ANÁLISE DE FLAMBAGEM EM COLUNAS DE REVESTIMENTO DE SUPERFÍCIE CONSIDERANDO CONDIÇÕES DE DESGASTE
Flambagem, Revestimento de superfície, Elementos Finitos, Integridade estrutural
Em projetos de poço de petróleo, o trecho não cimentado do revestimento de superfície pode assumir grandes comprimentos e por isso requer análise rigorosa de flambagem. Ao mesmo tempo, a integridade estrutural dessas colunas é degradada pelo desgaste local causado pelo contato repetido das tool joints, o que torna desafiador o acoplamento dessas duas considerações no dimensionamento. O objetivo deste trabalho é quantificar os efeitos do desgaste na resposta à flambagem do revestimento de superfície por meio de metodologias analíticas e numéricas. Para tanto são empregadas formulação analítica, implementação computacional e modelagem numérica. Foram revistas e implementadas teorias clássicas de flambagem e modelos analíticos de desgaste. As análises analíticas e os carregamentos operacionais foram realizados utilizando o SimCon, desenvolvido em parceria entre a Petrobras e o LCCV/UFAL, bem como por meio de códigos computacionais próprios implementados em C++ e Python. Realizou-se modelagem tridimensional por Elementos Finitos no ABAQUS® usando elementos sólidos de ordem superior C3D20R. Conduziram-se estudos paramétricos sobre profundidade e largura do desgaste e sobre a esbeltez da coluna. Foram realizadas análises de autovalores para determinação da carga crítica e acompanhamento não linear do caminho pós-crítico pelo método de Riks, considerando imperfeições iniciais compatíveis com modos de flambagem. Os resultados mostram que representações por diâmetro equivalente podem superestimar a capacidade estrutural e que a formulação em canaleta apresenta limitações para níveis elevados de desgaste. Adicionalmente, verifica-se forte influência da geometria das tool joints e da profundidade do TOC sobre os deslocamentos da cabeça do poço e sobre as forças axiais resultantes. O trabalho oferece uma avaliação crítica das abordagens analíticas e diretrizes paramétricas sobre as condições de desgaste que comprometem a estabilidade estrutural.