Sonda | projeto-campo-alto

Contratamos uma empresa especializada na parte de sonda para dá suporte a perfuração, que foi a Tavares Felipe Riveiro, e utilizaremos a TFR-VII é uma sonda convencional, construída na China em 2008, e compartilha, a distinção de ser a maior plataforma de exploração onshore no Brasil. A sonda tem uma capacidade de profundidade de perfuração de até 23.000 pés e está equipada com tecnologia moderna, incluindo drawworks 2000 HP. Sua operação atual é no Ceará.

A Sonda

EQUIPAMENTOS DA SONDA

TFR-VII

SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO E MOVIMENTAÇÃO DE CARGAS

O sistema de sustentação de cargas é constituído do mastro ou torre, da subestrutura e da base ou fundação. A carga correspondente ao peso da coluna de perfuração ou revestimento queestá no poço é transferida para o mastro ou torre. A descarrega para a subestrutura e esta para a fundação ou base. Em perfurações marítimas pode não existir fundações.

Torre

Mastro

A torre ou mastro é uma estrutura de aço especial de forma piramidal que prover um espaçamento vertical livre acima da plataforma detrabalho para permitir a execução das manobras.

Uma torre é constituída de um grande número de peças que são montadas uma a uma. Além da altura as torres são tambémespecificadas por sua resistência aos esforços desenvolvidos, pelo peso suspenso no gancho, pelo peso estaleirado na plataforma e pelaação do vento

O mastro é uma estrutura treliçada ou tubular que, após ser baixada pelo guincho da sonda, é subdivida em três ou quatro seções, os quaissão transportados para a locação do novo poço, onde são montadas na posição horizontal e elevadas para a vertical. Não obstante o seualto custo inicial e sua menor estabilidade, o mastro tem sido preferido pela facilidade e economia de tempo de montagem em perfuraçõesterrestres.

A subestrutura

É constituída de vigas de aço especial montadas sobre a fundação ou base da sonda, de modo a criar um espaço de trabalho sob aplataforma, onde são instalados os equipamentos de segurança do poço (E.S.C. P). As fundações ou bases são estruturas rígidasconstruídas em concreto, aço ou madeira que apoiadas sobre solo resistente suportam com segurança as deflexões, vibrações edeslocamentos provocados pela sonda.

Bloco de coroamento

É um conjunto de polias em geral de 4 a 7 , dispostas em linha através de um eixo central é suportado por dois mancais de deslizamentos apoiados sobre vigas de aços localizadas no tipo da torre / mastro. Na extremidade do eixo existe graxeiros para lubrificação dos rolamentos das polias e do próprio mancal de apoio.

As dimensões das polias estão relacionadas com os diâmetros dos cabos de aço que podem passar por ela. Quanto maior o diâmetro do cabo maior o diâmetro da polia, se a abertura ou gorne 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.

Catarina

Gancho

A Catarina é um conjunto de 3 a 6 polias móveis montadas em um eixo que se apóia nas paredes externas da própria estrutura da catarina. A catarina fica suspensapelo cabo de perfuração que passa alternadamente pelas polias do bloco de coroamento e polias da catarina, formando um sistema com 8 a 12 linhas passadas.Na parte inferior da catarina encontra-se uma alça pela qual é preso o gancho. O gancho consiste de um corpo cilíndrico que internamente contém um sistema deamortecimento para evitar que os golpes causados na movimentação das cargas se propaguem para a catarina.

é o elemento de ligação da carga ao sistema de polias móveis (Catarina):

O gancho pode ser integrado a Catarina formando com ela um equipamento unitário.

Principais elementos do Gancho

Comando – elemento responsável pela transmissão da carga ao corpo do gancho.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 o09 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.

Trava – Dispositivo que permite ou não a rotação do comando.

Catarina

Guincho

Elevador é o equipamento usado para segurar a tubulação durante as movimentações da coluna. O elevador é bipartido, sendo as duas partes ligadas por dobradiças, tendo umtrinco para sua abertura e fechamento. A ligação do elevador ao gancho é feita por duas hastes por olhais nas duas extremidades (braços do elevador/ links).

O Guincho recebe a energia mecânica necessária para a movimentação de cargas através da transmissão principal, no caso de sondasmecânicas diesel, ou diretamente de um motor elétrico acoplado a ele, na sonda diesel elétrica. O guincho é o equipamento da sondaresponsável pela movimentação vertical das tubulações no poço. Suas partes principais são:

Tambor principal;
Tambor auxiliar;
Freios;
Caixa de marchas;
Molinetes
Cabo de perfuração

(a) Tambor principal - tem a função de acionar o cabo de perfuração, movimentando as cargas dentro do poço.

(b) O tambor auxiliar - é instalado no eixo secundário do guincho, ficando posicionado acima do tambor principal. Tem a função de movimentar equipamentos leves no poço, tais comoregistradores de inclinação e direção do poço, amostradores de fundo, equipamentos de completação e teste do poço, etc.

(c) Freio - é um mecanismo de grande importância numa sonda. Ele realiza as funções de parar ou retardar o movimento de descida de carga no poço, permitindo ainda a aplicação e controlede peso sobre a broca. Usualmente são empregados dois tipos de freios numa sonda: o freio principal, que é mecânico por fricção, tem a função de parar e assim manter a carga que estásendo movimentada, e o freio secundário, que é hidráulico ou eletromagnético, e tem a função de apenas diminuir a velocidade de descida da carga, de modo a facilitar a atuação do freioprincipal.

(d) A caixa de marchas do guincho - permite adequar o binômio torque x velocidade no eixo do tambor principal a carga a ser içada.

(e) Molinete - é um mecanismo tipo embreagem que permite tracionar cabos ou cordas. Há dois tipos de molinetes numa sonda: o molinete das chaves flutuantes, para apertar ou desapertaras conexões da coluna de perfuração ou revestimento e o giratório ou cathead, que permite o içamento de pequenas cargas quando nele for enrolada uma corda chamada catline.

(f) Cabos de perfuração

É um cabo de aço trançado em torno de um núcleo ou alma, sendo que cada trança é formada por diversos fios de pequeno diâmetro de aço especial.

O cabo proveniente do carretel é passado e fixado numa âncora situada próximo à torre, onde se encontra um sensor para medir a tensão no cabo, a qual está relacionada com o peso totalsustentado pelo guincho. Daí, ele é passado no sistema bloco-catarina e enrolado e fixado no tambor do guincho.

Sistema Rotativo Convencional

Nas sondas convencionais, a coluna de perfuração é girada pela mesa rotativa localizada na plataforma da sonda. A rotação é transmitida a um tubode parede externa poligonal, o Kelly, que fica enroscado no topo da coluna de perfuração.

Nas sondas equipadas com top drive a rotação é transmitida diretamente ao topo da coluna de perfuração por um motor acoplado à catarina. Oconjunto desliza em trilhos fixados à torre, onde o torque devido à rotação da coluna é absorvido.

Existe ainda a possibilidade de se perfurar com um motor de fundo, colocado logo acima da broca.O torque necessário é gerado pela passagem do fluido de perfuração no seu interior. Este motor pode ser de deslocamento positivo ou uma turbina.O sistema de rotação convencional é constituído de equipamento que promovem ou permitem a livre rotação da coluna de perfuração.

Mesa Rotativa

Kelly

É o dispositivo que se destina, especialmente, a produzir a rotação da coluna de perfuração e, também suportar a referida coluna durante as manobras, ou os revestimentos durante as decidas, quando se utiliza a mesma para tal operação.

Consistem, essencialmente, de uma coroa dentada, instalada numa peça pesada, de forma circular, vazada no centro para receber as cunhas da haste quadrada, e que repousa sobre rolamentos. Um pinhão, diretamente ligado a um eixo, também montado sobre rolamentos, trabalhando sob a coroa, promove a sua rotação.

Funções da mesa rotativa

Recebe energia rotacional e transmite aos demais elementos do sistema rotativo;
Suportar por acunhamento o peso da coluna.

O Kelly é o elemento que transmite a rotação proveniente da mesa rotativa à coluna de perfuração. O Kelly pode ter dois tipos de seção. Em sondas de terra a mais comum é a quadrada e em sonda marítima a seção hexagonal, pela sua maior resistência à tração, torção e flexão.

Kelly é a parte da coluna que liga a tubulação à cabeça de injeção pela qual é transmitido à coluna o movimento de rotação imposto pela mesa. Consiste de uma peça longa, cuja seção transversal pode ser quadrada, hexagonal, octogonal ou sulcada, a qual trabalha através das buchas da mesa, que por sua vez são vazadas na sua parte central com uma seção transversal semelhante àquela da haste com a qual vai trabalhar. Recebe o nome, entre nós, de haste quadrada, por ser o tipo mais comum nas perfurações.Por causa dois esforços a que são sujeitos durante as operações às hastes quadradas devem ser feitas de aço (aço cromo-molibdênio), cuidadosamente forjadas e tratadas.Para assegurar simetria e equilíbrio durante a rotação a haste deve ser absolutamente reta, isto é, não deve apresentar empenos, e o centro da seção transversal circular interna deve coincidir com o centro geométrico da sua seção transversal metálica.

Swivel

A cabeça de injeção ou swivel é o equipamento que separa os elementos rotativos daqueles estacionários na sonda de perfuração. Sendo assim, a parte superior não gira e sua parte inferior deve permitir rotação.

É a peça que se destina a receber o fluido de perfuração, proveniente das bombas de lama, e introduzi-lo na coluna de perfuração parada ou em rotação, quando suspensa no poço.

A cabeça de injeção pode ser considerada como elemento integrante do sistema de suspensão, se a considerarmos como elemento intermediário entre a coluna deperfuração, e o gancho da Catarina; poderá pertencer ao sistema rotativo se admitirmos que sua parte principal – o mandril – gira solidário com a coluna de perfuração,elemento importante do sistema rotativo; finalmente podemos considerá-la no sistema de circulação, que ele nada mais é que uma junta giratória que serve deintermediária para a passagem do fluido de perfuração, das bombas para a tubulação.

Como parte do mecanismo de suspensão, deve ter uma construção robusta e ser capaz de suportar o peso da coluna de perfuração, da mesma forma que a Catarina e o bloco de coroamento.

Funções do swivel

Ligar as partes girantes às não girantes;
Permite livre rotação da coluna de perfuração;
Injeta o fluido de perfuração no interior da coluna.

Sistema de Circulação

O Sistema de Circulação é o responsável pelo bombeio do fluído 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.

(a) Tanques de lama

Confeccionados em chapas de aço, sua principal função é armazenar fluído de perfuração, são interligados entre si por tubos de aço ou mangote flexíveis conectados aos equipamentos do sistema de tratamento de fluído.

(b) Bombas de lama

O acionamento das bombas de lama é feito por motores independentes, tanto nas sondas diesel-elétricas como nas mecânicas

Sistema de controle de poço

BOP-Blowout-Preventer : é o principal elemento de ligação entre a cabeça do poço no fundo do mar e a sonda, trazendo o poço até a superfície e compondo o espaço anular.

Funções do BOP

• Isolar o ambiente poço do ambiente mar.
• Possibilitar desconexão sob controle e com segurança da coluna de risers em caso de perda de posicionamento da sonda, o que pode ou não incluir a ancoragem (“hang off”) e cisalhamento da coluna de perfuração.
• Possibilitar circulação através das saídas laterais e o retorno do fluido de perfuração ou completação.
• Permitir o controle do poço quando ocorrer a perda da primeira barreira de segurança (“overbalance” do fluido de perfuração ou completação), fechando-o com ou sem coluna em seu interior.
• Viabilizar a execução de diversos tipos de operações e testes no âmbito da engenharia de poços: testes de estanqueidade, absorção, formação, injetividade, produção, medições para balanceio de ferramentas ou colunas, orientação de suspensores de tubulação, ponto fixo de referência, etc.