Dhuann Paiva Antunes Fiori Bakr
Resumo
O avanço na exploração e produção de petróleo e gás natural em área offshore com lâminas d’água ultra profundas, ocorrendo especialmente em subsolo argiloso com baixa resistência não drenada, demanda novas tecnologias e procedimentos para projetos e operações de campo A presente pesquisa foca nas ancoragens de unidades flutuantes, podendo ser executadas por meio de estacas torpedo, com baixos custos de instalação, manutenção e reduzida taxa de ocupação do leito marinho. Sendo assim, avalia por meio de ensaios centrífugos a 100g, a capacidade de carga à tração vertical (90°) e inclinada (45°) de estaca torpedo T-120 em solo argiloso (caulim Speswhite). Para tal, foram elaboradas cinco amostras de solo e realizados ensaios T-bar em voo, obtendo-se o perfil de resistência não drenada de cada amostra. Utilizando-se estacas modelo isoladas sem aletas, confeccionadas através de impressão 3D em PLA (Polylactic Acid – polímero termoplástico fabricado a partir de materiais de fontes renováveis), e instaladas estaticamente a 1g no solo, foram realizados dez ensaios centrífugos de arrancamento. As cargas de arrancamento vertical experimentais foram comparadas com as previsões analíticas baseadas na API-RP-2GEO (2014), sendo ligeiramente superiores às previsões, denotando certo conservadorismo por parte da API. Na ruptura, os resultados referentes à carga e deslocamento normalizados dos ensaios de arrancamento inclinado são maiores em comparação aos resultados dos ensaios de arrancamento vertical, em consonância com a literatura. Ressalta-se que a metodologia adotada e os resultados obtidos contribuíram para o entendimento do comportamento solo-fundação em estaca torpedo embutida em argila mole, tendo em vista a dificuldade em realizar ensaios em escala real.
Abstract
Due to the continuous advancement in the exploration and production of oil and natural gas in offshore areas with ultra-deep-water depths, there is a demand for new technologies and procedures for projects and field operations. This is especially true in clayey subsoil with low undrained shear strength. When carrying out these operations, the anchoring of floating units, which are requested vertically or inclined, can be carried out using torpedo anchors, presenting low installation and maintenance costs, in addition to reducing the occupancy rate of the seabed. The present study evaluates, trough centrifuge tests at 100g, the vertical (90°) and inclined (45°) tensile load capacity of T-120 torpedo anchor in clayey soil (Speswhite kaolin). To this end, five soil samples were prepared and T-bar tests were carried out in flight, obtaining the undrained shear strength profile of each sample. Using single model torpedo anchor without fins, made using 3D printing in PLA (Polylactic Acid – thermoplastic polymer made from materials from renewable sources), and statically installed at 1g in the sample, ten centrifuge pullout tests were carried out. From the tests, the experimental vertical pullout loads were compared with the analytical predictions based on API-RP-2GEO (2014), being slightly higher than the predictions, denoting a certain conservatism on the part of the API. It was observed that, at rupture, the results regarding normalized loads and normalized displacements from inclined pullout tests are greater when compared to the results from vertical pullout tests, in line with the literature. It is noteworthy that the methodology adopted and the results obtained contributed to the understanding of the soil-foundation behavior of torpedo anchors embedded in soft clay, given the difficulty in carrying out full-scale tests.
