Orientador: Cesar Costapinto Santana

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: É apresentado um modelo matemático de caráter mecanicista para descrever O escoamento permanente de misturas sólido-fluido não-newtoniano em dutos anulares excêntricos inclinados e horizontais. Considerou-se um modelo de duas camadas estratificadas sendo a superior urna suspensão heterogênea...

Resumo: É apresentado um modelo matemático de caráter mecanicista para descrever O escoamento permanente de misturas sólido-fluido não-newtoniano em dutos anulares excêntricos inclinados e horizontais. Considerou-se um modelo de duas camadas estratificadas sendo a superior urna suspensão heterogênea eainferior um leito compacto de sólidos. Foram formuladas para o sistema, as leis de conservação da massa e do momento linear, bem como equações constitutivas. Além disso, foi adotado o mecanismo da difusão turbulenta para descrever a dispersão de partículas sólidas na camada suspensa. Tal formulação permite a solução do problema para os diversos padrões que caracterizam o escoamento em questão. A elàboração de um programa simulador permitiu a aplicação do modelo ao carreamento de cascalhos resultantes da perfuração de poços de petróleo inclinados e horizontais. Foram obtidas curvas para previsão da concentração de sólidos e de perdas de carga em função de diversas variáveis operacionais. O programa simulador permite então a quantificação do efeito das variáveis na eficiência de limpeza de poços e pode ser urna ferramenta útil na programação de parâmetros hidráulicos de perfuração

Abstract: Amechanistic model was developed to describe the steady-state flow of solid ¿ non newtonian fluid mixtures in inclined or horizontal eccentric annullus. Themodel consists of a two-layer configuration, the top layer being aheterogeneous suspension and the botton one acompact bed of solids....

Abstract: Amechanistic model was developed to describe the steady-state flow of solid ¿ non newtonian fluid mixtures in inclined or horizontal eccentric annullus. Themodel consists of a two-layer configuration, the top layer being aheterogeneous suspension and the botton one acompact bed of solids. Conservation laws of mass and linear momentum were formulated for the system, as well as, interaction laws between mixture and walls and for the interface of the two layers. Besides, a turbulent difusion process was used to characterize the mechanism of dispersion of particles in upper layer. The system developed was solved for the several patterns which characteri~e the sOlid-liquid two phase flow, using itterative methods. The elaboration of acomputer program allowed the application of the model in the analysis of the drilled cuttings transport in directional and horizontal oilwells. Curves for prediction of solids concentration, bed height, friction losses
and critical flow rate in funciton of several independent variables were obtained. The computer simulator may bean effective tool in the programming of drilling hydraulics