Na tabela de parâmetros do WRTR600, a linha da mesa rotativa indica 38 / 57 / 85 r/min, seguida pelos torques teóricos de 13,8 / 9,2 / 6,2 kN·m. Os seis números estão organizados em três grupos, e a própria estrutura já é uma informação: quando a velocidade aumenta, o torque diminui. Entender essas três marchas como "três opções de velocidade" não está errado, mas deixa de fora o que elas realmente restringem — o peso da coluna de perfuração e o diâmetro do furo que a mesma perfuratriz consegue movimentar em cada marcha.
A seguir, a discussão se baseia apenas nesse conjunto de parâmetros já publicado no site, sem especular sobre eficiência de formação ou velocidade de perfuração não fornecidas pela documentação.
Por que velocidade e torque são inversos
A velocidade da mesa rotativa e o torque teórico vêm do mesmo conjunto de potência e transmissão. Sob potência de entrada constante, quanto maior a velocidade, menor o torque disponível para rotação. 38 r/min corresponde a aproximadamente 13,8 kN·m, e 85 r/min corresponde a aproximadamente 6,2 kN·m; a diferença de torque entre os extremos é superior ao dobro.
Essa também é a diferença de formulação entre "três marchas" e "regulação contínua de velocidade": as três marchas fornecem três combinações definidas de velocidade e torque, cada uma correspondendo a um tipo de condição de operação, e não a uma curva continuamente ajustável. Os dados apresentam o torque teórico; o torque realmente disponível ainda é afetado pela eficiência de transmissão, pelo atrito no furo e pelo modo de operação.
A que trecho do furo cada marcha corresponde
A orientação da documentação para esse conjunto de parâmetros é clara: as marchas de baixa velocidade têm torque mais alto, sendo adequadas para diâmetros de furo maiores, colunas de perfuração pesadas e formações com maior resistência; velocidades mais altas são adequadas para fases de perfuração com menor resistência.
| Marcha | Velocidade | Torque teórico | Aplicação indicada pela documentação |
|---|---|---|---|
| Marcha lenta | 38 r/min | Aprox. 13,8 kN·m | Diâmetros de furo maiores, colunas de perfuração pesadas, formações com maior resistência |
| Marcha média | 57 r/min | Aprox. 9,2 kN·m | Fase de perfuração intermediária entre os extremos |
| Marcha rápida | 85 r/min | Aprox. 6,2 kN·m | Fase de perfuração com menor resistência |
É preciso observar que essas três orientações são descrições qualitativas da documentação, sem tabela de conversão indicando qual tipo de formação corresponde a qual marcha. O momento real de troca de marcha ainda depende do retorno de lama no furo, da resistência à rotação da coluna de perfuração e da variação do avanço.
A marcha de velocidade não pode ser analisada isoladamente
Tratar a velocidade como um parâmetro operacional independente facilita ignorar outras restrições do mesmo equipamento. O WRTR600 tem diâmetro máximo de perfuração de 500 mm e diâmetro de passagem da mesa rotativa de 500 mm; o cabeçote de injeção tem carga máxima de 30 T e diâmetro interno de 63,5 mm; a bomba de lama é a 3NB-130, com vazão especificada de 8,4–16,6 L/s, pressão de trabalho nominal de 5–10 MPa, acionada por motor de 90 kW.
Conseguir girar a mesa rotativa não significa que o furo esteja sendo limpo adequadamente. Quanto maior o diâmetro e mais profundo o furo, maiores são o volume de detritos e a distância de retorno, e a vazão da bomba de lama e as propriedades da lama precisam acompanhar o avanço gerado pela rotação. O torque elevado em marcha lenta resolve "se é possível girar"; a vazão e a estabilização da parede do furo resolvem "se os detritos podem ser trazidos à superfície e se a parede do furo pode ser mantida". Faltando um dos dois, a escolha da marcha não se sustenta.
Relação de coordenação com o guincho e o cabeçote de injeção
A escolha da marcha de velocidade também afeta o gerenciamento da coluna de perfuração. O guincho principal tem tração de cabo único de 40 kN, e o guincho auxiliar tem tração de cabo único de 30 kN; o cabeçote de injeção tem carga máxima de 30 T, e, com o aumento da profundidade do furo, o peso próprio da coluna e o atrito na parede aumentam gradualmente. Se a marcha rápida for usada por longos períodos em fases de furo profundo, as variações na resistência à rotação, no desgaste da coluna e na carga dentro do furo precisam ser consideradas em conjunto com a compatibilidade entre guincho, haste quadrada e tubos de perfuração, e não apenas ajustando a mesa rotativa.
Na documentação, a versão de torre curta é equipada com haste quadrada de 7,5 m e tubos de perfuração de 5,5 m, enquanto a versão de torre longa é equipada com haste quadrada de 10,5 m e tubos de perfuração de 9 m. Como os comprimentos da haste quadrada e dos tubos de perfuração são diferentes, o número de conexões e o comprimento de cada manobra também variam, o que afeta o tempo de perfuração contínua em uma determinada marcha e, consequentemente, a frequência de troca de marcha.
A troca de marcha em si não tem conclusão quantitativa apresentada
A documentação do site não fornece a velocidade de avanço correspondente a cada marcha, numeração de formação ou limiar de troca de marcha, nem existe uma regra fixa de que determinado tipo de formação exija determinada marcha. O que se pode afirmar são apenas três pontos: os valores de velocidade e torque teórico das três marchas; a relação de torque em que a marcha lenta é superior à rápida; e o fato de a documentação direcionar marchas diferentes para condições de resistência diferentes.
Formação, coluna de perfuração, circulação de lama e resistência no furo determinam em conjunto a carga real, e os parâmetros finais de perfuração ainda devem se basear nas condições do local. Para avaliar em maior detalhe em que profundidade de um determinado poço se deve mudar para qual marcha, seria necessário complementar o projeto de diâmetro do furo, a composição da coluna de perfuração e o perfil geológico do projeto, itens que não estão cobertos pela tabela de parâmetros existente.
Perguntas que podem ser feitas antes de ler a tabela de velocidades
- O torque teórico desta marcha consegue movimentar a composição atual da coluna de perfuração.
- Com o diâmetro e a profundidade atuais do furo, a vazão da 3NB-130 é suficiente.
- A margem entre a carga de 30 T do cabeçote de injeção e o peso próprio da coluna ainda se mantém.
- Como o comprimento dos tubos de perfuração correspondente ao tipo de torre escolhido altera o ritmo de conexão e de troca de marcha.
As três velocidades da mesa rotativa não são três botões de velocidade paralelos, mas três formas de compensação na distribuição de potência da mesma perfuratriz. Com essa relação clara, ao observar novamente o diâmetro do furo, a vazão da bomba e a força de elevação, os parâmetros passam a se conectar.