4 istemas de Sonda de Perfuração I

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SISTEMAS DE 
UMA SONDA
Material elaborado em parceria PrOMinP e Petrobras.
Autor: Fernando Luiz Alves Freire
SISTEMAS DE 
UMA SONDA
Este material é resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos 
da área de Exploração & Produção, da Universidade Petrobras e 
representantes do PrOMinP (Programa de Mobilização da indústria 
nacional de Petróleo e gás natural). Ele se estende para além dessas 
páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência 
de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades 
profissionais da Companhia.
É com tal experiência, refletida nas competências do seu corpo de 
empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes 
desafios com os quais ela se depara no Brasil e no mundo.
nesse contexto, o E&P através do Programa Alta Competência, visando 
prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força 
de trabalho às estratégias do negócio E&P. 
realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como 
premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e 
detalhamento das competências necessárias para explorar e 
produzir energia.
O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das 
competências, de modo a facilitar a formação e reciclagem dos 
empregados. 
A concepção pedagógica dos cursos, além de contemplar os 
aspectos tecnológicos tem uma preocupação constante com os 
aspectos relacionados à preservação da Saúde, Meio Ambiente e 
Segurança de todos os envolvidos em seus processos produtivos. 
Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo 
que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para 
esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os 
que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de 
sucesso que ela é.
Programa Alta Competência
SumárioSumário
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda 
1. Sistemas de uma sonda 13
1.1. introdução 13
Capítulo 2. Equipamentos da sonda 
2. Equipamentos da sonda 17
2.1. Sistema de sustentação de carga 17
2.1.1. Torre ou mastro 18
2.1.2. Subestrutura 19
2.1.3. Fundações ou bases 19
2.1.4. Estaleiros 20
2.2. Sistema de geração e transmissão de energia 20
2.2.1. Fontes de energia 20
2.2.2. Sondas mecânicas 21
2.2.3. Sondas diesel-elétricas 22
2.3. Sistema de movimentação de carga 23
2.3.1. Guincho 23
2.3.2. Bloco de coroamento 25
2.3.3. Catarina 27
2.3.4. Gancho da catarina 27
2.3.5. Cabo de perfuração 28
2.3.6. Elevador 32
2.4. Sistema de rotação 33
2.4.1. Mesa rotativa 34
2.4.2. Kelly 34
2.4.3. Cabeça de injeção (swivel) 35
2.4.4. Top drive 36
2.4.5. Motor de fundo 36
2.5. Sistema de circulação 37
2.5.1. Fase de injeção 38
2.5.2. Fase de retorno 38
2.5.3. Fase de tratamento 39
2.6. Sistema de segurança de poço 40
2.7. Sistema de monitoração 42
2.8. Sistema de subsuperfície (ou coluna de perfuração) 43
2.8.1. Tubos (e ferramentas de manuseio) 43
2.8.2. Comandos 44
2.8.3. Brocas 45
Capítulo 3. Ferramentas de manuseio 
3. Ferramentas de manuseio 49
3.1. Chaves flutuantes 49
3.2. Cunhas 49
3.3. Colar de segurança 51
Anexos 
Anexo i - Exemplo de um procedimento pré-operacional em sondas 53
Anexo ii - recomendações de segurança, meio ambiente e saúde 54
Exercícios 56 
Bibliografia 66
Gabarito 67
Lista de Figuras
Figura 2.1 - Torre ou mastro 18
Figura 2.2 - Subestrutura 19
Figura 2.3 - Fundação ou base 19
Figura 2.4 - Estaleiro 20
Figura 2.5 - Sonda mecânica 21
Figura 2.6 - Esquema de sonda AC/DC – típica de sonda marítima 22
Figura 2.7 - Guincho 24
Figura 2.8 - Bloco de coroamento e catarina 26
Figura 2.9 - Gancho da catarina e cabo de perfuração 27
Figura 2.10 - Cabo de perfuração 28
Figura 2.11 - Elevador 33
Figura 2.12 - Mesa rotativa 34
Figura 2.13 - Kelly 35
Figura 2.14 - Swivel 35
Figura 2.15 - Top drive 36
Figura 2.16 - Motor de fundo 37
Figura 2.17 - Fase de injeção 38
Figura 2.18 - Fase de tratamento 39
Figura 2.19 - Sistema de segurança de poço 40
Figura 2.20 - (a) Preventor de gavetas 41
Figura 2.20 - (b) Preventor anular 41
Figura 2.21 - Esquema do Sistema de Segurança de Poço 42
Figura 2.22 - Painel do sondador (i) 43
Figura 2.23 - Painel do sondador (ii) 43
Figura 2.24 - Coluna de perfuração 44
Figura 2.25 - (a) Broca de aço, (b) Broca 45
Figura 3.1 - Chave flutuante 49
Figura 3.2 - Cunha 50
Figura 3.3 - Colar de segurança 52
C
ap
ít
u
lo
 1
Sistemas de 
uma sonda
12
Alta Competência
13
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
1. Sistemas de uma sonda
1.1. Introdução
A perfuração de um poço de petróleo é realizada através de uma 
sonda. na perfuração rotativa, as rochas são perfuradas pela ação da 
rotação e do peso aplicado a uma broca existente na extremidade de 
uma coluna de perfuração, a qual consiste basicamente de comandos 
(tubos de paredes espessas), hevi wate (tubos semiflexíveis de peso 
intermediário entre os tubos de perfuração e os comandos), subs de 
cruzamento diversos, tubos de perfuração (tubos de paredes menos 
espessas), kelly e outros.
Os fragmentos da rocha são removidos continuamente, através de 
um fluido de perfuração ou lama. Esse fluido é injetado por bombas 
para o interior da coluna de perfuração, através da cabeça de injeção 
(swivel) e retorna à superfície pelo espaço anular, formado pelas 
paredes do poço e pela coluna.
Ao atingir determinada profundidade, a coluna de perfuração é 
retirada do poço e uma coluna de revestimento de aço, de diâmetro 
inferior ao da broca, é descida. O anular entre os tubos do revestimento 
e as paredes do poço é cimentado, com a finalidade de isolar as 
rochas atravessadas, permitindo então, com segurança, o avanço da 
perfuração.
Após a operação de cimentação, a coluna de perfuração é novamente 
descida no poço, tendo, na sua extremidade, uma nova broca, de 
diâmetro menor que a do revestimento para o prosseguimento da 
perfuração.
Do exposto, percebe-se que os poços são perfurados em diversas 
fases, caracterizadas pelos diferentes diâmetros das brocas.
C
ap
ít
u
lo
 2
Equipamentos 
da sonda
16
Alta Competência
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
17
2. Equipamentos da sonda
Todos os equipamentos de uma sonda rotativa, responsável por determinada função na perfuração de um poço, são agrupados nos chamados “sistemas” de uma sonda.
Os principais são:
 Sustentação de carga;•	
 Geração e transmissão de energia;•	
 Movimentação de carga;•	
 rotação;•	
 Circulação;•	
 Segurança de poço;•	
 Monitoração;•	
 Subsuperfície.•	
2.1. Sistema de sustentação de carga
O sistema de sustentação de carga é constituído por: mastro ou torre, 
subestrutura, base ou fundação e estaleiros.
A carga correspondente ao peso da coluna de perfuração ou de 
revestimento que está no poço, é transferida para o mastro ou torre, 
que, por sua vez, a descarrega para a subestrutura e esta para a 
fundação ou base. 
18
Alta Competência
2.1.1. Torre ou mastro
Uma vez desgastada, a broca é retirada até a superfície e substituída 
por outra nova, numa operação chamada de “manobra”. Por 
economia, a manobra é feita, retirando-se seções de dois ou três 
tubos (de cerca de 9 m cada um), exigindo-se, para tanto, uma torre 
ou mastro, em alguns casos com mais de 45 m de altura.
A torre ou mastro (figura 2.1) é uma estrutura de aço especial, de 
forma piramidal, de modo a prover um espaçamento vertical livre, 
acima da plataforma de trabalho, para permitir a execução das 
manobras.
Uma torre é constituída de um grande número de peças, que são 
montadas uma a uma. Já o mastro é uma estrutura treliçada ou 
tubular que, após ser baixada pelo guincho da sonda, é subdividida 
em duas ou mais seções, as quais são transportadas para a locação do 
novo poço, no qual são montadas na posição horizontale elevadas 
para a vertical.
Figura 2.1 – Torre ou mastro
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
19
não obstante seu alto custo inicial e sua menor estabilidade, tem-
se preferido o mastro, pela facilidade e economia de tempo de 
montagem em perfurações terrestres.
2.1.2. Subestrutura
A subestrutura (figura 2.2) é constituída de vigas de aço especial, 
montadas sobre a fundação ou base da sonda, de modo a criar um 
espaço de trabalho sob a plataforma, no qual são instalados os 
equipamentos de segurança do poço.
Figura 2.2 – Subestrutura
 
2.1.3. Fundações ou bases
As fundações ou bases (figura 2.3) são estruturas rígidas construídas 
em concreto, aço ou madeira que, apoiadas sobre solo resistente, 
suportam com segurança deflexões, vibrações e deslocamentos 
provocados pela sonda.
Figura 2.3 – Fundação ou base
 
20
Alta Competência
2.1.4. Estaleiros
O estaleiro (figura 2.4) é uma estrutura metálica constituída de 
diversas vigas, apoiadas por pilares, acima do solo. O estaleiro fica 
posicionado na frente da sonda e permite manter todas as tubulações 
dispostas paralelamente a uma passarela, para facilitar o seu manuseio 
e transporte.
Figura 2.4 – Estaleiro
 
2.2. Sistema de geração e transmissão de energia
2.2.1. Fontes de energia
A energia necessária para acionamento dos equipamentos de uma 
sonda de perfuração é normalmente fornecida por motores diesel.
nas sondas marítimas, em que exista produção de gás, é comum e 
econômica a utilização de turbinas a gás para geração de energia 
para toda a plataforma.
Quando disponível, a utilização da energia elétrica de redes públicas 
pode ser vantajosa, principalmente quando o tempo de permanência 
da sonda em cada locação for elevado.
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
21
Uma característica importante dos equipamentos de uma sonda, e 
que afeta o processo de transmissão da energia, é a necessidade de 
eles operarem com velocidade e torque variáveis.
A depender do modo de transmissão de energia para os 
equipamentos, as sondas de perfuração são classificadas em sondas 
mecânicas e diesel-elétricas.
2.2.2. Sondas mecânicas
nas sondas mecânicas (as mais utilizadas), a energia gerada nos 
motores diesel é levada a uma transmissão principal (compound), 
através de acoplamentos hidráulicos e embreagens. Uma sonda 
mecânica pode ser vista na figura 2.5 abaixo.
Figura 2.5 – Sonda mecânica
Equipamentos
Guincho
Bombas de lama
Mesa rotativa
Pequenos motores AC
Conversor de torque
Embreagem
Gerador AC
CCompound
Motores diesel
 
O compound é constituído de diversos eixos, rodas dentadas e 
correntes, que distribuem a energia a todos os sistemas da sonda.
22
Alta Competência
As embreagens permitem que os motores sejam acoplados ou 
desacoplados do compound, propiciando maior eficiência na utilização 
dos motores diesel.
2.2.3 Sondas diesel-elétricas
As sondas diesel-elétricas geralmente são do tipo AC/DC, no qual a 
geração é feita em corrente alternada e a utilização, em corrente 
contínua. Motores diesel ou turbinas a gás acionam geradores de 
corrente alternada (AC) que alimentam um barramento trifásico de 
600 volts, o qual, alternativamente, também pode receber energia 
da rede pública. 
Pontes de retificadores controlados de silício (SCr) recebem a energia 
do barramento e a transformam em corrente contínua, que alimenta 
os equipamentos da sonda.
Os equipamentos auxiliares da sonda ou plataforma, iluminação e 
hotelaria que utilizam corrente alternada, recebem a energia do 
barramento após a passagem dela por um transformador. A figura 
2.6 apresenta uma sonda AC/DC, típica de sonda marítima.
M
ot
or
es
 D
ie
se
l
Geradores AC Transformador
M
otores AC
Bombas 
de Lama
Mesa
Rotativa
Guincho
Principal
60
0 
v 
AC
SCR1
SCR2
SCR3
Motores
DC
Figura 2.6 - Esquema de sonda AC/DC – típica de sonda marítima
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
23
As sondas diesel elétricas com sistemas do tipo AC/AC (geração e 
utilização ocorrem em corrente alternada) têm uso incipiente, mas 
com tendência a aumentar no futuro. A energia é fornecida por 
motores diesel, turbinas a gás ou através da rede pública. Por utilizar 
motores AC, não há necessidade de retificação da corrente, mas sim 
do controle da freqüência aplicada aos motores.
2.3. Sistema de movimentação de carga 
O sistema de movimentação de carga permite movimentar as colunas 
de perfuração, de revestimento e outros equipamentos.
Os principais componentes do sistema são:
 Guincho;•	
 Bloco de coroamento;•	
 Catarina;•	
 Gancho de catarina;•	
 Cabo de perfuração;•	
 Braços do elevador;•	
 Elevador.•	
2.3.1. Guincho
O guincho (figura 2.7 - retângulo preto) recebe a energia mecânica 
necessária para a movimentação de cargas através da transmissão 
principal – no caso de sondas diesel – ou diretamente de um motor 
elétrico acoplado a ele – nas sondas elétricas. 
24
Alta Competência
O guincho é constituído por:
 Tambor principal;•	
 Tambor auxiliar;•	
 Freios;•	
 Molinetes;•	
 Embreagens.•	
Figura 2.7 - Guincho
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
25
O tambor principal tem a função de acionar o cabo de perfuração, 
movimentando as cargas dentro do poço.
O freio é um mecanismo de grande importância numa sonda, pois 
realiza as funções de parar ou de retardar o movimento de descida 
de carga no poço, permitindo dois tipos de freios numa sonda: o 
freio principal, que é mecânico, por fricção, tem a função de parar 
e assim manter a carga que está sendo movimentada; e o freio 
secundário, que é hidráulico ou eletromagnético, e tem a função de 
apenas diminuir a velocidade de descida da carga, de modo a facilitar 
a atuação do freio principal.
O molinete é um mecanismo tipo embreagem, que permite tracionar 
cabos ou cordas. Há dois tipos de molinetes numa sonda: o molinete 
das chaves flutuantes para apertar ou desapertar as conexões da 
coluna de perfuração ou revestimento, e o giratório, ou cathead, que 
permite o içamento de pequenas cargas quando nele for enrolada 
uma corda, chamada catline.
2.3.2. Bloco de coroamento
É um conjunto estacionário de 4 a 7 polias, montadas em linha, num 
eixo suportado por dois mancais de deslizamento, localizado na parte 
superior do mastro ou torre. O bloco suporta todas as cargas que 
lhe são transmitidas pelo cabo de perfuração (figura 2.8 – retângulo 
preto).
26
Alta Competência
Figura 2.8 – Bloco de coroamento e catarina
 
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
27
2.3.3. Catarina
A catarina é um conjunto de 3 a 6 polias móveis, montadas em um 
eixo que se apóia nas paredes externas da própria catarina (figura 
2.8 – retângulo cinza).
A catarina fica suspensa pelo cabo de perfuração, que passa 
alternadamente pelas polias do bloco de coroamento e pelas polias 
da catarina, formando um sistema com 8 a 12 linhas passadas. 
na parte inferior da catarina, encontra-se uma alça pela qual é preso 
o gancho. 
2.3.4. Gancho da catarina 
O gancho consiste de um corpo cilíndrico que, internamente, contém 
um sistema de amortecimento para evitar que os golpes causados 
na movimentação das cargas se propaguem para a catarina (figura 
2.9). Deve ser periodicamente inspecionado quanto a desgaste e 
trincas por partículas magnéticas. Gancho com trinca não deve ser 
reutilizado.
Bloco de 
Coroamento
Catarina
Gancho
da
Catarina
Âncora
Carretel de 
cabo novo
Guincho 
Principal
Cabo de 
Perfuração
Figura 2.9 – Gancho da catarina e cabo de perfuração
28
Alta Competência
2.3.5. Cabo de perfuração
É um cabo de aço trançado em torno de um núcleo ou alma, de modo 
que cada trança é formada por diversos fios de pequeno diâmetro de 
aço especial(figuras 2.9 e 2.10). 
O cabo proveniente do carretel é passado e fixado numa âncora 
situada próximo à torre, na qual se encontra um sensor para medir a 
tensão no cabo, a qual está relacionada com o peso total sustentado 
pelo guincho. O cabo de aço é passado no sistema bloco-catarina, 
enrolado e fixado no tambor do guincho.
Alma
Fios
Trança
Figura 2.10 - Cabo de perfuração
 
Exemplos de procedimentos relativos ao manuseio do cabo de 
perfuração.
Passagem do cabo de aço
Objetivo: otimizar o processo de movimentação do cabo de 
perfuração, priorizando a segurança pessoal e a operacional.
1. Fazer diariamente o acompanhamento da tonelada-milha e sempre 
antes de mover o cabo com a programação – a cada 250 toneladas-
milha acumuladas, mover 5 m de cabo / 4,5 m – inspecionar visualmente 
o cabo, visando identificar falhas do sistema ou falhas operacionais;
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
29
2. Definido o comprimento do cabo a ser movido pela TM ou inspeção 
visual, colocar os clipes (três, de preferência) com um cabo de apoio 
na medida definida a partir da âncora, no sentido da bobina. Fazer 
essa medição e esse posicionamento dos clipes pelo menos seis horas 
antes da movimentação do cabo;
3. Baixar os equipamentos suspensos com o elevador fechado no tubo 
e suspenso da mesa rotativa a aproximadamente 01 (um) metro de 
altura; 
4. Folgar os parafusos da âncora;
5. Controlar a alavanca de freio na âncora e acionar o tambor 
principal no sentido horário, liberando cabo novo até os clipes com 
cabo de apoio toparem na âncora, tendo cuidado de não se criarem 
folgas nas voltas adicionadas à última do tambor principal, o que 
deve ser feito, simultameamente, pelo plataformista e pelo sondador, 
respectivamente;
6. reapertar os 06 (seis) parafusos da âncora;
7. inspecionar visualmente os cabos corridos e retornar às operações 
de sonda;
8. registrar, necessariamente no boletim, a operação, cujo tempo-
padrão considerado normal é de até meia hora. 
Corte de cabo de aço
Deve ser feito imediatamente após o 4° (quarto) movimento do cabo 
de perfuração ou 19 voltas de cabo, já acumuladas no tambor principal 
com as 03 (três) movimentações anteriores ou quando houver algum 
problema (moça, arames de pernas partidos) no cabo.
1. Posicionar o elevador na altura da mesa rotativa e tracionar o cabo 
de perfuração com dispositivo apropriado, preso no chassi do carro-
sonda – mão de cabo. Em seguida iniciar o giro do tambor principal 
no sentido anti-horário até folgar o cabo no tambor principal;
30
Alta Competência
2. retirar manualmente do tambor principal os cabos folgados, o que 
deve ser feito com a ajuda da equipe de sonda; 
3. Medir, após confirmada a saída do cabo do tambor principal, o 
equivalente a 13 (treze) voltas no tambor mais a distância da entrada 
da linha viva no tambor ao ponto de ação da mão de cabo. Verificar 
se o cabo está bem destorcido antes de cortá-lo, amarrando-o por 
medida de segurança. Observar se todos se afastaram do cabo antes 
de cortá-lo. Cortar o cabo com o auxílio de maçarico com pouco 
oxigênio e muito acetileno, visando realizar essa ação, causando 
pequenos danos à geometria original e à pré-formação das pernas;
4. Desenrolar o cabo do tambor, removê-lo e retirar, da presilha 
(castanha) do tambor principal, a extremidade do cabo velho;
5. inspecionar parafusos da presilha: estado dos orifícios, estado 
das roscas nos parafusos e quantidade de parafusos. repassar 
necessariamente o resultado da inspeção ao encarregado da sonda;
6. Posicionar a extremidade do cabo remanescente na presilha 
(castanha) do tambor principal, apertando bem todos os parafusos 
desta. Enrolar o cabo novo, girando o tambor e, com o auxílio da 
equipe de sonda, guiá-lo até tracionar a linha viva e observar a 
ausência de tração na mão de cabo;
7. Após o tracionamento do cabo de perfuração – linha viva – pelo 
tambor principal, liberar a mão de cabo e voltar às operações de 
sonda;
8. registrar, necessariamente no BDP, a operação, cujo tempo-padrão 
considerado normal é até 01 (uma) hora.
Troca do cabo de perfuração
Objetivo: otimizar o processo de troca do cabo de perfuração, 
priorizando a segurança pessoal e a operacional.
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
31
1. Programar a melhor operação para troca do cabo, após definir a 
necessidade de troca do cabo de perfuração pela iminência de final 
da bobina ou por falhas excepcionais detectadas na inspeção visual;
2. Fazer a emenda dos cabos velho e novo com antecedência de, pelo 
menos, um dia antes da operação;
2.1. Unir os cabos com o tapiti, caso se tenha, na sonda, o 
dispositivo tapiti;
2.2. identificar em cada cabo – novo e velho – 1,80 m, caso se 
precise soldá-lo (por não se dispor de tapiti). A partir da ponta 
de cada cabo, cortar uma das seis pernas, respectivamente a 30 
cm, 60 cm, 90 cm, 1,2 m, 1,5 m das extremidades. Enrolar as 
pernas pré-formadas de cada cabo, unindo as menores pernas 
do cabo velho com as maiores pernas do cabo novo. Soldá-lo 
com solda amarela, garantindo a ausência de cantos vivos ou a 
quantidade das emendas das seis soldas;
Obs.: Verificar posicionamento da bobina, colocá-la de maneira 
a não haver torção do cabo, já que não se tem o swivel do tapiti 
(no caso de sonda F-100 colocar a bobina com extremidade do 
cabo saindo por baixo);
3. na operação programada para a troca do cabo:
3.1. no caso de sonda com catarina: baixar os equipamentos 
suspensos até a mesa rotativa, liberando a carga da coluna 
no indicador de peso. Deitar a catarina, de maneira a deixar 
as polias girando livremente. Abrir a capa da catarina, quando 
possível;
3.2. no caso de sonda com top drive: baixar o top drive até o 
apoio inferior deste, travá-lo e liberar sua carga do indicador de 
peso;
4. retirar o cabo velho da âncora;
32
Alta Competência
5. Girar o tambor principal no sentido horário, para substituição do 
cabo usado pelo novo, o que deve ser feito pelo sondador. Averiguar 
sempre o estado da emenda sempre que esta passar nas polias da 
catarina ou do top drive;
6. Dar pelo menos 03 (três) voltas com o cabo novo no tambor e, em 
seguida, desfazer a emenda, cortando o cabo na emenda numa seção 
completa do cabo novo, após confirmada a chegada da emenda no 
tambor principal. no corte, usar pouco oxigênio e muito acetileno, 
visando cortar o cabo, causando pequenos danos à geometria original 
e à pré-formação das pernas;
7. retirar, do tambor principal, o cabo usado; 
8. Fixar à castanha a extremidade do cabo novo, inspecionando-a 
(situação dos parafusos e o aperto destes);
9. Posicionar o cabo novo na âncora;
10. Acionar o tambor principal para suspender os equipamentos e 
tracionar o cabo de perfuração até 13 voltas no tambor principal, 
com o elevador na altura da mesa rotativa, o que deve ser feito pelo 
sondador. Apertar os seis parafusos da âncora;
11. inspecionar todo o sistema de suspensão com o cabo novo;
12. registrar, necessariamente no BDP, a operação, cujo tempo-
padrão considerado normal é de até 2,5 (duas horas e meia).
2.3.6. Elevador
O elevador (seta vermelha) é um equipamento com a forma de anel 
bipartido, cujas duas partes são ligadas por dobradiças resistentes, 
contendo um trinco especial para o seu fechamento. É utilizado para 
movimentar elementos tubulares (figura 2.11).
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
33
Figura 2.11 – Elevador
2.4. Sistema de rotação
nas sondas convencionais, a coluna de perfuração é girada pela mesa 
rotativa, localizada na plataforma da sonda. A rotação é transmitida 
a um tubo de parede externa poligonal, o kelly, que fica enroscado 
no topo da coluna de perfuração.
nas sondas equipadas com top drive, a rotação é transmitida 
diretamente no topo da coluna de perfuração por um motor acopladoà catarina. O conjunto desliza em trilhos fixados à torre ou mastro, 
em que o torque é absorvido, devido à rotação da coluna.
Existe ainda a possibilidade de se perfurar o poço com um motor de 
fundo, colocado logo acima da broca. O torque necessário é gerado 
pela passagem do fluido de perfuração no interior da tubulação. Esse 
motor pode ser de deslocamento positivo ou uma turbina.
O sistema de rotação convencional é constituído de equipamentos que 
promovem ou permitem a livre rotação da coluna de perfuração.
34
Alta Competência
São eles:
 Mesa rotativa;•	
 •	Kelly;
 •	Swivel.
2.4.1. Mesa rotativa
A mesa rotativa é o equipamento que transmite rotação à coluna 
de perfuração e permite o livre deslizamento do kelly no interior da 
tubulação. Em certas operações, a mesa rotativa (figura 2.12) deve 
suportar o peso da coluna de perfuração.
Mesa
Rotativa
Figura 2.12 – Mesa rotativa
2.4.2. Kelly 
O kelly (figura 2.13) é o elemento que transmite a rotação proveniente 
da mesa rotativa à coluna de perfuração. 
Pode ter dois tipos de seção. Em sondas de terra, a mais comum é a 
quadrada e, em sondas marítimas, a seção hexagonal, por sua maior 
resistência a tração, torção e flexão.
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
35
Kelly
Bucha
Figura 2.13 – Kelly 
2.4.3. Cabeça de injeção (swivel)
A cabeça de injeção ou swivel (figura 2.14) é o equipamento que 
separa os elementos rotativos daqueles estacionários na sonda de 
perfuração. Sendo assim, a parte superior não gira e sua parte inferior 
deve permitir rotação.
O fluido de perfuração é injetado da coluna através da cabeça de 
injeção. Existem dois sistemas alternativos de aplicação de rotação na 
broca: top drive e motor de fundo.
Gancho da 
catarina
Catarina
Swivel
Haste quadrada
Mesa rotativa
Comandos
Coluna de 
perfuração
Broca
Figura 2.14 - Swivel
 
36
Alta Competência
2.4.4. Top drive
A perfuração com um motor conectado no topo de coluna elimina 
o uso da mesa rotativa e do kelly. O sistema top drive (figura 2.15) 
permite perfurar o poço de três em três tubos, ao invés de um a um, 
quando a mesa rotativa é utilizada. Esse sistema permite também 
que a retirada ou a descida da coluna de perfuração seja feita tanto 
com rotação quanto com circulação de fluido de perfuração pelo seu 
interior. isso é extremamente importante em poços de alta inclinação 
ou horizontais.
Figura 2.15 – Top drive
 
2.4.5. Motor de fundo
nesse caso, um motor hidráulico tipo turbina ou de deslocamento 
positivo, colocado acima do equipamento, é largamente empregado 
na perfuração de poços direcionais, quando o objetivo a ser atingido 
não se encontra necessariamente sob a mesma vertical que passa 
pela sonda de perfuração. Como a coluna de perfuração não gira, o 
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
37
torque imposto a ela é nulo e o seu desgaste fica bastante reduzido. 
na figura 2.16 um modelo de motor de fundo.
Figura 2.16 – Motor de fundo
2.5. Sistema de circulação
São os equipamentos que permitem a circulação e o tratamento do 
fluido de perfuração. numa circulação normal, o fluido de perfuração 
é bombeado através da coluna de perfuração até a broca, retornando 
pelo espaço anular até a superfície, trazendo consigo os cascalhos 
cortados pela broca. na superfície, o fluido permanece dentro de 
tanques, após receber o tratamento adequado.
38
Alta Competência
2.5.1. Fase de injeção
O fluido de perfuração é succionado dos tanques pelas bombas de 
lama e injetado na coluna de perfuração até passar para o anular 
entre o poço e a coluna por orifícios na broca, conhecidos como jatos 
da broca. A figura 2.17 apresenta um esquema da fase de injeção.
Mangueira
Swivel
Haste
Mesa
rotativa
Anular
Coluna
Flow-line
Peneiras Tanques
Tubo bengala
Bombas alternativas
Bombas 
centrífugas
Broca
Figura 2.17 – Fase de injeção
Durante a perfuração, as vazões e as pressões de bombeio variam 
de acordo com a profundidade e a geometria do poço. As bombas 
são associadas em paralelo, na fase inicial da perfuração, quando são 
requeridas grandes vazões. Com o prosseguimento da perfuração, 
quando se exigem altas pressões e baixas vazões, usa-se apenas 
uma bomba e substituem-se pistões e camisas por outros de menor 
diâmetro, de forma a atender às solicitações do poço.
2.5.2. Fase de retorno
Essa fase tem início com a saída do fluido de perfuração nos jatos 
da broca e termina ao chegar à peneira vibratória, percorrendo o 
espaço anular entre a coluna de perfuração e a parede do poço ou o 
revestimento.
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
39
2.5.3. Fase de tratamento
A fase de tratamento ou de condicionamento do fluido de perfuração 
consiste na eliminação de sólidos ou de gás que se incorporam a ele 
durante a perfuração e, quando necessário, na adição de produtos 
químicos para ajustes de suas propriedades (figura 2.18). 
Centrífuga
Mud cleaner
Dessiltador
Desareiador
Centrífuga de alta 
velocidade
Peneira vibratória
Do poço
Para as bombas
Figura 2.18 – Fase de tratamento
O primeiro equipamento é a peneira vibratória, cuja função é 
separar do fluido de perfuração os sólidos mais grosseiros, tais como 
cascalhos e grãos maiores que a areia. Em seguida, o fluido passa 
por um conjunto de dois a quatro hidrociclones, conhecidos como 
desareiadores, que são responsáveis pela retirada da areia do fluido.
Saindo do desareiador, o fluido passa pelo dessiltador, um conjunto 
de hidrociclones, cuja função é descartar partículas de dimensões 
equivalentes ao silte. O equipamento seguinte, o mud cleanner, nada 
mais é que um dessiltador com uma peneira que permite recuperar 
partículas. Parte desse material é descartado e parte retorna ao 
fluido, reduzindo os gastos com aditivos. Algumas sondas utilizam 
ainda uma centrífuga, que retira partículas ainda menores que não 
tenham sido descartadas pelos hidrocliclones.
Um equipamento sempre presente na sonda é o desgaseificador, que 
elimina o gás do fluido de perfuração. Durante a perfuração de uma 
formação com gás, ou quando da ocorrência de um influxo de gás, 
contido na formação para dentro do poço, as partículas de gás se 
incorporam ao fluido de perfuração e a sua recirculação no poço é 
perigosa. 
40
Alta Competência
2.6. Sistema de segurança de poço
O sistema de segurança de poço (figura 2.19) é constituído dos 
Equipamentos de Segurança de Cabeça de Poço (ESCP) e de 
equipamentos complementares que possibilitam o fechamento e 
controle de poço.
O mais importante deles é o Blowout preventer (BOP), que é um 
conjunto de válvulas que permite o fechamento do poço.
Os preventores são acionados sempre que houver ocorrência de 
um kick, ou seja, um fluxo indesejável do fluido contido numa 
formação para dentro do poço. Se esse fluxo não for controlado 
eficientemente, poderá se transformar num blowout, ou seja, poço 
fluindo totalmente sem controle, e criar sérias conseqüências, tais 
como: danos aos equipamentos, acidentes pessoais, perda parcial ou 
total do reservatório, poluição e dano ao meio ambiente etc.
Figura 2.19 – Sistema de segurança de poço
 
Os preventores permitem o fechamento do espaço anular e podem 
ser de dois tipos:
 O preventor de gavetas (figura 2.20a), que tem também a •	
função de fechar o espaço anular entre a coluna e o poço. Seu 
funcionamento consiste na aplicação de uma pressão hidráulica 
sobre um pistão acoplado a um conjunto de haste e gaveta. 
Essa pressão aplicada na área circular do pistão resultará numa 
força mecânica que movimentará os dois conjuntos em sentidos 
opostos. Essa ação fechará o BOP e, conseqüentemente, o 
poço;
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
41
Figura 2.20 – (a) Preventor de gavetas
 O preventor anular(figura 2.20b) tem a função básica de •	
fechar o espaço anular, independentemente da presença da 
coluna dentro do poço. Deve ser o primeiro a ser fechado em 
caso de necessidades, pelo fato de poder vedar em presença de 
qualquer diâmetro de tubulação;
Figura 2.20 – (b) Preventor anular
42
Alta Competência
A representação esquemática deste sistema é mostrada na figura 
2.21:
Unidade de controle
remoto
Desgasei�cador
Sistema de estrangulamento
Unidade acumuladora
e acionadora
Figura 2.21 – Esquema do Sistema de Segurança de Poço
2.7. Sistema de monitoração
São os equipamentos necessários ao controle da perfuração, tais 
como: manômetros, indicador de peso sobre a broca, indicador de 
torque, tacômetro etc.
Os principais são os indicadores de peso no cabo de perfuração e 
sobre a broca; o manômetro, que indica a pressão de bombeio; o 
torquímetro, para o torque na coluna de perfuração; o torquímetro 
instalado nas chaves flutuantes, para o torque das conexões da coluna 
de perfuração e/ou de revestimento; e os tacômetros para medir a 
velocidade da mesa rotativa e da bomba de fluido de perfuração.
O registrador mais importante é o que mostra a taxa de penetração 
da broca, que é uma informação importante para se verificarem 
mudanças das formações perfuradas, o desgaste da broca e a 
adequação dos parâmetros de perfuração. nas figuras 2.22 e 2.23, 
pode ser visto o painel de visualização dos parâmetros citados. 
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
43
Figura 2.22 - Painel do sondador (i)
Torque da mesa rotativa 
Torque elétrico
Peso sobre a broca 
Volume total de lama
Variação do volume de lama
Totalizador 
de CPM
CPM da bomba
 de lama
Pressão de 
bombeio RPM
da MR
Torque 
elétrico
Torque na 
chave flutuante
CPM da bomba
 de lamaRetorno
 de lama
Figura 2.23 – Painel do sondador (ii)
2.8. Sistema de subsuperfície (ou coluna de perfuração)
Quando houver necessidade de girar a coluna no poço, torna-se 
necessária a existência de uma ferramenta que ponha o elemento 
giratório (na subsuperfície) em conexão direta com os meios 
propulsores (na superfície). Essa ferramenta é denominada coluna de 
tubos (figura 25) e constitui-se de:
2.8.1. Tubos (e ferramentas de manuseio)
Conjunto de tubos que forma a “ponte” entre um poço qualquer e 
a superfície. Constitui a parte mais longa de uma coluna de tubos. 
44
Alta Competência
A escolha de uma tubulação depende de vários fatores, a saber: 
profundidade do poço, diâmetro dos revestimentos, vazões, pressões, 
velocidade de bombeio e, principalmente, esforços mecânicos a que 
será submetido um conjunto de equipamentos de sub-superfície. Em 
sua maioria, são fabricados em aços especiais para resistir a todas 
essas variáveis.
Gancho da 
catarina
Catarina
Swivel
Haste quadrada
Mesa rotativa
Comandos
Coluna de 
perfuração
Broca
Figura 2.24 – Coluna de perfuração
 
2.8.2. Comandos 
São tubos de aço de parede espessa, posicionados logo acima de uma 
broca. Além da ligação entre a broca e os tubos, fornece estabilidade e 
peso suficiente sobre a broca, com o objetivo de facilitar a penetração 
desta nas formações. Ao se perfurar um poço, pode-se dizer que os 
comandos, sob o ponto de vista da eficiência da perfuração, são a 
parte mais importante da coluna.
Capítulo 2. Equipamentos da sonda
45
2.8.3. Brocas 
São ferramentas importantes, localizadas na extremidade inferior 
da coluna de perfuração, que promovem a perfuração das rochas 
(figuras 2.25 a,b). Seu trabalho varia desde a fácil penetração nas 
rochas brandas até o dificílimo esmagamento das rochas duras.
Figura 2.25 - (a) Broca de aço, (b) Broca
 
C
ap
ít
u
lo
 3
Ferramentas de 
manuseio
48
Alta Competência
Capítulo 3. Ferramentas de manuseio
49
3. Ferramentas de manuseio
As ferramentas de manuseio são utilizadas para conectar e desconectar os vários elementos da coluna.
As principais são:
3.1. Chaves flutuantes 
São equipamentos mantidos suspensos na plataforma, através de um 
conjunto formado por cabo, polia e contrapeso. Têm a função de 
fornecer o torque necessário às conexões da coluna (figura 3.1).
Figura 3.1 – Chave flutuante
 
3.2. Cunhas 
São equipamentos que mantêm a coluna de perfuração totalmente 
suspensa da mesa rotativa. São utilizadas durante as conexões 
dos tubos de perfuração e dos comandos. Possuem mordentes 
intercambiáveis que se adaptam à parede dos tubos e se prendem a 
ela (figura 3.2).
50
Alta Competência
Figura 3.2 – Cunha 
Teste de cunha
Objetivo: testar a cunha para impedir danos a coluna de perfuração, 
pescarias e esforços pessoais.
A execução dos itens abaixo deve ser realizada ao final de cada poço, 
no início da manobra e na retirada da coluna por unidade de tubo, 
quando ocorrerão as melhores condições de carga para a realização 
desse teste:
1. registrar os resultados de cada teste no BS. Em caso de dúvidas 
quanto aos resultados do teste, consultar os engenheiros responsáveis 
pela sonda. Deve-se ter sempre em mãos os resultados do teste 
anterior no último poço;
2. Verificar, antes do início de cada teste, o resultado do teste anterior 
(se houve substituição e quem foi substituído), para certificar-se de 
qual deve ser o componente a ser testado (cunha, bucha da mesa 
rotativa ou mesa rotativa);
3. Limpar bem os mordentes, medir e anotar o seu comprimento;
4. Movimentar a coluna, de forma que se possa colocar a cunha 
aproximadamente no meio do último tubo;
Capítulo 3. Ferramentas de manuseio
51
5. Limpar a superfície do tubo no qual será realizado o teste;
6. Envolver com papel liso (embalagens de papel de baritina, por 
exemplo, ou um envelope grande de papel madeira) a superfície do 
tubo a ser testado. As extremidades do papel deverão ser presas com 
fita adesiva;
7. Acunhar a coluna, liberando-a cuidadosamente, para não rasgar o 
papel. A carga de teste deverá ser a maior possível;
8. Elevar a coluna e remover a cunha com cuidado, para não rasgar 
o papel;
9. Medir o comprimento de todas as marcações dos mordentes. 
nenhum desses comprimentos deve ser menor do que 3/4 do 
comprimento original dos mordentes;
10. Manter a cunha em operação, caso o comprimento seja maior ou 
igual ao estabelecido no item anterior, o que significa a aprovação 
do conjunto cunha, bucha da mesa e mesa rotativa. Caso contrário, 
providenciar a substituição da cunha por uma nova ou reparada e 
repetir o teste no poço seguinte;
11. Substituir a bucha da mesa por uma nova ou reparada, agora com 
a cunha já substituída, quando, ao se repetir o teste, o resultado não 
houver sido satisfatório;
12. Fazer, por fim, o teste, com a cunha e a bucha da mesa já trocadas. 
Caso o resultado não seja satisfatório, providenciar a substituição da 
mesa rotativa.
3.3. Colar de segurança
É um equipamento de segurança colocado próximo ao topo da coluna 
de comandos, quando suspensa pela sua cunha na mesa rotativa. 
O colar de segurança (figura 3.3) evita a queda da coluna no poço, 
em caso de deslizamento pelas cunhas.
52
Alta Competência
Figura 3.3 – Colar de segurança
53
Anexos
Anexo I - Exemplo de um procedimento 
pré-operacional em sondas
1. Pré-requisitos:
a) Centralizar a mesa rotativa em relação ao condutor e à catarina na 
desmontagem, no transporte e na montagem;
b) Lubrificar todo o equipamento, principalmente cabos, manilhas, 
cunhas (desgastes, alças e mordentes), chaves flutuantes (mandíbulas, 
pinos contra-pinos e mordentes), elevadores (travas, parafusos, pinos 
e molas), catarina (mola e trava) e mangueiras, bem como inspecioná-
lo visualmente para evitar riscos pessoais e vazamentos;
c) Colocar, no ratinho, o tubo medido (sempre que possível, utilizandoa ratoeira), com as roscas e os espelhos limpos e checados. Utilizar a 
cabeça de içamento ou lift sub com manilha. Lubrificar a caixa do 
tubo com a graxa específica para conexão;
d) Colocar contrapesos nas chaves flutuantes;
e) Conhecer o torque e o aperto corretos para cada tipo de tubo: OD 
do corpo do tubo, grau do tubo (E, G, S) e classe (novo, premium ou 
classe 2);
f) Manter a equipe de sonda com EPi’s completos. 
Anexos
54
Alta Competência
Anexo II - Recomendações de segurança, 
meio ambiente e saúde
a) realizar sempre uma análise pré-tarefa antes de iniciar a primeira 
conexão do dia;
b) não ficar entre o tubo que vem da rampa e a junta acunhada 
na mesa rotativa. Só suspender o tubo com alguém para sinalizar e 
guiá-lo. não subir os tubos da rampa à plataforma, sem protetores 
metálicos e segurá-los sempre, quando eles forem sendo levados ao 
buraco do ratinho, com o auxílio de uma corda entre as duas varandas, 
no final da rampa;
c) não ficar entre a chave flutuante ou pneumática e a junta acunhada 
na mesa rotativa, bem como nunca ficar entre duas chaves flutuantes 
quando se estiver apertando os tubos com o torque correto;
d) não tentar reparar ou ajustar partes móveis da chave pneumática 
(burrinha) enquanto ela estiver ligada;
e) Dispensar maior atenção para tornar segura a operação quando 
houver elemento novo na equipe. A pessoa experiente que tenha 
mudado de sonda, de equipe ou esteja retornando de férias merece 
uma atenção especial;
f) Dar atenção especial à equipe nos primeiro e último dias de 
trabalho;
g) Começar o trabalho lentamente até cada membro da equipe estar 
totalmente ciente da seqüência de eventos e estar atento a eles;
h) não andar nem parar embaixo de tubo suspenso;
i) nunca colocar a mão na junta acunhada na mesa rotativa;
j) Exercitar a ginástica laboral apropriada para a conexão antes do 
Anexos
55
inicio do turno. Procurar, quando em períodos de folga, praticar 
exercícios para o fortalecimento da musculatura lombar;
k) Manter postura correta, principalmente ao manusear a cunha. 
nunca suspendê-la sozinho quando for retirá-la na boca da mesa;
l) Só abrir a válvula inferior do kelly no ratinho, caso o poço apresente 
problemas na descida da coluna;
m) Utilizar o padrão CUiDADO COM O MEiO AMBiEnTE nA OPErAÇÃO 
DE SOnDAS DE PErFUrAÇÃO TErrESTrE;
n) não suspender carga (tubo) com o molinete, sem alguém para 
sinalizar e guiar a carga. Utilizar a cabeça de içamento e a manilha 
adequadas;
o) Manter a plataforma limpa, com piso nivelado e apenas com os 
materiais estritamente necessários à operação. A limpeza, que visa 
garantir a segurança da equipe, não pode deixar de ser feita sob 
o pretexto de economizar água. O que deve ser feito é evitar o 
desperdício de água, utilizando lava-jato e rodo para gastar o mínimo 
de água;
p) Usar todos os E.P.i’s: bota com biqueira de aço, macacão, capacete, 
luvas, óculos de segurança diurno ou noturno, protetor auricular;
q) retirar a chave flutuante antes de girar a mesa, após quebrar a 
conexão;
r) Colocar primeiro a chave flutuante inferior e, depois, a superior, 
para evitar bater as mãos na outra chave.
Resultado esperado: garantir tempo de conexão dentro dos padrões, 
manter o diâmetro do poço próximo ao diâmetro da broca, aumentar 
as seguranças pessoal e operacional, prevenir agressão ao meio 
ambiente, evitar impactos à saúde ocupacional (principalmente vícios 
de postura nocivos à saúde) e realizar a operação satisfatoriamente.
56
Alta Competência
Exercícios
1) Assinale a opção correta:
a) na perfuração rotativa de um poço de petróleo, as rochas são 
transpostas pela ação da rotação e do peso aplicado por:
( ) Uma broca.
( ) Um mastro.
( ) Um guincho.
( ) Um compound.
b) Os fragmentos da rocha são removidos continuamente, através 
da injeção de:
( ) Swivel pelo espaço anular.
( ) Água pela cabeça de injeção.
( ) Um fluido ou lama pela coluna de perfuração.
( ) Gás ou óleo pelo tubo de revestimento.
c) Ao atingir determinada profundidade, é retirada do poço o(a) 
__________________________________ e é descida uma coluna de 
revestimento de aço de diâmetro inferior ao da broca. Assinale a 
opção que completa adequadamente a lacuna da frase:
( ) Anular entre os tubos do revestimento.
( ) Cabeça de injeção.
( ) Tubo semiflexível.
( ) Coluna de perfuração.
57
Exercícios
d) Para o prosseguimento da perfuração, após a operação de ci-
mentação, a coluna de perfuração é novamente descida no poço, 
tendo, na sua extremidade, uma nova broca. Essa broca deve ter o 
diâmetro:
( ) Maior que a do revestimento.
( ) Menor que a do revestimento.
( ) igual a do revestimento.
( ) Maior que o do espaço anular.
2) responda às questões que se seguem:
a) Cite quatro exemplos dos principais sistemas de uma sonda.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
b) Quais os componentes do sistema de sustentação de carga?
______________________________________________________________
3) O que é a torre ou mastro?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
58
Alta Competência
4) Assinale a opção correta:
a) A figura a seguir representa qual componente do sistema de 
sustentação de carga?
( ) Mastro ou torre.
( ) Subestrutura.
( ) Base ou fundação.
( ) Estaleiros.
5) São estruturas rígidas construídas em concreto, aço ou madeira 
que, apoiadas sobre solo resistente, suportam com segurança defle-
xões, vibrações e deslocamentos provocados pela sonda. Estamos nos 
referindo:
( ) Ao mastro ou torre.
( ) À subestrutura.
( ) À base ou fundação.
( ) Aos estaleiros.
6) responda:
a) De que forma, nas sondas mecânicas (as mais utilizadas), a 
energia gerada nos motores diesel é levada até a transmissão 
principal?
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
b) O que é o compound?
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
59
Exercícios
c) Quais são os quatro principais componentes do sistema de mo-
vimentação de carga?
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
7) Em relação aos componentes do guincho, correlacione os com-
ponentes na coluna da direita com as suas respectivas definições na 
coluna da esquerda:
(A) Tambor principal ( ) É um mecanismo tipo embreagem, que 
permite tracionar cabos ou cordas. 
(B) Freio ( ) Tem a função de acionar o cabo de 
perfuração, movimentando as cargas 
dentro do poço.
(C) Molinete ( ) realiza as funções de parar ou retar-
dar o movimento de descida de carga 
no poço.
8) indique os dois tipos de molinetes existentes:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
9) identifique, nas ilustrações a seguir, a figura compatível com o blo-
co de coroamento do sistema de movimentação de carga. Assinale a 
alternativa correta:
( ) ( ) ( ) ( )
60
Alta Competência
10) identifique as estruturas no esquema abaixo, assinalando as le-
tras correspondentes (a,b,c,d,e) nos parênteses a seguir:( b ) Catarina.
( c ) Gancho da catarina.
( a ) Cabo de perfuração.
( e ) Carretel de cabo novo.
( d ) Âncora.
Bloco de 
Coroamento
61
Exercícios
11) Complete as lacunas em relação aos procedimentos de movimen-
tação do cabo de perfuração (passagem do cabo de aço), escolhendo 
entre as opções oferecidas nos parênteses:
a) Fazer diariamente o acompanhamento da tonelada-milha 
e sempre antes de mover o cabo com a programação – a cada 
_________________ toneladas-milha acumuladas.
100 - 150 - 200 - 250
b) Definido o comprimento do cabo a ser movido pela TM ou 
inspeção visual, colocar os clipes (três, de preferência) com um 
___________________________na medida definida a partir da ân-
cora, no sentido da bobina.
cabo de apoio - equipamento suspenso - parafuso da sonda
- tubo suspenso
c) Baixar os equipamentos suspensos com o elevador fechado no 
tubo e suspenso da ______________________________________a 
aproximadamente 01 (um) metro de altura.
âncora - mesa rotativa - alavanca de freio - bobina
d) Folgar os parafusos da ________________________.
âncora - mesa rotativa - alavanca de freio - bobina
e) Controlar a alavanca de freio na âncora e acionar o tambor prin- 
cipal no sentido horário, liberando o ____________________________
até os clipes com cabo de apoio toparem na âncora, tendo cuida-
do de não se criarem folgas nas voltas adicionadas à última do 
tambor principal. 
equipamento suspenso - cabo novo - parafuso da sonda 
- cabo corrido
f) reapertar os ____________ parafusos da âncora.
três - quatro - cinco - seis
62
Alta Competência
g) inspecionar visualmente os __________________________e retor-
nar às operações de sonda.
cabo de apoio - cabo novo - parafuso da sonda - cabo corrido
h) necessariamente, registrar no boletim a operação, cujo tempo-
padrão considerado normal é de até _________________________.
quinze minutos - trinta minutos - sessenta minutos
- noventa minutos
12) O sistema de rotação convencional é constituído de equipamen-
tos que promovem ou permitem a livre rotação da coluna de perfu-
ração. Quais são eles?
________________________________________________________________
13) Associe os componentes do sistema de rotação convencional com 
suas definições:
(A) Mesa rotativa
(B) Kelly
(C) Swivel
( ) É o elemento que transmite a rotação à 
coluna de perfuração.
( ) É o equipamento que separa os elemen-
tos rotativos daqueles estacionários na 
sonda de perfuração.
( ) É o equipamento que transmite rotação 
à coluna de perfuração.
14) responda às questões que se seguem.
a) O que é o Top drive?
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
b) Quais as fases usuais em um sistema de circulação? 
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
63
Exercícios
15) Complete as lacunas em relação ao sistema de segurança de poço, 
usando o banco de termos a seguir:
blowout preventer - preventores - kick - blowout
a) O mais importante equipamento de fechamento e controle de 
poço é o _______________________________, que é um conjunto de 
válvulas que permite o fechamento do poço.
b) Os ____________________________ são acionados sempre que 
houver ocorrência de um _____________, ou seja, um fluxo inde-
sejável do fluido contido numa formação para dentro do poço. Se 
esse fluxo não for controlado eficientemente, poderá se transfor-
mar num _________________________, ou seja, poço fluindo total-
mente sem controle, resultando em sérias consequências.
16) Cite os equipamentos necessários ao controle da perfuração que 
compõem o sistema de monitoração:
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
17) identifique os componentes da coluna de perfuração, numeran-
do os parênteses:
( 8 ) broca
( 3 ) swivel
( 2 ) gancho da catarina
( 5 ) mesa rotativa
( 6 ) coluna de perfuração
( 4 ) haste quadrada
( 7 ) comandos
( 1 ) catarina
64
Alta Competência
18) Diferencie a função dos comandos e a função das brocas:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
19) identifique as ferramentas a seguir:
(A) Cunha (B) Chave flutuante (C) Colar de segurança
( ) ( ) ( )
20) responda:
a) Qual a função da chave flutuante?
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
b) Defina cunha:
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
65
Exercícios
21) Complete as lacunas em relação ao colar de segurança, usando o 
banco de termos a seguir:
mesa rotativa - coluna de comandos - cunhas - coluna
a) É um equipamento de segurança colocado próximo ao topo da 
_____________________________, quando suspensa pela sua cunha 
na __________________________, que evita a queda da _________ 
no poço, em caso de deslizamento pelas ______________________.
66
Alta Competência
Bibliografia
ArABiA, Hussain. Oilweel Drilling Engineering – Principles & Practice. Editora 
Graham & Trotman – Great Britain – 1985.
FOGAGnOLi, Wards. Apostila Fundamentos de Perfuração. GEPEM/DiTEC – 
PETrOBrAS.
GOMES, José Eduardo (Org). Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Editora 
interciência – rJ – 2001.
LUiZ, Fernando e ViCTOr Manoel. Apostila de Sistema de uma Sonda. Poço Escola 
– rn – PETrOBrAS.
67
Gabarito
Gabarito
1) Assinale a opção correta:
a) na perfuração rotativa de um poço de petróleo, as rochas são transpostas pela 
ação da rotação e do peso aplicado por:
( X ) Uma broca.
( ) Um mastro.
( ) Um guincho.
( ) Um compound.
b) Os fragmentos da rocha são removidos continuamente, através da injeção de:
( ) Swivel pelo espaço anular.
( ) Água pela cabeça de injeção.
( X ) Um fluido ou lama pela coluna de perfuração.
( ) Gás ou óleo pelo tubo de revestimento.
c) Ao atingir determinada profundidade, é retirada do poço o(a) _______________
___________________ e é descida uma coluna de revestimento de aço de diâmetro 
inferior ao da broca. Assinale a opção que completa adequadamente a lacuna da 
frase:
( ) Anular entre os tubos do revestimento.
( ) Cabeça de injeção.
( ) Tubo semiflexível.
( X ) Coluna de perfuração.
d) Para o prosseguimento da perfuração, após a operação de cimentação, a coluna 
de perfuração é novamente descida no poço, tendo, na sua extremidade, uma nova 
broca. Essa broca deve ter o diâmetro:
( ) Maior que a do revestimento.
( X ) Menor que a do revestimento.
( ) igual a do revestimento.
( ) Maior que o do espaço anular.
2) responda às questões que se seguem:
a) Cite quatro exemplos dos principais sistemas de uma sonda.
Sustentação de carga; geração e transmissão de energia; movimentação de carga; 
rotação; circulação;segurança de poço; monitoração e subsuperfície.
68
Alta Competência
b) Quais os componentes do sistema de sustentação de carga?
Mastro ou torre, subestrutura, base ou fundação e estaleiros.
3) O que é a torre ou mastro?
É uma estrutura de aço especial, de forma piramidal, de modo a prover um 
espaçamento vertical livre, acima da plataforma de trabalho, para permitir a 
execução das manobras.
4) Assinale a opção correta:
a) A figura a seguir representa qual componente do sistema de sustentação de 
carga?
( ) Mastro ou torre.
( X ) Subestrutura.
( ) Base ou fundação.
( ) Estaleiros.
5) São estruturas rígidas construídas em concreto, aço ou madeira que, apoiadas 
sobre solo resistente, suportam com segurança deflexões, vibrações e deslocamentos 
provocados pela sonda. Estamos nos referindo:
( ) Ao mastro ou torre.
( ) À subestrutura.
( X ) À base ou fundação.
( ) Aos estaleiros.
6) responda:
a) De que forma, nas sondas mecânicas (as mais utilizadas), a energia gerada nos 
motores diesel é levada até a transmissão principal?
A energia mecânica é transmitida através de acoplamentos hidráulicos e 
embreagens.
b) O que é o compound?
É a uma transmissão principal, constituída de diversos eixos, rodas dentadas e 
correntes que distribuem a energia a todos os sistemas da sonda.
69
Gabarito
c) Quais são os quatro principais componentes do sistema de movimentação de 
carga?
Guincho; bloco de coroamento; catarina; gancho de catarina; cabo de perfuração; 
braços do elevador e elevador.
7) Em relação aos componentes do guincho, correlacione os componentes na coluna 
da direita com as suas respectivas definições na coluna da esquerda:
(A) Tambor principal ( C ) É um mecanismo tipo embreagem, que permite 
tracionar cabos ou cordas. 
(B) Freio ( A ) Tem a função de acionar o cabo de perfuração, 
movimentando as cargas dentro do poço.
(C) Molinete ( B ) realiza as funções de parar ou retardar o movimento 
de descida de carga no poço.
8) indique os dois tipos de molinetes existentes:
O molinete das chaves flutuantes (que permite apertar ou desapertar as conexões 
da coluna de perfuração ou revestimento) e o molinete giratório ou cathead (que 
permite o içamento de pequenas cargas).
9) identifique, nas ilustrações a seguir, a figura compatível com o bloco de 
coroamento do sistema de movimentação de carga. Assinale a alternativa correta:
( ) ( X ) ( ) ( )
70
Alta Competência
10) identifique as estruturas no esquema abaixo, assinalando as letras 
correspondentes (a,b,c,d,e) nos parênteses a seguir:
( b ) Catarina.
( c ) Gancho da catarina.
( a ) Cabo de perfuração.
( e ) Carretel de cabo novo.
( d ) Âncora.
Bloco de 
Coroamento
a b
c
d
e
11) Complete as lacunas em relação aos procedimentos de movimentação do cabo 
de perfuração (passagem do cabo de aço), escolhendo entre as opções oferecidas 
nos parênteses:
a) Fazer diariamente o acompanhamento da tonelada-milha e sempre antes de 
mover o cabo com a programação – a cada 250 toneladas-milha acumuladas.
100 - 150 - 200 - 250
71
Gabarito
b) Definido o comprimento do cabo a ser movido pela TM ou inspeção visual, 
colocar os clipes (três, de preferência) com um cabo de apoio na medida definida a 
partir da âncora, no sentido da bobina.
cabo de apoio - equipamento suspenso - parafuso da sonda
- tubo suspenso
c) Baixar os equipamentos suspensos com o elevador fechado no tubo e suspenso 
da mesa rotativa a aproximadamente 01 (um) metro de altura.
âncora - mesa rotativa - alavanca de freio - bobina
d) Folgar os parafusos da mesa rotativa.
âncora - mesa rotativa - alavanca de freio - bobina
e) Controlar a alavanca de freio na âncora e acionar o tambor principal no sentido 
horário, liberando o cabo novo até os clipes com cabo de apoio toparem na âncora, 
tendo cuidado de não se criarem folgas nas voltas adicionadas à última do tambor 
principal. 
equipamento suspenso - cabo novo - parafuso da sonda 
- cabo corrido
f) reapertar os seis parafusos da âncora.
três - quatro - cinco - seis
g) inspecionar visualmente os cabo corrido e retornar às operações de sonda.
cabo de apoio - cabo novo - parafuso da sonda - cabo corrido
h) necessariamente, registrar no boletim a operação, cujo tempo-padrão 
considerado normal é de até trinta minutos.
quinze minutos - trinta minutos - sessenta minutos
- noventa minutos
12) O sistema de rotação convencional é constituído de equipamentos que 
promovem ou permitem a livre rotação da coluna de perfuração. Quais são eles?
Mesa rotativa; kelly e swivel.
72
Alta Competência
13) Associe os componentes do sistema de rotação convencional com suas 
definições:
(A) Mesa rotativa
(B) Kelly
(C) Swivel
( B ) É o elemento que transmite a rotação à coluna de 
perfuração.
( C ) É o equipamento que separa os elementos rotativos 
daqueles estacionários na sonda de perfuração.
( A ) É o equipamento que transmite rotação à coluna de 
perfuração.
14) responda às questões que se seguem.
a) O que é o Top drive?
É o sistema que permite perfurar o poço de três em três tubos, ao invés de um a um, 
quando a mesa rotativa é utilizada. Também permite que a retirada ou a descida 
da coluna de perfuração seja feita tanto com rotação quanto com circulação de 
fluido de perfuração pelo seu interior.
b) Quais as fases usuais em um sistema de circulação? 
Fase de injeção, fase de retorno e fase de tratamento.
15) Complete as lacunas em relação ao sistema de segurança de poço, usando o 
banco de termos a seguir:
blowout preventer - preventores - kick - blowout
a) O mais importante equipamento de fechamento e controle de poço é o blowout 
preventer, que é um conjunto de válvulas que permite o fechamento do poço.
b) Os preventores são acionados sempre que houver ocorrência de um kick, ou seja, 
um fluxo indesejável do fluido contido numa formação para dentro do poço. Se esse 
fluxo não for controlado eficientemente, poderá se transformar num blowout, ou 
seja, poço fluindo totalmente sem controle, resultando em sérias consequências.
16) Cite os equipamentos necessários ao controle da perfuração que compõem o 
sistema de monitoração:
Manômetros, indicador de peso sobre a broca, indicador de torque (torquímetro), 
tacômetro etc.
73
Gabarito
17) identifique os componentes da coluna de perfuração, numerando os 
parênteses:
( 8 ) broca
( 3 ) swivel
( 2 ) gancho da catarina
( 5 ) mesa rotativa
( 6 ) coluna de perfuração
( 4 ) haste quadrada
( 7 ) comandos
( 1 ) catarina
1
2
3
4
5
6
7
8
18) Diferencie a função dos comandos e a função das brocas:
Os comandos são tubos de aço de parede espessa posicionados logo acima de uma 
broca, que tem a função de fazer a ligação entre a broca e os tubos, fornecendo 
estabilidade e peso suficiente sobre a broca, com o objetivo de facilitar a penetração 
desta nas formações. As brocas são ferramentas importantes, sustentadas e presas 
aos comandos, localizadas na extremidade inferior da coluna de perfuração, que 
promovem a perfuração das rochas.
74
Alta Competência
19) identifique as ferramentas a seguir:
(A) Cunha (B) Chave flutuante (C) Colar de segurança
( B ) ( C ) ( A )
20) responda:
a) Qual a função da chave flutuante?
Têm a função de fornecer o torque necessário às conexões da coluna.
b) Defina cunha:
São equipamentos que mantém a coluna de perfuração totalmente suspensa da 
mesa rotativa. São utilizadas durante as conexões dos tubos de perfuração e dos 
comandos. Possuem mordentes intercambiáveis que se adaptam à parede dos 
tubos e se prendem a ela.
21) Complete as lacunas em relação ao colar de segurança, usando o banco de 
termos a seguir:
mesa rotativa - colunade comandos - cunhas - coluna
a) É um equipamento de segurança colocado próximo ao topo da coluna de 
comandos, quando suspensa pela sua cunha na mesa rotativa, que evita a queda 
da coluna no poço, em caso de deslizamento pelas cunhas.