6 Coluna de Perfuração

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técnico de 
perfuração 
e poços
COLUNA DE 
PERFURAÇÃO
Material elaborado em parceria PrOMinP e Petrobras.
Autor: Roberto Vinicius Barragan
Revisão: Ronaldo Ferreira Ribeiro
técnico de 
perfuração 
e poços
COLUNA DE 
PERFURAÇÃO
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 - Coluna de perfuração 
1. Coluna de perfuração 13
Capítulo 2 - Kelly 
2. Kelly 17
Capítulo 3 - Tubos de perfuração (drill pipe) 
3. Tubos de perfuração (drill pipe) 23
Capítulo 4 - Comandos (drill collar) 
4. Comandos (drill collar) 37
Capítulo 5 - Tubos pesados (heavy weight) 
5. Tubos pesados (heavy weight) 43
Capítulo 6 - Acessórios 
6. Acessórios 47
Capítulo 7 - Ferramentas de manuseio 
7. Ferramentas de manuseio 55
Capítulo 8 - Uniões dos elementos tubulares 
8. Uniões dos elementos tubulares 61
Capítulo 9 - Dimensionamento 
9. Dimensionamento 65
Capítulo 10 - Altura máxima do tool joint 
10. Altura máxima do tool joint 69
Capítulo 11 - Causas de ruptura 
11. Causas de ruptura 75
Exercícios 81
Gabarito 87
Lista de figuras
Figura 2.1. Kelly 18
Figura 3.1. Drill pipe 23
Figura 3.2. reforços na extremidade do tubo 25
Figura 3.3. Torque 31
Figura 3.4. Altura máxima 32
Figura 4.1. e 4.2. Drill collars 37
Figuras 5.1. e 5.2. Heavy weight 44
Figura 6.1. Subs 47
Figura 6.2. Estabilizadores 49
Figura 6.3. Escareadores 50
Figura 6.4. e 6.5. Alargadores 51
Figura 6.6. Amortecedor de choque 52
Figura 7.1. Chave flutuante 55
Figura 7.2. Cunha 56
Figura 7.3. Colar de segurança 56
Figura 10.1. Altura máxima do tool joint 69
Figura 10.2. Força aplicada chaves flutuantes a 180º 70
Figura 10.3. Força aplicada chaves flutuantes a 90º 71
C
ap
ít
u
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 1
Coluna de 
perfuração
12
Alta Competência
13
Capítulo 1. Coluna de perfuração
1. Coluna de perfuração
As principais funções da coluna de perfuração são:
Aplicar peso sobre a broca;•	
Transmitir a rotação para a broca;•	
Conduzir o fluido de perfuração;•	
Manter o poço calibrado;•	
Garantir a inclinação e a direção do poço.•	
Uma coluna de perfuração é composta basicamente dos elementos 
tubulares:
Kelly ou haste quadrada;•	
Drill pipe•	 ou tubos de perfuração (DP);
Heavy weight•	 ou tubos pesados (HW);
Drill collar•	 ou comandos (DC);
Em conjunto com esses elementos são necessários diversos outros 
para permitir a utilização eficiente de uma coluna de perfuração, 
tais como os elementos acessórios da coluna e elementos para o seu 
manuseio.
Os principais acessórios utilizados na coluna de perfuração são:
Subs ou substitutos;•	
Estabilizadores;•	
14
Alta Competência
Roller reamer•	 ou escareadores;
Alargadores;•	
Amortecedores de choque.•	
Algumas das ferramentas de manuseio são:
Chave flutuante;•	
Chave de broca;•	
Cunha;•	
Colar de segurança;•	
Iron roughneck•	 ;
Kelly spinner•	 .
C
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 2
Kelly
16
Alta Competência
Capítulo 2. Kelly
17
2. Kelly
Kelly ou haste quadrada tem como principal função transmitir o torque fornecido pela mesa rotativa para a coluna, em forma de rotação. Como parte integrante da coluna, o kelly deve 
permitir a passagem de fluido por seu interior. É ele que faz a ligação 
entre o swivel (cabeça de injeção) e a coluna de perfuração.
A normalização do kelly pode ser encontrada no APi Spec rP7G, item 
6 e na APi Spec 7, seção 3.
Os kellys são fabricados com ligas modificadas, AiSi 14145-H, revenidas 
e temperadas. O kelly pode ser forjado já na forma definitiva, quando 
depois recebe um tratamento de descarburização, o que causa um 
amolecimento superficial, permitindo, assim, que o kelly sofra um 
desgaste maior do que a sua bucha; ou pode ser forjado e usinado, 
recebendo após um tratamento térmico. A escala de dureza varia 
entre 285 a 341 BnH.
Por ser ele o elemento que recebe o torque na parte intermediária, 
suas roscas são diferentes. na parte superior, a rosca é à esquerda, 
enquanto na inferior, a rosca é à direita.
18
Alta Competência
Figura 2.1. Kelly
Para a escolha do Kelly, deve-se obedecer a seguinte tabela:
Tipo
Corpo
pol
Conexão Mínimo (OD)
RevestimentoTipo OD
2 1/2” 
Quadrada
1 1/4” NC26 (2 3/8” IF) 3 3/8” 4 1/2”
3” Quadrada 1 3/4” NC31 (2 7/8” IF) 4 1/8” 5 1/2”
3 1/2” 
Quadrada
2 1/4” NC38 (3 1/2” IF) 4 3/4” 6 5/8”
4 1/4” 
Quadrada
2 13/16” NC46 (4” IF) 6 1/4” 8 5/8”
4 1/4” 
Quadrada
2 13/16” NC50 (4 1/2” IF) 6 3/8” 8 5/8”
Capítulo 2. Kelly
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Tipo
Corpo
pol
Conexão Mínimo (OD)
RevestimentoTipo OD
5 1/4” 
Quadrada
3 1/4” (5 1/2” FH) 7” 9 5/8”
3” Hexagonal 1 1/2” NC26 (2 3/8” IF) 3 3/8” 4 1/2”
3 1/2” 
Hexagonal
1 7/8” NC31 (2 7/8”IF) 4 1/8” 5 1/2”
4 1/4” 
Hexagonal
2 1/4” NC38 (3 1/2” IF) 4 3/4” 6 5/8”
5 1/4” 
Hexagonal
3” NC46 (4” IF) 6 1/4” 8 5/8”
5 1/4” 
Hexagonal
3 1/4” NC50 (4 1/2” IF) 6 3/8” 8 5/8”
6” Hexagonal 3 1/2” (5 1/2” FH) 7” 9 5/8”
Pode-se observar que para o mesmo revestimento mínimo, o kelly 
hexagonal é mais robusto que o quadrado. isso faz com que o Kelly 
hexagonal tenha um nível de tensão menor e, consequentemente, 
uma maior resistência à fadiga do que a do kelly quadrado.
Um componente, comumente conectado à extremidade inferior do 
kelly é o sub de salvação do Kelly; este é um pequeno tubo caixa 
x pino com função de proteger a rosca do kelly dos constantes 
enroscamentos e desenroscamentos das conexões, inerentes ao 
processo de perfuração. Esse sub de salvação pode também funcionar 
como sub de rosca (roscas diferentes nas suas conexões) quando a 
conexão do kelly for diferente da conexão da coluna de perfuração.
Para conseguir o fechamento do interior da coluna em caso de kick 
(influxo da formação para o interior do poço), o Kelly normalmente 
possui duas válvulas; a kelly cock superior (opcional) e a kelly cock 
inferior.
20
Alta Competência
Essas válvulas deverão ser testadas segundo a tabela abaixo:
Máxima Pressão de Trabalho
Mínima Pressão Hidrostática 
de teste (Shell)
psi MPa psi Mpa
5000 34,5 10000 68,9
10000 68,9 15000103,4
15000 103,4 22500 155,1
O kelly não deve apresentar empenos e o centro da seção transversal 
circular interna deve coincidir com o centro geométrico da sua seção 
transversal metálica; isso assegura simetria e equilíbrio durante a 
rotação. Ao se trabalhar com o kelly desequilibrado ou empenado, 
ocorrem vibrações no topo da coluna, causando maior nível de 
desgaste, tanto no equipamento de superfície, quanto nas conexões 
da própria coluna de perfuração.
C
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 3
Tubos de 
perfuração 
(drill pipe)
22
Alta Competência
Capítulo 3. Tubos de perfuração (drill pipe)
23
3. Tubos de perfuração (drill 
pipe) 
São tubos sem costura (ream less) feitos por extrusão de aço especial, reforçados nas extremidades para permitir que uniões cônicas sejam soldadas nessas extremidades. Existem tubos de 
perfuração de alumínio para aplicações especiais. As suas principais 
funções são:
Permitir circular o fluido de perfuração;•	
Transmitir o torque e rotação.•	
Figura 3.1. Drill pipe
24
Alta Competência
A normalização dos tubos de perfuração estão nas normas APi Spec 
5A e rP7G. nessas normas estão as principais características dos 
tubos de perfuração como as propriedades físicas do aço, método 
de fabricação, espessura da parede, diâmetros interno e externo, 
comprimento e peso do tubo.
na especificação do tubo de perfuração deve constar:
Diâmetro nominal (OD);•	
Peso nominal;•	
Grau do Aço;•	
reforço (•	 upset);
Comprimento nominal;•	
Desgaste;•	
Características Especiais.•	
Diâmetro nominal é o diâmetro externo do corpo do tubo expresso 
em polegadas. Os valores mais utilizados ficam entre 2 3/8” e 6 5/8”.
Peso nominal é o valor médio do peso do corpo com os Tool Joint 
(Uniões Cônicas) é expresso em lb/pé. Com o peso nominal e o 
diâmetro nominal se determina as seguintes características:
Diâmetro interno (iD);•	
Espessura da parede do Tubo.•	
Grau do aço determina as tensões de escoamento e de ruptura do 
tubo de perfuração. Os tipo de grau do aço são:
Capítulo 3. Tubos de perfuração (drill pipe)
25
Grau Escoamento (psi) Ruptura (psi)
Mínimo Máximo Mínimo
E 75.000 105.000 100.000
X 95 95.000 125.000 110.000
G 105 105.000 135.000 115.000
S 135 135.000 165.000 145.000
O reforço na extremidade do tubo tem como função criar uma área 
maior, mais resistente, onde é soldada a união cônica, minimizando 
assim o problema de quebra por fadiga. Esse reforço pode ser:
interno (iU) internal Upset;•	
Externo (EU) External Upset;•	
Misto (iEU) internal-External Upset.•	
 
Internal Upset External Upset Internal-External Upset
Figura 3.2. reforços na extremidade do tubo
Com esse dado e junto com o diâmetro externo e o peso nominal se 
determina o drift (Máximo Diâmetro de Passagem).
Comprimento é o tamanho médio dos tubos de perfuração. Existem 
três grupos em função do comprimento:
range i 18 a 22 pés Média 20 pés;•	
range ii 27 a 32 pés Média 30 pés;•	
range iii 38 a 45 pés Média 40 pés.•	
26
Alta Competência
na indústria do petróleo, a grande maioria das sondas utiliza tubos 
de perfuração do range ii.
O desgaste está relacionado com a espessura da parede do tubo 
de perfuração. Conforme os tubos vão sendo utilizados, eles vão 
tendo sua espessura da parede diminuída; periodicamente os tubos 
são inspecionados e classificados de acordo com a norma APi. O 
desgaste está diretamente relacionado com a resistência dos tubos 
de perfuração. A classificação quanto ao desgaste é:
Classe Redução da Espessura Código Faixa/Cor
Novo 0 % 1 Faixa Branca
Premium de 0% a 20 % 2 Faixas Brancas
Classe 2 de 20 a 30% 1 Faixa Amarela
Classe 3 de 30 a 40% 1 Faixa Laranja
Rejeitado Maior que 40% 1 Faixa Vermelha
Um tubo de perfuração é novo só quando é comprado. Assim que esse 
tubo é descido no poço, já passa à condição de premium, tendo em 
face que a classe novo é apenas para desgaste zero na espessura.
na perfuração no mar, é comum utilizar apenas tubos de perfuração 
classe premium, já para sondas de terra, principalmente as de menores 
capacidades, pode-se utilizar classe 1 ou mesmo classe 2. Tubos com 
desgaste maior que 40% na espessura não devem ser utilizados.
nas características especiais são descritos alguns tratamentos ao 
quais os tubos de perfuração são submetidos, como, por exemplo, 
capeamento interno com resina, para diminuir o desgaste interno e a 
corrosão ou um tratamento para a proteção contra H2S.
Capítulo 3. Tubos de perfuração (drill pipe)
27
As uniões cônicas, conhecidas como tool joints, são fixadas ao tubo de 
perfuração por:
Enroscamento à Quente;•	
•	União	Aquecida	no	Tubo	Frio.
Soldagem integral;•	
•	 Partes	 aquecidas	 por	 indução	 e	 unidas	 com	 pressão	 e	
rotação sem adição de material.
Flashwelding•	 ;
•	Soldagem	com	pré-aquecimento.
Inertialwelding;•	
•	Soldagem	a	frio.
As uniões cônicas facilitam o enroscamento dos tubos de perfuração. 
Além de promover a vedação, são dotadas de apoio para receber 
o elevador. Às vezes, é adicionado material duro, carbureto de 
tungstênio, externamente, nessas uniões visando um menor 
desgaste em formações duras e abrasivas e, consequentemente, um 
aumento na vida útil dos tubos de perfuração, esse aumento tem, em 
contrapartida, um maior desgaste do revestimento do poço.
As roscas das uniões cônicas são padronizadas pela APi, levando em 
conta o número de fios por polegada, a conicidade em porcentagem 
e o perfil da rosca. As roscas mais comum são:
APi•	
iF •	 Internal Flush Perfil V - 0,038r;
FH •	 Full Hole Perfil V - 0,038r/V - 0,040;
rEG •	 Regular Perfil V - 0,040/V - 0,050.
28
Alta Competência
não APi•	
XH •	 Extra Hole;
SH •	 Slim Hole;
EF •	 External Flush;
DSL •	 Double Streamline;
ACME •	 Hydril;
H-90 •	 Hughes Tool.
A partir de 1968 a APi recomenda uma nova maneira de se especificar 
as conexões conhecido como nC.
importante lembrar que as roscas não promovem vedação, como 
acontece no caso de tubos de revestimento e de produção; a vedação 
se processa nos espelhos da caixa e pino. Então, o aperto adequado 
das conexões é muito importante, já que um aperto insuficiente pode 
permitir a passagem do fluido de perfuração por entre as roscas e 
provocar a lavagem da rosca, já um aperto excessivo pode deformar 
a rosca fragilizando a conexão. A APi traz o aperto recomendado 
para cada tipo de conexão.
Os tubos de perfuração são colocados no poço com a parte do pino 
para baixo. Dessa forma, deve-se ter cuidado para evitar que o pino 
bata no espelho da caixa, danificando, assim, o local da vedação.
Listas das roscas intercambiáveis:
NC26
2 3/8” IF
2 7/8” SH
NC31
2 7/8” IF
3 1/2" SH
NC38
3 1/2" IF
4 1/2" SH
Capítulo 3. Tubos de perfuração (drill pipe)
29
NC40
4” FH
4 1/2" DSL
NC46
4” IF
4 1/2" XH
NC50
4 1/2" IF
5” XH
5 1/2" DSL
2 3/8” IF
2 7/8”SH
NC26
2 7/8” IF
3 1/2" SH
NC31
3 1/2" IF
4 1/2" SH
NC38
4” IF
4 1/2" XH
NC46
4 1/2" IF
5” XH
NC50
4” FH
4 1/2" DSL
NC40
2 7/8” XH 3 1/2" DSL
3 1/2" XH
4” SH
4 1/2" EF
4 1/2" XH
4” IF
NC46
5” XH
4 1/2" IF
NC50
2 7/8” SH
2 3/8” IF
NC26
3 1/2" SH
2 7/8” IF
NC31
4” SH
3 1/2" XH
4 1/2" EF
4 1/2" SH
3 1/2" IF
NC38
4 1/2" EF
4” SH
3 1/2" XH
3 1/2" DSL 2 7/8” XH
4 1/2" DSL
4” FH
NC40
5 1/2" DSL
4 1/2" IF
5” XH
NC50
30
Alta Competência
É necessário uma preocupação com os esforços e estado do tubo, 
tentando, com isso, evitar uma falha prematura da coluna, ocasionando 
com isso pescarias, as quais são sempre muito onerosas.
Torque
O torque adequado nas uniões dos tubos de perfuração é muito 
importante, já que a união é tipo macaco-parafuso, ao continuar a 
apertara conexão, algo irá romper. Pode romper o cabo da chave 
flutuante, a própria chave, o pino pode quebrar, ou a caixa se alargar. 
Um torque insuficiente faz com que a vedação nos espelhos não fique 
adequada, o que permite a passagem de fluido por entre os fios 
das roscas, causando assim uma lavagem da rosca, ou mesmo uma 
lavagem da conexão e, consequentemente, a quebra da conexão.
Figura 3.3. Torque
Capítulo 3. Tubos de perfuração (drill pipe)
31
Fadiga
A fadiga é a causa da maioria das rupturas nos tubos de perfuração. 
A fadiga aparece quando o tubos trabalham fletidos, isso causa o 
aparecimento de uma carga cíclica. A primeira manifestação da fadiga 
é o aparecimento de fissuras no tubo de perfuração. Essas fissuras, 
num primeiro momento, são invisíveis a olho nu, sendo necessário 
programar inspeções periódicas nos tubos de perfuração, buscando 
detectar o mais cedo possível o aparecimento da fadiga.
Ranhuras e sulcos
Os tubos de perfuração acumulam sulcos e ranhuras, pela ação das 
cunhas, revestimento, transporte, etc. Quando elas são arredondadas 
ou longitudinais, os problemas são poucos, pois sendo arredondadas 
não causam acúmulo de tensões e, sendo longitudinais, seguem a 
direção dos esforços principais. As ranhuras transversais e, em especial, 
as agudas, são muito perigosas, principalmente quando perto das 
uniões, pois ao concentrarem as tensões facilitam o aparecimento 
das fissuras da fadiga.
Corrosão
A corrosão causa a formação de depressões na superfície do tubo 
facilitando a ação da fadiga; causa também uma redução na 
espessura da parede dos tubos, tendo assim uma diminuição na sua 
resistência.
Altura máxima
É necessário quantificar a máxima altura em que o tool joint pode 
ficar durante as conexões e desconexões, para evitar que ocorra o 
empenamento do tubo durante essas operações, o que vai causar um 
problema em toda a coluna de perfuração.
Figura 3.4. Altura máxima
Hmax
32
Alta Competência
Alguns cuidados precisam ser tomados em relação aos tubos de 
perfuração:
não usar cunha no lugar da chave flutuante durante as •	
conexões. O uso da cunha pode causar dano ao corpo do tubo;
não usar martelo ou marreta para bater nos tubos. Caso seja •	
necessário, utilizar marreta de bronze;
Deve-se evitar a utilização de corrente para enroscar tubos, •	
pois caso a corrente corra e se encaixe entre o pino e a caixa, 
pode vir a danificar a rosca e o espelho;
Evitar a utilização de tubos tortos na coluna de perfuração, •	
pois seu uso causa um desgaste prematuro nas uniões cônicas;
Evitar torque excessivo durante as conexões e durante a •	
perfuração;
Evitar que os tubos de perfuração trabalhem em compressão;•	
Caso na coluna não exista •	 heavy weight, a cada manobra deve-
se mudar os tubos de perfuração que estão acima dos comandos, 
pois esses são mais solicitados devido à grande diferença de 
rigidez entre esses e os comandos;
Quando desconectar a coluna por unidade, retirar todos •	
os protetores de borracha existentes, minimizando assim a 
corrosão;
Quando os tubos estiverem estaleirados, deve-se apoiá-los em •	
três pontos com tiras de madeira; uma em cada extremidade e 
outra no meio. nunca usar cabo de aço ou tubos de pequeno 
diâmetro;
no término de cada poço, deve-se lavar as roscas com solvente •	
apropriado, secar, aplicar graxa e colocar os protetores de 
rosca;
Capítulo 3. Tubos de perfuração (drill pipe)
33
não usar chave de tubo (grifo) para alinhar as seções de tubos •	
no tabuleiro, isto danifica o espelho do pino.
C
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 4
Comandos 
(drill collar)
36
Alta Competência
Capítulo 4. Comandos (drill collar)
37
4. Comandos (drill collar) 
A principal função dos comandos é fornecer peso sobre a broca. Como parte integrante da coluna, os comandos devem transmitir o torque e a rotação à broca, bem como permitir a 
passagem de fluidos.
Figuras 4.1. e 4.2. Drill collars
Para fornecer peso sobre broca, os comandos são tubos de parede 
espessa. Os comandos são liga de aço cromo molibdênio forjados e 
usinados no diâmetro externo, sendo o diâmetro interno perfurado 
a trépano. A escala de dureza dos comandos varia de 285 a 341 BHn. 
São fabricados no range de 30 a 32 pés podendo, em casos especiais, 
ter de 42 a 43,5 pés.
38
Alta Competência
A conexão é usinada no próprio tubo e protegida por uma camada 
fosfatada na superfície. Ao contrário dos tubos de perfuração as 
conexões são a parte mais frágil dos comandos.
Os comandos podem ser lisos ou espiralados. Os comandos 
espiralados têm uma redução de cerca de 4% no seu peso, mas, 
graças a sua redução na área de contato lateral, os comandos 
espiralados têm menos propensão à prisão por diferencial, sendo, 
por isso, preferidos. Existem também comandos de seção quadrada, 
com a função de prevenir a prisão por diferencial, mas são pouco 
utilizados, pela dificuldade de ferramentas de pescaria.
Os comandos podem ter rebaixamento no ponto de aplicação das 
cunhas, evitando, com isso, a necessidade de se utilizar o colar de 
segurança durante as conexões, tendo então um ganho de tempo 
durante as manobras. Podem também possuir pescoço para adaptação 
de elevadores. nesse caso, evitando a utilização de lift-sub, tendo 
novamente ganho no tempo de manobra.
Os comandos, em conjunto com os estabilizadores, são usados para 
dar rigidez à coluna e utilizados também no controle da inclinação 
do poço, principalmente em poços direcionais.
A especificação dos comandos é:
Diâmetro externo;•	
Diâmetro interno;•	
Tipo de conexão;•	
Características especiais.•	
O diâmetro externo, em polegadas, é escolhido em função do 
diâmetro do poço e sempre levando em consideração a possibilidade 
de ser necessária uma pescaria.
Capítulo 4. Comandos (drill collar)
39
O diâmetro interno, também em polegadas, está diretamente 
relacionado com o peso do comando, sendo muito comum se 
especificar o peso em lb/pé no lugar do diâmetro interno.
As características especiais são: se o comando é espiralado, se tem 
rebaixamento para a cunha, se tem pescoço para o elevador, se tem 
algum tratamento especial, etc.
Existe um comando especial muito utilizado em perfuração direcional 
conhecido com K-Monel. Esse comando tem todas as características 
dos comandos, só que é feito de material não magnético, o que 
permite registrar fotos magnéticas em seu interior.
A resistência dos comandos são:
Diâmetro Externo Limite de Escoamento Tensão de Ruptura
pol psi psi
de 3 1/8” a 6 7/8” 110.000 140.000
de 7”a 10” 100.000 135.000
O uso do torque recomendado é mais importante nos comandos, 
devido a serem as conexões seu ponto frágil. O aperto deve ser feito 
com tração constante e demorada nos cabos e nunca com puxões 
violentos, devido a sua grande inércia.
A quebra de coluna é muito mais frequente nos comandos do que nos 
tubos de perfuração, pois as condições sobre os comandos são mais 
severos e também são submetidos a esforços maiores. Sendo assim, 
durante as manobras os comandos devem ser desconectados sempre 
nas juntas que não foram desfeitas durante a última manobra; isso 
permite que todas as conexões trabalhem igualmente, bem como 
uma inspeção visual com igual frequência em todas as conexões.
Diferente dos tubos de perfuração, não há para os comandos uma 
classificação para o desgaste.
40
Alta Competência
Além das seguintes recomendações que são iguais as dos tubos de 
perfuração:
não usar cunha no lugar da chave flutuante durante as •	
conexões. O uso da cunha pode causar dano ao corpo do tubo;
não usar martelo ou marreta para bater nos tubos. Caso seja •	
necessário, utilizar marreta de bronze;
Deve-se evitar a utilização de corrente para enroscar tubos, •	
pois caso a corrente corra e se encaixe entre o pino ea caixa, 
pode vir a danificar a rosca e o espelho;
Evitar torque excessivo durante as conexões e durante a •	
perfuração;
Quando os comandos estiverem estaleirados, deve-se apoiar •	
os tubos em três pontos com tiras de maneiras, uma em cada 
extremidade e outra no meio. nunca usar cabo de aço ou tubos 
de pequeno diâmetro;
no término de cada poço, deve-se lavar as roscas com solvente •	
apropriado, secar, aplicar graxa e colocar os protetores de 
rosca;
não usar chave de tubo (grifo) para alinhar as seções de •	
comandos no tabuleiro, isso danifica o espelho do pino.
Deve-se, durante as movimentações, utilizar o protetor de rosca e 
nunca rolar os comandos, mas sim suspendê-lo pelo seu centro de 
gravidade.
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 5
Tubos pesados 
(heavy weight)
42
Alta Competência
Capítulo 5. Tubos pesados (heavy weight)
43
5. Tubos pesados (heavy 
weight)
Os HW são elementos de peso intermediário, entre os tubos de perfuração e os comandos. Sua principal função, além de transmitir o torque e permitir a passagem do fluido, é fazer 
uma transição mais gradual de rigidez entre os comandos e os tubos 
de perfuração. Eles são bastante utilizados em poços direcionais, 
como elemento auxiliar no fornecimento de peso sobre a broca, em 
substituição a alguns comandos.
A utilização de HW tem as seguintes vantagens:
Diminui a quebra de tubos nas zonas de transição de comando •	
para tubos de perfuração;
Aumenta a eficiência e a capacidade de sondas de pequeno •	
porte, pela sua maior facilidade de manuseio do que os 
comandos;
nos poços direcionais diminui o torque e o arraste (•	 drag) em 
vista de sua menor área de contato com as paredes do poço;
Menor tempo de manobra.•	
normalmente se utiliza de 5 a 7 seções de HW na zona de transição
A especificação dos HW é:
Diâmetro nominal;•	
Comprimento nominal;•	
Aplicação de Material Duro.•	
44
Alta Competência
O diâmetro nominal do HW varia de 3 1/2" a 5”, normalmente é 
utilizado na coluna HW com o diâmetro igual aos do tubo de 
perfuração. Os HW são fabricados no range ii e iii, e podem ter 
aplicação de carbureto de tungstênio nos tool joints ou no reforço 
intermediário.
não há normalização para o desgaste do HW, então a resistência dos 
tubos usados deve ser avaliada pelo usuário.
Figuras 5.1. e 5.2. Heavy weight
C
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 6
Acessórios
46
Alta Competência
Capítulo 6. Acessórios
47
6. Acessórios
Substitutos (subs)
Os subs são pequenos tubos que desempenham várias funções. 
Todos devem ser fabricados segundo as recomendações do APi e ter 
propriedades compatíveis com os outros elementos da coluna.
Os principais subs em função da sua utilização são:
Sub de içamento ou de elevação;•	
Sub de cruzamento;•	
Sub de broca;•	
Sub do kelly ou de salvação.•	
Figura 6.1. Subs
48
Alta Competência
O sub de içamento (lift sub) serve para promover um batente para 
o elevador poder içar comandos que não possuem pescoço para 
esse fim.
O sub de cruzamento (cross over), são pequenos tubos que permitem a 
conexão de tubos com diferentes tipos de roscas. O sub de cruzamento 
pode ser:
Caixa-Pino•	
Com tipos de roscas diferentes em cada extremidade;
Caixa-Caixa•	
Com ou sem roscas diferentes em cada extremidade;
Pino-Pino•	
Com ou sem roscas diferentes em cada extremidade.
O sub de broca é apenas um sub de cruzamento caixa-caixa, que serve 
para conectar a broca (cuja união normalmente é pino) à coluna, 
cujos elementos são conectados com o pino para baixo.
O sub de salvação, como já foi dito, é um pequeno tubo conectado 
ao kelly, que tem a finalidade de proteger a rosca do kelly dos 
constantes enroscamentos e desenroscamentos, inerentes ao processo 
de perfuração convencional.
Estabilizadores
Os estabilizadores são ferramentas que servem para centralizar a 
coluna de perfuração, dando maior rigidez e afastando os comandos 
das paredes do poço. Os estabilizadores também ajudam a manter o 
calibre do poço e seu posicionamento na coluna é muito importante 
para a perfuração direcional, pois suas posições controlam a variação 
da inclinação do poço durante sua perfuração.
Capítulo 6. Acessórios
49
Os estabilizadores se dividem em:
não rotativos;•	
rotativos com lâminas;•	
intercambiável;•	
integrais;•	
Soldadas.•	
Os não rotativos são fabricados de borracha e danificam-se 
rapidamente quando perfurando em formações abrasivas.
Os estabilizadores de camisas intercambiáveis podem ter a camisa 
substituída quando está muito desgastada.
Quando as lâminas dos estabilizadores integrais estiverem desgastadas 
e sua recuperação for antieconômica, o corpo do estabilizador pode 
ser transformado em um sub.
Os estabilizadores de lâmina soldada são mais indicados para serem 
utilizados em formações moles.
Figura 6.2. Estabilizadores
50
Alta Competência
Escareadores
O escareador, também conhecido como roler-reamer ou apenas reamer, 
é uma ferramenta estabilizadora utilizada em formações abrasivas, 
onde graças à presença de roletes consegue mais facilmente manter 
o calibre do poço. Basicamente existem três usos:
Reamer•	 de fundo com três roletes: é utilizado entre os comandos 
e a broca, para diminuir a necessidade de repassamento;
Reamer•	 de coluna com três roletes: é utilizado entre os 
comandos com finalidade de manter o calibre do poço e ajudar 
na eliminação de dog-legs e chavetas;
Reamer•	 de fundo com seis roletes: é utilizado entre os comandos 
e a broca e graças ao seu maior número de apoios evita alterações 
abruptas na direção e inclinação.
Figura 6.3. Escareadores
Capítulo 6. Acessórios
51
Alargadores
São ferramentas que servem para aumentar o diâmetro de um 
trecho já perfurado do poço. Existem basicamente dois tipos de 
ferramentas:
Hole opener•	 ;
Underreamer•	 .
O hole opener é utilizado quando se deseja alargar o poço desde a 
superfície; têm braços fixos e é muito utilizado quando se perfura 
para a descida do condutor de 30”. nesse caso, se perfura com uma 
broca de 26” e um hole opener de 36” posicionado acima da broca.
Underreamer é usado quando se deseja alargar um trecho do poço, 
começando por um ponto abaixo da superfície. São utilizados com 
a finalidade de prover espaço livre para a descida de revestimento e 
para alargamento da formação, em formações plásticas ou para se 
efetuar gravel packer. Seus braços móveis são normalmente abertos 
através da pressão de bombeio.
Figura 6.4. e 6.5. Alargadores
52
Alta Competência
Amortecedor de choque
São ferramentas que absorvem as vibrações da coluna de perfuração 
induzidas pela broca. São usadas quando perfurando rochas duras ou 
zonas com várias mudanças de dureza. Seu uso é bastante importante 
quando se utiliza brocas de insertos e PDC, pois o amortecedor de 
choque aumenta a vida útil das brocas desses tipos.
O amortecedor de choque também é chamado de shock-eze e pode 
ser de mola helicoidal ou hidráulico.
O amortecedor de choque deve ser colocado o mais perto possível da 
broca para ter melhor eficácia, mas por não ser tão rígido quanto um 
comando, a colocação dele perto da broca pode induzir mudanças de 
inclinações no poço. Assim, recomenda-se:
Para poços sem tendência de desvio, o amortecedor de choque •	
deverá ser colocado acima do sub de broca;
Para poços com pequenas tendências a desvios, deve-se •	
posicionar o amortecedor de choque acima do primeiro ou 
segundo estabilizador;
Para poços com grandes tendências a desvio, deve-se colocar o •	
amortecedor de choque acima de todo conjunto estabilizado.
Figura 6.6.
Amortecedor de choque
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 7
Ferramentas de 
manuseio
54
Alta Competência
Capítulo 7. Ferramentas de manuseio
55
7. Ferramentasde manuseio
Chaves flutuantes
As chaves flutuantes são mantidas suspensas na plataforma através 
de um sistema de cabo de aço, polia e contrapeso. São duas chaves 
que permitem dar o torque de aperto ou desaperto nas uniões dos 
elementos tubulares da coluna. Providas de mordentes intercambiáveis, 
são responsáveis pela fixação das chaves à coluna.
Algumas sondas são equipadas com chaves pneumáticas ou 
hidráulicas que servem para enroscar e desenroscar tubos de 
perfuração, mas sem dar o torque de aperto, o qual é dado com 
a chave flutuante. Existe também o eazy-torq, que permite o 
desenvolvimento de altos valores de torque, os quais podem ser 
utilizados até para apertar ou desapertar as conexões dos comandos. 
Hoje, em algumas plataformas existe o iron roughneck, que é capaz 
de executar automaticamente os serviços dos plataformistas 
durante as conexões e desconexões.
Figura 7.1. Chave flutuante
56
Alta Competência
Cunha
As cunhas são os equipamentos que servem para apoiar totalmente 
a coluna de perfuração na plataforma. São providas de mordentes 
intercambiáveis e se encaixam entre a tubulação e a bucha da 
mesa rotativa. Existem tipos diferentes para tubos de perfuração e 
comandos.
Figura 7.2. Cunha
Colar de segurança
Equipamento de segurança colocado nos comandos que não possuem 
rebaixamento para a cunha. Sua finalidade é prover um batente para 
a cunha, no caso de escorregamento do comando.
Figura 7.3. Colar de segurança
Capítulo 7. Ferramentas de manuseio
57
Alguns outros acessórios que se pode citar são:
Chave de broca•	
Para permitir enroscar e desenroscar a broca da coluna.
Limpador de tubo•	
Para limpar a coluna do fluido de perfuração.
Chave de corrente•	
Para enroscar e desenroscar os elementos da coluna.
Puxador de Chave•	
Para manusear mais rapidamente a chave flutuante.
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 8
Uniões dos 
elementos 
tubulares
60
Alta Competência
Capítulo 8. União dos elementos tubulares
61
8. Uniões dos elementos 
tubulares
Os tipos de uniões utilizados são:
integrais•	
Usados nos comandos.
Tool joints•	
Usados nos tubos de perfuração e HW.
As uniões são cônicas para facilitar o enroscamento e desenroscamento 
dos elementos tubulares, e uma característica importante dessas 
uniões é que a vedação é metal-metal realizada nos ombros (espelhos) 
dos elementos tubulares. As uniões são especificadas na APi Spec 7.
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 9
Dimensionamento
64
Alta Competência
Capítulo 9. Dimensionamento
65
9. Dimensionamento 
Para se dimensionar uma coluna de perfuração é necessário saber:
Profundidade máxima prevista para a coluna;•	
Diâmetro da fase;•	
Pesos da lama utilizados;•	
Fatores de segurança;•	
Peso sobre broca máximo.•	
A coluna de perfuração está sujeita a esforços de tração, compressão 
e torção durante as operações rotineiras da perfuração. Poderá, 
eventualmente, estar sujeita a esforços radiais, resultantes da 
diferença entre as pressões interna e externa do tubo.
Com esses dados, pode-se determinar os esforços e então dimensionar 
a coluna de perfuração, isto é: tipos e quantidade de comandos, tipo 
e quantidade de HW, além dos tipos dos tubos de perfuração.
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 1
0
Altura máxima 
do tool joint
68
Alta Competência
Capítulo 10. Altura máxima do tool joint
69
10. Altura máxima do tool 
joint 
Quando das conexões e desconexões dos tubos de perfuração, é necessário se verificar a altura em que se encontra os tool joints da mesa rotativa para evitar que a força aplicada nessas 
operações acabem fletindo o tubo de perfuração.
F
Hmax
Figura 10.1. Altura máxima do tool joint
A tensão de dobramento é dada por:
I
ReM ×=d
Onde M é o momento fletor aplicado, que é dado por:
maxHFM ×=
e I é o momento de inércia da seção, que é calculada por:
64
I = x (De
4 - Di
4)

70
Alta Competência
Existem dois casos a serem analisados:
Chaves flutuantes a 180•	 0;
Chaves flutuantes a 90•	 0.
Chaves flutuantes a 1800
Como as chaves flutuantes estão a 1800, a força aplicada é o dobro da 
força aplicada em cada chave:
cFF ×= 2
HmaxFC FCLcf
Figura 10.2. Força aplicada chaves flutuantes a 180º
Então, lembrando que a máxima tensão é Y, tem-se:
Y x I
2 x Fc x ReI I
Y =  Hmax = =
F x Hmax x Re 2 x Fc x Hmax x Re
Como o torque é dado por:
cfc LFQ ×=
Onde: Lcf comprimento da chave flutuante
Capítulo 10. Altura máxima do tool joint
71
Logo: 
Y x I x Lcf
2 x Q x Re
Hmax =
Chaves Flutuantes a 900
nesse caso, a força aplicada é dada por:
cFF ×= 2
Então se tem:
Y x I x Lcf
2 x Q x Re
Hmax =
Hmax FC
FC
Lcf
Figura 10.3. Força aplicada chaves flutuantes a 90º
O fator de segurança utilizado é de 0,9.
Exemplo:
Qual é a altura máxima do tool joint de um tubo de perfuração 4 1/2" 
OD 16,6 lb/pé iEU, grau E novo com rosca nC46?
Considere o comprimento do braço da chave flutuante de 3 1/2 pés.
72
Alta Competência
Para o tubo 4 1/2" OD 16,6 lb/pé iEU, grau E novo e rosca nC46, o 
torque recomendado na conexão é de 20.396 lbf.pés.
Logo, considerando as chaves a 1800 , tem-se:
( )
64 64
44 -× ×= = ie DD (4,54 - 3,8264 ) = 9,6105 pol
2
= =Hmax = 2 x Q x rE
Y x i x LCF 7500 x 9,6105 x 3,5
2 x 20396 x 4,5
27,49pol
A altura máxima para o tool joint é de 0,9 x 27,49 = 24,74 pol = 62,8 cm
E para um tubo premium? O torque recomendado é de 12.085 lbf.pés
Desgaste de 80% 
Espessura
0,337x0,8=0,2696pol
Diâmetro Externo
4,5-2x(0,337-0,2696)=4,3652pol
( )
64 64
44 -× ×= = ie DD (4,36524 - 3,8264) = 7,3048 pol
pol35,36
2
3652,4120852
5,33048,775000
2max
=
××
××
=
××
××
=
e
cf
rQ
LiY
H
A altura máxima para o tool joint é de 0,9 x 36,35 = 32,721 pol = 83,1 cm
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 1
1
Causas de 
ruptura
74
Alta Competência
Capítulo 11. Causas de ruptura
75
11. Causas de ruptura 
As principais causas de ruptura são:
Fadiga;•	
Desgaste;•	
Esforços além do limite;•	
Wash-outs•	 ;
Corrosão.•	
Fadiga
A fadiga se origina por esforços cíclicos, com fissuras imperceptíveis 
que diminuem a resistência original dos tubos.
As causas mais comuns da fadiga são:
Tubos de perfuração trabalhando em compressão (falta de •	
comandos suficientes);
Dog-legs•	 muito elevados (concentradores de tensões).
As principais precauções necessárias são:
Verificar sempre que possível os dog-legs no poço e inspecionar •	
os tubos que trabalharam em áreas críticas de dog-legs 
elevados;
Verificar sempre o alinhamento entre o bloco de coroamento •	
e a mesa rotativa, evitado assim que os tubos de perfuração 
trabalhem sob flexão;
76
Alta Competência
Colocar comandos suficientes para fornecerem peso sobre a •	
broca, bem como colocar comandos com diâmetros variados e 
HW para permitir uma mudança gradual de rigidez;
Em unidades flutuantes, adotar kelly mais longo que o usual •	
(pelo menos 2,5 metros a mais) devido aos movimentos de roll 
e pitch;
Deve-se evitar ranhuras e sulcos, e como a maioria das •	
ranhuras e sulcos são causadas por pedaços de metal no poço 
ou por manuseio incorreto, deve-se utilizar cunhas e mordentes 
adequados, tendo cuidados durante a colocação da cunha e da 
chave flutuante, bem como durante a movimentação da coluna. 
Deve-se sempre fazer inspeções visuais procurando detectar o 
mais cedo possível qualquer ranhura ou sulco;
Fazer um programa de inspeções, permitindo assim detectar •	
o mais rapidamente possível as microfissuras que estão 
relacionadas com a fadiga, evitando assim a quebra da coluna 
no poço, o que causa sempre grandes gastos.
Desgaste
Provocado pelocontato durante a perfuração da coluna com a parede 
do poço ou do revestimento. O desgaste é maior na zona de dog-legs. 
Sendo assim, deve-se:
Verificar sempre que possível os •	 dog-legs no poço e inspecionar os 
tubos que trabalharam em áreas críticas de dog-legs elevados;
Verificar sempre o alinhamento entre o bloco de coroamento •	
e a mesa rotativa, evitado assim que os tubos de perfuração 
trabalhem sob flexão;
Fazer um programa de inspeções, permitindo assim detectar o •	
desgaste da coluna de perfuração;
Capítulo 11. Causas de ruptura
77
Colocar protetores de borracha na coluna de perfuração, o que •	
diminui o desgaste, mas aumenta o torque;
Utilizar •	 tool joints com aplicação de material duro.
Esforços além dos limites
Geralmente ocorrem em operações especiais quando não se conhece 
exatamente o estado da coluna no poço, por isso é recomendado se 
inspecionar a coluna periodicamente.
Wash-outs
Ocorrem geralmente por aplicação de torque insuficiente nas uniões 
ou pela existência de sulcos nos espelhos das mesmas, permitindo 
assim a passagem de fluido de perfuração.
Algumas ações para se minimizar esse problema são:
Colocar sempre protetores de rosca na caixa e nos pinos, para •	
não danificar as roscas;
Aplicar o torque recomendado. A APi lista para cada tipo de •	
conexão o torque mínimo a ser utilizado, normalmente se utiliza 
10% acima desse valor mínimo;
Lembre-se que o torque é dado pelo comprimento da chave •	
vezes a força na linha, a qual deve ser medida quando a força 
está a 900 com a chave flutuante. no caso de se utilizar chave 
hidráulica, lembrar de calibrá-la;
Lembrar da lubrificação dos fios das roscas quando da conexão •	
e da existência de torque durante a perfuração;
inspecionar visualmente os espelhos das uniões antes das •	
conexões.
78
Alta Competência
Corrosão
A corrosão pode ser definida como a alteração ou degradação de um 
material por efeito do meio ambiente.
Os principais tipos são:
Uniforme
 
Placas
Alveolar
 
Pites
 
Os principais agentes corrosivos para os elementos tubulares são:
Oxigênio
incorporado ao fluido de perfuração pelas peneiras, pistolas e 
agitadores, normalmente causa corrosão do tipo uniforme ou por 
pites; a corrosão por oxigênio é acelerada pela temperatura.
Como precauções, podemos citar:
Lavar os tubos após o uso;•	
Fazer inspeções visuais;•	
Utilizar desgaseificadores;•	
Utilizar aditivos sequestradores de oxigênio.•	
Capítulo 11. Causas de ruptura
79
Gás carbônico
incorporado ao fluido de perfuração através de kicks, água de 
preparo, decomposição térmica de sais e ação de bactérias sobre 
aditivos orgânicos. Causam corrosão do tipo pites, normalmente 
marrons e negros. Essa corrosão é acelerada em presença de oxigênio 
e valores altos de pH.
Como precauções, podemos citar:
Controle do pH;•	
Evitar água de preparo que contenha CO•	 2;
inibidores adicionados ao fluido de perfuração;•	
Observação visual e inspeção.•	
Gás sulfídrico
incorporado por degradação térmica de alguns aditivos, água 
de preparo e fluidos das formações, causam corrosão por pites 
profundos de cor azul escura a negro. Esse processo é acelerado pela 
temperatura.
Como precauções, podemos citar:
Manter o pH entre 9 e 11;•	
Utilizar aditivos seqüestradores;•	
inspeção visual.•	
80
Alta Competência
Bactérias
incorporada pela água de preparo e aditivos, causam corrosão por 
pites e alveolar. Baixos valores de pH tendem a acelerar o processo 
de corrosão.
Como precauções, podemos citar:
Manter o pH acima de 9;•	
Usar bactericidas.•	
A maneira mais comum de se medir a taxa de corrosão é através de 
anéis colocados na coluna. Esses anéis são pesados antes de serem 
colocados na coluna de perfuração. Após determinado tempo, esses 
anéis são retirados da coluna e novamente pesados, podendo-se 
então estimar a taxa de corrosão na coluna de perfuração.
Sais dissolvidos
Os sais no fluido aumentam a sua condutividade elétrica. Como a 
maioria dos processos de corrosão envolvem reações eletroquímicas, 
um incremento na condutividade resulta num aumento da taxa de 
corrosão.
Ácidos
Ácidos correm a coluna, seja abaixando o pH ou dissolvendo as 
películas protetoras.
81
Exercícios
exercícios
Exercícios
1) Quais as principais funções da coluna de perfuração?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
2) identifique os diferentes elementos tubulares que compõem a 
coluna de perfuração:
a) Kelly
b) Drill pipe
c) Drill collar
d) Heavy weight
( ) ( ) ( ) ( )
82
Alta Competência
3) Classifique os elementos a seguir, necessários para a utilização efi-
ciente da coluna de perfuração como os elementos acessórios (A) e 
elementos de manuseio (M).
( ) Estabilizadores ( ) Colar de segurança
( ) Cunha ( ) Alargadores 
( ) Roller reamer ou escareadores ( ) Chave de broca
( ) Iron roughneck ( ) Subs ou substitutos
( ) Amortecedores de choque ( ) Kelly spinner
( ) Chave flutuante
4) Tem como principal função transmitir o torque fornecido pela 
mesa rotativa para a coluna, em forma de rotação. Essa função 
corresponde ao:
( ) Kelly
( ) Drill pipe
( ) Drill collar
( ) Heavy weight
5) Quais as válvulas que o Kelly possui normalmente para permitir o 
fechamento do interior da coluna em caso de kick?
________________________________________________________________
6) Cite as duas principais funções dos tubos de perfuração (drill pipe)?
________________________________________________________________
83
Exercícios
7) identifique os esquemas dos diferentes tipos de reforços adotados 
na extremidade do tubo de perfuração para criar uma área maior e 
mais resistente. Utilize o código a seguir:
(iU) interno ou internal Upset 
(EU) Externo ou External Upset 
(iEU) Misto ou internal-External Upset 
( ) ( ) ( )
8) Durante a perfuração, na medida em que os tubos de perfuração 
vão sendo utilizados, há o desgaste normal da espessura da parede. 
Complete a coluna da direita com os códigos Faixa / Cor a seguir, usa-
dos para classificar os diferentes níveis de desgaste: 
1 Faixa Vermelha - 1 Faixa Branca - 1 Faixa Amarela - 
2 Faixas Brancas - 1 Faixa Laranja
Classe Redução da Espessura Código Faixa / Cor
Novo 0%
Premium de 0% a 20%
Classe 2 de 20% a 30%
Classe 3 de 30% a 40%
Rejeitado Maior que 40%
84
Alta Competência
9) Correlacione as uniões cônicas (tool joints) dos tubos de perfuração 
com o seu detalhamento
A) Enroscamento à quente; ( ) Soldagem com pré-aqueci-
mento;
B) Soldagem integral; ( ) Soldagem a frio.
C) Flashwelding; ( ) União aquecida no tubo frio;
D) Inertialwelding; ( ) Partes aquecidas por indução 
e unidas com pressão e rota-
ção sem adição de material
10) Cite alguns cuidados que devemos tomar em relação aos tubos 
de perfuração.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
11) Qual a função dos comandos (drill colar)?
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
12) Cite as especificações que devem ser consideradas no uso dos co-
mandos (drill colar).
_______________________________________________________________
________________________________________________________________13) Cite duas vantagens no uso dos tubos pesados (heavy weight).
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
85
Exercícios
14) Cite as especificações que devem ser consideradas no uso dos tu-
bos pesados (heavy weight).
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
15) Correlacione os acessórios da coluna da esquerda com suas defi-
nições na coluna da direita.
(A) Substitutos 
(subs)
( ) É uma ferramenta estabilizadora uti-
lizada em formações abrasivas, onde 
graças à presença de roletes consegue 
mais facilmente manter o calibre do 
poço.
(B) Estabilizadores ( ) São pequenos tubos que desempe-
nham várias funções.
(C) Escareadores ( ) Servem para aumentar o diâmetro de 
um trecho já perfurado do poço.
(D) Alargadores ( ) Absorvem as vibrações da coluna de 
perfuração induzidas pela broca.
(E) Amortecedor 
de choque
( ) São ferramentas que servem para cen-
tralizar a coluna de perfuração, dando 
maior rigidez e afastando os comandos 
das paredes do poço.
16) identifique as ferramentas de manuseio a seguir:
A) Chave flutuante.
B) Colar de segurança.
C) Cunha.
( ) ( ) ( )
86
Alta Competência
17) Cite tipos de uniões utilizadas para facilitar o enroscamento e 
desenroscamento dos elementos tubulares. 
________________________________________________________________
18) Que parâmetros devem ser conhecidos para se dimensionar, ade-
quadamente, uma coluna de perfuração?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
19) Correlacione as principais causas das rupturas com as suas defini-
ções nos parênteses a seguir:
(A) Fadiga.
(B) Desgaste.
(C) Esforços além do limite.
(D) Wash-outs.
(E) Corrosão.
( ) Provocado pelo contato durante a perfuração da coluna 
com a parede do poço ou do revestimento.
( ) Ocorrem geralmente por aplicação de torque insuficiente 
nas uniões ou pela existência de sulcos nos espelhos das mes-
mas, permitindo assim a passagem de fluido de perfuração.
( ) Geralmente ocorrem em operações especiais quando não se 
conhece exatamente o estado da coluna no poço, por isso é 
recomendado se inspecionar a coluna periodicamente.
( ) Alteração ou degradação de um material por efeito do meio 
ambiente.
( ) Se origina por esforços cíclicos, com fissuras imperceptíveis 
que diminuem a resistência original dos tubos.
20) Cite os principais agentes corrosivos para os elementos tubulares.
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
87
Gabarito
Gabarito
1) Quais as principais funções da coluna de perfuração?
Aplicar peso sobre a broca, transmitir a rotação para a broca, conduzir o fluido de 
perfuração, manter o poço calibrado e garantir a inclinação e a direção do poço.
2) identifique os diferentes elementos tubulares que compõem a coluna de 
perfuração:
a) Kelly
b) Drill pipe
c) Drill collar
d) Heavy weight
( B ) ( D ) ( A ) ( C )
88
Alta Competência
3) Classifique os elementos a seguir, necessários para a utilização eficiente da coluna 
de perfuração como os elementos acessórios (A) e elementos de manuseio (M).
( A ) Estabilizadores ( M ) Colar de segurança
( M ) Cunha ( A ) Alargadores 
( A ) Roller reamer ou escareadores ( M ) Chave de broca
( M ) Iron roughneck ( A ) Subs ou substitutos
( A ) Amortecedores de choque ( M ) Kelly spinner
( M ) Chave flutuante
4) Tem como principal função transmitir o torque fornecido pela mesa rotativa 
para a coluna, em forma de rotação. Essa função corresponde ao:
( X ) Kelly
( ) Drill pipe
( ) Drill collar
( ) Heavy weight
5) Quais as válvulas que o Kelly possui normalmente para permitir o fechamento do 
interior da coluna em caso de kick?
As válvulas kelly cock superior (opcional) e a kelly cock inferior.
6) Cite as duas principais funções dos tubos de perfuração (drill pipe)?
Permitir circular o fluido de perfuração e transmitir o torque e rotação.
7) identifique os esquemas dos diferentes tipos de reforços adotados na extremidade 
do tubo de perfuração para criar uma área maior e mais resistente. Utilize o código 
a seguir:
(iU) interno ou internal Upset 
(EU) Externo ou External Upset 
(iEU) Misto ou internal-External Upset 
( EU ) ( IU ) ( IEU )
89
Gabarito
8) Durante a perfuração, na medida em que os tubos de perfuração vão sendo 
utilizados, há o desgaste normal da espessura da parede. Complete a coluna da 
direita com os códigos Faixa / Cor a seguir, usados para classificar os diferentes 
níveis de desgaste: 
1 Faixa Vermelha - 1 Faixa Branca - 1 Faixa Amarela - 
2 Faixas Brancas - 1 Faixa Laranja
Classe Redução da Espessura Código Faixa / Cor
Novo 0% 1 Faixa Branca
Premium de 0% a 20% 2 Faixa Brancas
Classe 2 de 20% a 30% 1 Faixa Amarela
Classe 3 de 30% a 40% 1 Faixa Laranja
Rejeitado Maior que 40% 1 Faixa Vermelha
9) Correlacione as uniões cônicas (tool joints) dos tubos de perfuração com o seu 
detalhamento
A) Enroscamento à quente; ( C ) Soldagem com pré-aquecimento;
B) Soldagem integral; ( D ) Soldagem a frio.
C) Flashwelding; ( A ) União aquecida no tubo frio;
D) Inertialwelding; ( B ) Partes aquecidas por indução e unidas com 
pressão e rotação sem adição de material
10) Cite alguns cuidados que devemos tomar em relação aos tubos de perfuração.
Não usar cunha no lugar da chave flutuante durante as conexões; não usar martelo 
ou marreta para bater nos tubos; deve-se evitar a utilização de corrente para 
enroscar tubos; evitar a utilização de tubos tortos na coluna de perfuração; evitar 
torque excessivo durante as conexões e durante a perfuração; evitar que os tubos 
de perfuração trabalhem em compressão etc.
11) Qual a função dos comandos (drill colar)?
Fornecer peso sobre a broca, transmitindo-lhe torque e rotação, além de permitir 
a passagem de fluidos.
12) Cite as especificações que devem ser consideradas no uso dos comandos (drill 
colar).
Diâmetro externo; diâmetro interno; tipo de conexão e características especiais.
90
Alta Competência
13) Cite duas vantagens no uso dos tubos pesados (heavy weight).
Diminui a quebra de tubos nas zonas de transição de comando para tubos de 
perfuração; aumenta a eficiência e a capacidade de sondas de pequeno porte, 
pela sua maior facilidade de manuseio do que os comandos; nos poços direcionais 
diminui o torque e o arraste (drag) em vista de sua menor área de contato com as 
paredes do poço e menor tempo de manobra.
14) Cite as especificações que devem ser consideradas no uso dos tubos pesados 
(heavy weight).
Diâmetro nominal; comprimento nominal e aplicação de material duro.
15) Correlacione os acessórios da coluna da esquerda com suas definições na coluna 
da direita.
(A) Substitutos (subs) ( C ) É uma ferramenta estabilizadora utilizada em 
formações abrasivas, onde graças à presença de 
roletes consegue mais facilmente manter o calibre 
do poço.
(B) Estabilizadores ( A ) São pequenos tubos que desempenham várias 
funções.
(C) Escareadores ( D ) Servem para aumentar o diâmetro de um trecho já 
perfurado do poço.
(D) Alargadores ( E ) Absorvem as vibrações da coluna de perfuração 
induzidas pela broca.
(E) Amortecedorde choque
( B ) São ferramentas que servem para centralizar a coluna 
de perfuração, dando maior rigidez e afastando os 
comandos das paredes do poço.
16) identifique as ferramentas de manuseio a seguir:
A) Chave flutuante.
B) Colar de segurança.
C) Cunha.
( B ) ( A ) ( C )
17) Cite tipos de uniões utilizadas para facilitar o enroscamento e desenroscamento 
dos elementos tubulares. 
Integrais e tool joints.
91
Gabarito
18) Que parâmetros devem ser conhecidos para se dimensionar, adequadamente, 
uma coluna de perfuração?
Profundidade máxima prevista para a coluna, diâmetro da fase, pesos da lama 
utilizados, fatores de segurança e peso máximo sobre broca.
19) Correlacione as principais causas das rupturas com as suas definições nos 
parênteses a seguir:
(A) Fadiga.
(B) Desgaste.
(C) Esforços além do limite.
(D) Wash-outs.
(E) Corrosão.
( B ) Provocado pelo contato durante a perfuração da coluna com a parede do 
poço ou do revestimento.
( D ) Ocorrem geralmente por aplicação de torque insuficiente nas uniões ou 
pela existência de sulcos nos espelhos das mesmas, permitindo assim a 
passagem de fluido de perfuração.
( C ) Geralmente ocorrem em operações especiais quando não se conhece 
exatamente o estado da coluna no poço, por isso é recomendado se 
inspecionar a coluna periodicamente.
( E ) Alteração ou degradação de um material por efeito do meio ambiente.
( A ) Se origina por esforços cíclicos, com fissuras imperceptíveis que diminuem a 
resistência original dos tubos.
20) Cite os principais agentes corrosivos para os elementos tubulares.
Oxigênio, gás carbônico, gás sulfídrico, bactérias, sais dissolvidos e ácidos.