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Tipo: TCC
Título: Modelagem de pull-out de risers flexíveis
Título em inglês: Flexible riser pull-out modeling
Autor(es): Lima, Igor de Oliveira
Orientador: Parente Júnior, Evandro
Palavras-chave em português: Risers flexíveis;Risers em configuração lazy-wave;Descomissionamento;Pull-out
Palavras-chave em inglês: Flexible risers;Lazy-wave risers;Decommissioning;Pull-out
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Data do documento: 2026
Citação: LIMA, Igor de Oliveira. Modelagem de pull-out de risers flexíveis. 2026. 84 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) — Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: As indústrias de exploração e produção de petróleo e gás enfrentam desafios operacionais crescentes, seja pelo avanço para ambientes cada vez mais profundos e severos, seja pelas etapas de instalação, manutenção e descomissionamento de sistemas submarinos. Nesse contexto, os risers desempenham papel fundamental nos sistemas offshore, conectando equipamentos submarinos às unidades de produção na superfície e permitindo o transporte de fluidos. Considerando que essas unidades cheguem ao fim da vida útil, torna-se necessária a realização de operações de descomissionamento que garantam a segurança estrutural e ambiental. Este trabalho tem como objetivo a modelagem e a análise do procedimento de pull- out de risers flexíveis em configuração lazy-wave, que consiste na desconexão do riser da unidade flutuante, podendo ocorrer por queda livre ou de forma controlada, seguida do seu recolhimento ou abandono, visando à compreensão do comportamento estrutural durante a operação. Para isso, foram realizadas simulações dinâmicas não lineares no software OrcaFlex, com base em um riser de referência da literatura. Inicialmente, foi conduzido um estudo paramétrico envolvendo aspectos relevantes da modelagem, tais como a discretização da malha de elementos finitos, o incremento máximo de tempo, o coeficiente de arrasto longitudinal e a relação momento-curvatura não linear do riser, com o intuito de avaliar sua influência na eficiência computacional e na resposta estrutural do sistema. Adicionalmente, visando à obtenção de estimativas mais representativas das variáveis de interesse, como tração efetiva e raio de curvatura, foi realizada uma análise estatística por meio da consideração de ondas aleatórias. Os resultados evidenciaram a forte influência do coeficiente de arrasto longitudinal na resposta dinâmica do sistema, bem como a importância da adoção de uma relação momento-curvatura não linear, que conduziu a respostas significativamente distintas quando comparada à rigidez linear constante. A análise estatística demonstrou ainda que valores característicos associados a probabilidades de não excedência diferem de forma relevante daqueles obtidos a partir de uma única análise determinística. Por fim, foi avaliada uma alternativa de pull-out com queda controlada do riser. Os resultados indicaram melhorias no comportamento estrutural em comparação ao cenário de queda livre, embora ainda sejam necessários estudos adicionais para uma avaliação mais abrangente da alternativa proposta.
Abstract: The oil and gas exploration and production industries face increasing operational challenges, either due to the advance into progressively deeper and more severe environments or to the installation, maintenance, and decommissioning stages of subsea systems. In this context, risers play a fundamental role in offshore systems, connecting subsea equipment to surface production units and enabling fluid transport. As these units reach the end of their service life, decommissioning operations become necessary to ensure structural and environmental safety. This work aims to model and analyze the pull-out procedure of flexible risers in a lazy-wave configuration, which consists of disconnecting the riser from the floating unit—either through free fall or in a controlled manner-followed by retrieval or abandonment, with the objective of understanding the structural behavior during the operation. To this end, nonlinear dynamic simulations were performed using the OrcaFlex software, based on a reference riser available in the literature. Initially, a parametric study was conducted addressing relevant modeling aspects, such as finite element mesh discretization, maximum time step, longitudinal drag coefficient, and the nonlinear moment-curvature relationship of the riser, in order to assess their influence on computational efficiency and on the structural response of the system. Additionally, to obtain more representative estimates of the variables of interest, such as effective tension and curvature radius, a statistical analysis was carried out considering random waves. The results demonstrated the strong influence of the longitudinal drag coefficient on the dynamic response of the system, as well as the importance of adopting a nonlinear moment-curvature relationship, which led to significantly different responses when compared to a constant linear stiffness. The statistical analysis further showed that characteristic values associated with non-exceedance probabilities differ substantially from those obtained from a single deterministic analysis. Finally, an alternative pull- out scenario with controlled lowering of the riser was evaluated. The results indicated improvements in structural behavior compared to the free-fall scenario, although further studies are still required for a more comprehensive assessment of the proposed alternative.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84691
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0004-1306-8044
Currículo Lattes do(s) Autor(es): https://lattes.cnpq.br/0921492599832416
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-0219-1376
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/1774654203813780
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA CIVIL - Monografias

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