Sugestões para trabalhos futuros

O presente trabalho englobou as etapas de planejamento e construção da unidade experimental destinada ao estudo da força de arrasto sobre uma coluna de perfuração. Além disso, foi criada uma metodologia para a realização dos testes e os primeiros resultados foram apresentados. Com base na experiência adquirida, são apresentadas melhorias ao aparato experimental, bem como sugestões para trabalhos futuros:

a) Fabricar tampas em acrílico para as escotilhas. Essa melhoria vai extinguir o aumento da força de tração aplicada sobre a coluna decorrente do contato entre a broca e as tampas;

b) Equipar a unidade experimental com uma célula de carga de capacidade nominal de 1000 N. Dessa forma, será possível ampliar a análise para cenários que imponham maior resistência ao movimento da coluna;

c) Criar uma abertura na tubulação de acrílico na extremidade do flange de aço inox que possui a vedação com a coluna de alumínio. Dessa forma, será possível reproduzir o escoamento pelo anular, conforme ocorre em um poço de petróleo;

d) Instalar transdutores de pressão ao longo da tubulação de acrílico, permitindo assim analisar variações de pressão causadas pelo deslocamento do plugue de cascalhos;

e) Utilizar cascalhos distintos para a formação do leito. Dessa forma, pode-se avaliar a influência da granulometria e da densidade dos cascalhos sobre a força de arrasto;

f) Analisar a influência da excentricidade da coluna sobre a força de arrasto; g) Adaptar a unidade experimental para possibilitar a inclinação da mesma,

tornando possível avaliar a influência deste parâmetro sobre a força de arrasto;

h) Utilizar uma gama maior de fluidos com o intuito de analisar a influência de parâmetros reológicos sobre a força de arrasto;

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A. VERIFICAÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL

A seguir é detalhada a etapa de verificação da unidade experimental, que tem o objetivo de conferir o funcionamento da célula de carga e a repetibilidade dos resultados obtidos por este equipamento. O procedimento de verificação é realizado para as seguintes etapas:

i. Verificação da calibração da célula de carga;

ii. Verificação da célula de carga acoplada à unidade experimental;

A determinação de uma grandeza física experimental deve ser realizada através da medição. O resultado do mensurando é sempre uma aproximação para o valor verdadeiro desta grandeza e deve ser o mais próximo possível desse valor. Dessa forma, define-se a incerteza no melhor valor y como uma indicação de quanto este melhor valor pode diferir do valor verdadeiro do mensurando, em termos de probabilidades, segundo VUOLO (1996).

No presente trabalho, a indicação da incerteza no processo de medição será realizada considerando a incerteza padrão (σP), que pode ser definida como o desvio padrão da distribuição de erros. Para que isso seja possível é necessário saber fazer distinção entre erros estatísticos e sistemáticos. O primeiro consiste em um erro tal que os n resultados se distribuem de maneira aleatória em torno do valor verdadeiro (na ausência do erro sistemático). Conforme o número de repetições da medição aumenta indefinidamente, o valor médio se aproxima do valor verdadeiro da grandeza. Já o erro sistemático é sempre o mesmo nos n resultados, ou seja, quando existe apenas este erro, os resultados são iguais e a diferença para o valor verdadeiro é sempre a mesma, de acordo com VUOLO (1996). Neste trabalho foi considerado um único erro sistemático, que decorre da calibração da célula de carga.

Dessa forma, a incerteza expandida (𝑈_𝑇𝑀) foi calculada mediante as seguintes etapas:

1) Cálculo do valor médio, definido pela Equação A.1; 2) Cálculo de desvio padrão de acordo com a Equação A.2;

3) Cálculo da incerteza padrão aleatória por meio da Equação A.3; 4) Cálculo do erro sistemático através da Equação A.4;

5) Cálculo da incerteza expandida, definido pela Equação A.5;

𝑇_𝑀 = 𝑇𝑀1+ 𝑇𝑀2+ 𝑇𝑀3+ ⋯ + 𝑇𝑛 𝑛 (𝐴. 1) 𝑠𝑇𝑀 = √ 1 𝑛 − 1 ∑(𝑇𝑀𝑖− 𝑇𝑀) 2 𝑛 𝑖=1 (𝐴. 2) 𝑠_𝑇̅̅̅̅̅_𝑀 = 𝑠_𝑇𝑀 √𝑛 (𝐴. 3) 𝑏𝑇𝑀 = 𝐶𝑃 100 . 750 (𝐴. 4) 𝑈_𝑇𝑀 = 2√𝑏_𝑇2_{𝑀 + 𝑠} 𝑇𝑀 2 _{(𝐴. 5)}