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Previous issue date: 2010-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Oil wells may be as deep as 5000 m and consist of several types of casing. As these
casings are cast in place, there is an annular space that needs to be filled to support the
whole system and protect the metallic tubes against substances present in the
environment of the well. This process is accomplished through cementing, by pumping
a paste composed mainly of water, cement and additives. Various events such as
variations in pressure and temperature, vibrations caused by explosive charges applied
in the well and migration of undesirable substances in the interface casing/sheath of
cement paste can impair the quality of the bond between the metallic coating and the
sheath of cement paste.Specifically substances such as NaCl and oil can seep into this
interface and interfere with the bond. This reflects in the operation of the well. This
work aimed investigating the behavior of the condition of bond of the interface
casing/sheath of cement paste, through modal tests. For this investigation modal tests
were carried out on samples molded with metal pipes coated partially by a cylinder of
cement paste and three contact conditions were simulated: no treatment on the surface
of the pipes, treatment with NaCl and with oil. It was observed that the presence of
these substances affects the modal parameters natural frequency and damping ratio and
consequently affect the condition of bond, identified by the value of an elastic spring
constant (K), inserted at the interface from a numerical model developed to investigate
the phenomenon. It was also observed that the employed technique is sensitive to
changes in adhesion at the interface metal tube / sheath of cement paste. / Poços de petróleo são constituídos de diversos tipos de revestimentos metálicos,
podendo atingir profundidades de até 5000 m. À medida que são lançados esses
revestimentos, surge um espaço anular que necessita ser preenchido para dar
sustentação ao sistema completo e proteger o revestimento de substâncias inerentes ao
ambiente do poço. Esse preenchimento é realizado por meio de processo de cimentação,
com bombeamento de uma pasta composta essencialmente de água, cimento e aditivos,
constituindo uma bainha ao redor do revestimento. Diversos acontecimentos como,
variações de pressão e temperatura, vibrações provocadas por cargas explosivas
aplicadas dentro do poço e migração de substâncias indesejáveis na interface
revestimento metálico/bainha de pasta de cimento podem prejudicar a qualidade da
ligação entre o revestimento metálico e a bainha de pasta de cimento. Especificamente,
substâncias como cloreto de sódio (NaCl) e óleo podem se infiltrar nessa interface,
interferir na aderência refletindo no funcionamento do poço. Desta forma este trabalho
teve como objetivo principal investigar o comportamento da condição de aderência da
interface revestimento metálico/bainha de pasta de cimento, através de testes modais.
Para esta investigação foram aplicados testes modais em amostras moldadas com tubos
metálicos revestidos parcialmente por uma pasta de cimento No experimento foram
adotadas três condições de contato: sem substância na superfície nos tubos, com a
substância NaCl na superfície dos tubos e com a substância óleo na superfície dos tubos.
Foi observado que a presença dessas substâncias afetou os parâmetros modais
freqüência natural e razão de amortecimento e, por conseqüência, afetou a condição de
aderência. Esta última foi avaliada através do valor de constante elástica de mola (K),
inserida na interface, nos modelos numéricos desenvolvidos para representar o
fenômeno. Concluiu-se também que o uso desta técnica é viável para avaliação de
aderência neste tipo de sistema.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5416 |
| Date | 31 March 2010 |
| Creators | Nobrega, Marcilene Vieira da |
| Contributors | Pimentel, Roberto Leal |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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