Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Andrielle Gomes (andriellemacedo@bce.unb.br) on 2015-07-07T19:28:34Z
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2014_WalterMauricioRojasSolarte.pdf: 5680016 bytes, checksum: 367760478ecceb0979f538a0df54d545 (MD5) / O Brasil vem se tornando um grande explorador e produtor de petróleo no mundo e suas indústrias precisam oferecer serviços de forma segura e competitiva. Portanto, aperfeiçoar os serviços de transporte do petróleo parece ser uma prioridade. A condução do petróleo pode ser realizada por dutovias chamadas ―risers‖ que devem ser projetados para transportar petróleo e desta forma suportar as tensões geradas pelo peso do óleo e da tubulação, pressão interna e externa, correntes marítimas, dilatação térmica e empuxos de compressão, entre outras cargas. O problema é complexo e deve ser estudado por partes. Esta pesquisa tangencia apenas uma parte pequena deste problema. Em geral, os risers são tubulações longas e grande parte deles repousa sobre um solo marinho irregular com topografia variável e, dessa forma, alguns segmentos de tubulação apresentam-se em vãos livres. A necessidade de aumentar a temperatura do óleo para facilitar o fluxo do óleo pelo riser durante a operação de bombeamento para o transporte do óleo pode produzir compressão no riser por dilatação térmica. Devido a excentricidade, a compressão axial também gera flexão. Entre outras situações de carga, no vão livre, a iteração das tensões geradas por recalques diferenciais, peso próprio e forças axiais de compressão podem levar os risers ao colapso. O objetivo deste trabalho é desenvolver ensaios experimentais básicos usando protótipos de risers, realizar modelagens numéricas e encontrar formulações matemáticas simples visando determinar a máxima capacidade de compressão axial e de momento fletor que os risers podem suportar sob condições específicas de carga. Os resultados experimentais são comparados com resultados obtidos por modelagens numéricas e de formulações analíticas. Um estudo comparativo dos vários métodos aqui usados para a determinação aproximada da carga de colapso de risers é também apresentado nesta pesquisa. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Brazil is becoming an important explorer and producer of petroleum in the world and their industries need to provide safe and competitive services. Therefore, improving oil transportation services in Brazil seems to be a priority. The transportation of oil can be done by pipelines called "risers" which should be designed to carry out oil, and thus bear stresses due to oil and pipe weight, internal and external pressures, ocean currents, thermal expansions, and compressive thrusts, among other loads. The problem is complex and must be studied by parts. This research touches only a small part of this problem. In general, risers are long pipes and most of them lay down on irregular seabed with variable topography and some pipe segments are in large freespans. The need to increase the oil temperature to enable proper oil flow across the riser during the pumping operation for the oil transportation may produce compressive thrust on the riser due to thermal deformation. Due to pipeline eccentricity, the compressive thrust also generates bending. Among other load situations, in the freespan, the interaction of stress generated by differential settlements, own weight and compression axial forces can lead risers to collapse. The objective of this work is to develop basic experimental tests using pipe prototypes, undertake numerical analyses and find simplified mathematical formulations to determine the maximum axial compression and bending moment capacities that risers can withstand under specific loading conditions. The experimental results are compared with results obtained by numerical modeling and analytical formulations. A comparative study of various methods used herein for the approximate determination of the collapse load of riser is also presented in this research.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/18435 |
| Date | 10 December 2014 |
| Creators | Solarte, Walter Mauricio Rojas |
| Contributors | Bezerra, Luciano Mendes |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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