Sistemas - Suspensão e Rotação

Sistemas - Suspenso & Rotao

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Sistema de Sustentao e Mobilizao de Cargas

Instrutor Andr Costa

Sustentao e Mobilizao de Cargas

Sistema responsvel por vrias operaes

relacionadas perfurao do poo.


Descida e iamento da coluna de

perfurao bem como de qualquer outro

equipamento ou instrumento no interior do

poo;

Controle do peso sobre a broca;


Suportar o peso da coluna de perfurao;

Manobrar a coluna de perfurao no interior

ou exterior do poo;

Manobrar qualquer carga no deck de

perfurao.


Constitudo de:

Torre;

Quadro de Manobras (guincho);

Guinchos auxiliares;

Cabo de perfurao;


Constitudo de:

Bloco de Coroamento;

Catarina (bloco de passeio);

Gancho da Catarina (Hook).


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Torre

Torre

Estrutura de ao especial, de forma

piramidal que provem um espaamento

vertical livre acima do deck de perfurao

permitindo a execuo das manobras;

Torre

Torre Torre

Deve possuir rigidez suficiente para resistir

aos esforos nela desenvolvidas e assim no

ter vibraes excessivas quando expostas

aos esforos das operaes rotineiras.


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Mastro

Mastro

Com as mesmas caractersticas da torre,

porm trata-se de uma pea inteiria.

Mastro

Torre (Subestrutura)


Conjunto de peas de ao que tem a

funo de suportar e distribuir o peso e

esforo exercido pela torre;


Bem como dos equipamentos instalados na

torre e no deck de perfurao;


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Torre (Subestrutura) Torre (Subestrutura)

Provem um espao abaixo da torre para

conter e permitir a instalao dos

equipamentos de segurana de cabea de

poo em plataformas fixas ou Jack-up.

Quadro de Manobras

Quadro de Manobras

Possibilita o controle e execuo da maioria

das operaes de perfurao;

Quadro de Manobras Quadro de Manobras

Comanda atravs de sua transmisso, a

maioria dos movimentos rotativos e de

suspenso da sonda de perfurao;


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Quadro de Manobras

Possui controles remotos, hidrulicos,

pneumticos ou eltricos que permitem

acionar as diversas funes ao quadro

conectado;

Quadro de Manobras

Ainda possui um tambor auxiliar instalado

em seu eixo secundrio conhecido como

cat head.

Quadro de Manobras

Instalado a subestrutura da torre, e dispe

de um nmero variado de velocidades e

freios.

Quadro de Manobras

Quadro de Manobras Quadro de Manobras (Freios)

Mecanismo que tem as funes de parar ou

retardar o movimento de descida de carga no

poo;


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Quadro de Manobras (Freios)

Controlar o peso exercido sobre a broca,

por intermdio da coluna de perfurao.


So classificados em:

Principal;

Secundrios (auxiliares).


Principal - Tem a funo de parar e assim

manter a carga que est sendo movimentada;


Principal - Possui uma alavanca que

controla a ao de frenagem durante as

operaes do mesmo;


Principal - Existem modelos equipados com

freio a disco.


Secundrio - So dispositivos hidrulicos

ou eletromagnticos tendo a funo de

diminuir a velocidade de descida da carga,

auxiliando a atuao do freio principal;


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Secundrio - Equipamento dimensionado

de acordo com a capacidade de perfurao

da plataforma.

Quadro de Manobras

A operao do equipamento de

responsabilidade de um sondador muito bem

treinado para a tarefa.

Guinchos Auxiliares

Guinchos Auxiliares

Equipamentos de menor porte, utilizado

para servios especficos de auxilio as

funes do plataformista durante as

operaes rotineiras, especficas e especiais.

Guinchos Auxiliares

Existindo normalmente em 2 tipos:

Cat Line/Sand Line (guincho pneumtico);

Cat Head (tambor auxiliar).

Cat Line / Sand Line

Projetados para operaes de trao e

iamento de cargas no deck de perfurao.

Utilizado no manuseio de tubos para o buraco

do rato (mouse hole tool)...


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Cat Line / Sand Line

Tambm de todas as ferramentas da

coluna de perfurao;

Possui um motor pneumtico, freio manual

e tambor onde o cabo de ao ancorado e

armazenado.

Cat Head (Tambor Auxiliar)

Pequenos guinchos fixados nas

extremidades do eixo do tambor auxiliar do

quadro de manobras...


O tambor do eixo principal gira livremente

independente dos tambores auxiliares...


Existindo um do lado direito e outro do lado

esquerdo e tm seu funcionamento

independente um do outro...


Acionado pelo sondador atravs manetes

instaladas no painel do quadro de manobras...


Possuem freios individuais e o cabo

ancorado no prprio equipamento...


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Podendo ser empregado em pequenas

operaes como na recuperao de peas

que tenha cado no poo...


Tirando fotos para auxiliar no controles de

perfurao direcional e auxiliando a chave

flutuante...

Cabo de Perfurao

Cabo de Perfurao

Cabo de ao tranado que recebe um

tratamento especial para tal finalidade;

Cabo de Perfurao Cabo de Perfurao

Preso ao tambor do quadro de manobra,

passa pelo bloco de coroamento e segue para

Catarina e retorna ao bloco de coroamento;


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Cabo de Perfurao Cabo de Perfurao

Repetindo essa operao algumas vezes e

na ltima vez que passa pelo bloco de

coroamento segue a uma ncora onde o cabo

fixado;

Cabo de Perfurao (ncora) Cabo de Perfurao

Esta ltima parte conhecida como linha

morta e estar posicionada, geralmente, ao

lado oposto ao quadro de manobra;

Cabo de Perfurao

A funo do cabo de perfurao e permitir a

movimentao das cargas por meio de

transferncia da energia dos motores para o

sistema de suspenso;

Cabo de Perfurao

Cada volta que o cabo de perfurao

executa entre o bloco de coroamento e a

Catarina que vai definir a capacidade total

de suspenso do sistema.


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Bloco de Coroamento

Bloco de Coroamento

Conjunto estacionrio de 4 a 7 polias

(roldanas), montadas em linha e que giram

em torno de um eixo apoiado por mancais

fixos;

Bloco de Coroamento

Suporta todas as cargas que lhe so

transmitidas pelo cabo de perfurao;

Bloco de Coroamento

Por suas roldanas passam o cabo de

perfurao e o cabo auxiliar (sand line);

Bloco de Coroamento Bloco de Coroamento

Nas vigas existentes so fixadas mais

polias, onde so instalados outros cabos

auxiliares, como por exemplo, os dos cat

lines, os das chaves flutuantes e outros.


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Catarina (Bloco de Passeio)


Conjunto de 3 a 6 polias mveis montadas

em um eixo que se apia nas paredes

externas da sua prpria estrutura;


Sua capacidade de suspenso de carga

pode variar de 90 a 500 toneladas e fica

suspensa pelo cabo de perfurao;



Suas funes so:

Suportar o peso da coluna de perfurao

durante as operaes no poo;


Suas funes so:

Efetuar as manobras de descida e

iamento da broca no poo.


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As polias devem obedecer tanto em

dimetro, quanto em gornes, as mesmas

especificaes do bloco de coroamento.


Gancho da Catarina (Hook)


Pea slida que possui uma ala superior

que se conecta na ala inferior da Catarina;


A sua parte inferior em forma de gancho

com duas alas laterais onde so instalados

os braos do elevador;


No gancho principal conectada a cabea

de injeo (swivel);


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Gancho da Catarina (Hook) Gancho da Catarina (Hook)

A parte inferior funciona totalmente

independente da parte superior;


Possui uma trava de segurana com a

funo de evitar os movimentos de rotao da

pea;



Tambm auxilia na operao de manuseio

do Kelly, retirando-o e posicionando-o no

buraco do rato (bainha do Kelly);

Equipamentos Exclusivo para Plataformas Mveis


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Plataformas Mveis

Existem equipamentos planejados e

desenvolvidos para anular os efeitos de

elevao e rebaixamento (movimentos de

heave);

Plataformas Mveis

So eles:

Compensador de movimento;

Tensionador de riser;

Tensionador do cabo guia.

Compensador de Movimento


Equipamento que compensa o movimento

de heave sobre os equipamentos conectados

a ele;


Instalada entre o Hook e a Catarina e

conectado ao vaso de presso de ar montado

no convs da plataforma;



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O equipamento possui um painel de

controle que, geralmente, encontra-se

instalado no painel do sondador;


O peso sobre a broca determinado pela

tenso ajustada entre o equipamento e o

peso total da coluna.

Tensionador de Riser


Sistema projetado para manter uma tenso

nos cabos de ao e compensar os

movimentos entre a plataforma e o riser;

Tensionador de Riser Tensionador de Riser

Funo de manter a tenso nos cabos de

ao, recolhendo-o ou liberando-o, de acordo

com o heave da plataforma;


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Dois tensionadores ligados a cabos de ao

de lados opostos do riser, so operados como

um par, com a mesma tenso em cada cabo.


Tensionador de Cabo Guia


Controla a tenso do cabo guia e se faz

necessrio porque o comprimento efetivo do

cabo varia conforme o heave da plataforma;


Com a funo de manter a tenso nos

cabos guias, soltando-o ou recolhendo-o de

acordo com a necessidade do momento.


Estes cabos so mantidos esticados para

melhor guiar as ferramentas da mesa rotativa

at a boca do poo, localizado no leito

marinho;


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Tensionador de Cabo Guia Tensionador de Cabo Guia

Tensionador de Cabo Guia Tensionador de Cabo Guia


Um guincho auxiliar (cat line) para

armazenar e manusear o cabo utilizado

juntamente com cada um dos tensionadores,

com isso regulando seu comprimento.Sistema de Rotao


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Sistema de Rotao

Sistema responsvel pelos movimentos

rotativos da coluna de perfurao;

Sistema de Rotao

Sistema de Rotao

Tem como funes:

Permitir que o torque aplicado coluna

pela mesa rotativa, seja suficientemente

adequado para realizao da perfurao do

poo;

Sistema de Rotao

Tem como funes:

Executar as conexes e desconexes dos

demais elementos da coluna de perfurao;

Sistema de Rotao

Tem como funes:

Atuar como elemento auxiliar no controle

da perfurao direcional e tambm nas

operaes de pescaria.

Sistema de Rotao

Composto dos seguintes equipamentos :

Mesa Rotativa;

Swivel (cabea de injeo);

Kelly (haste poligonal);


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Sistema de Rotao

Composto dos seguintes equipamentos :

Top Drive;

Coluna de Perfurao;

Broca.

Mesa Rotativa

Mesa Rotativa

Equipamento que se destina a produzir a

rotao da coluna de perfurao;

Mesa Rotativa

Mesa Rotativa

Suporta, em alguns momentos durantes a

manobra de iamento do interior do poo, o

peso da coluna de perfurao bem como de

outros instrumentos;

Mesa Rotativa


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Mesa Rotativa

Permite o livre deslizamento do Kelly no

seu interior e a passagem da coluna de

perfurao, coluna de revestimento e da

maioria dos outros acessrios;

Mesa Rotativa

So ancorados atravs de cunhas

especificas, o elemento que esteja sendo

manuseado;

Mesa Rotativa

Alojando-se em uma abertura no centro da

mesa, impedindo que a coluna ou acessrios

escorreguem para o interior do poo.

Mesa Rotativa

Mesa Rotativa

Chamada tambm, em perfuraes

offshore, de boca de poo, pois a partir de

sua abertura central que todas as operaes

no interior do poo so executadas.

Mesa Rotativa

Geralmente equipada com um freio de

inrcia, que acoplado ao seu eixo, usado

em operaes que exigem maior preciso;


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Mesa Rotativa

Possui buchas internas que vo uniformizar

o dimetro da boca com os acessrios

utilizados durante as operaes.Swivel Cabea de Injeo

Swivel (Cabea de Injeo)

Equipamento que separa os elementos

rotativos dos estacionrios na sonda de

perfurao;



Caracteriza-se por sua parte superior

permanecer esttica enquanto sua parte

inferior girar solidria ao Kelly;


Permite de forma continua o bombeio de

fluido durante a operao de perfurao que

se d atravs do pescoo do ganso;


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Swivel (Cabea de Injeo) Swivel (Cabea de Injeo)

Possui vrios modelos em que alguns tm

a capacidade de at 250 toneladas e rotaes

superiores a 350 RPM;


As roscas do substituto intermedirio so

esquerda, para evitar que desenrosquem

durante as operaes de perfurao.


Kelly Haste Poligonal

Kelly (Haste Poligonal)

Elemento que transmite a rotao da mesa,

com auxlio de buchas, coluna de

perfurao;


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Pode possuir os formatos quadrado,

hexagonal ou octogonal, mesmo formato

dever ter a parte interna da bucha da mesa

rotativa;



Sua bucha trabalha como guia e os pinos

existentes na pea encaixam nos furos da

mesa rotativa;



Possui na sua rosca um sub (substituto) de

salvao tambm chamado de camisa do

Kelly, com o objetivo de proteger sua rosca

original.

Coluna de Perfurao


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Coluna de Perfurao

Conjunto de tubos, ferramentas e

equipamentos que penetram no interior do

poo, tendo em sua extremidade inferior a

broca;

Coluna de Perfurao

Coluna de Perfurao

Atravs do Kelly recebe o movimento

rotativo e transmite at a broca que assim

promove a ruptura das camadas

estratigrficas de subsuperfcie;

Coluna de Perfurao

Apresenta as seguintes funes:

Proporcionar uma conexo elstica entre o

swivel e a broca;

Servir de condutor para o fluido de

perfurao pelo seu interior;

Coluna de Perfurao

Apresenta as seguintes funes:

Transmitir a rotao da mesa rotativa

broca;

Entre outras.

Coluna de Perfurao

Disposta, na seqncia, deck de perfurao

para baixo da seguinte maneira:

Tubos de Perfurao (Drill Pipes DP);

Tubos Pesados (Heavy Weight Drill Pipes

HWDP);


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Coluna de Perfurao

Disposta, na seqncia, deck de perfurao

para baixo da seguinte maneira:

Comandos (Drill Collars DC);

Broca.

Coluna de Perfurao

Existem acessrios indispensvel sua

instalao, tambm conhecidos como

substitutos ou simplesmente sub da coluna;

Coluna de Perfurao

O elemento que vai ser adicionado durante

a perfurao fica posicionado no buraco do

rato (mouse hole) aguardando sua utilizao.Broca

Broca

Conectada sempre na extremidade inferior

da coluna de perfurao;

Broca


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Broca

Tem a funo de promover, atravs da

rotao e peso exercido sobre a coluna, a

ruptura e desagregao das formaes

rochosas.

Brocas com Partes Mveis

Broca sem Partes Mveis

Top Drive

Sistema de Rotao

Atualmente um novo equipamento vem

sendo empregado no auxlio das perfuraes

substituindo alguns equipamentos

tradicionais;

Sistema de Rotao

Apresenta maior complexidade operacional

e altos custos, em contrapartida maior rapidez

na operao de manobra.


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Top Drive

Um dos equipamentos mais moderno que

integram os sistemas de suspenso e rotao

de uma plataforma de perfurao;

Top Drive

Top Drive

Sua utilizao dispensa o uso da mesa

rotativa, do Kelly, da bucha, das chaves

flutuantes e cunhas;

Top Drive

Top Drive

O equipamento permite que a perfurao

ocorra utilizando-se 3 tubos de perfurao

interligados o que conseqentemente reduz o

tempo total da perfurao;

Top Drive

Torna possvel o iamento ou descida da

coluna de perfurao em rotao e com a

circulao de fluido;


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Top Drive Top Drive

Capacidade de extrema importncia em se

tratando de poos de alta inclinao ou

horizontais;

Top Drive

Capacidade de trabalho na ordem de 500 a

650 toneladas e velocidade de rotao

mnima de 150 RPM;

Top Drive

Top Drive

Possui um painel de controle que permite

monitorar e controlar todos os parmetros

relacionados as suas funes;

Top Drive (Painel de Controle)


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Top Drive (Operador) Top Drive

O sistema completo composto de:

Motor eltrico;

Swivel integrado com pescoo do ganso;

Mangueiras rotativas;

Top Drive


Braos e elevador;

Chave de torque;

Painel de controle e monitoramento;

Top Drive (Braos e Elevador)

Top Drive


Sistema de gerao de energia;

Unidade hidrulica.

Top Drive (Gerao de Energia)


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Top Drive (Unidade Hidrulica) Top Drive

O torque de aperto desejado nos

componentes da coluna de perfurao ser

aplicado por duas chaves do prprio sistema,

chamada back up tong;

Top Drive

Na torre so instalados trilhos por onde

transita a fim de executar suas funes

operacionais;

Top Drive

Top Drive Top Drive

O torrista auxilia no posicionamento dos

tubos de perfurao no equipamento.


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Top Drive

Simulado

1- Qual o elemento faz parte da coluna de perfurao?

A Catarina;

B Colar de Segurana;

C Bomba de Lama;

D Comando.

2- Qual o elemento faz parte do sistema de suspenso?

A Mesa Rotativa;

B Catarina;

C Kelly;

D Spider Pneumtico.

3- Qual o equipamento produz a rotao a ser aplicada a coluna?

A Swivel;

B Catarina;

C Mesa Rotativa;

D Bloco de Coroamento.

4- Qual o equipamento que permite o bombeamento do fluido ao Kelly?

A Hook;

B Swivel;

C Coluna de Perfurao;

D Quadro de Manobra.


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5- Qual o objetivo da broca?

A Injetar fluido no poo;

B Fechar o poo;

C Cortar as formaes rochosas ;

D Manter as paredes do poo abertas.

6- Que equipamento vem sendo utilizado para otimizar a perfurao?

A Top Drive;

B Broca;

C Swivel;

D Kelly.

7- Onde utilizado o Compensador de Movimento?

A Riser;

B Torre;

C nos Cabos Guias;

D Coluna de Perfurao.

8- Qual a funo do Hook?

A Rotacionar a coluna;

B Encaixar o Kelly;

C Absorver as vibraes da coluna;

D Auxiliar a Mesa Rotativa.

Bibliografia

Fundamentos de Engenharia de Petrleo

Thomas;

Notas de Aulas (UNESA) Luiz Chaves;

Google

Empresas: www.petrobras.com.br;

Transocean - www.deepwater.com;

Bibliografia

Pride - www.prideinternational.com;

Tesco - www.tescocorp.com;

Brocas - www.smithbits.com .


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