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Servmachine 30 anos HDD

Calculadora HDD/MND - SERVMACHINE

DIMENSIONAMENTO PRELIMINAR INTERATIVO

VISÃO RÁPIDA DO PROJETO

Resumo Executivo da Perfuração HDD/MND

● Cálculo atualizado automaticamente
Ø do tubo—
Ø final do furo—
Comprimento—
Formação—
Material cortado—
Fluido calculado—
Tempo estimado—
Força teórica de puxamento — modelo preliminar*—

1. Material do tubo

SMYS selecionado: 290 MPa — altera a tração axial teórica; peso e flutuabilidade dependem da geometria/densidade do tubo.

2. Entradas — ajuste ±1

Os botões −/+ alteram 1 unidade por clique. Você também pode digitar valores decimais diretamente, por exemplo 9,53 mm ou 1,10 kg/L.

3. Geometria e raio combinado

Raio vertical—
Raio horizontal—
Raio combinado Rc—
Relação Rc/D—
Deformação de flexão—
Tensão elástica indicativa*—
Raio pelo fator informado (não é mínimo admissível)—
Triagem da curvatura do tubo—
Geometria da travessia—
Triagem preliminar: não é aprovação de projeto.
No modo Raio combinado, informe Rv e Rh do perfil/alinhamento. O sistema usa 1/Rc² = 1/Rv² + 1/Rh². No modo Fator × D, o raio de referência é calculado pelo fator informado na coluna de entradas. Para aço, a tensão de flexão exibida é uma indicação elástica simplificada (E≈200 GPa), não uma verificação completa de tensões combinadas. Para PEAD, a aceitação do raio deve ser confirmada conforme SDR, temperatura, condição de instalação e fabricante.

4. Resultados do Tubo, Furo, Flutuabilidade e Resistência

Peso linear—
Peso total—
Furo final—
Raio—
Capacidade interna do tubo—
Empuxo do fluido—
Flutuabilidade do tubo vazio—
Início do escoamento axial — aço—
Limite axial preliminar com reserva (não validado)—
⚠ O limite axial preliminar é apenas uma triagem conservadora de tração pura, NÃO a força máxima admissível aprovada para instalação HDD. É necessário verificar flexão, pressão externa, soldas, fadiga, temperatura, imperfeições, cargas dinâmicas e projeto. Não confundir kN com tf.

5. Flutuabilidade usando água dentro do tubo

Água para neutralidade

—

litros por metro
Água total

—

para o comprimento informado
Percentual de enchimento

—

da capacidade interna

CondiçãoÁgua L/mResultante vertical kgf/mAtrito básico kN
Resultado positivo = tendência de flutuar; negativo = tendência de afundar. A neutralidade é teórica e depende da densidade real da lama e da distribuição da água no perfil.

5.1 Controle de Flutuabilidade e Lastro — Análise Complementar

Esta seção complementa o cálculo da Seção 5. Não altera os cálculos existentes. A análise considera automaticamente o comprimento TOTAL da tubulação informado na Seção 1, assumindo toda a coluna submetida ao fluido. É um cenário de cálculo; a condição permanente do anular depende do projeto e do material que permanecerá ao redor do tubo.
Vinculado ao campo “Comprimento (m)” da Seção 1. Para alterar, modifique o comprimento principal.
Capacidade interna máxima—L/m
Água máxima possível—para o trecho imerso
Resultante com 100% de água—kgf/m
Resultante total no trecho—kN
Lastro equivalente adicional—kg/m para neutralidade
Lastro equivalente no trecho—kN
Condição com 100% de água——
Enchimento interno Água L/m Resultante kgf/m Resultante no trecho kN Condição
Importante: “Lastro equivalente adicional” representa o déficit de peso/força do modelo para atingir neutralidade. Não significa instrução para adicionar diretamente essa massa ao tubo. A solução operacional deve ser definida considerando material do tubo, perfil HDD, trecho realmente imerso, fluido, atrito, retorno, esforços de pullback e limites do fabricante/projeto.

6. Pullback e máquina

FORÇA ESTIMADA DE PULLBACK — kN E TONELADAS-FORÇA (tf)
— kN
Aguardando cálculo do perfil.
CenárioForça (kN)
Força teórica de puxamento — modelo preliminar*

—

Regime de instalação

—

Condição

—

10. Banco Técnico de Perfuratrizes HDD/MND

Selecione marca e modelo para consultar a ficha técnica.
Pullback—
Thrust / Empuxo—
Torque máximo—
RPM máximo—
Potência—
Fluido — vazão—
Fluido — pressão—
Peso—
Motor—Velocidade carrinho—
Dimensões—Ângulo / rack—
Haste—Raio de curvatura da haste—
Combustível—Tanque hidráulico—
Banco técnico auditado por modelo. Campos sem valor confirmado são exibidos como “Não localizado na documentação consultada”. A capacidade só pode ser usada no cálculo quando existe pullback numérico cadastrado. Modelos históricos permanecem no catálogo.

10. Controle hidráulico e limpeza do furo — cálculo independente

23,62 pol · máximo 72 pol (1.828,80 mm)
3,94 pol · máximo 10 pol (254 mm)
Máximo permitido: 6.000 L/min

Informe a vazão efetiva de circulação, não apenas a capacidade nominal da bomba.

—
—
—
—
Os resultados são geométricos e hidráulicos ideais: não comprovam limpeza adequada nem ausência de frac-out.
Pressão anular / frac-out

Não calculado: exige perfil geotécnico, reologia, perdas de carga e limite de fratura validado.

Eficiência de limpeza

Velocidade anular isolada não define transporte de sólidos; faltam granulometria, reologia e excentricidade.

Tração e flambagem das hastes

Não calculado: requer especificações certificadas da haste, apoio e carregamentos.

Pressão requerida da bomba

Não calculado: requer geometria do circuito e modelo reológico validado.

Fórmulas: A = π(D² − d²)/4; v = (Q/60000)/A, com diâmetros em metros e Q em L/min; volume por metro = 1000A L/m. Os valores não são limites operacionais.

7. Planejamento HDD/MND — Furo Piloto, Alargamentos, Cortes, Fluidos e Tempos

Máximo permitido: 6.000 L/min

Sequência executada / planejada

EtapaTipoØ anterior (pol)Ø atual (pol)Compr. (m) Corte (L/m)Corte total (m³)KFluido (L/m)Fluido total (m³) Vazão (L/min)Vel. hidráulica (m/min)Tempo hidráulicoTempo + manobrasAVANÇO / PUXAMENTO
(m/min)
TEMPO POR HASTE
(min)
RPMAÇÃO
Material cortado total0,00 m³
Fluido calculado total0,00 m³
Tempo hidráulico0h00
Tempo + manobras0h00
Vazão adotada0 L/min
K predominante2,5
Critério HDD/MND: K representa a relação entre volume de fluido de perfuração e volume geométrico de solo cortado. A faixa sugerida depende da formação selecionada. Valores abaixo de 1,0 são permitidos para análise, porém recebem alerta. No PUXAMENTO, o sistema insere automaticamente um alargador de puxamento com diâmetro 2" menor que o diâmetro externo do tubo a instalar. O corte geométrico novo é considerado zero e o volume de fluido é estimado pelo espaço anular entre o furo final e o tubo. O tempo apresentado é uma estimativa hidráulica mínima baseada no volume de corte/espaço anular e vazão efetiva informada; não substitui avaliação de torque, rotação, pressão, retorno, estabilidade do furo, geologia, capacidade de transporte de sólidos e condições reais de campo.

8. Memória Geral de Cálculo — Quantitativos e Volumes

EtapaØ inicialØ finalComprimentoCorte L/mCorte totalK adotadoFluido L/mFluido totalVazãoTempo estimadoAVANÇO / PUXAMENTO
(m/min)

Esta memória é atualizada automaticamente a partir das entradas do usuário e registra os quantitativos calculados para cada passe.

Tabela 9 de fórmulas e aviso de responsabilidade, conforme layout aprovado

9. Fórmulas e critérios utilizados

CálculoFórmula utilizadaAplicação
Espessura PEAD por SDRe = Dₑ ÷ SDRAplicado automaticamente quando PEAD é selecionado
Diâmetro internoDᵢ = Dₑ − 2eGeometria interna do tubo
Área da paredeAₛ = π/4 × (Dₑ² − Dᵢ²)Peso e resistência axial
Peso linearm = Aₛ × ρ materialkg por metro de tubo
Área externa deslocadaAₑ = π/4 × Dₑ²Volume deslocado por metro
Empuxo equivalenteE = Aₑ × ρ lamakgf/m equivalente
Resultante vertical vazioR = E − m tubo+ flutua / − afunda
Água para neutralidadeV água/m = max(0,R ÷ ρ água)Litros de água por metro
Atrito básicoF = |R| × μ × LConvertido para kN
Raio da colunaR curva = fator de raio × DₑRaio simplificado adotado
Raio combinadoRc = 1 ÷ √(1/Rv² + 1/Rh²)Curvatura espacial horizontal + vertical
Relação raio/diâmetroRc/D = Rc ÷ DₑComparação geométrica
Deformação de flexãoεb = Dₑ ÷ (2Rc)Deformação geométrica aproximada
Tensão elástica indicativa — açoσb ≈ E × εbE≈200 GPa; indicação simplificada
Furo finalD furo = fator de alargamento × DₑDiâmetro final estimado
Escoamento axial teórico — açoFᵧ = Aₛ × SMYSReferência teórica da seção bruta
Triagem axial ilustrativa — açoF triagem = 0,60 × Aₛ × SMYSSomente tração pura, com reserva ilustrativa; não é limite admissível HDD
Seleção da máquinaNão calculada sem modelo de puxamento validado, perfil executivo e condições de instalaçãoIndicador bloqueado para evitar seleção insegura

PEAD: SDR e PN são apresentados como parâmetros de seleção. A equivalência PN × SDR depende da classe do material, coeficiente de projeto, temperatura, norma aplicável e fabricante; confirme a especificação do tubo antes da execução.

Para a estimativa são considerados os ângulos/raios de entrada e saída informados e o fator de raio da coluna. O resultado é uma estimativa preliminar e deve ser confrontado com perfil executivo/as-built, condições geotécnicas, propriedades reais do fluido, soldas, swivel, limites do produto e procedimento de execução.

9.1 Fórmulas HDD/MND — Cortes, Fluido e Tempo

GrandezaFórmulaAplicação
Corte do pilotoVc = π/4 × Dp² × LVolume geométrico do furo piloto
Corte incrementalVc = π/4 × (Dnovo² − Danterior²) × LMaterial novo cortado em cada alargamento
Corte por metroVc/m = π/4 × (Dnovo² − Danterior²)Convertido para L/m
Fluido por metroVf/m = (Vc/m) × KRelação fluido / solo cortado
Fluido totalVf = Vc × KVolume teórico de fluido do passe
Velocidade hidráulicav = Q ÷ (Vf/m)Limite teórico pelo critério hidráulico adotado
Tempo hidráulicoTh = Vf ÷ QTempo mínimo teórico de bombeamento/circulação
ManobrasTm = nº hastes × tempo/conexãoAcréscimo operacional informado
Rotações por metroRPM/m = RPM ÷ vIndicador operacional do passe

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