Coluna de Perfuração

André Costa
Ao decorrer da perfuração faz-se necessário a sua utilização com os seguintes objetivos:


 Transmitir a rotação da mesa rotativa à broca;

 Conduzir e exercer peso sobre a broca;

 Conduzir o fluido de perfuração a broca;

 Promover uma conexão elástica entre o deck de perfuração (Kelly) e a broca.



 Composta Basicamente:

 Tubo de Perfuração (Drill Pipes – DP);

 Tubo Pesado (Heavy Weight Drill Pipes – HWDP);

 Comando (Drill Collars – DC);

 Broca.



Nota: Necessita da utilização de acessórios indispensável à sua instalação, o mais importante são os substitutos ou simplesmente sub da coluna e ferramentas de uso bem específicos.



Tubos de Perfuração (Drill Pipes – DP).

São tubos de aço de usinagem sem costura, existente em grande quantidade na plataforma de perfuração. Possuem soldadas nas suas extremidades conexões cônicas conhecidas como tool joint inferior (pin connections - pino) e tool joint superior (box connections - caixa), Com finalidade de uni-las umas as outras e assim aumentar o tamanho da coluna, aprofundando-a no poço. Os tipos de roscas são tabelados pela API - American Petroleum Institute.

 Quando não estão em uso são estaleirados, condicionados em áreas conhecidas como estaleiro de tubos. Em caso de pouco espaço da plataforma, o estaleiro de tubos encontra-se na torre de perfuração (Navio Sonda – NS). Fabricado conforme a normalização da American Petroleum Institute (API 5D e especificação 7). O grau do aço pode ser: E75; X95; G105; S135. Características que lhe confere resistência à tensão de escoamento

 Seu comprimento pode variar segundo o seu range que poderá ser: Range 1 (6 a 7,5 m); Range 2 (8,5 a 10 m); Range 3 (acima de 12 m).

 O peso pode variar entre 100 e 600 Kg;

 O diâmetro nominal varia de 2 ⅜” a 6 ⅝”.



Tubo Pesado (Heavy Weight Drill Pipes – HWDP)

Importante por fornecer uma transição segura e rígida entre os tubos de perfuração e os comandos, com objetivo de diminuir consideravelmente uma possível quebra da coluna. Possui um reforço central no corpo do tubo e apresenta-se com range 2 ou 3. Podendo ser do tipo Standard Integral, quando apresentar as paredes externas lisas. Spiraled Integral, quando apresentar as paredes externas em forma de espiral.

 O peso pode variar entre 316 e 2290 Kg e o diâmetro nominal varia entre 3 ½” a 6 ⅝”.



Comandos (Drill Collars – DC)

Quanto ao comprimento pode variar entre 9,14 e 9,45 m, Com o peso variando entre 300 e 4210 Kg que é proporcional ao seu diâmetro nominal que apresenta a variação de 3 1/8” até 11”. Tem como objetivo fornecer rigidez à coluna bem como transmitir peso e estabilidade a broca, permitindo um melhor controle na trajetória do poço. Existem em dois modelos: os lisos e os espirados igualmente fabricados conforme a normalização da American Petroleum Institute. Possuem soldadas nas suas extremidades conexões cônicas conhecidas como box tool joint (superior) e pin tool joint (inferior). Justifica-se o uso de espirados para diminuir a área de contato dos mesmos com as paredes do poço. Evitando-se assim uma possível prisão por diferencial de pressão. Quando for manuseá-los haverá a necessidade da instalação de um sub de içamento, por razão de sua caixa superior ser interna, por tanto, não existindo um batente no elemento a fim de fixá-lo ao elevador.

Broca

Tem a função de promover, através da rotação e peso exercido sobre a coluna, a ruptura e desagregação das formações rochosas. Conectada sempre na extremidade inferior da coluna de perfuração.



Acessórios da Coluna de Perfuração – Substituto ou sub da coluna.

 Tubos de aço que apresenta pequena extensão (50 a 100 cm).

 Com objetivo de: Possibilitar a instalação dos elementos de roscas variadas existente em uma coluna de perfuração; Proteger a rosca do Kelly; Possibilitar a instalação da broca no início da montagem da coluna de perfuração.



 Tipos: Sub de Salvação; Sub de Salvação; Sub de Broca; Sub de Cruzamento; Sub de Redução; Sub de Elevação (lift) ou Içamento.



 Sub de Salvação - Tem o objetivo de proteger a rosca do Kelly do contato direto com as roscas dos outros elementos da coluna de perfuração, durante as manobras.

 Sub de Broca - Para realizar a conexão da broca ao comando, pois os dois possuem roscas em forma de pino (exterior).

 Sub de Cruzamento - Com a função principal de padronizar os diâmetros e tipos de roscas diferentes.

 Sub de Redução - Varia os diâmetros externo e interno e os tipos de roscas existentes.

 Sub de Elevação (Lift) ou Içamento - Utilizados para içamento e movimentação dos comandos de perfuração durante as manobras; Possui a seção superior com diâmetro externo igual o dos tubos de perfuração encaixando-se com perfeição ao elevador.



Ferramentas da Coluna de Perfuração – Uso específicos.



 Tipos: Estabilizadores, Escareadores, Alargadores, Drilling Jar e Amortecedores de Vibração.

 Estabilizadores - Com objetivo de fornecer maior rigidez à coluna de perfuração e sempre o seu diâmetro vai coincidir com o da broca. Muito empregado na perfuração direcional, por permitir que a trajetória pretendida do poço não seja desviada e também quando se quer garantir a verticalidade dos comandos. Geralmente instalado entre os comandos.

 Escareadores - Mesma características da anterior, porém empregadas em rochas mais densas por possuir roletes nas lâminas.

 Alargadores - Com objetivo de, em qualquer trecho já perfurado do poço, aumentar o seu diâmetro.

 Drilling Jar (Percussor de Perfuração) - Empregado basicamente em perfurações direcionais, podendo em casos pontuais ser utilizado em perfuração vertical quando a mesma apresentar grande possibilidade de prisão da coluna de perfuração. Funciona liberando uma carga de impacto na coluna simulando uma mola, alongando e encolhendo a coluna de perfuração e assim na maioria das vezes evitando a desagradável e difícil operação de pescaria. Pode ser do tipo mecânico ou hidráulico.

 Amortecedor de Vibração - Tem o objetivo de absorver as vibrações provocadas pelo impacto, durante o corte, da broca nas rochas mais densas; principalmente quando utilizadas brocas de carbureto de tungstênio. Provoca em alguns casos a perda da rigidez da coluna de perfuração.



 Desenvolvido pelo: Instrutor André Costa (instrutor.andrecosta@gmail.com).




 Bibliografia:

Fundamentos de Engenharia de Petróleo - Thomas;

Perfuração Direcional – Rocha, L. A. S. et al.

Google®;

Notas de Aulas (UNESA) – Variadas.