Análise de desempenho de diferentes leis de controle de vibrações torcionais em colunas de perfuração de poços de petróleo (2012)
- Authors:
- Autor USP: MONTEIRO, HUGO LEONARDO SALOMÃO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: PERFURAÇÃO DE POÇOS; PETRÓLEO; ANÁLISE DE DESEMPENHO; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
- Language: Português
- Abstract: O fenômeno de stick-slip, no processo de perfuração de poços de petróleo, é propiciado pela interação entre broca e formação rochosa e pode dar origem a grandes oscilações na velocidade angular podendo provocar danos irreparáveis ao processo. Neste trabalho, analisa-se o desempenho de leis de controle aplicadas à mesa rotativa (responsável por movimentar a coluna de perfuração), visando à redução de stick-slip e de oscilações da velocidade angular da broca. As leis de controle implementadas são do tipo PI (Proporcional-Integral), com parcelas de torque aplicado à mesa rotativa, proporcional e integral à velocidade da mesa, podendo ser com peso na broca constante ou variável. Para a coluna de perfuração, foi proposto um modelo em elementos finitos com função de forma linear. O torque na broca foi modelado segundo atrito de Coulomb pela forma não regularizada, curva esta ajustada pelos dados empíricos conforme propostas da literatura. Diversos critérios de desempenho foram analisados e foi observado que a minimização do desvio médio da velocidade angular em relação à referência propicia melhores condições de operação. Análises paramétricas dos ganhos de controle proporcional e integral foram realizadas, dando origem a curvas de nível para o desvio médio de velocidade angular na broca. A partir destas curvas, foram definidas regiões de estabilidade nas quais o desvio é aceitável. Estas regiões foram observadas serem maiores para menores pesos na broca e maiores velocidades angulares de referência e vice-versa. A adição do controle do peso na broca permitiu uma redução global dos níveis de desvio médio de velocidade angular, dando origem a um aumento das regiões de estabilidade do processo de perfuração
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2012
- Data da defesa: 09.04.2012
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ABNT
MONTEIRO, Hugo Leonardo Salomão. Análise de desempenho de diferentes leis de controle de vibrações torcionais em colunas de perfuração de poços de petróleo. 2012. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-26112012-084201/. Acesso em: 12 fev. 2026. -
APA
Monteiro, H. L. S. (2012). Análise de desempenho de diferentes leis de controle de vibrações torcionais em colunas de perfuração de poços de petróleo (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-26112012-084201/ -
NLM
Monteiro HLS. Análise de desempenho de diferentes leis de controle de vibrações torcionais em colunas de perfuração de poços de petróleo [Internet]. 2012 ;[citado 2026 fev. 12 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-26112012-084201/ -
Vancouver
Monteiro HLS. Análise de desempenho de diferentes leis de controle de vibrações torcionais em colunas de perfuração de poços de petróleo [Internet]. 2012 ;[citado 2026 fev. 12 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-26112012-084201/ - Minimização de vibrações torcionais em colunas de perfuração de poços de petróleo por leis de controle em função do peso na broca
- Obtenção de regiões de minimização do fenômeno de stick-slip em colunas de perfuração de poços de petróleo
- Effect of bit-rock interaction uncertainties on the torsional stability regions of an oil-well drilling system
- Performance analysis of proportional-integral feedback control for the reduction of stick-slip-induced torsional vibrations in oil well drillstrings
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