ACESSÓRIOS DA COLUNA DE PERFURAÇÃO

3.3.1. Estabilizadores

O estabilizador é um acessório quase indispensável em uma coluna de perfuração,

principalmente quando a perfuração é direcional. Essa ferramenta é responsável por centralizar

a coluna de perfuração, afastando os comandos das paredes do poço, provendo estabilidade para

o BHA e reduzindo a vibração na coluna, como também diminui o risco de prisão da mesma

por diferencial de pressão (ROCHA et al, 2011; SAVEGNAGO, 2012).

Podem ser rotativos e não rotativos; Os rotativos podem ser com camisa substituível,

lâminas integrais e lâminas soldadas. A figura 13 representa o estabilizador.

Figura 13: Estabilizadores com palhetas espirais e retas.

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Os estabilizadores juntamente com os comandos, são muito importantes para o ganho,

perda ou manutenção de ângulo durante a perfuração direcional.

Para ganhar ângulo, um estabilizador é colocado próximo à broca, e então conforme o

peso do BHA curva o comando adjacente ao estabilizador, existe uma tendência a direcionar a

broca para cima, de forma que a força que atua na extremidade da coluna passa a ter uma

componente perpendicular, como é visto na figura 14 (SANTOS, 2010).

Figura 14: Composição da coluna com o objetivo de ganhar ângulo.

FONTE: SANTOS (2010).

Para perder ângulo, não é usado um estabilizador próximo a broca, assim o peso dos

comandos faz com que a força na extremidade da coluna passe a ter uma componente

perpendicular para baixo, como na figura 15.

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Figura 15: Composição da coluna com o objetivo de perder ângulo.

FONTE: SANTOS (2010).

A manutenção de ângulo na perfuração direcional se dá pelo uso de três estabilizadores

em série, separados apenas por pequenas seções de comandos. É importante que o primeiro

estabilizador esteja conectado à broca e que os dois tenham o mesmo diâmetro. Essa disposição

de estabilizadores, faz com que a coluna resista a desvios causados pelo peso do BHA (Figura

16).

Figura 16: Arranjo de estabilizadores para a coluna manter o ângulo de perfuração.

FONTE: VAISBERG et al (2002).

3.3.2. Drilling Jar

Na perfuração alguns problemas são comuns e portanto existem ferramentas próprias

para prevenir ou resolvê-los. A prisão de coluna, uma das dificuldades mais comuns

encontradas, acontece por vários motivos como por exemplo, altas diferenças de pressão,

fechamento de poço por inchamento de argilas, desmoronamento da parede do poço, e se não

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forem tomados os devidos cuidados, pode-se quebrar a coluna no interior do poço e portanto

causar a necessidade de uma operação de pescaria mais complicada, existindo a possibilidade

da perda do trecho de um poço com a coluna para sempre.

O acessório da coluna de perfuração que se torna necessário na situação descrita acima

é o drilling jar, ilustrado na figura 17. Essa ferramenta é um pistão no interior da coluna que

funciona armazenando energia potencial através dos movimentos de tração ou compressão da

coluna, e libera essa energia em forma de energia cinética bruscamente. A liberação brusca de

energia gera ondas de choque para o local desejado, o que pode ou não, ser suficiente para

desprender uma coluna (HALL et al, 2006).

Existem três tipos de drilling jar: mecânico, hidráulico e hidromecânico. A diferença

entre esses tipos é a natureza da sua força de impacto, mecânica ou hidráulica, tendo o

hidromecânico as duas juntas. Nos três tipos, a intensidade dos choques criados, depende da

energia potencial armazenada e o sentido desses choques depende do movimento do pistão.

Forças de compressão na coluna de perfuração, empurram o pistão para baixo resultando em

ondas de choque para baixo, por outro lado forças de tração empurram o pistão para cima

causando ondas de choque para cima. Nos jars hidromecânicos os choques para cima são de

origem hidráulica e os golpes para baixo são de origem mecânica (SLATOR; PEIL; BISHOP,

1976).

Os jars mecânicos operam usando uma série de molas, já os hidráulicos operam

controlando a passagem de fluido hidráulico através de uma válvula que atua sobre pressão. Os

jars hidráulicos são os mais usados (SAVEGNAGO, 2012).

O correto posicionamento do jar leva em consideração a trajetória do poço, o atrito da

coluna com o poço, o BHA, o peso do fluido de perfuração, o peso sobre a broca com a qual se

planeja perfurar, o impacto e o impulso para a liberação da coluna. (ROCHA et al, 2011).

É importante também garantir que esse acessório não seja localizado em uma pequena

profundidade, pois os choques produzidos podem não ser efetivos para desprender uma coluna

presa, além disso o drilling jar também não pode estar muito próximo a linha neutra (local onde

existe a mudança de forças de tração para compressão) da coluna (SAMUEL, 2007).

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Figura 17: Drilling jar mecânico e hidráulico.

3.3.3. Sub com válvula flutuante (Float Sub)

É um sub que possui no seu interior uma válvula que possibilita a passagem do fluido

de perfuração de dentro da coluna para o anular, mas impede o fluxo no sentido contrário.

Em caso de desbalanceamento de pressões entre o anular e o interior da coluna, pode

haver um fluxo reverso que venha a entupir os jatos da broca ou desalojar ferramentas especiais

de registro direcional contínuo, como o steering tool e o MWD, por esses motivos, a

necessidade do float sub é evidente (ROCHA et al, 2011).

3.3.4. Escareadores

Os escareadores, conhecidos como Roler-Reamer, são estabilizadores mais resistentes,

pois possuem roletes que conseguem manter o calibre do poço de modo mais fácil, já que são

usados nos casos de formações muito abrasivas para um estabilizador comum.

O uso dos escareadores tem como vantagem a diminuição do torque sobre a coluna,

porém traz uma desvantagem que é aumentar a possibilidade de operações de pescaria, já que

os escareadores tem partes móveis que podem quebrar e ficar no interior do poço.

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De acordo com Plácido (2009), escareadores podem ser utilizados de três formas:

Roler-Reamer de coluna com três roletes (Figura 18): utilizado entre os comandos com

finalidade de manter o calibre do poço e ajudar na eliminação de doglegs e chavetas.

Roler-Reamer de fundo com três roletes: utilizado entre os comandos e a broca, para

diminuir a necessidade de repassamento, já que mantem o poço calibrado. Este acessório é

ilustrado na figura 19.

Roler-Reamer de fundo com seis roletes: atua entre os comandos e a broca e graças ao

seu maior número de roletes, evita alterações abruptas de na direção e inclinação. Este acessório

é representado pela figura 19.

Figura 18: Escareador de coluna.

FONTE: XI’AN (2016).

Figura 19: Escareadores com 3 e 6 roletes.

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3.3.5. Alargadores

Ferramentas que servem para aumentar o diâmetro de um trecho do poço que já foi

perfurado. Dentre os tipos de alargadores estão o Hole Opener e o Under reamer.

O Hole Oponer (Figura 20) é usado para o objetivo de alargar o poço desde a superfície,

tem braços fixos e é muito utilizado quando se perfura para a descida do condutor de 30”, que

neste caso se perfura com broca de 26” e com um Hole Opener de 36”.

O Under reamer (Figura 21) é usado quando se deseja alargar um trecho do poço

começando por um ponto abaixo da superfície. Por exemplo, podem ser usados com a finalidade

de prover espaço para a descida de revestimento e para alargamento da formação, para se efetuar

gravel packer. Seus braços móveis são normalmente abertos através da pressão de bombeio.

Figura 20: Alargador Hole Opener.

FONTE: TIANHE (2016).

Figura 21: Alargador Under Reamer.

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3.3.6. Amortecedores de choque (Shock Sub)

Amortecedor de choque, exposto na figura 22, é um acessório que absorve as vibrações

axiais da coluna de perfuração induzidas pela broca. Deve ser usado quando a zona a ser

perfurada possui rochas muito duras ou possui várias mudanças de dureza, pois nessas zonas a

coluna trepida demasiadamente. Seu uso aumenta a vida útil das brocas, principalmente dos

insertos e de PDC. Amortecedores de choque podem ser de mola helicoidal ou hidráulico.

“Para o amortecedor ter melhor eficácia, deve ser colocado o mais perto possível da

broca. Entretanto, como não é tão rígido quanto um comando, a colocação próxima da broca

pode induzir inclinações no poço” (PLÁCIDO, 2009). Desse modo algumas recomendações

devem ser seguidas:

- Para poços que não tem tendência de desvio, o amortecedor de choque deve ser

colocado na coluna, acima do sub de broca.

- Para poços com pequena tendência de desvio, deve-se posicionar o amortecedor de

choque acima do primeiro ou segundo estabilizador.

- Para poços com grandes tendências de desvio, deve-se colocar o amortecedor de

choque acima de todo conjunto estabilizado.

Figura 22: Amortecedor de choques.

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No documento COLUNA DE PERFURAÇÃO EM POÇOS DE PETRÓLEO (páginas 27-35)