ESTUDO ESTRUTURAL DE O-RINGS PARA VEDAÇÃO EM ENSAIOS DE COREFLOODING UTILIZANDO ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS (FEA)

Nicolas Da Silva Riva; Murilo Guimarães Morimoto; Filipe Arantes Furtado; Cristiano Agenor Oliveira de Araújo

Todos os Trabalhos

Trabalho

Título do Trabalho

ESTUDO ESTRUTURAL DE O-RINGS PARA VEDAÇÃO EM ENSAIOS DE COREFLOODING UTILIZANDO ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS (FEA)

Autores

Nicolas Da Silva Riva
Murilo Guimarães Morimoto
Filipe Arantes Furtado
Cristiano Agenor Oliveira de Araújo

Modalidade

Resumo

Área temática

Engenharias - Engenharia Química

Data de Publicação

27/03/2026

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

pt-BR

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1326913-estudo-estrutural-de-o-rings-para-vedacao-em-ensaios-de-coreflooding-utilizando-analise-de-elementos-finitos-(fe

ISBN

978-65-272-2302-3

Palavras-Chave

coreflooding, coreholder, simulação numérica, petrofísica, extrusão

Resumo

O petróleo é altamente explorado pela nossa sociedade, movimentando de forma significativa o mercado global. Para se aumentar a eficiência da exploração de petróleo, é importante que se entenda como óleo, água de formação, gases e fluidos de injeção percolam por entre os poros da rocha-reservatório. Assim, a análise das propriedades como porosidade, permeabilidade e afinidade da rocha aos fluidos que por ela escoam é importante para caracterizar os reservatórios. Tais características podem ser avaliadas ao realizar experimentos de coreflooding. Nestes experimentos, utiliza-se um coreholder. Neste equipamento é possível confinar a amostra em condições de temperatura e pressão que simulam as condições do campo de exploração. O coreholder, ao simular a pressão do campo de exploração, utiliza fluidos de confinamento, os quais podem vazar para outras câmaras do dispositivo, sendo esse um problema grave a ser considerado na fase de projeto do equipamento. Dessa forma, este trabalho objetiva determinar de forma numérica a escolha ideal de um dos O-Rings de vedação críticos do equipamento. Por conseguinte, busca-se evitar que fluidos vazem por entre as câmaras do suporte da amostra, dadas diferentes pressões de confinamento do dispositivo, aumentando a confiabilidade dos resultados coletados nestes experimentos. As simulações numéricas foram realizadas no software Ansys Mechanical. Deste modo, o estudo estrutural do problema foi resolvido utilizando a análise de elementos finitos. O O-Ring foi considerado quase incompressível e sua função que relaciona a deformação com a energia foi modelada pela equação de Mooney-Rivlin. A estrutura dos componentes do coreholder foi considerada indeformável. Neste trabalho, O-Rings de dureza 75 e 90, na escala Shore A, foram estudados. Cada um dos O-Rings foi submetido aos fluidos de confinamento em pressões de 13,80; 27,60 e 41,40 MPa. Entende-se que os O-Rings são capazes de prevenir o vazamento caso a pressão de contato entre eles e a estrutura supere a pressão de fluido de confinamento. Além disso, foi avaliada a ocorrência de extrusão do O-Ring entre o cabeçote móvel e a estrutura do coreholder, uma situação que pode gerar desgaste do O-Ring e, por conseguinte, sua falha. Ao se analisar os resultados da simulação, baseando-se no critério de pressão de contato, julgou-se que ambos os selantes foram capazes de prevenir o vazamento, pois suas pressões de contato foram superiores às pressões de confinamento. Entretanto, foi possível observar que no O-Ring de dureza 75A, o valor do estresse máximo foi superior ao seu módulo de elasticidade (7,08 MPa) para todas as pressões de confinamento. Adicionalmente, o O-Ring de 90A não apresentou extrusão para as pressões de confinamento de 13,80 e 27,60 Mpa, porém apresentou extrusão para pressão de 41,40 Mpa. Tal extrusão foi considerada aceitável devido à sua pequena magnitude. Esta pesquisa buscou compreender qual O-Ring deve ser selecionado, com o intuito de garantir que o fluido de pressurização não vaze de uma câmara para outra, o que aumenta a confiabilidade dos resultados e a reprodutibilidade do experimento. Foi observado que o O-Ring de dureza de 90A é capaz de prevenir vazamentos e que o estresse em seu interior se mantém abaixo do módulo de elasticidade máximo permitido. Além disso, foi observado que, para se trabalhar nas pressões propostas, o O-Ring 90A apresenta uma baixa extrusão. Assim, sugere-se que os O-Rings de 90A sejam utilizados em detrimento dos O-Rings de 75A.

Título do Evento: XII Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2025) & VI Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2025)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

RIVA, Nicolas Da Silva et al.. ESTUDO ESTRUTURAL DE O-RINGS PARA VEDAÇÃO EM ENSAIOS DE COREFLOODING UTILIZANDO ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS (FEA).. In: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2025. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1326913-ESTUDO-ESTRUTURAL-DE-O-RINGS-PARA-VEDACAO-EM-ENSAIOS-DE-COREFLOODING-UTILIZANDO-ANALISE-DE-ELEMENTOS-FINITOS-(FE. Acesso em: 30/05/2026