As unidade de perfuração mais usadas no mundo podem ser classificadas como flutuantes ou fixas. As primeiras podem ser usadas em águas rasas e profundas, e normalmente são do tipo semi-submersível (SS) ou navio-sonda (NS). As fixas normalmente são do tipo Jack-up ou jaqueta.
Atualmente, além de algumas sondas que já estão em construção, muito se fala sobre a mega-licitação de 28 sondas da PETROBRAS, que deve sair pro mercado até o final do ano, de acordo com a publicação Upstream.
Além disso, estão sendo reformadas algumas sondas antigas, extendendo seu limite de operação com novos equipamentos e modificações no casco. Neste artigo, dividido em 3 partes, algumas implicações destas modificações serão discutidas, no âmbito naval, de amarração e de estruturas.
Ao se prever a instalação de novos equipamentos, um mudança na carga no convés é estimada. Está carga, normalmente maior do que a instalada anteriormente, solicita a estrutura que já operou por diversos anos, e que havia sido projetada para cargas menores. Desta forma, deve ser realizada uma análise global para se verificar a resistência de pontoons, colunas e conveses juntos e análises localizadas onde ocorrer aumento de carga significativo.
Na análise global, é modelada, normalmente em elementos finitos, os pontoons, colunas e conveses com seus reforços principais. Na maior parte destas regiões, elementos de casca são mais adequados, quando que para os reforços, os elementos de viga se mostram adequados. As cargas de peso, forças de ondas e força da amarração são aplicadas na unidade, e seu comportamento global verificado.
Na análise local, pequenas partes da sonda são analisados, em detalhe muito superior do que no modelo global. Aqui, reforços localizados como borboletas e furos menores são modelados, cargas incluídas com mais detalhe e resultados localizados são observados. Uma das análises que deve ser feita é da subestrutura, estrutura que tem a grande responsabilidade de suportar a torre de perfuração, e que normalmente é reforçada ou substituída em um upgrade.
Nesta análise, as cargas devido ao peso da torre de perfuração, considerando-se a aceleração causada pelos movimento induzidos por ondas, as forças e momentos devido ao vento, e os esforços dos cabos dos compensadores de movimento devem ser incluídos.
Por fim, a análise de fadiga deve ser feita com muito critério, primeiramente com a avaliação da vida a fadiga já consumida antes do upgrade, e depois com o dimensionamento dos reforços para que a unidade possa operar o tempo determinado. As curvas para a determinação do dano acumulado e da vida restante devem ser selecionadas com muito critério. Para juntas tubulares, a API apresenta um grande número de curvas que podem ser utilizadas. Desta forma a estrutura estará livre destes problemas.
Nas partes II e III deste artigo serão apresentados mais sobre as análises navais e de sistemas de posicionamento em um upgrade de sonda de perfuração.
