Pablo Cesar Trejo Noreña
Resumo
A intensificação na exploração de gás e óleo em águas profundas impulsionou avanços de novas tecnologias para assentamento de dutos. Este trabalho aborda uma análise do problema de interação solo-riser no touchdown point por meio de modelagem em centrífuga da atuação vertical e lateral de risers assentes em leito marinho para grandes amplitudes de movimentos cíclicos e a diferentes profundidades de enterramentos. Foram realizados 27 ensaios de atuação vertical e 31 ensaios de atuação lateral para condições de deslocamento controlado na mini centrífuga de braço do laboratório de geotecnia da COPPE/UFRJ. Utilizou-se um caulim previamente caracterizado em laboratório para a confecção de dois perfis de resistência do solo que apresentaram valores coerentes com os obtidos in situ. Durante as fases de adensamento foram monitorados recalques e poro pressões. Os risers foram simulados por dois dutos de diâmetros de 0,3 e 0,5 m (protótipo). Os registros de forças e deslocamento nos ensaios foram obtidos a partir da instrumentação no duto. A variação da força mobilizada foi classificada em termos de forças de breakout e forças máximas nas bermas. Os resultados obtidos experimentalmente foram consistentes com dados da literatura. Foi desenvolvido um modelo para avaliar de forma satisfatória a força lateral normalizada em relação ao deslocamento lateral normalizado.
Abstract
Intensification in deep water gas and oil exploration has boosted new technologies in pipeline instalation. This work presents an analysis of soil-riser interaction at the touchdown point by means of centrifuge modeling. Vertical and lateral cyclic movements of great amplitude at different embedment depths of risers based on seabed were investigated. With this purpose 27 vertical tests and 31 lateral tests were performed in a beam centrifuge in the geotechnical laboratory of COPPE/UFRJ simulating pipes with diameters 0.3 and 0.5 m (propotype). A well-characterized kaolin soil was used to prepare two clay beds with different strength profiles consistent with field values. Pore pressures and settlements were monitored during the consolidation phases. Vertical and horizontal forces and displacements were recorded during the centrifuge tests. The variation of the mobilized force was classified in terms of breakout forces and maximum forces in the berm. The experimental results were consistent with literature data. A model was developed to assess satisfactorily the normalized lateral force in relation to normalized lateral displacement.
