) com nível de significância de 5%, para testar a existência de diferenç... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The wood plastic composite and the plastic lumber are materials used in the serveral sectors like automotive, furnitiures and mainly in the construction. They have become a tendency in ecological constructions, being appropried for floors, decks, strairs, frames, piers and fances. Both the production of the plastic lumber and the wood plastic composite, in general, is carried out by extrusion of predefined profiles, however, with the machining it would be possible to produce more complex pieces in geometric, dimensional and superficial terms, as well as to extend the use of these materials in construction and furniture. Therefore, the purpose of this proposal was to study the machining of these materials. To the machining study of the plastic lumber and the wood plastic composite, drilling processes and milling, the tangential and front procedures were performed using the Taguchi method, with the factors studied cutting speeds and feed the cutting direction (concordant and discordant ), depth of cut and the type of material and as output variable power consumption, the average vibration, heating the parts, the roughness, the dimensional tolerance of the holes, the topography of the machined surface, wear of tool types and shapes of chips generated. After the data is collected was carried out an analysis of variance (ANOVA) with 5% significance level to test the existence of significant differences between the means. The results obtained can be concluded that the materials stu... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-25Bitstream added on 2014-06-13T18:57:53Z : No. of bitstreams: 1 marques_ce_me_bauru.pdf: 1422589 bytes, checksum: bbbae557b8ae5bfeb1919a0a2eede667 (MD5) / O propósito deste trabalho é o de obter modelos matemáticos que sirvam de referência, para que se possa efetuar os estudos relacionados aos efeitos não-lineares presentes no comportamento dinâmico envolvido na perfuração de petróleo, executada por navios perfuradores. As diversas modelagens matemáticas adotadas e abordadas neste trabalho, para esse tipo de problema, baseiam-se em sistemas pendulares invertidos e que possuem excitação harmônica ou excitação por meio de um EDS-Vibrador Eletrodinâmico (electrodynamics Shaker), na forma de um circuito RLC com uma fonte de tensão harmônica. A investigação do problema em questão, se fez por meio de simulações numérico-computacionais, fazendo-se uso do método Runge-Kutta de 4ª ordem para a integração numérica das equações de movimento dos sistemas, aproximando suas soluções. O controle aplicado nas possíveis irregularidades associadas ao movimento do sistema é do tipo retroalimentação de ajuste de energia de oscilação, proposto anteriormente por TERESHKO (2011) e daí adaptado ao modelo matemático, adotado / The purpose of this paper is to obtain mathematical models that serve as a reference for the studies related to the nonlinear effects present in the dynamic behavior involved in oil drilling, performance by drill ships. The various mathematical models adopted and raised in this paper for this problem, were based on inverted pendulum systems and have harmonic excitation or through an EDS-electrodynamics vibrator (Electrodynamics Shaker) simplified ma form of an RLC circuit with a harmonic voltage source. The investigation of the problem in question was made by means of numerical and computational simulations, making use of the Runge-Kutta 4th order for the direct numerical integration of the equations of motion of systems approaching their solutions. The control applied on possible irregularities associated with the motion of the the system is the type of feedback adjustment oscillation energy, previously proposed by TERESHKO (2011) and then adapted to the mathematical model adopted