API 17D Research Articles

Modeling the Mechanical Behaviour of a Subsea Guide Base Subject to Installation and Operations Loads

Historically, the guide cable system for installation of subsea oil production equipment has proven its efficiency. These cables extend from the rig to the wellhead, which are fixed to the guide base posts and will be subject to loads during the installation and operation of the production equipment. The majority of guide base designs have been calculated by analytical methods, although they allow obtaining exact answers in all infinite points of a structure, they are not applicable to all cases. This motivated the application of finite element analysis method (FEA) in this work, which from the development of approximate procedures can be applied regardless of the structure shape and loading conditions. This paper consists of a structural analysis of the guide base frame model, generated in Autodesk Inventor® software and analyzed in ANSYS® Workbench. The study brings a diagnostic research using a quantitative and exploratory approach. Different mathematical models were generated to obtain the results at the most critical points of the structure in order to determine its resistance to the loads applied during installation and operation, taking into account the criteria laid down in DNV 2.7-3, API 17D 1st Ed and von-Mises equivalent stress.

Análise de falha em flanges ocasionada por perda ou danos em estojos

As uniões flangeadas são amplamente utilizadas na indústria e a sua aplicação em equipamentos sub-sea requer um alto grau de confiabilidade, tendo em vista as condições ambientais e carregamentos, principalmente nas condições de águas profundas. A confiabilidade de uma união flangeada consiste na manutenção da sua característica de vedação, sendo o componente responsável pela vedação a junta. A vedação exercida pela junta é decorrente da ação de deformação ocasionada pela força de aperto dos estojos, sendo estes, elementos críticos das uniões flangeadas. Com o propósito de investigar falhas neste componente, é desenvolvida uma metodologia numérica, utilizando o método de Elementos Finitos, para avaliar o impacto da perda sucessiva de estojos em uma união flangeada. Também é investigado o relaxamento de tensão ocasionado por uma trinca em estojos. O estudo tem como objetivo conhecer os limites de operação segura, e neste trabalho é apresentado a análise de um flange da classe API 17D, de 4 polegadas com 8 estojos, sendo a metodologia desenvolvida aplicável a qualquer outro flange. O estudo numérico foi desenvolvido e simulado no software ANSYS Workbench 12.1 (2010). O resultado indica além do número mínimo de estojos necessários para manter a vedação, o incremento de tensão nos estojos remanescentes do flange, causado pela sucessiva perda de estojos.