SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 42
Downloaden Sie, um offline zu lesen
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 1
SISTEMAS DE SONDA
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 2
ÍNDICE
1. Sistema de Movimentação de cargas ................................................................... 1
1.1. A Torre e a Subestrutura ............................................................................... 1
1.2. Conjunto Bloco / Catarina .............................................................................. 4
1.3. Guincho .......................................................................................................... 10
2. Sistema de Rotação .............................................................................................. 17
2.1. Método Rotativo Convencional ...................................................................... 17
2.2. Top-drive ........................................................................................................ 23
2.3. Motor de Fundo ............................................................................................. 24
3. Sistema de Circulação .......................................................................................... 26
3.1. Tanques de Lama .......................................................................................... 27
3.2. Bombas de Lama ........................................................................................... 27
3.3. Manifold .......................................................................................................... 33
3.4. Tubo Bengala / Mangueira de Lama .............................................................. 33
3.5. Saída de Lama ............................................................................................... 33
3.6. Sistema de Tratamento de Lama ................................................................... 33
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 3
SISTEMAS DE SONDA
1. SISTEMA DE MOVIMENTAÇÃO DE CARGAS
A função do sistema de movimentação de cargas é permitir içar ou abaixar colunas de
perfuração e de revestimento ou quaisquer outros equipamentos de sub-superfície, para
dentro ou fora do poço. Seus principais componentes são a torre e a subestrutura, o
conjunto bloco/catarina e o guincho.
1.1. A Torre e a Subestrutura
A torre provê a altura necessária ao içamento de uma seção de tubos a ser descida ou a
ser retirada do poço. As torres mais comuns têm uma altura útil de trabalho na faixa de
40 metros.
Como torres podemos designar as torres convencionais e os mastros terrestres ou para
perfuração marítima.
As torres convencionais são estruturas em treliça que exigem a desmontagem e a
montagem das vigas uma a uma. Com isto, conseqüentemente o custo operacional é
bastante significativo.
Os mastros são estruturas semelhantes às torres, só que montados ou desmontados em
seções. Com isto, o tempo de DTM (Desmontagem -Transporte - Montagem) da sonda
fica sensivelmente diminuído (fig. 1.0).
Além da altura, as torres são também especificadas por sua resistência aos esforços
desenvolvidos, pelo peso suspenso no gancho, peso estaleirado na plataforma e ação
do vento.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 4
Como exemplo para dimensionamento de uma torre vamos supor uma carga suspensa
máxima (Pmax) correspondente ao peso imerso de uma coluna de revestimento na
profundidade limite. Para descer esta coluna de revestimento a coluna de perfuração
está toda estaleirada em seções apoiada na parte superior da torre. A torre tem que
suportar, enquanto se movimenta livremente a carga Pmax, o momento de tombamento
criado pelo peso das seções dos tubos em pé e força do vento.
As torres para perfuração marítima são projetadas para resistirem, também, aos
esforços dinâmicos que ocorrem durante as operações de reboque das unidades de
perfuração.
Fig. 1.0 – Os mastros podem ser desmontados em duas, três ou quatro seções para facilitar no transporte.
A torre se apoia na subestrutura, criando um espaço de trabalho abaixo da plataforma,
onde se instala o equipamento de segurança do poço - BOP (fig. 1.1).
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 5
Fig. 1.1 – A subestrutura deve ter altura suficiente que permita a movimentação do BOP sobre a cabeça de poço.
1.2. Conjunto Bloco/Catarina
O conjunto bloco/catarina compõe-se do bloco de coroamento, da catarina e do cabo de
perfuração. Sua principal função é permitir o manuseio fácil das elevadas cargas
geradas nas operações de perfuração.
Bloco de Coroamento
É um conjunto de polias, em geral de 4 a 6, dispostas em linha através de um eixo
central. Este eixo é suportado por dois mancais de deslizamento apoiados sobre vigas
de aço localizadas no topo da torre. Na extremidade do eixo existem graxeiros para a
lubrificação dos rolamentos das polias e do próprio mancal de apoio (fig. 1.2).
Fig. 1.2 – Bloco de coroamento
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 6
As dimensões das polias estão relacionadas com os diâmetros dos cabos de aço que
podem passar por elas. Quanto maior o diâmetro do cabo maior o diâmetro da polia. Se
a abertura do canal da polia é estreita para o cabo ambos se desgastarão por abrasão;
se é larga demais o cabo se achata ao passar pela polia pela falta de apoio lateral (veja
API STANDARD BA).
Catarina/Gancho/Elevador
A catarina é também um conjunto de polias justapostas num pino central mas que não
fica fixa à torre. Pela movimentação do cabo passado entre as polias do bloco de
coroamento e as suas, a catarina se movimenta ao longo da altura da torre, içando ou
descendo equipamentos no poço. Em sua extremidade inferior encontra-se uma alça
que a liga ao gancho (fig. 1.3).
Fig. 1.3 – Catarina
O gancho é o elemento de ligação da carga ao sistema de polias (fig. 1.4). Seus
principais elementos são:
a) Comando – elemento responsável pela transmissão da carga ao corpo do gancho;
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 7
b) Mola e amortecedor hidráulico – evitam choques elevados do batente do comando
no corpo do gancho. Ao suspender a carga, a mola se comprime suavizando o
choque além de forçar o óleo para cima do elemento retentor da mola. Ao se liberar a
carga, a mola força o comando para sua posição original com velocidade atenuada
pela passagem restringida do óleo;
c) Trava – dispositivo que permite ou não a rotação do comando.
Fig. 1.4 – Gancho
O gancho pode ser integrado a catarina formando com ela um equipamento unitário (fig.
1.5).
Fig. 1.5 – Catarina com gancho integrado
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 8
O elevador é o equipamento usado para segurar a tubulação durante as movimentações.
O elevador é bipartido, sendo as duas partes ligadas por dobradiças, tendo um trinco
para sua abertura e seu fechamento.
A ligação do elevador ao gancho é feita por duas hastes com olhais nas duas
extremidades – os braços do elevador (fig. 1.6).
Fig. 1.6 – Elevador e hastes do elevador
Cabo de Perfuração
O chamado cabo de perfuração é um cabo formado por arames de aço. Na sua
construção são observados os seguintes itens:
(1) Número de pernas e número de fios – o cabo é formado pelo enrolamento de
pernas em torno de uma alma e as pernas pelo enrolamento de arames em torno de
um arame central (fig. 1.7).
Fig. 1.7 – O cabo 6 x 19, por exemplo, compõe-se de 6 pernas de 19 fios cada
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 9
(2) Composição – disposição dos fios em cada perna (ex: seale, filler, warrington). A
composição é importante na seleção de um cabo em vista de sua aplicação. A
flexibilidade de um cabo de aço está em proporção inversa ao diâmetro dos arames
externos, enquanto que a resistência a abrasão é diretamente proporcional a este
diâmetro.
(3) Alma – as almas dos cabos podem ser de fibra natural (AF), de sisal ou rami, ou de
fibras artificiais (AFA), geralmente de polipropileno. As almas de fibra em geral dão
maior flexibilidade ao cabo de aço. Já as almas de aço dão maior resistência aos
amassamentos e aumentam a resistência à tração. A alma de aço pode ser formada
por uma perna de caco (AA) Ou por um cabo de aço independente (AACI) (fig. 1.8).
Fig. 1.8 – Alma dos cabos
(4) Torção das pernas e do cabo – o cabo é de "torção à direita" quando as pernas são
torcidas da esquerda para a direita e de "torção à esquerda" caso contrário. No cabo
de torção regular os fios de cada perna são torcidos em sentido oposto à torção das
próprias pernas (em cruz). No cabo de torção lang os fios de cada perna são torcidos
no mesmo sentido que o das próprias pernas (em paralelo). A torção lang aumenta a
resistência à abrasão do cabo e sua flexibilidade. Por outro lado, a torção regular
confere maior estabilidade (menor tendência ao desenrolamento) ao cabo (fig. 1.9).
Cabo com Alma de Fibra
AF (fibra natural)
ou
AFA (fibra articifical)
Cabo com Alma de Aço
Formada por cabo
Independente
AACI
Cabo com Alma de Aço
formada por uma
Perna
AA
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 10
Fig. 1.9 – Torção dos cabos
(5) Passo de um cabo – é a distância horizontal correspondente a uma volta completa
de uma perna em torna da alma (fig. 1.10).
Fig. 1.10 – Passo de um cabo.
(6) Preformação – processo de fabricação adicional que faz com que os arames e
pernas fiquem curvados na forma helicoidal. Na construção do cabo, tanto os arames
como as pernas, permanecem curvados na posição natural com um mínimo de
tensões internas (já que não há neles a tendência de endireitar-se). Como as tensões
internas são mínimas também são mínimos a fricção interna e o conseqüente
desgaste interno.
(7) Resistência – os fabricantes fornecem para cada tipo e diâmetro de cabo a carga de
ruptura mínima efetiva. O quadro abaixo fornece as faixas de resistência a tração e a
correspondente denominação americana:
Kg/mm2
"Extra Improved Plow Stell" (EIPS) .............................................................. 200 a 230
"Improved Plow Steel" (IPS) .........................................................................180 a 200
"Plow Steel" (PS) ..........................................................................................160 a 180
"Mild Plow Steel" (MPS) .............................................................................. 140 a 160
"Traction Steel" ............................................................................................ 120 a 140
"Iron" ............................................................................................................ 60
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 11
O cabo de perfuração apresenta alguns pontos críticos quanto ao desgaste devido ao
uso como mostra a figura 1.11. Estes pontos estão nas polias do bloco de coroamento e
nas da catarina, quando ela está parada nos extremos de seu curso, e os pontos no
tambor do guincho em que se inicia nova camada de cabo (o cabo vai se enrolando no
tambor "caminhando" de um flange a outro até que, ao encontrá-la, uma nova camada
se sobrepõe a anterior "caminhando" em sentido contrário. Os pontos de mudança de
camadas junto aos flanges são críticos).
A fim de aumentar a vida útil do cabo periodicamente é feita uma corrida do cabo de
perfuração de maneira que os pontos críticos sejam deslocados. Após certo número de
corridas, o comprimento de cabo deslocado passa a ser problema no tambor do guincho,
obrigando ao corte deste comprimento de cabo. O parâmetro usado no programa de
corridas e corte de cabo é o trabalho realizado na movimentação de cargas medido em
tonelada x milha (ver API RP 98).
Fig. 1.11 – Pontos críticos do cabo de perfuração.
Guincho
É o equipamento da sonda responsável pela movimentação vertical das tubulações no
poço. Suas partes principais são: (a) tambor principal, (b) freio, (c) caixa de marchas, (d)
tambor auxiliar e molinetes.
(a) Tambor principal
É o tambor onde se enrola (desenrola) o cabo de perfuração ao se içar (descer) uma
carga.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 12
(b) Freio
Para o controle da velocidade de movimentação da carga existem dois sistemas de
frenagem do tambor do guincho: o principal, por fricção, e o secundário, hidráulico ou
eletromagnético.
O freio principal consiste de duas cintas ajustadas às do tambor com cerca de 270° de
contato. As cintas são compostas por sapatas de amianto responsáveis pela frenagem.
As extremidades frontais das cintas estão conectadas por dois parafusos a uma barra
equalizadora que assegura a mesma tensão de contato das cintas nas duas jantes. O
parafuso permite a regulagem do aperto das cintas às jantes.
As extremidades posteriores da cinta estão ligadas a alavanca do sondador. Quando o
sondador empurra a alavanca para baixo a cinta do freio é tracionada iniciando a
frenagem. Para dissipar o calor produzido, as jantes são refrigeradas com circulação de
água internamente a elas (fig. 1.12).
Fig. 1.12 – Freio principal: (1) cintas; (2) parafusos; (3) barra equalizadora: (4) alavanca do sondador.
Com o aumento da profundidade dos poços e conseqüente aumento das cargas a serem
movimentadas pelo guincho, desenvolveram-se sistemas de freios auxiliares a partir da
década de 40.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 13
Os freios hidráulicos são máquinas hidrodinâmicas que absorvem potência pela
conversão de energia mecânica em calor dentro de um fluido (normalmente água). Fica
montado no mesmo eixo onde se localiza o tambor principal do guincho, na ex-
tremidade oposta à alavanca do sondador. Quando acoplado a este eixo (através de
embreagem pneumática, por exemplo) o elemento rotor do freio impele a água para o
elemento estator criando resistência ao seu movimento. Como a quantidade de energia
mecânica a ser dissipada depende da quantidade e velocidade da água dentro da
carcaça do freio, um sistema de circulação de água fresca é montado. No exemplo da
figura 1.13, à medida que as cargas ficam mais pesadas o sondador aumenta o nível de
água dentro do tanque aumentando a assistência do freio hidráulico à frenagem do
tambor do guincho.
Fig. 1.13 – Freio hidráulico.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 14
Outro sistema auxiliar de freio muito usado é o freio eletromagnético. O princípio básico
usado neste tipo de freio é a atração existente entre os pólos magnéticos norte e sul. O
freio eletromagnético consiste de um tambor de aço, que gira com o eixo do tambor
principal do guincho quando o freio está acoplado, e de bobinas que permanecem
estacionárias. Quando o sondador aciona o freio, corrente elétrica passa através das
bobinas tornando-as pólos magnéticos. O campo magnético criado induz corrente
elétrica no tambor do freio, onde são gerados campos magnéticos de polaridade
contrária aos pólos estacionários. Assim, a atração entre as bobinas e o tambor causam
o torque de frenagem no eixo e calor, que é dissipado por sistema de refrigeração a
água. Através da variação do fluxo de corrente nas bobinas, o sondador pode controlar a
intensidade de frenagem no tambor do guincho ao descer a tubulação no poço (fig.
1.14).
Fig. 1.14 – Freio eletromagnético
(c) Caixa de Marchas
A caixa de marchas do guincho permite adequar o binômio torque x velocidade no eixo
do tambor principal a carga a ser içada.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 15
As características de uma caixa de marchas dependem do tipo da sonda quanto à
energia de acionamento (sonda mecânica ou diesel-elétrica) além do projeto de cada
fabricante. Tomemos como exemplo uma caixa de marchas projetada para sonda
mecânica é constituída por dois eixos paralelos. Na extremidade do primeiro eixo (eixo
primário) encontra-se uma roda dentada que recebe, por corrente, a potência vinda dos
motores. Ao longo de seu comprimento, encontram-se as rodas dentadas que irão
transmitir as rodas dentadas do eixo secundário às marchas a vante (eixos girando no
mesmo sentido) e uma engrenagem que, acoplada a outra no eixo secundário, transmite
a marcha a ré (eixos girando em sentidos contrários) (fig. 1.15).
Fig. 1.15 – Caixa de marchas de uma sonda mecânica.
Nas figuras 1.16 e 1.17, estão esquematizadas as caixas de marchas dos guinchos
Gardner-Denver 2100 (sonda mecânica) e 2100 E (sonda diesel-elétrica).
a) Vante
b) Ré
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 16
Fig. 1.16 – Sonda Mecânica
Fig. 1.17 – Sonda diesel-elétrica
(d) Tambor Auxiliar e Molinetes
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 17
Estes elementos estão montados no eixo secundário do guincho. No tambor auxiliar fica
armazenado um cabo de aço mais fino que o cabo de perfuração (1/2 poI., por exemplo)
que serve para descer pequenos equipamentos no poço (é utilizado na perfuração de
poços direcionais para a descida de registradores de inclinação e direção por dentro da
coluna de perfuração).
Nas extremidades do eixo secundário estão instalados os dois tipos de molinetes: os
"catheads", que acionam as chaves flutuantes, e os molinetes de fricção, que servem
para movimentar pequenas cargas na plataforma. Ao atuar o "cathead" , um cabo de aço
é enrolado puxando o rabo da chave flutuante transmitindo torque a conexão. No caso
do molinete de fricção, içam-se pequenas cargas por meio de um cabo conhecido por
"catline", que tem um gancho numa extremidade e um pedaço de corda na outra. O
"catline" passa por urna polia fixada ao bloco de coroamento de modo que, ao se enrolar
a corda no molinete de um lado, eleva-se uma carga presa no gancho do "catline" do
outro (fig. 1.18).
Fig. 1.18 – O tambor auxiliar e os molinetes fazem parte do guincho de perfuração.
2. SISTEMA DE ROTAÇÃO
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 18
Apresentaremos aqui os principais equipamentos do sistema de rotação da sonda
quando operando com a sonda convencional, ou com TOP DRIVE ou com motor de
fundo.
2.1. Método Rotativo Convencional
No método rotativo convencional, o sistema de rotação é composto pela mesa rotativa, a
bucha do kelly, o kelly e o swivel.
(a) Mesa Rotativa
• Funções
1) Recebe a energia de acionamento sob forma de rotação no plano vertical e a
transforma em rotação no plano horizontal e a transmite aos demais elementos do
sistema rotativo.
2) Suporta por acunhamento o peso da coluna.
• Acionamento
Pode ser de duas formas:
Através do guincho:
Nesse caso, uma roda dentada do guincho transmite por corrente a outra num eixo
intermediário. Ao ser acionada a embreagem desse eixo, outra roda dentada fixa nele
transmite por corrente para a localizada no eixo de entrada da mesa rotativa (fig. 1.19).
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 19
Fig. 1.19 – Acionamento através do guincho.
Através de um conjunto independente:
Nesse caso, um conjunto independente composto por um motor diesel, um conversar de
torque, uma embreagem, e uma caixa de marchas, gera e transmite ao eixo de entrada
da mesa rotativa o movimento necessário (fig. 1.20).
Fig. 1.20 – Acionamento através de um conjunto independente.
• Componentes Principais (fig. 1.21)
Eixo Pinhão
A extremidade externa do eixo-pinhão (ou eixo de entrada) contém o elemento receptor
do acionamento (roda dentada ou flange).
Em sua extremidade oposta interna à mesa, possui um pinhão que irá transmitir a
energia de acionamento.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 20
Rotor
É o componente transmissor aos demais elementos do sistema de rotação.
A ele estão ligados mecanicamente a coroa engrenada no pinhão e o casquilho superior
do rolamento autocompensador, que suporta as cargas axiais e de compressão a que a
mesa está submetida.
A parte superior do rotor é vazada de forma quadrada, onde se encaixa a extremidade
inferior da bucha da mesa.
Corpo
É a carcaça que contém os componentes da mesa e por onde esta é fixada na
subestrutura da sonda. Contém o depósito de óleo que lubrifica o engrenamento e os
rolamentos.
Fig. 1.21 – Mesa Rotativa
Piso
Construído de chapa antiderrapante, cobre a mesa e a protege de entrada de corpos
estranhos. É onde circulam os elementos da equipe que operam na boca do poço.
(b) Bucha do Kelly
É o elemento de ligação entre a mesa rotativa e a coluna de perfuração.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 21
• Descrição
Sua parte inferior, de seção quadrada se aloja na parte superior do rotor da mesa, de
modo que seu movimento se transfere à bucha do kelly devido às arestas do encaixe.
Seu centro é vazado de fora-a-fora com um orifício quadrado, por onde passa o kelly
(haste quadrada).
O contato bucha do kelly/kelly é feito através de roletes existentes no interior da bucha,
montados em eixos horizontais, que permitem o livre movimento vertical do kelly
(fig. 1.22).
Fig. 1.22 – Bucha do kelly
(c) Kelly
É a haste ligada à coluna de perfuração, que lhe transmite diretamente rotação e torque.
Sua seção quadrada possibilita a transmissão e seu centro é vazado, por onde passa o
fluido de perfuração.
(d) Swivel
• Funções
1) Liga as partes girantes às não girantes;
2) Permite livre rotação da coluna de perfuração;
3) Injeta o fluido de perfuração no interior da coluna.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 22
• Componentes Principais (fig. 1.23)
Alça
É aquele que liga o swivel ao gancho.
Pescoço de ganso
É um tubo encurvado que liga o swivel ao mangote condutor do fluido de perfuração,
sem que este seja submetido à flexão.
Corpo
É a peça inteiriçada que contém todos os componentes do swivel, onde se mantém o
óleo lubrificante das partes internas.
É vedado em suas extremidades por gaxetas para evitar vazamentos e entrada de
corpos estranhos.
Mandril
Localizado na parte inferior do swivel, está ligado à haste quadrada, e portanto, é um
elemento girante. Sua parte superior é flangeada, o que serve de batente para seu apoio
no rolamento principal do swivel.
Rolamento Principal
Conforme acima citado, é onde o mandril se apoia. Como este está ligado à coluna de
perfuração, o rolamento suporta o peso da coluna, que pode girar em rotações
consideráveis.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 23
Devido a essas cargas, o rolamento determina a capacidade do swivel. Deve trabalhar
sempre imerso em óleo, evitando desgaste excessivo.
Camisa
É um tubo de aço com superfície cromada que liga o pescoço de ganso (fixo) ao mandril
(girante), permitindo o fluxo do fluido de perfuração.
Engaxetamento
É o que promove a vedação entre o mandril e a camisa. As gaxetas estão contidas na
caixa de gaxetas ligada ao mandril. Assim as gaxetas giram também, em torno da
camisa. Esse movimento relativo provoca um desgaste nas gaxetas e na superfície da
camisa (daí sua superfície ser cromada), que, quando excessiva, causa um vazamento
de fluido de perfuração, o que implica em parada da operação para substituição. Por
isso, deve-se controlar a situação do desgaste, prevendo com antecedência a melhor
ocasião para a troca desses sobressalentes, evitando paradas desnecessárias da
operação.
Fig. 1.23 – Swivel
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 24
2.2. Top-drive
O sistema de perfuração com Top-drive elimina o uso da mesa rotativa, kelly e bucha do
kelly. A coluna de perfuração gira movida por um motor conectado diretamente no seu
topo. Este motor, elétrico de corrente contínua, é montado com o swivel convencional e
desliza sobre trilhos, fixados à torre, permitindo a movimentação vertical da coluna (fig.
1.24).
Fig. 1.24 – Top-drive.
O Top-drive apresenta, além do motor e transmissão, um sistema de manuseio de tubos
- "Pipehandler" - que permite içar e descer a coluna de perfuração, além de conectar ou
desconectar a coluna do motor. É composto pelo adaptador dos braços do elevador, de
elevador e braços de elevador convencionais e da chave de torque (fig. 1.25).
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 25
Fig. 1.25 – Top-drive.
A chave de torque ("Torque Wrench") é atuada hidraulicamente e pode
conectar/desconectar a coluna em qualquer altura da torre.
2.3. Motor de Fundo
Quando se perfura com motor de fundo, o torque é aplicado diretamente à broca, sem
necessidade de girar a coluna de perfuração, reduzindo o desgaste dos tubos de
perfuração e do revestimento já descido no poço.
Tipicamente, um motor de fundo é constituído de uma válvula de desvio (“bypass
valve”), o motor propriamente dito e o conjunto de rolamentos.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 26
A válvula de desvio, colocada no topo da ferramenta, permite a entrada de fluido durante
a descida e a drenagem do fluido durante a retirada da coluna de perfuração.
O motor de fundo pode ser de deslocamento positivo ou turbina.
Os motores de deslocamento positivo operam segundo o princípio de Moineau. O fluido
de perfuração é bombeado através de cavidades entre o rotor de aço e o estator de
elastômero, ambos helicoidais, provocando o giro do rotor, que se acopla à broca na sua
extremidade inferior (fig. 1.26). Os motores de deslocamento positivo convencionais têm
estatores com dois lobos para um rotor de um lobo. Atualmente existem motores com
rotores e estatores de múltiplos lobos, sempre o rotor com um lobo a menos que o
estator. O maior número de lobos permite obter-se maior potência a menores rotações e
maior torque (fig. 1.27).
Fig. 1.26 – Motor de deslocamento positivo. Fig. 1.27 – Vista em corte de um motor de deslocamento positivo.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 27
As turbinas são compostas de 50 a 300 estágios de rotores e estatores. Cada estágio
consiste num conjunto de aletas fixas ao eixo movido, o rotor, e outro conjunto fixado ao
corpo da turbina, o estator. À medida que o fluido de perfuração passa pelo estator, o
correspondente rotor é forçado a girar. Como a vazão mássica de fluido é constante, a
potência desenvolvida é função do número de estágios da turbina (fig. 1.28).
Fig. 1.28 – Turbina.
O conjunto de rolamentos ajuda a transmissão de peso e rotação para a broca.
Absorvem, além de axiais, esforços radiais provenientes da vibração e dobramento da
coluna.
3. SISTEMA DE CIRCULAÇÃO
O Sistema de Circulação é o responsável pelo bombeamento do fluido de perfuração à
pressão e vazão adequadas para as operações de perfuração. Além disso, neste
sistema estão os equipamentos que promovem o tratamento do fluido de perfuração
após a saída do poço, livrando-o de sólidos e fluidos indesejáveis.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 28
Os principais elementos que o compõe são (fig. 1.29):
• tanques de lama
• bombas de lama
• manifold
• tubo bengala/mangueira de lama
• saída de lama
• sistema de tratamento da lama
3.1. Tanques de lama
Os tanques de lama, feitos de chapas de aço, armazenam a lama na superfície. São
interligados entre si por tubos de aço ou mangotes flexíveis e conectados aos
equipamentos do sistema de tratamento.
3.2. Bombas de Lama
As bombas de lama são as responsáveis pelo fornecimento de energia ao fluido para a
circulação. São bombas volumétricas alternativas de pistões horizontais constituídas
fundamentalmente de duas partes:
• parte mecânica (power end), que recebe a energia de acionamento na forma rotativa
e a transforma em movimento alternativo;
• parte hidráulica (fluid end), onde a potência mecânica alternativa é transferida ao
fluido na forma pressão x vazão.
O acionamento das bombas de lama é feito por motores independentes, tanto nas
sondas diesel-elétricas como nas mecânicas (fig. 1.30).
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 29
Fig. 1.29 – Sistema de circulação
Bomba
Tubo Bengala Mangueira
Swivel
Kelly
Interior da Coluna
Jatos da Broca
Anular
Tanques de Lama
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 30
Fig. 1.30 – Esquema de acionamento da bomba de lama.
As bombas de lama podem ser de dois tipos:
• Duplex, que possuem dois cilindros horizontais, ou seja, dois pistões, de duplo
efeito; o bombeamento é realizado nos dois sentidos do curso do pistão. Assim, em
cada cilindro, enquanto num dos lados do pistão se está succionando, no outro se
está descarregando (fig. 1.31 e 1.32).
Fig. 1.31 – Fluid-end de uma bomba duplex.
Fig. 1.32 – Esquema de um fluid-end de uma bomba duplex.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 31
• Triplex, com três pistões de simples efeito: apenas na face anterior do pistão se
succiona e se descarrega (fig. 1.33 e 1.34).
Fig. 1.33 – Fluid-end de uma bomba triplex.
Fig. 1.34 – Esquema de um fluid-end de uma bomba triplex.
As bombas triplex vêm substituindo gradativamente as duplex de mesma potência, pois
são menores, mais leves e tem custo menor, tanto de aquisição como de manutenção.
Na figura 1.35 podemos observar as partes constuintes da bomba de lama.
A parte mecânica, power end, recebe a energia através do eixo de entrada, apoiado na
carcaça da bomba por dois rolamentos em suas extremidades. Este eixo, através de um
pinhão, transmite a uma coroa colocada num eixo de manivelas. Em cada manivela
deste eixo é colocado um eixo excêntrico, onde se conecta uma das extremidades da
biela. Na outra extremidade da biela se conecta a cruzeta, que é apenas uma caixa
metálica que se move alternativamente sobre uma telha. Na cruzeta se enrosca a haste
intermediária, elemento fraco dimensionado para proteger a parte mecânica de danos no
caso de qualquer irregularidade.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 32
A parte hidráulica, fluid end, é um corpo de aço fundido, fixado ao power end por
prisioneiros, composto pela rede de dutos de sucção e descarga da bomba. Cada
cilindro é revestido com uma camisa de aço, cuja superfície interna normalmente é
cromada, onde trabalha o pistão. Cada cilindro tem para cada efeito (simples ou duplo)
um duto de sucção e outro de descarga (potes). Assim, nas bombas duplex temos dois
potes de sucção e dois de descarga por cilindro, totalizando oito potes. Da mesma
maneira, nas bombas triplex têm-se seis potes no total.
Cada pote, seja de sucção ou descarga, tem um alojamento onde fica assentada a sede
da válvula, que dará passagem à lama. Na sucção, por exemplo, as válvulas nos potes
de sucção são empurradas para cima permitindo a entrada de lama na camisa, ao
mesmo tempo que a válvula de descarga é empurrada para baixo, vedando a entrada de
lama pelo pote de descarga.
Fig. 1.35 – Bomba triplex aberta
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 33
O acesso aos cilindros e aos potes para substituição de sobressalentes e inspeção
visual se dá através de tampões enroscadas e vedados com juntas que garantem a
estanqueidade da bomba.
A vazão de lama no sistema de circulação depende do número de bombas em operação
(normalmente as bombas operam em paralelo), da velocidade, diâmetro e curso dos
pistões. O comprimento do curso e o diâmetro das hastes dos pistões são fixados para
uma dada bomba. O diâmetro dos pistões pode ser mudado (trocando-se os próprios
pistões) forçando, é óbvio, à mudança da camisa correspondente.
A vazão de uma bomba de lama não é constante dentro de um ciclo. Ela é pulsante
devido à variação da velocidade dos pistões: no início do ciclo é igual a zero, atingindo o
valor máximo próximo à metade do curso. Para atenuar os efeitos danosos das
conseqüentes vibrações na descarga da bomba, são utilizados amortecedores de
pulsação na linha de recalque (fig. 1.36).
Fig. 1.36 – Amortecedor de pulsação.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 34
3.3. Manifold
É um conjunto de válvulas que recebe os mangotes de descarga das bombas e a linha
de recalque para o tubo bengala, permitindo direcionar o fluxo para o poço por qualquer
uma das bombas.
3.4. Tubo Bengala / Mangeira de Lama
O tubo bengala (standpipe) é um tubo vertical fixado à torre. Conjuntamente com a
mangueira de lama, que é uma mangueira flexível, permitem que se bombeie lama em
qualquer altura dentro da faixa de movimentação do swivel.
3.5. Saída de Lama
A saída de lama (flowline) é um tubo que conecta o espaço anular do poço com os
tanques de lama. A lama ao sair do poço passa pela saída de lama e vai para a peneira
vibratória, primeiro equipamento do sistema de tratamento da lama que a lama é forçada
a percorrer antes de retornar para o tanque de sucção.
3.6. Sistema de Tratamento da Lama
O sistema de tratamento da lama é equipado para remover sólidos, resfriar, misturar,
adicionar aditivos químicos e remover ar ou gás do fluido de perfuração. Geralmente é
composto pelos seguintes equipamentos (fig. 1.37):
Fig. 1.37 – Sistema de tratamento de lama.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 35
(a) Peneira Vibratória
A peneira vibratória processa a separação dos sólidos grosseiros (cascalhos). É
equipada com telas com aberturas variando de 10 a 150 mesh (mesh = número de
aberturas por polegada linear), adequadas ao tipo de rocha perfurada. Com o
movimento vibratório, os cascalhos "andam" pela tela inclinada até um defletor que os
descarta. Os sólidos que passam através das telas são removidos por decantação no
primeiro tanque de lama do sistema.
O acionamento da peneira é feito por um motor elétrico de corrente alternada, de 2 a 5
HP, que é ligado a um vibrador excêntrico (fig. 1.37).
Fig. 1.37 – Peneira vibratória.
(b) Degaseificador
É composto por um motor elétrico ligado por um eixo vertical a uma bomba centrífuga
submersa no tanque de lama, que descarrega a lama diretamente sobre uma placa de
desgaste. Esse impacto forma um leque circular de spray de lama, desprendendo o gás.
A lama desliza pela parede interna e segue por gravidade a calha de descarga,
retornando para o tanque (fig. 1.38).
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 36
Fig. 1.38 – Degaseificador.
(c) Desareiador
É um conjunto de dois ou três hidrociclones de 8" ou 10". O hidrociclone é cônico e
possui duas saídas: a inferior, para as partículas sólidas descartadas, e outra superior,
muito maior que a inferior, para o fluxo de lama.
Uma bomba centrífuga impele a lama tangencialmente à circunferência interna da
câmara superior do hidrociclone. O fluxo desce espiraladamente pela parede cônica até
a abertura inferior, quando inverte o sentido e passa a subir espiraladamente pela parte
central do hidrociclone. As partículas sólidas, devido sua maior massa e forças inerciais,
não invertem o fluxo e continuam o movimento espiralado para baixo até serem
descartadas pelo desareiador (fig. 1.39).
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 37
Fig. 1.39 – Desareiador.
(d) Dessiltador
Compõe-se de uma bateria de 8 a 12 hidrociclones de 4” ou 5”. Sua função é descartar
partículas menores que 74 microns que tenham passado pelo desareiador (fig. 1.40).
Fig. 1.40 – Dessiltador.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 38
(f) Centrífuga
A centrífuga retira partículas ainda menores que não tenham sido descartadas pelos
hidrociclones. Consta de um tambor que ao girar cria uma força centrífuga no fluido,
forçando os sólidos para as paredes. As paredes são “raspadas” internamente
descartando as partículas sólidas por um lado do tambor enquanto que a lama sai pelo
outro (fig. 1.41).
Fig. 1.41 – Esquema de uma centrífuga.
Fig. 1.42a – Esquema de circulação de um agitador de fundo.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 39
Fig. 1.42b – Agitador de fundo.
Fig. 1.42c – Pistola de lama.
(g) Misturadores
Servem para homogeneizar a lama nos tanques.
Podem ser de dois tipos: agitadores de fundo ou pistolas de lama.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 40
No primeiro, um motor elétrico aciona um eixo vertical cuja extremidade inferior,
acoplada a um conjunto de palhetas, fica submersa no tanque.
A pistola de lama é um tubo colocado na borda do tanque com um jato na extremidade.
A lama é injetada através de uma bomba centrífuga para o tanque provocando
turbulência (fig. 1.42).
(h) Funil de Mistura
É ligado a um compartimento do tanque de sucção e serve para adicionar aditivos em pó
ao fluido de perfuração. Possui uma restrição ao fluxo bem abaixo da extremidade
inferior o que aumenta a turbulência na lama ao receber o material pelo funil provocando
a mistura (fig. 1.43).
Fig. 1.43 – Funil de mistura.
Quando se utiliza a técnica de Perfuração a Ar algumas adaptações devem ser
efetuadas na sonda rotativa convencional. O termo Perfuração a Ar engloba 4 técnicas
distintas.
• Perfuração com ar puro ou com gás (Air Drilling)
• Perfuração com névoa (Mist Drilling)
• Perfuração com espuma (Foam Drilling)
• Perfuração com fluidos aerados (Aerated Fluids Drilling)
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 41
Os equipamentos básicos são (fig. 1.44):
(a) Compressor Primário
Normalmente alternativos de curso completo, com 4 cilindros e 3 estágios. São
montados em paralelo e a pressão máxima de operação fica em torno de 300 psi.
(b) Compressor Secundário (Booster)
Também alternativos de curso completo, 2 cilindros e 2 estágios. Recebe o ar
comprimido dos compressores primários e o processa para pressões da ordem de 1500
psi.
(c) Unidade de Espuma
É composta essencialmente de reservatório para água e bombas para injeção de água,
aditivos líquidos e sólidos pulverizados na linha principal de ar.
(d) Unidade Registradora das Pressões
Registra numa carta as pressões ao longo de 24 horas de operação.
(e) Linha Principal de Ar, Válvulas e Manifold
Instalados de modo a permitir fácil controle do fluxo do fluido circulante. O manifold e as
válvulas são geralmente instalados na plataforma da sonda com o manômetro voltado
para o operador. Na linha principal de ar deve ser instalada uma linha de alívio das
pressões dos compressores.
Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 42
(f) Cabeça Rotativa (Rotating Head)
Este equipamento mantém um selo constante ao redor da coluna de perfuração, exceto
nos comandos e broca. Um anel de borracha impede a passagem de poeira e de sólidos
perfurados para a plataforma de trabalho, desviando-se para a linha de descarga.
(g) Linha de Descarga
Esta linha tem cerca de 60m de comprimento com seção transversal correspondente à
do espaço anular do poço. Tem a finalidade de conduzir os cascalhos até o dique.
Fig. 1.44 – Sistema de circulação de ar.

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Completação de Petróleo e Gás
Completação de Petróleo e GásCompletação de Petróleo e Gás
Completação de Petróleo e GásAnderson Pontes
 
Lista de exercícios perfuração resolução
Lista de exercícios perfuração   resoluçãoLista de exercícios perfuração   resolução
Lista de exercícios perfuração resoluçãoPedro Monteiro
 
Trabalho prático #5 sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...
Trabalho prático #5   sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...Trabalho prático #5   sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...
Trabalho prático #5 sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...Sydney Dias
 
Perfuração e completação
Perfuração e completaçãoPerfuração e completação
Perfuração e completaçãoSydney Dias
 
Operações de perfuração de poços de petróleo
Operações de perfuração de poços de petróleoOperações de perfuração de poços de petróleo
Operações de perfuração de poços de petróleoCláudia Melchíades
 
Métodos de perfuração aula
Métodos de perfuração aulaMétodos de perfuração aula
Métodos de perfuração aulaPublicaTUDO
 
05 perfuração direcional
05 perfuração direcional05 perfuração direcional
05 perfuração direcionalbrunoping
 
Aula pre sal 5 completação de poços
Aula pre sal 5 completação de poçosAula pre sal 5 completação de poços
Aula pre sal 5 completação de poçosAugusto Junior
 
Aula pre sal 4 perfuração de poços
Aula pre sal 4 perfuração de poçosAula pre sal 4 perfuração de poços
Aula pre sal 4 perfuração de poçosAugusto Junior
 
Métodos de elevação de petróleo
Métodos de elevação de petróleoMétodos de elevação de petróleo
Métodos de elevação de petróleoVictor Said
 
Elevação de Petróleo e Gás
Elevação de Petróleo e GásElevação de Petróleo e Gás
Elevação de Petróleo e GásAnderson Pontes
 
Fluidos de Perfuração
Fluidos de Perfuração Fluidos de Perfuração
Fluidos de Perfuração Anderson Pontes
 
Tecnicas de Perfuração Off Shore
Tecnicas de Perfuração Off ShoreTecnicas de Perfuração Off Shore
Tecnicas de Perfuração Off ShoreAndré Jesus
 

Was ist angesagt? (20)

Completação de Petróleo e Gás
Completação de Petróleo e GásCompletação de Petróleo e Gás
Completação de Petróleo e Gás
 
Lista de exercícios perfuração resolução
Lista de exercícios perfuração   resoluçãoLista de exercícios perfuração   resolução
Lista de exercícios perfuração resolução
 
Trabalho prático #5 sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...
Trabalho prático #5   sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...Trabalho prático #5   sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...
Trabalho prático #5 sondas de perfuração e completação (henrique santana 74...
 
Perfuração e completação
Perfuração e completaçãoPerfuração e completação
Perfuração e completação
 
Operações de perfuração de poços de petróleo
Operações de perfuração de poços de petróleoOperações de perfuração de poços de petróleo
Operações de perfuração de poços de petróleo
 
Apostila de sistemas de sonda - Ronaldo Ribeiro
Apostila de sistemas de sonda - Ronaldo RibeiroApostila de sistemas de sonda - Ronaldo Ribeiro
Apostila de sistemas de sonda - Ronaldo Ribeiro
 
Métodos de perfuração aula
Métodos de perfuração aulaMétodos de perfuração aula
Métodos de perfuração aula
 
05 perfuração direcional
05 perfuração direcional05 perfuração direcional
05 perfuração direcional
 
Aula rev
Aula revAula rev
Aula rev
 
Aula pre sal 5 completação de poços
Aula pre sal 5 completação de poçosAula pre sal 5 completação de poços
Aula pre sal 5 completação de poços
 
18 aula brocas
18 aula brocas18 aula brocas
18 aula brocas
 
Apostila de brocas
Apostila de brocasApostila de brocas
Apostila de brocas
 
Aula pre sal 4 perfuração de poços
Aula pre sal 4 perfuração de poçosAula pre sal 4 perfuração de poços
Aula pre sal 4 perfuração de poços
 
Reservatórios aula 4
Reservatórios   aula 4Reservatórios   aula 4
Reservatórios aula 4
 
Sistema de Suspensão (Plataformas de Petróleo)
Sistema de Suspensão (Plataformas de Petróleo)Sistema de Suspensão (Plataformas de Petróleo)
Sistema de Suspensão (Plataformas de Petróleo)
 
Métodos de elevação de petróleo
Métodos de elevação de petróleoMétodos de elevação de petróleo
Métodos de elevação de petróleo
 
Elevação de Petróleo e Gás
Elevação de Petróleo e GásElevação de Petróleo e Gás
Elevação de Petróleo e Gás
 
Fluidos de Perfuração
Fluidos de Perfuração Fluidos de Perfuração
Fluidos de Perfuração
 
Slides perfuracao05 unidade_ii[2]
Slides perfuracao05 unidade_ii[2]Slides perfuracao05 unidade_ii[2]
Slides perfuracao05 unidade_ii[2]
 
Tecnicas de Perfuração Off Shore
Tecnicas de Perfuração Off ShoreTecnicas de Perfuração Off Shore
Tecnicas de Perfuração Off Shore
 

Andere mochten auch

Controle de Poço - Well Control - Driller
Controle de Poço - Well Control - DrillerControle de Poço - Well Control - Driller
Controle de Poço - Well Control - DrillerSQC_Group
 
Arquivo controle de poços fluidos kick blow out preventer
Arquivo   controle de poços fluidos kick blow out preventerArquivo   controle de poços fluidos kick blow out preventer
Arquivo controle de poços fluidos kick blow out preventerLeandro Fagundes
 
Controle de Poço - Well Control - Introdutório
Controle de Poço - Well Control - IntrodutórioControle de Poço - Well Control - Introdutório
Controle de Poço - Well Control - IntrodutórioSQC_Group
 
Aula 7 petróleo prof. pedro ibrapeq
Aula 7 petróleo   prof. pedro ibrapeqAula 7 petróleo   prof. pedro ibrapeq
Aula 7 petróleo prof. pedro ibrapeqPedro Monteiro
 
Apostila operador de guindauto.
Apostila operador de guindauto.Apostila operador de guindauto.
Apostila operador de guindauto.Marco Faria
 

Andere mochten auch (8)

Controle de Poço - Well Control - Driller
Controle de Poço - Well Control - DrillerControle de Poço - Well Control - Driller
Controle de Poço - Well Control - Driller
 
Arquivo controle de poços fluidos kick blow out preventer
Arquivo   controle de poços fluidos kick blow out preventerArquivo   controle de poços fluidos kick blow out preventer
Arquivo controle de poços fluidos kick blow out preventer
 
Controle de Poço - Well Control - Introdutório
Controle de Poço - Well Control - IntrodutórioControle de Poço - Well Control - Introdutório
Controle de Poço - Well Control - Introdutório
 
Peneiramento
PeneiramentoPeneiramento
Peneiramento
 
Aula 7 petróleo prof. pedro ibrapeq
Aula 7 petróleo   prof. pedro ibrapeqAula 7 petróleo   prof. pedro ibrapeq
Aula 7 petróleo prof. pedro ibrapeq
 
Apostila de operações unitárias
Apostila de operações unitáriasApostila de operações unitárias
Apostila de operações unitárias
 
Apostila operador de guindauto.
Apostila operador de guindauto.Apostila operador de guindauto.
Apostila operador de guindauto.
 
14 aula perfuração de poços
14 aula perfuração de poços14 aula perfuração de poços
14 aula perfuração de poços
 

Ähnlich wie Apostila de sistemas de sonda

CALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdf
CALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdfCALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdf
CALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdfLuizRoberto95
 
Trabalho teoria naval
Trabalho teoria navalTrabalho teoria naval
Trabalho teoria navalEdilsonsilva
 
CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6
CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6
CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6Falcão Brasil
 
Lista de exercícios perfuração resolução
Lista de exercícios perfuração   resoluçãoLista de exercícios perfuração   resolução
Lista de exercícios perfuração resoluçãoPedro Monteiro
 
Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...
Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...
Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...Diego Siqueira de Lima
 
b21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdf
b21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdfb21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdf
b21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdfJohnatasGama
 
Apresentação motores de indução
Apresentação motores de induçãoApresentação motores de indução
Apresentação motores de induçãoLuiz Carlos Farkas
 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS
ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS
ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS ordenaelbass
 
CalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdf
CalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdfCalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdf
CalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdfabacardarosagodinho
 
MOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdf
MOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdfMOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdf
MOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdfSérgio Alves
 
Daar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdf
Daar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdfDaar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdf
Daar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdfMarcelo Camargo
 
Manual de prevenção de acidentes com empilhadeiras
Manual de prevenção de acidentes com empilhadeirasManual de prevenção de acidentes com empilhadeiras
Manual de prevenção de acidentes com empilhadeirasMário Roberto Ferreira
 
Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e movim.de cargas (1)
Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e  movim.de cargas (1)Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e  movim.de cargas (1)
Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e movim.de cargas (1)Roserique oliveira carvalho
 

Ähnlich wie Apostila de sistemas de sonda (20)

CALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdf
CALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdfCALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdf
CALCULO DE TRANSPORTADORES ESTEIRAS.pdf
 
Trabalho teoria naval
Trabalho teoria navalTrabalho teoria naval
Trabalho teoria naval
 
Lingas
LingasLingas
Lingas
 
Aula 2.pdf
Aula 2.pdfAula 2.pdf
Aula 2.pdf
 
CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6
CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6
CADERNO DE INSTRUÇÃO MANOBRA-DE-FORÇA CI 17-10/6
 
Equipamentos de convés
Equipamentos de convésEquipamentos de convés
Equipamentos de convés
 
Lista de exercícios perfuração resolução
Lista de exercícios perfuração   resoluçãoLista de exercícios perfuração   resolução
Lista de exercícios perfuração resolução
 
Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...
Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...
Dimensionamento de um limitador de torque de fricção em uma esteira transport...
 
2 correntes 2015-1
2 correntes 2015-12 correntes 2015-1
2 correntes 2015-1
 
b21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdf
b21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdfb21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdf
b21f56fed0d7a56d9ccd5acb4cd6e9fc_(1).pdf
 
Apresentação motores de indução
Apresentação motores de induçãoApresentação motores de indução
Apresentação motores de indução
 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS
ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS
ELEMENTOS DE MÁQUINAS ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO CABOS
 
Polias
PoliasPolias
Polias
 
CalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdf
CalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdfCalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdf
CalculoEstruturalProjetoGalpaoMetalico.pdf
 
MOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdf
MOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdfMOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdf
MOD 8 aspectos operacionais dos guindastes.pdf
 
Daar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdf
Daar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdfDaar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdf
Daar_Horst_MaquinasElevacaoTransportesTalha.pdf
 
Manual de prevenção de acidentes com empilhadeiras
Manual de prevenção de acidentes com empilhadeirasManual de prevenção de acidentes com empilhadeiras
Manual de prevenção de acidentes com empilhadeiras
 
Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e movim.de cargas (1)
Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e  movim.de cargas (1)Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e  movim.de cargas (1)
Norma nbr 8400 calculo de equip.para levantamento e movim.de cargas (1)
 
Poliase correias
Poliase correiasPoliase correias
Poliase correias
 
Poliase correias
Poliase correiasPoliase correias
Poliase correias
 

Kürzlich hochgeladen

SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123
SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123
SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123JaineCarolaineLima
 
Slides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptx
Slides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptxSlides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptx
Slides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptxLuizHenriquedeAlmeid6
 
aula 1.pptx Ementa e Plano de ensino Filosofia
aula 1.pptx Ementa e  Plano de ensino Filosofiaaula 1.pptx Ementa e  Plano de ensino Filosofia
aula 1.pptx Ementa e Plano de ensino FilosofiaLucliaResende1
 
A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...
A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...
A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...Unidad de Espiritualidad Eudista
 
Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974
Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974
Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974AnaRitaFreitas7
 
arte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacional
arte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacionalarte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacional
arte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacionalidicacia
 
QUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptx
QUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptxQUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptx
QUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptxAntonioVieira539017
 
Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...
Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...
Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...Colaborar Educacional
 
Ressonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptx
Ressonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptxRessonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptx
Ressonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptxPatriciaFarias81
 
PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...
PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...
PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...Colaborar Educacional
 
Termo de audiência de Mauro Cid na ìntegra
Termo de audiência de Mauro Cid na ìntegraTermo de audiência de Mauro Cid na ìntegra
Termo de audiência de Mauro Cid na ìntegrafernando846621
 
Atividade de matemática para simulado de 2024
Atividade de matemática para simulado de 2024Atividade de matemática para simulado de 2024
Atividade de matemática para simulado de 2024gilmaraoliveira0612
 
ARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdf
ARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdfARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdf
ARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdfItaloAtsoc
 
autismo conhecer.pptx, Conhecer para entender
autismo conhecer.pptx, Conhecer para entenderautismo conhecer.pptx, Conhecer para entender
autismo conhecer.pptx, Conhecer para entenderLucliaResende1
 
Poder do convencimento,........... .
Poder do convencimento,...........         .Poder do convencimento,...........         .
Poder do convencimento,........... .WAGNERJESUSDACUNHA
 
Verbos - transitivos e intransitivos.pdf
Verbos -  transitivos e intransitivos.pdfVerbos -  transitivos e intransitivos.pdf
Verbos - transitivos e intransitivos.pdfKarinaSouzaCorreiaAl
 
Depende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsx
Depende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsxDepende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsx
Depende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsxLuzia Gabriele
 
Peixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES Monelos
Peixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES MonelosPeixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES Monelos
Peixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES MonelosAgrela Elvixeo
 

Kürzlich hochgeladen (20)

SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123
SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123
SEMIOSES DO OLHAR - SLIDE PARA ESTUDO 123
 
Slides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptx
Slides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptxSlides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptx
Slides Lição 1, CPAD, O Início da Caminhada, 2Tr24, Pr Henrique.pptx
 
aula 1.pptx Ementa e Plano de ensino Filosofia
aula 1.pptx Ementa e  Plano de ensino Filosofiaaula 1.pptx Ementa e  Plano de ensino Filosofia
aula 1.pptx Ementa e Plano de ensino Filosofia
 
A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...
A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...
A Congregação de Jesus e Maria, conhecida também como os Eudistas, foi fundad...
 
Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974
Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974
Trabalho DAC História 25 de Abril de 1974
 
arte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacional
arte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacionalarte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacional
arte retrato de um povo - Expressão Cultural e Identidade Nacional
 
Abordagem 1. Análise textual (Severino, 2013).pdf
Abordagem 1. Análise textual (Severino, 2013).pdfAbordagem 1. Análise textual (Severino, 2013).pdf
Abordagem 1. Análise textual (Severino, 2013).pdf
 
QUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptx
QUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptxQUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptx
QUIZ - GEOGRAFIA - 8º ANO - FASES DO CAPITALISMO.pptx
 
Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...
Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...
Apresente de forma sucinta as atividades realizadas ao longo do semestre, con...
 
Ressonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptx
Ressonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptxRessonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptx
Ressonancia_magnetica_basica_slide_da_net.pptx
 
PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...
PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...
PROJETO DE EXTENSÃO - SEGURANÇA, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE PARA O BEM COMUM...
 
Abordagem 2. Análise temática (Severino, 2013)_PdfToPowerPoint.pdf
Abordagem 2. Análise temática (Severino, 2013)_PdfToPowerPoint.pdfAbordagem 2. Análise temática (Severino, 2013)_PdfToPowerPoint.pdf
Abordagem 2. Análise temática (Severino, 2013)_PdfToPowerPoint.pdf
 
Termo de audiência de Mauro Cid na ìntegra
Termo de audiência de Mauro Cid na ìntegraTermo de audiência de Mauro Cid na ìntegra
Termo de audiência de Mauro Cid na ìntegra
 
Atividade de matemática para simulado de 2024
Atividade de matemática para simulado de 2024Atividade de matemática para simulado de 2024
Atividade de matemática para simulado de 2024
 
ARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdf
ARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdfARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdf
ARTE BARROCA E ROCOCO BRASILEIRO-min.pdf
 
autismo conhecer.pptx, Conhecer para entender
autismo conhecer.pptx, Conhecer para entenderautismo conhecer.pptx, Conhecer para entender
autismo conhecer.pptx, Conhecer para entender
 
Poder do convencimento,........... .
Poder do convencimento,...........         .Poder do convencimento,...........         .
Poder do convencimento,........... .
 
Verbos - transitivos e intransitivos.pdf
Verbos -  transitivos e intransitivos.pdfVerbos -  transitivos e intransitivos.pdf
Verbos - transitivos e intransitivos.pdf
 
Depende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsx
Depende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsxDepende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsx
Depende De Nós! José Ernesto Ferraresso.ppsx
 
Peixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES Monelos
Peixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES MonelosPeixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES Monelos
Peixeiras da Coruña. O Muro da Coruña. IES Monelos
 

Apostila de sistemas de sonda

  • 1. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 1 SISTEMAS DE SONDA
  • 2. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 2 ÍNDICE 1. Sistema de Movimentação de cargas ................................................................... 1 1.1. A Torre e a Subestrutura ............................................................................... 1 1.2. Conjunto Bloco / Catarina .............................................................................. 4 1.3. Guincho .......................................................................................................... 10 2. Sistema de Rotação .............................................................................................. 17 2.1. Método Rotativo Convencional ...................................................................... 17 2.2. Top-drive ........................................................................................................ 23 2.3. Motor de Fundo ............................................................................................. 24 3. Sistema de Circulação .......................................................................................... 26 3.1. Tanques de Lama .......................................................................................... 27 3.2. Bombas de Lama ........................................................................................... 27 3.3. Manifold .......................................................................................................... 33 3.4. Tubo Bengala / Mangueira de Lama .............................................................. 33 3.5. Saída de Lama ............................................................................................... 33 3.6. Sistema de Tratamento de Lama ................................................................... 33
  • 3. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 3 SISTEMAS DE SONDA 1. SISTEMA DE MOVIMENTAÇÃO DE CARGAS A função do sistema de movimentação de cargas é permitir içar ou abaixar colunas de perfuração e de revestimento ou quaisquer outros equipamentos de sub-superfície, para dentro ou fora do poço. Seus principais componentes são a torre e a subestrutura, o conjunto bloco/catarina e o guincho. 1.1. A Torre e a Subestrutura A torre provê a altura necessária ao içamento de uma seção de tubos a ser descida ou a ser retirada do poço. As torres mais comuns têm uma altura útil de trabalho na faixa de 40 metros. Como torres podemos designar as torres convencionais e os mastros terrestres ou para perfuração marítima. As torres convencionais são estruturas em treliça que exigem a desmontagem e a montagem das vigas uma a uma. Com isto, conseqüentemente o custo operacional é bastante significativo. Os mastros são estruturas semelhantes às torres, só que montados ou desmontados em seções. Com isto, o tempo de DTM (Desmontagem -Transporte - Montagem) da sonda fica sensivelmente diminuído (fig. 1.0). Além da altura, as torres são também especificadas por sua resistência aos esforços desenvolvidos, pelo peso suspenso no gancho, peso estaleirado na plataforma e ação do vento.
  • 4. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 4 Como exemplo para dimensionamento de uma torre vamos supor uma carga suspensa máxima (Pmax) correspondente ao peso imerso de uma coluna de revestimento na profundidade limite. Para descer esta coluna de revestimento a coluna de perfuração está toda estaleirada em seções apoiada na parte superior da torre. A torre tem que suportar, enquanto se movimenta livremente a carga Pmax, o momento de tombamento criado pelo peso das seções dos tubos em pé e força do vento. As torres para perfuração marítima são projetadas para resistirem, também, aos esforços dinâmicos que ocorrem durante as operações de reboque das unidades de perfuração. Fig. 1.0 – Os mastros podem ser desmontados em duas, três ou quatro seções para facilitar no transporte. A torre se apoia na subestrutura, criando um espaço de trabalho abaixo da plataforma, onde se instala o equipamento de segurança do poço - BOP (fig. 1.1).
  • 5. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 5 Fig. 1.1 – A subestrutura deve ter altura suficiente que permita a movimentação do BOP sobre a cabeça de poço. 1.2. Conjunto Bloco/Catarina O conjunto bloco/catarina compõe-se do bloco de coroamento, da catarina e do cabo de perfuração. Sua principal função é permitir o manuseio fácil das elevadas cargas geradas nas operações de perfuração. Bloco de Coroamento É um conjunto de polias, em geral de 4 a 6, dispostas em linha através de um eixo central. Este eixo é suportado por dois mancais de deslizamento apoiados sobre vigas de aço localizadas no topo da torre. Na extremidade do eixo existem graxeiros para a lubrificação dos rolamentos das polias e do próprio mancal de apoio (fig. 1.2). Fig. 1.2 – Bloco de coroamento
  • 6. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 6 As dimensões das polias estão relacionadas com os diâmetros dos cabos de aço que podem passar por elas. Quanto maior o diâmetro do cabo maior o diâmetro da polia. Se a abertura do canal da polia é estreita para o cabo ambos se desgastarão por abrasão; se é larga demais o cabo se achata ao passar pela polia pela falta de apoio lateral (veja API STANDARD BA). Catarina/Gancho/Elevador A catarina é também um conjunto de polias justapostas num pino central mas que não fica fixa à torre. Pela movimentação do cabo passado entre as polias do bloco de coroamento e as suas, a catarina se movimenta ao longo da altura da torre, içando ou descendo equipamentos no poço. Em sua extremidade inferior encontra-se uma alça que a liga ao gancho (fig. 1.3). Fig. 1.3 – Catarina O gancho é o elemento de ligação da carga ao sistema de polias (fig. 1.4). Seus principais elementos são: a) Comando – elemento responsável pela transmissão da carga ao corpo do gancho;
  • 7. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 7 b) Mola e amortecedor hidráulico – evitam choques elevados do batente do comando no corpo do gancho. Ao suspender a carga, a mola se comprime suavizando o choque além de forçar o óleo para cima do elemento retentor da mola. Ao se liberar a carga, a mola força o comando para sua posição original com velocidade atenuada pela passagem restringida do óleo; c) Trava – dispositivo que permite ou não a rotação do comando. Fig. 1.4 – Gancho O gancho pode ser integrado a catarina formando com ela um equipamento unitário (fig. 1.5). Fig. 1.5 – Catarina com gancho integrado
  • 8. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 8 O elevador é o equipamento usado para segurar a tubulação durante as movimentações. O elevador é bipartido, sendo as duas partes ligadas por dobradiças, tendo um trinco para sua abertura e seu fechamento. A ligação do elevador ao gancho é feita por duas hastes com olhais nas duas extremidades – os braços do elevador (fig. 1.6). Fig. 1.6 – Elevador e hastes do elevador Cabo de Perfuração O chamado cabo de perfuração é um cabo formado por arames de aço. Na sua construção são observados os seguintes itens: (1) Número de pernas e número de fios – o cabo é formado pelo enrolamento de pernas em torno de uma alma e as pernas pelo enrolamento de arames em torno de um arame central (fig. 1.7). Fig. 1.7 – O cabo 6 x 19, por exemplo, compõe-se de 6 pernas de 19 fios cada
  • 9. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 9 (2) Composição – disposição dos fios em cada perna (ex: seale, filler, warrington). A composição é importante na seleção de um cabo em vista de sua aplicação. A flexibilidade de um cabo de aço está em proporção inversa ao diâmetro dos arames externos, enquanto que a resistência a abrasão é diretamente proporcional a este diâmetro. (3) Alma – as almas dos cabos podem ser de fibra natural (AF), de sisal ou rami, ou de fibras artificiais (AFA), geralmente de polipropileno. As almas de fibra em geral dão maior flexibilidade ao cabo de aço. Já as almas de aço dão maior resistência aos amassamentos e aumentam a resistência à tração. A alma de aço pode ser formada por uma perna de caco (AA) Ou por um cabo de aço independente (AACI) (fig. 1.8). Fig. 1.8 – Alma dos cabos (4) Torção das pernas e do cabo – o cabo é de "torção à direita" quando as pernas são torcidas da esquerda para a direita e de "torção à esquerda" caso contrário. No cabo de torção regular os fios de cada perna são torcidos em sentido oposto à torção das próprias pernas (em cruz). No cabo de torção lang os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido que o das próprias pernas (em paralelo). A torção lang aumenta a resistência à abrasão do cabo e sua flexibilidade. Por outro lado, a torção regular confere maior estabilidade (menor tendência ao desenrolamento) ao cabo (fig. 1.9). Cabo com Alma de Fibra AF (fibra natural) ou AFA (fibra articifical) Cabo com Alma de Aço Formada por cabo Independente AACI Cabo com Alma de Aço formada por uma Perna AA
  • 10. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 10 Fig. 1.9 – Torção dos cabos (5) Passo de um cabo – é a distância horizontal correspondente a uma volta completa de uma perna em torna da alma (fig. 1.10). Fig. 1.10 – Passo de um cabo. (6) Preformação – processo de fabricação adicional que faz com que os arames e pernas fiquem curvados na forma helicoidal. Na construção do cabo, tanto os arames como as pernas, permanecem curvados na posição natural com um mínimo de tensões internas (já que não há neles a tendência de endireitar-se). Como as tensões internas são mínimas também são mínimos a fricção interna e o conseqüente desgaste interno. (7) Resistência – os fabricantes fornecem para cada tipo e diâmetro de cabo a carga de ruptura mínima efetiva. O quadro abaixo fornece as faixas de resistência a tração e a correspondente denominação americana: Kg/mm2 "Extra Improved Plow Stell" (EIPS) .............................................................. 200 a 230 "Improved Plow Steel" (IPS) .........................................................................180 a 200 "Plow Steel" (PS) ..........................................................................................160 a 180 "Mild Plow Steel" (MPS) .............................................................................. 140 a 160 "Traction Steel" ............................................................................................ 120 a 140 "Iron" ............................................................................................................ 60
  • 11. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 11 O cabo de perfuração apresenta alguns pontos críticos quanto ao desgaste devido ao uso como mostra a figura 1.11. Estes pontos estão nas polias do bloco de coroamento e nas da catarina, quando ela está parada nos extremos de seu curso, e os pontos no tambor do guincho em que se inicia nova camada de cabo (o cabo vai se enrolando no tambor "caminhando" de um flange a outro até que, ao encontrá-la, uma nova camada se sobrepõe a anterior "caminhando" em sentido contrário. Os pontos de mudança de camadas junto aos flanges são críticos). A fim de aumentar a vida útil do cabo periodicamente é feita uma corrida do cabo de perfuração de maneira que os pontos críticos sejam deslocados. Após certo número de corridas, o comprimento de cabo deslocado passa a ser problema no tambor do guincho, obrigando ao corte deste comprimento de cabo. O parâmetro usado no programa de corridas e corte de cabo é o trabalho realizado na movimentação de cargas medido em tonelada x milha (ver API RP 98). Fig. 1.11 – Pontos críticos do cabo de perfuração. Guincho É o equipamento da sonda responsável pela movimentação vertical das tubulações no poço. Suas partes principais são: (a) tambor principal, (b) freio, (c) caixa de marchas, (d) tambor auxiliar e molinetes. (a) Tambor principal É o tambor onde se enrola (desenrola) o cabo de perfuração ao se içar (descer) uma carga.
  • 12. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 12 (b) Freio Para o controle da velocidade de movimentação da carga existem dois sistemas de frenagem do tambor do guincho: o principal, por fricção, e o secundário, hidráulico ou eletromagnético. O freio principal consiste de duas cintas ajustadas às do tambor com cerca de 270° de contato. As cintas são compostas por sapatas de amianto responsáveis pela frenagem. As extremidades frontais das cintas estão conectadas por dois parafusos a uma barra equalizadora que assegura a mesma tensão de contato das cintas nas duas jantes. O parafuso permite a regulagem do aperto das cintas às jantes. As extremidades posteriores da cinta estão ligadas a alavanca do sondador. Quando o sondador empurra a alavanca para baixo a cinta do freio é tracionada iniciando a frenagem. Para dissipar o calor produzido, as jantes são refrigeradas com circulação de água internamente a elas (fig. 1.12). Fig. 1.12 – Freio principal: (1) cintas; (2) parafusos; (3) barra equalizadora: (4) alavanca do sondador. Com o aumento da profundidade dos poços e conseqüente aumento das cargas a serem movimentadas pelo guincho, desenvolveram-se sistemas de freios auxiliares a partir da década de 40.
  • 13. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 13 Os freios hidráulicos são máquinas hidrodinâmicas que absorvem potência pela conversão de energia mecânica em calor dentro de um fluido (normalmente água). Fica montado no mesmo eixo onde se localiza o tambor principal do guincho, na ex- tremidade oposta à alavanca do sondador. Quando acoplado a este eixo (através de embreagem pneumática, por exemplo) o elemento rotor do freio impele a água para o elemento estator criando resistência ao seu movimento. Como a quantidade de energia mecânica a ser dissipada depende da quantidade e velocidade da água dentro da carcaça do freio, um sistema de circulação de água fresca é montado. No exemplo da figura 1.13, à medida que as cargas ficam mais pesadas o sondador aumenta o nível de água dentro do tanque aumentando a assistência do freio hidráulico à frenagem do tambor do guincho. Fig. 1.13 – Freio hidráulico.
  • 14. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 14 Outro sistema auxiliar de freio muito usado é o freio eletromagnético. O princípio básico usado neste tipo de freio é a atração existente entre os pólos magnéticos norte e sul. O freio eletromagnético consiste de um tambor de aço, que gira com o eixo do tambor principal do guincho quando o freio está acoplado, e de bobinas que permanecem estacionárias. Quando o sondador aciona o freio, corrente elétrica passa através das bobinas tornando-as pólos magnéticos. O campo magnético criado induz corrente elétrica no tambor do freio, onde são gerados campos magnéticos de polaridade contrária aos pólos estacionários. Assim, a atração entre as bobinas e o tambor causam o torque de frenagem no eixo e calor, que é dissipado por sistema de refrigeração a água. Através da variação do fluxo de corrente nas bobinas, o sondador pode controlar a intensidade de frenagem no tambor do guincho ao descer a tubulação no poço (fig. 1.14). Fig. 1.14 – Freio eletromagnético (c) Caixa de Marchas A caixa de marchas do guincho permite adequar o binômio torque x velocidade no eixo do tambor principal a carga a ser içada.
  • 15. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 15 As características de uma caixa de marchas dependem do tipo da sonda quanto à energia de acionamento (sonda mecânica ou diesel-elétrica) além do projeto de cada fabricante. Tomemos como exemplo uma caixa de marchas projetada para sonda mecânica é constituída por dois eixos paralelos. Na extremidade do primeiro eixo (eixo primário) encontra-se uma roda dentada que recebe, por corrente, a potência vinda dos motores. Ao longo de seu comprimento, encontram-se as rodas dentadas que irão transmitir as rodas dentadas do eixo secundário às marchas a vante (eixos girando no mesmo sentido) e uma engrenagem que, acoplada a outra no eixo secundário, transmite a marcha a ré (eixos girando em sentidos contrários) (fig. 1.15). Fig. 1.15 – Caixa de marchas de uma sonda mecânica. Nas figuras 1.16 e 1.17, estão esquematizadas as caixas de marchas dos guinchos Gardner-Denver 2100 (sonda mecânica) e 2100 E (sonda diesel-elétrica). a) Vante b) Ré
  • 16. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 16 Fig. 1.16 – Sonda Mecânica Fig. 1.17 – Sonda diesel-elétrica (d) Tambor Auxiliar e Molinetes
  • 17. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 17 Estes elementos estão montados no eixo secundário do guincho. No tambor auxiliar fica armazenado um cabo de aço mais fino que o cabo de perfuração (1/2 poI., por exemplo) que serve para descer pequenos equipamentos no poço (é utilizado na perfuração de poços direcionais para a descida de registradores de inclinação e direção por dentro da coluna de perfuração). Nas extremidades do eixo secundário estão instalados os dois tipos de molinetes: os "catheads", que acionam as chaves flutuantes, e os molinetes de fricção, que servem para movimentar pequenas cargas na plataforma. Ao atuar o "cathead" , um cabo de aço é enrolado puxando o rabo da chave flutuante transmitindo torque a conexão. No caso do molinete de fricção, içam-se pequenas cargas por meio de um cabo conhecido por "catline", que tem um gancho numa extremidade e um pedaço de corda na outra. O "catline" passa por urna polia fixada ao bloco de coroamento de modo que, ao se enrolar a corda no molinete de um lado, eleva-se uma carga presa no gancho do "catline" do outro (fig. 1.18). Fig. 1.18 – O tambor auxiliar e os molinetes fazem parte do guincho de perfuração. 2. SISTEMA DE ROTAÇÃO
  • 18. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 18 Apresentaremos aqui os principais equipamentos do sistema de rotação da sonda quando operando com a sonda convencional, ou com TOP DRIVE ou com motor de fundo. 2.1. Método Rotativo Convencional No método rotativo convencional, o sistema de rotação é composto pela mesa rotativa, a bucha do kelly, o kelly e o swivel. (a) Mesa Rotativa • Funções 1) Recebe a energia de acionamento sob forma de rotação no plano vertical e a transforma em rotação no plano horizontal e a transmite aos demais elementos do sistema rotativo. 2) Suporta por acunhamento o peso da coluna. • Acionamento Pode ser de duas formas: Através do guincho: Nesse caso, uma roda dentada do guincho transmite por corrente a outra num eixo intermediário. Ao ser acionada a embreagem desse eixo, outra roda dentada fixa nele transmite por corrente para a localizada no eixo de entrada da mesa rotativa (fig. 1.19).
  • 19. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 19 Fig. 1.19 – Acionamento através do guincho. Através de um conjunto independente: Nesse caso, um conjunto independente composto por um motor diesel, um conversar de torque, uma embreagem, e uma caixa de marchas, gera e transmite ao eixo de entrada da mesa rotativa o movimento necessário (fig. 1.20). Fig. 1.20 – Acionamento através de um conjunto independente. • Componentes Principais (fig. 1.21) Eixo Pinhão A extremidade externa do eixo-pinhão (ou eixo de entrada) contém o elemento receptor do acionamento (roda dentada ou flange). Em sua extremidade oposta interna à mesa, possui um pinhão que irá transmitir a energia de acionamento.
  • 20. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 20 Rotor É o componente transmissor aos demais elementos do sistema de rotação. A ele estão ligados mecanicamente a coroa engrenada no pinhão e o casquilho superior do rolamento autocompensador, que suporta as cargas axiais e de compressão a que a mesa está submetida. A parte superior do rotor é vazada de forma quadrada, onde se encaixa a extremidade inferior da bucha da mesa. Corpo É a carcaça que contém os componentes da mesa e por onde esta é fixada na subestrutura da sonda. Contém o depósito de óleo que lubrifica o engrenamento e os rolamentos. Fig. 1.21 – Mesa Rotativa Piso Construído de chapa antiderrapante, cobre a mesa e a protege de entrada de corpos estranhos. É onde circulam os elementos da equipe que operam na boca do poço. (b) Bucha do Kelly É o elemento de ligação entre a mesa rotativa e a coluna de perfuração.
  • 21. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 21 • Descrição Sua parte inferior, de seção quadrada se aloja na parte superior do rotor da mesa, de modo que seu movimento se transfere à bucha do kelly devido às arestas do encaixe. Seu centro é vazado de fora-a-fora com um orifício quadrado, por onde passa o kelly (haste quadrada). O contato bucha do kelly/kelly é feito através de roletes existentes no interior da bucha, montados em eixos horizontais, que permitem o livre movimento vertical do kelly (fig. 1.22). Fig. 1.22 – Bucha do kelly (c) Kelly É a haste ligada à coluna de perfuração, que lhe transmite diretamente rotação e torque. Sua seção quadrada possibilita a transmissão e seu centro é vazado, por onde passa o fluido de perfuração. (d) Swivel • Funções 1) Liga as partes girantes às não girantes; 2) Permite livre rotação da coluna de perfuração; 3) Injeta o fluido de perfuração no interior da coluna.
  • 22. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 22 • Componentes Principais (fig. 1.23) Alça É aquele que liga o swivel ao gancho. Pescoço de ganso É um tubo encurvado que liga o swivel ao mangote condutor do fluido de perfuração, sem que este seja submetido à flexão. Corpo É a peça inteiriçada que contém todos os componentes do swivel, onde se mantém o óleo lubrificante das partes internas. É vedado em suas extremidades por gaxetas para evitar vazamentos e entrada de corpos estranhos. Mandril Localizado na parte inferior do swivel, está ligado à haste quadrada, e portanto, é um elemento girante. Sua parte superior é flangeada, o que serve de batente para seu apoio no rolamento principal do swivel. Rolamento Principal Conforme acima citado, é onde o mandril se apoia. Como este está ligado à coluna de perfuração, o rolamento suporta o peso da coluna, que pode girar em rotações consideráveis.
  • 23. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 23 Devido a essas cargas, o rolamento determina a capacidade do swivel. Deve trabalhar sempre imerso em óleo, evitando desgaste excessivo. Camisa É um tubo de aço com superfície cromada que liga o pescoço de ganso (fixo) ao mandril (girante), permitindo o fluxo do fluido de perfuração. Engaxetamento É o que promove a vedação entre o mandril e a camisa. As gaxetas estão contidas na caixa de gaxetas ligada ao mandril. Assim as gaxetas giram também, em torno da camisa. Esse movimento relativo provoca um desgaste nas gaxetas e na superfície da camisa (daí sua superfície ser cromada), que, quando excessiva, causa um vazamento de fluido de perfuração, o que implica em parada da operação para substituição. Por isso, deve-se controlar a situação do desgaste, prevendo com antecedência a melhor ocasião para a troca desses sobressalentes, evitando paradas desnecessárias da operação. Fig. 1.23 – Swivel
  • 24. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 24 2.2. Top-drive O sistema de perfuração com Top-drive elimina o uso da mesa rotativa, kelly e bucha do kelly. A coluna de perfuração gira movida por um motor conectado diretamente no seu topo. Este motor, elétrico de corrente contínua, é montado com o swivel convencional e desliza sobre trilhos, fixados à torre, permitindo a movimentação vertical da coluna (fig. 1.24). Fig. 1.24 – Top-drive. O Top-drive apresenta, além do motor e transmissão, um sistema de manuseio de tubos - "Pipehandler" - que permite içar e descer a coluna de perfuração, além de conectar ou desconectar a coluna do motor. É composto pelo adaptador dos braços do elevador, de elevador e braços de elevador convencionais e da chave de torque (fig. 1.25).
  • 25. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 25 Fig. 1.25 – Top-drive. A chave de torque ("Torque Wrench") é atuada hidraulicamente e pode conectar/desconectar a coluna em qualquer altura da torre. 2.3. Motor de Fundo Quando se perfura com motor de fundo, o torque é aplicado diretamente à broca, sem necessidade de girar a coluna de perfuração, reduzindo o desgaste dos tubos de perfuração e do revestimento já descido no poço. Tipicamente, um motor de fundo é constituído de uma válvula de desvio (“bypass valve”), o motor propriamente dito e o conjunto de rolamentos.
  • 26. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 26 A válvula de desvio, colocada no topo da ferramenta, permite a entrada de fluido durante a descida e a drenagem do fluido durante a retirada da coluna de perfuração. O motor de fundo pode ser de deslocamento positivo ou turbina. Os motores de deslocamento positivo operam segundo o princípio de Moineau. O fluido de perfuração é bombeado através de cavidades entre o rotor de aço e o estator de elastômero, ambos helicoidais, provocando o giro do rotor, que se acopla à broca na sua extremidade inferior (fig. 1.26). Os motores de deslocamento positivo convencionais têm estatores com dois lobos para um rotor de um lobo. Atualmente existem motores com rotores e estatores de múltiplos lobos, sempre o rotor com um lobo a menos que o estator. O maior número de lobos permite obter-se maior potência a menores rotações e maior torque (fig. 1.27). Fig. 1.26 – Motor de deslocamento positivo. Fig. 1.27 – Vista em corte de um motor de deslocamento positivo.
  • 27. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 27 As turbinas são compostas de 50 a 300 estágios de rotores e estatores. Cada estágio consiste num conjunto de aletas fixas ao eixo movido, o rotor, e outro conjunto fixado ao corpo da turbina, o estator. À medida que o fluido de perfuração passa pelo estator, o correspondente rotor é forçado a girar. Como a vazão mássica de fluido é constante, a potência desenvolvida é função do número de estágios da turbina (fig. 1.28). Fig. 1.28 – Turbina. O conjunto de rolamentos ajuda a transmissão de peso e rotação para a broca. Absorvem, além de axiais, esforços radiais provenientes da vibração e dobramento da coluna. 3. SISTEMA DE CIRCULAÇÃO O Sistema de Circulação é o responsável pelo bombeamento do fluido de perfuração à pressão e vazão adequadas para as operações de perfuração. Além disso, neste sistema estão os equipamentos que promovem o tratamento do fluido de perfuração após a saída do poço, livrando-o de sólidos e fluidos indesejáveis.
  • 28. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 28 Os principais elementos que o compõe são (fig. 1.29): • tanques de lama • bombas de lama • manifold • tubo bengala/mangueira de lama • saída de lama • sistema de tratamento da lama 3.1. Tanques de lama Os tanques de lama, feitos de chapas de aço, armazenam a lama na superfície. São interligados entre si por tubos de aço ou mangotes flexíveis e conectados aos equipamentos do sistema de tratamento. 3.2. Bombas de Lama As bombas de lama são as responsáveis pelo fornecimento de energia ao fluido para a circulação. São bombas volumétricas alternativas de pistões horizontais constituídas fundamentalmente de duas partes: • parte mecânica (power end), que recebe a energia de acionamento na forma rotativa e a transforma em movimento alternativo; • parte hidráulica (fluid end), onde a potência mecânica alternativa é transferida ao fluido na forma pressão x vazão. O acionamento das bombas de lama é feito por motores independentes, tanto nas sondas diesel-elétricas como nas mecânicas (fig. 1.30).
  • 29. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 29 Fig. 1.29 – Sistema de circulação Bomba Tubo Bengala Mangueira Swivel Kelly Interior da Coluna Jatos da Broca Anular Tanques de Lama
  • 30. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 30 Fig. 1.30 – Esquema de acionamento da bomba de lama. As bombas de lama podem ser de dois tipos: • Duplex, que possuem dois cilindros horizontais, ou seja, dois pistões, de duplo efeito; o bombeamento é realizado nos dois sentidos do curso do pistão. Assim, em cada cilindro, enquanto num dos lados do pistão se está succionando, no outro se está descarregando (fig. 1.31 e 1.32). Fig. 1.31 – Fluid-end de uma bomba duplex. Fig. 1.32 – Esquema de um fluid-end de uma bomba duplex.
  • 31. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 31 • Triplex, com três pistões de simples efeito: apenas na face anterior do pistão se succiona e se descarrega (fig. 1.33 e 1.34). Fig. 1.33 – Fluid-end de uma bomba triplex. Fig. 1.34 – Esquema de um fluid-end de uma bomba triplex. As bombas triplex vêm substituindo gradativamente as duplex de mesma potência, pois são menores, mais leves e tem custo menor, tanto de aquisição como de manutenção. Na figura 1.35 podemos observar as partes constuintes da bomba de lama. A parte mecânica, power end, recebe a energia através do eixo de entrada, apoiado na carcaça da bomba por dois rolamentos em suas extremidades. Este eixo, através de um pinhão, transmite a uma coroa colocada num eixo de manivelas. Em cada manivela deste eixo é colocado um eixo excêntrico, onde se conecta uma das extremidades da biela. Na outra extremidade da biela se conecta a cruzeta, que é apenas uma caixa metálica que se move alternativamente sobre uma telha. Na cruzeta se enrosca a haste intermediária, elemento fraco dimensionado para proteger a parte mecânica de danos no caso de qualquer irregularidade.
  • 32. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 32 A parte hidráulica, fluid end, é um corpo de aço fundido, fixado ao power end por prisioneiros, composto pela rede de dutos de sucção e descarga da bomba. Cada cilindro é revestido com uma camisa de aço, cuja superfície interna normalmente é cromada, onde trabalha o pistão. Cada cilindro tem para cada efeito (simples ou duplo) um duto de sucção e outro de descarga (potes). Assim, nas bombas duplex temos dois potes de sucção e dois de descarga por cilindro, totalizando oito potes. Da mesma maneira, nas bombas triplex têm-se seis potes no total. Cada pote, seja de sucção ou descarga, tem um alojamento onde fica assentada a sede da válvula, que dará passagem à lama. Na sucção, por exemplo, as válvulas nos potes de sucção são empurradas para cima permitindo a entrada de lama na camisa, ao mesmo tempo que a válvula de descarga é empurrada para baixo, vedando a entrada de lama pelo pote de descarga. Fig. 1.35 – Bomba triplex aberta
  • 33. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 33 O acesso aos cilindros e aos potes para substituição de sobressalentes e inspeção visual se dá através de tampões enroscadas e vedados com juntas que garantem a estanqueidade da bomba. A vazão de lama no sistema de circulação depende do número de bombas em operação (normalmente as bombas operam em paralelo), da velocidade, diâmetro e curso dos pistões. O comprimento do curso e o diâmetro das hastes dos pistões são fixados para uma dada bomba. O diâmetro dos pistões pode ser mudado (trocando-se os próprios pistões) forçando, é óbvio, à mudança da camisa correspondente. A vazão de uma bomba de lama não é constante dentro de um ciclo. Ela é pulsante devido à variação da velocidade dos pistões: no início do ciclo é igual a zero, atingindo o valor máximo próximo à metade do curso. Para atenuar os efeitos danosos das conseqüentes vibrações na descarga da bomba, são utilizados amortecedores de pulsação na linha de recalque (fig. 1.36). Fig. 1.36 – Amortecedor de pulsação.
  • 34. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 34 3.3. Manifold É um conjunto de válvulas que recebe os mangotes de descarga das bombas e a linha de recalque para o tubo bengala, permitindo direcionar o fluxo para o poço por qualquer uma das bombas. 3.4. Tubo Bengala / Mangeira de Lama O tubo bengala (standpipe) é um tubo vertical fixado à torre. Conjuntamente com a mangueira de lama, que é uma mangueira flexível, permitem que se bombeie lama em qualquer altura dentro da faixa de movimentação do swivel. 3.5. Saída de Lama A saída de lama (flowline) é um tubo que conecta o espaço anular do poço com os tanques de lama. A lama ao sair do poço passa pela saída de lama e vai para a peneira vibratória, primeiro equipamento do sistema de tratamento da lama que a lama é forçada a percorrer antes de retornar para o tanque de sucção. 3.6. Sistema de Tratamento da Lama O sistema de tratamento da lama é equipado para remover sólidos, resfriar, misturar, adicionar aditivos químicos e remover ar ou gás do fluido de perfuração. Geralmente é composto pelos seguintes equipamentos (fig. 1.37): Fig. 1.37 – Sistema de tratamento de lama.
  • 35. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 35 (a) Peneira Vibratória A peneira vibratória processa a separação dos sólidos grosseiros (cascalhos). É equipada com telas com aberturas variando de 10 a 150 mesh (mesh = número de aberturas por polegada linear), adequadas ao tipo de rocha perfurada. Com o movimento vibratório, os cascalhos "andam" pela tela inclinada até um defletor que os descarta. Os sólidos que passam através das telas são removidos por decantação no primeiro tanque de lama do sistema. O acionamento da peneira é feito por um motor elétrico de corrente alternada, de 2 a 5 HP, que é ligado a um vibrador excêntrico (fig. 1.37). Fig. 1.37 – Peneira vibratória. (b) Degaseificador É composto por um motor elétrico ligado por um eixo vertical a uma bomba centrífuga submersa no tanque de lama, que descarrega a lama diretamente sobre uma placa de desgaste. Esse impacto forma um leque circular de spray de lama, desprendendo o gás. A lama desliza pela parede interna e segue por gravidade a calha de descarga, retornando para o tanque (fig. 1.38).
  • 36. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 36 Fig. 1.38 – Degaseificador. (c) Desareiador É um conjunto de dois ou três hidrociclones de 8" ou 10". O hidrociclone é cônico e possui duas saídas: a inferior, para as partículas sólidas descartadas, e outra superior, muito maior que a inferior, para o fluxo de lama. Uma bomba centrífuga impele a lama tangencialmente à circunferência interna da câmara superior do hidrociclone. O fluxo desce espiraladamente pela parede cônica até a abertura inferior, quando inverte o sentido e passa a subir espiraladamente pela parte central do hidrociclone. As partículas sólidas, devido sua maior massa e forças inerciais, não invertem o fluxo e continuam o movimento espiralado para baixo até serem descartadas pelo desareiador (fig. 1.39).
  • 37. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 37 Fig. 1.39 – Desareiador. (d) Dessiltador Compõe-se de uma bateria de 8 a 12 hidrociclones de 4” ou 5”. Sua função é descartar partículas menores que 74 microns que tenham passado pelo desareiador (fig. 1.40). Fig. 1.40 – Dessiltador.
  • 38. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 38 (f) Centrífuga A centrífuga retira partículas ainda menores que não tenham sido descartadas pelos hidrociclones. Consta de um tambor que ao girar cria uma força centrífuga no fluido, forçando os sólidos para as paredes. As paredes são “raspadas” internamente descartando as partículas sólidas por um lado do tambor enquanto que a lama sai pelo outro (fig. 1.41). Fig. 1.41 – Esquema de uma centrífuga. Fig. 1.42a – Esquema de circulação de um agitador de fundo.
  • 39. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 39 Fig. 1.42b – Agitador de fundo. Fig. 1.42c – Pistola de lama. (g) Misturadores Servem para homogeneizar a lama nos tanques. Podem ser de dois tipos: agitadores de fundo ou pistolas de lama.
  • 40. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 40 No primeiro, um motor elétrico aciona um eixo vertical cuja extremidade inferior, acoplada a um conjunto de palhetas, fica submersa no tanque. A pistola de lama é um tubo colocado na borda do tanque com um jato na extremidade. A lama é injetada através de uma bomba centrífuga para o tanque provocando turbulência (fig. 1.42). (h) Funil de Mistura É ligado a um compartimento do tanque de sucção e serve para adicionar aditivos em pó ao fluido de perfuração. Possui uma restrição ao fluxo bem abaixo da extremidade inferior o que aumenta a turbulência na lama ao receber o material pelo funil provocando a mistura (fig. 1.43). Fig. 1.43 – Funil de mistura. Quando se utiliza a técnica de Perfuração a Ar algumas adaptações devem ser efetuadas na sonda rotativa convencional. O termo Perfuração a Ar engloba 4 técnicas distintas. • Perfuração com ar puro ou com gás (Air Drilling) • Perfuração com névoa (Mist Drilling) • Perfuração com espuma (Foam Drilling) • Perfuração com fluidos aerados (Aerated Fluids Drilling)
  • 41. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 41 Os equipamentos básicos são (fig. 1.44): (a) Compressor Primário Normalmente alternativos de curso completo, com 4 cilindros e 3 estágios. São montados em paralelo e a pressão máxima de operação fica em torno de 300 psi. (b) Compressor Secundário (Booster) Também alternativos de curso completo, 2 cilindros e 2 estágios. Recebe o ar comprimido dos compressores primários e o processa para pressões da ordem de 1500 psi. (c) Unidade de Espuma É composta essencialmente de reservatório para água e bombas para injeção de água, aditivos líquidos e sólidos pulverizados na linha principal de ar. (d) Unidade Registradora das Pressões Registra numa carta as pressões ao longo de 24 horas de operação. (e) Linha Principal de Ar, Válvulas e Manifold Instalados de modo a permitir fácil controle do fluxo do fluido circulante. O manifold e as válvulas são geralmente instalados na plataforma da sonda com o manômetro voltado para o operador. Na linha principal de ar deve ser instalada uma linha de alívio das pressões dos compressores.
  • 42. Sistemas de Sonda – Ronaldo Ribeiro 42 (f) Cabeça Rotativa (Rotating Head) Este equipamento mantém um selo constante ao redor da coluna de perfuração, exceto nos comandos e broca. Um anel de borracha impede a passagem de poeira e de sólidos perfurados para a plataforma de trabalho, desviando-se para a linha de descarga. (g) Linha de Descarga Esta linha tem cerca de 60m de comprimento com seção transversal correspondente à do espaço anular do poço. Tem a finalidade de conduzir os cascalhos até o dique. Fig. 1.44 – Sistema de circulação de ar.