4 Sistemas de Sonda de Perfuração III

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SISTEMAS DE 
UMA SONDA II
Autores: Cesar Roberto da Silva Ferreira 
 Ronaldo Ferreira Ribeiro
SISTEMAS DE 
UMA SONDA II
Programa Alta Competência
Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos 
da área de Exploração & Produção da Petrobras. 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 na 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 criou o 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 de novos empregados 
e a reciclagem de antigos.
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
Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila 
está organizada e assim facilitar seu uso. 
No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual 
representa as metas de aprendizagem a serem atingidas. 
Autor
Ao fi nal desse estudo, o treinando poderá:
• Identifi car procedimentos adequados ao aterramento 
e à manutenção da segurança nas instalações elétricas;
• Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao 
aterramento de segurança;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de 
aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas 
instalações elétricas.
ATERRAMENTO 
DE SEGURANÇA
Como utilizar esta apostila
Objetivo Geral
O material está dividido em capítulos. 
No início de cada capítulo são apresentados os objetivos 
específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como 
orientadores ao longo do estudo.
No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que 
visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem.
Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do 
capítulo em questão.
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas 
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 1
Riscos elétricos 
e o aterramento 
de segurança
Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá:
• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e 
riscos elétricos;
• Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de 
equipamentos e sistemas elétricos;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de 
segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas. 
21
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
1.4. Exercícios
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e 
aterramento de segurança?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que 
abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. 
Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, 
o caso: 
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser 
projetadas e executadas de modo que seja possível 
prevenir, por meios seguros, os perigos de choque 
elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas 
(...) devem ser adotados dispositivos de proteção, 
como alarme e seccionamento automático para 
prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de 
isolamento, aquecimentos ou outras condições 
anormais de operação.”
( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) 
durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for 
julgado necessário à segurança, devem ser colocadas 
placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas 
e demais meios de sinalização que chamem a atenção 
quanto ao risco.”
( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e 
sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas 
(...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no 
âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
25
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes 
do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados 
e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, 
marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e 
executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os 
perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser 
adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento 
automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas 
de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de 
operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os 
trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário 
à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de 
advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem 
a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados 
à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à 
sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes 
normalmente energizadas da instalação elétrica.
( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer 
riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um 
equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se 
houver falha no isolamento desse equipamento.
( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um 
“fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem 
da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito
Objetivo Específi co
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas 
defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos 
textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente 
identifi cados, pois estão em destaque.
Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
49
3. Problemas operacionais, riscos e 
cuidados com aterramento de segurança
Todas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros). 
A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os 
mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção 
nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos.
Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o 
seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve 
ser mantido em perfeitas condições de funcionamento. 
Nesse processo, o operador temimportante papel, pois, ao interagir 
diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar 
imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando 
problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico 
por contato indireto e de incêndio e explosão.
3.1. Problemas operacionais
Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo 
de aterramento são:
• Falta de continuidade; e
• Elevada resistência elétrica de contato. 
É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor 
de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo 
admissível para resistência de contato.
Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se 
manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma 
corrente elétrica.
Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica.
Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.
3.4. Glossário
Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os 
insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, 
ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, 
basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo. 
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão 
presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. 
A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo 
abordado de um determinado item do capítulo. 
“Importante” é um lembrete das questões essenciais do 
conteúdo tratado no capítulo. 
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas 
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – 
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. 
Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades 
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em 
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 
14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National 
Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med.
br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/
parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/
choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 
1.6. Bibliografi a
É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a 
primeira observação de um fenômeno relacionado 
com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um 
fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido 
um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de 
atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome 
dado à resina produzida por pinheiros que protege a 
árvore de agressões externas. Após sofrer um processo 
semelhante à fossilização, ela se torna um material 
duro e resistente. 
Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais:
1.1. Riscos de incêndio e explosão
Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma:
Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, 
fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera 
potencialmente explosiva por descarga descontrolada de 
eletricidade estática.
Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer 
instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos 
pessoais, materiais e de continuidade operacional.
Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
IMPORTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas 
RESUMINDO...
Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta 
dos principais pontos abordados no capítulo.
Em “Atenção” estão destacadas as informações que não 
devem ser esquecidas.
Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm 
como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. 
Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional!
Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
IMPORTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas 
RESUMINDO...
Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
IMPORTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas 
RESUMINDO...
SumárioSumário
Introdução 15
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda 
1. Sistemas de uma sonda 19
1.1. Sistema de geração e transmissão de energia 19
1.1.1. Instruções de operação 20
1.1.2. Fontes de energia 21
1.1.3. Um pouco de eletricidade 24
1.2. Sistema de movimentação de carga 41
1.2.1. Guincho 41
1.2.2. Guincho auxiliar 51
1.2.3. Bloco de coroamento 53
1.2.4. Catarina 55
1.2.5. Gancho da catarina 58
1.2.6. Cabo de perfuração 62
1.2.7. Elevador 87
1.2.8. Compensador de movimento 93
1.3. Sistema de rotação 102
1.3.1. Método rotativo convencional 102
1.3.2. Top drive 117
1.3.3. Motor de fundo 117
1.4. Sistema de monitoração – instrumentação 119
1.4.1. Tanque de Manobra (Trip Tank) 123
Capítulo 2. Ferramentas de manuseio 
2. Ferramentas de manuseio 129
2.1. Chaves flutuantes 129
2.1.1.O uso das chaves flutuantes 129
2.1.2. Cunhas 133
2.1.3. Colar de segurança 137
Capítulo 3. Recomendações de segurança, meio ambiente e saúde 
3. Recomendações de segurança, meio ambiente e saúde 143
3.1. Resultados esperados 145
Capítulo 4. Informações gerais 
4. Informações gerais 149
4.1. Exemplo de um procedimento pré-operacional em sondas 149
4.2. Ordem de Manutenção 151
Exercícios 152
Glossário 155
Gabarito 156
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), heavy 
weight (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, por meio 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.
Pretendemos, portanto, evidenciar que os poços são perfurados em 
diversas fases, caracterizadas pelos diferentes diâmetros de brocas.
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Sistemas de 
uma sonda
18
Alta Competência
19
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
1. Sistemas de uma 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 sistemas são:
• Sustentação de carga;
• Geração e transmissão de energia;
• Movimentação de carga;
• Rotação;
• Circulação;
• Segurança de poço;
• Monitoração;
• Subsuperfície.
Estudaremos, a seguir, quatro desses sistemas de forma mais detalhada: 
geração e transmissão de energia; movimentação de carga; rotação 
e monitoração.
1.1. Sistema de geração e transmissão de energia
O sistema de geração tem como função garantir a energia necessária 
para manter em operação todos os equipamentos de uma sonda de 
perfuração, principalmente a mesa rotativa, o top drive, o guincho 
de perfuração e a bomba de lama.
A falha desse sistema, durante a perfuração, pode ocasionar a prisão 
de ferramenta (pescaria) e em tempo não produtivo.
20
Alta Competência
1.1.1. Instruções de operação
1) Opere sempre que possível com a lâmpada de power-limit acesa. 
Se mais de um conjunto motor-gerador, por exemplo, estiver no 
barramento, e o medidor percentual marcar menos de 50%, um 
conjunto poderá ser retirado.
2) A lógica de contactores é acionada pelas chaves liga-desliga e 
frente-reverso. Evite ligar e desligar essas chaves, respectivamente.
3) Só desligue as chaves “liga-desliga” e “frente-reverso’ de motores 
com os potenciômetros aceleradores na posição zero. Desligar as 
contatoras de motores acelerados poderá causar danos irreversíveis 
aos contatos.
4) Evite acelerar e desacelerar livremente o acelerador manual. Confie 
no sistema; o motor será acelerado quando você precisar.
5) A bomba de lama só será acionada caso a chave “liga-desliga” do 
console auxiliar das bombas de lama estiverem ligadas. Fique atento.
6) Opere delicadamente o sistema. A geração de sondas mecânicas 
praticamente já foi concluída nesta etapa.
7) Em alguns casos, o console do sondador é pressurizado. Caso a 
pressão caia, o alarme será acionado. Fique atento.
Com a evolução da eletrônica já é possível controlar 
a velocidade de motores AC. Assim, a utilização de 
motores DC tende a ser superada.
Sistemas de controle mais complexos e precisos deverão 
substituir os atuais, com um nível de automação maior.
A monitoração dos parâmetros de perfuração será feita 
por um computador, que determinará continuamente 
a melhor opção de perfuração.
VOCÊ SABIA??
21
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
1.1.2. Fontes de energia
A energia necessária para o acionamento dos equipamentos de uma 
sonda de perfuração é normalmente fornecida por motores a diesel.
Nas sondas marítimas, quando existe produção de gás, a utilização 
de turbinas a gás para a geração de energia para toda a plataforma 
é a opção mais comum e econômica.
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.
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.
Dependendo do modo de transmissão de energia para os 
equipamentos, as sondas de perfuração são classificadas em sondas 
mecânicas e diesel-elétricas. A saber:
•	Sondas mecânicas
Nas sondas mecânicas (as mais utilizadas), a energia gerada nos 
motores a diesel é levada a uma transmissão principal (compound) 
através de acoplamentos hidráulicos e embreagens. Uma sonda 
mecânica está representada na figura a seguir.
22
Alta Competência
Conversor de torque
Embreagem
Equipamentos
Guincho
Bombas de lama
Mesa rotativa
Pequenos motores AC
Gerador AC
Compound
Motor diesel
Sonda mecânica
O compound é constituído de diversos eixos, rodas dentadas e 
correntes que distribuem a energia a todos os sistemas da sonda.
As embreagens permitem que os motores sejam acoplados ou 
desacoplados do compound, propiciando maior eficiência na 
utilização dos motores a diesel.
•	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 a 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.
23
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
O SCR representa as iniciais Silicon Controlled Rectifier, ou seja, 
Retificador Controlador de Silício. Usa-se este nome para designar 
todo o sistema de geração de energia em uma sonda de perfuração.
Os equipamentos auxiliares da sonda ou da plataforma 
como os de iluminação e de hotelaria, que utilizam a 
corrente alternada, recebem a energia do barramento 
após a sua passagem por um transformador.
VOCÊ SABIA??
A figura a seguir apresenta uma sonda AC/DC, típica de sonda 
marítima.
M
o
to
res A
C
Motores DCSCR1
SCR2
SCR3
Geradores AC
M
o
to
re
s 
D
ie
se
l
60
0 
v 
A
C
Bombas 
de Lama
Mesa 
Rotativa
Guincho
Principal
Transformador
Esquema de sonda AC/DC – típica de sonda marítima
As sondas a 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 a diesel, turbinas a gás ou através da rede pública 
de energia. Por utilizarmotores AC, não há necessidade de 
retificação da corrente, mas sim do controle da frequência 
aplicada aos motores.
24
Alta Competência
1.1.3. Um pouco de eletricidade
Para compreendermos melhor o que foi apresentado e o que vem 
adiante, vamos entender um pouco mais sobre eletricidade.
a) Corrente Elétrica
Existem dois tipos de corrente elétrica, a saber:
• AC – corrente alternada
• DC – corrente contínua
A corrente alternada (A/C) é a energia que aciona a maioria dos 
eletrodomésticos na sua casa. Ela possui a representação indicada na 
figura a seguir.
Corrente alternada
A corrente contínua (DC) é aquela gerada por baterias, por exemplo, 
acionando o seu rádio de pilhas ou gravador. Ela possui a seguinte 
representação:
 
 
Corrente contínua
25
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
A corrente contínua pode ser utilizada para acionarmos motores 
elétricos. Assim:
A flexibilidade do sistema é controlada pela chave seletora. Exemplo:
1
MP1
2
MP2
3
RT
4
MC
ATENÇÃO
Na posição 3 da chave seletora (numerada, conforme 
o indicador de seu relógio) o SCR 1 aciona a bomba 
de lama 1, o SCR2 aciona a bomba de lama 2, o SCR3, a 
mesa rotativa e o SCR4, a bomba de cimentação.
1.1.3.1. Opções de acionamento do guincho
O guincho possui dois motores: o motor A e o motor B, e tem duas 
modalidades DWA e DWB, isto é, o motor A do guincho e o motor 
B do guincho são acionados por cubículos diferentes de SCR (Silicon 
Controlled Rectifier).
Veja o exemplo da posição 11:
26
Alta Competência
SCR
Motor
•	DWA / DWB
Observe que os motores são acionados por SCR diferentes.
 
 
DWA
SCR2
SCR3
DWA
•	DWS
Ambos os motores (DWA e DWB) são colocados em série e acionados 
por um único SCR.
Exemplo: posição 1 em que o SCR 1 aciona o DWS.
27
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Assim teremos:
DW
SCR1
DWS
DW
ATENÇÃO
A opção 1 produz maior velocidade, enquanto que a 
opção 2 produz maior torque, isto é, força. Desse modo, 
o lado esquerdo da chave seletora deverá ser utilizado 
em operações de manobra (TRIPPING) enquanto que o 
lado direito, em operações de perfuração (DRILLING).
1.1.3.2. Sondas a diesel elétricas – a evolução de uma ideia
Primeiramente apenas sondas com acionamento mecânico eram 
utilizadas. Assim, junto a cada equipamento de perfuração (mesa 
rotativa, bomba de lama, guincho) existia um motor diesel para seu 
acionamento.
Começou a ser estudada a possibilidade de acionarmos os 
equipamentos de perfuração utilizando-se motores elétricos.
Como já sabemos, na época, controlar velocidade de motores AC não 
era tarefa das mais simples. Assim, optou-se por motores DC para 
ativar os equipamentos de perfuração.
A geração de tensão DC ficaria a cargo de geradores DC, impulsionados 
por motores a diesel.
28
Alta Competência
O esquema de sonda seria então:
ATENÇÃO
É importante observar que no esquema anterior, caso 
ocorresse um problema no gerador DC, o equipamento 
de perfuração a ele ligado pararia. Para se obter esta 
flexibilidade foi necessário colocar vários geradores 
AC selecionados através de uma lógica de contatoras.
Assim teríamos:
•	Lógica de contatores 
No esquema anterior, se o contato 1 estiver fechado o motor diesel 
1 e o gerador DC 1 acionarão a mesa rotativa. Se o contato 2 estiver 
fechado o motor diesel 2 e o gerador DC 2 acionarão a mesa rotativa.
A grande desvantagem desse tipo de sonda é o grande número de 
motores diesel e de geradores DC necessários, que exigem manutenção 
delicada e constante.
29
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Passou-se então ao estudo de possibilidade de uso do gerador AC 
e convertendo-se para DC através das chaves eletrônicas SCR, cuja 
configuração seria:
Para resolver o problema de seletividade, criou-se o conceito de 
“barramento único”, ou seja, todos os geradores AC seriam ligados 
ao mesmo ponto e daí todas as chaves eletrônicas seriam alimentadas.
A configuração seria então:
SCR 1
SCR 2
SCR 3
GERADOR
AC
MOTOR
DC
Equipamento
de
Perfuração
Equipamento
de
Perfuração
Equipamento
de
Perfuração
MOTOR
DC
MOTOR
DC
MOTOR
DIESEL
MOTOR
DIESEL
MOTOR
DIESEL
CHAVES LÓGICA DE CONTATORES
AC ELETRÔNICAS
BARRAMENTO
GERADOR
AC
GERADOR
AC
30
Alta Competência
Observe que, desse modo, o SCR 1 aciona a mesa rotativa ou a bomba 
de lama; o SCR 2, a bomba de lama ou guincho; o SCR 3, o guincho 
ou a mesa rotativa.
Além disso, com apenas um conjunto motor-gerador todos os 
equipamentos de perfuração poderão ser acionados, desde que 
o motor gerador tenha capacidade para isso, pois o barramento 
AC é único.
A flexibilidade, a economia e a manutenção nesse sistema são 
bastante melhoradas.
DIAGRAMA DO SISTEMA SCR
TR CCM
MP
2
MP
1
MOTOR
DIESEL
GERADOR
AC
DISJUNTOR
MOTOR
DIESEL
GERADOR
AC
DISJUNTOR
DWB
DWA
RT
Circuito limitador de potência
31
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
O sistema SCR prevê um circuito limitador de potência, visando a 
proteger o motor diesel e o gerador AC, impedindo que uma potência 
maior do que a especificada seja gerada, pois, se isso ocorresse, 
poderia danificar o motor ou o gerador.
Assim que a capacidade máxima fosse atingida, a potência DC 
fornecida aos motores seria limitada, o que causaria um impedimento 
na elevação dos níveis de potência enviada aos motores DC já 
acionados.
Esse circuito não causa a queda de geradores de barramento (os 
chamados black-outs), muitas vezes, pelo contrário, visa a impedir 
que isso ocorra.
Quando esse limite é atingido, a lâmpada indicadora no console do 
sondador (“limite de potência”) acende. Isso significa que o motor-
gerador está em sua plena carga, ou seja, está trabalhando no 
seu ponto ótimo, com o maior aproveitamento possível de diesel, 
gerando o KW a um custo mais baixo.
O ideal seria que pudéssemos operar com a lâmpada de POWER-
LIMIT sempre acesa.
Outro conjunto motor-gerador deverá ser colocado no barramento 
(o SPM da MP diminuiu, por exemplo) se for necessário.
ATENÇÃO
Circuito de Sprocket Slip (deslizamento)
A fim de proteger os motores DC que acionam as 
bombas de lama, o sistema prevê um circuito chamado 
de sprocket-slip que desliga imediatamente este 
equipamento caso algum problema seja detectado, 
como: motores DC com problemas, diferente tensão 
nas correntes mecânicas que conectam o motor à 
bomba, por exemplo.
32
Alta Competência
•	Console do sondador
Partes constituintes:
1. Chave seletora;
2. Chave de liga-desliga de Bomba de Lama 1;
3. Acelerador manual de Bomba de Lama 1;
4. Chave de liga-desliga de Bomba de Lama 2;
5. Acelerador manual de Bomba de Lama 2;
6. Chave de frente-reverso do guincho;
7. Acelerador manual do guincho;
8. Chave de frente-reverso da mesa rotativa;
9. Acelerador manual de mesa rotativa;
10. Lâmpadas indicadoras;
11. Ajuste de limite de corrente (torque) de mesa rotativa; 
12. Medidor de corrente (torque) de mesa rotativa;
13. Medidor percentual de limite de potência;
14. Botoeira de emergência.
33
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
1.1.3.3. Motores
Motores AC são de difícil controle de velocidade, enquanto que 
motores DC são de fácil controle, bastando apenas variar a tensão a 
ele aplicada para variar a sua velocidade.
1) Como obter-se voltagem DC:
1.1) Voltagem DC pode ser obtida a partir de pilha e de bateria, 
como as que você costuma utilizar.
1.2) Para valores mais elevados, utilizam-se geradores DC, 
geralmente acionados por motores a diesel.
1.3) Através da operação de RETIFICAÇÂO, pode-se “transformar” 
tensão alterada em contínua. Para tanto, utilizam-se “chaves 
eletrônicas”.
Essas chaves eletrônicassão chamadas de retificadoras ou diodos e 
são representadas com o seguinte símbolo:
34
Alta Competência
Caso essas chaves sejam controladas, são chamadas de tiristores, ou 
chaves controladas de silício, ou simplesmente SCR. Sua representação 
é a seguinte:
Desse modo, variando-se o controle do gate (ou porta), controla-se o 
tempo que a “chave eletrônica” fica fechada ou aberta, controlando-
se assim, o valor de tensão retificada DC.
Para se conseguir uma tensão mais próxima possível à tensão DC, 
utilizam-se três fases de tensão AC, que são então retificadas em um 
circuito contendo várias chaves eletrônicas.
A forma de onda de fase A, B e C será:
35
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
A chave eletrônica será então: 
Chaves de liga-desliga
As chaves de liga-desliga, frente-reverso são provi-
das para todos os equipamentos de perfuração.
IMPORTANTE!
A bomba de lama, como possui movimento alternativo, não traz a 
opção de sentido. Já a mesa rotativa e o guincho trazem essa opção. 
Apenas o motor do guincho A (DWA) pode ser acionado para trás. 
Consequentemente, a opção DWS só poderá funcionar na posição 
“frente”.
Em alguns sistemas, a chave:
é substituída por:
36
Alta Competência
Isso significa que, se colocarmos para a esquerda, a MP 1 será acionada 
e, se colocamos para a direita, a CP 1 será acionada. Neste caso, a 
chave seletora aparecerá:
2
MP1 / CP1
Significando que o SCR2 aciona a bomba de lama 1 ou a bomba de 
cimentação 1.
•	Variação de velocidade de motores
Já sabemos que, para variar a velocidade de um motor DC, teremos 
de variar a tensão a ele aplicada, ou seja, a saída da ponte de SCR 
deverá variar de 0 a 750 VDC. Para que essa variação se processe é 
necessário variar a tensão aplicada aos gates dos SCR.
Para variar a velocidade de um equipamento de perfuração, varia-se 
a tensão aplicada ao gate do SCR utilizando-se aceleradores manuais 
no console do sondador. Assim, temos:
ACELERADOR
ACELERADOR
MÓDULO DE
CONTROLE
MÓDULO DE
CONTROLE
MANUAL
MOTOR DC 
BASTANTE
ACELERADO
OVDC
OVDCACELERADO
MANUAL
MOTOR
DC
MOTOR
DC
EQUIP.
PERF.
Equipamento de
perfuração
MOTOR DC
POUCO
37
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
O guincho possui como opção o acelerador de pé, que funciona do 
mesmo modo que o acelerador manual. Entretanto, só é liberado 
para a operação quando este último for retirado da posição “zero“.
Além disso, o sistema prevê um circuito que gera uma rampa quando 
se pisa no acelerador de pé, visando a provocar uma variação gradual 
de velocidade do motor.
GERADOR
DE
RAMPA
No instante de tempo t 
você “pisou fundo” no 
acelerador de pé guincho.
O sistema perceberá,
desse modo, a velocidade
do motor.
t
t
•	Ordem no acionamento
O sistema possui um circuito, chamado de ZTI, que impede um motor 
DC partir acelerado. Isso seria conseguido caso primeiramente se 
girasse o potenciômetro acelerador e, em seguida, acionasse a chave 
liga-desliga. Para evitar esse problema, o sistema impede a partida do 
motor nestas condições. Basta que o acelerador manual seja zerado 
para que, então, nova partida seja dada ao motor.
1º Chave liga-desliga (frente-reverso)
2º Acelerador manual
•	Medidor de corrente de mesa rotativa
Este medidor indica a corrente elétrica que está sendo entregue à 
mesa rotativa. A corrente elétrica é proporcional ao torque, indicando, 
portanto, o torque que está sendo aplicado à coluna.
38
Alta Competência
•	Ajuste de corrente da mesa rotativa
A corrente (torque) máxima entregue à mesa rotativa pode ser 
ajustada no potenciômetro colocado na frente do console do 
sondador. Quanto mais à direita for girado este potenciômetro, 
maior será o torque que o motor da mesa rotativa poderá oferecer.
•	Botoeira de emergência
Caso essa botoeira seja acionada, todos os disjuntores que interligam 
as pontes dos SCR ao barramento irão abrir, fazendo com que não 
haja mais geração de tensão DC. Assim, todos os equipamentos de 
perfuração pararão.
A energia AC, entretanto, continuará presente em toda a sonda.
•	Lâmpadas indicadoras
0 100 
GEN 1
SCR 1
MP 1 BLWR ON MP 2 BLWR ON
INDICADOR DE POTÊNCIA LIMITE DE POTÊNCIA
DW BLWR ON RT BLWR ON
SCR 2 SCR 3 SCR 4
GEN 2 GEN 3
ATENÇÃO
As lâmpadas GEN acenderão quando o conjunto motor 
gerador for colocado no barramento (disjuntor-fechar).
39
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
As lâmpadas SCR acendem quando as células de SCR recebem os 600 
VAC na sua entrada, isto é, quando o seu disjuntor for fechado.
BLWR ON: Blower On significa ventilador ligado, motores AC auxiliares 
dos motores DC, que são os seguintes:
• Para mesa rotativa – lubrificador de corrente (ventilador)
• Para a bomba de lama – ventiladores (2)
Lubrificadores de haste
Lubrificadores de corrente
super-charger
•	Para o guincho – ventiladores (2)
ATENÇÃO
Uma lâmpada acenderá sempre que todos os motores 
auxiliares AC dos motores DC forem ligados, o que 
é feito automaticamente quando o motor DC for 
acionado (chave liga-desliga ou frente-reverso e 
acelerador manual).
Caso algum motor não seja acionado ou pare de funcionar, um alarme 
será ouvido internamente no console do sondador.
• Limite de potência – esta lâmpada acenderá para indicar que 
o(s) conjunto(s) motor-gerador(es) que estiver(em) na barra 
estão funcionando a plena carga e um novo conjunto motor-
gerador deverá ser colocado na barra, caso se deseje aumentar 
a velocidade de algum motor DC e esta não responda.
40
Alta Competência
• Indicador de potência (percentual) – este medidor indica a 
porcentagem da potência gerada que está sendo utilizada na 
sonda. Quando a lâmpada de limite de potência acender, este 
medidor deverá estar em torno 100%.
TERMOS USUAIS
TERMOS DESCRIÇÃO
MP BOMBA DE LAMA
RT MESA ROTATIVA
DWA MOTOR A DO GUINCHO
DWB MOTOR B DO GUINCHO
DWS OPÇÃO DE GUINCHO SÉRIE
GEN ON GERADOR CONECTADO AO BARRAMENTO
SCR ON SCR CONECTADO AO BARRAMENTO
ASSIGMENT SELEÇÃO
TRIPPING OPERANDO
DRILLING PERFURANDO
RT LIMIT LIMITE DE CORRENTE DA MESA ROTATIVA
BLWR ON
VENTILADOR LIGADO – NOME GENÉRICO DOS MOTORES 
AUXILIARES DOS EQUIPAMENTOS DE PERFURAÇÃO
FWD PARA FRENTE
REV PARA TRÁS
OFF DESLIGADO
PWR LIMIT LIMITE DE POTÊNCIA
EMERGENCY OFF EMERGÊNCIA
XFMR TRANSFORMADOR
SPROCKET SLIP DESLIZAMENTO DE CORRENTE MECÂNICA NAS BOMBAS DE LAMA
Com a evolução da eletrônica já é possível controlar a velocidade de 
motores AC. Assim, a utilização de motores DC tenderá a ser superada 
com o passar do tempo.
Sistemas de controle mais complexos e precisos deverão substituir os 
atuais, com um nível de automação maior.
A monitoração dos parâmetros de perfuração será feita por um 
computador que determinará continuamente a melhor opção de 
perfuração.
41
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
1.2. Sistema de movimentação de carga 
A função do sistema de movimentação de cargas é permitir içar 
ou abaixar colunas de perfuração e de revestimento ou quaisquer 
outros equipamentos de subsuperfície, para dentro ou fora do poço. 
Seus principais componentes são a torre e a subestrutura, o conjunto 
bloco/catarina, guincho, gancho de catarina cabo de perfuração. 
Os principais componentes do sistema de movimentação de cargas são:
• Guincho;
• Bloco de coroamento;
• Catarina;
• Gancho de catarina;
• Cabo de perfuração;
• Braços do elevador;
• Elevador.
1.2.1. Guincho
O guincho (destacado pelo retângulo na ilustração) recebe a energia 
mecânica necessária para a movimentação de cargas através da 
transmissão principal – no caso de sondas a diesel – ou diretamente 
de um motor elétrico acoplado a ele, nas sondas elétricas.42
Alta Competência
O guincho é constituído por:
• Tambor principal;
• Tambor auxiliar;
• Freios;
• Molinetes;
• Embreagens.
Guincho em destaque
43
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Guincho
O tambor principal tem a função de movimentar o cabo de perfuração 
que, por sua vez, movimenta 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:
• Freio principal (mecânico, por fricção) tem a função de parar e 
assim manter a carga que está sendo movimentada;
• 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.
44
Alta Competência
•	Construção
A carcaça do guincho de perfuração é fabricada com chapa grossa 
e membros estruturais pesados, a fim de se obter um alojamento 
resistente à prova do tempo e ao estanque de óleo para os eixos e 
os acionadores a correntes. Suportes estruturais robustos apoiam os 
mancais principais dos eixos. A correta distribuição de peso se faz 
utilizando componentes estruturais pesados, porém reduzindo-se 
o peso onde este não é requerido, o que resulta em um eficiente 
projeto de soldagem.
A carcaça do guincho é um invólucro oco, usinado em broqueadeira 
horizontal depois da soldagem, originando uma precisa manutenção 
de centros das correntes. Todos os segmentos de chapas que facilitam 
a remoção dos eixos do guincho, e que devem suportar as cargas dos 
mancais, são fixados por meio de pinos cônicos ajustados.
A carcaça do guincho é ainda montada sobre uma base resistente, 
construída com vigas pesadas. A carcaça é aparafusada de uma 
maneira muito simples a uma seção do contra-eixo da rotativa. As 
seções do contra-eixo da rotativa proporcionam uma plataforma para 
os sondadores. Para transporte, a carcaça é separada e transportada 
em duas peças.
O guincho tem grandes aberturas de acesso, de modo que as 
peças internas possam ser alcançadas com facilidade e rapidez. 
Essas aberturas são superdimensionadas, oferecendo o máximo de 
acessibilidade. Todas as guardas da carcaça são seladas com uma junta 
de borracha esponjosa, de tipo celular fechado, proporcionando uma 
vedação perfeita.
Há guardas de proteção facilmente removíveis sobre as embreagens 
de alta e de baixa, proporcionando fácil acesso a elas.
O interior do guincho é projetado de maneira que as tubulações 
fiquem protegidas no caso de ruptura das correntes. A guarda de 
tomada de força permite total basculação, para se ajustar a qualquer 
ângulo, proporcionando um acionamento completamente vedado.
45
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
•	O tambor
O guincho é equipado com um tambor fabricado com 36" de 
diâmetro por 62" de comprimento. Pode ser fornecido liso ou com 
sulcos, conforme necessário. É utilizado o sistema de ranhuras LeBus, 
montado na fábrica por solicitação do cliente. Esse guincho foi 
projetado para suportar a carga máxima de um cabo de aço de 1 ½". 
Quando utilizando, esta bitola de cabo proporcionará o guarnimento 
de 12 linhas com até 3 camadas enroladas no tambor.
Tambor
É fornecido um sistema de ancoragem de cabos do tipo de cunha 
cônica, utilizado com sucesso em projetos anteriores. A mesma cunha 
de ancoragem pode ser empregada para todas as bitolas de cabos 
até 1 ½".
Uma mangueira flexível transversal, suportada independentemente, 
no tambor, transfere água de refrigeração de um aro de freio 
para o outro. Ela pode ser facilmente removida do tambor sem a 
desmontagem do eixo.
•	Freios e refrigeração
Grandes freios refrigerados a água fazem parte do guincho de 
perfuração. A razão entre o diâmetro do flange do freio e o diâmetro 
do carretel do tambor fica entre as maiores oferecidas no mercado 
para esta classe de sonda. Essa razão é uma indicação da capacidade 
de frenagem. Mantendo-a elevada, é possível obter a máxima 
vantagem de um dado sistema de freios.
46
Alta Competência
As redes para as camisas de água dos freios foram aperfeiçoadas 
com mangueiras facilmente removíveis, de projeto simplificado. Um 
projeto melhorado da camisa foi incorporado aos flanges dos freios. 
Esse novo projeto proporciona uma ação de respiração da camisa 
d’água, evitando fissuras nas suas soldas.
Um projeto aperfeiçoado da caixa de gaxetas de água foi 
incorporado na extremidade do eixo do tambor, para a admissão 
de água de refrigeração dos freios. Existe um anel espaçador entre 
as fileiras das gaxetas externas, sendo ainda carregado por mola. 
Niples de alívio são incorporados na caixa de gaxetas, a fim de 
aliviar a pressão alta da graxa, que poderia provocar o colapso dos 
anéis de engaxetamento. Um novo engaxetamento simplificado 
para o tubo de água utiliza o-rings.
•	Embreagens
As embreagens (de alta e de baixa do tambor) utilizadas no guincho 
de perfuração são do tipo disco de atrito Twin Disc PO342. Esse 
projeto foi selecionado por sua alta capacidade de torque e excelentes 
características de dissipação de calor, para utilização em serviço pesado. 
Ambas são do mesmo tamanho, oferecendo intercambiabilidade. A 
embreagem de alta do tambor proporciona generosa capacidade de 
dissipação de calor, necessária para enfrentar as frequentes aplicações 
de carga, característica do serviço do tambor de alta. As placas de 
atrito podem ser substituídas nessa embreagem sem sua remoção. 
Existem parafusos de travamento em todas as embreagens de atrito, 
para operação em emergência. 
Existe um novo mecanismo pneumático simplificado na transmissão 
do guincho para o acoplamento e desacoplamento das embreagens 
do tipo de eixo ranhurado longitudinalmente. É um mecanismo 
utilizado e muito simples, facilmente removível ou montado no 
guincho, podendo ter manutenção pela remoção da tampa de acesso, 
na traseira da carcaça do guincho. São utilizados cilindros de câmbio 
simples, do tipo de três posições, que não requerem molas para a 
liberação da embreagem. As embreagens são de funcionamento 
pneumático, tanto para câmbio quanto para liberação.
47
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
•	Lubrificação
Bicos borrifadores, que promovem um borrifo em leque, lubrificam e 
refrigeram as correntes do guincho. O mesmo tipo de bico borrifador 
é utilizado em todo o equipamento. A sua localização é tal que ficam 
protegidos de avarias causadas por falha das correntes. Esse projeto 
proporciona generosas quantidades de óleo sobre as correntes, 
aumentando materialmente a sua vida útil.
Duas bombas de óleo de grande capacidade, montadas em flanges, 
são fornecidas com o guincho. Elas são instaladas na antepara da 
transmissão e acionadas por uma só corrente, com capacidade mais do 
que suficiente. Uma bomba é suficiente para o sistema de lubrificação, 
contudo, ambas também podem ser operadas simultaneamente.
Há um filtro simples, de projeto altamente aperfeiçoado, montado 
do lado de fora do espaço de transmissão do guincho, com conexões 
simples para redes, a fim de limpar o óleo antes da recirculação.
Todos os mancais do guincho são lubrificados com graxa, eliminando 
as problemáticas gaxetas para óleo, e todos os mancais de suporte 
dos eixos são lubrificados de um ponto central, por meio de 
graxeiros convenientemente localizados. Todas as rodas dentadas de 
embreagem são facilmente lubrificadas através de pontos múltiplos,acessíveis por grandes aberturas na carcaça do guincho. Essas 
aberturas têm tampas articuladas e são de fácil acesso.
ATENÇÃO
Onde é necessário, há instruções detalhadas para a 
aplicação de graxa. Placas de instrução com letras em 
alto relevo indicam os pontos de aplicação.
•	Freios
Para o controle da velocidade de movimentação da carga existem 
dois sistemas de frenagem do tambor do guincho: o principal, por 
fricção; e o secundário, hidráulico ou eletromagnético. 
48
Alta Competência
O freio principal consiste de duas cintas ajustadas às do tambor com 
cerca de 270° de contato. As cintas são compostas por sapatas de 
amianto responsáveis pela frenagem. 
As extremidades frontais das cintas estão conectadas por dois 
parafusos a uma barra equalizadora que assegura a mesma tensão de 
contato das cintas nas duas jantes. O parafuso permite a regulagem 
do aperto das cintas às jantes. 
As extremidades posteriores da cinta estão ligadas à alavanca do 
sondador. Quando o sondador empurra a alavanca para baixo, a 
cinta do freio é tracionada iniciando a frenagem. Para dissipar o 
calor produzido, as jantes são refrigeradas com circulação de água 
internamente a elas, conforme imagem a seguir.
Freio principal
Com o aumento da profundidade dos poços e consequente aumento 
das cargas a serem movimentadas pelo guincho, desenvolveram-se 
sistemas de freios auxiliares a partir da década de 40.
Os freios hidráulicos são máquinas hidrodinâmicas que absorvem 
potência pela conversão de energia mecânica em calor dentro de 
um fluido (normalmente água). Fica montado no mesmo eixo onde 
se localiza o tambor principal do guincho, na extremidade oposta 
à alavanca do sondador. Quando acoplado a este eixo (através de 
embreagem pneumática, por exemplo), o elemento rotor do freio 
impele a água para o elemento estator criando resistência ao seu 
movimento. Como a quantidade de energia mecânica a ser dissipada 
depende da quantidade e velocidade da água dentro da carcaça do 
49
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
freio, um sistema de circulação de água fresca é montado. No exemplo 
da figura a seguir, à medida que as cargas ficam mais pesadas, o 
sondador aumenta o nível de água dentro do tanque elevando a 
assistência do freio hidráulico à frenagem do tambor do guincho.
Freio hidráulico
Outro sistema auxiliar de freio muito usado é o freio eletromagnético. 
O princípio básico usado neste tipo de freio é a atração existente entre 
os pólos magnéticos norte e sul. O freio eletromagnético consiste 
de um tambor de aço, que gira com o eixo do tambor principal do 
guincho quando o freio está acoplado, e de bobinas que permanecem 
estacionárias. Quando o sondador aciona o freio, a corrente elétrica 
passa através das bobinas tornando-as pólos magnéticos. O campo 
magnético criado induz corrente elétrica no tambor do freio, onde 
são gerados campos magnéticos de polaridade contrária aos pólos 
estacionários. Assim, a atração entre as bobinas e o tambor causa o 
torque de frenagem no eixo e calor, que é dissipado por sistema de 
refrigeração a água. Através da variação do fluxo de corrente nas 
bobinas, o sondador pode controlar a intensidade de frenagem no 
tambor do guincho ao descer a tubulação no poço.
50
Alta Competência
Freio eletromagnético
Freio eletromagnético (Elmago)
•	Carretéis auxiliares (catheads)
Suportes universais para carretéis auxiliares de manobra (catheads) 
são montados em cada extremidade do eixo de carretéis.
Os carretéis Foster, Kelco e American, de enroscamento e 
desenroscamento de juntas, são intercambiáveis e podem ser 
facilmente instalados ou convertidos no campo, se desejado. As 
ancoragens dos carretéis são montadas de modo intercambiável na 
mesma sapata.
51
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
O console do sondador é deslocado o suficiente para permitir que o 
cabo de enroscar passe com segurança em frente do sondador. Este é 
ainda protegido por uma guarda de reforço treliçada.
1.2.2. Guincho auxiliar
•	Tambor auxiliar e molinetes
Estes elementos estão montados no eixo secundário do guincho. No 
tambor auxiliar fica armazenado um cabo de aço mais fino do que 
o cabo de perfuração (1/2 poI, por exemplo) que serve para descer 
pequenos equipamentos no poço (é utilizado na perfuração de poços 
direcionais para a descida de registradores de inclinação e direção 
por dentro da coluna de perfuração). 
Nas extremidades do eixo secundário estão instalados os dois tipos 
de molinetes: os catheads, que acionam as chaves flutuantes; e os 
molinetes de fricção, que servem para movimentar pequenas cargas 
na plataforma. Ao atuar o cathead, um cabo de aço é enrolado 
puxando o rabo da chave flutuante transmitindo torque à conexão. 
No caso do molinete de fricção, içam-se pequenas cargas por meio 
de um cabo conhecido por catline, que tem um gancho numa 
extremidade e um pedaço de corda na outra. O catline passa por urna 
polia fixada ao bloco de coroamento de modo que, ao se enrolar a 
corda no molinete de um lado, eleva-se uma carga presa no gancho 
do catline do outro.
O tambor auxiliar e os molinetes: partes do guincho de perfuração
52
Alta Competência
•	Acionamento de controle de alimentação
Tanto o freio Hydromatic quanto o Dynamatic podem ser equipados 
com uma extensão de eixo para um acionador de controle de 
alimentação, construído na forma de um único cartucho, para ali ser 
montado. O guincho foi projetado de modo a permitir a passagem 
de uma corrente de acionamento pela base, para um dispositivo de 
controle montado numa subestrutura. Se desejado, o controle pode 
ser montado à frente ou atrás do acionador, no piso da sonda. Há 
uma roda dentada no controle de alimentação para a seleção da 
razão de acionamento, conforme necessário.
•	Cuidados na operação
a) Motores de acionamento
No caso de guinchos acionados por motores de combustão interna, é 
importante evitar acelerações bruscas e, ao utilizar transmissões com 
mais de um motor, evitar que trabalhem com velocidades diferentes, 
sobrecarregando o que estiver com velocidade superior.
No acionamento com motores elétricos, deve ser observado o 
funcionamento dos ventiladores. Caso estes não estejam funcionando, 
os motores não poderão ser ligados.
b) Transmissão
Na operação das embreagens, verifique a pressão do ar de acionamento 
e a presença de óleo ou graxa nos tambores das embreagens.
ATENÇÃO
Operar as embreagens com pressão de ar abaixo 
das especificadas pelo fabricante e/ou com presença 
de óleo ou graxa no tambor, poder provocar 
superaquecimento causado pelo deslizamento das 
sapatas no tambor, reduzindo a vida útil das mesmas e 
comprometendo a segurança da operação.
53
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Observe os procedimentos de lubrificação do sistema de transmissão 
que cabem ao operador.
c) Tambor principal
Caso seja tambor ranhurado, verifique o desgaste das ranhuras a fim 
de evitar problemas com o enrolamento do cabo, para não causar 
amassamento do mesmo, comprometendo a segurança do sistema.
Antes de iniciar o trabalho, faça um check list da leitu-
ra de todas as pressões registradas pelos manômetros.
IMPORTANTE!
1.2.3. Bloco de coroamento
O bloco de coroamento é um conjunto estacionário de 4 a 7 polias 
– montadas em linha – em um 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, conforme a imagem seguinte (1). 
54
Alta Competência
Bloco de coroamento e catarina
O bloco suporta todas as cargas que lhe são transmitidas pelo cabo 
de perfuração.
As dimensões das polias estão relacionadas com os diâmetros dos 
cabos de aço que podem passar por elas. Quanto maior o diâmetro 
do cabo maior o diâmetro da polia.Se a abertura do canal da polia 
for estreita para o cabo, ambos se desgastarão por abrasão. E se for 
larga demais, o cabo se achatará ao passar pela polia devido à falta 
de apoio lateral.
•	Cuidados na operação
Garanta a lubrificação dos mancais, a fim de não prejudicar a 
movimentação das polias, acelerando o desgaste dos gornes (canal) 
e cabos de perfuração.
Os gornes das polias devem ser lubrificados através da passagem do 
cabo de perfuração.
55
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
ATENÇÃO
Nunca utilize o cabo de perfuração sem que esteja 
devidamente lubrificado em toda sua extensão, pois o 
cabo “seco” provoca um desgaste excessivo nos gornes.
As polias do bloco de coroamento devem ser inspecionadas 
periodicamente e os seus gornes atenderem à tolerância, em sua 
profundidade, de no mínimo 1,33” m e no máximo de 1,75” m.
1.2.4. Catarina
A catarina é também um conjunto de polias justapostas em um pino 
central, mas que não fica fixada à torre. Pela movimentação do cabo 
passado entre as polias do bloco de coroamento e as suas próprias 
polias, a catarina se movimenta ao longo da altura da torre, içando 
ou descendo equipamentos no poço. Em sua extremidade inferior 
encontra-se uma alça que a liga ao gancho.
Catarina
56
Alta Competência
O gancho é o elemento de ligação da carga ao sistema de 
polias, conforme ilustrado na imagem anterior. Seus principais 
elementos são:
• Comando – elemento responsável pela transmissão da carga 
ao corpo do gancho;
• Mola e amortecedor hidráulico – equipamentos que evitam 
choques elevados do batente do comando no corpo do gancho. 
Ao suspender a carga, a mola se comprime suavizando o 
choque além de forçar o óleo para cima do elemento retentor 
da mola. Ao se liberar a carga, a mola força o comando para 
sua posição original com velocidade atenuada pela passagem 
restringida do óleo;
• Trava – dispositivo que permite ou não a rotação do comando.
 Mola 
Trava do Giro 
Articulação 
Gancho
O gancho pode ser integrado à catarina formando com ela um 
equipamento unitário, conforme ilustrado na figura a seguir.
57
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Catarina com gancho integrado
A catarina fica suspensa pelo cabo de perfuração, que passa 
alternadamente pelas polias do bloco de coroamento e pelas polias 
da própria 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.
•	Cuidados na operação
Os mesmos cuidados dispensados com a lubrificação do bloco de 
coroamento são aplicados à catarina. 
Além dos cuidados de lubrificação, durante a operação de subida 
e descida da catarina, o operador deve estar atento para que não 
ocorra o choque da mesma com a mesa do torrista ou com o bloco 
de coroamento. A fim de evitar esse acidente, existe um dispositivo 
chamado limitador de curso de catarina, que deve ser calibrado 
constantemente. Trata-se de um dispositivo responsável pela 
segurança, no movimento de subida da catarina, que limita o curso 
superior, evitando o choque com o bloco de coroamento. O limitador 
é uma válvula pneumática que limita a altura máxima que a catarina 
pode alcançar, uma vez acionada, corta o ar das embreagens de 
acionamento do tambor principal, ativando o freio mecânico. Este 
58
Alta Competência
dispositivo é instalado na parte superior interna do tambor principal 
do guincho e é acionado quando o cabo é enrolado, após a catarina 
atingir a altura previamente estabelecida na regulagem do limitador.
Limitador de catarina
Limitador de catarina
1.2.5. 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, conforme 
ilustração a seguir.
O gancho deve ser periodicamente inspecionado quanto a desgaste 
e a trincas causados por partículas magnéticas.
ATENÇÃO
Gancho que apresente trinca NÃO deve ser reutilizado.
59
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Bloco de 
Coroamento
Cabo de
Perfuração
Catarina
Gancho
de
Catarina
Guincho
Principal
Âncora
Carretel de
cabo novo
Gancho da catarina e cabo de perfuração
Periodicamente as travas do giro e da articulação do gancho devem 
ser examinadas quanto ao funcionamento, desgastes e lubrificação. 
É importante verificar o nível de óleo do amortecedor hidráulico e o 
desgaste nos olhais de sustentação (local onde são instalados os links/
braços da catarina) dos braços do elevador.
No levantamento de uma carga com o auxílio do gancho, o início 
da operação deve ser realizado lentamente até que o sistema de 
amortecimento atinja seu curso máximo, a fim de que não haja 
choques violentos que possam danificar o equipamento.
60
Alta Competência
Olhais de 
sustentação
Amortecedor
•	Procedimentos de operação
Funcionamento das travas de segurança
Os ganchos possuem uma trava de segurança na sua lateral que 
impede o giro da parte inferior, quando acionada. Os ganchos do 
fabricante B.J possuem ainda uma segunda trava opcional, através da 
qual o gancho tem liberdade de giro, somente quando estiver com 
carga, travando-se em uma posição pré-fixada, quando não estiver 
sendo solicitado.
A trava de segurança é utilizada quando se está per-
furando e quando se deseja que o conjunto catarina 
- gancho sofra rotação acima da cabeça de injeção.
IMPORTANTE!
Em manobras de retirada ou descida de coluna, a trava de segurança 
deve estar aberta, permitindo o giro da parte inferior do gancho, 
que está solidário ao elevador e à coluna por intermédio dos braços 
do elevador. Nos ganchos, com a segunda trava opcional, esta é 
acionada com o elevador voltado para a posição de trabalho do 
torrista, facilitando e agilizando a operação e, ao mesmo tempo, 
permitindo o giro da parte inferior do gancho – quando solicitado 
pela carga da coluna.
61
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
•	Operações
a) Ao enganchar a cabeça de injeção, deve-se:
• Liberar a trava de giro;
• Destravar e abrir a articulação do gancho;
• Posicionar a articulação frente à alça da cabeça de injeção;
• Acionar a trava de giro;
• Enganchar a alça da cabeça de injeção;
• Fechar e travar a articulação.
b) Ao desenganchar a cabeça de injeção, deve-se:
• Colocar a haste em sua bainha;
• Destravar e abrir a articulação do gancho;
• Desenganchar a alça da cabeça de injeção;
• Fechar e travar a articulação;
• Liberar a trava de giro e prosseguir com as operações.
c) Para realizar a manobra de coluna:
• Siga os procedimentos do item anterior, se a cabeça de injeção 
estiver enganchada;
• Caso se disponha do gancho com a trava opcional, deve-se 
acioná-la após posicionar o elevador para o torrista;
62
Alta Competência
• Na descida da coluna, o torrista deve utilizar a calha do gancho 
para guiar a seção de tubos a ser alçada pelo elevador.
1.2.6. Cabo de perfuração
O chamado cabo de perfuração é um cabo formado por arames de 
aço. Na sua construção são observados os seguintes itens:
• Número de pernas e fios (arame);
• Construção / disposição dos fios em cada perna.
ATENÇÃO
Lembre-se: a composição é importante na seleção de 
um cabo, tendo em vista a sua aplicação.
1.2.6.1. Tipos de composição do cabo
a) Seale
Na composição seale existem pelo menos duas camadas adjacentes 
com o mesmo número de arames. Todos os arames de uma mesma 
camada possuem alta resistência ao desgaste. 
Seale
63
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
b) Filler
A composição filler possui arames principais e arames finos, que 
servem de enchimento para a boa acomodação dos outros arames. 
Os arames de enchimento não estão sujeitos às especificações queos 
arames principais devem satisfazer. Os cabos de aço fabricados com 
essa composição possuem boa resistência ao desgaste, boa resistência 
à fadiga e alta resistência ao amassamento.
Filler
c) Warrington
Warrington é a composição onde existe pelo menos uma camada 
constituída de arames de dois diâmetros diferentes e alternada. Os 
cabos de aço fabricados com essa composição possuem boa resistência 
ao desgaste e boa resistência à fadiga.
Warrington
64
Alta Competência
Cabo de perfuração
d) Almas
• Almas de fibra - as almas de fibra em geral dão maior 
flexibilidade ao cabo de aço e podem ser: almas de fibras naturais 
(AF) – Sisal; e Alma de Fibras Artificiais (AFA) – Polipropileno.
Alma de fibra
65
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
• Almas de aço – apresentam maior resistência ao amassamento 
e aumentam a resistência à tração. Podem ser: Alma de Aço 
(AA) e Alma de Aço Independente (AACI).
Alma de aço
e) Torção
Quando as pernas são torcidas da esquerda para a direita, diz-se que 
o cabo é de torção regular à direita (Z).
Cabo de torção regular à direita
Quando as pernas são torcidas da direita para a esquerda, diz-se que 
o cabo é de torção regular à esquerda (S).
Cabo de torção regular à esquerda
No cabo de torção regular, os arames de cada perna 
são torcidos em sentido oposto à torção das próprias 
pernas (em cruz). 
IMPORTANTE!
 
66
Alta Competência
f) Passo de um Cabo
Passo de um cabo é a distância horizontal correspondente a uma 
volta completa de uma perna em torno da alma.
Resistência dos fios componentes
Denominação 
Americana
Resistência 
à tração 
(Kg/mm2)
Características Técnicas
PS (Plow Steel) 160/180
Resistência aproximada à tração 
de 140-160 kg/mm². Usado na 
fabricação de cabos onde, ao uso 
para o qual se destina, é mais 
importante a flexibilidade do que a 
resistência à tração. 
IPS (Improved Plow 
Steel) 
180/200
Resistência à tração de 180-200kg/
mm². Condições melhores que as do 
tipo anterior, sendo indicado para a 
fabricação de cabos onde se requer 
as características de tração, abrasão e 
torção, simultaneamente.
EIPS (Extra Improved 
Plow Steel) 
200/220
Resistência à tração aproximada de 
200-230 kg/mm². São os arames mais 
resistentes empregados na fabricação 
de cabos de aço, sem prejuízo das 
características de tração e flexão. 
Não é indicado para os cabos que 
se destinam ao uso em elevadores, 
pontes rolantes e perfuração por 
percussão, onde são mais apropriados 
os cabos de menor resistência à tração 
e menos rígidos. 
67
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
1.2.6.2. Critérios de inspeção e descarte para cabos de aço
Muitas vezes é entendido que a “inspeção” é limitada apenas ao 
cabo de aço, porém a mesma deve ser estendida a todas as partes 
do equipamento que tenham contato com o cabo, ou seja, durante 
a inspeção do cabo, devemos inspecionar também as partes do 
equipamento como polias, tambores etc. onde o mesmo trabalha.
Podemos dividir a inspeção do cabo em dois tipos, a saber.
1º Inspeção frequente
Este tipo de inspeção visa a detectar danos como: dobras, amassamento, 
gaiola de passarinho, perna fora de posição, alma saltada, grau de 
corrosão, pernas rompidas, entre outros, que possam comprometer 
a segurança dos cabos de aço. Esse tipo de inspeção é feita através 
de análise visual e deve ser realizado pelo operador do equipamento 
ou por outra pessoa responsável no início de cada turno de trabalho. 
Caso seja detectado algum dano grave ou insegurança quanto às 
condições do cabo, o mesmo deve ser retirado e submetido a uma 
inspeção periódica.
2º Inspeção periódica
Este tipo de inspeção visa a uma análise detalhada das condições do 
cabo de aço. A frequência dessa inspeção tem de ser determinada por 
uma pessoa qualificada, devendo estar baseada em alguns fatores, tais 
como: a vida média do cabo determinada pela experiência anterior, 
a agressividade do meio ambiente, a relação entre a carga usual 
de trabalho e a capacidade máxima do equipamento, a frequência 
de operação e a exposição a trancos. As inspeções não precisam 
necessariamente ser realizadas em intervalos iguais, e devem ser 
mais frequentes quando se aproxima o final da vida útil do cabo. É 
importante que essa inspeção abranja todo o comprimento do cabo, 
dando foco nos trechos onde o cabo trabalha, ou seja, nos pontos 
críticos do equipamento.
68
Alta Competência
•	Critérios de substituição
Não existe uma regra precisa para se determinar o momento exato 
da substituição de um cabo de aço, uma vez que, diversos fatores 
estão envolvidos. Aspectos como: condições do meio ambiente, 
condições gerais de partes do equipamento (polias/ tambores), 
condições de uso do equipamento, período de uso do equipamento, 
dentre outros, influenciam diretamente na sua durabilidade. Dessa 
forma, a substituição do cabo deve ser feita baseada na inspeção 
do mesmo. A inspeção periódica é muito importante e deve ser 
baseada em alguma norma ou literatura que apresente um critério 
de substituição do cabo.
Uma boa inspeção deve começar por detectar os pontos críticos no 
equipamento. Chamamos de pontos críticos qualquer ponto que 
possa expor o cabo a um esforço maior a desgastes ou mesmo a 
algum dano. Na maior parte dos equipamentos, estes pontos são 
trechos onde o cabo trabalha em contato direto com alguma parte 
do equipamento, como: polia, tambor, dentre outros. É importante 
lembrar que, ninguém melhor do que o operador do equipamento, 
para conhecer os pontos críticos do mesmo.
•	Substituição
Antes da substituição do cabo, algumas características devem ser 
consideradas.
a) Redução de diâmetro
Geralmente a redução do diâmetro do cabo pode ser causada por: 
desgaste excessivo dos arames, deterioração da alma ou corrosão 
interna ou externa.
69
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Para cabos convencionais (Classes 6x7, 6x19 e 6x37), 
as normas admitem uma redução da ordem de 5% 
do diâmetro nominal. Já para cabos de aço elevado-
res (Classe 8x19), é admitida uma redução de diâme-
tro da ordem de 6% do diâmetro.
IMPORTANTE!
É necessário ressaltar, porém, a correta medição do diâmetro, 
conforme já comentado anteriormente. Dessa forma, quando 
verificada uma redução menor do que as propostas acima, o cabo 
deverá ser substituído.
b) Corrosão
Além de acelerar a fadiga, a corrosão também diminui a resistência 
à tração do cabo de aço através da redução de área metálica. A 
corrosão pode apresentar-se na parte interna ou externa do cabo. 
Embora a corrosão interna seja mais difícil de ser visualizada, alguns 
indícios podem indicar sua existência, como: variações de diâmetro 
ou perda de afastamento 
Imagens de áreas do cabo de aço afetadas pela corrosão
70
Alta Competência
Deve-se verificar a existência de corrosão na região 
da base de soquetes. Esta região se mostra propícia 
para acúmulo de umidade, conforme ilustrado na 
imagem a seguir.
IMPORTANTE!
Corrosão na base de soquete
c) Arames rompidos
A ruptura de arames geralmente ocorre por abrasão, por fadiga, 
por flexão ou por amassamentos gerados pelo uso indevido ou por 
acidente durante o funcionamento do cabo, podendo ocorrer tanto 
nos arames internos como externos. Dentro do possível é importante 
que, durante a inspeção, os arames rompidos sejam retirados do cabo 
com um alicate, conforme indicado nas imagens a seguir.
Retirada dos arames
71
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Os arames internos mantêm contato internamente na perna e na 
alma. Já os arames externos mantêm contato nas regiões entre pernas 
ou entre a perna e a alma.
Dois tipos de quebras devem ser analisados: 
•	Quebra de topo – onde as rupturas dos arames são notadas no topo 
da perna;
•	Quebra no vale – localizadana região entre pernas.
A ruptura de arames no vale deve ser tratada com muito cuidado, 
pois a mesma é gerada através do nicking formado pelo atrito entre 
pernas.
Nicking
De uma forma geral, quando é detectado um rompimento de arames 
no vale, certamente outros estarão rompidos ou na eminência de 
se romper. Atenção especial deve ser dada a alguns pontos críticos, 
como por exemplo, na base de terminais, pois é muito difícil visualizar 
as quebras neste ponto.
Quando é verificado o rompimento de dois arames nesta região, 
recomenda-se a substituição dos mesmos ou que sejam resoquetados. 
A resoquetagem não deve ser feita se o encurtamento do cabo 
prejudicar a sua operação.
72
Alta Competência
Geralmente a ruptura dos arames externos dá-se no topo do cabo de 
aço sendo gerada por desgaste abrasivo, fadiga por flexão ou mesmo 
amassamentos. Algumas normas, como por exemplo, a NBR ISO 4309, 
apresentam fórmulas complexas para a determinação do número 
máximo de arames rompidos.
Abaixo, sugerimos o critério de determinação de fios rompidos, 
segundo normas ASME. 
A quantidade de arames rompidos deve ser verificada no comprimento 
de um passo. O passo do cabo de aço é definido como a distância na 
qual uma perna dá uma volta completa em torno da alma do cabo, 
conforme ilustrado na imagem a seguir.
A tabela abaixo sugere a quantidade máxima de fios rompidos em 
um passo.
Critério de fios rompidos para cabos convencionais
Classe (classificação)
Fios rompidos 
aleatoriamente em 1 passo
Fios rompidos na perna em 
1 passo
6x19 6 3
6x37 12 1
Tabela baseada nas normas ASME B30.2 e B30.5
Como podemos explicar as possíveis causas da ruptura de um cabo 
de aço?
Quando rompido, o arame registra algumas características, através 
das quais, podemos concluir as possíveis causas que geraram seu 
rompimento.
73
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Apresentamos as características mais notadas em campo, representadas 
nas ilustrações a seguir.
Contato com partes cortantes Deformação plástica
Fadiga por corrosão Fadiga por vibração
Severa corrosão Sobregarca
Uso abrasivo Corte com ferramenta
74
Alta Competência
Fadiga por flexão
•	Danos por temperatura
Se, durante a inspeção, for detectada alguma evidência de dano por 
alta temperatura o cabo deverá ser substituído. Cabos expostos a 
altas temperaturas (acima de 300 ºC) podem apresentar redução em 
sua capacidade de carga. Estes danos poderão ser verificados através 
da aparência do lubrificante (borra) ou mesmo pela alteração de cor 
dos arames na região afetada.
•	Danos por distorção
Os danos apresentados abaixo são motivos suficientes para a 
substituição do cabo de aço. Observe as ilustrações atentamente. 
Elas poderão auxiliá-lo na identificação dos danos e a adequada 
reparação deles.
Alma saltada gerada por alívio repentino de tensão
Gaiola de passarinho gerado por alívio repentino de tensão
75
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Rompimento. Cabo de aço que trabalhou fora da polia. 
Podemos perceber duas características de rupturas nos arames: 
amassamento e sobrecarga.
Rabo de porco. Gerado pelo trabalho do 
cabo em diâmetros pequenos.
Esmagamento. Dano geralmente causado pelo enrolamento 
desordenado de cabos no tambor ou mesmo pelo incorreto 
ângulo formado entre a polia de desvio e o tambor.
76
Alta Competência
O cabo proveniente do carretel é passado e fixado 
emuma âncora situada próximo à torre, onde se en-
contra 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.
IMPORTANTE!
1.2.6.3. Tonelada milha – desgaste do cabo
•	Conceito
Devido ao percurso limitado da catarina, o cabo de perfuração 
fica submetido aos esforços localizados de dobramentos, tensão e 
atrito em intervalo definido. Para se ter uma medida de desgaste do 
cabo, Handerson introduziu um conceito que relaciona carga com 
deslocamento linear, usando tonelada milha.
77
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
O trabalho realizado pelo cabo de perfuração é utilizado no 
programa para correr e cortar o cabo, permitindo que os pontos 
críticos sejam deslocados, conseguindo dessa maneira um melhor 
aproveitamento dele.
Os pontos críticos são os locais onde o cabo sofre fle-
xão nas polias do bloco de coroamento e da catarina, 
bem como no tambor do guincho.
Lembre-se de que esses pontos se movem quando a 
catarina muda de posição.
IMPORTANTE!
Quem realiza o trabalho no cabo são os comandos, a catarina e os 
drill pipes. O trabalho dos comandos é calculado como um trabalho 
de uma carga concentrada na ponta – conhecida como trabalho da 
carga C.
Trabalho na Manobra
Trabalho é:
 
∫ × sdF
78
Alta Competência
Mas também pode ser calculado, quando a força é constante, como 
sendo a força na direção do movimento multiplicada pela distância 
percorrida: Trabalho = Força X Distância.
C = (Wdc - Wdp)*L
•	Trabalho da catarina
Para uma seção, a catarina sobe e desce, logo seu trabalho é de:
Tct = 2 * M * Ls 
Para N Secções, Tct = 2 * M * Ls * N = 2 * M * D 
Para manobra completa: Tct = 4 * M * D
Onde:
Tct = Trabalho da catarina
M = Peso da catarina
Ls = Comprimento de uma secção
D = Profundidade do poço
•	Trabalho da Carga “C”
Para manobra de descida: Tc = N * C * Ls = C * D
Para manobra completa: Tc = 2* C * D
79
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
Onde:
Tc = Trabalho da Carga C
C = Excesso de peso dos Comandos em relação aos drill pipes 
Ls = Comprimento de uma Seção
D = Profundidade do Poço
Lembre-se da existência do fluido, o empuxo.
IMPORTANTE!
•	Trabalho do DP 
Descida da primeira seção
Tdp1 = Wdp * Ls * Ls 
Descida da segunda seção
Tdp2 = 2 * Wdp * Ls * Ls
Descida da enésima seção
Tdpn = N * Wdp * Ls * Ls 
 
Peso da Coluna
80
Alta Competência
•	Trabalho da descida
A Soma de todas resulta:
Tdpt = Tdp1 + Tdp2 + ... + Tdpn 
Tdpt = Wdp * Ls * Ls * (1 + 2 + 3 + ... + N)
Soma de uma PA..... 
Tdpt = Wdp * Ls * Ls * N * (1 + N) / 2
Tdpt = Wdp * D * (Ls + D) / 2
•	Trabalho do DP
Como o trabalho é o mesmo na descida ou na retirada da coluna, se 
tem:
Manobra completa = Tdpt = Wdp * D * (Ls + D)...
Lembre-se da existência do fluido – Empuxo.
IMPORTANTE!
•	Trabalho Total
TM= 4 X M X D + 2 X CX D + WDP X D X (LS + D)
5280 X 2000 
5,280 pés = 1 milha 2,000 lbf = 1 ton americana
81
Capítulo 1. Sistemas de uma sonda
TM= D x ( Ls + D) x Wdp + D x (M + ½ x C) 
10,560 000 2,640 000
E o trabalho das outras operações?
Tonelada Milha
•	Perfurando de D1 a D2 sem repasse
Tperf = 2 * (TD2 - TD1)
•	Perfurando de D1 a D2 com repasse
Tperf = 3 * (TD2 - TD1)
•	Testemunhando de D1 a D2
Ttest = 2 * (TD2 - TD1)
•	Pescaria em D1
Tpesc = 2 * TD1
A seguir, apresentamos alguns exemplos de procedimentos relativos 
ao manuseio do cabo de perfuração.
a) Passagem do cabo de aço
Objetivo → Otimizar o processo de movimentação do cabo de 
perfuração, priorizando a segurança pessoal e operacional.
82
Alta Competência
Procedimentos
1. Faça diariamente o acompanhamento da tonelada-milha e 
sempre antes de mover o cabo com a programação – a cada 
250 toneladas-milha acumuladas, mova 5 m de cabo / 4,5 m – 
inspecione visualmente o cabo, visando a identificar falhas do 
sistema ou falhas operacionais.
2. Definido o comprimento do cabo a ser movido pela TM 
(Tonelada Milha) ou inspeção visual, coloque os clipes (três, 
de preferência) com um cabo de apoio na medida definida a 
partir da âncora, no sentido da bobina. Faça essa medição e 
esse posicionamento dos clipes pelo menos