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5 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.

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Page 1: 1. INTRODUÇÃO · De acordo com a ABNT NBR IEC 60079-10-1 Classificação de áreas — Atmosferas explosivas de gás, área classificada é a área na qual uma atmosfera explosiva

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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 Lupetro1 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.

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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.

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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.

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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.

2.10 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.

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2.11 TANQUE DE LAMA

O tanque de lama é responsável por armazenar o fluido de perfuração que será

injetado na coluna de perfuração.

2.12 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.

2.13 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

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pressões internas que podem chegar a 15000 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.

2.14 GERADOR DE ENERGIA

Os motores são conectados à geradores elétricos, que por sua vez geram a

energia para alimentar todos os sistemas da sonda.

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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 Petroléo

Bruto Gás Natural Oléo Diesel N-Parafina

Estado físico: Líquido viscoso

Gás incolor.

Líquido límpido (isento de material em

suspensão)

Líquido

Ponto de fulgor:

< -20 °C Não aplicável 38 ºC > 65 ºC.

Limite de inflamabilidade:

Não aplicável Superior: 17% Inferior: 6,5%

Não aplicável

Temperatura de auto-ignição:

Não aplicável 482 - 632 ºC. ≥225ºC > 200 ºC.

Densidade: 0,70 – 0,98 A 15 °C (LIQ)

0,60 – 0,81 a 20 ºC

0,820 – 0,865 a 20 ºC

(Método NBR-7148)

0,7300 (C10) - 0,7628 (C14).

Toxicidade:

Em elevadas concentrações, causa asfixia, fadiga, alterações visuais e incoordenação motora, alterações no comportamento, cianose, perda de consciência e, em casos severos, a morte

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.

Em altas concentrações pode causar efeitos narcóticos

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2.16 CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS – ATMOSFERA EXPLOSIVA

De acordo com a ABNT NBR IEC 60079-10-1 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.

2.17 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.

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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.

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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 Descrição

ZONA 0 Região onde a ocorrência de mistura inflamável ou explosiva é contínua,

ou existe por longos períodos.

ZONA 1

Região onde a ocorrência de mistura inflamável ou explosiva é provável

de acontecer em condições normais de operação do equipamento de

processo.

ZONA 2

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.

2.20 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.

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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.

2.21 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.

2.22 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.

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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.

2.23 TIPOS DE PROTEÇÃO PARA ÁREAS CLASSIFICADAS

A norma ABNT NBR IEC 60079-0 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.

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2.23.1 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 2.

2.23.2 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 2.

2.23.3 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).

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2.23.4 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 22.

2.23.5 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 2.

2.23.6 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 2.

2.23.7 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 2.

2.23.8 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).

2.23.9 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).

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2.23.10 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.

2.24 CLASSIFICAÇÃO DA SONDA HK-06

De acordo com as informações anteriores sobre classificação de áreas conclui-

se 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.

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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.

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Figura 3 – Peneira (4)

Figura 4 - Desareiador ou Dessiltador (4)

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Figura 5 – BOP (4)

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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.

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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.

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Figura 6 – Blowout

Figura 7 - Blowout

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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.

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5. SEGURANÇA EM MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS DA SONDA HK-06

5.1 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 12.116, 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.

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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

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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 12.138 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.

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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 12.107 da NR12.

Figura 8 - Imagem da Sonda HK-06

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6. RESULTADOS

A partir da técnica de análise de risco, Hazop3, 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

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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).

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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;

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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.

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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.