Estudo em modelos do comportamento de dutos enterrados ancorados por geossintéticos

Abstract

A demanda do mercado global de óleo e gás nas áreas offshore e onshore requerem sistemas de transporte por dutos que possam garantir segurança e confiabilidade, evitando que os diferentes esforços que atuam nas tubulações enterradas gerem fenômenos que produzam danos e/ou rupturas, com elevados custos ambientais e econômicos. Atualmente, dependendo da distância a ser percorrida desde o ponto de extração até o ponto de armazenamento, a utilização de dutos enterrados é uma das técnicas mais empregadas na indústria petrolífera. A profundidade de enterramento pode ser um fator chave para a segurança do duto. O presente trabalho tem por objetivo abordar o desempenho de diferentes tipos de reforços e configurações geométricas na ancoragem de dutos enterrados. Isto visou avaliar novas tendências construtivas que favoreçam a segurança na indústria e, eventualmente, diminua profundidades de enterramento de dutos. Para tanto, foi desenvolvido um equipamento que permitiu a aplicação de um carregamento vertical para provocar o arrancamento de um duto enterrado. Foram realizados ensaios de calibração preliminares, estes ensaios visaram obter uma boa repetitividade sob o controle das condições dos ensaios, tais como a densidade do solo, a profundidade de enterramento do duto e a aplicação de carga na caixa de testes, dentre outras. Quatro tipos de reforço geossintéticos e cinco arranjos possíveis de instalação destes reforços foram avaliados. Os resultados obtidos mostraram que a presença da camada de geossintético causou um aumento significativo da força necessária para arrancar o duto da profundidade de enterramento em comparação com a situação sem reforço. Em alguns casos o reforço aumentou o carregamento máximo de arrancamento do duto em até 180%. Os resultados mostram o potencial para o uso de geossintéticos na ancoragem de dutos enterrados como uma técnica versátil e de fácil execução. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The demand for oil and gas in offshore and onshore regions requires transportation systems that are reliable and safe to avoiding mechanisms than may damage or cause failure of buried pipes, with high costs in economic and environmental terms. Nowadays, depending on the transportation distance from the exploitation point to the storage area, the use of buried pipelines in one of the most common ways of oil and gas transportation in the oil industry. With this regard, the depth of the pipe may be a key factor to its safety. This dissertation evaluated the performance of diferente types of reinforcements and reinforcement arrangements to anchor buried pipes. This aimed at providing new construction techniques to increase pipe safety and, eventually, to reduce burial depth. To accomplish these goals, na apparatus was developed to apply vertical loads on buried pipe aiming at pulling them out of the soil mass. A series of preliminary tests was carried out to assess and define the main parameters to study. Four types of geosynthetic reinforcement and 5 types of reinforcement arrangements were investigated. The results obtained showed that the presence of the geosynthetic reinforcement increased markedly the maximum load necessary to pull the pipe out of the soil in comparison with the unreinforced situation. In some cases, the presence of the reinforcement increased the pull-out load by up to 180%. The results also show the potentials for the use of geosynthetics as a new anchor type for buried pipes as a versatile and easy construction technique.