Marcus Vinicius Sena Casagrande

Título

COMPORTAMENTO DINÂMICO NÃO-LINEAR DA INTERAÇÃO RISER-LEITO MARINHO NA ZONA DE CONTATO - TDZ

 

Orientador(es)

Carlos Magluta
José Luis Drummond Alves

 

Resumo

Grande percentual das reservas de óleo e gás brasileiras estão localizadas em águas mais profundas e distantes da costa, tornando os projetos das plataformas petrolíferas ainda mais complexos. Isso inclui o projeto dos dutos e risers que conectam a instalação de produção aos poços havendo a necessidade do desenvolvimento de modelos matemáticos mais apurados. Dessa forma, este trabalho desenvolve um modelo não linear para o solo baseado em relações constitutivas fenomenológicas, capaz de representar grandes deslocamentos, formação de bermas e sucção a partir da interface de contato do riser com o leito marinho irregular, além do desenvolvimento de uma abordagem para integração do modelo do solo bidimensional em interação com elementos de viga tridimensional. Além disso, visando a eficiência da simulação numérica, é apresentado um modelo eficiente para a simulação de risers offshore utilizando o método dos elementos finitos tridimensional com não linearidade geométrica ( formulação co-rotacional). Ao longo da tese, pode-se observar também, que há a descrição dos pontos principais da implementação do código realizada na linguagem de programação Fortran e ao final são apresentadas validações do modelo numérico do riser e do solo.

 

 

Abstract

A large percentage of Brazilian oil and gas reserves are located in deeper waters and further from the coast, making oil platform projects even more complex. This includes the design of the pipelines and risers that connect the production installation to the wells, requiring the development of more accurate mathematical models. Therefore, this work develops a non-linear model for the soil based on phenomenological constitutive relationships, capable of representing large displacements, berm formation and suction from the contact interface of the riser with the irregular seabed, in addition to developing an approach for integration of the two-dimensional soil model in interaction with three-dimensional beam elements. Furthermore, aiming at the efficiency of numerical simulation, an efficient model for the simulation of offshore risers using the three-dimensional finite element method with geometric nonlinearity (co-rotational formulation) is presented. Throughout the thesis, it can also be observed that there is a description of the main points of the code implementation carried out in the Fortran programming language and at the end validations of the numerical model of the riser and soil are presented.



 

Print