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WELL CONTROL COURSE EQUIPMENT BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br ii WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISORY, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS APRESENTAÇÃO SQC GROUP TRAINING & CONSULTING Prezado treinando, seja bem-vindo ao CENTRO DE TREINAMENTO da SQC! Em nome de toda a equipe da SQC, queremos externar nossa satisfação em recebê-lo nas nossas instalações e apresentar nossos mais sinceros votos de boas-vindas. Desejamos a você um ótimo curso. Agradecemos sua preferência por nossa empresa para este treinamento e em retribuição à sua confiança, prometemos todo o nosso empenho e todo o nosso comprometimento com o alto padrão de qualidade dos nossos serviços. A SQC Group Training & Consulting, como empresa de Consultoria e Treinamento em Operações de Sonda, Operações em Poços de Petróleo e em Prevenção de Blowouts, busca continuamente a excelência na prestação de seus serviços, cujo foco é atender todas as suas expectativas, garantindo completa satisfação. Para isso, buscamos nos basear nos princípios da qualidade total e nos principais valores do relacionamento humano: RESPEITO, LEALDADE, CORDIALIDADE, SINCERIDADE, TRANSPARÊNCIA e HONESTIDADE. Não leve dúvidas para casa e muito menos para a sonda, com certeza operar sondas e/ou poços de petróleo não é uma atividade recomendada para quem tem dúvidas, principalmente com relação aos aspectos de segurança. Aproveite que você está HOJE no lugar e no momento certo para saná-las: SALA DE AULA DA SQC, sendo orientado por profissionais experientes, competentes, capacitados, atualizados e renomados na indústria do petróleo. Nós acreditamos em você! Coloco-me a sua disposição para ouvir e tratar de qualquer assunto. Terei o maior prazer em conversar com você. Atenciosamente, Francisco Stênio Bezerra Martins Diretor Presidente da SQC Group Treinamento e Consultoria Celular: +55 21 97273-5422 | E-mail: stenio@sqcgroup.com.br ATENÇÃO: O instrutor é o líder da turma em uma situação de evacuação da instalação. A título de treinamento, no primeiro dia de aula, no primeiro intervalo, o mesmo conduzirá a turma pela rota de fuga até o ponto de reunião. http://www.sqcgroup.com.br/ mailto:stenio@sqcgroup.com.br Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br iii WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISORY, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS POLÍTICAS DA SQC GROUP TRAINING & CONSULTING SQC GROUP TRAINING AND CONSULTING POLICIES MISSÃO MISSION Contribuir para o desenvolvimento humano e para o crescimento sustentável da atividade de exploração e produção de petróleo oferecendo serviços de consultoria e treinamento de alto valor agregado para a elevação do nível de capacitação das pessoas e dos padrões de segurança nas operações de sonda e poço. Contribute to human development and sustainable growth of the exploration and production oil activity offering consulting services and training of high aggregated value for the rise of people capacity level and safety standards in rig and oil well operations. VISÃO VISION Ser a melhor e a mais lembrada e reconhecida pelos clientes como uma empresa cidadã e um referencial de excelência em consultoria e treinamento em operação de sonda e poço, prevenção de blowout e QSMS. Be the best and the most remembered and recognized by customers as a corporate citizen and a benchmark of excellence in consulting and training in rig and oil well operations, blowout preventio and QHSE. NEGÓCIO CORE BUSINESS Consultoria e treinamento em operações de sonda e poço de petróleo, prevenção de blowout e QSMS. Consulting and training in rig and oil well operations, blowout prevention e QHSE. Atenciosamente, Francisco Stênio Bezerra Martins Diretor Presidente da SQC Group Treinamento e Consultoria Celular: +55 21 97273-5422 | E-mail: stenio@sqcgroup.com.br http://www.sqcgroup.com.br/ mailto:stenio@sqcgroup.com.br Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br iv WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISORY, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS Sumário 1 CAPÍTULO - INTRODUÇÃO AO ESTUDO DO SISTEMA BOP ....................................................................................... 1 1.1 COMPONENTES PRINCIPAIS DO SISTEMA DE EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE POÇO ......................................... 1 1.2 BARREIRAS DE SEGURANÇA DO POÇO .................................................................................................................... 1 1.3 FUNÇÕES DO SISTEMA DE EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE POÇO ...................................................................... 1 1.4 EQUIPAMENTOS PRINCIPAIS, AUXILIARES E BACK-UPS .......................................................................................... 2 2 CAPÍTULO - BOP DE SUPERFÍCIE E EQUIPAMENTOS DE CABEÇA DE POÇO................................................................... 3 2.1 ARRANJOS DE BOP STACK DE SUPERFÍCIE: API E PETROBRAS .............................................................................. 3 2.2 DENOMINAÇÕES DA PRESSÃO DE BOP STACK DE SUPERFÍCIE ............................................................................... 5 2.3 CLASSIFICAÇÃO DO BOP STACK ............................................................................................................................. 5 2.4 CARRETÉIS USADOS NA MONTAGEM DO CONJUNTO BOP E CABEÇA DE POÇO ..................................................... 6 2.4.1 CARRETEL ESPAÇADOR ..................................................................................................................................................... 6 2.4.2 CARRETEL DE PERFURAÇÃO.............................................................................................................................................. 7 2.5 CABEÇA DE REVESTIMENTO ................................................................................................................................... 7 2.5.1 CABEÇA TIPO C 22 E C 22-BP ........................................................................................................... 7 2.5.2 CABEÇA TIPO CR ............................................................................................................................. 8 2.5.3 CABEÇA TIPO C 29 E C 29L ............................................................................................................... 8 2.6 PARAFUSOS DE TRAVA (LOCKDOWN SCREWS) .................................................................................. 9 2.6.1 TIPO STANDARD ................................................................................................................................................................ 9 2.6.2 TIPO IP ......................................................................................................................................... 9 2.6.3 TIPO ET ...................................................................................................................................... 10 2.7 CARRETÉIS DE ANCORAGEM (CASING HEAD SPOOL) ........................................................................ 12 2.8 SUSPENSORES DE REVESTIMENTO (CASING HANGER) ....................................................................... 13 2.8.1 PROCEDIMENTO PARA INSTALAÇÃO DE SUSPENSORES DE REVESTIMENTO .............................................................. 14 2.9 ADAPTADORES DE FLANGES .................................................................................................................................14 2.9.1 ADAPTADOR A3 ........................................................................................................................... 14 2.9.2 ADAPTADOR A4 ........................................................................................................................... 14 2.9.3 ADAPTADOR DE FLANGES IGUAIS ................................................................................................................................. 14 2.10 EQUIPAMENTO OBS DE SUPERFÍCIE .................................................................................................................. 14 2.11 ALINHAMENTOS EM CONDIÇÃO NORMAL DE OPERAÇÃO ................................................................................ 15 3 CAPÍTULO - BOP STACK SUBMARINO .................................................................................................................................17 3.1 DENOMINAÇÕES DE PRESSÃO DE BOP STACK SUBMARINO ................................................................................ 17 3.2 CLASSE DE BOP STACK ........................................................................................................................................ 17 3.3 ARRANJOS DE BOP STACK SUBMARINO ............................................................................................................. 17 3.3.1 ARRANJOS DE BOP SUBMARINO E LINHAS ................................................................................................................. 18 3.4 ALINHAMENTOS EM CONDIÇÃO NORMAL DE OPERAÇÃO .................................................................................... 21 4 CAPÍTULO - CONECTORES HIDRÁULICOS, CONEXÕES E ANÉIS DE VEDAÇÃO .............................................................22 http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br v WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISORY, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS 4.1 CONECTORES HIDRÁULICOS DO CONJUNTO BOP SUBMARINO ........................................................................... 22 4.2 TIPOS DE CONECTORES HIDRÁULICOS .................................................................................................................. 22 4.2.1 CONECTOR HIDRÁULICO VETCO H-4 STANDARD....................................................................................................... 23 4.2.2 CONECTOR VETCO HIGH ANGLE RELEASE................................................................................................................... 25 4.2.3 CONECTORES HD, SHD E DHD H-4 (HEAVY DUTY) ......................................................................... 26 4.2.4 CONECTORES CAMERON ............................................................................................................................................... 26 4.3 ANÉIS DE VEDAÇÃO USADOS EM BOP DE SUPERFÍCIE ......................................................................................... 28 4.3.1 ANEL TIPO R ................................................................................................................................ 28 4.3.2 ANEL TIPO RX .............................................................................................................................. 28 4.3.3 ANEL TIPO BX .............................................................................................................................. 28 4.4 ANÉIS DE VEDAÇÃO USADOS EM BOP SUBMARINO ............................................................................................ 30 4.5 CONEXÕES ........................................................................................................................................................... 30 4.5.1 FLANGES ......................................................................................................................................................................... 30 4.5.2 CLAMPS .......................................................................................................................................................................... 31 4.6 REQUISITOS DE SEGURANÇA DO CONECTOR DA CABEÇA DO POÇO ...................................................................... 31 4.6.1 SISTEMA DE PRESSURIZAÇÃO DAS CÂMERAS DE TRAVAMENTO (BACK PRESSURE) ...................................... 31 5 CAPÍTULO - BOP TIPO GAVETA ............................................................................................................................................33 5.1 FUNCIONAMENTO ............................................................................................................................................... 33 5.2 VEDAÇÕES DO BOP DE GAVETAS ........................................................................................................................ 33 5.2.1 VEDAÇÕES DA GAVETA .................................................................................................................................................. 33 5.2.2 VEDAÇÃO DA PORTA DO "BONNET" .................................................................................................. 34 5.2.3 VEDAÇÃO DA HASTE DA GAVETA (ENGAXETAMENTO) ........................................................................... 34 5.3 TIPOS DE GAVETAS............................................................................................................................................... 35 5.3.1 GAVETA DE TUBOS DE DIÂMETRO FIXO ("PIPE RAMS" OU PR) ............................................................... 35 5.3.2 GAVETAS DE TUBOS DE DIÂMETRO VARIÁVEL ("VARIABLE BORE RAMS" OU VBR) ..................................... 35 5.3.3 GAVETA CEGA-CISALHANTE ("BLIND SHEAR RAMS" OU BSR) ................................................................ 36 5.3.4 GAVETA SUPER-CISALHANTE (CASING SHEAR RAMS - CSR OU SUPER SHEAR RAMS - SSR) ......................... 37 5.3.5 OPERAÇÃO DE “HANG OFF” ............................................................................................................ 38 5.3.6 SISTEMA DE TRAVA DAS GAVETAS ................................................................................................................................ 39 5.4 RAZÕES DE OPERAÇÃO ........................................................................................................................................ 44 5.4.1 RAZÃO DE FECHAMENTO............................................................................................................................................... 44 5.4.2 RAZÃO DE ABERTURA .................................................................................................................................................... 45 5.5 CUIDADOS NO TRANSPORTE DE BOP DE GAVETA ............................................................................................... 46 6 CAPÍTULO - BOP TIPO ANULAR ...........................................................................................................................................47 6.1 FUNÇÃO DO BOP ANULAR .................................................................................................................................. 47 6.2 FUNCIONAMENTO ............................................................................................................................................... 47 6.3 MATERIAL DO ELEMENTO DE VEDAÇÃO............................................................................................................... 48 6.4 BOP ANULAR SHAFFER ....................................................................................................................................... 48 6.4.1 MODELOS DE BOP ANULAR SHAFFER .........................................................................................................................48 6.4.2 PRESSÃO DE ACIONAMENTO ......................................................................................................................................... 49 6.4.3 COMPONENTES DE UM BOP ANULAR SHAFFER ......................................................................................................... 50 http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br vi WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISORY, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS 6.4.4 BOP ANULAR ROTATIVO SHAFFER ............................................................................................................................... 51 6.5 BOP ANULAR HYDRIL ......................................................................................................................................... 53 6.5.1 MODELOS DE BOP ANULAR HYDRIL ........................................................................................................................... 53 6.5.2 COMPONENTES DOS BOPS HYDRIL MODELOS GL E GX ............................................................................. 53 6.5.3 FUNCIONAMENTO DO BOP ANULAR HYDRIL ............................................................................................................. 54 6.5.4 GENERALIDADES SOBRE O BOP ANULAR GL ...................................................................................... 55 6.5.5 TIPOS DE BORRACHAS DE BOP ANULAR HYDRILL....................................................................................................... 57 6.6 BOP ANULAR CAMERON ..................................................................................................................................... 60 6.6.1 MODELOS DE BOP CAMERON ..................................................................................................................................... 60 6.6.2 FUNCIONAMENTO DO BOP ANULAR CAMERON ........................................................................................................ 61 6.6.3 COMPONENTES DO BOP ANULAR CAMERON ............................................................................................................ 61 6.7 OPERAÇÕES DE STRIPPING COM BOP ANULAR ................................................................................................... 62 7 CAPÍTULO - CHOKE MANIFOLD E VÁLVULAS ....................................................................................................................65 7.1 FUNÇÕES DO CHOKE MANIFOLD EM SISTEMA BOP SUBMARINO ...................................................................... 65 7.1.1 ARRANJO DO CHOKE MANIFOLD BOP SUBMARINO .................................................................................................. 65 7.1.2 DESCRIÇÃO DE SEUS COMPONENTES ........................................................................................................................... 66 7.2 CHOKE MANIFOLD E VÁLVULAS DE BOP DE SUPERFÍCIE .................................................................................... 68 7.2.1 OPERAÇÃO ..................................................................................................................................................................... 68 7.2.2 RECOMENDAÇÕES ......................................................................................................................................................... 69 7.2.3 IDENTIFICAÇÃO DO FLUXO E ÁREAS DE ALTA E BAIXA PRESSÃO ................................................................................. 70 7.2.4 VÁLVULAS E CHOKES ..................................................................................................................................................... 70 8 CAPÍTULO - SISTEMA DE CONTROLE DE BOP .........................................................................................................82 8.1 SISTEMA DE CONTROLE DE BOP DE SUPERFÍCIE ................................................................................................. 82 8.1.1 UNIDADE HIDRÁULICA DE ACIONAMENTO DO BOP ............................................................................. 82 8.1.2 PROCEDIMENTOS OPERACIONAIS ................................................................................................................................. 83 8.1.3 DIMENSIONAMENTO DOS ACUMULADORES ............................................................................................................... 84 8.1.4 PAINEL REMOTO DE ACIONAMENTO DO BOP (PAINEL DO SONDADOR) .................................................. 85 8.2 SISTEMA DE CONTROLE DE BOP SUBMARINO ..................................................................................................... 87 8.2.1 CONTROLE POR PILOTO HIDRÁULICO ........................................................................................................................... 87 8.2.2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO .................................................................................................................................. 88 8.2.3 VÁLVULAS MANIPULADORAS E SELETORAS ................................................................................................................. 89 8.2.4 CONTROLE MULTIPLEXADO ........................................................................................................................................... 94 8.2.5 UNIDADE HIDRÁULICA DO BOP ....................................................................................................... 95 8.2.6 ACUMULADORES ........................................................................................................................................................... 95 8.2.7 SEQUÊNCIA DE DESCONEXÃO DE EMERGÊNCIA (EDS) ........................................................................... 98 8.2.8 BACK-UPS DO SISTEMA DE CONTROLE DO BOP .................................................................................. 99 8.2.9 RECOMENDAÇÕES GERAIS ..........................................................................................................................................101 9 CAPÍTULO - EQUIPAMENTOS AUXILIARES ...................................................................................................................... 104 http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br vii WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISORY, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS 9.1 VÁLVULAS DE PREVENÇÃO INTERNA .................................................................................................................. 104 9.1.1 INSIDE BOP ............................................................................................................................... 104 9.1.2 VÁLVULA DE SEGURANÇA DE COLUNA DE PERFURAÇÃO ..........................................................................................104 9.1.3 VÁLVULAS DO KELLY E DO TOP DRIVE .......................................................................................................................105 9.1.4 DROPP-IN CHECK VALVE .............................................................................................................................................105 9.1.5 FLOAT VALVE ...............................................................................................................................................................106 9.1.6 DRILLING STAND E KILL ASSEMBLY ............................................................................................................................107 9.2 SEPARADOR ATMOSFÉRICO ...............................................................................................................................107 9.2.1 DEFINIÇÃO ....................................................................................................................................................................107 9.2.2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO ................................................................................................................................108 9.2.3 REQUISITOS DO SEPARADOR ATMOSFÉRICO ............................................................................................................108 9.2.4 EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DA ALTURA DO SELO HIDRÁULICO....................................................................109 9.3 TRIP TANK .......................................................................................................................................................... 110 9.4 DESGASEIFICADOR A VÁCUO ............................................................................................................................. 111 9.5 STRIPPING TANK (TANQUE DE STRIPPING) ................................................................................... 111 9.6 TANQUES DE LAMA ............................................................................................................................................ 112 9.6.1 TANQUE DE SUCÇÃO ....................................................................................................................................................112 9.6.2 TANQUE DE RETORNO .................................................................................................................................................112 9.6.3 EQUIPAMENTOS DE MISTURA .....................................................................................................................................112 9.7 SISTEMA DE TRATAMENTO DOS FLUIDOS .......................................................................................................... 113 10 CAPÍTULO - INSTRUMENTAÇÃO DE DETECÇÃO DE KICK ......................................................................................114 10.1 MEDIDOR DA VARIAÇÃO DA VAZÃO DE RETORNO (MUD FLOW FILL SENSOR) ..................................... 114 10.2 MEDIDOR DE VOLUME E TOTALIZADOR (MVT = MUD VOLUME TOTALIZER) ..................................... 114 10.3 SISTEMA EKD DE DETECÇÃO DE KICK .............................................................................................................. 115 11 CAPÍTULO - SISTEMA DIVERTER ....................................................................................................................................... 117 11.1 FUNÇÃO DO DIVERTER .................................................................................................................................... 117 11.2 DIVERTER EM JACK-UPS, PLATAFORMAS FIXAS E/OU SONDAS TERRESTRES .................................................. 117 11.3 DIVERTER EM FLUTUANTES ............................................................................................................................. 118 11.4 PARTES PRINCIPAIS DO DIVERTER ................................................................................................................... 119 11.4.1 ELEMENTO ANULAR ..................................................................................................................................................119 11.4.2 VÁLVULAS DO SISTEMA DIVERTER ...........................................................................................................................119 11.4.3 LINHAS DE VENTILAÇÃO DO DIVERTER ....................................................................................................................120 11.4.4 SISTEMA DE CONTROLE DO DIVERTER .....................................................................................................................121 11.5 TEMPO DE RESPOSTA DO DIVERTER ................................................................................................................ 122 12 CAPÍTULO - TESTE DOS EQUIPAMENTOS DO SISTEMA BOP .................................................................................123 12.1 PROCEDIMENTOS GERAIS DE TESTES DE BOP SUBMARINO............................................................................. 123 12.1.1 FREQUÊNCIA DOS TESTES..........................................................................................................................................123 12.1.2 PRESSÕES DE TESTE ...................................................................................................................................................123 http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br viii WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISORY, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS 12.1.3 FLUIDO DE TESTE .......................................................................................................................................................124 12.1.4 TESTES DE FUNÇÃO ...................................................................................................................................................124 12.2 TESTES DA UNIDADE HIDRÁULICA DO BOP (HPU-BOP SUBMARINO) .............................................. 124 12.3 TESTE DO DESGASEIFICADOR A VÁCUO ........................................................................................................... 125 12.3.1 PROCEDIMENTO DO TESTE DE FUNCIONAMENTO ..................................................................................................125 12.3.2 PROCEDIMENTO DO TESTE DE EFICIÊNCIA DE VAZÃO .............................................................................................125 12.4 TESTE DO SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PRESSÃO DO SEPARADOR ATMOSFÉRICO DE SONDA MARÍTIMA 125 12.4.1 MONITORAMENTO DO SELO HIDRÁULICO ..............................................................................................................125 12.5 TESTE DE FUNCIONAMENTO DOS CHOKES ....................................................................................................... 125 12.6 TESTE DO SISTEMA DE DETECÇÃO DE KICK DA SONDA...................................................................................... 126 12.6.1 PROCEDIMENTO PARA TESTAR O SISTEMA DE DETECÇÃO DE GANHO DE VOLUME .............................................126 12.6.2 PROCEDIMENTO PARA TESTAR O MEDIDOR DA VARIAÇÃO DE VAZÃO DE RETORNO ...........................................127 12.7 TESTE DE AFERIÇÃO DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO DE VOLUME ......................................................................... 127 12.8 TESTE DO DIVERTER ........................................................................................................................................ 127 12.9 TESTES DA AUTOSHEAR E EHBS ............................................................................................. 127 12.9.1 TESTE DA AUTOSHEAR...............................................................................................................................................127 12.9.2 TESTE DO EHBS (ELECTRO HIDRÁULIC BACK-UP SYSTEM) ................................................................. 127 12.10 TESTE DO SISTEMA ROV X HOT-STAB .................................................................................. 128 12.10.1 TESTES NA SUPERFÍCIE ............................................................................................................................................128 12.10.2 TESTES NO FUNDO DO MAR ...................................................................................................................................128 12.11 TESTES E CUIDADOS ESPECÍFICOS DE BOP DE SUPERFÍCIE .............................................................................128 12.11.1 COMENTÁRIOS SOBRE INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO .........................................................................................128 12.11.2 CUIDADOS COM OS FLANGES .................................................................................................................................128 12.11.3 CUIDADOS COM OS ANÉIS ......................................................................................................................................129 12.11.4 TESTES DOS PREVENTORES .....................................................................................................................................129 12.11.5 UNIDADE DE TESTE .................................................................................................................................................130 12.11.6 ASPECTOS A SEREM OBSERVADOS ANTES DA REALIZAÇÃO DO TESTE .................................................................130 12.11.7 SEGURANÇA DO PESSOAL .......................................................................................................................................131 12.11.8 MANÔMETROS .......................................................................................................................................................131 12.11.9 ALÍVIO DE PRESSÃO.................................................................................................................................................131 12.11.10 OUTROS PROCEDIMENTOS GERAIS .....................................................................................................................131 12.11.11 TESTES DA UNIDADE HIDRÁULICA DE ACIONAMENTO DO BOP ....................................................... 131 12.11.12 PAINEL REMOTO DE CONTROLE DO BOP (PAINEL DO SONDADOR) ................................................. 132 12.11.13 TESTE DA VEDAÇÃO DO ENGAXETAMENTO DO CARRETEL DE ANCORAGEM....................................................132 12.12 SENTIDO DA PRESSÃO DE TESTE OU SENTIDO ÚTIL DE BLOQUEIO................................................................ 132 12.12.1 BOP DE SUPERFÍCIE COM SENTIDO DA PRESSÃO DE TESTE ...............................................................................133 12.12.2 SISTEMA BOP SUBMARINO COM SENTIDO DA PRESSÃO DE TESTE...................................................................133 http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 1 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS 1 CAPÍTULO - INTRODUÇÃO AO ESTUDO DO SISTEMA BOP 1.1 Componentes principais do sistema de equipamentos de controle de poço Um sistema de equipamentos de controle de poço de superfície ou submarino é constituído por equipamentos ou sistemas principais, equipamentos auxiliares e equipamentos ou sistemas back-ups ou de emergência conforme o API STD 53 - edição 2012. O Diverter é um sistema de equipamentos de baixa pressão de trabalho utilizado para as operações de início de poço “top hole” em sondas de perfuração terrestre e/ou sondas de perfuração marítimas para operação em lâmina d’água rasa quando há previsão de existência de reservatórios de água ou gás rasos. O Diverter em unidades flutuantes é utilizado para operação de circulação de gás de riser. 1.2 Barreiras de segurança do poço Conforme a ANP (agência nacional do petróleo) Portaria ANP-25 barreira de segurança é a separação física apta a conter ou isolar os fluidos dos diferentes intervalos permeáveis, podendo ser: Líquida, sólida consolidada ou sólida mecânica e conforme a Norma NORSOK-010 de Integridade de Poço de Petróleo as barreiras de segurança são divididas em primária e secundária. 1.3 Funções do sistema de equipamentos de controle de poço O BOP juntamente com os equipamentos de cabeça de poço e o revestimento cimentado constituem a Barreira Secundária do poço e tem como funções principais, permitir de forma segura, as seguintes operações: • Fechar o poço em qualquer operação; • Aplicação de métodos convencionais de controle de poço: Sondador, Engenheiro, Simultâneo e Volumétrico; • Aplicação de métodos não convencionais de controle de poço: Bullheading, Mud Cupping, Dynamic Kill (amortecimento dinâmico) e Capeamento para controle de Blowouts; • Realização de operação de stripping; • Monitoramento das pressões do poço pelo interior da coluna e pelo anular; • Controlar as pressões aplicadas no poço com ajustes no choke; • Monitoramento do volume do poço; • A separação da mistura bifásica de gás livre e fluidos de perfuração ou de completação e sólidos retornados do poço; • Retirada de pequenas bolhas de gás do fluido de perfuração; • A conexão da unidade de cimentação com o poço pelo interior da coluna ou pelo anular; • Cisalhamento de colunas de drill pipes; • A detecção de kicks; • Medição de volumes de deslocamentos de colunas no poço; • Realização de flow check com auxílio do trip tank; • Medição de volumes drenados do poço com auxílio do trip tank e/ou stripping tank; • Acionamento de funções do BOP com sistemas back-ups de emergência. Além das operações acima, um sistema de BOP submarino permite ainda realizar as seguintes operações: • Desconexão de emergência do LMRP deixando o poço fechado; • Reconexão do LMRP e reentrada no poço; • Circular gás de riser direcionando para fora da embarcação (Diverter); • O monitoramento do volume do riser; • Monitoramento das posições do topo e base da bolha de gás em relação ao BOP durante a circulação de um influxo; BARREIRA PRIMÁRIA é a primeira separação física apta a conter ou isolar os fluidos de um intervalo permeável. BARREIRA SECUNDÁRIA é a separação física apta a conter ou isolar os fluidos de um intervalo permeável como redundância da barreira primária. “O BOP É UM DOS ELEMENTOS DA BARREIRA SECUNDÁRIA DO POÇO” http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 2 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS • Acionamento de algumas funções do BOP Stack quando se perde o sistema principal de controle do BOP (POD amarelo e POD azul), utilizando sistemas acústico ou hot-stab com auxílio de ROV; • Cisalhamento de colunas de drill pipes e revestimentos; • Monitoramento de pressão e temperatura no BOP. 1.4 Equipamentos principais, auxiliares e back-ups A divisão em equipamentos auxiliares e principais é de caráter didático, porém, consagrada na indústria do petróleo, sendo inclusive adotada pelo API. Os equipamentos principais são por definição aqueles vitais para o controle do poço, pois sem um deles no sistema não será possível a realização da operação de controle, sendo necessário recorrer a um sistema de emergência, tais como: volantes de acionamento e travamento das gavetas em BOP de superfície, sistema acústico e/ou Hot-stab com auxílio de ROV em BOP submarino. Back-ups ou sistemas de emergências são equipamentos que proporcionam redundância parcial para um equipamento ou um sistema de controle principal, podendo essa redundância ser de algumas funções ou de apenas uma função como é o caso típico da Auto-shear ou do Deadman. Estão descritos, ao lado, alguns equipamentos principais, auxiliares e back-ups: Exemplos de equipamentos principais: • BOP de gavetas, BOP anular, Conector hidráulico da cabeça do poço, Sistema de controle do BOP e Choke manifold; Exemplos de equipamentos auxiliares: • Stripping tank, Inside BOP, Trip tank, Válvula de segurançade coluna de perfuração DPSV e Válvulas de prevenção interna do Top Drive I- BOP Exemplos de back-ups ou sistemas de emergências: • Sistema acústico do BOP, Auto-shear, Sistema de Hot-stab operado com auxílio de ROV e EHBS (Electro Hydraulic Back- Up System) = Dead man conforme o API. Quando um influxo é circulado e a bolha chega no BOP o normal é que o gás seja conduzido pela “choke line” até chegar no choke manifold e daí ser direcionado para o separador atmosférico onde o gás livre será separado das fases líquidas e sólidas e descartado para a atmosfera pela linha de ventilação principal ou para o queimador em sondas de perfuração terrestres. Se parte ou todo o volume de gás em vez de seguir pela choke line, ultrapassar o BOP e entrar no riser, estaremos diante de uma situação de gás de riser, onde não será mais possível a utilização do sistema BOP para controlar esse gás e descartá-lo para a atmosfera. Para a circulação do gás de riser deve ser utilizado o sistema DIVERTER o qual será objeto de estudo neste manual. http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 3 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS 2 CAPÍTULO - BOP DE SUPERFÍCIE E EQUIPAMENTOS DE CABEÇA DE POÇO 2.1 Arranjos de BOP stack de superfície: API e Petrobras FIGURA 2-2 ARRANJO CLASSE 4-A1-R3 FIGURA 2-2-1 UNIDADE DE SUPERFÍCIE http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 4 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS FIGURA 2-3 ARRANJO CLASSE 3-A1-R5 5K FIGURA 2-4 ARRANJO CLASSE 5-A1-R4 15K A sofisticação ou a simplicidade do sistema de prevenção de uma sonda é função das condições peculiares das áreas onde a mesma vai operar e da consideração de ordem econômica. A montagem do cabeçal varia em função do tipo de poço a ser perfurado e da fase de perfuração, assim como da pressão a que estarão submetidos da altura da subestrutura da sonda e de vários outros fatores. O arranjo escolhido deve manter sempre um elemento inferior como reserva para ser usado em caso de falha de outro elemento do conjunto. Como é o caso da gaveta inferior e da linha secundária de estrangulamento e de matar. Durante um Kick o primeiro elemento a ser fechado deve ser o preventor anular. Caso no decorrer da operação de controle de poço este preventor comece a vazar ou a pressão atingir 70% de sua pressão de trabalho, a gaveta de tubo imediatamente abaixo deve ser fechada, o que vai permitir não só dar continuidade ao combate ao cabeceio, como também a substituição do elemento de vedação do preventor anular se este http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 5 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS estiver danificado. A gaveta inferior e as linhas secundárias somente devem ser usadas em situações de emergência e apenas o tempo suficiente para reparar os equipamentos situados acima delas. A gaveta cega, que é posicionada acima de uma gaveta de tubo, também poderá ser substituída por outra gaveta de tubo, quando em Kick com a coluna no interior caso seja necessário. Para a identificação dos elementos que compõem um cabeçal deve-se utilizar a seguinte nomenclatura conforme o API STD 53 traduzido para português: • A: preventor anular; • G: preventor de gaveta simples; • GD: preventor de gaveta dupla; • GT: preventor de gaveta tripla; • CP: carretel de perfuração; • C: cabeça de revestimento; • CA: carretel de ancoragem; • A3: carretel adaptador A3; • A4: adaptador estojado A4; • CE: carretel espaçador; • K: classe de pressão de trabalho expressa em 1.000 psi. Os componentes do cabeçal do poço devem ser listados obedecendo a sequência de baixo para cima especificando os topos dos elementos, acrescentando entre parênteses, o tipo de cabeça utilizada e o arranjo das gavetas. Exemplo: Onde: • 3K: pressão de trabalho 3000 psi; • 13 5/8": diâmetro nominal; • C(C22): cabeça de revestimento C22; • CA: carretel de ancoragem C22; • 5M: pressão de trabalho de 5.000 psi; • 11: diâmetro nominal; • A4: adaptador estojado; • CP: carretel de perfuração; • GD: preventor de gaveta dupla; • (5.cega): indica que a gaveta inferior é de tubos de 5" e a superior é a cega; • A: preventor anular. O API define um arranjo em função da classe de pressão de trabalho conforme o exemplo abaixo: 2.2 Denominações da pressão de BOP stack de superfície Cada BOP tipo gaveta instalado em um poço deve ter, no mínimo, uma pressão de trabalho igual à pressão máxima prevista na superfície (MASP). Equipamento preventor de erupção é baseado em classes de pressões de trabalho (RWP) e designado como descrito na Tabela 1 do API STD 53ª edição 2012: DENOMINAÇÃO DA PRESSÃO CLASSE DA PRESSÃO DE TRABALHO 2K 2.000 psi (13,79 Mpa) 3K 3.000 psi (20,68 Mpa) 5K 5.000 psi (34,47 Mpa) 10K 10.000 psi (68,95 Mpa) 15K 15.000 psi (103,42 Mpa) 20K 20.000 psi (137,90 Mpa) 25K 25.000 psi (172,37 Mpa) 30K 30.000 psi (206,84 Mpa) TABELA 1 DENOMINAÇÃO DE PRESSÃO DE BOP DE SUPERFÍCIE 2.3 Classificação do BOP stack Conforme o API STD 53ª edição 2012 a classificação ou simplesmente "classe" de um BOP é o número total de preventores, gavetas e anulares, instalados no BOP stack. As posições dos preventores de gaveta e anular e as saídas no BOP stack devem fornecer os meios confiáveis para lidar com eventos potenciais de controle de poço. O sistema deve fornecer um meio de: • Fechar e vedar em torno do tubo de perfuração, tubos de revestimento, ou liner e permitir circulação; • Fechar e vedar o poço aberto e permitir as operações de controle de poço por métodos volumétricos; • Descida "stripping" da coluna de perfuração com o BOP fechado e o poço pressurizado. 3K - 13 5/8 (Flange) - C (C22) - 5K - 11 - CA (C22) - 3K - 13 5/8 (Flange) - A4 - CP - GD (5, cega) - A Arranjo 10K Classe 4-A1-R3 (pressão de trabalho 10.000psi deve ter um BOP Anular (A1) e três BOP tipo gaveta (R3)). http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 6 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS A quantidade de preventores vedantes para contenção de pressão em um BOP stack deve ser usada para identificar a classe do sistema BOP instalado. Por exemplo, a designação da classe 6 representa uma combinação de um total de seis gavetas e/ou preventor anular instalados no arranjo, podendo ser dois preventores anulares e quatro preventores de gaveta, ou um preventor anular e cinco preventores de gaveta. Após identificada a classe do BOP stack, a nomenclatura seguinte identifica a quantidade do tipo de preventor anular instalado e é designada por uma identificação alfanumérica, por exemplo, a identificação de dois preventores anulares instalados é A2. A designação alfanumérica final deve ser atribuída à quantidade de gavetas ou cavidades para gavetas, independentemente da sua utilização, instaladas no BOP stack. As gavetas ou cavidades serão designadas com um "R" (Ram = gaveta em inglês), seguido pela quantidade numérica de gavetas ou cavidades, por exemplo, R4 designandoque quatro preventores tipo gaveta estão instalados ou o arranjo tem cavidades para 4 gavetas. Preventores anulares podem ter classe de pressão de trabalho inferior à classe de pressão de trabalho dos preventores de gaveta. Uma avaliação de risco documentada deve ser realizada pelo operador para todas as classes de arranjos do BOP para identificar posicionamentos de gavetas e configurações a serem instaladas. Esta avaliação deve incluir colunas cônicas, revestimentos, equipamentos de completação, ferramentas de teste, etc. Um mínimo de um conjunto de gavetas cegas ou gavetas cegas-cisalhantes (BSR) deve ser instalado quando o tipo de preventor a ser instalado for do tipo gaveta. Esta exigência aplica-se igualmente aos sistemas de pressão de trabalho de 3K ou classe menor e no mínimo a um sistema de arranjo Classe 2 do BOP stack. Um arranjo mínimo para Classe 3 de um BOP stack com um conjunto de gavetas cegas ou de gavetas cegas-cisalhantes e um conjunto de gavetas de tubo deve ser instalado para um sistema de pressão nominal 5K. O terceiro dispositivo pode ser um preventor do tipo gaveta ou do tipo anular ou o que for desejado. O arranjo mínimo para Classe 4 de BOP stack deve incluir um anular, uma gaveta cega ou BSR, e uma gaveta de tubo. O quarto dispositivo pode ser do tipo gaveta ou do tipo anular ou o que for desejado. Um arranjo mínimo para Classe 4 de BOP stack deverá ser instalado para a classe de pressão de trabalho 10K, com um mínimo de uma gaveta cega ou uma BSR capaz de cisalhar e vedar o tubo de perfuração em uso. Um BOP com arranjo Classe 5 ou superior deve ser instalado para 15K e sistemas de classe de pressão maiores. Os requisitos mínimos para arranjo classe 5 de BOP stack deve incluir um anular, uma BSR, e duas gavetas de tubo. O quinto dispositivo pode ser uma gaveta ou preventor anular, o que for desejado. Uma avaliação de risco será realizada para identificar posicionamentos de gavetas e configurações e tendo em conta o anular e tubulações de grandes diâmetros para a gestão de controle de poço. O arranjo mínimo para Classe 6 de BOPs deve incluir um anular, uma gaveta cega-cisalhante e duas gavetas de tubo no arranjo. Os dispositivos restantes podem ser uma gaveta de tubo, cega, cega- cisalhante, cisalhante de revestimento, para teste ou diâmetro variável, ou do tipo preventor anular, ou uma combinação dos mesmos, conforme determinado por uma avaliação de risco. Uma nomenclatura identificando o stack específico para uma Plataforma (linha de choke, linha de kill, gavetas e anulares, etc.) deve fazer parte do programa de perfuração. Todo preventor tipo gaveta com gaveta vedante deve ser equipado com dispositivos de trava. 2.4 Carretéis usados na montagem do conjunto BOP e cabeça de poço 2.4.1 Carretel espaçador Carretéis espaçadores são usados para fornecer a separação entre dois componentes com mesmos diâmetros e conexões iguais (designação da dimensão nominal e de classificação de pressão). Carretéis espaçadores podem ser usados para EXEMPLO: Um sistema BOP classe 6 instalado com dois preventores anulares e quatro preventores tipo gaveta é designado como "Classe 6-A2-R4." http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 7 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS permitir espaço adicional entre preventores para facilitar “stripping” usando as gavetas, hang off e/ou operações de cisalhamento, mas pode servir também para outras finalidades em um BOP stack. Carretéis espaçadores para BOP stack devem satisfazer os seguintes requisitos mínimos: • Ter o diâmetro interno igual ao diâmetro interno dos equipamentos que serão acoplados; • Ter uma pressão de trabalho igual ou maior do que a pressão de trabalho dos equipamentos que serão acoplados; • Não deve ter quaisquer penetrações capazes de expor o poço para o meio ambiente. FIGURA 2-5 ESPAÇADOR FIGURA 2-6 DRILLING SPOOLS & SPACER SPOOLS 2.4.2 Carretel de perfuração Linhas de choke e kill podem ser conectadas ambas às tomadas laterais dos BOPs ou para um carretel de perfuração instalado abaixo de pelo menos um BOP capaz de fechar em tubo. Utilização das saídas laterais de um BOP tipo gaveta reduz o número de conexões do stack e a altura total do BOP stack. No entanto, um carretel de perfuração é usado para fornecer saídas do stack (para localizar possíveis erosão no carretel dispensável) e permitir espaço adicional entre preventores para facilitar stripping, hang off, e / ou operações de cisalhamento. Carretéis de perfuração para BOP stack devem cumprir os seguintes requisitos mínimos: • Arranjos de classe de pressão 3K e 5K devem ter duas saídas laterais com diâmetro nominal mínimo de 2 polegadas (5,08 cm) e ser flangeadas, studded ou hubbed; • Arranjos de classe de pressão de 10K e maiores devem ter duas saídas laterais, uma com 3 polegadas (7.62 cm) e uma com 2 polegadas (5.08 cm) de diâmetro nominal mínimo, e ser flangeadas studded ou hubbed; • Carretéis de perfuração devem ter um diâmetro do furo vertical, igual ao diâmetro interno dos BOP de acoplamento e pelo menos igual ao diâmetro interno máximo da cabeça do poço superior ou do conjunto de cabeça do poço; • Carreteis de perfuração devem ter a pressão de trabalho igual à do BOP de gaveta instalado. Para operações de perfuração, as saídas das cabeças de poço e das montagens das cabeças de poços não devem ser empregadas para linha de choke e kill. 2.5 Cabeça de revestimento É instalada no revestimento de superfície e tem ainda como funções sustentar os revestimentos intermediários e de produção e permitir a vedação e o acesso ao anular formado pelo revestimento de superfície e o primeiro revestimento intermediário Deverá ser instalada cuidadosamente para que fique completamente nivelada e alinhada com a mesa rotativa, evitando-se assim esforços laterais no cabeçal e na coluna de perfuração As cabeças mais utilizadas no Brasil são as seguintes: 2.5.1 Cabeça tipo C 22 e C 22-BP Possui alojamento interno cilíndrico para instalação de tampões de testes (test-plug) e suspensores de revestimentos (casing hangers). As saídas laterais quando com roscas são de 2” LP, onde devem ser instaladas válvulas gavetas de 2 1/16”. São http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 8 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS fornecidas também com saídas flangeadas ou estojadas. Instalar, após a perfuração da fase e ancoragem do revestimento, em uma das saídas laterais uma válvula de esfera de 2” e na outra adaptar uma válvula agulha (kero test) de ½”. Em válvulas laterais rosqueadas usar niples novos de pressão de trabalho compatível com a válvula que vai ser conectada, verificando as condições das roscas de ambas as partes. FIGURA 2-7 CABEÇA DE REVESTIMENTO TIPO C22 As cabeças tipo C22-BP tem dois parafusos no flange para travamento do bowl-protector. FIGURA 2-8 CABEÇA DE REVESTIMENTO TIPO C22-BP 2.5.2 Cabeça tipo CR Possui pressão de trabalho de 2000psi alojamento cônico para suspensor, e o flange é enroscado com rosca ANSI ACME pino. A rosca inferior é Buttres. A vedação com o flange é feita através de um o-ring na parte inferior do flange. Verificar sempre as condições desse o-ring que deve estar completamente limpo e seco. Não se deve usar graxa. O flange é sempre recuperado após a ancoragem do revestimento de produçãoe a vedação do espaço anular é feita através de um anel de borracha, que é colocado após a retirada do flange, o qual é pressionado por uma tampa rosqueada. As saídas laterais são em rosca de 2” LP. Instalar válvulas gavetas para a perfuração e após a ancoragem do revestimento instalar em uma delas válvula esférica de 2 1/16” e 2.000 psi e na outra adaptar uma válvula ½” NPT por 2 000 psi (kero test). No anexo 2 estão as especificações e dimensões. FIGURA 2-9 CABEÇA DE REVESTIMENTO TIPO CR 2.5.3 Cabeça tipo C 29 e C 29L Essas cabeças possuem comprimento maior que a C22 para aceitar o suspensor de revestimento tipo C29 que é projetado para um mínimo de deflexão do revestimento suportando cargas maiores. As características de operação e instalação são idênticas às da cabeça C22. A cabeça de 21 ¼ ", é soldada. Essa cabeça possui, em sua parte inferior, um encaixe para o revestimento, onde deve receber cordões de solda nos pontos 1 e 2 e após essa soldagem, a mesma deve ser testada pelo ponto 3 com uma pressão compatível com a de colapso do revestimento. Algumas dessas cabeças possuem uma base de assentamento para nivelar com o condutor de 30", conforme é mostrado na Fig. 2-12. A cabeça C 29 pode possuir os parafusos de trava no flange, neste caso é C 29L esta cabeça pode ser com solda, rosca e com base de assentamento ou sem (ver Fig.2-10, 2-11 e 2-12). http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 9 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS FIGURA 2-10 CASING HEAD C-29 WITH SLIP-WELD BOTTOM FIGURA 2-11 CASING HEAD C-29 FIGURA 2-12 CABEÇA DE REVESTIMENTO TIPO C29L COM BASE DE ASSENTAMENTO. 2.6 Parafusos de trava (Lockdown screws) Localizados nos flanges de cabeças de poços (TIPO L), cabeça de revestimento e nos flanges superiores dos carretéis de ancoragem. Tem as seguintes funções: • Travar o suspensor de revestimento e a bucha de proteção (bowl protector), por seus topos; • Prevenir possíveis movimentos do suspensor de revestimento, que possam ser causados por expansão térmica ou pressão no anular; • Auxiliar na compressão do elemento de vedação no suspensor de revestimento. Existem 3 tipos de parafuso de trava, são eles: 2.6.1 Tipo standard É composto por duas partes: a parte externa onde está localizado o engaxetamento, o qual é energizado pela porca de vedação, e a parte interna com a porca de acionamento que é usada para enroscar o parafuso. O engaxetamento é em asbesto impregnado com grafite. FIGURA 2-13 PARAFUSO DE TRAVA TIPO STANDARD. 2.6.2 Tipo IP É desenhado para aplicação onde se requer frequentes operações de travamento dos elementos na cabeça do poço. Ele possui uma vedação dupla no corpo, a qual pode ser energizada pela injeção de plástico (TEFLON). A porca de enroscamento é usada tanto para enroscar o parafuso como para comprimir o engaxetamento. http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 10 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS FIGURA 2-14 PARAFUSO DE TRAVA TIPO IP 2.6.3 Tipo ET É usado em cabeças e carretéis de alta pressão. Algumas de suas características são as seguintes: • Grande diâmetro na extremidade de contato com o elemento a ser travado para um maior esforço quando for parafusado; • Um anel plástico na extremidade e um anel "O" no engaxetamento isolam as roscas da ação de fluidos corrosivos; • A haste, com a porca de enroscar, sai da parte com engaxetamento 1½" quando o parafuso é todo desenroscado e apertado. A maioria dos problemas existem com a utilização desses parafusos de trava e podem ser eliminados tomando-se os cuidados mencionados nos itens I, II e III. I. Antes da instalação da cabeça ou do carretel que possui o parafuso standard, lubrificar a rosca da extremidade com graxa; FIGURA 2-15 PARAFUSO DE TRAVA TIPO ET II. Certificar-se de que todo o parafuso está contraído antes da instalação de qualquer elemento na cabeça do poço ou no carretel; III. Todos os parafusos de trava devem ser acionados aos pares em 180º. Continuar com os demais da mesma maneira, mantendo o equipamento alinhado na cabeça do poço. Apertar os parafusos de trava usando a sequência mostrada na Fig.2-16 IMPORTANTE: Os parafusos de trava standard não possuem um anel de vedação na extremidade. As roscas nessa extremidade devem ser engraxadas para prevenir a formação de lama em torno delas durante a perfuração. NOTA: A extremidade do parafuso de trava deverá estar no mesmo plano com o ID da parte superior do elemento do cabeçal. ATENÇÃO: Acionar o primeiro parafuso até contactá-lo com o equipamento na cabeça do poço. Não apertá-lo. Agora acionar o parafuso de trava localizado no meio entre os dois originais já acionados. Então acionar o oposto a esse. http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 11 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS FIGURA 2-16 SEQUÊNCIA DE APERTO DOS PARAFUSOS DE TRAVA. Conexão entre os elementos do cabeçal a) Flanges É um sistema de ligação entre dois equipamentos que retém pressão, em forma de anel, fundido externamente a esses equipamentos, com orifícios para parafusos e com um mecanismo de vedação. Para cada diâmetro de passagem e pressão de trabalho existe um flange normalizado pelo API (ver Anexo 01). Essas conexões devem ser executadas da seguinte maneira: • Limpar e verificar as sedes dos anéis (groove), sem a colocação de graxa. Não usar escova de aço; • Instalar o anel de vedação, que deve ser sempre novo; • Instalar o outro flange correspondente; • Lubrificar as roscas dos prisioneiros e as faces das porcas com a graxa apropriada; • Instalar os prisioneiros e/ou porcas. • Apertar todas as porcas uniformemente em uma configuração conforme figura 2-17. Ver Anexo 06 a especificação do torque recomendado; • Após a aplicação do torque recomendado haverá um espaçamento entre os flanges (Stand off) que permite a visibilidade do anel. Para os flanges 6B. (Anexo 01) Para os flanges 6BX, existem espaçamento de 1/4" após suas faces se unirem, devido um rebaixo de 1/8" em cada uma delas. Neste caso o anel BX não é visível. FIGURA 2-17 CONFIGURAÇÃO DE APERTO DAS PORCAS DO FLANGE b) Cubos com grampos (Clamp hub) O cubo (hub) é um sistema de ligação entre dois equipamentos que retém pressão, em forma de anel, forjado externamente a esses equipamentos, com um mecanismo de vedação que é energizado pelo aperto de grampos (clamp). O anel a ser utilizado deve ser o especificado nas tabelas dos fabricantes. As pressões de trabalho dessas conexões acompanham a normalização do API. O grampo (Fig 2-18), consiste em duas partes iguais que podem ser unidas por parafusos com porcas dos dois lados ou com porca de um lado e fixo do outro por um pino onde gira. FIGURA 2-18 CUBOS COM GRAMPO ATENÇÃO: Deve-se ter um cuidado especial durante a remoção e instalação de prisioneiros e porcas. Inspecionar as roscas dos prisioneiros e os orifícios dos mesmos quanto a danos tais como deformação, espanamento ou abrasamento. Não aplicar torque demasiado aos prisioneiros. Não engraxar nem encher furos rosqueados com lubrificantes de roscas. Esta prática resultará emapertos inexatos nos prisioneiros. OBSERVAÇÃO: Nos flanges estojados 6BX, esse rebaixo de 1/8" pode ser omitido, assim o espaçamento, nesse caso será de 1/8". http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 12 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS Essas conexões devem ser executadas da seguinte maneira: • Limpar e verificar as sedes dos anéis (groove), sem a colocação de graxa; • Instalar o anel de vedação, que deve ser sempre novo; • Instalar o outro cubo (hub) correspondente; • Instalar o grampo (clamp). c) Estojo Também é um sistema de ligação entre dois equipamentos que retêm pressão, semelhante à do flange, mais forjado no próprio equipamento. Todas as suas características de instalação são idênticas às descritas para os flanges. 2.7 Carretéis de ancoragem (Casing Head Spool) Os carretéis distinguem-se da cabeça de revestimento por possuírem dois flanges, superior e inferior, que são de características diferentes (diâmetro e/ou pressão de trabalho). São utilizados para sustentação de revestimentos intermediários ou de produção através de suspensores de revestimento idênticos aos usados nas cabeças de revestimento. Também fornece vedação e permite acesso ao anular dos dois últimos revestimentos descidos. Em seu interior, na parte inferior, possui engaxetamentos (pack-offs) que irão fornecer a vedação secundária, e na parte superior possui um ressalto para apoiar o suspensor de revestimento, o test-plug ou o bowl protector (bucha de desgaste utilizada para evitar danos ao carretel na movimentação da ferramenta de perfuração e que deve ser retirada antes da descida do revestimento seguinte). Possui alojamento cilíndrico para suspensor de revestimento, saídas laterais flangeadas, com roscas ou estojadas nas quais devem ser instaladas válvulas de gaveta. No final do poço uma delas deverá ser substituída por um flange companheiro e uma válvula agulha. FIGURA 2-19 CARRETEL DE ANCORAGEM C- 22 FIGURA 2-20 CARRETEL DE ANCORAGEM C- 29 FIGURA 2-21 CARRETEL DE ANCORAGEM C- 29L • Conectar primeiro o parafuso de um lado, o que facilitará a conexão do parafuso do outro lado; • Apertar o grampo deixando o espaço entre as suas extremidades de igual tamanho, cuidando para que uma parte não fique mais apertada que a outra. OBSERVAÇÕES: • Lubrificar sua parte interna com pouca graxa; • Para facilidade de aperto, instalar o grampo com as porcas no sentido de “apertar para cima”, o que facilita o uso do cat-line, se necessário; http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 13 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS Atenção deve ser dada à instalação do engaxetamento interno que não deve ter nenhum de seus elementos danificados, o que poderá provocar vazamentos pelo mesmo durante os testes do cabeçal. Cuidado especial se deve ter ao cortar o revestimento após seu ancoramento. A superfície cortada deverá ser biselada e as rebarbas removidas para que não venham a cortar os elementos do engaxetamento. A principal função desse engaxetamento é proteger a ponta do revestimento cortado e promover isolamento da parte inferior do carretel. Quando for o caso permitindo que se trabalhe a uma pressão superior ao do flange inferior. Sua montagem, na parte inferior do carretel, deve ser conforme a figura 2- 22. FIGURA 2-22 MONTAGEM DO ENGAXETAMENTO NO CARRETEL DE ANCORAGEM É recomendado, antes do corte do revestimento, medir a altura necessária para que o engaxetamento no interior do carretel seja coberto pelo revestimento. Essa medida normalmente é da ordem de 6,5 polegadas. Anexo 03 e 04. 2.8 Suspensores de revestimento (Casing hanger) São cunhas com engaxetamento para vedação, que ancoram os revestimentos nas cabeças ou nos carretéis de ancoragem. Nas cabeças C-22 utiliza-se o suspensor C-22 e na C- 29, o suspensor C29. São do tipo envolvente, isto é, que podem ser descidos através do BOP. No C-22 o engaxetamento se expande e veda contra o tubo de revestimento e contra a cabeça de revestimento quando o peso da coluna de revestimento é transferido para as cunhas, obtendo- se assim a vedação do espaço anular entre os revestimentos. FIGURA 2-23 SUSPENSOR DE REVESTIMENTO C-22 No C-29 o peso do revestimento é transferido primeiramente para as garras superiores que se movem para baixo energizando o engaxetamento e transferindo o esforço para as garras inferiores, de parede paralelas, até que essas se ajustam ao revestimento e passam a absorver o restante da carga, evitando assim compressão excessiva no elemento de vedação. O Anexo 05 apresenta informações sobre as cunhas. FIGURA 2-24 SUSPENSOR DE REVESTIMENTO C-29. O suspensor utilizado nas cabeças tipo CR Fig.2-25 não veda o espaço anular. É necessário o emprego de um anel superior de borracha, colocado após a recuperação do flange superior da cabeça. http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 14 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS FIGURA 2-25 SUSPENSOR DA CABEÇA TIPO “CR“ 2.8.1 Procedimento para instalação de suspensores de revestimento (1) Soltar o ferrolho abrindo o suspensor em duas partes; (2) Colocar duas tábuas na cabeça de revestimento, em torno do revestimento; (3) Posicionar o suspensor sobre as tábuas, fechando-o ao redor do tubo; (4) Prender o ferrolho e engraxar o lado externo do suspensor; (5) Aplicar a tração especificada ao revestimento. Mínimo de 40.000 lbs; (6) Centralizar o revestimento; (7) Remover os parafusos retentores no suspensor; (8) Remover as tábuas, deixando o suspensor cair para dentro da cabeça do revestimento; (9) Verificar se está devidamente assentado com leves pancadas na sua parte superior e nas cunhas, de maneira a assentá-las uniformemente em torno do revestimento; (10) Transferir lentamente a tração do revestimento para o suspensor. 2.9 Adaptadores de flanges Utilizado para conectar dois equipamentos com flanges diferentes e/ou para incrementar a altura na instalação do E.S.C.P. Não possuem saídas laterais. 2.9.1 Adaptador A3 É um carretel sem saídas laterais cuja função é permitir a conexão de flanges de dimensões diferentes, diâmetro ou pressão ou ambas. Neste caso o flange inferior é obrigatoriamente diferente do flange superior. Serve também para dar altura no cabeçal, se for o caso. Fig. 2-26 FIGURA 2-26 CARRETEL ADAPTADOR A3 2.9.2 Adaptador A4 Tem a mesma função do A3. Devido sua altura ser reduzida não serve para se utilizar quando se deseja maior espaçamento entre os equipamentos. É estojado, não tem o formato de um carretel. Fig. 2- 27 FIGURA 2-27 ADAPTADOR A4 2.9.3 Adaptador de flanges iguais É um carretel espaçador o que indica que serve apenas para se ganhar altura no cabeçal. Não permite a conexão de equipamentos com flanges diferentes. Assim como o A3 não tem saída laterais. Comumente chamado de cego por isso. 2.10 Equipamento OBS de superfície É o equipamento de superfície usado com o sistema OBS de suspensão de revestimento usado por plataformas fixas, apoiado no fundo do mar. O sistema OBS sustenta o peso do revestimento no nível do fundo do mar para melhorar a estabilidade da sondapermitindo o abandono ou a reentrada em um poço temporariamente abandonado. O equipamento de superfície do sistema OBS é constituído por carretéis de passagem plena. Depois que a primeira cabeça for montada no revestimento, uma bucha suporte é instalada para proporcionar a vedação secundária do espaço anular, e receber o próximo suspensor de revestimento. Então o carretel é colocado sobre essa bucha, encostando-a http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 15 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS contra a cabeça de revestimento. Assim sucessivamente até o engajamento com o conjunto de preventores. Ver Fig.2-28 No abandono do poço, todos os suspensores acima da cabeça de revestimento são liberados com a remoção dos carretéis, permitindo assim sucessivos acessos aos suspensores, buchas suporte e revestimentos internos. O suspensor de revestimento utilizado nos carretéis é o C-29. O formato da bucha suporte é mostrada na Fig. 2-28. FIGURA 2-28 FORMATO DA BUCHA SUPORTE FIGURA 2-29 EQUIPAMENTO OBS DE SUPERFÍCIE 2.11 Alinhamentos em Condição Normal de Operação FIGURA 2-30 CONDIÇÃO DE OPERAÇÃO HARD SHUT-IN METHOD http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 16 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS FIGURA 2-31 CONDIÇÃO DE OPERAÇÃO SOFT SHUT-IN METHOD http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 17 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS 3 CAPÍTULO - BOP STACK SUBMARINO 3.1 Denominações de pressão de BOP stack submarino Equipamento preventor de erupção é baseado em classes de pressões de trabalho (WP) e designado como 5K, 10K, 15K, 20K, 25K, e 30K como descrito na Tabela 5 do API STD 53ª edição 2012. DENOMINAÇÃO DE PRESSÃO CLASSE DA PRESSÃO DE TRABALHO 5K 5.000 (34,47 MPa) 10K 10.000 (68,95 Mpa) 15K 15.000 (103,425 MPa) 20K 20.000 (137,90 MPa) 25K 25.000 (172,37 MPa) 30K 30.000 (209,84 MPa) TABELA 2 DENOMINAÇÕES DE PRESSÃO DE BOP SUBMARINO Cada BOP de gaveta deve ter no mínimo, uma pressão de trabalho WP igual ao valor máximo previsto de pressão na cabeça do poço (MAWHP). 3.2 Classe de BOP stack A classificação ou "classe" de um BOP stack é o número total de gavetas e preventores anular no BOP Stack. A quantidade de componentes vedantes para contenção de pressão em um BOP stack deve ser usada para identificar a classe do sistema BOP submarino. A designação da classe 6 representa uma combinação de um total de seis gavetas e/ou preventor anular instalado (por exemplo, dois preventores anular e quatro preventores de gaveta, ou um preventor anular e cinco preventores de gaveta, no caso da classe 6 descrita). Após a classe do BOP ser identificada, a nomenclatura seguinte identifica a quantidade de preventor anular instalado e é designada por uma identificação alfanumérica (por exemplo, a identificação de dois preventores anulares é A2). A designação alfanumérica final deve ser atribuída à quantidade de gavetas ou cavidades para gavetas, independentemente da sua utilização do BOP stack. As gavetas ou cavidades serão designadas com um "R" (Ram gaveta em inglês), seguido pela quantidade de gavetas ou cavidades (por exemplo, R4 designa que quatro preventores tipo gaveta estão instalados). 3.3 Arranjos de BOP Stack Submarino As posições dos preventores anular e de gavetas e as saídas no BOP stack submarino devem fornecer os meios confiáveis para lidar com eventos potenciais de controle poço. Especificamente para as operações em flutuantes, o sistema deve fornecer um meio de: • Fechar e vedar no tubo de perfuração, tubing, revestimento ou liner e permitir a circulação; • Fechar e vedar nos poços abertos e permitir as operações de controle de poço por métodos volumétricos; • Tripping com a coluna de perfuração; • Hang-off do tubo de perfuração em uma gaveta de BOP e controlar o poço; • Cisalhar o tubo de perfuração ou tubing e vedar o poço; • Desconectar o riser do BOP stack; • Circular no poço após a desconexão do tubo de perfuração; • Circular através do BOP stack para remover gases aprisionados. Preventores anular que têm uma pressão de trabalho WP inferior ao preventor de gaveta são aceitáveis. Conforme o API STD 53ª edição 2012 a linha mais inferior conectada ao BOP Stack deve ser identificada como kill line. Para BOP que tem linhas instaladas em cada lado com saída da última gaveta de controle de poço, ambas podem ser designadas como linha de choke ou linha de kill. EXEMPLO: Um sistema BOP classe 6 com dois preventores anulares e quatro preventores tipo gaveta é designado como "Classe 6-A2-R4." http://www.sqcgroup.com.br/ Avenida Nelson Carvalhaes, 90, Mirante da Lagoa – Macaé / RJ CEP 27.925-490 Tel: +55 (22) 2773-4150 / WhatsApp +55 (22) 99819-4800 www.sqcgroup.com.br 18 WELL CONTROL COURSE BOP SYSTEM: SURFACE AND SUBSEA SUPERVISOR, DRILLER AND INTRODUCTORY LEVELS Nomenclatura para identificar equipamentos específicos do stack (linha de choke, linha de kill, etc.) devem fazer parte do programa de perfuração. Uma avaliação de risco documentada deve ser realizada pelo usuário do equipamento e pelo proprietário do equipamento para todas as classes de arranjos do BOP para identificar posicionamentos e configurações de gavetas, e ter em conta o espaço anular e tubulações larga(s) para o gerenciamento de controle de poço. O BOP stack submarino deve ser Classe 5 ou superior o que consiste no seguinte: • Um mínimo de um preventor anular; • Um mínimo de duas gavetas de tubo (excluindo a gaveta de teste); • Um mínimo de dois conjuntos de gavetas cisalhantes para cisalhar o tubo de perfuração e tubing em uso, dos quais pelo menos um conjunto de gavetas deve ser capaz de vedar. Para as plataformas ancoradas, um mínimo de um conjunto de BSR (capaz de vedação) para o cisalhamento do tubo de perfuração e tubing em uso pode ser efetuado após a realização de uma avaliação de risco. 3.3.1 Arranjos de BOP submarino e linhas O arranjo do BOP submarino é denominado convencional quando é composto por 2 BOP anulares e 4 cavidades no BOP Stack conforme mostrado na figura abaixo. Na cavidade do topo do conjunto tem instalada uma gaveta cega-cisalhante e nas outras 3 cavidades tem instaladas gavetas de tubo. Este conjunto BOP quando instalado em sonda DP é utilizado para a perfuração de poços com margem de segurança de riser. O arranjo do conjunto BOP submarino de sonda DP para perfuração de poços com pelo menos uma fase sem margem de segurança de riser deve ser composto por 2 BOP anulares e 5 ou 6 cavidades no BOP Stack para possibilitar a instalação de duas gavetas cega-cisalhantes ou uma cega-cisalhante e uma super-cisalhante, mantendo a mesma quantidade de gavetas de tubos visando aumentar a confiabilidade no isolamento do poço após uma desconexão de emergência do LMRP. Pode ser utilizado um dos seguintes arranjos de gavetas: Arranjo 1: 2 BOP anulares + 2 gavetas cegas- cisalhantes + 3 gavetas de tubo; Arranjo 2: 2 BOP anulares + 1 gaveta cega-cisalhante + 1 gaveta super-cisalhante + 3 gavetas de tubo; Arranjo 3: 2 BOP anulares + 2 gavetas cegas- cisalhantes + 1 gaveta super-cisalhante + 3