@MASTERSTHESIS{ 2019:234501078, title = {Estudo da perda de carga e troca t?rmica no escoamento de fluidos Newtonianos e n?o-Newtonianos em coiled tubing}, year = {2019}, url = "https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/5640", abstract = "O coiled tubing ? um sistema composto por um tubo de a?o flex?vel, longo e cont?nuo, utilizado em diversos processos, principalmente na ind?stria do petr?leo. Podendo ter mais de 6000 metros, parte do comprimento do tubo ? direcionada ao po?o, a partir de um injetor, enquanto a outra parte permanece enrolada em um carretel subdividida em camadas. Durante o abandono de po?os, diferentes tipos de fluidos, como ?gua e pasta de cimento, s?o bombeados por meio do coiled tubing a fim de garantir o isolamento e selamento do po?o. O escoamento de fluidos em tubos curvados gera uma dissipa??o de energia significativa em compara??o a um tubo reto, sendo necess?rio prever a perda de carga para obter a press?o de bombeio utilizada na opera??o. A dissipa??o de energia por atrito e as trocas t?rmicas entre o fluido e o ambiente alteram a temperatura do fluido e, consequentemente, suas propriedades f?sico-qu?micas, afetando a reologia e o tempo de cura da pasta de cimento. Um excesso de retardadores de pega ? adicionado na formula??o da pasta a fim de aumentar o tempo necess?rio para o seu endurecimento, gerando um aumento de custo e tempo do processo. Torna-se essencial prever a perda de carga e a troca t?rmica no escoamento de fluidos em coiled tubing, a fim de otimizar a formula??o dos fluidos e controlar o processo. O objetivo deste trabalho foi avaliar experimentalmente e matematicamente o escoamento de fluidos Newtonianos e n?o-Newtonianos em coiled tubing a fim de simular o perfil de press?o e temperatura ao longo do tubo. ?gua filtrada e uma solu??o aquosa de goma xantana, com comportamento reol?gico similar ao da pasta de cimento, foram utilizadas nos testes experimentais. A unidade experimental utilizada possui 375 metros de comprimento subdivididos em 8 camadas com medi??es de press?o e temperatura na entrada e sa?da de cada camada. Os fluidos foram bombeados em diferentes vaz?es volum?tricas, raz?es de curvatura e temperatura inicial. Modelos matem?ticos foram propostos para o c?lculo da perda de carga e da troca t?rmica, considerando o regime permanente e transiente. Com base nos resultados experimentais obtidos em laborat?rio, os par?metros de uma correla??o de fator de atrito para fluidos n?o-Newtonianos presente na literatura foram reestimados. Para prever a varia??o de temperatura em fun??o do tempo e do comprimento, foi proposto um balan?o energ?tico considerando as transfer?ncias de calor por atrito, do fluido com o tubo e com o ambiente. A resolu??o da modelagem matem?tica e a estima??o de par?metros foram realizadas em linguagem FORTRAN, com base nos dados obtidos em laborat?rio e no campo. As equa??es diferenciais parciais foram discretizadas espacialmente a partir da t?cnica de volumes finitos. Adicionalmente, o integrador DASSL foi utilizado visando obter a solu??o din?mica do conjunto de equa??es. A modelagem proposta admite a exist?ncia de um bombeamento sequencial de diferentes fluidos ao longo do coiled tubing, com diferentes raz?es de curvatura e com a varia??o sequencial da ?rea interna transversal ao escoamento. Um estudo de caso foi conduzido, considerando dados experimentais obtidos em opera??es de abandono de po?os com um sistema de coiled tubing real. O software desenvolvido foi utilizado para simular as condi??es reais, onde foi observado uma boa aproxima??o aos dados de campo, com um erro percentual entre os valores experimentais e calculados inferiores a 7%.", publisher = {Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro}, scholl = {Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Qu?mica}, note = {Instituto de Tecnologia} }