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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
29
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.
30
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).
33
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.