2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

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1 1. INTRODUÇÃO Do latim petra (pedra) e oleum (óleo), o petróleo é uma substância oleosa, inflamável, menos densa que a água, tem cheiro característico e sua coloração varia entre o negro e o castanho-claro. O petróleo é composto basicamente por hidrocarbonetos que dependendo da porcentagem de cadeias longas ou curtas na sua composição, o mesmo pode se apresentar na forma líquida ou gasosa. Registros antigos afirmam que vários povos tiveram contato com o petróleo através do seu afloramento até a superfície devido a altas pressões, altas temperaturas e a formação geológica. Atualmente, para fazer com que o petróleo chegue a superfície é necessário a perfuração de poços com a utilização de equipamentos adequados e muito resistentes a rigidez do solo. A perfuração de poços pode ser classificada em onshore (na terra) ou offshore (no mar) O Projeto Integrador foi elaborado baseado em uma visita técnica a empresa onshore chamada Lupetro 1 que é composta por negócios principalmente voltados ao setor de petróleo e gás e fornece equipamentos e serviços para as etapas de produção. Localizada no município de Araçás, Estado da Bahia, a empresa lidera o segmento de fabricação de válvulas industriais no Mercosul e, também, é prestadora de serviços na área de sondas de perfuração. A visita técnica realizada no campo da Lupetro teve o objetivo de discriminar as características dos equipamentos de operação, a classificação de área, a segurança em maquinas e equipamentos e todos os riscos envolvidos no processo, bem como, registrar as não conformidades encontradas e propor recomendações para melhorias. 1 Lupetro: Nome fictício criado para preservar a identidade da empresa porém as informações sobre a sonda são verdadeiras apenas o nome é falso. 5

2 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Antes da realização da visita técnica foi feito um estudo sobre perfuração em poços de petróleo para conhecimento prévio do processo, onde foram abordados todos os itens descritos abaixo. 2.1 DESCRIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS A operação da Lupetro no campo de Araçás conta com três sondas, sendo uma convencional e duas automatizadas. Dentre as duas sondas automatizadas foi visitada a sonda HK 06. Com o intuito de ter um melhor entendimento do funcionamento da sonda descrevemos abaixo os principais sistemas envolvidos na operação de perfuração. Os riscos inerentes a cada equipamento pode ser visto no Hazop em anexo. 2.2 TORRE É uma estrutura de aço especial, construída de forma a prover um espaçamento vertical livre acima da plataforma de trabalho para permitir a execução de manobras. É composta de braços hidráulicos. 2.3 ESTALEIRO É uma estrutura metálica, constituída de diversas vigas apoiadas acima do solo por pilares. O estaleiro fica posicionado na frente da sonda e permite manter todas as tubulações dispostas paralelamente em uma passarela para facilitar seu manuseio e transporte. 2.4 MESA ROTATIVA A mesa rotativa é um equipamento mecânico responsável por dar torque na coluna de perfuração durante as operações e por suportar o peso da coluna durante as operações de manobra. 6

3 Seu funcionamento tem como principal objetivo a ligação de uma corrente e um motor que juntos transferem a energia mecânica para a coluna de perfuração e, consequentemente para a broca. 2.5 KELLY É a parte da coluna que liga a tubulação à cabeça de injeção, e pela qual é transmitida o movimento de rotação imposto pela mesa. 2.6 BROCA Na extremidade inferior da coluna de perfuração é onde fica esta ferramenta cortante que promove a perfuração das rochas. As brocas são equipamentos que têm a função de promover a ruptura e desagregação das rochas ou formações. Seu trabalho varia desde a fácil penetração nas rochas brandas, até o dificílimo esmagamento das rochas duras. Os principais tipos de brocas são: integral de lâminas de aço, diamantes naturais e diamantes artificiais. 2.7 TOP DRIVE O top drive é o equipamento responsável por dar o torque necessário à coluna de perfuração para que a broca possa então perfurar as formações rochosas. Este equipamento é uma alternativa mais eficiente ao uso da mesa rotativa e do kelly. Como vantagens ao uso do top drive podem-se citar: Permite economia de tempo; Pode lidar com seções de tubos de 2, 3 ou até 4 juntas, reduzindo o número de conexões necessárias; Permite ao sondador rotacionar a coluna ou movê-la na direção vertical a qualquer momento; Provê mais potência para rotacionar a coluna; Permite resposta rápida no caso de kick. 7

4 2.8 IRON ROUGHTNECK Equipamento utilizado para substituir o emprego das chaves flutuantes e do rotacionador de tubos. A parte de baixo do equipamento mantém a coluna estática enquanto a parte de cima tem a capacidade de enroscar rapidamente e aplicar ou quebrar o torque das conexões. Este equipamento fica instalado sobre um trilho, deste modo é possível trazer o equipamento para sobre a mesa rotativa durante as operações. 2.9 IRON DERRICKMAN O iron derrickman é uma ferramenta utilizada como substituto da função conhecida como torrista (Derrickman). Este equipamento aumenta significativamente a segurança das operações pois a função de torrista demanda que uma pessoa fique na plataforma do torrista, a uma grande altura do solo. Existem registros de centenas de acidentes envolvendo estes trabalhadores e o simples fato de mecanizar este serviço diminui muito a incidência de acidentes nas sondas. O iron derrickman auxilia as operações de manobra pois pega os tubos dispostos no estaleiro e os coloca em posição para serem conectados ao top drive ou ao elevador. Podem também ser usados durante operações de remoção da coluna do poço, pegando os tubos recém removidos do poço e posiciona-os no estaleiro BOMBA DE LAMA As bombas de lama são mecanismos de deslocamento positivo. Estes equipamentos são compostos por um conjunto de cilindros, pistões e válvulas. Em um momento o fluido é sugado e preenche o cilindro, na sequência o pistão é acionado e pressuriza o fluido em direção ao orifício de saída. As bombas de lama atuais, em geral são as do tipo tríplex, isto é, estão dotadas de 3 cilindros trabalhando em paralelo. 8

5 2.11 TANQUE DE LAMA O tanque de lama é responsável por armazenar o fluido de perfuração que será injetado na coluna de perfuração PENEIRA São usadas para remover os cascalhos da lama de perfuração. As peneiras são o primeiro ponto em que o fluido vindo do poço entra em contato com a atmosfera, por este motivo, é também um dos locais potencialmente perigosos para se estar em uma sonda de perfuração. Se durante a perfuração entrar gás no poço (lembrando que existem gases tóxicos nas formações, como o gás sulfídrico), ele será liberado para atmosfera, podendo causar danos ou até mesmo a morte de trabalhadores que estejam nas redondezas. Com isto em mente, as sondas são dotadas de uma bateria de medidores de gás na região das peneiras, possibilitando uma detecção rápida de qualquer gás nocivo que venha a contaminar a atmosfera. Por ser mais pesado que o ar, o gás sulfídrico se acumula em locais próximos ao chão, justamente por isto que os medidores devem ser dispostos mais próximos do solo. Além disto, nos arredores das peneiras de lama existem grandes ventiladores ou exaustores. Estes equipamentos são muito importantes para que, se houver vazamento de gás, a atmosfera sufocante/tóxica possa ser rapidamente ventilada SISTEMA DE SEGURANÇA É este sistema que será responsável por controlar um influxo de fluidos para o interior do poço. A principal peça do conjunto de segurança é o BOP (Blow Out Preventer). Além da principal ferramenta, existe também o IBOP, utilizado para impedir que um kick migre livremente pelo interior da coluna de perfuração. O BOP é um dos equipamentos mais importantes e indispensáveis durante a perfuração de um poço, sendo constituído por um conjunto de válvulas com funções específicas que se conecta diretamente à cabeça do poço. O BOP precisa ser capaz de isolar o poço e impedir a migração de fluidos que tenham invadido o poço. Para cumprir tal função, é importante que o sistema seja capaz de resistir a enormes 9

6 pressões internas que podem chegar a Psi. O BOP deve ser acionado em uma situação de emergência, para que seja possível evitar um Blowout (fluxo descontrolado de fluidos que alcança a superfície a altas pressões). Existem dois tipos de mecanismos que constituem o BOP e que o conferem a propriedade de isolar o poço, são as gavetas e o preventor anular. Ambos os mecanismos serão descritos com mais detalhamento a seguir: Gaveta de Tubo: Elemento de vedação metálico constituído por duas placas fabricadas com um buraco na forma de um semi círculo na parte central de cada placa. A gaveta de tubos se fecha ao redor do drillpipe (tubo de aço), isolando o anular do poço. As gavetas de tubo convencionais não possuem a capacidade de se fechar em tubos de diferentes diâmetros, isto é, não podem fechar-se sobre os comandos (drillcollars) ou mesmo sobre o upset do drillpipe. Por esta razão, o sondador precisa saber exatamente em que posição (relativa ao BOP) a coluna de perfuração se encontra, o que resulta em uma probabilidade maior de sucesso no fechamento correto da gaveta de tubos. Esta gaveta é capaz de se fechar em uma faixa mais ampla de diâmetros de tubos, o que torna sua utilização mais flexível. Vale lembrar que a gaveta variável tem uma capacidade menor de resistir à pressão do que a gaveta convencional. Gaveta Cega: Diferentemente da gaveta de tubos, esta válvula não possui um orifício no centro. Deste modo, a gaveta cega é utilizada para fechar completamente o poço quando não há nenhuma tubulação passando por dentro do BOP. A interface entre o top drive e a coluna de perfuração é feita através de um adaptador, conhecido como saver sub. Este sistema permite que a conexão entre o tubo e o top drive seja feita sem o auxílio de instrumentos de torque. Além disso, a utilização deste adaptador faz com que seja muito fácil trocá-lo sempre que houver desgaste, sem que haja a necessidade de substituir uma parte fixa do top drive GERADOR DE ENERGIA Os motores são conectados à geradores elétricos, que por sua vez geram a energia para alimentar todos os sistemas da sonda. 10

7 2.15 PROPRIEDADES BÁSICAS DAS SUBSTÂNCIAS INFLAMÁVEIS E COMBUSTÍVEIS ENCONTRADAS NA SONDA No processo de perfuração de poços há um grande contato dos operadores com substâncias e gases que potencializam o risco de incêndio e explosão devido as suas características inflamáveis. A tabela a seguir destaca as principais substâncias encontradas na sonda e suas propriedades básicas. Caracteristicas Estado físico: Ponto de fulgor: Limite de inflamabilidade: Temperatura de auto-ignição: Densidade: Toxicidade: Petroléo Bruto Líquido viscoso Gás Natural Oléo Diesel N-Parafina Gás incolor. Líquido límpido (isento de material em suspensão) Líquido < -20 C Não aplicável 38 ºC > 65 ºC. Não aplicável Superior: 17% Inferior: 6,5% Não aplicável Não aplicável ºC. 225ºC > 200 ºC. 0,70 0,98 A 15 C (LIQ) 0,60 0,81 a 20 ºC Em elevadas concentrações, causa asfixia, fadiga, alterações visuais e incoordenação motora, alterações no comportamento, cianose, perda de consciência e, em casos severos, a morte 0,820 0,865 a 20 ºC (Método NBR- 7148) Depressor do sistema nervoso central, dor de cabeça, tontura, confusão mental, irritação das vias aéreas superiores se inalado, irritação da pele, irritação ocular, pode ser fatal se aspirado ou ingerido. 0,7300 (C10) - 0,7628 (C14). Em altas concentrações pode causar efeitos narcóticos 11

8 2.16 CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS ATMOSFERA EXPLOSIVA De acordo com a ABNT NBR IEC Classificação de áreas Atmosferas explosivas de gás, área classificada é a área na qual uma atmosfera explosiva de gás está presente ou é esperada para estar presente em quantidades tais que requeiram precauções especiais para a construção, instalação e utilização de equipamentos. As instalações petrolíferas são caracterizadas pela produção, processamento, armazenamento e/ou manipulação de líquidos, gases ou vapores inflamáveis. Essas substâncias podem ocasionalmente formar uma atmosfera inflamável e explosiva. Devido a isso, torna-se necessário uma série de precauções para a seleção e instalação temporária ou permanente de equipamentos elétricos. Existem três condições mínimas para a formação de uma mistura explosiva, primeiramente, o gás ou vapor inflamável deve estar presente no ambiente. Além disso, essas substâncias devem formar uma mistura com o oxigênio (comburente) em proporções e quantidades adequadas para produzir uma mistura inflamável ou explosiva. Por fim, deve ocorrer a ignição, o que, para instalações elétricas, refere-se a níveis operativos dos equipamentos suficientes para levar à ignição. O estudo de atmosferas explosivas serve de subsídio para o planejamento, detalhamento e execução de todo o sistema elétrico de uma unidade de produção de petróleo. A seleção dos equipamentos elétricos deve considerar a compatibilidade das características inerentes dos equipamentos com a atmosfera potencialmente explosiva de operação, com o mínimo risco de que causem inflamação no ambiente onde estão instalados CLASSIFICAÇÃO DE AMBIENTES Para selecionar os equipamentos adequados, é necessário classificar diferentes tipos de ambientes onde pode ocorrer presença de produtos inflamáveis. Cada um deles se difere no estado físico da substância presente. São divididos em três classes, levando em consideração se estão na forma de gás ou vapor, poeira ou fibra, de acordo com a tabela a seguir. 12

9 2.18 CLASSIFICAÇÃO DE GRUPOS Uma vez definido o ambiente caracterizado pela presença de gás ou vapor, o próximo passo para a classificação consiste em definir sob qual grupo os gases encontrados no ambiente são classificados, de acordo com a tabela abaixo. As substâncias que possuem similaridade do ponto de vista de comportamento durante um processo de explosão pertencem a um mesmo grupo. Por exemplo, essas propriedades similares se referem a velocidade de propagação da chama, elevação de temperatura, elevação de pressão etc. 13

10 2.19 CLASSIFICAÇÃO DE ZONAS A probabilidade de presença de uma atmosfera explosiva de gases inflamáveis depende principalmente do grau da fonte de risco e da ventilação, isto é identificado como uma zona. As zonas são classificadas como: zona 0, zona 1, zona 2, para gases e vapores, de acordo com a tabela. ABNT ZONA 0 ZONA 1 ZONA 2 Descrição Região onde a ocorrência de mistura inflamável ou explosiva é contínua, ou existe por longos períodos. Região onde a ocorrência de mistura inflamável ou explosiva é provável de acontecer em condições normais de operação do equipamento de processo. Região onde a ocorrência de mistura inflamável ou explosiva é pouco provável de acontecer e se acontecer é por curtos períodos, estando associado à operação anormal do equipamento de processo CLASSES DE TEMPERATURA O equipamento elétrico deve ser selecionado de forma que sua temperatura máxima de superfície não alcance a temperatura de ignição de qualquer gás, vapor ou névoa que possa estar presente. Para isso, os equipamentos são agrupados em diferentes classes de temperatura. Essas classes são itens de marcação obrigatória da maioria dos equipamentos elétricos para áreas classificadas. Para equipamentos elétricos do grupo IIA, ou seja, aqueles que são destinados para utilização em locais com uma atmosfera explosiva do grupo do propano, a temperatura máxima de superfície não pode exceder a máxima temperatura de autoignição do gás presente na atmosfera explosiva, como ilustra a tabela. 14

11 Essa classificação é uma informação importante para o usuário do equipamento, contendo as características do equipamento em operação normal ou de sobrecarga prevista. É considerada a temperatura ambiente máxima igual a 40ºC LIMITES DE INFLAMABILIDADE Para um gás ou vapor inflamável queimar é necessário que exista, além da fonte de ignição, uma mistura chamada "ideal" entre o ar atmosférico (oxigênio) e o gás combustível. A quantidade de oxigênio no ar é praticamente constante, em torno de 21 % em volume. Já a quantidade de gás combustível necessário para a queima, varia para cada produto e está dimensionada através de duas constantes: o Limite Inferior de Inflamabilidade (ou explosividade) (LII) e o Limite Superior de Inflamabilidade (LSI). O LII é a mínima concentração de gás que, misturada ao ar atmosférico, é capaz de provocar a combustão do produto, a partir do contato com uma fonte de ignição. Concentrações de gás abaixo do LII não são combustíveis pois, nesta condição, tem-se excesso de oxigênio e pequena quantidade do produto para a queima. Esta condição é chamada de "mistura pobre". Já o LSI é a máxima concentração de gás que misturada ao ar atmosférico é capaz de provocar a combustão do produto, a partir de uma fonte de ignição. Concentrações de gás acima do LSI não são combustíveis pois, nesta condição, tem-se excesso de produto e pequena quantidade de oxigênio para que a combustão ocorra, é a chamada "mistura rica". Pode-se então concluir que os gases ou vapores combustíveis só queimam quando sua percentagem em volume estiver entre os limites (inferior e superior) de inflamabilidade, que é a "mistura ideal" para a combustão VENTILAÇÃO A formação de uma atmosfera inflamável pode ser minimizada ou evitada através da ventilação. É uma técnica utilizada como proteção para garantir que a concentração do produto inflamável esteja sempre abaixo do limite inferior de inflamabilidade. 15

12 O grau de ventilação é fundamental para uma área classificada, visto que a extensão de uma nuvem de gás ou vapor inflamável e o tempo pelo qual ela permanece após o fim do vazamento pode ser controlada através da ventilação. Entretanto, a ventilação é uma das variáveis muitas vezes de difícil avaliação. Em geral, pode-se classificar a ventilação de três formas : ventilação natural, limitada ou artificial. A primeira delas é caracterizada por no mínimo uma troca de ar por hora, ou seja, nesses ambientes o ar é trocado uma vez a cada hora, influenciado somente pelas correntes de convecção. Para ambientes externos, a ventilação natural é suficiente para assegurar a dispersão de uma eventual formação de atmosfera explosiva. A avaliação assumida de velocidade do vento para esses ambientes é de no mínimo igual a 0,5 m/s, estando presente de modo contínuo. Quando há barreiras à ventilação natural, como prédios e paredes, a ventilação é dita inadequada ou limitada. E, por fim, existe também a ventilação artificial. Por meio dela torna-se possível empregar grandes quantidades de ar, proporcionando circulação de ar. Através da ventilação artificial é possível obter a redução do tipo e/ou extensão das zonas. A eficiência desse tipo de ventilação é fundamental, principalmente quando ocorrer o risco de formação de uma atmosfera explosiva no ambiente. É fundamental assegurar que os dispositivos responsáveis pela ventilação artificial, como ventiladores, dutos, difusores, etc., não parem de funcionar TIPOS DE PROTEÇÃO PARA ÁREAS CLASSIFICADAS A norma ABNT NBR IEC Atmosferas Explosivas Parte 0: Equipamentos Requisitos gerais, estabelece um código para cada tipo de equipamento. Este código é composto do símbolo Ex, que é utilizado para identificar produtos para instalação em área classificada, seguido pelo tipo de proteção. Os diferentes tipos de proteção aplicados à equipamentos elétricos que a normalização recomenda em função dos zoneamentos estão abaixo apresentados. 16

13 Equipamento à prova de explosão Ex-d Invólucro capaz de suportar a pressão de explosão interna, não permitindo que ela se propague para o ambiente externo, o que é conseguido pelo resfriamento dos gases da combustão na sua passagem através do interstício existente entre o corpo e a tampa. Aplicável em Zonas 1 e Equipamento de segurança aumentada Ex-e Equipamento fabricado com medidas construtivas adicionais para que em condições normais de operação, não sejam produzidos arcos, centelhas ou alta temperatura. Ainda, estes equipamentos possuem um grau de proteção (IP) elevado. Aplicável em Zonas 1 e Equipamento de segurança intrínseca Ex-i (ia ou ib) Equipamento projetado com dispositivos ou circuitos que em condições normais ou anormais de operação não possuem energia suficiente para inflamar uma atmosfera explosiva. Aplicável em Zona 0 ou 20 (ia, ib ou ic), Zonas 1 ou 21 (ib ou ic) e Zona 2 ou 22 (ic). 17

14 Equipamento Pressurizado Ex-p Equipamento que foi fabricado para operar com pressão positiva interna de forma a evitar a penetração da mistura explosiva no interior do invólucro. Aplicável em Zonas 1 (px ou pz), Zona 2 (pz), Zona 21 e Zona Equipamento não acendível Ex-n (na; nr; nc; nl) Equipamentos fabricados com dispositivos ou circuitos que em condições normais de operação não produzem arcos, centelhas ou alta temperatura. Aplicáveis em Zona Equipamento imerso em óleo Ex-o Equipamento fabricado de maneira que partes que podem causar centelhas ou alta temperatura são instalados em um meio isolante com óleo. Aplicável em Zonas 1 e Equipamento imerso em areia Ex-q Equipamento fabricado de maneira que as partes que podem causar centelha ou alta temperatura são instalados em um meio isolante com areia. Aplicável em Zonas 1 e Proteção por invólucro Ex-t Tipo de proteção onde todas as fontes de ignição são protegidas por um invólucro para evitar a ignição de uma camada ou nuvem de poeira, baseado no grau de proteção, resistência mecânica e máxima temperatura de superfície. Aplicável em Zona 20 (ta), Zonas 21 (ta ou tb) e Zonas 22 (ta, tb ou tc) Equipamento imerso em resina Ex-m Equipamento fabricado de maneira que as partes que podem causar centelhas ou alta temperatura se situam em um meio isolante encapsulado com resina. Aplicável em Zona 0 ou 20 (ma, mb ou mc), Zonas 1 ou 21 (mb ou mc) e Zona 2 ou 22 (mc). 18

15 Equipamentos especiais Ex-s Os equipamentos identificados como Ex-s (especial) são fabricados utilizando qualquer técnica diferente das acima mencionadas. Os equipamentos deste tipo que hoje existem funcionam baseados em princípios pneumáticos (luminárias de inspeção de vasos), na utilização de fibra óptica (sistemas de sinalização), etc. podendo ser utilizados em Zona 0, desde que certificados para essa condição de risco CLASSIFICAÇÃO DA SONDA HK-06 De acordo com as informações anteriores sobre classificação de áreas concluise que a sonda HK-06 pertence ao grupo IIA, que se refere ao grupo do propano, onde pode-se observar a presença de algumas substâncias existentes na sonda. A classe de temperatura estabelecida para a sonda, de acordo com as propriedades das substâncias, é a T3-200 C, que se refere ao limite máximo em que a temperatura de superfície de um equipamento pode alcançar. As zonas onde podem existir a presença de atmosfera explosiva são classificadas de acordo com as figuras abaixo. 19

16 Figura 1 Subestrutura (4) 2 Figura 2 - Tanque de lama (4) 2 O número entre parênteses é a referência de onde foi extraida a figura. 20

17 Figura 3 Peneira (4) Figura 4 - Desareiador ou Dessiltador (4) 21

18 Figura 5 BOP (4) 22

19 2.25 KICK O kick é a invasão de fluidos (água, óleo ou gás) da formação para dentro do poço. O kick ocorre quando a pressão hidrostática do fluído de perfuração fica menor que a pressão dos fluídos do reservatório. As principais causas da redução da pressão hidrostática dentro do poço são: Falta de ataque ao poço; Perda de circulação; Pistoneio; Massa específica insuficiente do fluido de perfuração; Corte do fluido de perfuração; Cimentação inadequada. Há uma série de indícios que servem de alerta para a equipe de perfuração detectar a presença do kick, são eles: Aumento do volume de lama no tanque; Aumento do fluxo no retorno; Aumento da velocidade da bomba e diminuição da pressão de bombeio; Corte da lama por água; Fluxo com as bombas desligadas; Poço aceitando menos lama que o volume de aço retirado; O poço devolvendo mais lama que o volume de aço descido. É de suma importância que os operadores fiquem atentos a qualquer alteração durante o processo de perfuração, a detecção rápida do kick pode tornar mais fácil o seu controle. O atraso na detecção e na adoção de medidas de controle podem resultar em sérias consequências, como: Transformação do kick num blowout; Liberação de gases tóxicos na área; Poluição do meio ambiente; Incêndio; Explosão. 23

20 2.26 BLOWOUT O blowout é um fluxo descontrolado de fluidos da formação para a superfície devido ao desequilíbrio entre a pressão hidrostática da lama de perfuração e a pressão da formação. Quando a pressão da formação for maior que a pressão hidrostática da lama, os fluidos da formação começarão a fluir para dentro do poço (kick) podendo provocar rupturas na formação. A força do líquido escapando por essas rupturas pode ser forte o suficiente para danificar o equipamento de perfuração, na maioria dos casos, chegando até a superfície. Muitas vezes inflamam devido à presença de uma fonte de ignição, a partir de faíscas de rochas que estão sendo projetados junto com líquidos inflamáveis ou, simplesmente, do calor gerado pelo atrito. Os blowouts podem causar danos significativos nas plataformas de perfuração, lesões nos operadores e danos significativos ao meio ambiente. Para se evitar um blowout, é necessário realizar um rigoroso controle de pressão hidrostática do poço, para assegurar que ela sempre seja um pouco mais alta do que a pressão no interior da formação. Com isto, os fluidos da formação não podem sair descontroladamente. Por outro lado, a pressão no poço não pode ser muito mais alta do que no interior da formação para evitar que o fluido de perfuração entre na formação, danificando a mesma. O controle da pressão no poço é feito através do ajuste da densidade do fluido de perfuração que é injetado no mesmo. Outra medida preventiva é assegurar que o BOP é mantido em bom estado e em perfeitas condições de operação, para ser utilizado em caso de descontrole do poço. Para combater o blowout é necessário realizar intervenções para retomar o controle do poço. Normalmente isso é feito através do uso de técnicas que permitam a injeção de fluidos no poço, de forma que a pressão fique novamente maior do que a pressão da formação, impedindo a saída de seus fluidos. Em poços terrestres, pela maior facilidade de acesso à cabeça do poço, a intervenção direta no poço é a técnica mais indicada para o combate aos blowouts, pois possibilita maior rapidez no controle. Abaixo estão algumas imagens ilustrativas de blowouts. 24

21 Figura 6 Blowout Figura 7 - Blowout 25

22 3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GERAL Realizar diagnóstico na área de perfuração de uma sonda terrestre com o intuito de propor medidas que visem melhorar a segurança e a saúde dos trabalhadores no ambiente laboral e toda segurança no processo. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analisar o ambiente e o processo através das técnicas de Análise Preliminar de Perigo (APP) e Estudo de Perigos e Operabilidade (HAZOP); Identificar os riscos inerentes ao processo; Verificar a existência de documentos obrigatórios de acordo com as normas aplicáveis; Verificar a conformidade dos equipamentos de acordo com o sistema de certificação Brasileira; Constatar o cumprimento dos requisitos de segurança inerentes ao acesso e sinalização do ambiente. 4. METODOLOGIA O presente Projeto Integrador foi elaborado através de pesquisas bibliográficas e visita técnica a sonda de perfuração da empresa Lupetro que fica localizada no município de Araçás realizada no dia 05 de maio de 2015, onde estavam presentes os discentes, Caroline Santiago, Ciro Douglas Lins, Rafael Oliveira e Thais Azevedo, acompanhados do docente Antônio Rimaci. Na sonda onshore da Lupetro a equipe foi recepcionada pelo Encarregado de Perfuração Eric Gonçalves, responsável por apresentar e conduzir a mesma em todo o trajeto, além de apresentar a sonda hidráulica e todo o sistema de funcionamento durante o percurso. Foi realizado uma vistoria em todo o local a fim de checar as medidas de segurança adotadas pela empresa e conhecer os riscos envolvidos em todo o processo de perfuração. 26

23 5. SEGURANÇA EM MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS DA SONDA HK SINALIZAÇÃO DE SEGURANÇA Pode-se observar, durante o percurso da visita técnica, que a sonda HK-06 possuia pouca sinalização de segurança. No entorno da sonda não havia placas sinalizando os riscos existentes no ambiente. Foram identificadas, somente, três placas de sinalização: 1 placa A primeira placa alertava para o uso de EPI (Equipamento de Proteção Individual) dentro das instalações, porém a mesma estava ilegível por conta dos respingos de fluídos gerados no processo de pefuração; 2 placa A segunda placa era referente ao ponto de encontro. A mesma se encontrava em local afastado da sonda e estava bem posicionada e visível; 3 placa A terceira placa estava localizada próximo ao lavatório, e se encontrava na mesma altura deste, dificultando a visualização pelos operadores. Notou-se também que as árvores de natal, equipamento constituído por um conjunto de válvulas cuja principal função é permitir o controle do poço de produção ou injeção, não possuiam iluminação ou placas de sinalização para visualização a noite potencializando o risco de colisão de veículos com as mesmas. A área onde se localiza as árvores de natal pode ser considerada como área classificada pois há a probabilidade de formação de atmosfera explosiva, o que torna o ambiente ainda mais perigoso. A sinalização nesse local é de extrema importância. Segundo a NR12 Segurança em Máquinas e Equipamentos item , as máquinas e equipamentos, bem como as instalações em que se encontram, devem possuir sinalização de segurança para advertir os trabalhadores e terceiros sobre os riscos a que estão expostos, as instruções de operação e manutenção e outras informações necessárias para garantir a integridade física e a saúde dos trabalhadores. 27

24 5.2 COMPONENTES PRESSURIZADOS Os componentes pressurizados que foram identificados na sonda são as mangueiras que ficavam conectadas ao BOP e as mangueiras de injeção de fluido onde o mesmo é bombeado sobre pressão através da coluna de perfuração até a broca. No que tange a NR-12, os componentes pressurizados devem atender aos seguintes requisitos: Ser adotadas medidas adicionais de proteção das mangueiras, tubulações e demais componentes pressurizados sujeitos a eventuais impactos mecânicos e outros agentes agressivos, quando houver risco; As mangueiras, tubulações e demais componentes pressurizados devem ser localizados ou protegidos de tal forma que uma situação de ruptura destes componentes e vazamentos de fluidos, não possa ocasionar acidentes de trabalho; As mangueiras utilizadas nos sistemas pressurizados devem possuir indicação da pressão máxima de trabalho admissível especificada pelo fabricante. 5.3 MEIOS DE ACESSO PERMANENTE Os meios de acesso permanentes encontrados na sonda foram as escadas de degraus sem espelhos com guarda-corpo, construidas e fixadas de modo seguro e resistente de forma a suportar os esforços solicitantes e movimentação segura do trabalhador localizadas e instaladas de modo a prevenir risco de queda. 5.4 DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA Observou-se que os dispositivos elétricos da sonda possuíam proteção contra os perigos de choque elétrico, incêndio, explosão e outros tipos de acidente conforme previsto na NR-10. Na sonda haviam dois dispositivos de parada de emergência, um se localizava dentro da cabine de operação e o outro em um painel que ficava dentro de um 28

25 container. Os dispositivos se encontravam em local de fácil acesso e visualização pelos operadores. De acordo com a NR 12 os dispositivos de parada de emergência devem: Ser selecionados, montados e interconectados de forma a suportar as condições de operação previstas, bem como as influências do meio; Ser usados como medida auxiliar, não podendo ser alternativa a medidas adequadas de proteção ou a sistemas automáticos de segurança; Possuir acionadores projetados para fácil atuação do operador ou outros que possam necessitar da sua utilização; Prevalecer sobre todos os outros comandos; Provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível, sem provocar riscos suplementares; Ser mantidos sob monitoramento por meio de sistemas de segurança; e Ser mantidos em perfeito estado de funcionamento. 5.5 CAPACITAÇÃO A partir de informações fornecidas pelo encarregado da sonda, os operadores recebiam capacitação feita pela empresa e compatível com suas respectivas funções, sendo realizadas por profissionais legalmente habilitados. Conforme o item da NR12, a capacitação deve: Ocorrer antes que o trabalhador assuma a sua função; Ser realizada pelo empregador, sem ônus para o trabalhador; Ter carga horária mínima que garanta aos trabalhadores executarem suas atividades com segurança, sendo distribuída em no máximo oito horas diárias e realizada durante o horário normal de trabalho; Ter conteúdo programático conforme o estabelecido no Anexo II desta Norma; Ser ministrada por trabalhadores ou profissionais qualificados para este fim, com supervisão de profissional legalmente habilitado que se responsabilizará pela adequação do conteúdo, forma, carga horária, qualificação dos instrutores e avaliação dos capacitados. 29

26 5.6 RISCOS ADICIONAIS Os riscos adicionais identificados na sonda foram: Riscos mecânicos (Quedas); Risco fisicos (Ruido excessivo e temperaturas elevadas); Risco químico (contato com substâncias químicas); Exposição a produtos combustíveis, inflamáveis, explosivos e substâncias que reagem perigosamente. Devem ser adotadas medidas de controle dos riscos adicionais provenientes da emissão ou liberação de agentes químicos, físicos e biológicos pelas máquinas e equipamentos, com prioridade à sua eliminação, redução de sua emissão ou liberação e redução da exposição dos trabalhadores, nessa ordem, de acordo com o item da NR12. Figura 8 - Imagem da Sonda HK-06 30

27 6. RESULTADOS A partir da técnica de análise de risco, Hazop 3, foi possível identificar os principais desvios dos equipamentos utilizados no processo de perfuração de petróleo, sendo considerados os mais críticos: Falha no trilho do top drive; Falha no motor elétrico do top drive; Diminuição da vazão dos fluidos no tubo bengala; Rompimento da mangueira; Corrosão da torre; Pressão insuficiente do acumulador do BOP; Falha na vedação do controle do kick; Falha na instalação do ensaio do BOP; Rompimento na linha de kill; Rompimento na linha de choke; Desligamento ou mal funcionamento do flayer; A partir dos resultados do hazop utilizou-se a técnica de análise APP para levantamento dos perigos envolvidos no processo e as recomendações citadas no formulário servem como base para a elaboração de procedimentos de emergência. Os principais perigos identificados no processo foram: kick Blowout Além de observar os desvios voltados ao processo, na visita também foi contemplado as observações de condições gerais de segurança, essa observação gerou uma lista de não conformidades gerais citadas abaixo: Desligamento da válvula do chuveiro de segurança; Falta de sinalização de segurança; Operadores que não faziam o uso do EPI (máscaras); Sistema de combate a incêndio deficiente ou inexistente; Falta da capela no laboratório; Falta de cobertura na área de armazenamento das substâncias químicas; 3 Vide anexo I 31

28 Escadas de acesso a sonda escorregadias por conta dos respingos do fluido; Procedimento incorreto no descarregamento do caminhão tanque (não aterramento do caminhão tanque no momento do descarregamento); Guarda corpo solto; Substância química armazenada incorretamente (localizada em cima de containers). 32

29 7. CONCLUSÃO A visita técnica a sonda de perfuração Lupetro, proporcionou uma visão mais ampla da área de Segurança do Trabalho, despertando um olhar crítico e um sentido observador de modo a visualizar aspectos que podem fazer toda a diferença em um ambiente de trabalho. Com a visita técnica a turma pôde unir a teoria com a prática, aplicando todos os conhecimentos adquiridos ao longo desses tempos em campo, tendo a oportunidade de visualizar e enfrentar as dificuldades da profissão. Diante do exposto conclui-se que a sonda, por utilizar equipamentos modernos e sua operação ser basicamente hidráulica, acaba diminuindo a exposição do operador as máquinas e consequentemente diminui também o número de acidentes causados por elas. Mas existe outro fator no ambiente petrolífero que torna o cenário potencialmente perigoso, a presença de atmosfera explosiva. Durante o processo de perfuração podem haver emissões de gases inflamáveis e tóxicos (dependendo da sua concentração na atmosfera) o que exige a classificação de áreas que determinem os grupos e zonas da sonda a fim de definir os equipamentos de proteção que serão instalados nesses locais para garantir a segurança dos operadores, do meio ambiente, do processo e da plataforma. Diante dos desvios encontrados no processo e as não conformidades relacionadas à segurança foram sugeridas as seguintes a recomendações: Recomendações para o processo: Realizar capacitação adequada para os operadores; Realizar inspeção e manutenção periódica em todos os sistemas e equipamentos da sonda; Checar periodicamente o sistema de tratamento de fluidos; Realizar calibração dos medidores de acordo com a periodicidade determinada; Controlar as vazões dos fluidos Monitorar a regulagem da velocidade; Fiscalizar o peso exercido sobre a broca; 33

30 Realizar um estudo do solo antes da etapa de perfuração; Supervisionar periodicamente o nível do tanque; Realizar testes periódicos no flayer; Dispor de barreiras de proteção nas alavancas de segurança; Posicionar o estaleiro em frente a sonda; Dispor de sistema de travamento para evitar que as tubulações caiam do estaleiro; Executar a cimentação entre a coluna da parede do poço e verificar se a mesma esta toda preenchida; Realizar o revestimento com tubos de aço com o diâmetro especifico. Recomendações de segurança: Ligar as válvulas do chuveiro de segurança e inspecionar periodicamente visando o uso pelos operadores em caso de emergência; Adotar sistema de sinalização de segurança na sonda com o objetivo de orientar e advertir os trabalhadores e pessoas que tiverem acesso quanto aos riscos existentes; Conscientizar e capacitar os trabalhadores, quanto ao uso correto do EPI para a prevenção de acidentes; Adotar sistema de combate a incêndio visando à prevenção e promoção da saúde dos trabalhadores principalmente nos locais onde houver máquinas e equipamentos; Dispor de capela para o laboratório; Construir uma cobertura para o local de armazenamento das substâncias químicas utilizadas no processo; Realizar limpeza nas escadas para evitar o risco de queda dos trabalhadores; Capacitar os operadores quanto ao procedimento correto e seguro do descarregamento do caminhão tanque de modo que não ponha em risco a vida e a saúde do trabalhador; Realizar inspeção nos sistemas e equipamentos de proteção coletiva; Armazenar as substancias químicas corretamente em um local de ventilação e proteção adequada. 34

31 Este ramo de atividade necessita de um Sistema de Gestão de Segurança mais eficiente que desenvolva ações de prevenção e promoção da saúde do trabalhador despertando no mesmo a percepção para o risco a que está exposto, fazendo com que este colabore para a adoção de medidas que promoverão um ambiente seguro para a execução das atividades laborais, desta forma se disseminará na organização uma cultura de segurança que beneficiará ambas as partes, empregador e empregado. 35