BR102016021156A2 - ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica para corda de broca - Google Patents
ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica para corda de broca Download PDFInfo
- Publication number
- BR102016021156A2 BR102016021156A2 BR102016021156A BR102016021156A BR102016021156A2 BR 102016021156 A2 BR102016021156 A2 BR 102016021156A2 BR 102016021156 A BR102016021156 A BR 102016021156A BR 102016021156 A BR102016021156 A BR 102016021156A BR 102016021156 A2 BR102016021156 A2 BR 102016021156A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- stabilizer
- blades
- tool
- stabilizer blades
- monolithic
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- -1 sandstone Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1078—Stabilisers or centralisers for casing, tubing or drill pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica para corda de broca a presente invenção se refere a uma ferramenta estabilizadora de corda de perfuração compreendendo um corpo cilíndrico e uma pluralidade de lâminas estabilizadoras usinadas como um componente integral formando desta maneira uma ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica. em concordância com a presente invenção, as lâminas estabilizadoras possuem uma configuração alongada e são alinhadas na direção do eixo geométrico do corpo cilíndrico. as lâminas estabilizadoras são dispostas de uma maneira tal que venha a resultar em um fluxo por área quase constante.
Description
"FERRAMENTA E S TABILIZADORA DE LÂMINA MONOLÍTICA PARA CORDA DE BROCA" CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO
[0001] A presente invenção se refere uma ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica utilizada para estabilização da operação de uma corda de broca quando de perfuração de poços de petróleo, de gás ou geotérmicos.
PANORAMA E ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO
[0002] Em perfuração direcional é muito importante manter controle total das operações. Para manter controle da broca de corda (coluna de perfuração), é conhecido utilizar um determinado número, normalmente duas ou três, das assim chamadas ferramentas estabilizadoras de perfuração colocadas na montagem de furo (cavidade) de fundo. A função primária dos estabilizadores na corda de perfuração é a de suportar e a de estabilizar a montagem de furo de fundo no poço (buraco) através da superfície da terra. O estabilizador deveria também proporcionar estabilidade quando peso é aplicado ou pancadaria ocorre provocado/a por vibração e cargas de choque sendo transmitidas através da corda de perfuração. Um exemplo de uma configuração de montagem de furo de fundo de corda de perfuração (100) com duas ferramentas estabilizadoras (200) é mostrado na Figura 1. Uma ferramenta estabilizadora (200) compreende um corpo estabilizador cilíndrico e uma pluralidade de lâminas estabilizadoras (1) feitas de aço de alta resistência localizadas sobre a superfície exterior de referido corpo estabilizador cilíndrico. As lâminas estabilizadoras podem ser tanto retas ou quanto espiraladas com superfície dura para resistência ao desgaste. O projeto (design) das lâminas estabilizadoras deveria ser de modo tal que as mesmas reduzem tanto fricção e quanto arraste no poço (buraco) durante todas as fases das operações de perfuração, por conseqüência, prevenindo que os problemas bem conhecidos, tais como dano para o poço, aglomeração e instabilidade de poço. Em adição, a ferramenta estabilizadora não deveria inibir os cortes perfurados sendo realizados fora do furo pelo fluido de perfuração. A área de contato das lâminas deveria ser grande o suficiente para adequadamente suportar a corda de broca no poço (buraco) enquanto minimizando ou eliminando penetração da parede de poço.
[0003] As lâminas podem ser aparafusadas para o corpo, por conseqüência, tornando as lâminas substituíveis. A patente européia número EP 1650400 descreve uma ferramenta de estabilizador de corda de perfuração possuindo lâminas estabilizadoras substituíveis. A montagem de lâmina estabilizadora compreende blocos de montagem possuindo furos para montagem dos blocos sobre o corpo estabilizador com parafusos. As lâminas estabilizadoras (1) são mostradas na Figura 2 montadas em cima do corpo estabilizador cilíndrico (11) . A superfície cilíndrica do corpo estabilizador é proporcionada com fendas de montagem axialmente alinhadas (15). A lâmina estabilizadora compreende uma parte de estabilização superior (2) e uma parte de montagem se projetando descendentemente inferior (3). A parte de montagem se projetando descendentemente inferior (3) possui paredes dianteira afunilada (9) e traseira (10) para se emparelhar com a parte afunilada de emparelhamento de blocos de montagem (13) que são assegurados para o corpo estabilizador por parafusos.
[0004] Quando os dois blocos de montagem afunilados (13) são firmemente apertados na posição, a pressão exercida entre os blocos de montagem afunilados (13) e a parte de montagem se projetando descendentemente afunilada (3) da lâmina estabilizadora no recesso bloqueia a integridade de montagem no lugar.
[0005] Embora esta configuração tenha mostrado estar trabalhando de uma maneira satisfatória, é conduzida para severa falha quando as forças em jogo alcançam determinados valores de limiar. Vibrações indesejadas que podem ser percebidas durante perfuração, tais como axiais, laterais (turbilhão) e torsionais (deslizamento de bastão) podem danificar a ferramenta. No caso de forças de impacto mais altas do que determinados valores de limiar, algumas das lâminas podem ser forçadas fora de seus recessos e os blocos que asseguram a lâmina para o corpo podem sofrer severos danos. Uma solução para estes problemas é a de proporcionar alguns aperfeiçoamentos para a montagem das lâminas. A Figura 3 e a Figura 4 descrevem um outro projeto (design) para uma ferramenta estabilizadora com lâminas substituíveis.
[0006] A ferramenta estabilizadora (Figura 3) compreende um corpo cilíndrico (20) definindo um eixo geométrico longitudinal X e possuindo sobre sua superfície uma pluralidade de ranhuras longitudinais (14) cada uma com um respectivo pino (13), se estendendo radialmente a partir da superfície de fundo no interior das ranhuras (14) como uma parte integral do corpo cilíndrico (20), e uma pluralidade de iguais lâminas estabilizadoras.
[0007] A lâmina estabilizadora (1'), descrita na Figura 4, possui uma parte de montagem integral, isto é, para a montagem da ferramenta estabilizadora não existem blocos de montagem separados. A lâmina estabilizadora (1') possui uma configuração alongada definindo um eixo geométrico longitudinal. A mesma compreende uma parte de estabilização superior (2), colocada radialmente distalmente a partir do eixo geométrico longitudinal X de referido corpo cilíndrico (20) quando montada, e uma parte de montagem inferior (3), colocada radialmente proximalmente a partir de referido eixo geométrico longitudinal X. A parte de montagem inferior (3) possui uma fenda longitudinal em recesso para engatar o correspondente pino (13) se projetando a partir da superfície de fundo da ranhura (14), geralmente formada por uma operação de fresagem, para a superfície do corpo cilíndrico (20) . A lâmina estabilizadora (!') é assegurada na ranhura (14) por intermédio de parafusos. Uma área periférica retangular (15) na parte dianteira da parte de montagem inferior (3) e uma área periférica triangular (16) na parte traseira da parte de montagem inferior (3) irão acomodar, respectivamente, três furos (17) e um furo (17) para os parafusos de montagem. Três furos são formados também na periferia retangular dianteira (ou de condução) da ranhura (14) e um na periferia triangular traseira (ou de trás). Desta maneira, a lâmina estabilizadora é completamente embutida no corpo cilíndrico (20) resultando em melhores desempenhos hidrodinâmicos, adicionalmente as cargas atuando sobre a mesma são uniformemente distribuídas para a estrutura do corpo cilíndrico (20) por intermédio do contato existente com o pino central (13) e com as paredes da ranhura (14). Pela introdução do pino é possível alcançar uma melhor distribuição uníformemente das cargas, e primordialmente evitar sobrecarregamento dos parafusos. Outras vantagens são a de uma maior área de contato de superfície e a de uma pegada mais ampla e que resultam em uma estabilidade aperfeiçoada.
[0008] Existem casos onde é aconselhável evitar a utilização de lâminas substituíveis e empregar ao invés disso um tipo monolítico de ferramenta estabilizadora de lâmina para a corda de broca, com um benefício principal sendo o de nenhum risco de perda de parafuso ou de lâmina, devido para o fato dos desafios encarados quando dimensionando ferramentas, por exemplo.
[0009] Existem aproximadamente 5.000 plataformas (em terra e offshore) no total em todo o mundo, níveis de atividade dos quais são fortemente ligados para o preço de petróleo e demandas de mercado. Conseqüentemente, diversos tipos de projeto (desígn) de ferramenta estabilizadora são requeridos para cobrir toda a variedade de aplicações de perfuração, formações de rocha, e ambientes. Como tal, o tipo de projeto (design) tanto de lâminas monolíticas e quanto de lâminas substituíveis de ferramenta estabilizadora deveria ser disponível.
[0010] A escolha de tipo específico de ferramenta estabilizadora de lâmina para perfuração depende da dureza da formação de rocha, que pode ser subdividida em: formação macia para média-macia (xisto, argila, calcário, areia); formação média-dura para dura (calcário duro, arenito, dolomita); e formações duras e abrasivas (granitos, basaltos e sílex). Quando perfurando formações duras e abrasivas, tais como formações de sílex, é muito fácil danificar as lâminas, conseqüentemente, a habilidade para substituir lâminas no sítio de plataforma é a solução preferida, enquanto que para formações macia para média-macia, tais como formações de argila, existe menos necessidade para substituir lâminas, por conseqüência, uma ferramenta estabilizadora monolítica pode ser utilizada.
[0011] A decisão de escolha de determinado tipo de ferramenta estabilizadora para perfuração podería também ser aplicação (perfuração em terra e offshore) ou geograficamente relacionada. Por exemplo, em perfuração em terra deveria não ser recomendado utilizar uma ferramenta com lâminas substituíveis, devido para o fato dos custos mais baixos associados com perfuração em terra. A perfuração de poços geotérmicos requer custos ainda mais baixos. Em aplicações tais como perfuração de furos verticais onde os requerimentos de diâmetro exterior do estabilizador são conhecidos, e bem como, perfuração de seções de furos tangenciais e horizontais em combinação com sistemas direcionáveis rotativos, ou montagens de motor direcionáveis, onde também os requerimentos de diâmetro exterior da ferramenta são conhecidos, utilização de uma ferramenta estabilizadora monolítica é também recomendada e justificável. Adicionalmente, em algumas áreas como África e Rússia onde custos de perfuração são baixos, a utilização de uma ferramenta com lâminas substituíveis não é justificável também.
[0012] Conseqüentemente, para satisfazer as demandas de mercado e se ter capacidade de lidar com todos os tipos de diferentes aplicações, formações de rocha e ambientes, é também necessário projetar uma ferramenta estabilizadora monolítica para cordas de broca, que é mais efetiva em custos para manufaturar, enquanto ao mesmo tempo possui pelo menos o mesmo desempenho como aquelas com lâminas substituíveis.
RESUMO DA PRESENTE INVENÇÃO
[0013] É um objetivo da presente invenção o de proporcionar uma ferramenta estabilizadora monolítica para cordas de perfuração que supera os problemas anteriormente mencionados e possui uma resistência mais alta para impactos, um melhor desempenho hidrodinâmico em operação e que é efetiva em custos.
[0014] Estes objetivos são conseguidos por uma ferramenta estabilizadora monolítica para uma corda de perfuração compreendendo, em concordância com a reivindicação de patente independente 1 acompanhante, uma parte de corpo cilíndrico de raio "r" e comprimento L definindo um eixo geométrico longitudinal X e compreendendo uma pluralidade de lâminas estabilizadoras em que referidas lâminas estabilizadoras e referida parte de corpo cilíndrico são usinadas como um componente integral formando desta maneira uma ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica, referidas lâminas estabilizadoras se estendendo radialmente exteriormente a partir da superfície de referida parte de corpo cilíndrico, e definindo com suas superfícies estendidas o mais exteriormente uma coaxial de cilindro ideal com referida parte de corpo cilíndrico e possuindo um raio R > r; cada uma de referidas lâminas estabilizadoras possuindo uma configuração alongada se estendendo paralela para referido eixo geométrico longitudinal X e possuindo um comprimento I < L; cada uma de referidas lâminas estabilizadoras compreendendo uma seção dianteira, uma seção traseira e uma seção central, uma superfície superior possuindo a configuração de um domo definindo a área de contato, e paredes laterais, em que referida seção traseira se afunila a partir de referida seção central em direção de uma extremidade traseira substancíalmente semicircular, enquanto que a seção dianteira possui substancialmente a configuração de um semicírculo, e em que referida superfície superior da lâmina estabilizadora se inclina descendentemente próxima e em direção da extremidade da seção dianteira e também próxima e em direção da extremidade da seção traseira até que encontra a superfície de referida parte de corpo cilíndrico.
[0015] Graças para estas características, a ferramenta estabilizadora monolítica possui propriedades aperfeiçoadas, em particular com respeito para fricção, hidrodinâmica, e utilização, e bem como custos de manutenção e de manufaturação mais baixos. A ferramenta é ideal para perfuração em ambientes de formações especificas, e aplicações tais como poços geotérmicos, perfuração em terra, e em algumas áreas geográficas e geológicas especificas.
[0016] Vantajosamente, o posicionamento das lâminas estabilizadoras (três ou mais lâminas estabilizadoras inferiores e três ou mais lâminas estabilizadoras superiores) são adequadamente posicionadas para otimizar a eficiência hidrodinâmica da ferramenta. Referido posicionamento também auxilia em racionalização do fluxo de lama em torno das lâminas estabilizadoras, minimizando a restrição de cortes sendo realizados fora do furo e reforçando limpeza de furo, enquanto mantendo toda centralização redonda da montagem de furo de fundo no poço.
[0017] Vantajosamente a lâmina estabilizadora possui uma grande área de contato de superfície. O ângulo de convergência e de ponto central das lâminas estabilizadoras é preferivelmente usinado em aproximadamente 20°. Vantajosamente, a área de fluxo livre entre as lâminas estabilizadoras, pode ser mantida tão constante quanto possível.
[0018] Vantajosamente, as lâminas possuem uma área de contato configurada em domo.
[0019] Vantajosamente, as lâminas possuem uma superfície dura para resistência ao desgaste.
[0020] Adicionalmente, os caminhos de fluxo necessários são criados por fresagem do corpo cilíndrico, enquanto configurando as lâminas estabilizadoras. Desta maneira, a área por fluxo é mais constante do que aquela da ferramenta estabilizadora com lâminas substituíveis.
[0021] A ferramenta estabilizadora monolítica da presente invenção pode resistir mais às cargas laterais/axiais, e mais às cargas laterais do que as soluções do estado da técnica e, adicionalmente, a ferramenta estabilizadora monolítica reduz a possibilidade de aglomeração ou de empacotamento, também mitigando causas de circulação perdida ou risco de controle de poço.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO
[0022] Características e vantagens adicionais da presente invenção irão se tornar mais aparentes à luz da descrição em maiores detalhes de concretização preferida, mas não exclusiva, de um estabilizador de corda de perfuração, ilustrado por intermédio de um exemplo não limitativo, e com o auxílio e com referência para os Desenhos das Figuras acompanhantes. Nos Desenhos das Figuras acompanhantes: [0023] A Figura 1 é um desenho esquemático de uma montagem de perfuração (montagem de furo de fundo);
[0024] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma lâmina estabilizadora em concordância com o estado da técnica da presente invenção;
[0025] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma ferramenta estabilizadora mostrando as ranhuras para montagem de um tipo monolítico de lâmina estabilizadora;
[0026] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma lâmina monolítica para ser montada sobre a ferramenta estabilizadora da Figura 3;
[0027] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de uma ferramenta estabilizadora monolítica em concordância com a presente invenção;
[0028] A Figura 6 são vistas planares de uma ferramenta estabilizadora monolítica em concordância com a presente invenção;
[0029] A Figura 7 mostra uma comparação considerando a área de contato de superfície entre a ferramenta estabilizadora monolítica em concordância com a presente invenção e aquela uma com lâminas substituíveis representadas na Figura 3;
[0030] A Figura 8 mostra detalhes da linha de contato para a ferramenta estabilizadora monolítica em concordância com a presente invenção e para aquela uma com lâminas substituíveis representada na Figura 3; e: [0031] A Figura 9 mostra a porcentagem de fluxo por área em ferramenta estabilizadora monolítica comparada com uma ferramenta estabilizadora possuindo lâminas substituíveis (como aquela uma representada na Figura 3).
[0032] Os mesmos numerais de referência nos Desenhos das Figuras acompanhantes identificam os mesmos elementos ou componentes. Os Desenhos das Figuras acompanhantes são unicamente representações esquemáticas / diagramáticas e a presente invenção não está limitada para as concretizações exemplificativas neles representadas.
DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÕES DA PRESENTE INVENÇÃO
[0033] Uma ferramenta estabilizadora em concordância com a presente invenção é mostrada na Figura 5 e na Figura 6. Referida ferramenta estabilizadora (30) compreende uma parte de corpo cilíndrico de raio r e de comprimento L definindo um eixo geométrico longitudinal X. A ferramenta estabilizadora monolítica (30) compreende três ou mais lâminas estabilizadoras superiores (1") e três ou mais lâminas estabilizadoras inferiores. As lâminas estabilizadoras (1") e a parte de corpo cilíndrico são usinadas como um componente integral formando desta maneira uma ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica. As lâminas estabilizadoras (1") se estendem radialmente exteriormente a partir da superfície da parte de corpo cilíndrico definindo com sua superfície estendida a mais exteriormente uma coaxial de cilindro ideal com referida parte de corpo cilíndrico e possuindo um raio R > r. As lâminas estabilizadoras (1") são preferivelmente todas de configuração idêntica e aqui se descreve somente uma lâmina estabilizadora. Nesta descrição aqui se refere convencionalmente para a parte configurada em triângulo das lâminas estabilizadoras como a seção traseira (ou de trás) da lâmina estabilizadora somente para facilidade de descrição, sem determinação de qualquer limitação de significação para estes adjetivos.
[0034] A lâmina estabilizadora (1") em concordância com a presente invenção possui uma configuração alongada com um comprimento I, mais curto do que L, definindo um eixo geométrico longitudinal paralelo para o eixo geométrico da ferramenta estabilizadora monolítica, com uma seção dianteira (4), uma seção traseira (5), uma seção central, e paredes laterais verticais (7). A superfície superior (6) da lâmina estabilizadora, possuindo a configuração de um domo, define a área de contato. A seção traseira (5) se afunila a partir de seção central em direção de uma extremidade traseira substancialmente semicircular, enquanto a seção dianteira (4) possui substancíalmente a configuração de um semicírculo. A superfície superior (6) da lâmina estabilizadora (1") se inclina descendentemente próxima e em direção da extremidade da seção dianteira (4) e também próxima e em direção da extremidade da seção traseira (5) até que encontra a superfície da parte de corpo cilíndrico da ferramenta estabilizadora monolítica. A lâmina estabilizadora possui uma configuração global de uma asa. Preferivelmente, todas as bordas entre as paredes verticais laterais e a superfície superior são arredondadas e similarmente um arredondamento das bordas de todas as outras paredes possuindo uma fronteira (margem) com a superfície superior é também desempenhado. Na concretização a presente invenção descrita na Figura 5 e na Figura 6, seis lâminas estabilizadoras são usinadas de uma maneira alinhada axialmente sobre a superfície cilíndrica da parte de corpo cilíndrico. Um primeiro grupo de três lâminas estabilizadoras possui seus centros dispostos e igualmente distribuídos sobre um primeiro círculo sobre referida superfície cilíndrica e um segundo grupo de três lâminas estabilizadoras possui seus centros dispostos e igualmente distribuídos sobre um segundo círculo, segundo círculo que é espaçado separado a partir do primeiro círculo. As extremidades dianteiras (4) sobre ambos os círculos se estendem em direções opostas, para fora a partir de ambos os círculos, de maneira tal que a área dianteira da ferramenta estabilizadora se movimentando para frente é proporcionada com as extremidades dianteiras mais amplas (4) das lâminas estabilizadoras (1"), independentemente da direção na qual a corda de perfuração está sendo movimentada. As seções traseiras dos dois grupos de lâminas estabilizadoras (1") são dispostos umas entre as outras, onde as extremidades traseiras (5) alcançam, em direção axial, aproximadamente em direção dos centros das lâminas estabilizadoras de vizinhança (1"). Em consequência disso, canais oblíquos são formados entre as metades traseiras de cada par de vizinhança de lâminas estabilizadoras (1"), definindo a área de fluxo livre entre as lâminas estabilizadoras (1").
[0035] As lâminas estabilizadoras - três ou mais lâminas estabilizadoras superiores e três ou mais lâminas estabilizadoras inferiores - são adequadamente posicionadas para otimizar a eficiência hidrodinâmica da ferramenta.
Esta disposição auxilia em racionalização do fluxo de lama em torno das lâminas estabilizadoras, minimizando a restrição de cortes sendo realizados do furo e reforçando limpeza de furo, enquanto mantendo toda a centralização redonda da montagem de furo de fundo no poço.
[0036] A configuração das lâminas estabilizadoras é de maneira tal que as mesmas eficientemente deslocam os fluidos de perfuração e corte de perfuração em torno das lâminas estabilizadoras, e reduzem grandemente a aglomeração e o empacotamento da ferramenta estabilizadora com cortes perfurados.
[0037] A configuração afunilada das lâminas estabilizadoras reduz fricção, e reforça o desempenho das lâminas estabilizadores enquanto de deslizamento no modo orientado.
[0038] A função da seção transversal afunilada da lâmina é para reduzir torque rotativo e para minimizar corte por baixo quando de perfuração no modo rotativo.
[0039] O ângulo de convergência e de ponto central das lâminas estabilizadoras é preferivelmente usinado em aproximadamente 20 graus para minimizar enforcamento e reduzir arraste para cima e para baixo no poço.
[0040] Caminhos de fluxo podem ser fresados para o corpo cilíndrico para criar um efeito de autolimpeza e de jateamento, de aceleração de transportamento de cortes ao longo da (sobre a) área virada (de ponta cabeça) de corpo cilíndrico. A ação de autolimpeza, isto é, o efeito de jato, mostrou construção de lama minimizada, fluxo de fluido de perfuração homogêneo e aglomeração minimizada.
[0041] A lâmina estabilizadora monolítica possui uma grande área de contato de superfície, maior do que a área de contato de superfície da ferramenta estabilizadora do estado da técnica com lâminas substituíveis resultando em uma estabilidade aperfeiçoada. A Figura 7 mostra duas ferramentas estabilizadoras possuindo o mesmo diâmetro, uma delas à esquerda representando um estabilizador monolítico em concordância com a presente invenção, enquanto a outra ferramenta estabilizadora á direita representa um estabilizador possuindo lâminas substituíveis, como aquela uma da Figura 3. As áreas de contato de superfície são mostradas como linhas sombreadas. A partir da Figura 7 é possível observar que a área de contato de superfície da lâmina da ferramenta estabilizadora monolítica é maior do que a área de contato de superfície da lâmina substituível.
[0042] A Figura 8 mostra uma comparação mais detalhada entre a ferramenta estabilizadora monolítica representada na lateral esquerda da Figura 8 e a ferramenta estabilizadora de lâmina substituível da Figura 3, representada na lateral direita da Figura 8. A linha de contato é mais longa na presente invenção (projeto monolítico) do que aquela uma da ferramenta estabilizadora com lâminas substituíveis da Figura 3. Esta característica é esperada aperfeiçoar a estabilização. Ao mesmo tempo, a abertura disponível para lama/cortes virem a fluir é maior na presente invenção, aperfeiçoando a hidrodinâmica adicionalmente quando comparada com a ferramenta estabilizadora de lâminas substituíveis.
[0043] Em poços que não possuem uma limpeza de furo adequada, acúmulo adicional de cortes pode ocorrer. Isto é comum em poços direcionais ou horizontais. Aumento de pressão de circulação enquanto perfurando, ou aumento em arraste quando deslocando são indicações de um problema. Na presente invenção, a construção monolítica possibilita uma melhor flexibilidade em escolha de valor da área de fluxo livre, também chamada o fluxo por área, que é um importante parâmetro de projeto. Esta característica de flexibilidade pode ser vantajosa em aplicações específicas, tal como em perfuração quase horizontal, onde tanto quanto a área de passagem for maior do que a área de leito de cortes, então, deslocamento sem circulação é possível, possibilitando também estabilizador de corda de broca de pequeno raio.
[0044] O fluxo por área deveria ser 1 35 % da área de furo para tamanho de furo de 10"5/8 (polegadas) e acima, e á 25% da área de furo para tamanhos de furo abaixo de 10"5/8 (polegadas).
[0045] Tão prontamente quanto se decide sobre uma relação entre o fluxo por área, por exemplo, de 55 %, e a área de contato, por exemplo, de 45 %, então, o alvo é o de manter o fluxo por área tão constante quanto possível.
[0046] Na Figura 9, o gráfico mostra a relação entre o fluxo por área de uma ferramenta estabilizadora de lâmina substituível (aquela uma descrita na Figura 3) e aquela uma monolítica da presente invenção. A eliminação dos componentes de montagem na ferramenta estabilizadora monolítica possibilita melhores resultados em termos de constância do fluxo por área. A partir do gráfico se resulta um fluxo por área que é constante dentro de 10 % do valor médio.
[0047] Enquanto que a presente invenção tenha sido descrita por intermédio de concretizações preferidas, a pessoa especializada no estado da técnica irá apreciar que modificações podem ser feitas dentro do escopo da presente invenção como é definido pelas reivindicações de patente acompanhantes.
[0048] Portanto, como já mencionado, embora a presente invenção tenha sido descrita em concordância com e com referência para exemplífícações específicas e concretizações preferidas, aqueles especializados no estado da técnica irão apreciar que a presente invenção pode ser concretizada de muitas outras diferentes formas com um número de modificações, de variações e de mudanças sendo conceptivel sem afastamento a partir do espirito inventivo e do escopo de proteção da presente invenção que é unicamente limitada no que se refere para o estabelecido pelas reivindicações de patente subseqüentemente.
REIVINDICAÇÕES
Claims (8)
1. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) para uma corda de perfuração, caracterizada pelo fato de que compreende uma parte de corpo cilíndrico de raio r e de comprimento L definindo um eixo geométrico longitudinal X e compreendendo uma pluralidade de lâminas estabilizadoras (1"), em que referidas lâminas estabilizadoras (1") e referida parte de corpo cilíndrico são usinadas como um componente integral definindo desta maneira uma ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30), referidas lâminas estabilizadoras (1") se estendendo radialmente exteriormente a partir da superfície de referida parte de corpo cilíndrico, e definindo com suas superfícies estendidas as mais exteriormente uma coaxial de cilindro ideal com referida parte de corpo cilíndrico e possuindo um raio R > r; cada uma de referidas lâminas estabilizadoras (1") possuindo uma configuração alongada se estendendo paralela para referido eixo geométrico longitudinal X e possuindo um comprimento I < L; cada uma de referidas lâminas estabilizadoras (1") compreendendo uma seção dianteira (4), uma seção traseira (5) e uma seção central, uma superfície superior (6) possuindo a configuração de um domo definindo a área de contato, e paredes laterais (7), em que referida seção traseira (5) se afunila a partir de referida seção central em direção de uma extremidade traseira substancialmente semicircular e a seção dianteira (4) possuindo substancialmente a configuração de um semicírculo, e em que referida superfície superior (6) das lâminas estabilizadoras (1") se inclina descendentemente próxima e em direção da extremidade da seção dianteira (4) e também próxima e em direção da extremidade da seção traseira (5) até que encontra a superfície de referida parte de corpo cilíndrico .
2. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as bordas entre a superfície superior (6) e as paredes laterais (7) são arredondadas.
3. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que os centros de referidas lâminas estabilizadoras (1") são localizados ao longo de pelo menos dois círculos espaçados separados coaxiais sobre a superfície de referida parte de corpo cilíndrico.
4. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de lâminas estabilizadoras (1") inclui mais do que três lâminas estabilizadoras (1") e ao longo de cada círculo ideal são colocados pelo menos um grupo de três lâminas estabilizadoras (1").
5. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a largura média da seção dianteira (4) de referidas lâminas estabilizadoras (1") é substancialmente maior do que a largura média da seção traseira (5) de referida lâmina estabilizadora (1").
6. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as extremidades dianteiras de cada uma de referidas lâminas estabilizadoras (1") sobre ambos os círculos se estendem em direções opostas, para fora a partir de ambos os círculos.
7. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a seção traseira (5) dos dois grupos de lâminas estabilizadores (1") é disposta dentre uma para a outra de uma maneira tal que canais obliquos são formados entre as seções traseiras (5) de cada par de vizinhança de lâminas estabilizadoras (1"), definindo o fluxo por área entre as lâminas estabilizadoras d") ·
8. Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica (30) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o fluxo por área é constante dentro de 10 % de seu valor médio.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15185136.7 | 2015-09-14 | ||
EP15185136.7A EP3141688B1 (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Monolithic blade stabiliser tool for drill string |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR102016021156A2 true BR102016021156A2 (pt) | 2017-03-21 |
BR102016021156B1 BR102016021156B1 (pt) | 2022-08-16 |
Family
ID=54140373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BR102016021156-5A BR102016021156B1 (pt) | 2015-09-14 | 2016-09-13 | Ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica para coluna de perfuração |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10415325B2 (pt) |
EP (1) | EP3141688B1 (pt) |
CN (1) | CN106948766A (pt) |
BR (1) | BR102016021156B1 (pt) |
CA (1) | CA2941587C (pt) |
DK (1) | DK3141688T3 (pt) |
HU (1) | HUE052867T2 (pt) |
PL (1) | PL3141688T3 (pt) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU201815446S (en) * | 2018-09-10 | 2018-10-09 | Cobalt Extreme Pty Ltd | A Rod Coupler |
US11846143B2 (en) | 2019-03-04 | 2023-12-19 | Lord Corporation | Centralizer |
USD954754S1 (en) * | 2020-02-28 | 2022-06-14 | Cobalt Extreme Pty Ltd | Rod coupler |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1912854A (en) * | 1924-03-08 | 1933-06-06 | Sullivan Machinery Co | Drilling mechanism |
US4379494A (en) * | 1981-10-05 | 1983-04-12 | International Petroleum Engineering Corporation | Replaceable drill stabilizer sleeve |
US6808019B1 (en) * | 2002-09-06 | 2004-10-26 | John F. Mabry | Sucker rod guide and paraffin scraper for oil wells |
EP1650400B1 (en) | 2004-10-20 | 2008-04-23 | European Drilling Projects B.V. | Drill string stabiliser |
GB0505163D0 (en) * | 2005-03-14 | 2005-04-20 | Stewart Arthur | Downhole apparatus |
US20060201670A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-14 | Stable Services Limited | Downhole apparatus |
EP2271817A4 (en) * | 2008-04-01 | 2013-04-24 | Baker Hughes Inc | COMPOUND ACTIVATION PROFILE ON A BLADE OF A DRILLING STABILIZER AND METHOD THEREFOR |
US8082987B2 (en) * | 2009-07-01 | 2011-12-27 | Smith International, Inc. | Hydraulically locking stabilizer |
WO2011100537A1 (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-18 | Frank's International, Inc. | Device and method for affecting the flow of fluid in a wellbore |
FR2992345B1 (fr) * | 2012-06-22 | 2014-07-25 | Vam Drilling France | Element de garniture de forage avec zone d'activation des fluides |
US9273519B2 (en) * | 2012-08-27 | 2016-03-01 | Tercel Ip Ltd. | Downhole dual cutting reamer |
CN202913979U (zh) * | 2012-09-28 | 2013-05-01 | 天津港青石油化工设备制造有限公司 | 一种钻杆稳定器 |
CN204571874U (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-19 | 济源华新石油机械有限公司 | 一种双稳定带的稳定器 |
-
2015
- 2015-09-14 HU HUE15185136A patent/HUE052867T2/hu unknown
- 2015-09-14 DK DK15185136.7T patent/DK3141688T3/da active
- 2015-09-14 EP EP15185136.7A patent/EP3141688B1/en active Active
- 2015-09-14 PL PL15185136T patent/PL3141688T3/pl unknown
-
2016
- 2016-09-07 US US15/258,284 patent/US10415325B2/en active Active
- 2016-09-13 CA CA2941587A patent/CA2941587C/en active Active
- 2016-09-13 BR BR102016021156-5A patent/BR102016021156B1/pt active IP Right Grant
- 2016-09-14 CN CN201610825690.3A patent/CN106948766A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR102016021156B1 (pt) | 2022-08-16 |
EP3141688B1 (en) | 2020-08-12 |
EP3141688A1 (en) | 2017-03-15 |
PL3141688T3 (pl) | 2021-01-25 |
CA2941587A1 (en) | 2017-03-14 |
HUE052867T2 (hu) | 2021-05-28 |
CA2941587C (en) | 2024-04-02 |
CN106948766A (zh) | 2017-07-14 |
DK3141688T3 (da) | 2020-10-12 |
US20170074054A1 (en) | 2017-03-16 |
US10415325B2 (en) | 2019-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10208545B2 (en) | Blade stabiliser tool for drill string | |
US4467879A (en) | Well bore tools | |
CA2738548C (en) | Reamer | |
US3628616A (en) | Drilling bit with integral stabilizer | |
US20070205024A1 (en) | Steerable fixed cutter drill bit | |
GB2328698A (en) | Drill bit | |
BRPI0916810B1 (pt) | broca de perfuração terrestre | |
BR102016021156A2 (pt) | ferramenta estabilizadora de lâmina monolítica para corda de broca | |
US3419094A (en) | Drill string stabilizer | |
US10385627B2 (en) | Active waterway stabilizer | |
US6223840B1 (en) | Cutting bed impeller | |
US5937957A (en) | Cutting bed impeller | |
WO2006045741A2 (en) | Drill string stabiliser | |
US3118511A (en) | Rotary drill bits | |
GB2083102A (en) | Full hole drill collar and method of producing same | |
BR112020023453A2 (pt) | Ferramentas de perfuração de terra que têm lâminas fixas e estruturas de corte rotativas de tamanhos variados e métodos relativos | |
RU2294424C2 (ru) | Буровое долото со стабилизатором-калибратором | |
US2950903A (en) | Rotary drilling bit | |
BR112021013542A2 (pt) | Broca de perfuração | |
CA3239463A1 (en) | Multi-functional wellbore conditioning system | |
BR202017013914U2 (pt) | configuração aplicada em ferramenta de perfuração de poços com dupla ação simultânea de corte | |
US20150159442A1 (en) | High Annular Area Low Friction Stabilizer Design | |
GB2365902A (en) | Drill bit with ridge-cutting cutter elements | |
BRPI1105591A2 (pt) | Ferramenta para estabilização da fluência de rochas salinas em poços abertos |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/09/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |