Tecnologia Anti- Paralisação para aplicação em perfuração de subsuperfície.
STRINGERS
ALARGAMENTO
MARES AGITADOS PERFORMANCE
INTERVENCAO
TECNOLOGIA ANTI-PARALISAÇÃO Sistemas autônomos utilizados na otimização de estabilidade em situações extremas, tornaram-se tecnologia comum em automóveis modernos. A Tomax AS trouxe esta tecnologia para a perfuração de poços de petróleo através da Tecnologia Anti-Paralisação (AST) patenteada pela Companhia.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO A ferramenta AST é composta de um conversor mecânico-hidráulico situado na parte inferior da coluna de perfuração. Sob condições normais e estáveis, a unidade transfere o torque e o peso para a broca como parte inativa do BHA (Bottom Hole Assembly). No entanto, se a transferência de energia para a broca se tornar instável, a ferramenta AST regula as forças e extensão de corte da broca. Em termos práticos, isto significa que a reação momentânea/sistema de ciclo fechado da ferramenta AST impede que instabiliades localizadas se transformem em vibracões destrutivas. O funcionamento da ferramenta continua, não necessitando de nenhuma paragem.
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ESTABILIDADE EM FUNDO DE POÇO As vantagens da ferramenta AST foram comprovadas através de extensas horas de perfuração, onde a ferramenta AST impedindo vibrações causadoras de danos, eleva as taxas de perfuração através de um melhor desempenho da broca. A tecnologia está disponível para todos os tipos de operações de perfuração e trituração e é igualmente adequada para a utilização em poços verticais e poços desviados.
Sem AST Ocorrendo aumento de torque sobre a broca, decorrente do contato desta ou da ferramenta de corte com a formação rochosa, a ferramenta AST contrai-se, reduzindo o peso sobre a broca e conseqüentemente a extensão do corte. A ferramenta em seguida, se estende e reaplica o peso, efetuando uma carga constante.
Com AST BIT TORQUE
BIT TORQUE
PsB
PsB
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IMPLEMENTAÇÃO A utilização da ferramenta AST não exige qualquer alteração às práticas usuais de perfuração. Esta ferramenta possui uma ampla variedade de parâmetros de perfuração, eliminando assim a necessidade de ajustes em campo. Isto significa também que a inclusão da ferramenta AST na BHA não requer a presença de engenheiros especializados no local.
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MAXIMIZAR AS VANTAGENS DAS BROCAS PDC Vibrações em fundo de poço, incluindo movimentos stick-slip (deslisos), abrangem uma grande variedade de efeitos, desde alta variação das rotações por minuto geradas por atrito, a alta freqüência e efeitos das conexões tipicamente produzidos por PDC. A ferramenta AST tem como objetivo principal eliminar o atrito de teor destrutivo que é produzido na ponta da broca, assim como vibrações laterais indiretas produzidas durante o processo de perfuração. PDC (Polycrystalline Diamond Cutter/Ferramentas de Corte de Diamante Policristalino)
Na maioria dos casos,novas camadas da formação rochosa apresentam-se desalinhadas em relação a broca. Isto significa que fortes vibrações torcionais ou outras relacionadas, poderão ocorrer durante a passagem das ferramentas com corte PDC.
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MOTORES DE FUNDO SEM PARALISAÇÃO Com a ferramenta de AST acoplada ao motor de perfuração, qualquer rotação brusca do estator gera um encurtamento da ferramenta AST, imediatamente aliviando a broca/eixo e evitando uma paralisação. Esta função poupa tempo e preserva o equipamento. Valores adicionais são obtidos pela redução dos ciclos de fadiga durante as operações de tubulação enrolada.
Com um sistema eficaz de prevenção de paralisações, a margem de segurança sobre o diferencial de pressão do motor pode ser reduzida, permitindo assim maiores limites de carga e corridas mais eficientes e longas.
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VANTAGENS DA FERRAMENTA AST As vantagens adquiridas com a utilização da ferramenta AST dependerão do nível original de distúrbios. A fim de encontrar os valores nominais para o efeito da tecnologia, um operador de campo petrolífero offshore conduziu um teste comparativo, no International Research de Stavanger (IRIS). O teste foi realizado em conformidade com as normas científicas e os dados sendo validados por consultores externos. Corridas comparativas foram executadas com brocas e BHAs idênticas. O peso sobre a broca (PsB) foi elevado em etapas durante um intervalo contínuo de formação rochosa
A filmagem do teste está disponível no YouTube. sob o título: “AST Comparison”.
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
ROP SSLIP WOB
850
1350
1850
2876
3350
Broca após utilização 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
SSLIP delta RPM
ROP (m/hr) WOB (mT)
Ulrigg Corrida de Referência
Corrida de referência
Time(sec)
ROP SSLIP WOB
1980
2480
2980
6660
7080
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
SSLIP delta RPM
ROP (m/hr) WOB (mT)
Ulrigg Corrida com AST 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1490
Time(sec)
Broca com utilização da ferramenta AST
Os resultados dos testes conduzidos em Ullrig indicaram redução da vibração média à metade dos valores de referência, enquanto a taxa de penetração foi elevada em 20-115%, dependendo dos parâmetros.
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VALORES ESPECÍFICOS DE POÇO O trabalho preventivo realizado pela AST a fim de manter uma progressão rápida e estável em uma determinada aplicação é dado através da utilização de uma versão instrumentada da mesma. Esta ferramenta tem um sensor acoplado que é calibrado para medir o movimento da ferramenta AST em operação
O movimento da ferramenta medido em polegadas x tempo revela a atuação da AST a fim de evitar o início de vibrações severas.
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POSICIONAMENTO EM BHA A ferramenta AST funciona melhor sendo posicionada no topo da parte nĂŁo magnĂŠtica do BHA. O mesmo se aplica para sistemas rotativos dirigidos, motores de fundo e rotativos BHAs.
Exemplos de configurações de BHA para: RSS/Sub-alargador (underreamer) BHA. RSS/LWD BHA e motor BHAPara formações de rochas duras e de alto atrito, um escarador de rolo acima da ferramenta AST é recomendado.
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EXEMPLO TÍPICO: PERFURAÇÃO COM ESCAREADOR A inclusão de um sub-alargador na coluna do BHA adiciona significativas complicações em termos de predição da estabilidade do BHA. Isto é devido ao arranjo do cortador PDC em diferentes níveis, os quais podem produzir vibrações e reduzir a eficiência da perfuração, excepto se a formação for comletamente homogênea. Sendo assim, a tecnologia AST foi aplicada em uma série de 12 ¼” x 13 ½” em seções tangenciais. Em uma das seções a ferramenta AST não foi utilizada para a verificação do efeito sobre as vibrações e no rendimento durante a perfuração.
Stick-slip Média na Seção Sem AST AST
Consumo de Energia Sem AST AST
* MSE (Mechanical Specific Energy/Energia Mecânica Específica) fornece a energia requerida para a perfuração de um volume de rocha. A redução da energia pode ser convertida diretamente na aceleração da taxa de perfuração ou na redução da carga rotativa.
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QUALIFICADA PARA NOVAS FRONTEIRAS A perfuração exploratória submete as tecnologias de fundo de poço a crescentes cargas. Sendo assim a tecnologia AST está qualificada para operar em temperaturas até 220 C (425 F) e pressões hidrostáticas até 30.000 psi. Para melhorar a capacidade dinâmica nos poços, as ferramentas AST com área aberta de bombeamento reduzidas são utilizadas. Estas ferramentas determinam a extensão do corte, mesmo sob forças gravitacionais elevadas decorrentes de extensos conjuntos de MWD.
Capacidades dinâmicas ideais requerem baixa fricção mecânica. Por esta razão Conjuntos de vedação dinâmica são desenvolvidos para fricção mínima e extrema durabilidade. Desde sua apresentação em 2008 o sistema de selo superou o objetivo traçado.
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CASO TÍPICO: PERFURAÇÃO EXPLORATÓRIA A Exploração de prospectos profundos com HTHP (Alta temperatura/ Alta pressão) envolvem custos significativos, bem como risco de camadas, formações duras e aquecidas. Um operador internacional de grande porte utilzou a AST durante uma seção de 12 1/4” até a profundidade final em um poço com as condições descritas acima, situado na parte central do Mar do Norte. O BHA era equipado com um moderno sistema MWD, motor de fundo dirigível e brocas com cortador PDC. Foram realizados registros das vibrações no fundo do poço e a comparação com alguns poços gêmeos na area, assim como o registro da broca.
x+y Axis Vibrações x distância Poço de correlação 2 Poço de correlação 1 AST Well
Distância perfurada (m)
Bit record / Reason for trip Poço de correlação 2 Poço de correlação 1 AST Well
A redução de vibrações resultou no melhor desempenho da broca e na duração do BHA. Também foram constatadas significativas reduções de custo. Além disso, os dados MWD puderam ser transmitidos sem interrupções para todo o poço.
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DESENHO DA FERRAMENTA As ferramentas Tomax AST são projetadas e produzidas de acordo com os padrões de exigência/normas técnicas da indústria. Com a utilização em operações desafiadoras, trabalhos intensos envolvendo inspeção e análises são realizados para a melhoria contínua do seu desempenho.
Todos as filiais da Tomax são certificadas de acordo com a normativa ISO 9001-2008 - Det Norsk Veritas.
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9½” X-series AST™ Especificações: Parâmetros
Sistema Métrico
Sistema de Unid. Inglês
Comprimento
3.44m
11.29’
Stroke (batida)
0.15m
6”
Max. OD
241mm
9.5”
Min. ID
76mm
3”
Massa
1 110 kg
2 470 lbs
Max. PsB Operacional
45 kdaN
100 klbs
Max. torque/fundo de poço
48 kNm
35 kftlbs
Max. RPM
Como recomendado pelo fabricante da broca
Como recomendado pelo fabricante da broca
Max. carga de tensão
536 kdaN
1180 klbs
Carga de tensão operacional
280 kdaN
616 klbs
Max. pressão interna
690 bar
10 000 psi
Max. pressão hidrostatica
2000 bar
30 000 psi
Max. taxa de bombeamento
6000 lpm
1600 GPM
Max. conteúdo de areia
1%
1%
Max. DLS operational
14 deg/30m
14 deg/100ft
Max. temp. operacional
150C (XT 200C)
300 F (XT 390F)
Conecção superior
API 7 5/8 REG box
API 7 5/8 REG box
Torque de aparafusar
100 000 Nm
74 000 ftlbs
Conecção inferior
API 7 5/8 REG pin
API 7 5/8 REG pin
Torque de aparafusar
100 000 Nm
74 000 ftlbs Configurações: XD = Padrão XT = Alta Temp. (200C)
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9” H-series AST™ Especificações: Parâmetros
Sistema Métrico
Sistema de Unid. Inglês
Comprimento
3.25m
10.66’
Stroke (batida)
0.18m
7”
Max. OD
229mm (241mm upset)
9” (9.5” upset)
Min. ID
76mm
3”
Massa
950 kg
2 090 lbs
Max. PsB Operacional
45 kdaN
100 klbs
Max. torque/fundo de poço
48 kNm
35 kftlbs
Max. RPM
Como recomendado pelo fabricante da broca
Como recomendado pelo fabricante da broca
Max. carga de tensão
536 kdaN
1 180 klbs
Carga de tensão operacional
260 kdaN
572 klbs
Max. pressão interna
690 bar
10 000 psi
Max. pressão hidrostatica
2000 bar
30 000 psi
Max. taxa de bombeamento
5 650 lpm
1500 GPM
Max. conteúdo de areia
1%
1%
Max. DLS operational
14 deg/30m
14 deg/100ft
Max. temp. operacional
150C (HT 200C)
300 F (HT 390F)
Conecção superior
API 6 5/8 REG box
API 6 5/8 REG box
Torque de aparafusar
65 000 Nm
48 000 ftlbs
Conecção inferior
API 6 5/8 REG pin
API 6 5/8 REG pin
Torque de aparafusar
65 000 Nm
48 000 ftlbs Configurações: XD = Padrão HB = Pressão balanceada XT = Alta Temp. (200C)
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6 ¾” X-series AST™ Especificações: Parâmetros
Sistema Métrico
Sistema de Unid. Inglês
Comprimento
3.96m
13,0’
Stroke (batida)
0.20m
0.6’
Max. OD
171mm
6.75”
Min. ID
62mm
2.4”
Massa
625 kg
1375 lbs
Max. PsB Operacional
30 kdaN
66 klbs
Max. torque/fundo de poço
41 kNm
30 kftlbs
Max. RPM
Como recomendado pelo fabricante da broca
Como recomendado pelo fabricante da broca
Max. carga de tensão
327 kdaN
720 klbs
Carga de tensão operacional
170 kdaN
375 klbs
Max. pressão interna
690 bar
10 000 psi
Max. pressão hidrostatica
2000 bar
30 000 psi
Max. taxa de bombeamento
3500 lpm
925 GPM
Max. conteúdo de areia
1%
1%
Max. DLS operational
20 deg/30m
20 deg/100ft
Max. temp. operacional
200C (XT 220C)
390 F (XT 425F)
Conecção superior
NC 50 box
NC 50 box
Torque de aparafusar
40 000 Nm
29 500 ftlbs
Conecção inferior
NC 50 pin
NC 50 pin
Torque de aparafusar
40 000 Nm
29 500 ftlbs Configurações: XD = Padrão HB = Pressão balanceada XT = Alta Temp. (200C)
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4 ¾” X-series AST™ Especificações: Parâmetros
Sistema Métrico
Sistema de Unid. Inglês
Comprimento
3.68m
12.07’
Stroke (batida)
0.25m
10”
Max. OD
121mm
4.75”
Min. ID
35mm
1.38”
Massa
300 kg
660 lbs
Max. PsB Operacional
15 kdaN
33 klbs
Max. torque/fundo de poço
13 kNm
9 kftlbs
Max. RPM
Como recomendado pelo fabricante da broca
Como recomendado pelo fabricante da broca
Max. carga de tensão
180 kdaN
400 klbs
Carga de tensão operacional
55 kdaN
121 klbs
Max. pressão interna
690 bar
10 000 psi
Max. pressão hidrostatica
2000 bar
30 000 psi
Max. taxa de bombeamento
1500 lpm
400 GPM
Max. conteúdo de areia
1%
1%
Max. DLS operational
25 deg/30m
25 deg/100ft
Max. temp. operacional
200C (XT 220C)
390 F (XT 425F)
Conecção superior
NC 38 box
NC 38 box
Torque de aparafusar
13 300 Nm
9 800 ftlbs
Conecção inferior
NC 38 pin
NC 38 pin
Torque de aparafusar
13 300 Nm
9 800 ftlbs Configurações: XD = Padrão XT = Alta Temp. (200C)
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TT-series AST™ Especificações: Parâmetros/Dimensões O.D. Polegadas
1-11/16
2-1/8
2-7/8
3-1/2
I.D. Polegadas (mm)
0.62 (16)
0.71 (18)
0.78 (20)
0.98 (25)
Comprimento pés (metro)
4.9 (1.49)
4.6 (1.40)
4.3 (1.31)
4.4 (1.34)
Peso libra (kg)
27 (12)
42 (19)
62 (28)
106 (48)
Acoplamento Auxiliar
1” AMMT
1-1/2” AMMT
2-3/8” PAC
2-7/8” REG
Max torque oper. (pés-lbs (Nm)
200 (275)
400 (550)
1000 (1370)
1315 (1800)
Ultimate Tensile lbs (kN)
49 000 (223)
54 400 (247)
124 000 (563)
207 900 (945)
Max. DLS Deg/100 pés (30m)
24
24
24
24
Temperatura Max. F (C)
390 (200)
390 (200)
390 (200)
390 (200)
Sour Service
Yes
Yes
Yes
Yes
Ar/Espuma
Yes
Yes
Yes
Yes
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MONITORAMENTO DA FERRAMENTA EM CAMPO Em geral a ferramenta AST produz parâmetros de funcionamento amenos e um progresso de perfuração satisfatório, visto da superfície. A ferramenta pode, no entanto, operar intensamente em fundo de poço mantendo assim a estabilidade das rotações da broca. Uma verificação de desgaste para determinar o status do sistema helicoidal interno é recomendada caso a perfuração seja interrompida antes da profundidade total ser atingida e caso a ferramenta seja levada à superfície.
Mea
s u re
back
lash
Rotate Limites de desgaste são fornecidos no manual do usuário de acordo com as dimensões da ferramenta facilitando o controle do estado do equipamento. O intervalo de manutenção usual é 200 horas de perfuração.
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NOVA TECNOLOGIA PARA UMA NOVA ERA A busca contínua de hidrocarbonetos conduz a indústria de perfuração a novos territórios. Com esta expansão, a incerteza inerente às formações de sub-superfície implica um aumento de risco econômico. A AST é uma forma eficaz de reduzir este risco.
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render.no
ESCRITÓRIOS Brasil Tomax do Brasil Av. Das Américas 3500/328 – bloco Toronto 4 Cep: 22640 - 102 Barra da Tijuca Rio de Janerio – RJ BRASIL Tlf: + 21 3497-5083
REINO UNIDO Noruega Tomax UK Ltd. Tomax AS Travbaneveien 1, Forus Unit 11 Greenrole Estate Howe Moss Drive P.O. Box 332, Forus Kirkhill Dyce NO-4067 STAVANGER Aberdeen AB21 0GL NORUEGA UK Tlf.: +47 51 95 11 70 Fax: +47 51 95 11 71
Tlf.: +44 (0) 1224 774 925 Fax: +44 (0) 1224 773 510
Representações em Baku, Kuala Lumpur. Outras localidades sendo adicionadas. Contactos para e-mail disponíveis no nosso site: www.tomax.no E-mail para contatos gerais: post@tomax.no
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