Sperimentazione e progettazione di sistemi innovativi per perforazioni petrolifere

Nella perforazione petrolifera vengono utilizzati elementi tubolari (lunghezza > 10 m, diametro 100-200 mm) uniti fra loro mediante connessioni filettate coniche. Recentemente, è stato re-introdotto l’uso di elementi di perforazione in lega di alluminio di minor peso, ma che hanno la necessità di essere collegati a connessioni in acciaio. Le resistenze statica e a fatica della connessione fra elemento in alluminio ed elemento in acciaio sono oggetto dello studio della presente tesi di dottorato, svolta in collaborazione con Eni S.p.A. (E&P division). E' stata messa appunto una tecnica di serraggio fra elemento in alluminio ed elemento in acciaio (a freddo), che sfrutta l’effetto lubrificante di un composto inizialmente liquido e che successivamente solidifica. La tecnica attualmente usata (a caldo), sfrutta invece la dilatazione termica. La maggiore resistenza torsionale, ottenuta con la tecnica di serraggio a freddo, è stata verificata sperimentalmente. Al fine di eseguire prove a fatica rotante in piena scala è stato progettato e realizzato uno specifico banco prova, con funzionamento in risonanza, in modo da produrre elevato momento flettente senza eccessivo onere strutturale. I risultati di tali prove sono stati successivamente interpretati sulla base di recenti modelli di fatica. In particolare, il forte gradiente tensionale è stato investigato mediante la Teoria della Distanza Critica.