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CREEM2025
CREEM 2025 - XXXI Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica
MODELOS DE INTERAÇÃO BROCA-ROCHA PARA O CONTROLE DE PERFURAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO
Submission Author:
Henrique Yukyo Matsuda , Brazil
Co-Authors:
Henrique Yukyo Matsuda, Marcelo A. Trindade
Presenter: Henrique Yukyo Matsuda
doi://10.26678/ABCM.CREEM2025.CRE2025-0158
Abstract
O processo de perfuração de poços de petróleo profundos é fortemente influenciado por oscilações do tipo stick–slip decorrentes da interação broca–rocha, tornando a modelagem desse fenômeno essencial para o projeto do controle e a análise de seu desempenho. Neste trabalho, são analisados três modelos de interação broca–rocha: o modelo de Karnopp com atrito decrescente (KDF), o modelo de Tucker–Wang (TW) e um novo modelo regularizado de atrito. O novo modelo proposto combina transições suaves com o comportamento stick–slip observado, oferecendo uma alternativa contínua às leis de atrito descontínuas. Seus parâmetros são identificados por meio de uma estratégia híbrida de ajuste de curvas, que combina algoritmos genéticos com otimização por mínimos quadrados não lineares para ajustar dados experimentais de torque versus velocidade angular. Simulações dinâmicas de perfuração demonstram que o modelo proposto reproduz de forma satisfatória os resultados de referência, ao mesmo tempo em que assegura um comportamento mais suave, facilitando a implementação numérica e o projeto de controladores.
Keywords
Perfuração profunda, Vibrações Não Lineares, Modelos de atrito seco, Oscilações stick-slip
