Feasibility study of a procedure to evaluate the effects of breadth without floats occurring in the connection between two drilling riser joints in the VIV phenomenon

• Grant number: 15/22562-6
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: November 01, 2015
• End date: July 31, 2016
• Field of knowledge: Engineering - Naval and Oceanic Engineering - Design of Ships and Ocean Systems
• Principal Investigator: Raphael Issamu Tsukada
• Grantee: Raphael Issamu Tsukada
• Company: DPR Engenharia Assessoria e Consultoria em Projetos da Área Petrolífera Ltda
• Associated research grant: 14/22764-5 - Feasibility study of a procedure to evaluate the effects of breadth without floats occurring in the connection between two drilling riser joints in the VIV phenomenon, AP.PIPE

Abstract

Nesta última década, diversos reservatórios em águas profundas e ultra profundas foram descobertos. Atualmente, alguns desses reservatórios estão em fase de exploração e têm demandado sondas de perfuração cada vez mais sofisticadas, assim como longos risers de perfuração. Neste cenário, o riser de perfuração torna-se um equipamento crítico, uma vez que superdimensionado, visando a segurança da operação, pode acabar por inviabiliza-la por conta do alto peso que acabará requerendo plataformas de grandes dimensões. Neste sentido, um grande esforço tem sido feito de forma a predizer com maior precisão o comportamento destas estruturas. Dentre as forças às quais estas estruturas estão sujeitas pode-se citar as vibrações induzidas por vórtices, que não apenas aumentam os danos de fadiga dos risers como também causam amplificação das forças de arrasto. Atualmente, o software SHEAR7 pode ser considerado o benchmarking na predição das VIVs. No entanto, ainda existem lacunas de melhoria deste software, como apontado pela literatura técnica. Uma das lacunas diz respeito às seções do riser com flutuadores. Geralmente, na conexão entre as juntas dos risers existe uma região com ausência de flutuadores, que produz trechos com extremidades livres, induzindo tridimensionalidades no escoamento. Neste sentido, a presente proposta tem por objetivo quantificar a melhoria originada ao se usar coeficientes hidrodinâmicos considerando as extremidades livres entre os flutuadores. Para alcançar este objetivo serão realizados alguns experimentos, visando apenas uma condição ambiental, de forma que os coeficientes hidrodinâmicos possam ser estimados, tais como: coeficiente de sustentação e arrasto, número de Strouhal e dados que possibilitem determinar o amortecimento hidrodinâmico. Estes coeficientes serão inseridos no software SHEAR7. Uma condição real de riser de perfuração será simulada no SHEAR7 e os resultados serão comparados com os dados medidos, de forma que seja possível quantificar a melhoria causada pelo uso dos coeficientes hidrodinâmicos obtidos neste projeto. (AU)