ESTUDO DO PROCESSO DE CORTE DE TUBOS EM BOP SUBMARINO EM POÇOS DE PETRÓLEO

Abstract

The Blowout Preventer (BOP) is a device used in oil well drilling operations which has the function of closing a well during an emergency situation, to avoid the well fluid leakage to the environment. The equipment has a Blind-shear ram that should promote cutting the drill pipe and the well closure. In the case of an emergency, the BOP may be the last security barrier. The required cutting force is a critical design parameter to allow the development of a BOP and ensure the well closure safely. Most large BOP manufacturers use simple methodologies based on distortion energy theory to evaluate the cutting capacity of the pipes. However with the use of manufactured with new drill pipes, the traditional methodologies materials can lead to inaccurate estimates of shear forces. This paper proposed and developed analytical and numerical models based on the finite element method to evaluate the shear force necessary to promote the closure of a well through the action of a BOP equipment. The results are compared with experimental data available in the literature.

O Blowout Preventor (BOP) é um equipamento utilizado em operações de perfuração de poços de petróleo que tem a função de fechar um poço durante uma situação de emergência, de modo a evitar o vazamento de fluido do poço para o meio ambiente. O equipamento possui uma gaveta cisalhante que deve promover o corte do tubo de perfuração e o fechamento do poço. No caso de uma emergência, o BOP pode ser a última barreira de segurança. A força de corte necessária é um parâmetro de projeto essencial para permitir o desenvolvimento de um BOP que funcione adequadamente e garanta o fechamento do poço em total segurança. A maioria dos grandes fabricantes de BOP utilizam metodologias simples baseadas em modelos analíticos para avaliar a capacidade de corte dos tubos. Entretanto, com a utilização de tubos de perfuração fabricados de novos materiais, as metodologias tradicionais podem levar a estimativas imprecisas das forças de corte. Neste trabalho são propostos e desenvolvidos modelos analíticos e numéricos baseados no método de elementos finitos para avaliar a força de corte necessária para promover o fechamento de um poço através da ação de um equipamento de BOP. Os resultados são comparados com dados experimentais disponíveis na literatura.