Avaliação da influência da espessura da camada polimérica de proteção na pressão de colapso de dutos submarinos

Abstract

O colapso por pressão excessiva em dutos submarinos é uma das principais preocupações em projetos de extração de petróleo e embora seja alvo de um grande número de estudos, as equações que visam descrever esse fenômeno ainda possuem dificuldade em modelar um duto real com precisão, uma das dificuldades de modelos analíticos está em considerar a influência da resistência do revestimento polimérico na resistência do duto. Tendo isso em vista, esse trabalho visa analisar a influência da espessura da camada polimérica na pressão de colapso de dutos expostos a pressão externa a partir da utilização de ferramenta de simulação em elementos finitos com a aplicação do método de Riks, considerando um duto com ovalização, diferentes razões de diâmetro por espessura de dutos e diferentes espessuras de revestimento. Os resultados apontam comportamento diferente entre dutos finos e dutos espessos, apresentando pequenas reduções na pressão de colapso na ordem de 1% para dutos espessos e aumentos que podem ser superiores a 200% para dutos finos

Overpressure collapse in submarine pipelines is one of the main concerns in oil extraction projects and, although it is the subject of a large number of studies, the equations that aim to describe this phenomenon still have difficulty in accurately modeling a real pipeline. One of the difficulties of analytical models is to consider the influence of the polymer coating resistance on the pipeline resistance. With this in mind, this work aims to analyze the influence of the polymer layer thickness on the collapse pressure of pipelines exposed to external pressure using a finite element simulation tool with the application of the Riks method, considering a pipeline with ovalization, different diameter to thickness ratios of pipelines and different coating thicknesses. The results indicate different behavior between thin and thick pipelines, presenting small reductions in the collapse pressure in the order of 1% for thick pipelines and increases that can be greater than 200% for thin pipelines