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Apostila - Brocas de Perfuração

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4.2 - Avaliação do desgaste de brocas 
 
A análise e avaliação de cada broca usada pode ser de muita utilidade 
para decidir o tipo de broca que será utilizada posteriormente e se a prática de 
operação deve ser modificada. É um fator dos mais importantes para a 
otimização da perfuração em um campo de petróleo em desenvolvimento. 
Quem aprende a ler o desgaste de cada broca e entenda bem o que significa o 
seu aspecto, estará perto de obter o máximo rendimento em cada uma delas. 
 
A informação que se obtém ao avaliar o desgaste das brocas pode ser 
muito significativa. Este valor foi reconhecido pela IADC, que estabeleceu um 
sistema mundial para avaliar o desgaste de brocas, similar ao código de 
classificação de brocas, de modo que qualquer pessoa possa intuir o estado 
em que estava a broca após sua retirada do poço. 
 
O sistema de avaliação de desgaste pode ser utilizado em todos os tipos 
de brocas: de cones, diamante natural, PDC, TSP, brocas impregnadas, coroas 
e outras. 
 
A tabela de avaliação de desgaste adotada pelo IADC inclui todos os 
códigos necessários para analisar o desgaste tanto de brocas de cones como 
brocas de cortadores fixos. A avaliação estará resumida em oito campos 
alfanuméricos: 
 
 N1 N2 A3 A4 A5 N6 A7 A8 
 
A codificação enfoca os quatro aspectos principais da broca, ou sejam: a 
estrutura de corte, os rolamentos, o calibre, e as observações pertinentes ao 
motivo da retirada. As quatro primeiras colunas descrevem a estrutura 
cortadora; as duas primeiras definem o desgaste dos dentes, insertos ou 
cortadores fixos das fileiras interiores e exteriores seja para brocas de cones ou 
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de diamante, onde N1 e N2 são números que variam de 0 a 8 de acordo com o 
desgaste. Comparada com o tamanho original do dente ou do cortador, os 
números aumentam com a quantidade de desgaste, o zero representa sem 
desgaste e o oito representa desgaste total. O raio da broca será dividido em 3 
partes; 2/3 internos serão classificados em N1, o 1/3 externo será classificado 
em N2; supõe-se que a vida útil total da broca estará vinculada ao desgaste 
total dos insertos ou dentes; divide-se a altura da estrutura cortante em oito, e o 
desgaste em frações de 1/8 da altura serão distribuídos a N1 e N2. Ao avaliar 
uma broca desgastada se deve registrar o valor médio de desgaste. 
 
Nas brocas de dentes a experiência de campo é fundamental para avaliar 
seu desgaste, já que ao se analisar a broca definirá o desgaste tanto das 
fileiras interiores quanto das fileiras exteriores. 
 
A3 e A4 são caracteres alfanuméricos, e indicam características e 
localização do desgaste principal. A característica principal do desgaste fará 
referência ao motivo que limitou a vida da broca. A localização visa apontar o 
ponto da broca onde ficou caracterizado o desgaste principal. 
 
A5 é um caractere alfanumérico que se refere ao estado dos rolamentos e 
selos de vedação. Para rolamentos não-selados a avaliação é semelhante à da 
estrutura de corte, e visa atribuir um número entre 0 e 8 para a sua vida útil; 
este número será atribuído pela “experiência” da pessoa que classifica a broca, 
o que pode levar a resultados um pouco diferentes a depender de quem 
classifica. Para rolamentos selados a avaliação visa aferir apenas se os selos 
falharam, determinado o fim da vida útil da broca. Nas brocas de cortadores 
fixos, como não possuem rolamentos, atribui-se um X para A5. 
 
N6 é um número expresso em frações de 1/16 de polegada e indica o 
calibre da broca. Registra-se “I” se a broca permanece calibrada do contrário 
registra-se o quão descalibrado esta a broca utilizando uma medida de 1/16 pg 
 
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A7 é um caractere alfanumérico que serve para anotar características de 
desgaste da broca, ou seja, as mudanças físicas mais notórias desde sua 
condição nova, como podem ser: tubeira perdida, cone quebrado, interferência 
entre cones, etc. 
 
A8 é um caractere alfanumérico utilizado para registrar a razão de saída 
da broca. 
 
 
Figura 22 – Critérios de Análise de desgaste 
 
Outro ponto fundamental para a análise dos registros da broca são dados 
como: a profundidade de inicio e termino de perfuração, as condições de 
operação, o tipo, as tubeiras utilizadas, o tempo de perfuração, etc., incluem-se 
ainda as observações das condições de operação da broca, que em muitos 
casos são especiais, como: 
 
• Inicio de desvio; 
• Manter, incrementar ou reduzir ângulo; 
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• Velocidade de perfuração controlada por perda de circulação, troca de 
formação, etc; 
• Utilização de motor de fundo, turbina; 
• Perfurar com perda total de circulação; 
• Perfurar com presença de H2S; 
• Perfurar sem condições ótimas, como incapacidade do equipamento de 
perfuração, as revoluções por minutos, etc; 
 
Com as observações mencionadas acima, teremos um melhor critério 
para avaliar o desgaste e não sacrificaremos o uso de um tipo de broca que 
tenha sido selecionada corretamente. Isto poderia ocorrer no caso de uma 
broca de cones que tenha sido usada para iniciar a desviar e ao avaliá-la tenha 
um desgaste excessivo. Nos rolamentos em que os metros perfurados sejam 
poucos, neste caso, a simples inspeção suporia que a broca obteve um baixo 
rendimento, mas na realidade a mesma foi utilizada em operações drásticas 
com fim especifico. 
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5 - Avaliação econômica 
 
Embora representem apenas uma fração do custo total do equipamento, 
as brocas são um dos elementos mais críticos para se calcular o aspecto 
econômico da perfuração. O custo de uma broca de diamante pode ser várias 
vezes mais alto do que uma broca tricônica de dentes de aço ou de insertos; 
logo só se justifica seu uso com base em seu rendimento. Com fim de avaliar 
seu desempenho, têm-se usado vários parâmetros de comparação como: o 
custo da broca, velocidade de perfuração, comprimento de seção perfurado, 
etc. A utilização destes parâmetros como indicadores de rendimento poderiam 
ser apropriados somente em casos que as operações especiais não o 
justifiquem. 
 
O objetivo é obter o menor custo de perfuração sem colocar em risco as 
operações cumprindo as especificações de perfuração e observando as 
restrições que possam existir. 
 
O método mais aceito hoje em dia é o custo por metro. Para seu calculo 
se usa a seguinte equação: 
M
TcTmTRBC )( +++= 
 
Onde: 
C= custo por metro perfurado ($/m) 
B= custo da Broca ($) 
R= custo de operação da sonda de perfuração ($/h) 
T= tempo de perfuração (h) 
Tm= tempo de manobra (h) 
Tc= tempo de conexão (h) 
M= metros perfurados pela broca (m) 
 
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O tempo de conexão (Tc) é calculado da seguinte maneira: divide o 
comprimento perfurado (M) por 9,30m que é o comprimento padrão de tubos 
de perfuração, em caso de utilização de top drive se conecta 3 tubos por vez. 
Com a operação anterior calcula-se o número de conexões; posteriormente, 
multiplica-se pelo tempo unitário de conexão. Este é variável de acordo com a 
experiência dos operadores, do equipamento utilizado e das condições de 
operação. 
 
Para determinar o tempo de manobra, como uma prática de campo, se 
utiliza a seguinte formula: 
 
).(Pr)/(004,0 mofxmhTm = 
 
O fator 0.004 representa um tubo de perfuração viajando 1000 m em 
quatro horas, novamente, isto depende da experiência dos operadores, da 
sonda de perfuração e das condições de operação. 
 
A equação do custo por metro de perfuração é valida para qualquer tipo 
de broca, incluindo as de diamante. A formula pode ser usada ao se terminar 
uma seção