sistemas - suspensão e rotação
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Sistemas - Suspensão e RotaçãoTRANSCRIPT
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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.
Sustentao e Mobilizao de Cargas
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;
Sustentao e Mobilizao de Cargas
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.
Sustentao e Mobilizao de Cargas
Constitudo de:
Torre;
Quadro de Manobras (guincho);
Guinchos auxiliares;
Cabo de perfurao;
Sustentao e Mobilizao de Cargas
Constitudo de:
Bloco de Coroamento;
Catarina (bloco de passeio);
Gancho da Catarina (Hook).
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Sustentao e Mobilizao de Cargas
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)
Torre (Subestrutura)
Conjunto de peas de ao que tem a
funo de suportar e distribuir o peso e
esforo exercido pela torre;
Torre (Subestrutura)
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.
Quadro de Manobras (Freios)
So classificados em:
Principal;
Secundrios (auxiliares).
Quadro de Manobras (Freios)
Principal - Tem a funo de parar e assim
manter a carga que est sendo movimentada;
Quadro de Manobras (Freios)
Principal - Possui uma alavanca que
controla a ao de frenagem durante as
operaes do mesmo;
Quadro de Manobras (Freios)
Principal - Existem modelos equipados com
freio a disco.
Quadro de Manobras (Freios)
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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Quadro de Manobras (Freios)
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...
Cat Head (Tambor Auxiliar)
O tambor do eixo principal gira livremente
independente dos tambores auxiliares...
Cat Head (Tambor Auxiliar)
Existindo um do lado direito e outro do lado
esquerdo e tm seu funcionamento
independente um do outro...
Cat Head (Tambor Auxiliar)
Acionado pelo sondador atravs manetes
instaladas no painel do quadro de manobras...
Cat Head (Tambor Auxiliar)
Possuem freios individuais e o cabo
ancorado no prprio equipamento...
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Cat Head (Tambor Auxiliar)
Podendo ser empregado em pequenas
operaes como na recuperao de peas
que tenha cado no poo...
Cat Head (Tambor Auxiliar)
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)
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;
Catarina (Bloco de Passeio)
Sua capacidade de suspenso de carga
pode variar de 90 a 500 toneladas e fica
suspensa pelo cabo de perfurao;
Catarina (Bloco de Passeio)
Catarina (Bloco de Passeio)
Suas funes so:
Suportar o peso da coluna de perfurao
durante as operaes no poo;
Catarina (Bloco de Passeio)
Suas funes so:
Efetuar as manobras de descida e
iamento da broca no poo.
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Catarina (Bloco de Passeio)
As polias devem obedecer tanto em
dimetro, quanto em gornes, as mesmas
especificaes do bloco de coroamento.
Catarina (Bloco de Passeio)
Gancho da Catarina (Hook)
Gancho da Catarina (Hook)
Pea slida que possui uma ala superior
que se conecta na ala inferior da Catarina;
Gancho da Catarina (Hook)
A sua parte inferior em forma de gancho
com duas alas laterais onde so instalados
os braos do elevador;
Gancho da Catarina (Hook)
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;
Gancho da Catarina (Hook)
Possui uma trava de segurana com a
funo de evitar os movimentos de rotao da
pea;
Gancho da Catarina (Hook)
Gancho da Catarina (Hook)
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
Compensador de Movimento
Equipamento que compensa o movimento
de heave sobre os equipamentos conectados
a ele;
Compensador de Movimento
Instalada entre o Hook e a Catarina e
conectado ao vaso de presso de ar montado
no convs da plataforma;
Compensador de Movimento
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Compensador de Movimento
O equipamento possui um painel de
controle que, geralmente, encontra-se
instalado no painel do sondador;
Compensador de Movimento
O peso sobre a broca determinado pela
tenso ajustada entre o equipamento e o
peso total da coluna.
Tensionador de Riser
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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Tensionador de Riser
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 Riser
Tensionador de Cabo Guia
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;
Tensionador de Cabo Guia
Com a funo de manter a tenso nos
cabos guias, soltando-o ou recolhendo-o de
acordo com a necessidade do momento.
Tensionador de Cabo Guia
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
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;
Swivel (Cabea de Injeo)
Swivel (Cabea de Injeo)
Caracteriza-se por sua parte superior
permanecer esttica enquanto sua parte
inferior girar solidria ao Kelly;
Swivel (Cabea de Injeo)
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;
Swivel (Cabea de Injeo)
As roscas do substituto intermedirio so
esquerda, para evitar que desenrosquem
durante as operaes de perfurao.
Swivel (Cabea de Injeo)
Kelly Haste Poligonal
Kelly (Haste Poligonal)
Elemento que transmite a rotao da mesa,
com auxlio de buchas, coluna de
perfurao;
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Kelly (Haste Poligonal)
Pode possuir os formatos quadrado,
hexagonal ou octogonal, mesmo formato
dever ter a parte interna da bucha da mesa
rotativa;
Kelly (Haste Poligonal)
Kelly (Haste Poligonal)
Sua bucha trabalha como guia e os pinos
existentes na pea encaixam nos furos da
mesa rotativa;
Kelly (Haste Poligonal)
Kelly (Haste Poligonal)
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
O sistema completo composto de:
Braos e elevador;
Chave de torque;
Painel de controle e monitoramento;
Top Drive (Braos e Elevador)
Top Drive
O sistema completo composto de:
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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Obrigado!!!
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