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Dezembro/ Janeiro / Fevereiro - 2015 / Ano 4 / Número 17

TECNOLOGIA

Escolha das brocas de perfuração define rapidez do processo

A escolha correta das brocas ou bits de perfuração é uma das principais preocupações das empresas que adotam o método não-destrutivo HDD (perfuração horizontal direcional). São elas que entram em contato direto com a rocha e permitem que o furo seja executado. A especificação das brocas depende de vários fatores e vai influir diretamente na chamada Taxa de Penetração (ROP, da sigla em inglês). Quanto mais adequada for a escolha, maior a taxa de penetração e melhor a efetividade da execução do furo, o que pode resultar na diferença entre o projeto manter sua lucratividade ou entrar numa zona perigosa de prejuízo. O assunto, aliás, foi destaque na edição de novembro de 2014 da Trenchless Magazine, revista norte-americana dedicada aos métodos não-destrutivos.

No artigo de Mike Magee e Shannon Houk, ambos técnicos da fabricante norte- americana Diamond Drilling Industries, há o destaque para o primeiro desafio das empresas especializadas em HDD quando assumem um projeto: o pouco conhecimento da geologia do terreno que será perfurado. É bastante comum que o cliente final faça um pedido de cotação sem incluir dados que vão impactar na especificação da broca de perfuração. Sem as informações completas, os especialistas precisam aprofundar o estudo geológico, entendendo qual é o tipo de terreno que vão encontrar pelo caminho. O tipo de formação pode variar de rochas brandas, como as argilas, até duras como basalto, passando pelas formações de média dureza como folhetos, arenito e outras.

Na avaliação dos técnicos, os especialistas em HDD usam principalmente brocas rotatórias ou tricônicas. Estas últimas foram introduzidas em 1933, a partir do projeto das brocas com dois cones, iniciativa capitaneada pela Sharp Hughes Tool Co., empresa herdada pelo famoso milionário Howard Hughes. A tricônica se destaca pelo formato cilíndrico e com três cabeças, organizadas num formato de trevo. Mas o processo não para por aí. Além da escolha do tipo de broca em si, as empresas de perfuração precisam ficar atentas ao tipo de estrutura cortante que vão adotar, ou seja, as fileiras de dentes montados sobre o cone.

A revista do Projeto Universidade Petrobras e IF Fluminense, publicou em 2012 um artigo sobre brocas de perfuração, destacando que as estruturas cortantes estão divididas em brocas de dentes de aço e brocas de insertos de cabeça de tungstênio. Segundo a publicação, a “ação da estrutura cortante das brocas tricônicas envolve a combinação de ações de raspagem, lascamento, esmagamento e erosão por impacto dos jatos de lama”. Os três autores do artigo ressaltam ainda que nas brocas projetadas para rochas brandas, o efeito de raspagem é predominante, diferentemente das duras onde a taxa de penetração é baixa e os custos de perfuração tendem a ser altos. Nesse último caso, o mecanismo de esmagamento seria o mais adequado.

Outro desafio para os perfuradores é a transição de formações rochosas, quando o terreno a ser atravessado envolve tipos diferentes de rochas. Como não há uma broca que sirva para várias condições, a velocidade do avanço da perfuração pode ser afetada. Para os técnicos americanos, a tecnologia tem minimizado os problemas. É o caso das brocas de perfuração do tipo PDC (Pollycrystalline Diamond Compact), criadas no final da década de 1970. De acordo com o artigo da revista brasileira citado acima, essas brocas com diamantes sintéticos (artificiais) possuem uma estrutura de corte formada por pastilhas ou compactos montados sobre bases cilíndricas. As PDC perfuram por cisalhamento, promovendo um efeito de cunha. Tais brocas foram desenvolvidas para perfurar formações moles, atingindo altas taxas de penetração e maior vida útil. Já em formações duras, os autores brasileiros lembram que o calor gerado durante a perfuração destrói a ligação entre os diamantes e o cobalto, que formam a broca. Para esse tipo de desafio, a solução tecnológica envolveu a criação dos compactos TSP (Thermally Stable Pollycrystalline), que por não possuírem cobalto, resistem mais ao calor.

Todos os fatores já assinalados influenciarão no ROP (Taxa de Penetração), uma sigla pequena, mas fundamental entre os especialistas em HDD.

CONTEÚDO EXCLUSIVO DO SITE

INTECH é inovadora no uso de brocas no Brasil

A empresa foi a primeira a utilizar brocas para furo piloto e bits alargadores da Atlas Copco no país. A tecnologia foi adotada em uma obra de construção de gasoduto no Espirito Santo, para uma indústria do setor de óleo e gás, e virou caso internacional.

Dados sobre a aplicação de HDD com tecnologia sueca foram apresentados na matriz da Atlas Copco em maio de 2010. O desafio da INTECH, relatado pela multinacional, envolvia a travessia do rio Piraí, compreendendo uma extensão de 595 metros. O terreno da travessia é de formação rochosa – gnaisse – com 45% de quatzo em média.

Com a operação projetada para durar 33 dias, a equipe da INTECH perfurou o terreno mais rapidamente do que o estimado e concluiu a travessia em 18 dias. Os resultados não se limitaram a redução do prazo de execução de obra. A entrega antecipada não acarretou nenhuma alteração no orçamento, mantido em todas as etapas, e as altas taxas de penetração reduziram não só as horas de trabalho estimadas inicialmente como garantiram à INTECH um know how adicional para esse tipo de operação em campo.

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