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NOÇÕES DE
SEGURANÇA
E CONTROLE
DE POÇOS
2013
DOCENTE: IVAN PEDRO LEMOS MASCARENHAS
FORMAÇÃO: ENGENHEIRO AMBIENTAL E DE PETRÓLEO
CARGA HORÁRIA: 16 HORAS
NOÇÕES DE SEGURANÇA E
CONTROLE DE POÇOS
2013/1
MÉTODO DE AVALIAÇÃO
!?!
NOÇÕES DE SEGURANÇA E
CONTROLE DE POÇOS
2013/1
BASE TECNOLÓGICA
• Unidades de Perfuração;
• Noções de Controle de Poço;
• Conceitos Fundamentais: Gradiente, Absorção e Fratura;
• Fluidos de Perfuração: Características, Funções e Propriedades;
• Conceitos de Kick e Blowout;
• Causas e Indícios de Kick;
• Métodos de Controle de Kick;
• Conceitos de Equipamentos do Sistema de Controle de Poço (ESCP);
• Constituição dos ESCP.
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
UNIDADES DE PERFURAÇÃO
Massa Específica dos Fluídos
UNIDADES:
lb / gal
lb / pe3
g / cm3
Água Destilada A 21ºc – 8,33 lb / gal
BALANÇA DENSIMÉTRICA
IMPORTÂNCIA DOS
EQUIPAMENTOS DE
SEGURANÇA EM CONTROLE
DE POÇO
( E.S.C.P’S )
1. Do tipo de poço a ser perfurado;
2. Da fase de perfuração;
3. Das máximas pressões esperadas na superfície.
CABEÇAL
São equipamentos de superfície necessários para que durante
a fase de perfuração toda a operação venha ser realizada de
forma segura. Ex: Cabeça de Revestimento, Carretel de
Revestimento, Adaptadores, Espaçadores, Carretel de
Perfuração, Preventores, etc.
CABEÇA DE REVESTIMENTO
Mais usadas na Petrobras:
Tipo C – 22:
C-22-BP
Tipo C – 29:
C-29-L
C-29-L (com base de assentamento) Tipo CR:
PCR10
CM
Tipo C - 22
CABEÇA DE REVESTIMENTO
Tipo C - 22 BP
CABEÇA DE REVESTIMENTO
SUSPENSOR DE REVESTIMENTO
(Casing Head)
Tipo C-22
Tipo C-29
CABEÇA DE REVESTIMENTO
Tipo C-29-L
CABEÇA DE REVESTIMENTO
Tipo C - 29 L com Base de Assentamento
CABEÇA DE REVESTIMENTO
(Casing Head)
Tipo C-29
SUSPENSOR DE REVESTIMENTO
Tipo CR ou CM
PCR-10
CABEÇA DE REVESTIMENTO
Tipo CR ou CM
CABEÇA DE REVESTIMENTO
(Casing Head)
Tipo CR ou CM
SUSPENSOR DE REVESTIMENTO
CARRETEL DE REVESTIMENTO / ANCORAGEM
( Casing Head Spool )
Tipo C-22
( Casing Head Spool )
Tipo C-22BP
CARRETEL DE REVESTIMENTO / ANCORAGEM
( Casing Head Spool )
Tipo C-29
CARRETEL DE REVESTIMENTO / ANCORAGEM
( Casing Head Spool )
Tipo C-29-L
CARRETEL DE REVESTIMENTO / ANCORAGEM
Tipo ET
PARAFUSO DE TRAVA (LOCKDOWN SCRAWS)
PARAFUSO DE TRAVA (LOCKDOWN SCRAWS)
PARAFUSO DE TRAVA (LOCKDOWN SCRAWS)
1. Travar o suspensor de revestimento;
2. Evitar possíveis movimentação do suspensor, por
expansão térmica ou pressão no anular;
3. Auxiliar na compressão do elemento de vedação do
suspensor de revestimento.
FINALIDADES DOS PARAFUSOS DE TRAVA
SEQÜÊNCIA DE APERTO DOS PARAFUSOS DE
TRAVA
GROOVE OU SEDE
1. Limpar e verificar a sede dos anéis ( groove ), sem usar
escova de aço;
2. Não usar graxa – vedação metal x metal;
3. Usar anel de vedação sempre novo;
4. Lubrificar as roscas dos prisioneiros e porcas;
5. Não aplicar torque excessivo aos prisioneiros;
6. Não encher furos para prisioneiros com graxa ou
qualquer lubrificante de roscas.
CUIDADOS NA CONEXÃO DOS FLANGES
SEQÜÊNCIA DE APERTO DAS PORCAS DO
FLANGE
1. De menor dureza que os flanges para se deformar no
aperto;
2. Devido a deformação permanente não se deve reutilizar
anéis;
3. A colocação de graxa na montagem pode provocar folga
com a vibração;
4. Deve-se ter cuidado para evitar amassamento que
comprometerá a vedação.
ANÉIS DE VEDAÇÃO
ANÉIS DE VEDAÇÃO
ANÉIS DE VEDAÇÃO
CARACTERISTÍCAS E FINALIDADES:
Flanges superior e inferior iguais;
Saídas laterais flangeadas;
Permite acesso ao poço pelas saídas laterais linhas
de matar e do choke;
Internamente é um cilindro;
Diâmetro de passagem o mesmo do BOP a que está
conectado.
( DRILLING SPOOL OU MUD CROSS )
CARRETEL DE PERFURAÇÃO
CARRETEL DE PERFURAÇÃO
( Drilling Spool ou Mud Cross )
A3 – Conexão de flanges de dimensões diferentes –
(CARRETEL CEGO);
A3 – Carretel Espaçador – Flanges Iguais – (CARRETEL
CEGO) permite adquirir altura;
A4 – A mesma função do A3 – altura menor.
ADAPTADORES DE FLANGES
Finalidade
CARRETEL ADAPTADOR DE FLANGE
Tipo A-3
CARRETEL ADAPTADOR DE FLANGE
CARRETEL ESPAÇADOR DE FLANGES IGUAIS
ADAPTADOR DE FLANGE
ADAPTADOR DE FLANGE – TIPO A4
ADAPTADOR DE FLANGE – TIPO A4
BOP DE GAVETAS SHAFFER
BOP DE GAVETAS HYDRIL
BOP DE GAVETAS CAMERON
SISTEMA DE TRAVAMENTO “POS-LOCK” SHAFFER
SISTEMA DE TRAVAMENTO MANUAL HYDRIL
SISTEMA DE TRAVAMENTO MANUAL
Cuidados para
não danificar
O BOP
suspendendo
pelo cilindro
MANUSEIO DO BOP DE GAVETAS
PREVENTOR DE GAVETAS CAMERON TIPO “U”
Range dos DP´s
– 3116832-01 3 ½”
– 3116832-02 4”
– 3116832-03 4 ½”
– 3116832-04 5”
– 3116832-05 5 ½”
– 3116832-06 6 5/8”
GAVETA DE TUBO “DIÂMETRO FIXO” HYDRIL
GAVETA DE TUBOS “DIÂMETRO VARIÁVEL” HYDRIL
– 3116833 3 ½” - 5 ½”
– 3118844 4 ½” - 7”
– Em desenvolvimento 5 ½” - 7 5/8”
SELO FRONTAL - GAVETA VARIÁVEL CAMERON
GAVETA DE TUBO “CEGA” HYDRIL
GAVETA DE TUBO “CISALHANTE” CAMERON
GAVETA DE TUBO “CISALHANTE” CAMERON
GAVETA DE TUBO “CISALHANTE-CEGA” HYDRIL
Funciona também como GAVETA CEGA No corte a pressão de acionamento deve ser 3.000 psi Antes do corte deve-se fazer o Hang – Off
Fech
am
en
to d
a G
ave
ta C
isa
lhan
te
GAVETA DE TUBO “CISALHANTE” CAMERON
DRILL PIPE EM “HANG OFF” DENTRO DO
“BOP STACK” APÓS CORTE
Coluna apoiada na
gaveta e a cizalhante
atuando no corpo do
tubo.
Operação de HANG-OFF
CORTE DE DRILL PIPE 5” GRAU – S COM GAVETA CISALHANTE – CEGA CAMERON
FOTOS DE CORTES DE D.P´s COM GAVETAS CEGAS-CISALHANTES
FOTOS DE CORTES DE D.P´s COM GAVETAS CEGAS-CISALHANTES
13 3/8” 72.0 lb/ft L-80 1890 psi
11 3/4” 65.0 lb/ft Q-125 2290 psi
8 5/8” 49.0 lb/ft L-80 1990 psi
6 5/8” 27.7 lb/ft S-135 1420 psi
5” 19.5 lb/ft S-135 1490 psi
GAVETAS CORTADORAS DE REVESTIMENTO
GAVETAS CORTADORAS DE REVESTIMENTO
GAVETAS CORTADORAS DE REVESTIMENTO
CORTE DE REVEST. 13 3/8” COM GAVETA “SUPER SHEAR” CAMERON
BOP ANULAR HYDRIL DUPLO
SEQÜÊNCIA DE FECHAMENTO DO ELEMENTO
DE VEDAÇÃO DO BOP ANULAR HYDRIL “GL”
Borracha Natural
Borracha Nitrilo
Borracha Neoprene
ELEMENTOS DE VEDAÇÃO DE PREVENTORES ANULARES
CURVAS DE OPERAÇÃO DO PREVENTOR
ANULAR HYDRIL “GK” 13 5/8” x 3000 psi
OPERAÇÃO DE “STRIPPING”
SISTEMA DE LINHAS
1. Deve ter flexibilidade para bombear tanto pelo
espaço anular como pelo interior da coluna.
2. Deve ser capaz de drenar em condições
controladas os fluidos contidos no poço.
É uma linha que tem a função de injetar fluidos no espaço
anular e ligar o manifold de injeção ao cabeçal.
FINALIDADE
Circulação normal não é possível;
Teste do BOP.
• Pressão de trabalho compatível com o E.S.C.P e linha igual
ou superior a 2”.
• Duas válvulas de gaveta e uma de retenção.
LINHA DE MATAR
Conduzir os fluídos pressurizados do poço ao CHOKE
MANIFOLD
Linha principal – mínimo : 3”
Linha secundária – mínimo : 2”
Duas válvulas de gaveta, sendo;
- Uma válvula de operação : HCR OU MANUAL
- Uma válvula de segurança : MANUAL
LINHA DE ESTRANGULAMENTO
Deve ser ancorada devidos os efeitos de vibrações;
Não ter curvas;
Em mudança de direção de fluxo usar um “tê”;
Circular água periodicamente;
Para pressão de trabalho superior a 5.000 PSI fazer
ligação flangeada ou soldada.
RECOMENDAÇÕES QUANTO À LINHA DO CHOKE
TÊ COM CHUMBO
É um sistema acumulador de energia hidráulica
com capacidade de fornecer o volume e a
pressão necessária para o rápido acionamento
dos componentes E.S.C.P.
UNIDADE ACUMULADORA /
ACIONADORA
UNIDADE HIDRÁULICA DE ACIONAMENTO DE BOP
LOCALIZAÇÃO
UNIDADE HIDRÁULICA DE ACIONAMENTO DE BOP
ACUMULADORES DE FUNDO E SUPERFÍCIE
UNIDADE ACIONADORA DO BOP
• Os tipos de BOP’s mais moderno funcionam com
sistema hidráulico tanto para abrir ou fechar as gavetas
como para abrir ou fechar o compartimento onde ficam
alojadas as gavetas.
• O sistema funciona com pressão fornecida pelo
acionador do BOP que tem sempre pressão acumulada
para qualquer tipo de emergência.
( CHOKE MANIFOLD )
É um conjunto de válvulas que permite controlar
a intensidade e a direção do fluxo proveniente do
poço. Possui pressão de trabalho compatível
com os preventores gaveta. É composto de
tubos, válvulas tipo gaveta e chokes.
CONJUNTO DE VÁLVULAS DE
ESTRANGULAMENTO
( CHOKE MANIFOLD )
3.000 psi
CONJUNTO DE VÁLVULAS DE
ESTRANGULAMENTO
( C
HO
KE
MA
NIF
OL
D )
3.0
00 P
SI
( C
HO
KE
MA
NIF
OL
D )
3.0
00 P
SI
VÁLVULA DE ACIONAMENTO HIDRÁULICO FMC (HCR)
VÁLVULA DE ACIONAMENTO HIDRÁULICO FMC (HCR)
Manual - FMC
Manual – CAMERON
CHOKE AJUSTÁVEIS
CHOKE AJUSTÁVEIS - MANUAIS
INSTALAÇÃO DO “CHOKE” REMOTO
É um painel pneumático ou elétrico, com válvulas para
acionamento a distância dos preventores de gaveta, anular
e válvulas hidráulicas e com manômetros da unidade de
acionamento.
Normalmente, um é instalado próximo ao sondador e outro
na rota de fuga.(N.S014 e S004)
PAINEL DE COMANDO REMOTO
CONTROLE REMOTO DE ACIONAMENTO DO BOP
PAINEL DE CONTROLE DE KICK
PAINEL DE CONTROLE DE KICK ANALÓGICO
PAINEL DE CONTROLE DE KICK DIGITAL
PAINEL DO SONDADOR CONVENCIONAL
• Peso;
• Penetração;
• Rotação da Mesa;
• Torque;
• Vazão da Bomba;
• Pressão do Fluído;
• Nível de Lama nos tanques;
• Fluxo de Fluído.
REGISTRADOR DE PERFURAÇÃO
Spectrum 1000 - Martin Decker / Totco
Fornece dados dos parâmetros da perfuração
REGISTRADOR DE PERFURAÇÃO
Funções do sistema “ DIVERTER ”;
Aplicações em “JACK-UP’S ” e flutuantes;
Linhas de ventilação;
Fabricantes: HYDRIL e VETCO (KFDS);
Sistemas de acionamento.
SISTEMA “DIVERTER”
DIVERTER HYDRIL – MSP 29 ½” – 500 PSI
DIVERTER HYDRIL - MSP
TESTE DE VEDAÇÃO DO DIVERTER HYDRIL ( PA )
DIVERTER HYDRIL Mod. FS 21-500
PAINEL DE CONTROLE DO SISTEMA
“DIVERTER”
Válvula de Segurança de
Coluna (Kelly Cock)
É uma válvula tipo Kelly Cock
que fica de stand by na
plataforma na posição aberta.
Por ter passagem plena
facilita a conexão e assim deve
ser a primeira válvula a ser
posicionada em caso de Kick
pelo interior da coluna.
INSIDE BOP
É uma válvula de
retenção com
conectores compatíveis
com a coluna de
perfuração utilizada e
com pressão de trabalho
compatível com o
E.S.C.P.
Válvula de
Segurança
de Coluna
+
Inside BOP
MONTAGEM DO CONJUNTO
“FLOAT VALVE” TIPO “FLAPPER”
“FLOAT VALVE” TIPO “FLAPPER”
“FLOAT VALVE” TIPO PISTÃO
COMPONENTES DE UMA “FLOAT VALVE”
Válvulas do Kelly
São duas válvulas de
esfera de passagem
plena, operadas por
chave Allen, localizadas
na parte superior e
inferior do Kelly.
VÁLVULAS DE SEGURANÇA DA “HASTE QUADRADA”
(Superior e Inferior)
VÁLVULAS DE SEGURANÇA DO “TOP DRIVE”
VÁLVULA DE RETENÇÃO – CHECK VALVE
– Processo de separação do gás contido no fluido de
perfuração ou completação;
– Dimensionamento e Especificação: API SPEC 12-J;
– Separadores Atmosféricos (gás livre);
– Desgaseificador a Vácuo (bolhas de gás em solução);
– Selos hidráulicos (“mud leg”).
SEPARADORES DE GÁS (DESGASEIFICADORES)
Centrífugo
É um desgaseificador atmosférico instalado no
tanque de lama junto ao tanque de decantação
da peneira e que opera por processo mecânico
de separação.
DESGASEIFICADORES ATMOSFÉRICO
Centrífugo
DESGASEIFICADORES ATMOSFÉRICO
É um desgaseificador confeccionado em tubo
de 20", que está instalado lateralmente à
peneira de lama, com a descarga de lama para
esta e descarga de gás para linha de retorno
de gás e que opera com gravidade.
“Bernadão”
SEPARADOR ATMOSFÉRICO NÃO ROTATIVO
“Bernadão”
SEPARADOR ATMOSFÉRICO NÃO ROTATIVO
“Bernadão”
SEPARADOR ATMOSFÉRICO NÃO ROTATIVO
SEPARADOR ATMOSFÉRICO
DESGASEIFICADOR A VÁCUO
QUEIMADOR
É um tanque para medir o volume de lama
injetado ou retornado de um poço em manobra
com bóia e escala indicadora do nível de lama.
pode operar com um conjunto moto-bomba
centrífuga ou por gravidade.
“TRIP TANK”
Tanque de Manobra
– Testes das funções;
– Testes das pressões;
– Teste de baixa pressão: 300 psi;
– Teste de alta pressão: como programa;
– Procedimentos.
TESTES DOS E.S.C.P´S
EQUIPAMENTOS DE TESTES - CUP TEST
EQUIPAMENTOS DE TESTES - CUP TEST
EQUIPAMENTOS DE TESTES - CUP TEST
EQUIPAMENTOS DE TESTES - CUP TEST
Métodos de Controle de Kick
• MÉTODO DO SONDADOR:
Este método consiste em duas etapas, também conhecido como método
das duas circulações.
a) Primeira Circulação – É a circulação para expulsar o fluido invasor;
para isto utiliza-se apenas o fluido original.
b) Segunda Circulação – Estando o poço já limpo do fluido invasor, inicia-
se a segunda circulação com o enchimento do poço com o novo fluido
de perfuração.
Métodos de Controle de Kick
• MÉTODO DO ENGENHEIRO:
Neste método, a circulação do fluido invasor, só deverá ser iniciada
quando a lama nova estiver preparada para ser injetada. Enquanto
isso não ocorre as pressões da superfície devem ser monitoradas
para que não atinjam o máximo valor permissível. Para isto é preciso
fazer constantes drenagens no poço.
Métodos de Controle de Kick
• MÉTODO VOLUMÉTRICO:
Este método deve ser empregado quando não se tem como circular a lama
no poço. Seja devido à coluna está fora do poço, totalmente entupida ou
também de a broca estiver muito acima do fundo do poço.
O método consiste em duas etapas. A primeira etapa é a segregação do
gás até a superfície (consiste em se permitir a migração do gás e a
expansão controlada até que o mesmo chegue a superfície.
A segunda etapa é a substituição do gás por lama (Top Kill).