HORIZONTAL DIRECIONAL

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1 CURSO DE PERFURAÇÃO HORIZONTAL DIRECIONAL III CONGRESSO BRASILEIRO DE MND e I NoDIG AMÉRICA LATINA Apresentador: SERGIO A. PALAZZO 1

2 AGRADECIMENTOS ISTT pelo prestígio Prof. Samuel Ariaratnam da ASU (Arizona State University) Eng. René Albert (Vermeer Internacional) Vermeer Manufacturing Planal Universidade de São (USP) Campus de São Carlos Sobratema e Instituto Opus Gas Brasil SABESP COMGÁS 2

3 ESTRUTURA DO CURSO Apresentação em painéis Cada painel com divisões, abrangendo16 tópicos O primeiro painel de Introdução será apresentado em 20 e mais 10 para revisão e discussões. Cada tópico dos painéis seguintes, será apresentado em 15, com 10 para revisão, perguntas e conclusões. Teremos um intervalo de 5 a cada hora, sendo dois intervalos maiores para café (um pela manhã e outro à tarde) e almoço. Carga horária final estimada: 6,5 horas 3

4 OBJETIVO E FORMATO DO CURSO Facilitar o entendimento do processo de Perfuração Horizontal Direcional, permitindo a partir desta introdução, o aprofundamento nos diversos tópicos, através de outros programas de formação e treinamento. Está formatado para acompanhar as etapas de uma obra real, permitindo sempre que a informação seja imediatamente relacionada com o procedimento real. Nota: Opcionalmente poderemos falar dos equipamentos e seus detalhes. 4

5 PROGRAMAS DA Curso de Extensão Universitária em MND na USP (Universidade de São Paulo) Curso de formação e atualização de Fiscais de obras de Perfuração Direcional Cursos de Certificação de Operadores e Navegadores de Perfuratrizes Direcionais. Curso de Planejamento de Furo Direcionali Curso de Fluídos de Perfuração Curso de Tubulações de PEAD Curso de Orçamento e Custos em Perfuração Direcional Congressos e Workshops 5

6 Paineis e tópicos INTRODUÇÃO Histórico e Definições INTRODUÇÃO PRÉ-CONSTRUÇÃO CONSTRUÇÃO PÓS-CONSTRUÇÃO Aplicações, materiais e capacidades Termos de Referencia Projeto do furo Análise Geotécnica, Investigação local e mapeamento do subsolo Seleção do Equipamento 6

7 Paineis e tópicos Planejamento da Preparação do local execução do furo e cronograma dos trabalhos Custos e Orçamento O que é a Perfuração Horizontal Direcional (PHD - HDD)? Segurança Procedimentos da instalação Ligações domiciliares e ou conexão com outras instalações. Restauração do área de trabalho e eventual reinstalação dos serviços Desmobilização Limpeza da área Plano de destino final de fluídos de perfuração As built 7

8 Introdução à Perfuração Horizontal Direcional O QUE É A PERFURAÇÃO HORIZONTAL DIRECIONAL? HISTÓRICO E DEFINIÇÕES APLICAÇÕES, MATERIAIS E CAPACIDADES TERMOS DE REFERENCIA 8

9 DEFINIÇÃO DE MÉTODO NÃO DESTRUTIVO (MND) É uma família de métodos, materiais e equipamentos que são utilizados para instalação de novas redes de infra-estrutura estrutura, ou renovação de redes existentes, no subsolo, com o mínimo de transtorno no tráfego, comércio no entorno da obra, e a menor intervenção possível na superfície do local da instalação. - NASTT - North American Society for Trenchless Technology 9

10 O QUE É A PERFURAÇÃO DIRECIONAL HORIZONTAL? É um método construtivo, que permite ao responsável pela instalação de redes de infra-estruturas,optar pela execução sem a abertura de valas, avaliando vantagens e desvantagens, quanto à intervenção no sistema de tráfego local, espaço de trabalho, tempo e custos. 10

11 HISTÓRICOS E DEFINIÇÕES Primeiras execuções por volta da metade da década de 90 (1984) com 12 perfuratrizes. Em 1995,,já tínhamos 2000 perfuratrizes em operação. Em 2000, atingimos unidades Hoje, estamos perto de atingir a marca de unidades em operação. O Brasil tem aproximadamente 200 unidades em operação. 11

12 Acompanhamento do mercado Uma enorme quantidade de máquinas, sem operadores especializados Engenheiros se conhecimento dos procedimentos básicos Contratantes sem o conhecimento dos limites da tecnologia Dificuldade de fixação de um preço justo (nos dois lados do contrato) 12

13 EM QUE CONSISTE A PERFURAÇÃO DIRECIONAL? Execução de um furo piloto Alargamento desse furo piloto ao diâmetro adequado ao produto a ser instalado Puxada do produto a ser instalado. 13

14 FORÇA DE PUXADA (Pull Back) É a capacidade (força) que o equipamento possui de trazer de volta, o peso de todas as hastes que foram utilizadas, alargador, mais o peso do produto que está sendo instalado, mais as forças de atrito resultantes desse movimento, em relação ao solo em que está sendo feita a instalação. 14

15 DEFINIÇÕES Instalar um produto de A até B utilizando técnicas de: Corte de solos Transporte de solos Remoção de solos Compactação de solos A B 15 Primeiro Enunciado: Estaremos o tempo todo trabalhando com a Mecânica dos Solos e todo os empirismos que ela envolve, numa instalação por instrumentos.

16 DEFINIÇÕES 16 Trabalharemos tendo que controlar simultaneamente cinco unidades dimensionais: Profundidade Desvio Inclinação Direção Distancia Segundo enunciado: Estaremos lidando com mecânica do solos e procedendo d com cinco unidades d dimensionais i i e, simultaneamente t fazendo a instalação por instrumentos.

17 Animação do furo piloto com pull-back e puxada do produto 17

18 Animação do direcionamento 18

19 PRIMEIRA DEFINIÇÃO Perfuração direcional não é uma ciência exata. 19

20 APLICAÇÃO, MATERIAIS E CAPACIDADES C Perfuração direcional permite a instalação de: Redes de gás natural,óleo,álcool (abastecimento e distribuição) Redes d água (adução e distribuição) Redes de esgotos (emissários e coletores) Redes de comunicação de dados e voz Redes de transporte de sólidos (Mineriodutos) Redes de energia (Geração e Distribuição) 20

21 APLICAÇÃO, MATERIAIS E CAPACIDADES Perfuração direcional permite a instalação de: Tubulações de aço Tubulações de polietileno de alta densidade (PEAD) Tubos semi-rígidos com juntas elásticas (Flex- Ring) atualmente nos EEUU PVC que permite termofusão das barras (também em uso nos EEUU). 21

22 APLICAÇÃO, MATERIAIS E CAPACIDADES Perfuração direcional pode instalar materiais (tubulações) até o momento com as seguintes capacidades: Diâmetros: desde 50mm até 914,4mm (2 a 36 ) Maior distância i obtidas até o momento: 2000m Maiores distâncias estão sendo pretendidas, no Brasil, por exemplo, 5000 m 22

23 TERMOS DE REFERÊNCIA REFERENTES A ESTE PRIMEIRO PAINEL CONSIDERAÇÕES INICIAIS Se as partes envolvidas num contrato discutirem e dividirem os riscos envolvidos, permitirão que o custo da obra seja reduzido significativamente (Allouche e Ariaratnam 1998) Isto é mais verdade quando se trabalha com os problemas mencionados nos dois enunciados,no subsolo e por instrumentos. 23

24 TERMOS DE REFERÊNCIA Condições do solo e desistência do furo: Mesmo com adequada informação geotécnica é possível a ocorrência da presença de solos inesperados ou não prospectados, que tornarão a perfuração difícil ou até mesmo impossível de ser executada. Assim, as partes contratantes deverão prever as condições formais de desistência i da execução em todos os seus contornos (físicos, financeiros e etc.). Fica evidente que as partes se dedicaram di com a maior diligência i e esforços possíveis para encontrar a saída para execução do trabalho. 24

25 TERMOS DE REFERÊNCIA REFERENTES A ESTE PRIMEIRO PAINEL Tratamento da lama de perfuração: Muito embora seja difícil de prever, é possível que o empreiteiro encontre um lençol d água que resulte numa grande quantidade da mesma, que deve ser bombeada e tratada. Um determinado valor Q de vazão deveria ser determinado no contrato, de forma a mutuamente endereçar a solução, mitigando o problema que isso pode causar, criando digamos assim, um plano de contingência que permita a precificação separada dessa ocorrência. 25

26 DEBATE, PERGUNTAS E CONCLUSÕES 26

27 OQUE DEFINIMOS NESTE PRIMEIRO PAINEL? O que é perfuração direcional Em que consiste a perfuração direcional Desafios com o subsolo e tipos de solos O que ela não é: Ela não é uma ciência exata Aplicações Capacidades, unidades dimensionais e tipos de materiais Cuidados na contratação referente aos solos e ocorrências inesperadas no subsolo. 27

28 Pré-Construção Projeto do furo Análise Geotécnica e Investigação local e mapeamento do subsolo Seleção do Equipamento Planejamento da execução do furo e cronograma dos trabalhos Custos e orçamentos. 28

29 PROJETO DO FURO 29

30 PROJETO DO FURO Requer o conhecimento de duas informações importantes: Força de puxada (pull-back) -Teorias Estimativa do cálculo das forças do caso em análise. 30

31 PROJETO DO FURO Teoria do pullback ou força de puxada Avaliaremos o que é, e como calcular a força de pull-back (puxada) Como deve ser entendida a capacidade de uma máquina. Quais são e como atuam as forças na execução do furo. 31

32 Forças Internas e externas no pull back Força Total de pullback durante uma instalação por perfuração direcional é a soma de: Forças necessárias para arrastar a tubulação quando fora do furo mais: Forças necessárias para arrastar a tubulação dentro do furo. 32

33 Forças que as máquinas devem ter 33 MACHINE CAPABILITIES FLOWRATE MAX Pilot bore MAX Hole Machine Pull Force TORQUE(Nm) (L/min) DISTANCE(m) DIAMETER(mm) 4 ton ton ton ton varies with soil conditions Comprimento do furo requer o conhecimento de duas forças e uma velocidade (vazão): O furo piloto e o diâmetro do furo requerem força de torque A passagem da tubulação exige força de puxada (pull back) A velocidade da puxada requer uma capacidade de fluxo de lama que mantenha o espaço anelar cheio (conceito mais adiante)

34 SEGUNDA DEFINIÇÃO As especificações de uma máquina definem sua capacidade d de execução de um furo, elas não definem um comprimento possível para um dado produto, num dado diâmetro com um dado d peso, em dadas condições de solos. 34

35 Forças externas de pull-back (puxada) Superfície Pullforce (Kg) = 0.5 x Product weight (Kg/m) x Length (m) Sobre Roletes Pullforce (Kg) = 0.1 x Product weight (Kg/m) x Length (m) 35

36 Exemplo de cálculo de forças externas Força na superfície (kg) = 0,5 do Peso do tubo por metro x o comprimento do tubo Força sobre roletes = 0.1 do peso do tubo por metro x o comprimento do tubo. Tubo de aço 315mm, parede de 0,375 de espessura, com 70kg por m e 200 m de comprimento = 0,5 x 200 x 70 ou kg se o tubo estiver sobre a superfície e sobre os roletes. 36

37 Requisitos e Situação dentro do furo Air or fluid or... Product Return fluid 37 Solo Estabilizado Fluido de Retorno Filtercake para impedirá perda de fluído na formação Queda suficiente para criar uma pressão estática do fluido. Retorno do fluido com densidade d < 1.4 kg/l Materiais em suspensão Controle da velocidade do flúido no espaço anelar. Mecânica dos Solos Produndidade deve ser no mínimo 5 vezes o diâmetro do furo Arco Evitar colapso devido a tensão superficial. Soil/rock Cuttings Filtercake

38 Prática inicial de anos atrás...continua Pullback force (Kg) Pullback force = 1.5 times the total weight of the product Pullback force (Kg) = 1.5 x Product weigth (Kg/m) x Length (m) 38

39 Comportamento do tubo dentro do furo 39 Lifting force (Kg/m) Weight (Kg/m) Return fluid Air or fluid or... Product Empuxo Archimedes É proporcional ao diâmetro externo do tubo e densidade do fluído (lama) Não está relacionado ao tipo do material ou profundidade da instalação A resultante da força dentro do furo, é portanto igual a força de empuxo menos o peso do produto.

40 Como calcular essa força de empuxo? Lifting force (Kg/m) Return fluid Air or fluid or... Product Essa força é proporcional à densidade do fluído de retorno. Densidade de 1.25 Kg/l Mais alargamento vai resultar resultará numa redução da densidade, e consequentemente da força de empuxo. 40 Lifting force (Kg/m)= 2 Product outside diameter (mm) 1000

41 Exemplo de mesmo diâmetro entre PEAD e Aço 315 mm HDPE PN Kg/m 315 mm STEEL 0.375" wall 70 Kg/m 2 Product outside diameter (mm) Lifting force (Kg/m)= 1000 Lifting force (Kg/m)= = 99.2 Kg/m 1000 Lifting force ( 99.2 Kg/m) Lifting force (99.2 Kg/m) 80.9 Kg/m 29.2 Kg/m 41 Weight (18.3 Kg/m) Weight (70 Kg/m)

42 Produtos de grande diâmetros Lifting force (Kg/m) Return fluid Water Product Produto de grande diâmetro é preenchido com fluído de retorno, para criar peso adicional como compensação. Product weight + Water weight 42

43 Exemplo PEAD vazio x cheio d água 315 mm HDPE PN Kg/m mm Inside diameter Empty Water weight (Kg/m)= Water weight (Kg/m)= Lifting force ( 99.2 Kg/m) Water filled 2 Product inside diameter (mm) = 60.7 Kg/m 1270 Lifting force (99.2 Kg/m) 80.9 Kg/m 19.8 Kg/m 43 Weight (18.3 Kg/m) Weight (( )= 79 Kg/m)

44 Pullback force (Kg) Forças de puxada dentro do furo In hole force (Kg/m) Length (m) Depth (m) Pullback force (Kg) = In hole force (Kg) x 0.5 x ( length (m) + Depth (m) ) Project 315mm product to be installed over 200m at a maximum depth of 4.6m Product Buoyancy (Kg/m) Weight (Kg/m) In hole force(kg/m) Downhole pullback force (Kg) HDPE 315 mm PN10 empty STEEL 315 mm empty HDPE 315 mm PN10 filled

45 Cálculo da força total de puxada Pullback force (Kg) Pull = 1 x External pull force Pull = 0.5 x External pull force x Downhole force Pull = 1 x Downhole pull force 45

46 Exemplo: Tubo com 200m, 315 mm de diâmetro, aço sem suporte de rolos C B C B A External Force (Kg) Downhole Force (Kg) TOTAL FORCE (Kg) TOTAL FORCE (Kg) A fluid density 1.25 Kg/lt fluid density 1.07 Kg/lt 46

47 GEOTECNIA: A etapa que define Em vista de todo o leque de interferências visto até aqui no projeto do furo, fica evidente que as condições geotécnicas são determinantes na definição do uso ou não da perfuração direcional 47

48 Investigação Geotécnica A primeira preocupação é sempre com a ocorrência de rochas, em quaisquer situações, mesmo descontinuas. A segunda é com as características de resistência e estabilidade do solo A terceira com o nível do lençol freático 48

49 Certame de sondagem Furos de grande distância => 500 m Iniciar com intervalos de 150 m, e observada alguma heterogeneidade relevante reduzir para 100 m e assim por diante. Furos de distâncias menores =< 500m 49

50 Certame de sondagem Nota: Os furos devem ser feitos fora do eixo da perfuração (recomenda-se 3 m no mínimo). Importante: Estas recomendações se submetem à orientação do geólogo responsável pelo estudo. 50

51 Certame de sondagem no caso de travessia sob rio Neste caso é necessário além da sondagem de preferência a batimetria, para definição exata do perfil e fundo do rio. O furo deverá ser executado pelo menos 6m abaixo do nível mais baixo. A sondagem até 12 m abaixo do nível mais baixo. 51

52 Investigação local e Mapeamento do subsolo Determinado o alinhamento no local da travessia direcional, a análise do local é fundamental: Espaços Interferências na superfície Entorno da locação de equipamentos Presença de outras instalações na superfície e no subsolo. 52

53 Investigação local e Mapeamento do subsolo A presença de outras redes já instaladas nas proximidades da nova rede podem ser motivo de impedimento da locação da nova travessia. Também significam risco potencial de acidentes 53

54 Problemas com redes e sistemas no subsolo Uma preocupação p Mundial 54 Infraestrutura atual totalmente congestionada; Nós continuaremos a instalar novas redes devido à expansões e modernizações É certo que não temos registrado adequadamente todas as nossas redes de modo a evitar intereferencias.

55 O problema é antigo... 55

56 Remanejamentos e Ampliações alteram as locações de redes constantemente 56

57 Segurança exige cautela e exposição de redes Interrupção de serviços essenciais Segurança pessoal com acidentes fatais, perda de tempo. Segurança Pública Danos ao Meio Ambiente Custo de reparos, multas e processos 57

58 Segurança exige cautela e exposição de redes 58 REGRA ÚNICA Inicie sua pesquisa pelo cadastro existente, ainda que ele não seja confiável, ele é um ponto de partida e poderá ser atualizado corretamente nesta oportunidade, até mesmo, única. Sequência Inicie por uma inspeção visual no local, comparativa com os cadastros que voce tem em mãos. Uma tampa de PV é indicativo de rede que aberta (vide adiante Entrada em Espaços Confinados NR 33), lhe indicará profundidade, alinhamento, diâmetro, serviço, uma tubulação descendo de um poste está levando energia enterrada a algum lugar e assim por diante.

59 Segurança exige cautela e exposição de redes Utilize os dispositivos eletronicos GPR Geo radares Pipe Locators Localizadores de tubulações Por fim, se há desconfiança da existência de uma rede não identificada pelos meios acima: ESCAVE e OBSERVE VISUALMENTE 59

60 Isto pode acontecer... 60

61 Isto pode acontecer... 61

62 Explosão em Indiana 62

63 Explosão em escola de Kansas 63

64 Explosão em Minnesota 64

65 Incêndio em rede de gás em Ohio 65

66 Explosão em Rhode 66

67 Explosão na Virginia 67

68 E aqui? É lógico que já tivemos vários 68

69 Localização via escavação e Géo Radar 69

70 Localização via pipe-locator 70

71 O valor da utilização do Géo Radar (GPR) Localizando redes Pisos de Concreto Condutividade e Resisitividade dos solos são problemas para o GPR, reconhece-los inclusive o nível lde lençol l freático (principalmente na região litorânea) é fundamental 71

72 GPR - Ground Penetrating Radar B) Electrical Conduits Unknown Water Main Force Main Tela do GPR 72

73 GPR - Ground Penetrating Radar Tela do GPR 73

74 74

75 75

76 76

77 A solução com escavação à vácuo Não Destrutiva Expõe com segurança: Tubos Cabos Fibra óptica Redes energizadas Outros serviços enterrados x mais rápido que escavação manual...

78 SEGURANÇA POR ONDE COMEÇAR? 78

79 Se houver entrada em espaço confinado Observe a NR 33 79

80 Com localizadores evite trabalhar próximo ou sobre, ou sob: 80 Laços detectores de tráfego Cercas e grades metálicas, principalmente as de segurança, energizadas Linhas de transmissão de energia Antenas e Torres de Transmissão de dados ou imagens Torres de equipamentos de controle aéreo Nas retas de aproximação de Aeroportos

81 Com localizadores evite trabalhar próximo ou sobre, ou sob: Pisos de concreto armados Cuidado com a ignição eletrônica dos veículos Agua salgada (não é so no litoral não..) Utilize sempre rádios de comunicação, manuais do fabricante, Participe dos cursos de treinamento 81

82 PLANEJAMENTO DO FURO 82 Utilize um planejador eficiente Faça visita ao trecho antes de dar preço Requisite os cadastros das concessionárias Faça a localização das interferências Prepare sua planilha de custos e de execução antes de contratar a obra Planeje os materiais e equipamentos de apôio, de segurança, de sinalização

83 PLANEJADOR DE FUROS É um recurso de informática que permite voce planejar e furar na telinha ao invés de furar ao vivo. Assim voce comete os erros e os corrige sem danos, prejuizos e acidentes. Com ele voce calcula seus custos de maneira muito precisa 83

84 O QUE? QUEM? QUANTO? Em quaisquer hipóteses, a segurança pessoal, da empresa e do meio ambiente está em jogo. 84

85 SEGURANÇA PESSOAL Utilize todas as vestimentas adequadas, tais como botas, luvas, não utilize roupas soltas. Sinalize o local, no Brasil curiosos passam horas em redor de obras observando. Mantenha a companhia de tráfego informada ou envolvida. Avise as concessionárias de gás e energia Tenha um funcionário CIPA em cada equipe 85

86 ACIDENTES DO TRABALHO 86 A área da construção civil é sempre visada! Empresas têm que investir em segurança pessoal: Sinalização Vestimentas Aparelhagem Serviços de Emergência (Primeiros Socorros)

87 SINALIZAÇÃO Envolver a companhia ou departamento de tráfego, eles emprestam respeito à sinalização Funcionários treinados em trânsito devem estar no trecho (isto ajudará demais) Cones, placas indicativas dos perigos e mudanças no trânsito são fundamentais. 87

88 APARELHAGEM Rádio Comunicação eficiente Telefone celular em serviço Aparelhos de localização calibrados e operados levando-se em conta as suas limitações Alarmes instalados, tapetes equalizadores de voltagem e etcetera, testados. 88

89 VESTIMENTAS Vestimentas adequadas, botas protetoras (bico duro, não de aço), luvas protetoras Capacetes quando houver qualquer movimentação acima da cabeça Quem deve vesti-las? Todos os que estão trabalhando no local e em contato com as máquinas e equipamentos. 89

90 ERGONOMIA Este é o principal motivo da maioria dos acidentes de trabalho. Carregar peça pesadas, levantá-las do chão ou transitar carregando-as, é geralmente o motivo de contusões lombares com afastamento. Evite o uso de ferramentas inadequadas ( aqui não dá pra quebrar o galho ) 90

91 NO OCASO DE TOCAR UMA REDE ELÉTRICA Cuidado, se tocar a fase neutra o alarme não é acionado, mas a energia cai no local... Tocada a fase positiva, não permita que ninguém se aproxime de todos os equipamentos ligados à perfuratriz. Não saia do tapete equalizador Tente recolher a coluna se estiver no furo guia, ou tente e empurrar se estiver e no retorno o 91

92 NO OCASO DE TOCAR UMA REDE ELÉTRICA Não retire nem acrescente barras Peça a alguém que esteja fora da área de alcance que fale com a concessionária Não desligue o alarme, ele manterá a equipe e os curiosos distantes e atentos. Oriente a equipe para não sair correndo, pode ser fatal... 92

93 NO OCASO DE TOCAR UMA REDE ELÉTRICA SÓ RETOME O TRABALHO COM A REDE DESLIGADA, CASO CONTRÁRIO PARTA PARA NOVO PLANEJAMENTO APÓS INSPEÇÃO INVASIVA 93

94 QUANDO TOCAR UMA REDE DE GÁS 94 O primeiro indício é o aparecimento de bolhas no fluído de perfuração Apague cigarros ou qualquer outro instrumento que produza chama ou faíscas Comunique-se com a concessionária SÓ RETOME O TRABALHO COM A AUTORIZAÇÃO DA CONCESSIONÁRIA

95 COMO LIDAR COM EMERGÊNCIAS ENVOLVENDO VÍTIMAS Funcionário CIPA atende o acidentado, não permita que inexperientes atendam o acidentdo. Acione (se houver no local) o paramédico A equipe deve saber de antemão onde estão localizados os pronto-socorros da região. Estojo de primeiros socorros, utilizados pela pessoa CIPA. Estancar hemorragias ajuda muito. 95

96 COMO LIDAR COM EMERGÊNCIAS ENVOLVENDO VÍTIMAS Documentação de todos os funcionários, boletins de ocorrências, testemunhas que não sejam da empresa, são providências que evitarão transtornos maiores no futuro. Trabalhe com um check-list 96

97 PORTANTO, ACIDENTES REDE DE GÁS EXPLODE REDE ELÉTRICA, ELETROCUTA REDE D ÁGUA INUNDA REDE DE ESGOTO FEDE REDE DE FIBRA OPTICA ILUMINADA, CEGA Na dúvida solicite it o corte do serviço

98 O QUE VOCE NÃO QUER... 98

99 O QUE VOCE NÃO QUER... 99

100 E OC CUSTO DE OPERAR ESSA SEGURANÇA TODA? Num mercado em que novas empresas estão tentando firmar posições, preço é problema 10 0 Não há espaço para leilão nesta área, principalmente por parte do contratante, o risco de acidentes fatais e custo social torna essa política no mínimo irresponsável

101 CONCLUSÕES É indispensável que se opere com segurança total É prioritário que se prepare equipes das construtoras e da fiscalização É conveniente que se avalie a questão dos preços de execução de ambos os lados, executores e contratantes 10 1

102 PROCEDIMENTOS DA INSTALAÇÃO Vamos seguir uma sequência de animações que nos darão melhor entendimento

103 Instalação da máquina, observação do tipo de solo, variabilidade da pressão 10 3

104 Alargamento, com distribuição do fluído de perfuração 10 4

105 Falhas e problemas 10 5

106 Falhas e problemas 10 6

107 Falhas e problemas 10 7

108 Falhas e problemas 10 8

109 3ª. Definição A correta aplicação do fluído de perfuração é uma garantia de sucesso na perfuração direcional 10 9

110 Fluidos de Perfuração Uma introdução às propriedades e usos 11 0

111 Fluídos de Perfuração 11 1 Conhecidos também como lamas de perfuração Misturado fora (mecanicamente) e bombeado b para dentro do furo. Permanece no espaço anelar Volta à superfície Descrição mais simplista: Agua + Bentonita + Polímero + Aditivos = Fluido ou Lama de perfuração

112 O que contém um fluído? Agua + Solidos = Fluído de perfuração Agua+ Sólido de qualidade pobre = Fluído pobre Agua + Bom sólido = Fluído de boa qualidade 11 2 Nota: Quando perfurando somente com água voce recebe pelo que voce está gastando...resultado pobre e comprometedor

113 Funções principais p do fluído Manter o furo aberto Estabilizar a parede evitando o colapso da mesma Manter o sólido escavado em suspensão Estabilizar formações inconformadas Lubrificar as hastes da máquina e parede do furo Controlar a formação de pressões Resfriar o transmissor e limpar as pás de escavação 11 3

114 Propriedades dos fluídos Densidade Conteúdo de Areia (Baixo) Capacidade de Filtração(filter cake and filtrate) Resistência Gelatinosa e Tixotropicidade ph Calcio Viscosidadeid d 11 4

115 Importância 11 5 Determina a quantidade de solidos que está retornando Se estiver alta, aumente o fluxo Se estiver no fluxo máximo, reduza a velocidade de perfuração para permitir o espaço ser preenchido pela taxa de bombeamento Determina a eficácia do sistema de reciclagem de lama (se estiver sendo utilizado)

116 Volume anelar 11 6 É o espaço entre o diâmetro externo do tubo e o diâmetro interno do furo. Esse espaço pode variar, mas a recomendação ideal aponta para 1,5 x o diâmetro externo do tubo, o que facilita a circulação do fluído. Calço Hidráulico ocorre quando a circulação é interrompida, formando um força equivalente a um cilindro hidráulico em frente da cabeça do alargador com o tubo...

117 Espaço anelar Para manter a circulação e evitar o calço hidráulico: Mantenha o bombeamento do volume requerido Controle a taxa de penetração do alargador Utilize alargadores adequados a cada tipo de solo Pre-alargue a para a misturar material a escavado ado com fluído produzindo uma lama que tenha bom fluxo. 11 7

118 Volume do furo e fatores de fluxo 11 8 O volume requerido de fluxo é estimado multiplicando-se o o volume do furo por um fator de flluxo que varia de 1 a 5 Areias: 1 a 1.5 Argilas: 3 a 5 Argilas têm afinidades com agua... O volume de bombeamento requerido aumenta com a plasticidade da argila...e com a consistência dos demais solos Argilas de baixa a média plasticidade: Use fator 3 Argilas de alta plasticidades a dura ou muito duras, use fator 5 Furos muito longos, podem exigir um acréscimo no fator acima da indicação informada (principalmente na função tempo)

119 Exemplo de taxa de penetração Furo piloto: 4.5 x 4.5/25 = 0.8 gal/ft hole volume 0.8 gal/ft x 3 = 2.4 gal/ft fluid volume required 2.4 gal/ft x 10 ft/pipe = 24 gal/pipe 45 sec/qt 26 sec/qt = 19 sec/qt difference 100% - 19% = 81% pump efficiency 40 gpm rated pump x 0.81 = 32.4 gpm (24 gal/pipe)/32.4 gpm = 0.74 min/pipe or 44 sec/pipe 11 9 Therefore, the 4.5-in pilot hole must be drilled at a rate of 44 sec/pipe pp (or slower) to avoid exceeding pump p capacity.

120 EXEMPLO DE TAXA DE PENETRACÃO Reamed Hole: 10 x 10/25 = 4 gal/ft hole volume 4 gal/ft x 3 = 12 gal/ft fluid volume required 12 gal/ft x 10 ft/pipe = 120 gal/pipe 45 sec/qt 26 sec/qt = 19 sec/qt difference 100% - 19% = 81% pump efficiency 40 gpm rated pump x 0.81 = 32.4 gpm (120 gal/pipe)/32.4 gpm = 3.7 min/pipe or 222 sec/pipe 12 0 Therefore, the 10-in reamed hole must be at a rate of 222 sec/pipe (or slower) to avoid exceeding pump capacity.

121 FLEXIBILIDADE 12 1 O ideal para evitar dificuldades durante o processo todo de perfuração é ter uma linha de perfuração suave de A para B. Furo Piloto: O stress estará nas hastes, ferramentas e sistema de navegação Alargamento: O stress estará nas hastes, ferramentas e na tubulação. E complementarmente, na máquina é óbvio. Embora a tecnologia nos permita dirigir ou variar a direção nós não deveríamos estar interessados nisso... A A B B

122 Preparação (set up) dos equipamentos Perfuratriz Sistema de lama (fluído) Hastes Ferramentas (Alargadores) Sistema de Navegação 12 2

123 Set up da Perfuratriz PIT de Lançamento Lançamento na superfície 12 3

124 Drilling machine capabilities 12 4 MACHINE CAPABILITIES FLOWRATE(L/min) MAX Pilot bore MAX Hole Navigator model PULLBACK(Kg) TORQUE(Nm) STD. OPT. DISTANCE(m) DIAMETER(mm) D6X / D7X11 series II /68/ D10X / D16X20A D18X D20X D24X40A D24X40 series II D33X D36X D36X50 series II D55X D75X D80X D100X D150X / D200X / D300X / varies with soil conditions

125 Forças agindo dentro do furo Lifting force (Kg/m) Return fluid Air or fluid or... Product Weight (Kg/m) 2 Product outside diameter (mm) Lifting force (Kg/m)= 1000 Empty product In hole force (kg/m) = Lifting force (kg/m) - Weight (kg/m) 12 5 Filled product In hole force (kg/m) = Lifting force (kg/m) - Weight (kg/m) - Weight in pipe (Kg/m)

126 Forças agindo dentro do furo Força de Empuxo: Archimedes Proportional à densidade do fluído (1.25) Não relacionado com a profundidade 12 6 Nota: Produtos de grande diâmetro são preenchidos com água ou fluído, para criar um peso adicional para compensar o empuxo, principalmente o PEAD que tende a colar na geratriz superior, já o aço tende a colar na geratriz inferior.

127 Força estimada de pull-back (puxada) Pullback force (Kg) Length (m) In hole force (Kg/m) Depth (m) Pullback force (Kg) = In hole force (Kg) x 0.5 x ( length (m) + Depth (m) ) 12 7

128 Sistemas de Mistura, bombeamento e reciclagem 12 8 Mix/pump and recycling units per Navigator Navigator model Mixing systems Mixing/pump systems Recycling units Pit pumps PL8000 HP250/HP300 D7X11 series II MX125 HP250/HP300/MP100DH D10X15 MX125/MX250/ST750 MP100DH/MP200DH D16X20A MX125/MX250/ST750 MP200DH D18X22 MX125/MX250/ST750 MP200DH PS3D D24X33 MX250/MX850 MP200DH R400E PS3D D24X40A MX250/MX850 MP200DH R400E PS3D D24X40 series II MX250/MX850 MP500DH R400E PS3D D33X44 MX250/MX850 MP500DH R400E/R1000E PS3D/PS4D D36X50 MX250/MX850 MP500DH R400E/R1000E PS3D/PS4D D50X100 MX250/MX850 MP1000DH/P1000 R1000E PS4D/PS6D D55X100 MX250/MX850 MP1000DH/P1000 R1000E PS4D/PS6D D75X100 MX850/M2000E MP1000DH/P1000 R1000E PS4D/PS6D D80X100 MX850/M2000E MP1000DH/P1000 R1000E PS4D/PS6D D100X120 MX850/M2000E MP1000DH/P1000 R1000E PS4D/PS6D D150X300 M2000E/2 X M2000E MP1000DH/P1000/P2500 R1000E/R2000E PS6D D200X300 M2000E/2 X M2000E MP1000DH/P1000/P2500 R1000E/R2000E PS6D D300X500 M2000E/2 X M2000E P2500/2 X P2500 R2000/2 X R2000 PS6D > D300 M2000E/2 X M2000E P2500/2 X P2500 R2000/2 X R2000 PS6D Vermeer Sitetec products

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