análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

61
ANÁLISE COMPARATIVA DA CONSTRUÇÃO DE NAVIOS SONDA E NAVIOS CONVENCIONAIS Aluno: Gustavo Lobarinhas Piñeiro Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Naval e Oceânica, Escola Politécnica, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro Naval e Oceânico. Orientadora: Marta Cecilia Tapia Reyes Rio de Janeiro Agosto de 2015

Transcript of análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

Page 1: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

ANÁLISE COMPARATIVA DA CONSTRUÇÃO DE NAVIOS SONDA E NAVIOS

CONVENCIONAIS

Aluno: Gustavo Lobarinhas Piñeiro

Projeto de Graduação apresentado ao

Curso de Engenharia Naval e Oceânica,

Escola Politécnica, da Universidade

Federal do Rio de Janeiro, como parte

dos requisitos necessários à obtenção do

título de Engenheiro Naval e Oceânico.

Orientadora: Marta Cecilia Tapia Reyes

Rio de Janeiro

Agosto de 2015

Page 2: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

ANÁLISE COMPARATIVA DA CONSTRUÇÃO DE NAVIOS SONDA E NAVIOS

CONVENCIONAIS

Aluno: Gustavo Lobarinhas Piñeiro

PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DOCURSO DE

ENGENHARIA NAVAL E OCEÂNICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE

FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS

PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO NAVAL E OCEÂNICO.

Examinado por:

Orientadora: Prof.ªD.Sc.MartaCeciliaTapiaReyes

Prof.D.Sc.Severino Fonseca da Silva Neto

Prof.D.Sc.Júlio Cesar Ramalho Cyrino

Prof.

RIO DE JANEIRO, RJ- BRASIL

AGOSTO DE 2015

Page 3: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

iii

Piñeiro, Gustavo Lobarinhas

Análise Comparativa da Construção de Navios Sonda e

Navios Convencionais/ Gustavo Lobarinhas Piñeiro - Rio de

Janeiro: UFRJ/ ESCOLA POLITÉCNICA, 2015

VIII, 55 p.: il.: 29,7 cm.

Orientador: Marta Cecilia Tapia Reyes

Projeto de Graduação - UFRJ/ POLI/ Engenharia Naval e

Oceânica, 2015

Referências Bibliográficas: p.55.

1. Construção Naval 2. Construção de navios de

perfuração 3. Plataformas de perfuração I. Tapia Reyes, Marta

Cecilia. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola

Politécnica, Curso de Engenharia Naval e Oceânica. III.

Construção de plataforma de perfuração.

Page 4: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

iv

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer primeiramente a Deus, que permitiu ter uma família

que sempre me apoiou nas minhas decisões e que certamente foi fundamental na

minha formação e educação desde a base.

À minha família e à minha namorada, que em meio a toda a correria da minha vida

tiveram a paciência e o carinho, nunca desistindo de mim como ser humano e como

profissional, também agradeço do fundo do meu coração.

À Simone Morandini e ao Professor Severino Fonseca, o meu agradecimento pela

dedicação, disponibilidade no atendimento aos alunos e fé, cujas posturas me

fizeram ver o serviço público de outra forma, tendo em mente o slogan “ser

excelente sem deixar de ser público”.

E por fim, e em momento algum menos importante, à Professora Marta Tapia, que

aceitou me orientar nesse Projeto de Graduação e que me deu o direcionamento

necessário para alçar novos horizontes como Engenheiro Naval, o meu muito

obrigado.

“Por vezes sentimos que aquilo que fazemos não é senão uma gota de água no

mar. Mas o mar seria menor se lhe faltasse uma gota.”

Madre Teresa de Calcutá

Page 5: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

v

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/UFRJ como parte

dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Naval e

Oceânico.

ANÁLISE COMPARATIVA DA CONSTRUÇÃO DE NAVIOS SONDA E NAVIOS

CONVENCIONAIS

Gustavo Lobarinhas Piñeiro

Agosto/2015

Orientadora: Marta Cecília Tapia Reyes

Curso de Graduação: Engenharia Naval e Oceânica

Tendo em vista o Plano Estratégico da Petrobras para 2030, será necessário uma

grande quantidade de navios sonda para realizar a exploração do pré-sal brasileiro.

Fica evidente, por conseguinte, o estudo e o entendimento desse tipo de

embarcação como forma de viabilizar à indústria naval brasileira esse tipo de

construção. O objetivo deste projeto é analisar as diferenças entre a construção de

embarcações conhecidas com este tipo de embarcação de modo a traçar as

necessidades que serão apresentadas pelos estaleiros brasileiros e de modo a

fornecer uma base para futuros projetos nessa mesma indústria naval.

Page 6: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

vi

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of

the requirements for the degree of Ocean Engineer and Naval Architect.

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE CONSTRUCTION OF DRILLSHIPS AND CONVENTIONAL SHIPS

Gustavo Lobarinhas Piñeiro

August/2015

Advisor: Marta Cecília Tapia Reyes

Undergraduate Course: Ocean Engineering and Naval Architecture

Regarding the 2030 Strategic Plan of Petrobras, a large number of drillships will be

needed in order to explore the brazilian pre-salt. It becomes evident that the study

and the understanding of this type of ship as a way of enabling to the naval industry

in Brazil this type of construction. The main objective of this project is to analyze the

differences between the construction of already known types of ships with this type

of ship (drillships), looking forward to the needs that will be presented by the

brazilian shipyards and looking forward to furnish a database to future project on this

same naval industry.

Page 7: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

vii

Sumário

1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 1

2 AS EMBARCAÇÕES: FUNCIONALIDADES E PERFIL OPERACIONAL .............................................. 4

2.1 O Navio Petroleiro (Tanker Ship) ........................................................................................ 4

2.1.1 A Carga a ser transportada ......................................................................................... 6

2.1.2 Sistemas e Características de um Petroleiro .............................................................. 6

2.2 O Navio Sonda (Drillship) .................................................................................................... 8

2.2.1 A Perfuração ............................................................................................................... 8

2.2.2 A Completação ......................................................................................................... 18

2.2.3 Sistemas de uma Sonda ............................................................................................ 19

3 Zonas de edificação .................................................................................................................. 22

3.1 Petroleiro .......................................................................................................................... 22

3.1.1 Região de Popa: Popa, Superestrutura e Praça de Máquinas .................................. 23

3.1.2 Região de carga / poroes .......................................................................................... 27

3.1.3 Região de Proa .......................................................................................................... 27

3.2 Navio Sonda ...................................................................................................................... 28

3.2.1 Região de Popa (R1).................................................................................................. 30

3.2.2 Região do Corpo Paralelo (R2+R3+R4) ..................................................................... 32

3.2.3 Região de Proa: Proa e Superestrutura (R5)............................................................. 39

4 A construção das embarcações ................................................................................................ 43

4.1 Avaliação dos trabalhos na construção ............................................................................ 45

4.1.1 Aço ............................................................................................................................ 46

4.1.2 Equipagem ................................................................................................................ 49

4.2 O Estaleiro para Navio Sonda ........................................................................................... 50

5 CONCLUSÕES ............................................................................................................................ 52

6 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 53

Page 8: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

1

1 INTRODUÇÃO

Figura 1-1 – Região da costa brasileira onde está localizado o Pré-Sal [3]

A exploração de petróleo tem sua origem em tempos antigos, sendo utilizado na Babilônia e no Egito. Entretanto, apenas em 1859 [4].Error! Reference source not found. é que essa matéria-prima começou a ser procurada como um produto em si, que em poucas décadas, seria a fonte de energia primária em muitos países. No período de 1850-1870 foi que ocorreu a Segunda Revolução Industrial, na qual o petróleo, incialmente utilizado apenas para iluminação – onde o petróleo substituía o querosene e o óleo de baleia, passou a ser empregado como combustível para os motores a combustão, que viriam logo após essa revolução.

Os Estados Unidos foi o precursor da exploração comercial, com a utilização do método de percussão que viria a ser substituída pelo método de exploração rotativo no início de 1900, com Anthony Lucas. Com descobertas significativas em profundidades cada vez maiores – 21m em 1859 chegando a 354m no início de 1900 [4], a tendência era em um arrefecimento da busca por petróleo, que rapidamente começou a sair da exploração terrestre para a exploração marítima, onde nos dias atuais, esse produto é explorado a 10.000m de profundidade e em lâminas d’água de aproximadamente 3.000m.

No Brasil o petróleo começou a aparecer no cenário econômico também no século XIX, mas seu o primeiro poço brasileiro só veio a ser explorado em 1897 em Bofete – SP por Eugênio Ferreira Camargo. Da mesma forma que em outros países do mundo, a evolução dessa exploração de petróleo foi gradual, de forma que a indústria de petróleo brasileiro obteve seu maior fôlego com a criação da Petrobras no governo de Getúlio Vargas, sendo uma empresa destinada a explorar e gerir o petróleo brasileiro, que a partir de 1953 virou monopólio estatal.

Page 9: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

2

Figura 1-2 – Evolução da Exploração de Petróleo no Brasil até 2003 [5]

Com o passar dos anos, a Petrobras ampliou cada vez mais a exploração dessa matéria-prima no Brasil e, como pode ser observado na Figura 1-2, a profundidade explorada passou de 124m em 1977 para 1886m em 2003. Atualmente, com a descoberta de petróleo na camada abaixo do leito marinho, conhecida como pré-sal – mostrado na Figura 1-3, a previsão é de que esses campos comecem a ser explorados e operados em breve, precisando primeiro que entrem em operação as novas sondas marítimas da Petrobras para operar em águas ultra profundas, que começam a ser entregues a partir de dezembro de 2015.

Figura 1-3 – Visualização do Pré-Sal e das demais camadas abaixo do leito marinho [6]

O trabalho a ser realizado consiste em fornecer informações que permitam entender as diferenças entre a construção de um navio petroleiro comum e um navio sonda. Com isso, serão abordados os perfis operacionais das embarcações estudadas bem como as suas principais características, como uma forma de fazer um enquadramento inicial dos desafios que já estão sendo enfrentados pela Petrobras, a maior empresa de petróleo do Brasil e que possui a expertise de exploração e produção em águas profundas.

Page 10: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

3

Esse projeto tem como objetivo se tornar o ponto de partida para o entendimento de um drillship, pouco conhecido em termos de construção naval no Brasil. Portanto, a estratégia traçada para a realização do projeto é primeiramente o entendimento dos perfis operacionais tanto do navio sonda quanto do navio petroleiro, seguido da apresentação dos arranjos gerais e da divisão dos espeços internos para ambos. Por fim, serão definidas algumas das diferenças construtivas para cada uma dessas embarcações que determinarão as características que o estaleiro deve ter.

Dessa forma, no capítulo 2 serão apresentadas as embarcações com as suas funcionalidades e o seus possíveis perfis operacionais. Serão apresentados alguns de seus sistemas e alguns equipamentos que também são necessários para as operações das embarcações.

No capítulo 3 serão definidas as zonas de edificação, de modo que a embarcação será dividida por partes para que possam ser explicados como é o aço, a equipagem e os demais elementos para cada uma das regiões do navio. Em seguida será também apresentado o arranjo geral para cada uma das embarcações, com a divisão por regiões para poder melhor visualizar os equipamentos e os espaços/compartimentos necessários nessas regiões.

O penúltimo capítulo é o capítulo 4, que trará uma explicação de como funciona a construção naval e que apresentará algumas diferenças e necessidades para que um estaleiro que contrói petroleiros possa construir também navios sonda. Serão abordados principalmente a questão do aço, da capacidade de levante necessária ao estaleiro e da quantidade de equipagem necessária para instalação.

Por fim será apresentada a conclusão do trabalho, com as contribuições do mesmo para a construção naval e com resumo conclusivo das informações apresentadas para os navios sonda. Logo, será o fechamento do trabalho de conclusão de curso realizado pelo aluno, de forma a agregar conhecimento ao banco de dados da Escola de Engenharia da UFRJ.

Page 11: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

4

2 AS EMBARCAÇÕES: FUNCIONALIDADES E PERFIL

OPERACIONAL

Esse tópico tratará de uma exposição das embarcações analisadas, explicando os perfis operacionais e as funções de cada uma delas, seguida da apresentação de alguns equipamentos essenciais e de particularidades para cada um desses tipos de embarcação. Vale ressaltar aqui que a embarcação convencional escolhida foi o petroleiro, visto que é uma embarcação de grande porte com muitos navios já construídos e em construção no país.

Figura 2-1 – Comparação entre Navio Sonda [18] e Navio Petroleiro

O estudo do perfil operacional da embarcação é de extrema importância, visto que para o projeto de qualquer embarcação é necessário o entendimento da sua “razão de existir”, ou seja, o objetivo do seu projeto. Como pode ser observado na Figura 2-1, cada uma das embarcações possui características físicas que são implicadas diretamente por esse objetivo das mesmas. Logo, serão ainda apresentadas as características vinculadas ao objetivo do projeto e construção da embarcação.

2.1 O Navio Petroleiro (Tanker Ship)

Navios petroleiros são navios tanque utilizados para o transporte de óleo cru – petróleo sem refino, e para o transporte de produtos derivados do petróleo. Os primeiros navios tanque para transporte de petróleo datam de 1863 na Inglaterra, no rio Tyne [7]. A construção desses navios foi se desenvolvendo ao longo dos anos, de modo que foram feitas melhorias e surgiram várias classes dessas embarcações, definidas de acordo com as rotas a serem utilizadas. Na Figura 2-2 são representadas algumas dessas classes de navios petroleiros.

Page 12: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

5

Figura 2-2 – Tipos de Navios Petroleiros por tamanho [8]

Como dito anteriormente, os requisitos e as restrições impostas pela missão a ser realizada pela embarcação influem no seu tamanho. Na Figura 2-2, por exemplo, é apresentado dentre os navios, um SuezMax. O nome dessa classe significa que esse tipo de embarcação está apto a atravessar o canal de Suez, que possui limitações físicas com relação a sua profundidade de com relação a sua boca, o que limita o calado e a boca do navio. A Tabela 2-1 ilustra a faixa de deadweight dessas embarcações.

Tabela 2-1 – Relação de Navios petroleiros e seus pesos mortos Error! Reference source not found.

Tipo de Navio Deadweight (faixa, range)

Panamax / Coastal Tankers 35.000-45.000 dwt

Aframax 70.000-120.000 dwt

Suezmax 120.000-165.000 dwt

Very Large Crude Carriers (VLCCs) 270.000-310.000 dwt

Ultra Large Crude Carriers (ULCCs) 310.000-550.000 dwt

Essas embarcações são utilizadas, principalmente, em dois tipos de missão: fazer o transporte da sua carga entre terminais em terra ou entre uma plataforma operando em um campo em alto mar e um terminal específico ou refinaria. Para a primeira missão são utilizados navios convencionais, enquanto que para a segunda são utilizados navios petroleiros aliviadores, os shuttle tankers.

Como veio sendo traduzido nessa introdução ao petroleiro e aos navios tanque, podemos afirmar que é uma embarcação projetada e construída para fazer o transporte de cargas líquidas e gasosas. Logo, seu projeto acontece em função da carga transportada, que deve ser estudada para que ocorra um correto dimensionamento e uma correta seleção de todos os equipamentos e sistemas que serão colocados a bordo.

Page 13: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

6

Para o projeto realizado, será considerado um navio petroleiro convencional. Esse navio realizará o transporte de óleo pesado entre portos e ou entre refinaria e porto.

Definida a carga e a missão, devem ser pensados os seguintes pontos referentes ao produto transportado:

1. Armazenamento do óleo a ser transportado e a capacidade a ser transportada – onde e o que è necessário para um armazenamento seguro;

2. Movimentação do produto dentro da embarcação – como deve acontecer e 3. Recebimento do produto da plataforma – como e por onde deve acontecer;

Esses três pontos são os principais a serem considerados no que diz respeito carga, mas devem ser considerado ainda o transporte da embarcação e os sistemas necessários a sua operação bem como as facilidades para a tripulação.

2.1.1 A Carga a ser transportada

O óleo pesado é uma mistura de hidrocarbonetos que ocorrem de forma natural na terra e que possuem propriedades que variam de acordo com o seu local de origem. Possuem diferentes pontos de fulgor, ou seja, temperatura em que esse produto entra em ignição e possuem contaminantes em sua mistura, como enxofre e vanádio, que além de acelerarem a corrosão apresentam um risco ao meio ambiente.

Seu transporte é delicado, visto que normalmente precisa de aquecimento para ocorrer, visto que nem todos os óleos pesados podem ser movimentados à temperatura ambiente, visto que são mais viscosos. Além disso, a emissão de gases oriundos do óleo deve ser controlada, de forma a evitar acidentes e explosões indesejadas. Logo, o transporte de óleo pesado exige um estudo a fundo de suas propriedades para que possa que possa ocorrer a correta seleção dos materiais a serem usados para seu transporte a armazenamento e para que possam ser selecionados os produtos ideais para inertizar os gases emitidos pelo óleo transportado.

2.1.2 Sistemas e Características de um Petroleiro

O petroleiro é um dos navios mais simples que podem ser construídos e que já possui um conhecimento bastante difundido mundo afora. Seus sistemas e características podem ser divididos nos grupos apresentados – só sendo apresentados os mais críticos e/ou principais:

1. Forma da embarcação; 2. Compartimentação; 3. Estrutura; 4. Sistema Propulsivo; 5. Praça de Máquinas; 6. Compartimento das Bombas; 7. Sistema de Geração de Energia; 8. Sistema de Carga e Descarga; 9. Acomodações (Living Quarters); 10. Sistema de Comunicação, Controle e Instrumentação e

Page 14: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

7

11. Sistemas Elétricos.

Com relação à forma é uma embarcação de grande porte, que precisa levar grandes quantidades de carga e que não necessita de velocidades muito altas, ficando na faixa de 15-16 nós.

Como a compartimentação de qualquer embarcação destinada ao transporte, ela gira em torno da carga a ser transportada, de modo que o navio petroleiro é dividido em três partes principais: (1) os porões de carga na parte central da embarcação, (2) as acomodações e as máquinas à ré desses porões – normalmente separados por um cofferdan ou pelo compartimento das bombas, e (3) a parte de vante – onde ficam localizados o bow thruster e a estrutura de manuseio do mangote de carga. A estrutura vem em paralelo com a compartimentação e é o elemento que define o posicionamento de anteparas, hastilhas, reforços e cavernas. Ambas essas características da embarcação acontecem ao longo de todo o projeto e construção da embarcação e são determinadas com base nas regras das sociedades classificadoras, principalmente no Brasil.

Na sequência vem o sistema propulsivo, que para a esse navio é um sistema de propulsão convencional, composto por motor de baixa rotação (MCP), eixo e hélice.

O motor de combustão principal do sistema propulsivo é alocado na praça máquinas, que fica à ré da embarcação. Esse é um compartimento que reúne uma série de equipamentos além do MCP, como os motores de combustão auxiliar (MCA), as caldeiras, os tanques de óleo combustível e de óleo lubrificante – de serviço, de sedimentação e de armazenamento, os purificadores, os separadores de água e óleo e uma série de equipamentos de menor porte. As bombas, utilizadas para a movimentação de fluidos e para as operações diárias da embarcação podem ou ficar na praça de máquinas ou em um compartimento de bombas à vante da praça de máquinas, sendo esse último o arranjo considerado para esse petroleiro.

Os MCA’s alocados na praça de máquinas são os principais equipamentos o sistema de geração de energia juntamente com o MCP. A principal diferença entre eles, além de que o MCP auxilia na propulsão da embarcação, é que o MCA opera praticamente sozinho quando a embarcação está realizando a operação de carga no campo exploratório ou a operação de descarga no porto. Na primeira o MCP opera parcialmente e na segunda ele está praticamente desligado, apenas com as catracas movimentando os cilindros. Além disso, os MCA’s são os responsáveis por fornecer a energia necessária à operação dos bow thrusters.

O sistema de carga e descarga é um dos sistemas mais importantes para navios de carga. É composto pelas bombas, pelos manifolds de carga e descarga à meia-nau, pelas válvulas e pelas tubulações. Para a utilização desse sistema devem ser relizados cálculos de estabilidade e uma correta e lógica compartimentação da embarcação, visando a evitar falhas na estrutura por esforços cortantes e momentos fletores. Seus tanques estão em números de 6 a 12 no corpo paralelo da embarcação, à vante da superestrutura, e seus comprimentos não podem ultrapassar 20% do comprimento da embarcação [9].

Essa superestrutura é a parte da embarcação onde ficam localizados as acomodações, os escritórios, o passadiço e as facilidades para a tripulação de um modo geral. Normalmente possui entre quatro e cinco conveses, os quais recebem a tripulação, que varia entre 15 e 25 pessoas.

Por fim, e não menos importante do que as demais características são abordados os dois últimos sistemas: sistema de comunicação, controle e instrumentação e o sistema elétrico. Ambos atuam em paralelo. O primeiro é o que permite o monitoramento de tudo o que acontece a bordo bem

Page 15: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

8

como o monitoramento da posição da embarcação e do meio ambiente ao seu redor e ao longo da rota a ser cumprida, por exemplo. O segundo sistema é o que viabiliza o primeiro, além de ser a ponte entre o sistema de geração de energia e o todos os equipamentos consumidores de energia elétrica da embarcação.

Descritos esse principais sistemas, um entendimento bastante amplo do navio petroleiro já pode ser percebido, permitindo uma visualização da embarcação estudada.

2.2 O Navio Sonda (Drillship)

Navios sonda são embarcações utilizadas para a perfuração do leito marinho e de suas camadas até atingir as reservas de petróleo. Desde que a exploração do petróleo começou a sair da terra e ir em direção a águas profundas, diferentes embarcações começaram a ser utilizadas para realizar essa exploração. As primeiras eram estruturas fixas e às vezes barcaças com aberturas centrais, aos moldes dos moonpools atuais, utilizadas para perfurar e extrair o óleo. Até um determinado momento no século XX, era viável para o homem utilizar estruturas para a perfuração e exploração amarradas/ancoradas no fundo do mar, mas com o aumento considerável das profundidades essa simples amarração ficou impossibilitada ou pelo tempo necessário para realizar a ancoragem ou pela dificuldade de instalação dos equipamentos de ancoragem em grande profundidade. Com isso, tornaram-se necessários navios capazes de fazer a perfuração de poços de petróleo sem estar ancorados, ou seja, com a utilização apenas de seus propulsores. Esses navios que surgiram foram os drillships, utilizados para perfuração em águas profundas e ultra-profundas.

O navio sonda, portanto, é um navio cujo principal objetivo é utilizar a sua torre de perfuração (derrick) para essas atividades. Possui uma abertura central na embarcação na região onde a torre irá operar – o moonpool, sendo a principal diferença entre um navio convencional e um drillship. Toda a construção da embarcação gira em torno das necessidades da perfuração, que precisa realizar, dentre outras atividades, a perfuração e a completação dos poços. Essas embarcações são propulsadas e, diferentemente das plataformas de produção, podem se auto propelir para outras localidades quando forem perfurar outro poço, não precisando ser rebocadas.

2.2.1 A Perfuração

Para melhor entender a embarcação, faz-se necessário um entendimento, em linhas gerais, da operação de perfuração. Com a embarcação posicionada na posição em que o poço será perfurado, é iniciado o processo de descer a coluna de perfuração. Para realizar a perfuração é utilizado o método rotativo, o qual utiliza em conjunto a rotação e a aplicação de peso sobre uma broca na extremidade da coluna de perfuração para perfurar a rocha [4].

De forma a auxiliar a retirada dos fragmentos de rocha produzidos após o corte são utilizados fluidos de perfuração para realizar essa limpeza. O fluido a ser utilizado, no entanto, varia de acordo com a camada abaixo do leito marinho que está sendo perfurada, ou seja, com as diferentes fases da perfuração, visto que as diferentes propriedades das rochas e dos fluidos não devem permitir que ocorram pressões excessivas e nem de rupturas nas paredes do poço. Aqui

Page 16: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

9

vale ressaltar que os fluidos utilizados na primeira fase da perfuração é a própria água do mar, enquanto nas demais fases são utilizados outros fluidos. Dentre os mais conhecidos podemos destacar a lama para a perfuração.

A perfuração para viabilizar um poço a extrair petróleo é feita por fases, visto que conforme aumenta à profundidade, as propriedades das rochas perfuradas também mudam, o que indica a necessidade de um fluido que neutralize qualquer ação erosiva. Em adição a essa diferença de propriedades, a perfuração ocorre a partir de diâmetros mais largos no leito marinho e vai afunilando. Esse diâmetro é determinado pelas brocas de perfuração e a cada broca utilizada acaba por representar uma etapa da perfuração.

A perfuração no mar consiste, de forma genérica, de 3 a 8 fases na perfuração. No entanto, para fins ilustrativos, será descrita apenas a perfuração em 3 fases para dar um entendimento de como ela ocorre.

Etapa 1: Com a plataforma na posição onde ocorrerá a perfuração, é descida uma coluna com uma base única temporária (BUT) que servirá de apoio para a descida da coluna de perfuração e início da operação;

Etapa 2: Com a BUT assentada no leito marinho, a coluna de assentamento é retirada;

Fase 1: É descida, então, a coluna de perfuração, dando início a fase 1, que é a perfuração da com uma broca de 36”. Com a perfuração terminada é descida uma estrutura similar a um tubo metálico com 30” para poder fazer o revestimento e a cimentação da fase 1 (acontece logo após a descida do revestimento). Em seguida é descida a base guia permanente (BGP) onde será assentado o BOP em uma etapa posterior;

Fase 2: Terminada a fase 1 é trocada a broca para uma de 26”, de modo que a fase 2 consistirá na perfuração de um diâmetro dessa magnitude. Da mesma forma que feito anteriormente, quando terminada a fase 2 é descido o revestimento de 20” para compor a parede do poço e permitir a cimentação da fase 2.

Fase 3: Por fim é realizada a perfuração da fase 3 com uma broca menor (17 ½”). Etapa final da perfuração: concluída a perfuração da fase 3 o equipamento de

prevenção de vazamento (BOP) é descido e assentado no leito marinho, de forma a aguardar a completação para que o poço esteja pronto para operar.

Figura 2-3 – Ilustração das fases de perfuração, com ilustração do afunilamento da perfuração com a redução do diâmetro das brocas [12]

Page 17: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

10

2.2.1.1 Equipamentos utilizados na Perfuração e suas Funções

A coluna de perfuração é um dos elementos mais importantes na perfuração de um poço, visto que é responsável por transmitir o peso e a rotação produzidos da torre de perfuração para a broca, de modo a rasgar a rocha, ou seja, a energia na broca é resultado da equação peso mais rotação. Ela possui cinco funções primordiais:

Aplicar peso sobre a broca;

Transmitir a rotação à broca;

Conduzir o fluido de perfuração – que auxiliará na remoção dos cascalhos;

Manter o poço calibrado e

Garantir a inclinação e a direção do drillpipe para os diferentes tipos de perfuração.

Para a realização dessas funções, essa coluna é composta por tubos de perfuração (drill pipes – DP), tubos pesados (heavy-weight drill pipes – HWDP) e comandos (drill collars – DC) e haste quadrada (kelly). Em conjunto, esses quatro componentes formam a coluna de perfuração.

O último componente apresentado é o kelly, que é o responsável por transmitir a rotação da mesa rotativa e, para o caso das sondas que utilizam top drive, seu uso é dispensado, de modo que a rotação é transmitida diretamente por esse equipamento a coluna. Os tubos são montados de 3 em 3, de modo que a torre é projetada com altura suficiente para comportar essa capacidade.

Os primeiros tubos que entram na coluna e que vão estar no fundo do mar são os comandos, que fornecem o peso e a rotação à broca bem como devem prover rigidez suficiente a coluna de perfuração. Na sequência são colocados os tubos pesados, que realizam a transição entre os comandos e os tubos de perfuração, que são os ligados diretamente ao top drive durante a operação de perfuração em si. Esses tubos pesados possuem maior calibre que os demais, possuindo maior espessura e reforços centrais, de modo que a transição de rigidez entre os demais tubos possa ser feita com o menor risco de fadiga possível. Nas figuras que seguem são ilustrados esses três tipos de tubo.

Figura 2-4 – Comandos ou Drill Collars [13]

Figura 2-5 – Tubos pesados ou Heavy-Weight Drill Pipes [14]

Page 18: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

11

Figura 2-6 – Tubos de Perfuração ou Drill Pipes [15]

Além da coluna ainda conta com uma série de acessórios para as mais diversas finalidades, que vão desde acessórios para a movimentação dos tubos a acessórios para redução e controle de vibração. Os principais são: subs, estabilizadores, alargadores, escareadores e amortecedores de vibração.

Nos navios sonda para operações em águas profundas, uma quantidade de espaço considerável é necessária a bordo para alocação dos componentes da coluna de perfuração. Com capacidades de perfurar a até 10.000m, essas sondas precisam que ao menos 10.000m de tubos sejam estocados a bordo para viabilizar suas operações.

Como informação adicional, vale destacar que a coluna não fica em contato direto com a água, de modo que ela passa por dentro de risers, que ligam a sonda à cabeça do poço. Na Figura 2-7 pode ser observada a coluna de perfuração em vermelho e os risers em azul.

Figura 2-7 – Representação da coluna de perfuração passando por dentro dos risers [16]

Os risers, assim como os tubos da coluna de perfuração, devem ser alocados a bordo. NO entanto, eles levam em consideração apenas a lâmina d’água de 3.000m à qual essas plataformas estarão sujeitas, necessitando de espaço para 3.000m de risers de perfuração, como os apresentados na Figura 2-8.

Page 19: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

12

Figura 2-8 – Risers de perfuração [17]

A torre de perfuração é o equipamento da sonda mais imponente, visto que esteticamente é o que diferencia, a primeira vista e de imediato, um navio sonda de uma navio convencional, e é o elemento que com todos os seus equipamentos da sustentação a coluna de perfuração. Ela é uma estrutura piramidal construída em aço especial e em partes, atingindo alturas, para o caso das sondas de exploração em águas ultra profundas, de aproximadamente 107m de altura acima do convés principal da embarcação.

Sua estrutura deve possuir aberturas que possibilitem o içamento dos risers e dos tubos da coluna de perfuração para serem montados e utilizados na operação. Ela é composta por uma série de equipamentos, dos quais se destacam o compensador de movimento de heave (CMC), o top drive e os fingerboard e bellyboard – necessários para armazenar os tubos a serem usados na perfuração. O fabricante de torres de perfuração mais conhecido é a empresa NOV. Na Figura 2-9 é apresentada uma torre de perfuração típica.

Figura 2-9 – Torre de Perfuração Típica [18]

A torre de perfuração, entretanto, deve estar assentada em uma base que para o caso de navios sonda é o convés de perfuração, ou drill floor. Esse convés é o compartimento do drillship que recebe, por meios de seus equipamentos, toda a rede de suprimentos para viabilizar a operação de perfuração. Para se ter um dimensionamento da grandiosidade e importância desse

Page 20: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

13

compartimento, ele possui 66 equipamentos – a sua maioria de grande porte, além da torre de perfuração, que é o maior equipamento desse compartimento. De um total de 67 equipamentos, 7 são definidos como pertencentes à parte de elétrica e os demais 60 são todos da área de mecânica. Na Figura 2-10 pode ser encontrada uma relação simplificada dos principais equipamentos do convés de perfuração.

Figura 2-10 – Equipamentos do Convés de Perfuração

Após fazer o caminho dos elementos e equipamentos desde o poço até o navio (poço, coluna de perfuração, torre de perfuração e convés de perfuração), deve-se avaliar um dos sistemas que começa a sua operação nos tanques de lama e vai até a broca de perfuração: o sistema de circulação. Esse sistema faz a circulação e o tratamento dos fluidos de perfuração ou fluidos de injeção.

O fluido de perfuração é succionado dos tanques de lama pelas suas bombas (bombas de lama) para a coluna de perfuração, entrando nela por meio de um equipamento chamado de swivel que injeta o fluido no interior da coluna. O fluido chega até a broca e a partir dela ele é jateado no fundo através de pequenos orifícios, retornando em seguida pela lateral da coluna para o navio, trazendo cascalhos, gases e todo tipo de substância que foi cortada ou extraída durante a perfuração. Assim que chega à embarcação esse fluido é levado para tratamento, uma vez que todos os cascalhos, gases e substâncias que vieram junto com o fluido precisam ser retirados para que o fluido possa ser reinjetado na coluna de perfuração em uma etapa posterior.

A fase de tratamento consiste na passagem do fluido retornado do da cabeça da coluna de perfuração por diversos equipamentos, como os listados a seguir:

1. Peneira Vibratória (shale shakers) – fazem a peneiração do fluido, sendo o primeiro equipamento pelo qual ele passa, que separa os sólidos maiores do fluido e normalmente são instaladas em um número de quatro peneiras;

1 10 TONS UTILITY WINCHES 1 24 DRILLER'S CONTROL CABIN 47 MAINTENANCE BASKET

2 10 TONS UTILITY WINCHES 2 25 ELEVATED BACK UP TONG 48 MAINTENANCE BASKET REMOTE CONTRAL

3 5 TONS UTILITY WINCHES 1 26 ELEVATED BACK UP TONG CONTROL STAND 49 MANRIDER WINCH 1

4 5 TONS UTILITY WINCHES 2 27 EMERGENCY LIGHTING PANEL ELP-13(D/F) 50 MANRIDER WINCH 2

5 ACTIVE HEAVE COMPENSATOR FOR CMC MAIN WELL 28 FINGERBOARD 51 MOUSEHOLE RACKING SYSTEM

6 BELLYBOARD 29 GLYCOL INJECTION UNIT 52 MUD BUCKET

7 BRINE FILTRATION UNIT 30 GRIPPER YOKE 20" 53 MUD GAS SEPARATOR FOR C&K MANIFOLD

8 BUG BLOWER 1 31 GUIDE ARM 54 MUD GAS SEPARATOR FOR DIVERTER

9 BUG BLOWER 2 32 HANDLING TOOL 55 MUD STANDPIPE MANIFOLD

10 BUG BLOWER 3 33 HPU FOR CMC 56 NORMAL LIGHTING PANEL

11 CATWALK CONTROL CONSOLE 34 HYD. CATHEAD INTERFACE PANEL 57 RISER CHUTE CONTROL STATION

12 CEMENT MANIFOLD 35 HYD. CATHEAD LOCAL CONTROL PANEL 58 RISER HANDLING CATWALK M/C

13 CHOKE AND KILL MANIFOLD LCP 36 HYD. CATHEAD 1 59 RISER TAIL-IN ARM (MAIN)

14 CHOKE AND KILL MANIFOLD SKID 37 HYD. CATHEAD 2 60 RISER TAIL-IN ARM CONTROL CONSOLE

15 CHOKE CONTRAL POWER UNIT 38 HYD. RACKING WINCH (2 units) 61 RISER/SPIDER REMOTE CONTROL PANEL

16 CMC 39 HYDRARACKER 1 62 ROTARY TABLE

17 DEADLINE ANCHOR 40 HYDRARACKER 2 63 ROTARY TABLE CONTRAL STATION

18 DERRICK 41 HYDRATONG (MAIN WELL) 64 STEAM GENERATOR

19 DERRICK ELEVATOR 42 HYDRATONG (OFFLINE STANDBUILDING) 65 TOP DRIVE

20 DRAWWORK MOTOR COOLING SKID 43 HYDRATONG LOOP BRACKET 1 66 TRAVELING BLOCK - CATARINA

21 DRAWWORKS 44 HYDRATONG LOOP BRACKET 2 67 WORKSTATION

22 DRIIL FLOOR AIR RECIVER 45 KNUCKLE BOOM CRANE

23 DRILL LINE SPOOLER 46 LOCAL ELECTRICAL ROOM

DRILL FLOOR EQUIPMENT

Page 21: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

14

Figura 2-11 – Peneira Vibratória Típica de Sondas de Perfuração (http://oilfield.gnsolidscontrol.com/wp-content/uploads/2009/09/Linear-motion-shale-shaker.JPG)

2. Desareiadores (desander) – hidrociclones de 8” a 20” que retiram a areia do fluido e normalmente apenas um é instalado, possuindo de 2 a 4 hidrociclones;

Figura 2-12 – Desareiador Típico de Sonda de Perfuração (http://www.derrickequipment.com/Images/Catalog/19_02.jpg)

3. Dessiltador (desilter) – são hidrociclones de 4” a 5” que fazem o tratamento descartando partículas de dimensões equivalentes às do silte e normalmente apenas um é instalado, contendo de 8 a 12 hidrociclones;

Figura 2-13 – Dessiltador Típico de Sondas de Perfuração (http://shaleshakerdc.com/wp-content/uploads/2013/01/Desilter.jpg)

4. Mud Cleaner – é um dessiltador com peneira, de modo que faz o descarte de alguns fluidos e a recuperação de outros e normalmente são instaladas em um número de 2;

Page 22: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

15

Figura 2-14 – Mud Cleaner Típico: dessiltador e peneira vibratória em conjunto (http://oilfield.gnsolidscontrol.com/wp-content/uploads/2009/10/M-I-Swaco-Mud-Cleaner-Replacement.JPG)

5. Centrífuga (dryer centrifuge) – responsável por remover do fluido partículas menores do que àquelas retiradas pelos hidrociclones e apenas uma costuma ser instalada e

6. Degaseificador (degaser) – responsável, como o próprio nome sugere, pela remoção dos gases que porventura possam ter vindo junto com o fluido de perfuração e normalmente apenas 2 são instalados.

Todos esses equipamentos descritos anteriormente ficam distribuídos em dois compartimentos dentro da embarcação: o compartimento das peneiras (shale shaker room) e o shaker roof deck. Na Figura 2-15 é apresentado um esboço do sistema de tratamento de lama.

Figura 2-15 – Sistema de Tratamento dos Fluidos de Perfuração (http://images.slideplayer.com.br/3/1358173/slides/slide_7.jpg)

No entanto, o coração do sistema de circulação são as bombas de lama, responsáveis por realizar toda a movimentação do fluido. Essas bombas ficam localizadas no compartimento das bombas de lama, mais conhecido como mud pump room. Elas são posicionadas lado a lado e suas terminações são interligadas por um grande conjunto de tubulações e válvulas que permitem a associação dessas bombas da forma que melhor convier. Essa associação é muito importante,

Page 23: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

16

pois é ela quem determina as pressões e as vazões com as quais o fluido de perfuração chegará à broca. Com as bombas associadas em paralelo são obtidas maiores vazões e, para a obtenção de maiores pressões e vazões mais baixas, é utilizado um número menor de bombas em série ou apenas uma bomba, ambas acompanhadas pela troca dos pistões e camisas por outros de diâmetros menores.

Figura 2-16 – Bomba de Lama Típica (http://www.tradeasy.net/images/Mud-Pump.jpg)

Figura 2-17 – Bombas de Lama Arranjadas lado a lado em um compartimento de lama

Até então só foram descritos os equipamentos do sistema de circulação, mas vale aqui descrever também os fluidos de perfuração em si que são misturas bastante complexas de líquidos, sólidos, às vezes gases e produtos químicos diversos. Têm a função de limpar o poço, de limpar e esfriar a broca de perfuração, de conter os fluidos existentes na formação rochosa, de manter a integridade estrutural das paredes do poço e de selar as paredes do poço com a formação de reboco.

Para realizarem suas funções esses fluidos devem possuir características bem peculiares. Dentre estas podem ser destacadas [4]:

Deve ser estável quimicamente; Deve ser inerte com relação as formações rochosas que estão sendo perfuradas em

determinada fase, devendo ser neutros (não-alcalinos ou não-ácidos); Deve ser capaz de estabilizar as paredes do poçon tanto mecânica quanto

quimicamente; Deve ser bombeável;

Page 24: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

17

Deve facilitar as interpretações geológicas do poço; Deve ser capaz de manter os sólidos em suspensão quando estiver em repouso; Deve apresentar baixo grau de corrosão e de abrasão em relação a coluna de

perfuração e aos demais equipamentos do sistema de circulação w Deve apresentar custo compatível com a operação.

Dentre os fluidos mais comuns destaca-se a lama de perfuração, mas outros fluidos também podem ser utilizados ou até mesmo as propriedades da lama podem ser alteradas por meio da adição de outros produtos. Quatro compostos são bastante utilizados para a perfuração e mistura nos fluidos, de modo que a adição de cada um deles modifica de uma determinada maneira o fluido base:

1. Baritina (BaSO4): sua adição aumenta a densidade dos fluidos. Como alternativa a baritina pode ser usada a calcita ou a hematita;

2. Água e óleo diesel: a adição de algum desses produtos reduz a densidade do fluido e 3. Bentonita: é um sólido que pode ser ativo ou inerte e tem a principal função de

viscosificar o fluido, é um tipo de argila e uma alternativa ao seu uso é a atapulgita.

Vale ressaltar que cinco compartimentos são os principais desse sistema, sendo eles: mud pump room (compartimento da bomba de lama), mud pit room, mud process area (área de processamento de lama), shale shaker room (compartimento das peneiras vibratórias) e shale roof deck. Juntos esses compartimentos tem cerca de 92 equipamentos principais, que vão desde agitadores de lama e bombas aos equipamentos de tratamento descritos.

Por fim é apresentado o sistema de segurança, uma vez que é o sistema essencial na prevenção de qualquer vazamento ou falha indesejável na cabeça do poço, sendo o responsável por servir de tampão caso algum problema ocorra no poço perfurado. Dividido em dois grupos de equipamentos, os de cabeça do poço e os preventores, esse sistema é acionado toda vez que ocorre o chamado kick, que nada mais é do que um fluxo indesejável em alguma formação para o interior do poço.

Dentre os principaais equipamentos desse sistema podemos destacar as cabeças (de revestimento e de produção), os carretéis (de perfuração e o espaçador), os choke e kill manifolds (manifold de “estrangular” e de “matar”, respectivamente), low-marine riser preventer (LMRP) e o blowout preventer (BOP). Alguns desses equipamentos são transportados e partes alocadas no convés de perfuração, enquanto que o BOP é transportado no convés principal na área do moonpool, de modo a facilitar seu rtansporte para posterior instalação no leito marinho.

Na Figura 2-18 é representado um dos principais equipamentos do sistema de segurança: o BOP submarino.

Page 25: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

18

Figura 2-18 – BOP Submarino típico

Acoplado ao BOP, na parte imediatamente acima, é instalado o LMRP, que é um equipamento similar ao BOP. Após a completação do poço, a coluna de produção fica ligada diretamente ao LMRP, de modo que caso ocorra qualquer falha no poço, além de ocorrer o fechamento de imediato, ainda ocorre o desacoplamento da sonda com o poço, através do destravamento do LMRP do BOP. Na Figura 2-19 é representado um LMRP.

Figura 2-19 – LMRP típico

2.2.2 A Completação

Depois de perfurado o poço, é necessário realizar a completação, que é a preparação do poço para entrar em produção. São realizadas uma série de outras operações além das já descritas e é também quando acontece a instalação de equipamentos como a árvore de natal molhada, um dos equipamentos de grande porte a ser instalado no leito marinho e que é essencial para viabilizar a produção. Para fins do trabalho serão apenas descritas as principais operações de completação submarina:

Instalação da BAP (base adaptadora da produção); Condicionamento do poço; Avaliação da cimentação; Canhoneio; Estimulação e avaliação. Instalação da COP (coluna de produção) e Instalação da ANM (árvore de natal molhada).

Page 26: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

19

2.2.2.1 Equipamentos utilizados na Completação

Os principais equipamentos utilizados na completação são os risers, a árvore de natal molhada, a base adaptadora da produção, os revestimentos e praticamente todos os equipamentos instalados na cabeça do poço depois da retirada do BOP pra início da produção. Eles são descritos de forma breve de forma a reforçar a necessidade de uma espaço para cada um dos equipamentos a bordo e reforçar a necessidade de uma construção adequada levando em consideração as características do equipamento e o seu local de armazenamento.

2.2.3 Sistemas de uma Sonda

O navio sonda de perfuração é um dos navios mais complexos que podem ser construídos na atualidade, visto que é uma embarcação sujeita a operar sob condições extremas. Com isso, após um entendimento das funções básicas que esse navio deverá realizar, devem ser descritos, entendidos e definidos os sistemas necessários a operação dessa embarcação, de forma a não só entendê-la, mas também para que um comparativo com os sistemas de um navio petroleiro possa ser estabelecido.

1. Forma da embarcação; 2. Compartimentação; 3. Estrutura; 4. Sistema Propulsivo/Sistema de DP; 5. Praça de Máquinas/Sala dos Geradores; 6. Compartimento das Bombas; 7. Sistema de Geração de Energia; 8. Acomodações (Living Quarters); 9. Sistema de Comunicação, Controle e Instrumentação; 10. Sistemas Elétricos; 11. Pacote de Perfuração (Drilling Package).

Com relação à forma é uma embarcação de grande porte, que precisa levar uma grande quantidade de grandes equipamentos e que necessita de velocidades na faixa de 15-17, suficientes para o rápido deslocamento ao site de perfuração. As sondas operam a maior parte do tempo paradas em uma mesma posição, apenas em DP, ou seja, realizando a manutenção da posição. No entanto, possuem capacidade de se desmobilizar do poço em que estão perfurando e se mobilizar em uma outra localidade para perfurar um outro poço com seus próprios propulsores. Além disso, vale ressaltar que elas devem ser capazes de oferecer uma resposta rápida em caso de movimento quando em operação de perfuração e/ou completação.

A compartimentação de um drillship é bem diferente dos navios mercantes em geral, com todos os compartimentos sendo definidos a partir da abertura no meio do navio – o moonpool, acima do qual é instalada a torre de perfuração. Isso significa que os sistemas e compartimentos dessa embarcação começam a ser pensados e definidos ao redor desse moonpool, uma vez que é necessário suprir totalmente a torre e o convés de perfuração por meio de seus equipamentos para alcançar o sucesso na operação. É um navio com um alto grau de divisão de espaços internos, dotado de ao menos 6 praças de bombas, “3 praças de máquinas” , tanques com produtos diversos para auxílio a operação além de uma infinidade de equipamentos e de facilidades para controle de tudo o que acontece no poço perfurado e para realizar a perfuração e a completação do mesmo.

Page 27: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

20

A estrutura da mesma forma que para os navios mercantes vem em paralelo com a compartimentação de modo a definir o posicionamento de anteparas, hastilhas, reforços e cavernas. A topologia estrutural projetada para uma sonda, precisa ser muito mais reforçada em diversas partes, como é ilustrado na Figura 2-20, onde todas as partes envolvidas em azul precisam de reforços e/ou análises locais para verificação da sua integridade.

Figura 2-20 – Partes da Estrutura de um Drillship que precisam de reforço [19]

Na sequência vem o sistema propulsivo, que para um navio sonda é o mesmo que o sistema de DP, visto que os propulsores azimutais realizam tanto as operações de DP quanto a movimentação da embarcação para uma outra localidade. Essa propulsão é diesel-elétrica e o sistema considerado possui nível de redundância 3, ou seja, DP3. Isso significa que a embarcação tem três conjuntos de motores de média rotação que operam independentemente para a geração de energia para a plataforma e, em caso da perda de algum desses conjuntos, ainda tem dois outros para suprir a demanda. São instalados um total de 6 motores, 2 em cada uma das três praças de máquinas.

O motores de combustão principal de média rotação descritos são alocados nas salas dos geradores que ficam à ré da embarcação. Esse é um compartimento bastante dedicado para esses motores, possuindo outros equipamentos – menores, como os purificadores do óleo combustível.

Nessas embarcações, como apresentado na divisão dos espaços, existem 6 salas de bombas, sendo uma delas o compartimento das bombas de lama e pode ser considerado como integrante do pacote de perfuração. Em todas essas salas e em mais alguns compartimentos da embarcação são instaladas aproximadamente 182 (podendo chegar a 200) bombas, inclusas as bombas de lama. As demais bombas são utilizadas para movimentação de fluidos para utilização na embarcação, indo desde bombas para os tanques de lastro a bombas para a movimentação de víveres para as acomodações.

O próximo sistema é o de geração de energia. Esse sistema nas sondas de perfuração é composto pelos mesmos motores que geram a potência necessária para alimentar os propulsores azimutais. Trabalham em conjunto com os sistemas elétricos, que têm para cada uma das salas de geradores uma sala com painéis de controle de alta e uma de baixa tensão além dos transformadores, totalizando três salas de alta tensão e três de baixa tensão para controle.

A superestrutura é a parte da embarcação onde ficam localizados as acomodações, os escritórios, o passadiço e as facilidades para a tripulação de um modo geral, assim como para os navios

Page 28: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

21

mercantes. Seu diferencial com relação a estes navios é o helideck, para pouso de helicópteros. Normalmente possui cerca de 8 conveses, sendo 1 deles dedicado ao passadiço e outros compartimentos e ao menos 4 dedicados à tripulação, que varia de 180 a 200 tripulantes.

O penúltimo sistema a ser abordado é o sistema de comunicação, controle e instrumentação. Esse sistema atua diretamente em praticamente todas as atividades realizadas a bordo, permitindo o monitoramento de tudo o que acontece bem como o monitoramento da posição da embarcação e do meio ambiente ao seu redor, por exemplo. Vale ressaltar aqui, que todos os controles ligados à perfuração são pertencentes ao pacote de perfuração.

O último sistema a ser descrito, um dos mais importantes – razão de ser da sonda, e o mais caro é o pacote de perfuração. Ele é o sistema central da sonda e possui como elementos principais a torre, os equipamentos de manuseio dos risers e dos tubos de perfuração, os equipamentos auxiliares do convpes de perfuração, os sistemas de controle e monitoramento específicos (muitos deles instalados em na cabine do sondador no conves de perfuração), as facilidades para o processamento dos fluidos, os tensionares dos risers e os equipamentos a serem instalados na cabeça do poço. É o sistema mais complexo da embarcação e duas de suas principais operações foram descritas nos itens 3.2.2 e no item 3.2.1.

Descritos os principais sistemas do navio sonda e do navio petroleiro, eles podem, então, ser comparados, como uma forma preparatória para a análise dos seus arranjos gerais e das diferenças construtivas, que exigirão diferentes facilidades nos estaleiros construtores.

Page 29: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

22

3 Zonas de edificação

A edificação de uma embarcação é dividida por zonas. Normalmente essas zonas são divididas de acordo com a quantidade de trabalhos que se apresentam nas diversas areas tanto no aço como na equipagem. Em um navio comercial se identificam quatro zonas de construção e edificação: proa e popa, praça de máquinas, area dos porões e superestrutura, que podem ser visualizadas na Figura 3-1.

i. Popa e Proa: Estruturas complexas 3D, com poucas oportunidades de automação. Usualmente longo tempo de fabricação, pouca equipagem: poucos equipamentos,tubulação e eletrica;

ii. Praça de maquinas: a princípio paineis curvos e paineis planos sendo ideal para processos semi-automatizados, equipagem pesada envolvendo alta concentração de Horas Homem HH e muitas disciplinas envolvidas;

iii. Superestrutura: paineis planos leves e fabricação possível de ser automatica ou semi-automatica em linhas de montagem, nivel alto de acabamento de hotelaria e possibilidade de utilização de soluções moduladas e produção em containers completos; e

iv. Area dos poroes /Corpo paralelo: a principio estrutura pesada plana com duplo casco com um nível pequeno e relativamente simples de equipagem, confinado na movimentação de cargas ou casco singelo bastante adequado para automação.

Figura 3-1 – Zonas de construção e edificação de uma embarcação

Para entender as diferenças de trabalhos que se encontram na construção das duas embarcações analisadas será feito uso do arranjo geral das dessas duas embarcações. Desta forma poderemos visualizar os equipamentos envolvidos e posteriormente fazer a avaliação dos trabalhos tanto na parte de aço como de equipagem. Figura 3-8 e Figura 3-2.

3.1 Petroleiro

O petroleiro de referência a ser analisado tem suas características principais apresentadas na Tabela 3-1. (Figura 3-2)

Page 30: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

23

Figura 3-2 –Perfil arranjo geral de um Petroleiro

Tabela 3-1 – Dimensões principais do Petroleiro

Petroleiro

Loa (comprimento total) 244,6 m

Lpp (comprimento entre perpendiculares)

233,0 m

B (boca) 42,0 m

Td (calado de projeto) 14,9 m

Vs (velocidade de serviço) 15,0 nós

3.1.1 Região de Popa: Popa, Superestrutura e Praça de Máquinas

A primeira região a ser analisada para os petroleiros é a localizada à ré dos tanques de carga dessas embarcações, que terão suas regiões descritas por partes como apresentado na Figura 3-3.

Figura 3-3 – Região à ré dos tanques de carga: petroleiro 2

Page 31: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

24

Constata-se uma divisão de compartimentos bem definida, com destaque para:

Compartimento da Máquina do leme – localizado acima do pique tanque de ré e possui todos os equipamentos necessários para a movimentação do leme da embarcação.

Pique tanque de ré – tanque vazio que pode carregar água de lastro

Praça de Máquinas (PM) – localizada à vante dos dois compartimentos anteriores e que se estende da linha de base até o convés principal. Esse é o compartimento no qual se encontram, além do motor de combustão principal (MCP) e dos motores de combustão auxiliar (MCA’s), vários equipamentos auxiliares, como bombas de circulação de óleo combustível, bomba de circulação da água de resfriamento do motor, purificador de óleo e separador de água e óleo, por exemplo. Esse compartimento possui vários estrados ou conveses, visto que muitas vezes possuem equipamentos auxiliares ao funcionamento dos motores e outras funcionalidades, como apresentado na Figura 3-4. Pode-se ainda ressaltar que a praça de máquinas possui alguns espaços como a sala de controle de máquinas, as oficinas para reparos e os tanques, que em sua maioria são integrantes da PM;

Figura 3-4 – Estrados da PM do petroleiro

Praça de Bombas/Compartimento das Bombas – compartimento localizado à vante da PM. Estrutura bastante comum em petroleiros devido a grande quantidade de bombas dedicadas às operações de carga e descarga da embarcação, nessas embarcações

Page 32: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

25

elas não ficam dentro da praça de máquinas, localizando-se em um compartimento a parte que serve também como um cofferdan, com a finalidade de separar os tanques de carga da PM, que significa separar o combustível da fonte de ignição. Esse compartimento também possui um slop tank;

Superestrutura – é o “prédio” mais à vante acima do convés principal, no qual se localizam as acomodações, as facilidades para o dia-a-dia da tripulação e a cabine de comando;

Exaustão – é a ‘torre’ localizada à ré da superestrutura que tem a função de eliminar na atmosfera os gases da exaustão produzidos no motor. Esse compartimento é instalado de tal forma a evitar que a fumaça por ele expelida não vá na direção das acomodações, o que inviabilizaria a habitabilidade das mesmas;

Paiol – compartimento para armazenamento de equipamentos e utensílios.

Figura 3-5 – Petroleiro típico (https://officerofthewatch.files.wordpress.com/2013/12/2013-12-16-thermal-oil-heater-explosion-onboard-chemical-tanker-investigation-report-figure-4.jpg)

De forma a melhor dimensionar a quantidade dos equipamentos necessários à praça de máquinas (PM) e à praça de bombas (PB), serão descritos alguns dos principais componentes instalados nesses dois compartimentos na Tabela 3-2. Vale ressaltar, que além dos itens descritos nessa tabela ainda existem itens de monitoramento e controle e itens de tubulação, ambos não considerados de forma a trazer os principais e mais conhecidos. No entanto, é importante enfatizar que a tubulação instalada na praça de máquinas é um percentual grande de toda a equipagem instalada.

Page 33: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

26

Tabela 3-2 – Principais equipamentos da PM e da PB e suas quantidades

Compartimento Equipamento Qtd

PM Motor Principal (MCP) 1

PM Caldeira Auxiliar 2

PM Equipamento. p/ uso dos gases da exaustão 1

PM Motor de Combustão Auxiliar (MCA) 3

- Gerador de Emergência 1

PM Tubo telescópico 1

- Propulsor 1

PM Eixo 1

PM Compressor de ar principal 2

PM Compressor de ar de serviço 1

PM Reservatório de ar 2

PM Reservatório de ar de serviço 2

PM Reservatório de ar auxiliar 1

PM Bomba de resfriamento de água doce 2

PM Bomba de resfriamento de água salgada 2

PM Bomba de circulação (Condensador da carga) 1

PM Bomba de resfriamento de água salgada aux. 2

PM Bomba de água salgada de resfriamento de gás inerte 1

PM Bomba de principal de óleo lubrificante 2

PM Bomba de transferência de óleo lubrificante 1

PM Bomba de óleo lubrificante do tubo telescópico 2

PM Bomba de serviço de óleo combustível 2

PM Bomba de circulação de óleo combustível 2

PM Bomba de transferência de óleo pesado 1

PM Bomba de transferência de óleo diesel 1

PM Bomba de alimentação principal de óleo pesado 2

PM Bomba de alimentação aux. de óleo pesado 1

PM Bomba de circulação de água da caldeira 2

PM Bomba de circulação de água doce 2

PM Condensador 2

PM Bomba de água potável 1

PM Bomba de esgoto 1

PM Bomba de lodo 1

PM Bomba de transferência de esgoto 1

PM BB de incêndio e serviços gerais e BB de inc e esgoto 2

Oficina Máquinas de solda, serras e esmerilhadeira 8

PM Ventiladores 3

PM Purificador de óleo combustível 1

PM Purificador de óleo lubrificante 2

PM Esterilizador de água doce 1

PM Outros 40

PM Equipamentos aux ou principais do trocador de calor bombas e purif. Inclusos) 16

PM Gerador de água doce 1

PB Bomba de carga 3

PB Turbina das bombas de carga 1

PB Bombas de Lastro 3

TOTAL 129

Page 34: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

27

3.1.2 Região de carga / poroes

A segunda região analisada é a região de carga, localizada no corpo paralelo da embarcação. Ela é representada na Figura 3-6.

Figura 3-6 – Região de carga petroleiro

Como pode ser observado, essa região possui grandes espaços que são os tanques de carga e os tanques de lastro, cujos principais itens de equipagem presentes neles são as tubulações e um manifold, uma vez que as bombas estão localizadas na praça de bombas.

A região descrita é composta majoritariamente por blocos planos, com as curvaturas presentes nos blocos mais próximos do fundo da embarcação, na região de bojo. Assim, são regiões de fácil construção, que necessitam de atenção para a construção do fundo duplo e do costado duplo.

3.1.3 Região de Proa

A última região descrita é a de proa, onde estão localizados os equipamentos de amarração para utilização no porto e àqueles utilizados para fundeio. Além disso é onde estão localizados os compartimentos do pique tanque de vante e o paiol de amarras. Os blocos dessa região são bastante curvos, assim como a região de popa à ré da praça de máquinas, e é a região onde fica localizado o bulbo, que apresenta uma das maiores curvaturas de aço para a embarcação. Essa região pode ser visualizada na Figura 3-7.

Page 35: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

28

Figura 3-7 – Proa Típica de um navio petroleiro

3.2 Navio Sonda

O navio sonda genérico considerado como referência tem suas dimensões principais apresentadas na Tabela 3-3 e Figura 3-8

Tabela 3-3 – Dimensões principais da sonda de perfuração considerada

Navio sonda típico

Loa (comprimento total) 218,50 m

Lpp (comprimento entre perpendiculares)

207,70 m

B (boca) 35,00 m

D (pontal na linha de centro) 17,50 m

Td (calado de verão) 11,00 m

Tripulação 190

Page 36: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

29

Figura 3-8 –Perfil arranjo geral de um Navio Sonda

Para analisar o navio sonda, serão dividas 5 regiões: a primeira região irá do espelho de popa até a antepara de vante da praça de máquinas, a segunda irá da antepara de vante da praça de máquinas até a antepara de vante do compartimento de cimento, a terceira compreenderá a região do moonpool, a quarta compreenderá a região entre o cofferdam de vante do moonpool e a antepara de vante do compartimento de armazenamento dos risers e, por fim, será apresentada a região das acomodações e dos propulsores azimutais de vante, na proa da embarcação. Essas regiões estão ilustradas na Figura 3-9.

Page 37: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

30

Figura 3-9 – Ilustração das Regiões do Drillship; corte na linha de centro da embarcação

3.2.1 Região de Popa (R1)

A primeira região a ser descrita é a R1 e que também é a região de popa, localizada mais à ré da embarcação e que concentra, além de dois propulsores azimutais, o grupo de motores que realizarão a geração elétrica da embarcação. A Figura 3-10 dá um destaque para essa região.

Figura 3-10 – Região 1 do Drillship

Page 38: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

31

Na Figura 3-11 são apresentados três cortes na região de popa que permitem visualizar os espaços e tanques estruturais da sonda.

Figura 3-11 – Cortes em R1 para visualização dos espaços e tanques da sonda

Após analisar em maiores detalhes essa região, é apresentado na Tabela 3-4 um enquadramento dos principais espaços, tanques e salas com suas equipagens, de modo que na primeira coluna será apresentada a identificação desse espaço com o indicado no corte transversal, na terceira coluna será apresentado o nome desse espaço e na quarta a sua equipagem.

Tabela 3-4 – Descrição dos principais compartimentos de R1

Como pode ser observado é uma região do ponto de vista da construção da estrutura com a presença de chapas curvas e cujo trabalho de aço, devido ao alto grau de divisões internas, será elevado. Além disso, percebe-se que essa região de popa já possui uma grande quantidade de equipagem a ser instalada.

Nº Qtd Espaços/Tanques Estruturais/Salas Equipagem1 1 Paiol 10 -

2 1 Paiol 11 -

3 1 Sala do Propulsor azimutal 1

Possui 26 equipamentos e os principais são: 1 bomba

de lastro, 2 desumidificadores, 1 bomba de

resfriamento, 1 trocador de calor, 1 motor do

propulsor, 1 propulsor azimutal e 1 receptáculo do

propulsor , 1 transformador e 2 ventiladores para o

transformador.

4 1 Sala do Propulsor azimutal 2Mesmos equipamentos que a sala do propulsor

azimutal 1.

5 1 Ventilação Exaustão Tubos de ventilação.

6 1 Ventilação Admissão 1 Tubos de ventilação.

7 1 Sala com o tanque de óleo comb. de uso diário 1 Tubulação.

8 1 Ventilação Admissão 2 Tubos de ventilação.

9 1 Sala com o tanque de óleo comb. de uso diário 2 Tubulação.

10 1 Sala do Motor 1

Possui 14 equipamentos e os principais são: 2 diesel-

geradores, 1 compressor de ar de partida, 1 starting

air receiver, 1 purificador de óleo combustível e 1

bomba de serviço para o óleo combustível.

11 1 Sala do Motor 2 Similar a sala do motor 1.

12 1 Sala do Motor 3 Similar a sala do motor 1.

14 1 Paiol 16 -

15 1 Paiol 17 -

13 1 Tanque de lastro 11 BE Tubulação.

16 1 Tanque de lastro 11 C Tubulação.

17 1 Tanque de lastro 11 BB Tubulação.

17

9

TOTAL DE COMPARTIMENTOS→

TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques →

Região 1

Page 39: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

32

3.2.2 Região do Corpo Paralelo (R2+R3+R4)

A região do corpo paralelo é a região entre a popa e a proa da embarcação e devido ao seu alto grau de complexidade ela foi dividida em 3, sendo o somatório de R2, R3 e R4.

A segunda região R2 é ampliada na Figura 3-12. É onde ficam localizados os painéis de controle de energia elétrica e os lattice boom cranes, que são guindastes que auxiliam na movimentação dos revestimentos, dos tubos de perfuração e dos equipamentos localizados à ré da torre de perfuração e, além disso, também são utilizados para içar contêineres e outros elementos das embarcações de apoio às plataformas, por exemplo. É a região onde começam as áreas de passagem abaixo do convés principal e o compartimento para tubulações, que atravessam praticamente toda a embarcação.

Figura 3-12 – Região 2 do Drillship

Para uma análise dessa região é válido a visualização dos espaços que ela tem de bordo a bordo e para isso são apresentadas a Figura 3-13 e a Figura 3-14, que mostram cinco cortes transversais na região R2.

Page 40: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

33

Figura 3-13 – Cortes em R2 para visualização dos espaços e tanques da sonda

Figura 3-14 – Cortes em R2 para visualização dos espaços e tanques da sonda

A análise dessas figuras permite perceber uma grande quantidade de espaços nessa primeira parte da região de corpo paralelo, indicados como segue na numeração. Essa numeração, no entanto, identificará cada um desses espaços a serem apresentados na Tabela 3-5, onde serão indicados os nomes dessas salas, tanques e/ou espaços e os principais itens de equipagem de cada um. Vale aqui ressaltar que os cortes vão de ré para vante, de modo que o corte da esquerda fica mais à ré que o corte da direita e, também, os cortes das figuras de menor número estão mais à ré do que aqueles das figuras de maior número.

Page 41: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

34

Tabela 3-5 – Descrição dos principais compartimentos de R2

Nº Qtd Espaços/Tanques Estruturais/Salas Equipagem18 1 Water mist room BE 1 bomba para o misturador de água e 1 pa inel I/0.

19 1 Centro de Controle de Máquinas (CCM)15 equipamentos e os principa is são: 1 pacote de ar-

condicionado, 1 pa inel de luzes , 2 portas estanques ,

HIPAP, UPS e ECDIS.

20 1 Foam room (sala de espuma) BB -

21 1 Sala do Painel de Controle de Alta Voltagem 1 (HV-SWBD-R) - BE9 equipamentos e os principa is são: 1 pa inel principa l ,

1 engine aux MCC-A e 2 carregadores de bateria .

22 1 Sala do Painel de Controle de Baixa Voltagem 1 (LV-SWBD-R) - BE8 equipamentos e os principa is são: 1 pa inel principa l ,

1 venti lation MCC-A e 3 UPS.

23 1 Sala de bombas 3 BE

12 equipamentos principa is e os principa is são: 1

bomba de lastro, 2 bombas de transferência de base

oi l , 1 bi lge (a i r pump), 1 bi lge pump, 1 unidade de

cloração, 2 bombas de água potável , 1 bomba de

serviço de água sa lgada e 1 MGPS painel de controle.

24 1 Tanque de lastro 10 BE Tubulação.

25 1 Sala do Painel de Controle de Alta Voltagem 2 (HV-SWBD-R) - LC Simi lar ao nº 21.

26 1 Sala do Painel de Controle de Baixa Voltagem 2 (LV-SWBD-R) - LC Simi lar ao nº 22.

27 1 Sala de bombas 4 LC Simi lar ao nº 23.

28 1 Tanque de lastro 10 LC Tubulação.

29 1 Sala do Painel de Controle de Alta Voltagem 3 (HV-SWBD-R) - BB Simi lar ao nº 21.

30 1 Sala do Painel de Controle de Baixa Voltagem 3 (LV-SWBD-R) - BB Simi lar ao nº 22.

31 1 Sala de bombas 5 BB Simi lar ao nº 23.

32 1 Tanque de lastro 10 BB Tubulação.

33 1 Sala das baterias (FR64) Baterias .

34 1 banheiro (FR64) Tubulação e utens íl io de banheiros convencionais .

35 1 compartimento do propulsor azimutal 4 - LC

Possui 26 equipamentos e os principais são: 1 bomba

de lastro, 2 desumidificadores, 1 bomba de

resfriamento, 1 trocador de calor, 1 motor do

propulsor, 1 propulsor azimutal e 1 receptáculo do

propulsor , 1 transformador e 2 ventiladores para o

transformador. 36 1 paiol 9 -

37 1 oficina de elétrica

6 equipamentos , sendo os principa is : 1 swiver base

machinis t's vice, 1 hinged jaw pipe vice, 1 pa inel de

potência de sa ída para soldagem, 1 pa inel de luzes de

emergência , 1 pa inel elétrico de teste e 1 bancada de

trabalho.

38 1 paiol de elétrica Cabos e fus íveis , por exemplo.

39 1 tanque de transbordo de MDO Tubulação.

40 1 base do guindaste de BE -

41 1 base do guindaste de BB -

42 1 Sala do painel de controle de perfuração Painel de controle de perfuração.

43 1 sack store & mixing area

25 equipamentos , dentre os quais destacam-se: surge

tanks de bentonita e bari tina, dust col lector de

bari tina e de bentonita , 2 unidades de condensação e

1 big bag unit.

44 1 passageway BE Portas estanques .

45 1 pipe & cable trunk BE Calhas elétricas , cabos e tubulação.

46 1 passageway BB Portas estanques .

47 1 pipe & cable trunk BB Calhas elétricas , cabos e tubulação.

48 1 sala das pás dos agitadores de lama BE motor dos agi tadores de lama.

49 1 sala das pás dos agitadores de lama LC motor dos agi tadores de lama.

50 1 sala das pás dos agitadores de lama BB motor dos agi tadores de lama.

51 1 Tanque de lastro Costado 9 BE Tubulação.

52 1 Tanque de lastro Costado 9 BB Tubulação.

53 1 Tanque de reserva de lama 1BE Agitador de lama.

54 1 Tanque de reserva de lama 2BE Agitador de lama.

55 1 Tanque de reserva de lama 2BB Agitador de lama.

56 1 Tanque de reserva de lama 1BB Agitador de lama.

57 4 espaço para passagem de tubulação BE / LC / BB Tubulação.

58 1 Tanque de lastro fundo 9 BE Tubulação.

59 1 Tanque de lastro fundo 9 LC Tubulação.

60 1 Tanque de lastro fundo 9 BB Tubulação.

61 1 Módulo de ROV BB Equipamentos do ROV e acessórios .

62 1 Módulo de ROV BE Equipamentos do ROV e acessórios .

63 1 Laboratório de fluidosEquipamentos de manuseio, medição e estudo dos

fluidos uti l i zados .

64 1 sala das bombas de lama

17 equipamentos , dentre os quais destacam-se: 4

bombas de lama, 4 mud charging pumps e 3 bombas

para mistura de lama, a lém de grande quantidade de

tubulação, não inclusa nos 17 equipamentos

mencionados .

65 4 tanque de lama ativa BE (4 na longitudinal) Agitador de lama.

66 4 tanque de lama ativa BB (4 na longitudinal) Agitador de lama.

- 4 2 tqs slug e 2 chem. (não mostrados nos cortes transversais) -

67 1 tanque de água de perfuração 3 BE -

68 1 tanque de água de perfuração 3 BB -

69 1 paiol de Ferram. Pesadas (heavy tool store) Furadeiras , tornos e serras , por exemplo.

70 1 unidade de cimentação8 equipamentos principa is , dentre os quais destacam-

se: dusct col lectors e os batch mixers .

71 1 estação de carregamento BE 4 mangotes de carregamento.

72 1 estação de carregamento BB 4 mangotes de carregamento.

73 1 sala da unid. de potência hidráulica (HPU)5 equipamentos : unidade de potência hidrául ica , 1

ringl ine HPU soft s tarter, 2 trol ley & hoits e 1 porta

estanque.69

26

Região 2

TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques →

TOTAL DE COMPARTIMENTOS→

Page 42: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

35

Na Figura 3-15 é representada a região R3. É a parte central da embarcação em função da qual estão os demais sistemas e compartimentos da embarcação. Nela ficam localizados a torre de perfuração (derrick) e, portanto, o moonpool, e é onde encontram-se as bases de alguns equipamentos submarinos de cabeça de poço, a serem utilizados nas operações de perfuração (BOP) e completação (ANM, por exemplo). Vale ressaltar aqui que as árvores de natal possuem duas áreas à ré do moonpool e que o BOP e o LMRP possuem suas áreas para transporte imediatamente à vante do moonpool.

Figura 3-15 – Região 3 do Drillship

Da mesma forma que para as demais regiões, são apresentados alguns cortes transversais em R3 para visualização das divisões internas da embarcação, conforme a Figura 3-16.

Page 43: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

36

Figura 3-16 – Cortes em R3 para visualização dos espaços e tanques da sonda

Na Tabela 3-6 são listados os espaços, tanques e/ou salas com sua indicação em vermelho e com a explicitação dos principais equipamentos para alguns desses espaços.

Tabela 3-6 – Principais compartimentos de R3

Nº Qtd Espaços/Tanques Estruturais/Salas Equipagem71 1 estação de carregamento BE 4 mangotes de carregamento.

72 1 estação de carregamento BB 4 mangotes de carregamento.

74 1 suporte do gantry crane Tri lho e base.

44 1 passageway BE Portas estanques .

45 1 pipe & cable trunk BE Calhas elétricas , cabos e tubulação.

46 1 passageway BB Portas estanques .

47 1 pipe & cable trunk BB Calhas elétricas , cabos e tubulação.

75 1 sala do compressor (de potência hidráulica) BE Compressor e acessórios .

76 1 sala do compressor (de potência hidráulica) BB Compressor e acessórios .

77 4 sala das pás dos agitadores de lama Motores dos agotadores de lama.

78 2 cofferdam de costado (BB e BE) -

79 1 tanque de resíduos de lama BE -

80 1 tanque de resíduos de lama BB -

81 1 tanque de lastro de fundo 8 BE Tubulação.

82 1 tanque de lastro de fundo 8 LC Tubulação.

83 1 tanque de lastro de fundo 8 BB Tubulação.

84 1 moonpool

59 equipamentos , dentre os quais destacam-se: o BOP

e a XMAS Tree, os tens ionadores de ri sers (6), os

guinchos , as cestas de manutenção (2), os APV's (6) e

as guias para descer o BOP e a XMAS tree.

- 1 tanque de MDO BE -

- 1 tanque de MDO BB -

- 1 tanque de Base Oil -

85 1 sala dos silos 1 Si los .

86 1 sala dos silos 2 Si los .

87 1 paiol 5 -

88 1 paiol 7 -

89 1 sala do APV 1 APV's .

90 1 sala do APV 2 APV's .

91 1 tanque de lastro de fundo 7 BE -

92 1 tanque de lastro de fundo 7 BB -

93 1 convés de perfuração

66 equipamentos , dentre os quais destacam-se:

hydraracker, derrick, hydraul ic catheads , drawworks ,

mud gas separators , dri l l floor a i r receiver, manrider

winch, top drive, rotary table, fingerboard, bel lyboard e

a cabine do sondador.33

23

11

TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques →

Região 3

TOTAL DE COMPARTIMENTOS→

TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques so dessa regiao →

Page 44: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

37

A análise até R3 permite visualizar, após a análise de outros tipos de navios sonda também, que em geral a parte de geração de energia (R1+R2) é localizada à ré, em seguida vem a região de manuseio de tubos de perfuração (R2), de armazenamento de produtos para utilização na perfuração e na completação (R2) e da região das bombas de lama e de tratamento e processamento da lama (R2+R3). Por fim vem a parte de perfuração a meia nau, cujos itens mais avantajados são a torre de perfuração e os equipamentos submarinos (R3).

A quarta região do navio sonda é ampliada na Figura 3-17. É a região imediatamente à vante do moonpool e é onde ficam estocados, principalmente, os risers de perfuração. Nessa ampliação é possível verificar o guindaste (knuckle boom) e o equipamento riser catwalk, de onde o riser é içado para a torre. Os demais compartimentos de R4 são oficinas, paióis e tanques (50% do número total de compartimentos nessa região).

Figura 3-17 – Região 4 do Drillship

A Figura 3-18 ilustra os cortes realizados em R4.

Page 45: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

38

Figura 3-18 – Cortes em R4 para visualização dos espaços e tanques da sonda

Na Tabela 3-7 são apresentados os principais compartimentos da região 4 com base na Figura 3-18.

Tabela 3-7 – Principais compartimentos de R4

Nº Qtd Espaços/Tanques Estruturais/Salas Equipagem

94 2 sala de facilidades SUBSEA

Equipamentos a serem insta lados no lei to marinho na

cabeça de poço, após a perfuração. Destacam-se

manifolds , vá lvulas , console centra l do BOP, BOP UPS

comms panel , BOP UPS, BOP UPS Battery e outros

equipamentos de auxíl io a XMAS tree, por exemplo.

95 1 paiol de tintas -

96 1 base do guindaste (knuckle boom crane) de BE -

97 1 base do guindaste (knuckle boom crane) de BB -

44 1 passageway BE Portas estanques .

45 1 pipe & cable trunk BE Calhas elétricas , cabos e tubulação.

46 1 passageway BB Portas estanques .

47 1 pipe & cable trunk BB Calhas elétricas , cabos e tubulação.

98 1 oficina BE -

99 1 oficina BB -

100 1 paiol 4 -

101 1 paiol 6 -

102 1 tanque de MDO 1 BE -

103 1 tanque de MDO 1 BB -

104 1 tanque de brine 1 BE -

105 1 tanque de brine 1 BB -

106 1 tanque de lastro de fundo 6 BE Tubulação.

107 1 tanque de lastro de fundo 6 LC Tubulação.

108 1 tanque de lastro de fundo 6 BB Tubulação.

109 1 oficina do riser catwalk -

110 1 compartimento dos risers (armazenamento) 3000 m de risers de perfuração.

111 2 tanque de lastro 5 BB e BE Tubulação.

112 2 tanque de lastro de costado 4 BB e BE Tubulação.

113 3 tanque de lastro de fundo 4 BB / LC / BE Tubulação.

114 2 tanque de água de perfuração BB / BE -

31

15

11TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques so dessa regiao →

0

TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques →

Região 4

Page 46: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

39

Como pôde ser observado, a região do corpo paralelo é uma região de fácil construção devido a ocorrência de muitos blocos planos. Entretanto, é uma região que possui grandes equipamentos, portanto, a estrutura é formada/composta por chapas de espessuras bem maiores que nos outros blocos além de possuir muita equipagem instalada.

3.2.3 Região de Proa: Proa e Superestrutura (R5)

A quinta e última região do navio é a representada na Figura 3-19.

Figura 3-19 – Região 5 do Drillship

Na região proa são encontradas as acomodações e as facilidades para a tripulação, os três propulsores azimutais restantes (6 no total) e tanques. Uma estrutura posicionada estrategicamente nessa região é o heliponto, visto que deve permitir o pouso de um helicóptero sem influenciar e sem ser influenciado pela torre de perfuração, de modo que essa estrutura deve ficar o mais distante possível da região de corpo paralelo – onde está a torre de perfuração.

Seguindo a linha de análise das demais regiões, serão apresentados na Figura 3-20 e na Figura 3-21 os cortes na região de proa.

Page 47: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

40

Figura 3-20 – Cortes em R5 para visualização dos espaços e tanques da sonda

Figura 3-21 – Cortes em R5 para visualização dos espaços e tanques da sonda

Na

Tabela 3-8 são apresentados os principais compartimentos da região de proa com base nos espaços numerados nos cortes transversais.

Page 48: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

41

Tabela 3-8 – Principais compartimentos de R5

Nº Qtd Espaços/Tanques Estruturais/Salas Equipagem44 1 passageway BE Portas estanques .

45 1 pipe & cable trunk BE Calhas elétricas , cabos e tubulação.

46 1 passageway BB Portas estanques .

47 1 pipe & cable trunk BB Calhas elétricas , cabos e tubulação.

112 2 tanque de lastro de costado 4 BB e BE Tubulação.

115 1 refeitório Mesas , cadeiras e faci l idades para servi r a comida.

116 1 vestiário Chuveiros , pias , Armários e vasos sanitários .

117 1 paiol 14 -

118 1 paiol 15 -

119 1 Sala do propulsor azimutal 2

Possui 26 equipamentos e os principais são: 1 bomba

de lastro, 2 desumidificadores, 1 bomba de

resfriamento, 1 trocador de calor, 1 motor do

propulsor, 1 propulsor azimutal e 1 receptáculo do

propulsor , 1 transformador e 2 ventiladores para o

transformador. 120 1 Sala do propulsor azimutal 3 Simi lar a 119.

121 1 paiol 18 -

113 1 tanque de lastro de fundo 4 LC Tubulação.

122 1 copa -

123 1 compartimento do maquinário do freezer Compressores e equipamentos auxi l iares do freezer.

124 2 compartimento vazio -

125 1 sala HVAC 1Compressores e equipamentos de ar-condicionado e

aquecimento.

126 3 sala HVAC 2Compressores e equipamentos de ar-condicionado e

aquecimento.

127 - Acomodações Equipamentos e Utens íl ios de hotelaria .

128 1 cozinha Utens íl ios de cozinha.

129 1 sala de bombas 1 (BE)

12 equipamentos principa is e os principa is são: 1

bomba de lastro, 2 bombas de transferência de base

oi l , 1 bi lge (a i r pump), 1 bi lge pump, 1 unidade de

cloração, 2 bombas de água potável , 1 bomba de

serviço de água sa lgada e 1 MGPS painel de controle.

130 1 sala de bombas 2 (BB) Simi lar a 129.

131 2 tanque de lastro de fundo 3 BE e BB Tubulação.

132 2 compartimento de provisões secas e 'molhadas' -

133 1 sala de recreação abaixo cvs principa l

134 1 compartimento do propulsor azimutal 1 abaixo sa la de recreação

135 2 lavanderia e secadora Máquinas de lavar e de secar.

136 1 tanque de água suja -

137 2 tanque de lastro de fundo 2 BE e BB Tubulação.

- 1 paiol 12 -

- 1 paiol 13 -

141 2 tanque de lastro 1 Tubulação.

138 1 paiol do contramestre -

139 1 paiol 2 -

140 1 paiol 3 -

43

33

29TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques so dessa regiao →

TOTAL DE COMPARTIMENTOS→

TOTAL DE COMPARTIMENTOSsem tanques →

Região 5

Page 49: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

42

Percebe-se para essa região uma grande quantidade de equipagem instalada. Além disso, do ponto de vista construtivo é verificado que os blocos mais extremos a vante possuem um alto grau de curvatura.

Constata-se ao final dessa análise, que a região do corpo paralelo acaba sendo mais voltada para as operações realizadas pela torre, de modo que tudo deve estar o mais próximo possível pela facilidade no manuseio e para serem evitados gastos com o transporte de distâncias maiores. Além disso, ocorre a concentração da região de trabalho em uma parte da embarcação, deixando a parte de vante, por exemplo, para as acomodações – que precisam de menos barulho e de regiões que propiciem habitabilidade.

Logo, a divisão de espaços apresentada para um navio sonda é bastante complexa e lógica, de modo que leva em consideração, da mesma forma que o petroleiro, a missão a ser realizada. Um fator que também contribui para a elevação da complexidade de um navio sonda é a grande quantidade de equipamentos (somados chegam a mais de 3300-3500 equipamentos), uma vez que todos eles devem caber de forma funcional e em perfeita harmonia dentro do casco da embarcação.

Como informação adicional para concluir o item 3.2, é válido apresentar a Figura 3-22, que apresenta o total de compartimentos considerados nas tabelas de compartimentos por região, o total de compartimentos sem considerar os tanques estruturais e o total de compartimentos sem os tanques estruturais e sem contar mais de uma vez os compartimentos que atravessam a embarcação toda.

Figura 3-22 – Resumo da quantidade de compartimentos principais das regiões

TOTAL 193

Total de comp. s/ tqs. Est. 106

Total de compartimentos s/ tqs. est. e sem repet. 86

Obs.: Acomodações não foram consideradas assim como

compartimentos abertos acima do convés principal, A excessão

do convés de perfuração.

Page 50: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

43

4 A construção das embarcações

De forma a estabelecer esse paralelo entre os sistemas da sonda e do petroleiro, a Tabela 4-1 ilustrará em duas colunas os sistemas de cada uma de forma direta, apresentando as principais características já descritas, de forma a já visualizar o arranjo de cada uma dessas características e/ou sistemas a bordo.

Tabela 4-1 – Comparativo entre sistemas: Navio Sonda x Petroleiro

Característica Navio Sonda Navio Petroleiro

Proa

Possui blocos curvos e é bastante reforçada na região do propulsor azimutal. Possui pique tanque de vante e é uma parte da embarcação com poucos equipamentos.

Possui blocos curvos assim como o navio sonda e somente para petroleiros aliviadores é que tem bow thruster. No geral é uma região onde é instalado o sistema de amarração e fundeio.

Popa

Possui blocos curvos e uma grande quantidade de reforços, principalmente pelo fato de ser a região onde são instalados dois propulsores azimutais e os motores diesel-geradores. Além disso, possui alguns equipamentos instalados.

Possui blocos muito mais curvos que o navio sonda pelo fato de possuir o sistema propulsivo do tipo hélice e leme que devem vir logo atrás do casco. É bastante reforçada e possui todo o conjunto do sistema propulsivo instalado nessa região

Carga

Transporta principalmente os equipamentos necessários à realização das operações de perfuração e completação, distribuídos ao longo da embarcação. Possui uma grande quantidade de equipamentos na região de carga.

Transporta unicamente óleo cru nos tanques de carga da embarcação.

Região de Carga / Corpo Paralelo

A região de carga da sonda e do petroleiro são ambas localizadas ao longo do corpo paralelo da embarcação. Região com blocos majoritariamente planos à exceção do bojo, onde são usados blocos pouco curvados.

Superestrutura

Localizada à vante da embarcação, de modo a ficar o mais distante possível das áreas de trabalho. É modular com chapas de alumínio ou aço de menor espessura e blocos planos. Estrutura projetada para 180-200 pessoas.

Localizada à ré da embarcação, acima da praça de máquinas, de forma a evitar contato com os tanques de carga e deixar essa região separada. Igual à sonda no que concerne às chapas. Estrutura projetada para 20-30 pessoas.

Praça de Máquinas

Possui três localizadas à ré da embarcação na região de popa, com dois motores de média rotação em cada uma. Possui muitos blocos curvos e é uma região altamente reforçada, especialmente devido à concentração de peso em pontos específicos da praça de máquinas.

Possui uma localizada à ré da embarcação na região de popa, com um motor de baixa rotação. É um compartimento que possui uma grande quantidade de equipamentos além do motor principal e que precisa de muitos reforços.

Praça de Bombas

Possui 5 espalhadas pela embarcação próximas aos propulsores azimutais e mais 1 compartimento para as bombas de lama, localizado próximo ao moonpool.

Possui 1 praça de bombas imediatamente à vante da praça de máquinas, que funciona como cofferdan.

Page 51: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

44

Se considerarmos a quantidade de espaços/compartimentos que existem nas duas embarcações (sem considerar acomodações) e considerando todos os tanques estruturais e demais compartimentos, o petroleiro apresenta em média de 60 a 70 compartimentos e sem considerar os tanques estruturais, essa embarcação possui cerca de 20 compartimentos. Já a sonda de perfuração possui na faixa de 175 a 195 compartimentos considerando-se os tanques estruturais e sem considerá-los ela possui cerca de 87 compartimentos.

Com esses valores iniciais percebe-se a complexidade de um navio sonda, ainda mais quando ambas as embarcações possuem comprimentos e bocas cujas diferenças não ultrapassam 15% com relação ao comprimento do petroleiro. Logo, o navio sonda apresenta muito mais divisórias estruturais do que o petroleiro além de apresentar compartimentos do fundo ao convés um acima do outro, o que dificultaria, por exemplo, a realização de cesarianas no casco por qualquer razão.

Além disso, enquanto o petroleiro possui uma praça de bombas e uma praça de máquinas, o navio sonda possui três praças de máquinas à ré (ou salas dos geradores), 6 praças de bombas espalhadas pela embarcação além de uma série de outros compartimentos menores com máquinas diversas.

Como pode ser observado em uma sonda e em um petroleiro, eles diferem bastante na quantidade de equipamentos necessários a operação da embarcação. Isso ocorre devido a grande quantidade de equipamentos que uma sonda precisa além daqueles que ela tem em comum com o petroleiro. Dessa forma, pode-se afirmar logicamente que a petroleiro leva carga líquida e que o navio sonda leva equipamentos.

Para um petroleiro os principais equipamentos são os motores de combustão principal, os motores de combustão auxiliar, as bombas de carga, o manifold de carga, o sistemas de serviços gerais, sistema de água doce, sistema de óleo combustível, sistema de água de lastro e tantos outros sistemas auxiliares da embarcação.

Já para uma sonda destacam-se, além dos motores de geração e das bombas (que aparecem em quantidade muito maior, basta ver que a sonda tem 6 praças de bombas, enquanto o petroleiro tem apenas 1), a sonda apresenta um conjunto em quantidade e em tamanho dos equipamentos muito mais abrangente, de modo que carrega: equipamentos como guindastes, equipamentos para laboratórios e para tratamento dos fluidos de perfuração, equipamentos para manuseio e acoplamento de risers e tubos de perfuração, a torre de perfuração e todos os equipamentos acoplados a ela, equipamentos para recebimento de carregamentos (fluidos) de embarcações de apoio marítimo e outros equipamentos diversos.

Estima-se que uma sonda possua de 3.000 a 3.500 equipamentos (alguns poucos são conjuntos nesse número) que devem ser todos alocados ao longo de toda a embarcação, o que é uma grande preocupação para o seu projeto. Já para um petroleiro a principal preocupação é alocar os tanques gigantes que essa embarcação deve possuir para transportar toda a sua carga, o que é uma tarefa bastante trivial quando comparada a alocação de todos os equipamentos e cargas de uma sonda.

Como forma de melhor exemplificar os equipamentos de convés necessários a uma sonda – que no petroleiro possui convés corrido com manifolds a meia nau, é apresentada a Figura 4-1, que apresenta uma sonda de perfuração típica com os seus principais equipamentos de convés indicados.

Page 52: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

45

Figura 4-1 – Drillship com os principais equipamentos de convés [20]

4.1 Avaliação dos trabalhos na construção

O aço a ser utilizado na construção dessas duas embarcações é o mesmo, de modo que a principal diferença é que o navio sonda possui blocos pesados, de grandes espessuras, que precisam tratamento especial. Esses blocos são determinados, em geral no que diz respeito ao seu tamanho/peso, de acordo com a capacidade de levante/arraste do estaleiro, que deve ter um valor mínimo para o içamento da torre de perfuração (1200-1800 t) e do convés de perfuração (1200-1700 t), que são os elementos mais pesados.

No que se refere ao acabamento avançado, pode-se afirmar que ele é de extrema importância para as duas. Para que o acabamento avançado ocorra toda a equipagem deve ser instalada ainda no bloco. Para a sonda quase todos os blocos já vão com equipagem instalada, mas mesmo assim ainda fica faltando a instalação de uma série de equipamentos que vão acima do convés principal e de outros equipamentos menores que só são instalados com a embarcação já no cais.

Assim, o tempo necessário para o projeto de uma sonda e para sua posterior construção é evidentemente maior do que o utilizado para um petroleiro, mesmo com uma logística de estaleiro muito boa.

Page 53: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

46

4.1.1 Aço

Em navios petroleiros são comumente utilizadas chapas com espessuras que variam de 5 a 25 mm, sempre dependendo da região considerada, e com a larga utilização de aços normais ou de baixa resistência, o que confere maior peso a estrutura da embarcação. Já em navios sonda são utilizadas chapas com espessuras que variam entre de 6 a 50 mm para aços de alta resistência em grandes quantidades. Quando são salientadas essas diferenças, leva-se em consideração, inclusive, a margem de corrosão aplicada a espessura da chapa e os esforços a que a embarcação estará sujeita. Na Figura 4-2 e na Figura 4-3 ficará mais fácil de visualizar a utilização das chapas de aço nessas embarcações.

Figura 4-2 – Petroleiro Dividido por regiões para construção

Figura 4-3 – Navio sonda dividido por regiões para construção

Nas figuras apresentadas são marcadas diferentes regiões dos navios, de modo que cada região colorida indica uma característica construtiva diferente. No que diz respeito ao aço, percebe-se que para o petroleiro apenas as regiões marcadas em azul exigem reforçamento transversal, visto que são regiões da embarcação que estão sujeitas a maiores esforços. Além dessas regiões ainda temos a praça de máquinas que possui reforçamento transversal e reforços localizados para equipamentos.

Page 54: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

47

A abordagem para utilização das chapas no navio sonda é diferente. Pelo fato de possuir uma grande quantidade de grandes equipamentos distribuídos pela embarcação e pelo fato de ter o moonpool ao centro da mesma, existem várias regiões da embarcação, além da proa e da popa – marcadas em azul na Figura 4-3, que precisam de aços especiais e com grandes espessuras. De forma a melhor ilustrar essas regiões é reapresentada a imagem da Figura 4-4, onde estão envolvidas todas as regiões que apresentam pontos críticos e que precisam de atenção especial durante a construção.

Figura 4-4 – Regiões que precisam de grandes espessuras e aços especiais em uma sonda

Por fim, vale ressaltar uma das principais diferenças com relação as espessuras: enquanto um petroleiro é uma embarcação que possui docagens esporádicas durante sua vida útil (mesmo com maiores intervalos de tempo entre uma docagem e outra para navios petroleiros), um navio sonda é construído para passar toda a sua vida útil em operação. Consequentemente, deve ser previsto o desgaste da embarcação e de sua estrutura, com a aplicação de maiores margens de corrosão.

Para a construção da embarcação seus blocos são divididos nas oficinas e nas linhas de produção de acordo com suas características, uma vez que podemos ter blocos diversos: blocos planos, blocos curvos, blocos muito curvos, blocos planos com chapas finas/leves e blocos planos ou curvos com muitos equipamentos. Com o intuito de entender os blocos de cada um do navios considerados, essas embarcações foram divididas da mesma forma apresentada para o item 5.2.1. São repetidas aqui essas figuras dos navios com as divisões para construção, como segue na Figura 4-5, na Figura 4-6 e na Figura 4-7, visando a fazer um paralelo entre ambas as embarcações.

Figura 4-5 – Petroleiro Dividido por regiões para construção

Page 55: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

48

Figura 4-6 – Navio sonda dividido por regiões para construção: corte na região de costado

Figura 4-7 – Navio sonda dividido por regiões para construção: corte na linha de centro

Nas três figuras as cores indicadas representam diferentes partes da embarcação por tipos de blocos. As cores azuis, na proa e na popa indicam que essas regiões são compostas por blocos muito curvos e que exigem um tempo elevado de fabricação. Todos esses blocos possuem, em geral, poucos equipamentos, tubulações e elétrica, de modo que na sonda ainda são instalados os receptáculos e os motores dos propulsores azimutais. São ainda regiões cujos blocos tem poucas oportunidades de automação na solda.

No petroleiro a região marcada em vermelho é a região de carga e que é composta por blocos planos. É uma estrutura pesada com casco e costado duplos e bastante indicada para

Page 56: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

49

automatização das soldas. É uma região com muito poucos equipamentos, visto que é destinada exclusivamente ao transporte de óleo cru.

Em amarelo e em roxo – para a sonda, são apresentadas as regiões de máquinas e de equipamentos pesados. Para o petroleiro e para a região em roxo da sonda, são utilizados muitos blocos curvos com muitos equipamentos. Já para a região amarela da sonda, são utilizados blocos planos com uma grande quantidade de equipamentos, instalados de boreste a bombordo, da linha de base ao pontal e no convés principal. Em geral os processos de solda utilizados são semi-automatizados para os blocos dessas regiões.

Marcadas em verde estão as acomodações para ambas as embarcações, compostas por painéis planos e leves, cuja fabricação pode ser automática ou semi-automática em linhas de montagem. São constatados uma grande quantidade de serviços de hotelaria e instalação de facilidades para o dia-a-dia da tripulação.

Por último é destacado em rosa a torre de perfuração, visto que é o maior equipamento da sonda e que é construído em três partes para edificação no pátio e posterior união ao convés de perfuração como uma estrutura única com a embarcação flutuando.

4.1.2 Equipagem

A equipagem na construção naval deve ser toda instalada na fase de acabamento avançado, com todos os equipamentos, tubulações e calhas elétricas, por exemplo, tendo que ser instalados antes do bloco virar e fechar. Logo, os equipamentos devem ser instalados dentro da estrutura antes da união dos blocos sempre, o que é válido tanto para o petroleiro quanto para o navio sonda.

Para a instalação dos equipamentos junto com a estrutura, eles vão sendo unidos conforme os painéis e blocos vão sendo construídos. Além disso, essa instalação dos equipamentos junto com a montagem da estrutura se faz necessária pelo fato de que muitos equipamentos ou estão dentro de tanques estruturais ou possuem partes dentro deles. O maior exemplo de equipamento que precisa ser instalado junto com a estrutura são os agitadores de lama. São conjuntos que possuem suas pás inseridas nos tanques de lama para a movimentação do seu fluido, cuja instalação se torna inviável com os tanques já fechados e com outros compartimentos montados acima e ao lado dos tanques de lama.

No cais será realizada a instalação de grande parte do cabeamento e de praticamente tudo aquilo que vai acima do convés principal, mas vale ressaltar que uma grande quantidade de trabalhos pequenos ainda serão realizados nos espaços abaixo do convés principal.

Fica fácil de visualizar que as únicas estruturas comuns ao petroleiro e à sonda acima do convés principal são às acomodações e a chaminé para os gases da exaustão. Para o petroleiro isso se torna uma vantagem construtiva, visto que não aparecem preocupações com relação à estrutura de sustentação desses equipamentos. Com a sonda ocorre o oposto, visto que a região acima do convés principal é um verdadeiro canteiro de obras, que possui uma infinidade de equipamentos de grande porte, como guindastes, como a torre e como grande parte do pacote submarino. Logo, é necessário que essas regiões sejam reforçadas estruturalmente para permitir a operação normal da embarcação.

Page 57: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

50

O fator a ser considerado na análise comparativa é a capacidade de levante necessária ao estaleiro. Essas capacidades variam de estaleiro para estaleiro, de modo que o tamanho dos blocos aumenta proporcionalmente ao aumento da capacidade de levante. No entanto, algumas estruturas especiais não podem ser particionadas para serem erguidas ou içadas em partes e, com isso, faz-se necessária mobilização de uma cábrea especial para tais operações.

Um petroleiro não apresenta grandes limitações de peso dos blocos, visto que os blocos podem ser pequenos caso as restrições do estaleiro assim exijam. Entretanto, a sonda possui uma estrutura limitante e que necessita ser erguida para instalação na embarcação como uma peça única: a torre de perfuração. A torre pesa em geral 1200 toneladas, é construída em três pedaços que são unidos no pátio e que não podem ser montados a bordo. Assim, um estaleiro que deseje construir um navio sonda deve levar em consideração a necessidade imposta por essa estrutura.

4.2 O Estaleiro para Navio Sonda

Um navio sonda é construído por tecnologia de grupos e em blocos – assim como um petroleiro, com o acabamento avançado acontecendo em todos os blocos antes deles serem unidos. Além disso, conforme os blocos vão sendo unidos e conforme os compartimentos vão tomando forma – a construção começa a partir do moonpool e vai para vante e para ré e a partir da linha de base para o pontal, faz-se necessária a instalação de tubulações, bombas, medidores, agitadores, geradores e uma série de equipamentos que deverão ser instalados em cada compartimento e que, na sua grande maioria, não é possível instalá-los quando os blocos superiores são unidos na embarcação. Vale ressaltar no entanto, que pequenos trabalhos continuam a ser realizados com a sonda já flutuando.

Para o estaleiro é necessário, para a construção de sondas, de um espaço aberto para a montagem da torre de perfuração e, posteriormente, precisa de uma capacidade de levante mínima de 1200-1500 t para içamento da torre e instalação no convés de perfuração, uma vez que ela deve ser erguida como uma peça única. Como dito anteriormente, uma outra parte da estrutura de uma sonda que também precisa ser erguida como uma peça única é o convés de perfuração, de modo a evitar problemas de alinhamento, com a necessidade de guindastes capazes de erguer pelo menos de 1300-1800 t, o que varia de acordo com o estaleiro construtor. O terceiro e último elemento que exige uma capacidade de levante elevada do estaleiro, são as acomodações, cuja tonelagem varia na mesma faixa que o convés de perfuração. Os blocos à serem pré-edificados possuem uma tonelagem que varia de 1,5 t a 400 t (grandes blocos) e totalizam de 250 a 270 blocos.

Como os três últimos principais pontos necessários a um estaleiro para a construção de uma sonda, pode-se destacar a cadeia de suprimentos, as utilidades no cais e a profundidade no cais e nas imediações. A cadeia de suprimentos é necessária visto que a quantidade de equipamentos e materiais é muito mais elevada do que para petroleiros, à exceção de materiais crus como o aço, por exemplo. As utilidades e facilidades são necessárias no cais para pronto atendimento aos serviços realizados a bordo da embarcação, que geralmente chegam por tubulações e é comum observar, dentre as principais facilidades água, acetileno, gás carbônico, oxigênio e eletricidade além de um ou outro gás e/ou material. O último ponto é a profundidade no cais e nas imediações, que é de extrema importância pelo fato de um navio sonda possuir os propulsores azimutais que atingem uma profundidade além da linha de base da embarcação. Esses propulsores precisam ser instalados com o navio flutuando, de modo que eles são assentados no

Page 58: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

51

fundo do mar próximo ao cais e puxados (em geral por três guias) para união com a sua base no casco.

De forma a concluir essa explanação sobre as necessidades do estaleiro para a construção de um navio sonda, é válido apresentar uma ideia do tempo dedicado para cada atividade em meses. A expectativa em projeto de construção de uma sonda é de 4 anos (46-50 meses) para sua conclusão no Brasil, de modo que esse tempo pode ser menor no exterior. As etapas iniciais consistem no projeto básico e detalhado de engenharia, que levam entre 17-19 meses para serem concluídos, que acontecem em paralelo à emissão de ordens de compra, do início da fabricação dos itens de suprimentos e do posterior recebimento dos equipamentos e materiais dos pacotes de perfuração, de propulsão, de posicionamento dinâmico e de geração de energia, sendo que os quatro últimos acontecem ao longo de 26-28 meses. Concluído o projeto detalhado de engenharia, começam, então, as etapas de corte de chapas e perfis (7-10 meses), fabricação dos blocos com equipagem e pintura (13-16 meses) e a construção do casco (20 meses), que acontecem na ordem citada. Por fim, fica faltando apenas o lançamento da embarcação, as integrações (casco e pacotes de DP, propulsão e perfuração) e as provas de mar. Cumpridas todas essas etapas a embarcação está pronta para ser entregue.

Fica evidente que a construção de uma sonda está longe de ser uma construção trivial, visto que a complexidade imposta na sua construção demanda um tempo elevado, muita mão-de-obra, conhecimento específico nesse tipo de embarcação, produtividade e eficiência, somadas a uma série de facilidades para que ocorra dentro dos 4 anos estabelecidos. No entanto, é um projeto possível de ser realizado no Brasil, mas que exige comprometimento por parte dos estaleiros, dos fornecedores e de suas equipes para que possa sair do papel.

Page 59: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

52

5 CONCLUSÕES

Ao final deste trabalho pode-se ter um enquadramento do que é um navio sonda e das suas principais diferenças com relação a um navio petroleiro. Enquanto o navio petroleiro é de construção menos demorada e com grandes trabalhos na parte de aço, o navio sonda exige, além de muito mais trabalho na parte de aço, vide a quantidade de divisórias estruturais, muito trabalho no que diz respeito a instalação de equipagem.

Em adição ao enquadramento, do que é um navio sonda e um navio petroleiro, foi também abordada a questão da construção naval em si, de modo que chega-se a conclusão de que qualquer estaleiro construtor de navios petroleiros pode construir navios sonda, bastando que ele tenha capacidade de içar blocos pesados e grandes equipamentos, que podem chegar a até 1800 t. Em adição a esse enquadramento, deve-se destacar a necessidade de um forte investimento em oficinas de tubulação e equipagem ou de uma melhor organização do acabamento avançado, de forma a possibilitar a instalação dos equipamentos antes de chegar na edificação.

Por fim, verifica-se que o Projeto de Graduação realizado é um dos trabalhos que visa à introdução do navio sonda no meio acadêmico, visto que o projeto e a construção desse tipo de embarcação são os mais novos desafios impostos à indústria naval brasileira. Com isso, o projeto atingiu o seu objetivo, de servir como guia e como fonte inicial para o estudo, entendimento e construção desse tipo de embarcação.

Page 60: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

53

6 BIBLIOGRAFIA

[1] http://www.petrobras.com/data/files/8A512A054373CE41014473684D4A5AB3/Webcast-Plano-Estrat%C3%A9gico-2030-e-PNG-2014-18.pdf, acessado em 19 de julho de 2015. [2] http://www.setebr.com/#Indicadores, acessado em 19 de julho de

2015.

[3] http://revistaescola.abril.com.br/geografia/fundamentos/como-sera-

feita-exploracao-petroleo-camada-pre-sal-621953.shtml, acessado em 19 de

julho de 2015.

[4] Thomas, José “Fundamentos de Engenharia de Petróleo” (2ª Edição,

2004).

[5] http://www.oceanica.ufrj.br/deno/prod_academic/relatorios/2006-

/GuilhermeL+Ursula/relat1/Relatorio01_arquivos/relat1_arquivos/image014.jp

g, acessado em 19 de julho de 2015.

[6] http://blogdopetroleo.com.br/wp-

content/uploads/2013/11/pre_sal_profundidade.jpg, acessado em 19 de julho

de 2015.

[7] https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_oil_tanker#cite_note-

ebship881-5, acessado em 23 de julho de 2015.

[8] http://nongferndaddy.net63.net/Marine/oil%20tanker%20size%20pic.JP

G, acessado em 23 de julho de 2015.

[9] Lamb, Thomas “Ship Design and Construction” (Ed. 2003), Volumes I &

II.

[10] Apostila “Oil Tanker Desgn and Equipment”

(http://tankerfleet.ru/info/OIL_TANKER_DESIGN_EQUIPMENT.pdf), acessado

em 20 de julho de 2015.

[11] Tapia, Marta. Apostila ”Construção de Navios e Plataformas”.

[12] http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.eoearth.org/files/148701_148800/148763/contain_fig1b.png&imgrefurl=http://www.eoearth.org/edit/article/51cbf02a7896bb431f6a084e//?topic%3D50366&h=643&w=636&tbnid=Uz2X1JoM5mW5gM:&docid=Xdco_3t6CKsH-M&ei=dMuzVb-0PMi5wATyqoqQBg&tbm=isch&ved=0CHIQMyhPME9qFQoTCL--h5rr9sYCFcgckAodcpUCYg, acessado em 23 de julho de 2015.

[13] http://kergy.net/pic/big/129_0.jpg, acessado em 23 de julho de 2015. [14] http://hertz-eng.com/images/Products/Integral_Heavy_Weight_Drill_Pipe.jpg, acessado em 23 de julho de 2015. [15] http://www.royalrig.com/upimg/2014519111360392.jpg, acessado em 23 de julho de 2015. [16] http://www.drillingcontractor.org/wp-content/uploads/2011/11/Landing-Strings-Solutions-LLC-and-Trelleborg-Offshore-have-developed-the-world%E2%80%99s-first-buoyancy-module-system-deployed-on-a-drill-pipe-landing-string.jpg, acessado em 23 de julho de 2015. [17] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/91/Drilling_Riser.jpg, acessado em 23 de julho de 2015. [18] http://www.enscoplc.com/files/Documents/Brochures/ENSCO%20DS-8%20Brochure_web.pdf, acessado em 24 de julho de 2015. [19] http://pt.slideshare.net/volpini/structural-design-of-drill-ships, acessado

em 17 de junho de 2015.

Page 61: análise comparativa da construção de navios sonda e navios ...

54

[20] https://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&c

d=3&cad=rja&uact=8&ved=0CC8QFjACahUKEwjj08fo4ZLHAhWFipAKHSaGBR4

&url=https%3A%2F%2Fwww.c-a-

m.com%2F~%2Fmedia%2Fc88823d15a3f4fea9a58784ac6ee462d.ashx&ei=tW

_CVaOlOYWVwgSmjJbwAQ&usg=AFQjCNHipdsecjhR-

bD6_2W6i6z26GYj1A&bvm=bv.99261572,d.Y2I, acessado em 27 de julho de

2015.