ESTUDO FLUIDODINÂMICO DO ESCOAMENTO E ANÁLISE DA QUEDA DE PRESSÃO DE FLUIDOS NÃO-NEWTONIANOS EM SEÇÕES ANULARES

ESTUDO FLUIDODINÂMICO DO ESCOAMENTO E ANÁLISE DA QUEDA DE PRESSÃO DE FLUIDOS NÃO-NEWTONIANOS EM SEÇÕES ANULARES

BICALHO, I. C.; MOGNON, J. L.; SANTOS, D. B. DOS; ATAÍDE, C. H.; DUARTE, C. R.

Artigo:

Durante a operação de perfuração, um fluido é bombeado através da coluna até o fundo do poço e retorna à superfície pelo espaço anular formado entre a coluna e a parede do poço. Este fluido deve atender requisitos que estão diretamente relacionados ao custo efetivo das operações de perfuração e também a segurança, sendo fundamental a correta previsão de seu escoamento. Desde que os custos anuais das operações de perfuração situam-se acima de bilhões de dólares, a indústria petrolífera tem investido pesado na pesquisa desse escoamento, sendo fundamental prever o comportamento do fluxo no espaço anular, a perda de carga ao longo do poço, a velocidade e eficiência no transporte dos cascalhos a fim de se otimizar a operação. Desta forma, buscou-se neste trabalho avaliar o escoamento laminar de fluidos não-Newtonianos em seções horizontais concêntricas/excêntricas com obstrução parcial, o que permitiu prever aspectos de campo de fluxo, incluindo perfis de velocidade e quedas de pressão.

Durante a operação de perfuração, um fluido é bombeado através da coluna até o fundo do poço e retorna à superfície pelo espaço anular formado entre a coluna e a parede do poço. Este fluido deve atender requisitos que estão diretamente relacionados ao custo efetivo das operações de perfuração e também a segurança, sendo fundamental a correta previsão de seu escoamento. Desde que os custos anuais das operações de perfuração situam-se acima de bilhões de dólares, a indústria petrolífera tem investido pesado na pesquisa desse escoamento, sendo fundamental prever o comportamento do fluxo no espaço anular, a perda de carga ao longo do poço, a velocidade e eficiência no transporte dos cascalhos a fim de se otimizar a operação. Desta forma, buscou-se neste trabalho avaliar o escoamento laminar de fluidos não-Newtonianos em seções horizontais concêntricas/excêntricas com obstrução parcial, o que permitiu prever aspectos de campo de fluxo, incluindo perfis de velocidade e quedas de pressão.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1543-18737-178565

Referências bibliográficas

• [1] ESCUDIER, M.P., GOULDSON, I.W., OLIVEIRA, P.J., PINHO, F.T., Effects of inner cylinder rotation on laminar flow of a Newtonian fluid through an eccentric annulus. Int. J. Heat Fluid Flow v.21, p. 92–103, 2000.
• [2] ESCUDIER, M.P., OLIVEIRA, P.J., PINHO, F.T., Fully developed laminar flow of purely viscous non-Newtonian liquids through annuli, including the effects of eccentricity and inner-cylinder rotation. Int. J. Heat and Fluid Flow, v. 23, p. 52–73, 2002.
• [3] FORDHAM E.J., BITTLESTON S.H., TEHRANI M.A., Viscoplastic flow in concentric annuli, pipes and slots, Ind. Eng. Chem. Res., v. 30, p. 517−524, 1991.
• [4] LOUREIRO, B.V., Escoamento Secundário em um Anular Parcialmente Obstruído com Rotação do Cilindro Interno, PUC, Rio de Janeiro − RJ (tese de doutorado) 181 p., 2004.
• [5] NOUAR, C., DESAUBRY, C., ZENAIDI, H., Numerical and experimental investigation of thermal convection for a thermodependent Herschel–Bulkley fluid in an annular duct with rotating inner cylinder. Eur. J. Mech. B., v. 17, p. 875–900, 1998.
• [6] PEREIRA, F.A.R., Escoamento Laminar de Líquidos Não-Newtonianos em Seções Anulares: Estudos de CFD e Abordagem Experimental, UFU, Uberlândia − MG (tese de doutorado) 229 p., 2006.
• [7] THOMAS, J.E., Fundamentos de Engenharia de Petróleo, 2.ed., RJ, Ed. Interciência, 271p., 2001.

Como citar:

BICALHO, I. C.; MOGNON, J. L.; SANTOS, D. B. DOS; ATAÍDE, C. H.; DUARTE, C. R.; "ESTUDO FLUIDODINÂMICO DO ESCOAMENTO E ANÁLISE DA QUEDA DE PRESSÃO DE FLUIDOS NÃO-NEWTONIANOS EM SEÇÕES ANULARES", p-6009-6016. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-1543-18737-178565