1UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAESCOLA POLITCNICADEPARTAMENTO DE
CINCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS DISCIPLINA:PERFURAO E
COMPLETAOMdulo 1: Perfurao de PoosPROF. ANA CRISTINA MORAIS DA
SILVA2INTRODUOSISMICA TERRESTREAEROFOTOGRAMETRIASISMICA
MARTIMA3INTRODUOUMA VEZ IDENTIFICADA A OPORTUNIDADE COMO CHEGAR
L?4INTRODUOCOMO CHEGAR L? PERFURANDO5HISTRICO S nosculoXVIII,
queopetrleocomeoua serusadocomercialmente,naindstria
farmacuticaenailuminao.At ametadedo sculo XIX, no havia ainda a
idia, ousada para a poca, de perfurao de poos
petrolferos.Asprimeirastentativasaconteceramnos
EstadosUnidos,comEdwinL.Drake,que enfrentou diversas dificuldades
tcnicas. Aps mesesdeperfurao,Drake encontra petrleo, a 27 de agosto
de 1859.6HISTRICO Primeiro poo de petrleo Drake,Pensilvnia 185930
metros de profundidadeProduo de 2 m3/diaMtodo percussivo Perfurao
rotativa317 metros de profundidade(Out. 1900 Janeiro 1901)80.000
bbl de leo/dia7ATUALMENTE8CLASSIFICAO OPOODEPETRLEO: oelodeligao
entre a rocha reservatria e superfcie.CLASSIFICAO:Quanto a
Finalidade: PioneiroEstratigrfico De Extenso Pioneiro Adjacente
Jazida Mais Rasa Jazida Mais ProfundaExplorao: 9CLASSIFICAO
Pioneiro:Temoobjetivodedescobrirpetrleo,
baseadoemindicadoresobtidospormtodos geolgicos e ou geofsicos.
Estratigrfico:Perfuradovisandoobterdados
sobreadisposioseqencialdasrochase
subsuperfcie,semnecessariamentedispor-sede informaes geolgicas
completas da rea. DeExtenso:Perfuradoforadoslimitesprovados de uma
jazida, visando ampli-la ou delimit-la.
PioneiroAdjacente:Perfuradoapsadelimitao
preliminardocampovisandodescobrirnovas jazidas adjacentes.
JazidamaisRasasoumaisProfundas:Tempor
finalidadetentardescobrirjazidasdepetrleo mais rasas ou mais
profundas que as j conhecidas.10CLASSIFICAOQuanto a Finalidade: De
DesenvolvimentoDe Injeo Explotao: Especial:
DeDesenvolvimento:Perfuradodentrodoslimites do campo, para drenar
racionalmente o petrleo. DeInjeo:Perfuradocomaintenodeinjetar
fluidosnoreservatrioparaauxiliarna recuperao adicional do petrleo.
Especial:Sotodosospoosperfuradossemo
objetivodeprocurarouproduzirpetrleo.Ex.: Poo para produo de
gua.11CLASSIFICAOQuanto a Finalidade: Finalidade Categoria
PrefixoPioneiro 1Estratigrfico 2Explorao De Extenso 3Pioneiro
Adjacente 4Jazida mais Rasa 5Jazida mais Profunda 6Explotao De
Desenvolvimento 7De Injeo 8Especial 912CLASSIFICAOQuanto a
Finalidade: Forma de Nomear um Poo:Ex.: 3-FBE-35-BA: Poo de
extenso, no campo de FazendaBoaEsperana.Poodenmero35do campo que se
situa no estado da Bahia.7-AR-35D-SE:Poodedesenvolvimento,
direcional,trigsimoquintopooperfuradono campo de Aras, no estado de
Sergipe.13CLASSIFICAO Quanto Profundidade: Rasos: < 1500 m1500
< Mdios < 2500 mProfundos: > 2500 m Quanto ao Percurso:
VerticaisDesviadosDirecionalHorizontais14CLASSIFICAO Quanto ao
PercursoZone 1Zone 2Zone 3Zone 4Sand ASand BZone 1Zone 2Zone 3Zone
4Sand ASand BZone 1Zone 2Zone 3Zone 4Sand ASand BZone 1Zone 3Zone
4Sand ASand BMultilateral (vertical + direcional) Verticais
DirecionalHorizontal15PERFURAO DE
PETRLEOPERFURAOAATIVIDADERESPONSVEL PELAINTERLIGAODORESERVATRIO COM
A SUPERFCIE OU FUNDO DO MAR.Poo pioneiro;Sonda
rotativa;Brocaecolunade perfurao;Fluido de perfurao;Coluna de
revestimento;Cimentao.16PERFURAO DE PETRLEOMTODOS DE PERFURAO DE
PETRLEOPERFURAO A CABOPERFURAO ROTATIVA17PERFURAO A
CABOCONSISTENAPERCUSSODOSOLO, ALTERNADAMENTE,PORUMTRPANO(BIT)
METLICO,SUSPENSOPORCABO, PROVOCANDOOESMAGAMENTOOUA RETIRADA DE
LASCAS DA FORMAO.RTRPANOFULCROESQUEMA DO MOVIMENTO ALTERNATIVO DO
TRPANO18PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA SONDA A CABOMASTROCOLUNA DE
PERFURAO TRPANO (BIT) HASTES DE PERFURAO PERCURSOR CONECTORESCABOS
CABO DE PERFURAO CABO DO TAMBOR AUXILIAR CABO DE MOVIMENTAO DO
REVESTIMENTOCAAMBA19PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA SONDA A
CABO20VANTAGENS E DESVANTAGENS DA PERFURAO A CABO EM COMPARAO COM A
PERFURAO ROTATIVA EM REAS RASASVANTAGENS: EFICIENTE EM FORMAES
DURAS CUSTO BAIXO TEMPODEMONTAGEMEDESMONTAGEMDOS EQUIPAMENTOS
MENORES AVALIAO DA FORMAO MAIS PRECISA MENOR CONTAMINAO DA FORMAO
PRODUTORADESVANTAGENS: NO ADEQUADOPARAFORMAESMOLESOU ARGILOSAS
LIMITAONATAXADEPENETRAOE PROFUNDIDADE. FALTA DE CONTROLE DAS
FORMAES. FREQUENTE QUEBRA DO CABO DE PERFURAO.21APLICAES DA
PERFURAO A CABOPERFURAODEPOOSRASOSEMFORMAO
DURAPERFURAODEZONASPRODUTORASSENSVEISAO DO FLUIDO DE
PERFURAOTRABALHOS DE RECOMPLETAO DE POOS22PERFURAO
ROTATIVACONSISTENAPERCUSSODOPOO UTILIZANDOUMABROCAROTATIVASOBRE
AQUALSEAPLICAPESOECIRCULAO FLUIDO DE PERFURAO.23PRINCIPAIS
COMPONENTES DE UMA SONDA ROTATIVA SISTEMA DE SUSTENTAO DE CARGAS
SISTEMA DE GERAO E TRANSMISSO DE ENERGIA SISTEMA DE MOVIMENTAO DE
CARGA SISTEMA DE ROTAO SISTEMA DE CIRCULAO SISTEMA DE SEGURANA DO
POO SISTEMA DE MONITORAMENTO SISTEMA DE SUBSUPERFCIE24PRINCIPAIS
COMPONENTES DE UMA SONDA ROTATIVA- Sistema de Rotao- Sistema de
Circulao-Sistema de Movimentao de Carga25SISTEMA DE SUSTENTAO DE
CARGAS MASTRO OU TORRE SUBESTRUTURA ESTALEIRO26SISTEMA DE SUSTENTAO
DE CARGASProveraalturanecessriaao iamento deumaseode
tubosaseremdescidosou retiradosdopooesuportar todaacargadasondaedos
ventos.Funo TORRE OU MASTRO27SISTEMA DE SUSTENTAO DE
CARGASSuportartodaacarga aplicadasobreatorreou
mastroeasdemaiscargas dos equipamentos sobre ela instaladosecriarum
espaoabaixoda torrepara movimentareinstalaro equipamentodesegurana
de cabea de poo (BOP).Funo SUBESTRUTURA28SISTEMA DE GERAO E
TRANSMISSO DE ENERGIAFONTES DE ENERGIA: MOTORES DIESEL TURBINAS A
GS ENERGIA ELTRICASONDAS MECNICAS: MOTORES DIESELSONDAS
DIESEL-ELTRICAS TIPOAC/DC- GERAOEMCORRENTE ALTERNADA E
UTILIZAOEMCORRENTE CONTNUA. TIPOAC/AC- GERAOEUTILIZAOEM CORRENTE
ALTERNADA. 29SISTEMA DE MOVIMENTAO DE
CARGASMOVIMENTACOLUNASDEPERFURAO,DE REVESTIMENTO E OUTROS
EQUIPAMENTOS. PRINCIPAISEQUIPAMENTOS:GUINCHO,BLOCODE
COROAMENTO,CATARINA,CABODEPERFURAO, GANCHO E ELEVADOR.30SISTEMA DE
MOVIMENTAO DE CARGAS GUINCHO. o equipamento responsvel pela
movimentao vertical da tubulao no poo31SISTEMA DE MOVIMENTAO DE
CARGAS BLOCO DE COROAMENTO.Conjuntodepolias fixas,emgeralde4a6,
dispostasemlinhanum eixocentralsuportado pordoismancaisde
deslizamento.Oblocosuportatodas ascargasquelheso
transmitidaspelocabo de perfurao.32SISTEMA DE MOVIMENTAO DE CARGAS
CATARINA.Conjuntodepolias mveis, justapostas num pinocentral.Pela
movimentaodocabo passadoentreaspolias doblocodecoroamento
eassuas,acatarina se movimentaaolongoda altura da torre.33SISTEMA
DE MOVIMENTAO DE CARGAS GANCHO.Elementodeligaodacargaaosistema de
poliasMola evitar choqueSwivel permitir rotao34SISTEMA DE
MOVIMENTAO DE CARGAS CABO DE PERFURAO.Elemento de ligao da carga ao
sistema de polias35DISTRIBUIO DE CARGASwFfFSFd36DISTRIBUIO DE
CARGASSeWforacargaaserlevantadaeFfacargaaser
suportadapeloguincho,avantagemmecnicaM deste sistema ser:fFWM=A
vantagem mecnica ideal supe a no existncia de frico no cardeal,
logo:W F nf= Resolvendoestaequaoparaalinhaativae substituindo na
(1) equao temos:nnWWM = =37DISTRIBUIO DE CARGASIsto mostra que a
vantagem mecnica ideal igual ao nmero de
linhas.Apotnciasolicitadaaoguinchopelocaboem movimento igual a:f f
tv F P =ApotnciaconsumidaPcparaolevantamentoda cargaser
igualacargasuportadapelacatarinavezes a velocidade com que a
catarina se move:b cv W P =Para um sistema sem atrito (W = nFf) e
sabendo que o movimento da linha ativa tende a encurtar as linhas
entreoblocopor(1/n)vezesadistnciaunitria percorrida pela linha
ativa, ento: vb= vf/n. Logo38DISTRIBUIO DE
CARGASParasistemasreaisexistesempreperdadepotncia por atrito. Os
valores de eficincia para sistemas reais so fornecidos na tabela. (
)( )1 = = =f ff ftcv Fn v F nPPENmero de Linhas Eficincia (E)6
0,8748 0,84110 0,81012 0,77014 0,74039DISTRIBUIO DE CARGASComo a
eficincia dada por:( )n FWv Fn v Wv Fv WPPEf f fff fbtc=== =Ento a
tenso na linha ativa :n EWFf=Estaequaopodeserusadaparaselecionaro
tamanho, tipo e dimetro do cabo a ser usado.A carga que a
torre/mastro Fdter que suportar ser:s f dF F W F + + =40DISTRIBUIO
DE CARGASSubstituindo os valores de Ffe Fs, obtemos
:Acargatotalsuportadapelasondanoestdistribudaigualmentepelassuasquadropernas.A
distribuio das cargas em cada perna ser:Wn En E EnWn EWW Fd | || |
| || |
\ \\ \| || | + ++ + + ++ += == = + ++ + + ++ + = == =1Carga em
cada perna da sondaFonte de Carga Carga Total Perna A Perna B Perna
C Perna DCarga no Gancho W W/4 W/4 W/4 W/4Carga na Linha AtivaW/En
- - W/2En W/2EnCarga na Linha MortaW/n W/n - - -Total FdW(n+4)/(4n)
W/4 W(Em+2)/4En W(Em+2)/4En41DISTRIBUIO DE
CARGASExemplo:Paraumacargaserlevantadade100.000 libras,umcadernal
comoitolinhaseuma distribuiodecargasconformeatabelaanterior,
calcule a carga em cada perna.Perna A:( )lbf FA500 . 378 44 8 000 .
100=+=Perna B:Perna C e D:lbf FA000 . 254000 . 100= =( ) [ ]lbf
FA431 . 328 841 , 0 42 8 841 , 0 000 . 100= + =42DISTRIBUIO DE
CARGASTensomximaquepoder sersuportadapela sonda:Eficincia da sonda
a relao entre a carga totale a tenso mxima e representa o
percentual da capacidadeAPI da torre/mastro que ser
utilizada.WnnFde||
\| +=4( )( ) 41 141++ +=||
\|+||
\| + += =n En EWnnWn En E EFFEdedd43DISTRIBUIO DE
CARGASExerccio:Umasondater queelevarumacargade
300.000lbf.Oguinchopodeproverumapotnciade 500 hp. Existem oito
linhas. Calcule:a)A tenso esttica na linha ativab)A potncia mxima
disponvel no gancho (hp)c)A velocidade mxima da catarinad)A carga
que a sonda ter que suportare)A carga mxima equivalente que a torre
suportarf)O fator de eficincia da torre.Assuma um arranjo como o da
tabela anterior.44DISTRIBUIO DE CARGAS - Exerccioa)A tenso esttica
na linha ativab)A potncia mxima disponvel no gancho (hp)lbfn
EWFf590 . 448 841 , 0000 . 300= == = = == = = == =c) A velocidade
mxima da catarinahp P E Pi h5 , 420 500 841 , 0 = == = = == = = ==
=min / 3 , 46000 . 300min / 000 . 335 , 420ftlbfhplbf fthpWPvhb= ==
=| || || || | | || |
\ \\ \| || | = == = = == =45DISTRIBUIO DE CARGAS - Exercciod) A
carga que a sonda ter que suportare) A carga mxima equivalente que
a torre suportarlbf Wn En E EFd090 . 382 000 . 3008 841 , 08 841 ,
0 841 , 0 1 1= == = | || | | || |
\ \\ \| || | + ++ + + ++ += == = | || | | || |
\ \\ \| || | + ++ + + ++ += == =f) O fator de eficincia da
torre.( (( ( ) )) ) lbf WnnFde000 . 450 000 . 30084 8 4= == =+ ++
+= == = | || | | || |
\ \\ \| || |+ ++ += == =% 9 , 84 849 , 0000 . 45090 . 382= == =
= == = = == = = == =deddFFE46DISTRIBUIO DE CARGAS O fator de
eficincia da torre representa o percentual da capacidade API da
torre que deve ser utilizada.Para o dimensionamento da torre quando
no se sabe exatamentequantoser opesomovimentadofazuso da seguinte
equao:( (( ( ) )) )d torre API Mx estE P C C = == =. .47DISTRIBUIO
DE CARGAS Exerccio:Umatorrede136ft dealturacom capacidade API =
800.000 lbf e com peso de 47.000 lbcuja a operao feita utilizando
oito linhas passando pelacatarina equeestaslinhasestoancoradasna
pernaopostaaoguincho.Acolunadeperfuraocomposta de tubos de 4 e
pesando 18,25 lb/ft com 20 comandos de 6 por 2 7/8 com peso do
gancho mais catarina de 20.000 lb.Dados adicionais:1.Coluna de
perfurao: tubo de 4 , P = 18,25 lb/ft2.20 Comandos de 6 x 2 7/8 , P
= 87,7 lb/ft3.Cada comando tem 30 ft4.Peso gancho + catarina =
20.000 lb5.Peso do bloco de coroamento = 10.000 lb48DISTRIBUIO DE
CARGAS 6.Pesodacabeadeinjeo,elevadores,haste quadrada = desprezvel
Pede-se:a) A mxima carga esttica permissvel na torreb) A mxima
carga dinmica permissvel na torre (f = 1,5)c) A mxima carga esttica
no guincho (f = 1,5)d) A mxima carga dinmica permissvel no
guincho.Resoluo:a)A mxima carga esttica permissvel sobre a torre(
(( ( ) )) )d torre API Mx estE P C C = == =. .49DISTRIBUIO DE
CARGAS Clculo da eficincia% 9 , 84 849 , 041= =+ + += =nnn En E
EFFEdedd( ) lb CMx est297 . 639 849 , 0 000 . 47 000 . 800. .=
=Capacidade total realb) A mxima carga dinmica permissvel sobre
torrelbfCCmx estMx din198 . 4265 , 1297 . 639.. .= =50DISTRIBUIO DE
CARGAS c) A mxima carga esttica permissvel no guinchoGancho
catarina Mx estP P W C =. .Clculo da cargalb WWn En E EFd803 .
501274 , 1297 . 6391= = ||
\| + +=51DISTRIBUIO DE CARGAS lb CMx est803 . 481 000 . 20 803 .
501. .= =Clculo da carga esttica no guinchod) A mxima carga dinmica
permissvel no guincholbfCCmx estmx din202 . 3215 , 1803 . 481.. .=
=52POTNCIA DA SONDAA maior parte da potncia consumida pelos
sistemas de elevao e
circulao.Apotnciatotalrequeridaparaamaioriadassondas varia de 1.000
a 3.000 hp. Odesempenhodeumamquina geralmentemedido em termos de
potncia fornecida e consumo de energia.A potncia entregue pelo eixo
de um motor obtida pelo produto da velocidade angular x torque:T P
= == = A eficincia de potncia damquina determinar o valor do
consumo de combustvel (wf) a uma dada velocidade.53POTNCIA DA
SONDAH w Qf i = == =Os valores de calor especfico (H) de vrios
combustveis usados em motores de combusto interna:Tipos de
Combustveis Peso Especfico (lbm/gal) Calor Especfico
(Btu/lbm)Diesel 7,2 19.000Gasolina 6,6 20.000Butano 4,7
21.000Metano - 24.000A energia fornecida a uma mquina (consumida)
ser:Comoaeficinciadamquinafoidefinidacomoa energia produzida e
consumida, temos:itQPE = == =54POTNCIA DA
SONDAExerccio:Ummotoradieselforneceumtorquede 1.740ft.lbf
aumavelocidadede1.200rpm.Seo consumo de combustvel for de 31,5
gal/h, qual ser a potncia fornecida e a eficincia desta mquina?
Velocidade angular:( (( ( ) )) ) min / 8 , 539 . 7 200 . 1 2 rad =
== = = == = Potncia fornecida pela mquina ser:hphp lbf ftlbf ftT P
5 , 397min/ / 000 . 33min / ) 740 . 1 ( 8 , 539 . 7= == = = == = =
== = 55POTNCIA DA SONDA Consumo de combustvel na unidade de tempo
(wf):( (( ( ) )) ) min / 78 , 3min 601/ 2 , 7 / 5 , 31 lbmhgal lbm
h gal wf= == = | || | | || |
\ \\ \| || | = == = A energia consumida pelo motor :( (( ( ) ))
)( (( ( ) )) )hphp lbf ftBtu lbf ft lbm Btu lbmH w Qf i4 , 695 .
1min/ / 000 . 33/ 779 / 000 . 19 min / 78 , 3= == = = == = = == = A
eficincia da mquina :% 4 , 23 234 , 04 , 695 . 15 , 397= == = = ==
= = == = = == =itQPE56POTNCIA DA SONDA Consumo de combustvel na
unidade de tempo (wf):( (( ( ) )) ) min / 78 , 3min 601/ 2 , 7 / 5
, 31 lbmhgal lbm h gal wf= == = | || | | || |
\ \\ \| || | = == = A energia consumida pelo motor :( (( ( ) ))
)( (( ( ) )) )hphp lbf ftBtu lbf ft lbm Btu lbmH w Qf i4 , 695 .
1min/ / 000 . 33/ 779 / 000 . 19 min / 78 , 3= == = = == = = == = A
eficincia da mquina :% 4 , 23 234 , 04 , 695 . 15 , 397= == = = ==
= = == = = == =itQPE57SISTEMA DE ROTATIVOPROMOVEMOUPERMITEMA
LIVREROTAODACOLUNA DE PERFURAO.58SISTEMA DE ROTATIVOCabeadeInjeo:
OEQUIPAMENTO QUESEPARAOSELEMENTOS ROTATIVOSDAQUELESESTACIONRIOS NA
SONDA DE PERFURAO.FUNES:a)Manteracolunadeperfuraosuspensa durante a
operao de perfurao.b)Permitearotaodacolunadeperfurao
atravsdomecanismosobrerolamentos existentes no seu
interior.c)Propiciaainjeodofluidodeperfuraono
pooduranteaperfurao,umavezqueesta conectada mangueiradeinjeodelama
deixando o fluido passar pelo seu interior.59SISTEMA DE
ROTATIVOKelly:TEMAFINALIDADEDETRANSMITIR OTORQUEPRODUZIDOPELAMESA
ROTATIVA COLUNADEPERFURAO, ATRAVS DA BUCHA DA HASTE
QUADRADA.CARACTERSTICAS:a)Hastemetlica,vazadainternamenteparadar
passagem lama,deseoquadradaouhexagonal.Haste quadrada mais comum em
sondas terrestres e a hexagonal em sondas martimas devido a sua
maior resistncia trao, toro e flexob)Hastequadradatementre38a41psde
comprimento.c)Abuchadeveencaixa-senamesarotativaoque permite que a
haste quadrada deslize pelo interior.60SISTEMA DE ROTATIVO -
Kelly61SISTEMA DE ROTATIVOMesaRotativa:TEMAFINALIDADE
DEIMPRIMIRUMMOVIMENTODE ROTAO COLUNADE
PERFURAOCARACTERSTICAS:a)Aparterotativadamesaapia-sesobre
rolamentos ou buchas.b)Asuaforamotrizvemdoguincho,
transmitidaporcorrentes,oudeummotor independente.62SISTEMA DE
ROTATIVOApotnciadamesarotativaem(hp)podesercalculada atravs da
frmula emprica:||
\| ||
\|+ =DP N LPmesa100 3010.Onde:L = Profundidade do poo (m)N =
Velocidade da mesa em rotao por minutos (rpm)P= Peso sobre a broca
em tonelada (ton)D = Dimetro da broca (m)63SISTEMA DE ROTATIVOO
sondador deve se preocupar com:A razode rotao da mesa rotativaO
peso aplicado broca pela coluna de perfuraoAvazodelamaqueest
sendoinjetadopelacolunade perfurao Avazodelamaqueest
retornandopeloespao
anular,Qualquerdesequilbrioentreovolumeinjetadoeode
retornoTempocertode retiradadabrocaapstersidogastana operao de
perfurar as formaes e sua substituio por uma nova.64SISTEMA DE
CIRCULAOPERMITEMACIRCULAOEOTRATAMENTODO FLUIDO DE
PERFURAO.65SISTEMA DE CIRCULAOPENEIRAS E
DIQUESCOMPONENTES:FASEDEINJEO,FASE DE RETORNO, FASE DE
TRATAMENTO.66SISTEMA DE CIRCULAOTANQUE DE
LAMA.Serveparaarmazenaroexcessodelamana
superfcieque,porregrageral,nodeveser inferior a 50% da lama do
poo.CARACTERSTICAS:Cadatanquetemaproximadamente12mde
comprimento,por2mdelargurae2,5mde profundidade.Sua capacidade varia
de 150 a 200 bbl.Ao longo das suas bordas esto soldados tubos de4
quealimentamosistemadeagitaoda lama.67SISTEMA DE CIRCULAOBOMBA DE
LAMAExistemnomercadodoistiposdebombasque podem ser utilizada na
perfurao:a)Bombaapisto,dedoiscilindros(Duplex), de dupla ao, estas
so adequadas para poos mdios eb)BombasTriplex:paraaltaspressesde
trabalho nos poos profundos. A potncia das bombas pode ser
calculada por:1714.Q pPHid=68SISTEMA DE CIRCULAOOnde:Phid.= Potncia
Hidrulica (hp)P = Presso (psi)Q = Vazo (gal/min)1714 = converso de
psi . Gal/min para hpA potncia no eixo da bomba (Peixo) dada por:
=mHidEixoPP.Onde: m.= Rendimento mecnico da bomba (85%) =
Rendimento volumtrico da bomba (80%)69SISTEMA DE CIRCULAOMANGUEIRA
ROTATIVAServeparaconduziralamadotubobengala
paraacabeadeinjeo.Suaflexibilidade permiti elevar e baixar a coluna
de perfurao.PENEIRA VIBRATRIA constituda basicamente de uma tela
que vibra atravsdeumeixoexcntricoacionadoporum motores eltricos.
Aps passar pela peneira, o fluxo de lama cai no
tanquededecantaodeondepoder ser
succionadoparapassarpelosistemaauxiliar para remoo dos
slidos.70SISTEMA DE SEGURANA DO POO
CONSTITUDODOSEQUIPAMENTOSDESEGURANA
DECABEADEPOO(ESCP)EDEEQUIPAMENTOS COMPLEMENTARESQUEPOSSIBILITAMO
FECHAMENTO E CONTROLE DO POO. CABEA DO
POO:Suaprincipalfunosustentaode revestimentos,vedao
doanulareservirde baseparaainstalao demaiselementosda cabeadopooe
preventores.71SISTEMA DE SEGURAA DO
POOSuaprincipalfunoimpedirqueosfluidosdas formaesatinjama
superfciedemaneira descontroladaBLOWOUTPREVENT(BOP):CONJUNTO DE
VLVULAS PARA FECHAR O POO.72SISTEMA MONITORAMENTO
CONTROLEDAPERFURAO:MANMETROS, INDICADOR DE PESO SOBRE A BROCA,
INDICADOR DE TORQUE, TACMETRO, ETC.73SISTEMA SUBSUPERFCIE COLUNA DE
PERFURAO COMPONENTESPRINCIPAIS:COMANDOS,TUBOS PESADOS E TUBOS DE
PERFURAO.COMANDOS:Sua principal funo fornecem peso sobre a broca
erigidez coluna,permitindomelhorcontroleda trajetria do poo.REGRA
GERAL: arriscado ternopoocomandoscujo odimetro seja prximo do
dimetro do poo.Poo de 8 : Comandos de 6 ou de 6.Poo de 12 :
Comandos de 8.74SISTEMA SUBSUPERFCIE COLUNA DE PERFURAOTUBOS
PESADOSSuaprincipalfuno promovemumatransio de rigidez entre os
comandos e os tubos de perfurao, diminuindo a possibilidade de
falha por fadiga.Caractersticas:Maior espessura das paredesUnio
mais resistentes e revestida de metal duro
eReforocentralnocorpodotuborevestidode metal duro75SISTEMA
SUBSUPERFCIE COLUNA DE PERFURAOTUBOS DE PERFURAOcaractersticas
dimetronominal(externo),peso nominal, tipo de reforo para
soldagemdasunies, tipoougraudoao,comprimentonominaletipos de
roscas.Ostubosdeperfuraosofabricadosdeaos
especiais,classificadosdeacordocomsua resistncia tenso de
escoamento.76SISTEMA SUBSUPERFCIE COLUNA DE PERFURAOTUBOS DE
PERFURAOOsgrausdeaoparatubosdeperfurao,segundo normalizao API, so:
Grau Tenso de Escoamento (psi)E 75 75.000 a 105.000X 95 95.000 a
125.000G 105 105.000 a 135.000S 135 135.000 a
165.000Deacordocomocomprimentoostubosde perfurao classificam-se em
trs grupos: 77SISTEMA SUBSUPERFCIE COLUNA DE PERFURAOTUBOS DE
PERFURAORange Comprimento (ps)1 18 a 222*27 a 303 38 a 45*So os
mais usadosOsToolJoinsoenroscadosnaextremidadedos tubos que,
porrazo de segurana, so
reforados.Osreforosnasextremidadesdostubospodemser
classificadosemtrscategorias:externos,internose internos e
externos.78COLUNA DE PERFURAO
DimensionamentoNacolunadeperfuraoostubosdevemtrabalhar sempre sobre
trao, jamais comprimidos, por isto so utilizados comandos para
aplicar peso sobre a broca.Aseleodoscomandos geralmentebaseadaem
dois critrios:Critriodaflambagemnaextremidadeinferiorda
colunaquandoopeso aplicadosobreabroca (linha neutra de flambagem)
eNmerodecomandos,demodoqueostubosde
perfuraonoestejamcomprimidos(linha neutra de trao).79COLUNA DE
PERFURAO DimensionamentoSabendoqualser opesomximosobreabroca
podemosdeterminaronmerodecomandoaser utilizados por:( (( ( ) )) ) l
w FSPSBnmx = == =Onde:PSAmx: Peso mximo sobre a brocaFS: fator de
segurana (varia de 0,80 a 0,90)w: peso por p (no ar) do
comandol:comprimento mdio de cada comando: fator de flutuao( (( ((
(( ( ( (( (
= == =aolama180SISTEMA SUBSUPERFCIE BROCAS
FUNODEPROMOVERARUPTURAE DESAGREGAO DAS ROCHAS OU FORMAES.
CLASSIFICAO:BROCASSEMPARTESMVEISE BROCAS COM PARTES MVEIS.* PDC
Polycristalline Diamond Compact*81SISTEMA SUBSUPERFCIE
BROCAS82SISTEMA SUBSUPERFCIE
BROCASAlmdascaractersticasdasrochasedasbrocasoutro critrio
importante o econmico.Aequaodocustodeperfuraomostraosvrios fatores
que interferem no resultado final:( )( ) ( )pm p H Bpm p BMMt t C
CMt t C B A CC+ +=+ + + +=Onde:CM: Custo mtrico ($/m)CB: Custo da
broca ($)A: Custo de operao da sonda ($/h)B: Custo de operao de
equipamentos especiais ($/h)C: Custo da lama ($/h)83SISTEMA
SUBSUPERFCIE BROCASCH: Custo horrio da sonda de perfurao ($/h) = A
+ B +Ctp: tempo gasto perfurando (h)tm: tempo gasto manobrando
(h)Mp: Intervalo de perfurao (m) ( )( ) ( )pm p H Bpm p BMMt t C
CMt t C B A CC+ +=+ + + +=84FLUIDOS DE PERFURAO FUNES:
LIMPAR,RESFRIARELUBRIFICARABROCAEA COLUNA DE PERFURAO;
TRAZERPARAASUPERFCIEOSCASCALHOS GERADOS DURANTE A PERFURAO;
EVITARADECANTAODOSCASCALHOSDURANTE AS PARADAS NA CIRCULAO;
ESTABILIZAR AS PAREDES DO POO; MINIMIZAR A PERDA DE FLUIDO PARA A
FORMAO; MINIMIZAROUREDUZIRACORROSODACOLUNA
DEPERFURAOEDOSEQUIPAMENTOSDE SUPERFCIE DA SONDA.85OPERAES NORMAIS
DE PERFURAO ALARGAMENTO E REPASSAMENTO CONEXO, MANOBRA E
CIRCULAO:CONEXO: OCORRE QUANDO OTOPODOKELLYATINGEA MESAROTATIVAE
ACRESCENTADOUMNOVOTUBO DE PERFURAO
COLUNA.MANOBRA:EX.MANOBRACOMPLETACONSISTENA
RETIRADAEDESCIDADETODAACOLUNADE PERFURAO PARA SUBSTITUIO DA
BROCA.CIRCULAO:CONSISTEEMSEMANTERABROCAPOUCO
ACIMADOFUNDODOPOOEAPENASCIRCULARO FLUIDODEPERFURAOPARAREMOVEROS
CASCALHOS DO ESPAO ANULAR.86OPERAES NORMAIS DE PERFURAO Etapas de
uma conexoEtapas de uma manobra87OPERAES NORMAIS DE PERFURAO -
REVESTIMENTO REVESTIMENTO: CONSTITUDODETUBODEAO ESPECIAL.
PRINCIPAIS FUNES DO REVESTIMENTO: PREVENIRODESMORONAMENTODASPAREDES
DO POO; PERMITIRORETORNODOFLUIDODE PERFURAO SUPERFCIE;
PROVERMEIOSDECONTROLEDEPRESSESDOS FLUIDOS;
IMPEDIRAMIGRAODEFLUIDOSDAS FORMAES;
SUSTENTAROSEQUIPAMENTOSDESEGURANA DE CABEA DE POO. 88 CONDUTOR
(dimetro tpico: 30, 20, 13 3/8) REVESTIMENTODESUPERFCIE(dimetro
tpico: 20, 16, 13 3/8, 10 , e 9 5/8) REVESTIMENTO INTERMEDIRIO
(dimetro tpico: 13 3/8, 9 5/8 e 7) REVESTIMENTODEPRODUO(dimetro
tpico: 9 5/8, 7 e 5 ) LINER TIE BACKOPERAES NORMAIS DE PERFURAO -
REVESTIMENTO89 CONDUTOR: O PRIMEIRO REVESTIMENTO DO POO,
COMAFINALIDADEDESUSTENTARSEDIMENTOS SUPERFICIAIS NO CONSOLIDADOS.
REVESTIMENTODESUPERFCIE:PROTEGEOS
HORIZONTESSUPERFICIAISDEGUA,PREVINE DESMORONAMENTOSDEFORMAES
INCONSOLIDADASESERVEDEBASEDEAPOIOPARA
EQUIPAMENTOSDESEGURANADECABEADE POO.
REVESTIMENTOINTERMEDIRIO:ISOLAEPROTEGE
ZONASDEALTAOUBAIXAPRESSO,ZONASDE PERDADECIRCULAO,FORMAES
DESMORONVEIS,FORMAESPORTADORASDE FLUIDOSCORROSIVOSOUCONTAMINANTESDE
LAMA. OPERAES NORMAIS DE PERFURAO - REVESTIMENTO90OPERAES NORMAIS
DE PERFURAO- REVESTIMENTOREVESTIMENTODEPRODUO:PERMITEA
PRODUODOPOOEISOLAINTERVALOS PRODUTORES.LINER:
UMACOLUNACURTADEREVESTIMENTO QUEVISACOBRIRAPENASAPARTEINFERIORDO
POO.PODESUBSTITUIROREVESTIMENTO INTERMEDIRIO E DE PRODUO.TIEBACK:
ACOMPLEMENTAODOLINERAT A SUPERFCIE,QUANDOEXIGIDOAPROTEODO
REVESTIMENTO ANTERIOR.91OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTO92OPERAES NORMAIS DE PERFURAO- REVESTIMENTOEspecificao
da tubulao de revestimento:Ex.: 900 m; 9 5/8 OD; 47 lb/p; P-110;
BUTTRESS; R-3a bc de fOnde:a: Comprimento da seo (m)b: Dimetro
externo ou nominal (pol)c: Peso nominal (pol)d: Grau do aoe: Tipo
de conexof: Range de comprimento93OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTOPropriedades Mecnicas dos Revestimentos API:Grau do
AoTenso de EscoamentoTenso de RupturapsiCor da Faixa Pintada no
TuboAPI STDMin (Ym) psiMed (YA) psiMx (YM) psiH-40 40.000 50.000 -
60.000 PRETA 5AJ-55 55.000 65.000 80.000 75.000 VERDE 5AK-55 55.000
75.000 80.000 95.000 VERDE 5AC-75 75.000 85.000 90.000 95.000 AZUL
5ACN-80 80.000 90.000 110.000 100.000 VERMELHA 5AC-95 95.000
100.000 110.000 105.000 MARROM 5ACP-110 110.000 125.000 140.000
125.000 BRANCA 5AX94OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTOEsforos Atuantes numa Coluna de Revestimento:TraoPresso
InternaColapsoResistncia ao Colapso Reduzida95OPERAES NORMAIS DE
PERFURAO- REVESTIMENTOClculo da Resistncia dos Revestimento:Trao(
)m tY d D R =2 27854 , 0Onde:Rt: Resistncia a trao no tubo (lbf)D:
Dimetro externo ou nominal (pol)d: Dimetro interno (pol)Ym: Tenso
de escoamento mnimo (psi)Nodimensionamento trao aplicadaumfatorde
segurana que varia de 1,35 a 1,75.96OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTOExemplo:Calculearesistncia traomnimaAPI no corpo de um
tubo de revestimento de 9 5/8 OD,
P-110,47lb/p,Buttress,R-3,comdimetrointernode 8,681 e tenso mnima
de escoamento de 110.000 psi.Exemplo:Suponhaumacolunaderevestimento
compostadetubos5 OD,23lb/p,N-80,8-fios (LL), R-3. Considerando
somente seu peso prprio ea flutuao, determine qual poder ser seu
comprimento mximoparaqueotubosuperiorresista trao, sendo
dados:97OPERAES NORMAIS DE PERFURAO- REVESTIMENTOResistncia trao no
corpo do tubo: 530.000 lbResistncia trao na conexo: 502.000 lbPeso
especfico da lama: 15 lb/galFator de segurana trao:
1,75Soluo:Resistncia traoResistncia traodotubo omenorvalorentre
aresistnciadocorpodotuboearesistnciana conexo, logo:98OPERAES
NORMAIS DE PERFURAO- REVESTIMENTOMxima trao admissvel:Fator de
flutuao:Clculo da profundidade mxima:99OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTO||
\| =DtYm Rpi75 , 1ClculodaPressoInterna: oesforoqueocorre quando
a presso no interior da coluna maior que do anular.Onde:Rpi:
Resistncia presso interna (psi)D: Dimetro externo ou nominal
(pol)t: Espessura da parede do tubo (pol)Ym: Tenso de escoamento
mnimo (psi)A resistncia presso interna das conexes difere da
resistncianocorpodotubo,devendo-seadotaro menor valor como sendo a
resistncia da seo.100OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTOOsvaloresdasresistnciasdasconexesso
usualmenteobtidosdetabelaseditadaspeloAPIou pelos
fabricantes.Ofatordeseguranaadotadoparaaseleodos tubos varia de
1,00 a
1,10.Exemplo:Qualdeveseraresistnciamnimapressointernadeumtuboderevestimentoaser
posicionadonaextremidadesuperiorde
revestimentodeproduodeumpoocujaazona produtoraest
a3000m,tempressoequivalentea uma lama de 9 lb/gal e produzir gs com
gradiente de0,35psi/m?Considerarfatordeseguranade 1,10.101OPERAES
NORMAIS DE PERFURAO- REVESTIMENTOSoluo:Presso da Formao:Presso na
Superfcie:Resistncia Mnima Presso
Interna:Noseconsiderouapresenadefluidode completao
nemdelamanoanularporno influenciarem nos clculos na superfcie.
102OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTOParaoutrospontosdorevestimentoteramosque
somarapressodevidoaofluidodecompletao e subtrair a presso devido ao
fluido de perfuraoColapso: oesforoqueocorrequandoa
pressoexternaaotubo maiorqueapresso interna.Colapso ao Escoamento:
( )m Cy CYtDtDR R ((((
= =212103OPERAES NORMAIS DE PERFURAO- REVESTIMENTOColapso em
Regime Plstico: ( )CBtDAY R Rm Cp C(((
= =Colapso na Zona de Transio: ( ) (((
= =GtDFY R Rm Ct CColapso em Regime Elstico: ( )( )((
= =21106 95 , 46tDtDR RCe C104OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTO105OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTOParadeterminarqualexpressousar,deve-se
calculararelaoD/teverificaremqualregimede deformao estas se encaixa
dentre as tabelas:Valores de D/t para Seleo da Equao para o Clculo
da Resistncia ao ColapsoGRAU DO AO (D/t)YP(D/t)PT(D/t)TEH-40 16,44
26,62 42,70J-55 14,80 24,99 37,20K-55 14,80 24,99 37,20C-75 13,69
23,09 32,05N-80 13,68 22,46 31,05C-95 12,83 21,21 28,25P-110 14,42
20,29 26,20V-150*11,67 18,57 22,12*No padronizado pela
API106OPERAES NORMAIS DE PERFURAO- REVESTIMENTORegime de Falha ao
ColapsoValor de D/t Falha Equao0 < (D/t) < (D/t)YPRegime de
Escoamento3(D/t)YP < (D/t) < (D/t)PTRegime Plstico 4(D/t)PT
< (D/t) < (D/t)TERegime de Transio 5(D/t)TE < (D/t)Regime
Elstico 6107OPERAES NORMAIS DE PERFURAO-
REVESTIMENTOOsvaloresdasconstantesqueaparecemnas equaes do colapso
so listadas na tabela:Constantes para o Clculo da Resistncia ao
ColapsoGRAU DO AOA B C F GH-40 2,950 0,0463 755 2,047 0,0313J-55
2,990 0,0541 1205 1,990 0,0313K-55 2,990 0,0541 1205 1,990
0,0360C-75 3,060 0,0642 1805 1,985 0,0417N-80 3,070 0,0667 1955
1,988 0,0434C-95 3,125 0,0745 2405 2,047 0,0490P-110 3,180 0,0820
2855 2,075 0,0535V-150 3,335 0,1020 4055 2,170
0,0663108REVESTIMENTOResistnciaaoColapsoReduzida:Ocorrequando
umtuboest sujeitoatensoaxialesuaresistncia ao colapso reduzida
devido ocorrncia de tenses biaxiais.ppApAPAYYSYSY ((((
|||
\| |||
\| = 5 , 0 75 , 0 12Onde:YPA=RCr=Resistnciaaocolapsoreduzida(com
tenso) (psi)YP=RCo=Resistnciaaocolapsooriginal(sem tenso) (psi)Sa:
Tenso axial (psi)Ym: Tenso de escoamento mnimo (psi)109OPERAES
NORMAIS DE PERFURAO - CIMENTAOCIMENTAO:NOESPAOANULAR.FIXAA
TUBULAOEEVITAAMIGRAODEFLUIDOS ENTRE AS ZONAS.TIPOS DE
CIMENTAO:CIMENTAOPRIMRIA ACIMENTAO
PRINCIPAL,REALIZADALOGOAPSADESCIDA DECADACOLUNA.AQUALIDADE AVALIADA
ATRAVS DE PERFIS ACSTICOS. CIMENTAOSECUNDRIA CORRIGIA CIMENTAO
PRIMRIA.110OPERAES NORMAIS DE PERFURAO - PERFILAGEMPERFILAGEM: APS
A PERFURAO DEUMAFASEDO POO,GERALMENTESODESCIDASVRIAS
FERRAMENTASCOMAFINALIDADEDEMEDIR ALGUMASPROPRIEDADESDASFORMAES,
FUNDAMENTAISPARAACARACTERIZAOE AVALIAO ECONMICA.111VANTAGENS E
DESVANTAGENS DA PERFURAO ROTATIVAVANTAGENS:
EFICIENTEEMFORMAESMOLES,ARGILOSASE PROFUNDAS
MAIORCONTROLEDASFORMAESNO CONSOLIDADAS MAIOR VOLUME DE PRODUO MAIOR
TAXA DE PENETRAODESVANTAGENS: CUSTO OPERACIONAL ELEVADO
TEMPODEMONTAGEMEDESMONTAGEMDOS EQUIPAMENTOS ALTO
CONTAMINAODAFORMAOPELOFUIDODE PERFURAO.112APLICAES DA PERFURAO
ROTATIVAPERFURAODEPOOSVERTICAIS,HORIZONTAIS, LONGO ALCANCE,
MULTILATERAISPERFURAO DE EM GUAS RASAS E PROFUNDAS113RESUMO
EQUIPAMENTOS DA SONDA; COLUNASDEPERFURAO:COMANDOS,TUBOS PESADOS E
TUBOS DE PERFURAO; BROCAS:SEMPARTESMVEISECOMPARTES MVEIS;
FLUIDOSDEPERFURAO: BASEDEGUA,BASE DE LEO E BASE DE
AR;OPERAESNORMAISDEPERFURAO: ALARGAMENTOEREPASSAMENTO;CONEXO,
MANOBRAECIRCULAO;REVESTIMENTO; CIMENTAO;PERFILAGEMEMOVIMENTAO DE
SONDA
