Fundamentos de perfuração de poços petrolíferos
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
QUÍMICA DO PETRÓLEO (UPSTREAM)
poços petrolíferos
Prof. Júlio Cezar de O. Freitas
Natal
Setembro/2010
• Aplicar Peso Sobre Broca
Funções:
Introdução: Colunas de perfuração
Acessórios de uma coluna de perfuração
• Transmitir Rotação à Broca
• Conduzir o Fluido de Perfuração
• Manter o Poço Calibrado
• Garantir a Inclinação e Direção
Colunas de perfuração
Drill pipe (tubos de perfuração)
Drill collar (comandos)
HWDP (tubos pesados)
Colunas de perfuração
Drill collar (comandos)
Funções:
• Fornecer peso sobre a broca;
• Promover rigidez na composição da coluna de perfuração;
Drill collar:
Características:
• Diâmetro externo;
• Diâmetro interno;
• Tipo de união;
• Acabamento externo;
• Existência ou não de ressalto para elevador;
Colunas de perfuração
HWDP (Tubos pesados)
Funções:
• Promover uma transição de rigidez entre os comandos e os tubos
de perfuração;
Tubos pesados:
Características:
•Maior espessura das paredes;
• Uniões mais resistentes;
• Reforço central no corpo do tubo;
Colunas de perfuração
Drill pipes (DP)
Funções:
• Transmitir torque ao BHA;
• Circulação de fluido para o poço;
Tubos de perfuração:
Características:
• Diâmetro nominal;
• Peso nominal;
• Tipo de reforço;
• Tipo de rosca;
• Comprimento nominal;
• Grau do aço;
Especificações:
Colunas de perfuração
• Diâmetro Nominal: ( OD - 2 3/8” a 6 5/8”)
• Peso Nominal (peso/unidade linear - 29lb/ft)
Grau do Aço (resistência do Tubo - grau E)• Grau do Aço (resistência do Tubo - grau E)
• Tipo de Reforço Junto à Conexão
• Comprimento Nominal
• Tipo de conexão
Colunas de perfuração
Classe Redução Código Faixa
Novo 0 % 1 Branca
Classificação quanto ao desgaste:
Novo 0 % 1 Branca
Premium 20 % 2 Branca
Classe 2 30 % 1 Amarela
Classe 3 40 % 1 Laranja
Rejeitado > 40 % 1 Vermelha
Dimensionamento da coluna de perfuração:
Colunas de perfuração
� Pressão
� Corrosão
� Vibração
� Tração
� Abrasão
� Dobramento
� Erosão
� Torção
� Compressão
� Fricção
� Fadiga
� Etc.
Colunas de perfuração
Substitutos:
• Sub de içamento;
• Sub de broca;
• Sub de cruzamento;
Acessórios:
• Sub de cruzamento;
Estabilizadores:
• Calibre do Poço;
• Rigidez dos comandos
• Afastar Afastar comandos das paredes;
Colunas de perfuração
Acessórios:
• Afastar Afastar comandos das paredes;
Escariadores:
• Calibre do Poço;
• Rigidez;
• Afastar afastar comandos das paredes;
Colunas de perfuração
Acessórios:
• Afastar afastar comandos das paredes;
• Formações mais duras e abrasivas;
Alargadores:
• Aumentar o diâmetro do Poço;
Colunas de perfuração
Acessórios:
Amortecedores de
choques:
•Absorvem Vibrações
Colunas de perfuração
Acessórios:
•Absorvem Vibrações
Produzidas pela Broca
Chaves flutuantes:
Colunas de perfuração
Ferramentas de Manuseio:
Permitem o aperto e desaperto das
conexões
� Chaves Pneumáticas
� Chaves Hidráulicas
� Eazy Torq
� Iron Roughneck
Cunhas:
Colunas de perfuração
Ferramentas de Manuseio:
Servem para apoiar a coluna de
perfuração na plataforma. São providas
de mordentes intercambiáveis.de mordentes intercambiáveis.
Existem tipos diferentes de cunha para
comandos e tubos de perfuração.
Cunhas:
Colunas de perfuração
Ferramentas de Manuseio:
Colar de segurança:
Colunas de perfuração
Ferramentas de Manuseio:
Equipamento de segurança,
colocado nos comandos que não
possuem rebaixamento para apossuem rebaixamento para a
cunha.
Sua finalidade é prover um
batente para a cunha, permitindo
assim uma segurança caso haja
um deslizamento da coluna.
Colar de segurança:
Colunas de perfuração
Ferramentas de Manuseio:
BrocasBrocas
DragaLâminas de aço
Diamante natural
PDC
Brocas
TricônicasCones
Rolamento Estrutura Cortante
PDC
Não Selada
SeladaJournal
Dentes de Aço
Insertos
Data Inovação1909 Broca com 2 Cones1924 Fileiras de Dentes Interpostas1932 Rolamento com Roletes
Brocas
Histórico:
1932 Rolamento com Roletes1933 Tricônica com Dentes de Aço1946 Jatos1951 Inserto de Carbureto de Tungstênio1959 Rolamento Selado1970 Rolamento Journal1980 Brocas PDC
A broca draga perfura por raspagem. Foi a primeira broca a ser
Brocas
primeira broca a ser utilizada. Hoje está totalmente em desuso.
A broca de diamante é usada em formações duras e abrasivas, e em operações de
Brocas
em operações de testemunhagem (coroa). Perfura por esmerilhamento.
A broca PDC(diamantepolicristalinocompactado) perfurapor ação de
Brocas
por ação deraspagem. Épreferencialmenteusada para perfurarformaçõeshomogêneas e, emgeral, apresenta altataxa de penetração.
Brocas
Tricônicas:
Para Formação DuraMuitos Insertos e Pequenos
Para Formação MolePoucos Insertos e Grandes
Brocas
Tipos de insertos:
Brocas
Tipos de rolamentos:
Aberto
Fluido Lubrifica
Fechado
Lubrificante LimpoJournal
Mancal
Falhas
CQ - Cone Quebrado
CT - Cone TrincadoCP - Cone Perdido
- Queda na Taxa de Penetração
- Torque Excessivo
- Aumento do Custo Métrico
Brocas
Motivos de retirada:
- Aumento do Custo Métrico
- Mudança de Formação
- Jato Obstruído
- Broca Encerada
Composição de colunas para poços direcionais
A posição dos
estabilizadores determinam o
comportamento da coluna.
De maneira geral um
estabilizadores perto da
broca tendem a fazer a
coluna ganhar ângulocoluna ganhar ângulo
(coluna alavanca), já com
estabilizadores longe
tendem a fazer a coluna
perder inclinação (coluna
pêndulo), mas colunas com
muitos estabilizadores
tendem a manter a inclinação
(coluna empacada)
Col. Build-up Col. empacada Col. pêndulo
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)Maior
resposta
Composição de colunas para poços direcionais
Ganho de inclinação:
Menor
resposta
Composição de colunas para poços direcionais
Manter inclinação:
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)Tendência
a perderTendência
a ganhar
Composição de colunas para poços direcionais
Perder inclinação:
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)Maior
respostaMenor
resposta
Motor de fundo
Deslocamento positivo:
A turbina não é muito
utilizada pela dificuldade de
se colocar o torque e a
Motor de fundo
Turbina:
se colocar o torque e a
velocidade desejada, e
necessita de muita
experiência do operador, ao
contrário do motor de
deslocamento positivo.
Perfuração Direcional
Convencional
Perfuração Direcional
Steerable e Horizontal
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