Elton Jorge Bragança Ribeiro
Resumo
O objetivo deste trabalho é o estudo da interferência de risers rígidos verticais de produção em plataformas do tipo Spar buoy, Monocoluna e TLP (Tension Leg Platform). A necessidade de estudar a interferência de risers surgiu quando foram instaladas as primeiras plataformas destes dois tipos em lâminas d’água profundas no Golfo do México. Nesta tese, buscou-se um melhor entendimento do fenômeno hidrodinâmico quando há escoamento em torno de 2 cilindros próximos, caso dos risers, visto que o comportamento hidrodinâmico de um cilindro isolado, que já é bastante complexo devido ao fenômeno de desprendimento de vórtices, pode mudar completamente quando este é colocado próximo de outro cilindro. Baseada em uma pesquisa bibliográfica, simulações numéricas e resultados experimentais, foi estudado ao longo deste trabalho o comportamento hidrodinâmico de dois risers próximos, alinhados e espaçados de 2, 3, 4 e 5 vezes o diâmetro, isto é, quando o riser de jusante está completamente mergulhado na esteira gerada pelo riser de montante. Complementando o trabalho, foi feita uma comparação dos resultados experimentais e numéricos com o clássico efeito de sombra proposto por Erling Huse e adotado em inúmeros programas para análise global de risers.
Abstract
The main objective of this work is to investigate production vertical rigid risers interference to platforms Spar buoy, Monohull and TLP (Tension Leg Platform). Riser interference investigation became a very important design criteria when were early installed Spar buoy and TLP platforms in Gulf of Mexico in deeper water. Along this work is attempted to understand the hydrodynamic behavior of flowing around two cylinders. When one cylinder is surrounded by fluid, its hydrodynamic behavior is very complex due to vortex shedding phenomenon. However, when a cylinder is placed in the wake of another one, its hydrodynamic behavior can change completely and become more complex than just one cylinder. Based on bibliography research, computational simulation and experimental model test results, was investigated throughout this work the hydrodynamic behavior when there are two risers close to each other, aligned arrangement and spaced by 2, 3, 4 and 5 times the diameter, i.e, when the downstream riser is completely immersed on the wake generated by upstream riser. Finally, is presented a comparison between experimental and numerical results with shielding effect as proposed originally by Erling Huse.
