p 20-42 - TPAF 2020 1

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1.3.2. Sistema de geração e transmissão de energia
• A energia necessária para acionamento dos
equipamentos de uma sonda de perfuração é
normalmente fornecida por motores à diesel,
Figura 07.
Figura 07: Motor à diesel responsável pela geração de energia 
Disponível em: <http://gcaptain.com/wp-content/uploads/2013/03/3516full.jpg>
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• Nas sondas mais modernas, estes motores são
conectados à geradores elétricos, que por sua vez
geram a energia para alimentar todos os sistemas da
sonda.
• Em sondas antigas, os motores são ligados
diretamente aos equipamentos por meio de correias
e utilizava-se pequenos geradores elétricos para
alimentar o sistema de iluminação e outros pequenos
equipamentos que necessitam de energia elétrica.
• As sondas modernas podem chegar a necessitar de
mais de 5 MW (megawatts) de potência para
sustentar sua operação.
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• Nas sondas marítimas em que exista produção de
gás é comum e econômica a utilização de turbinas a
gás para geração de energia para toda a plataforma.
• Quando disponível, a utilização de energia elétrica
das redes públicas pode ser vantajosa,
principalmente quando o tempo de permanência da
sonda em cada locação for elevado.
• A depender do modo de transmissão de energia para
os equipamentos, as sondas de perfuração são
classificadas em sondas mecânicas e diesel-elétricas.
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✓ Sondas Mecânicas
• A energia gerada nos motores à diesel é levada
a uma transmissão principal (compound) através
de acoplamentos hidráulicos (conversores de
torque) e embreagens, Figura 08.
• 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 à diesel.
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Figura 08: Esquema de uma sonda mecânica com cinco motores diesel
Fonte: Thomas (2004), p.58.
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✓ Sondas diesel-elétricas
• As sondas diesel-elétricas são do tipo AC/DC, no
qual a geração é feita em corrente alternada e a
utilização em corrente contínua, Figura 09.
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Figura 09: Esquema de uma sonda AC/DC, típica de sonda marítimas
Fonte: Thomas (2004), p.59.
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• Motores à diesel ou turbinas a gás acionam
geradores de corrente alternada (AC) que
alimentam um barramento trifásico de 600 V
(volts). Este barramento, 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.
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• Os equipamentos auxiliares da sonda ou
plataforma, iluminação e hotelaria que utilizam
corrente alternada, recebem a energia do
barramento após passar por um transformador.
• As sondas diesel-elétricas com sistema do tipo
AC/AC têm uso incipiente, mas com tendência a
aumentar no futuro.
• A energia é fornecida por motores à diesel,
turbinas a gás ou através da rede pública.
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1.3.3. Sistema de movimentação de carga
• O sistema de movimentação de carga, Figuras 10, 11
e 16, permite movimentar as colunas de perfuração,
de revestimento e outros equipamentos. Os
principais equipamentos são:
✓ Guincho (Draworks);
✓ Bloco de Coroamento;
✓ Catarina;
✓ Gancho (hook);
✓ Cabo de perfuração;
✓ Elevador.
Figura 10: Sistema bloco-catarina
Fonte: Thomas (2004), p.62.
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Figura 11: Sistema de movimentação de cargas I
Fonte: Manso, Renato Brandão. Notas de aula –
Engenharia de Perfuração e Completação e Poços
de Petróleo. Florianópolis – SC, 2004.
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✓ Guincho
• O guincho é um dos equipamentos mais importantes de
um sonda de perfuração. Sua principal função é sustentar
o peso da coluna de perfuração quando esta é descida
ou retirada do poço, Figuras 12,13 e 20.
• O guincho deve ser movido por um motor de alta
potência para que as operações possam ser executadas.
Apesar da grande potência do sistema, dependendo do
peso da coluna a ser descida no poço, o guincho não é
capaz de erguê-la por conta própria.
• É por este motivo que é usado um sistema de polias que
diminui o peso pelo qual o guincho é responsável por
levantar.
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Figura 12: Guincho (Draworks)
Disponível em: <http://www.masterrig.com/images/equipPics/eq17.jpg>
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• Então, é imprescindível que o
guincho receba a energia
mecânica necessária para a
movimentação de cargas
através da transmissão
principal, no caso da sonda
diesel, ou diretamente de um
motor elétrico acoplado a ele,
nas sondas elétricas.
• É constituído por: tambor
principal, tambor auxiliar ou de
limpeza, freios, molinetes e
embreagens.
Figura 13: Guincho (Draworks)
Fonte: Thomas (2004), p.60.
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• O tambor principal tem a função de acionar o cabo de
perfuração, movimentado as cargas dentro do poço.
• O freio é um mecanismo de grande importância numa
sonda. Ele realiza as funções de parar ou retardar o
movimento de descida de carga no poço, permitindo
ainda a aplicação e controle de peso sobre a broca.
• Usualmente são empregados dois tipos de freios numa
sonda: o freio principal, que é mecânico por fricção, tem a
função de parar e assim manter a carga que está sendo
movimentada, e o freio secundário, que é hidráulico ou
eletromagnético, e tem a função de apenas diminuir a
velocidade de descida da carga, de modo a facilitar a
atuação do freio principal.
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• O tambor auxiliar ou de limpeza é instalado no eixo
secundário do guincho, ficando posicionado acima do
tambor principal.
• Tem a função de movimentar equipamentos leves no
poço, tais como registradores de inclinação e direção do
poço, amostradores de fundo, equipamentos de
completação e testes do poço, etc.
• 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 (cathead)que
permite o içamento de pequenas cargas quando nele for
enrolado uma corda(catline).
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• O bloco de coroamento é um conjunto estacionário de 4
a 7 polias permitindo ao guincho levantar um peso muito
maior do que ele seria capaz caso fosse utilizada uma
única polia.
✓ Bloco de coroamento
Figura 14: Bloco de coroamento
Disponível em: 
<http://www.petroleo.ufsc.br/palestras/2004_08_05.pdf> 
• São montadas em linha num eixo
suportado por dois mancais de
deslizamento, localizado na parte
superior do mastro ou da torre.
Vide as Figuras 10 e 11 e Figuras
14,15,16 e 20.
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• Quanto maior o número de
polias móveis, menor é a
força que o guinchodeverá
fazer para sustentar a coluna.
✓ Bloco de coroamento
Figura 15: Bloco de coroamento
Disponível em: <http://i174.photobucket.com/albums/w117/yeti-
monster/work/up%20the%20derrick%2017-08- 09/DSCF3301.jpg> 
Figura 16: Sistema de movimentação de cargas II
Fonte: Manso, Renato Brandão. Notas de aula –
Engenharia de Perfuração e Completação e Poços
de Petróleo. Florianópolis – SC, 2004.
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• É um conjunto de 3 a 6 polias
móveis montados em um eixo
que se apoia nas paredes
externas em sua própria,
Figuras 16 e 17.
• Ela fica suspensa pelo cabo de
perfuração que passa
alternadamente pelas polias do
bloco de coroamento e polias
da catarina, formando um
sistema com 8 a 12 linhas
passadas. Em sua parte
inferior encontra-se-uma alça
pela qual é preso o gancho.
✓ Catarina
Figura 17: Catarina
Fonte: Thomas (2004),
p.61.
4 m
Figura 16
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✓ Gancho (hook)
• 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,
Figuras 16,18 e 20.
Figura 16
Figura 18: Gancho
Fonte: Manso, Renato Brandão.
Notas de aula – Engenharia de
Perfuração e Completação e
Poços de Petróleo. Florianópolis
– SC, 2004.
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✓ Cabo de perfuração
• É um cabo de aço trançado em torno de um núcleo
ou alma, sendo que cada trança é formada por
diversos fios de pequeno diâmetro de aço especial.
• O cabo proveniente do carretel é passado e fixado
numa âncora situada próxima a torre, onde se
encontra um sensor para medir a tensão no cabo, a
qual está relacionada com o peso total sustentado
pelo guincho. Daí, ele é passado no sistema bloco-
catarina, vide a Figura 10, e enrolado e fixado no
tambor do guincho.
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Figura 20: Sistema de movimentação de cargas III
Fonte: Leonardo Rezende Malouf. Projeto de graduação: Análise das Operações de Perfuração
de Poços Terrestres e Marítimos. Rio de Janeiro: UFRJ/Escola Politécnica, 2013.
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✓ Elevador
• O elevador é o equipamento usado para reduzir
drasticamente o tempo das operações de manobra.
Sua função é segurar os tubos, sejam eles
revestimentos ou tubos da coluna de perfuração, de
modo a movê-los com segurança e eficiência.
• É um equipamento com a forma de anel bipartido
em que duas partes são ligadas por dobradiças
resistentes, contendo um trinco especial para o seu
fechamento. É utilizado para movimentar elementos
tubulares (tubos de perfuração e comandos),
conforme mostra a Figura 21.
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Figura 21: Elevador levantando uma seção de revestimento
Fonte: Leonardo Rezende Malouf. Projeto de graduação: Análise das
Operações de Perfuração de Poços Terrestres e Marítimos. Rio de
Janeiro: UFRJ/Escola Politécnica, 2013.