GERAO E PR-PROCESSAMENTO DE MODELO PARA ANLISE ESTRUTURAL DE SISTEMAS DE CABEA DE POO SUBMARINO

Current practice on offshore oil industry, strongly relies in subsea wellhead systems which are the ultimate link between reservoir and floating facilities in deep and ultra-deep water hydrocarbon production scenario.The wellhead system installed at seafloor level provides the structural support for several devices such as the BOB(blow out preventor -a mandatory safely device), the flow-lines and risers that ultimately convey the hydrocarbons to surface.Loading conditions usually consider motions of the floating unit at sea surface.Loading conditions usually consider motions of the floating unit at sea surface, waves and subsurface currents acting on the risers, with in turn transfer a considerable share of these loadings to the connection on top of the wellhead system.In the present work, we address problems related to model generation and pre-processing concerning a discrete model for this important device, a subsea wellhead system, including discrete cohesive crack interface element for the cement grounting, for the friction connector and the interface of the structural system with the surrounding soil.From the computational point of view, a special generator is described which departing from a standard FE model, introduces the interface elements where required, changing original topology accordingly.Preprocessing of the generated model also includes mesh partition (METIS) for computation in a message passing (MPI) computational environment.Non-homogeneous, unstructured mesh, including different elements types, and node-equation ordering in each processor are considered, bearing in mind memory the hierarchy of each processor.1, Elementos Finitos -2, Geração e particionamento de malhas -3, Computação paralela de alto desempenho 1. INTRODUÇÃO Neste trabalho, apresentamos as estratégias de geração e pré-processamento do modelo, implementadas, objetivando numa face posterior a análise estrutural de um sistema de cabeça de poço submarino realista, em sintonia com os modernos recursos de modelagem e análise computacional.A evolução desta linha de pesquisa prevê o estudo e simulação do comportamento estrutural de sistemas de cabeça de poço submarino, com vistas à estimativa do nível de tensões no sistema de cabeça de poço e bainha de cimento, contemplando os casos de poços situados em regiões de lâmina d'água profunda e ultraprofunda, em áreas com sedimentos de predominância argilosa, em meios heterogêneos e semi-infinitos.Os objetivos da pesquisa visam a previsão dos níveis de tensões e esforços nos revestimentos estruturais e bainhas, bem como os deslocamentos do conjunto do sistema de cabeça de poço devido às solicitações em serviço.Pretende-se ao final dessa pesquisa, reunir informações suficientes a respeito do comportamento do sistema estrutural e das diversas interações entre seus componentes, de forma a subsidiar a elaboração de uma ferramenta de cálculo expedito, orientada ao projeto de cabeças de poço submarino.Os custos envolvidos na operação de perfuração de um poço em águas profundas ultrapassam a cifra de centenas de milhares de dólares por dia, sem falar nos possíveis impactos ambientais advindos de alguma falha acidental nos sistemas.A correta e segura operação de todo o sistema depende sobremaneira das condições de suporte estrutural conferido pelo sistema de cabeça de poço e suas fundações, papel este desempenhado pelos revestimentos -usualmente tubos de 30 a 20 polegadas de diâmetro.Diversas são as configurações e técnicas de instalação desses revestimentos, quer por perfuração ou jateamento, estendendo-se do leito submarino até profundidades da ordem de 60 metros " Mahaidi et al. (2004)".Pode ser empregada cimentação do anular formado entre dois ou mais revestimentos e ainda ao solo adjacente, de forma a assegurar a transferência de solicitações e suporte.O seu comportamento, à primeira vista, assemelha-se ao de uma fundação profunda (uma estaca) em meio heterogêneo.Os sistemas de cabeça de poço estão sujeitos a diversos tipos de solicitações, tais como, os movimentos da conexão com os risers sob a ação das correntes submarinas e os movimentos induzidos pelo comportamento das estruturas flutuantes na superfície, sujeitas a diversas ações ambientais quando em operação "Finnie et al. (2004)".Problemas de desvio da condição (ideal) de verticalidade do sistema por ocasião da perfuração e 4 o PDPETRO, Campinas, SP 2.2.

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