BR112012000918A2

BR112012000918A2 - subestabilizadores para uso com aparelho de alargador expansível, aparelho de alargador expansível incluindo subestabilizadores e métodos relacionados

Info

Publication number: BR112012000918A2
Application number: BR112012000918-4A
Authority: BR
Inventors: Steven R. Radrford; Mark R. Kizziar; Mark A. Jenkins
Original assignee: Baker Hughes Incorporated.
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2020-08-11
Also published as: WO2011008680A4; EP2454441A2; US20110005836A1; US8297381B2; US20130092446A1; WO2011008680A2; RU2012104887A; WO2011008680A3; US8657038B2

Abstract

SUBESTABILIZADORES PARA USO COM APARELHO DE ALARGADOR EXPANSÍVEL, APARELHO DE ALARGADOR EXPANSÍVEL INCLUINDO SUBESTABILIZADORES E MÉTODOS RELACIONADOS Um aparelho alargador expansível e subestabilizador possuindo pelo menos uma nervura no mesmo para perfuração de uma formação subterrânea.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SUBESTABI- LIZADORES PARA USO COM APARELHO DE ALARGADOR EXPANSÍ- VEL, APARELHO DE ALARGADOR EXPANSÍVEL INCLUINDO SUBES- TABILIZADORES E MÉTODOS RELACIONADOS". 5 Reivindicação de Prioridade Esse pedido reivindica os benefícios da data de depósito do pe- dido de patente U.S.

No. 12/501.688, depositado em 13 de julho de 2009, e intitulado "Stabilizer Ribs on Lower Side of Expandable Reamer Apparatus to Reduce Operating Vibration". Campo Técnico As modalidades aqui se referem geralmente a um aparelho alar- gador expansível e a um estabilizador para o mesmo para perfurar um poço subterrâneo e, mais particularmente, a um aparelho alargador expansível para alargar um poço subterrâneo sob um envoltório ou forro e um estabili- zador para o mesmo.

Antecedentes Aparelhos alargadores expansíveis são tipicamente empregados para alargar poços subterrâneos.

Convencionalmente, na perfuração de po- ços de óleo, gás e geotérmicos, o envoltório é instalado e cimentado para impedir que as paredes do poço desmoronem para dentro do poço subterrâ- neo enquanto fornece suporte necessário para operações de perfuração subsequentes para se alcançar profundidades maiores.

O envoltório também é convencionalmente instalado para isolar formações diferentes, para impe- dir o fluxo cruzado de fluidos de formação, e para permitir o controle de flui- dos de formação e pressão à medida que o poço é perfurado.

Para se au- mentar a profundidade de um poço previamente perfurado, novo envoltório é colocado dentro e estendido abaixo do envoltório anterior.

Enquanto a adi- ção de um envoltório adicional permite que um poço alcance profundidades maiores, isso também apresenta a desvantagem de estreitar o poço.

O es- treitamento do poço restringe o diâmetro de quaisquer seções subsequentes do poço visto que a broca de perfuração e qualquer outro envoltório devem passar através do envoltório existente.

Visto que as reduções no diâmetro do poço são indesejáveis visto que limitam a taxa de fluxo de produção de óleo e gás através do poço, é frequentemente desejável se alargar um poço sub- terrâneo para fornecer um diâmetro de poço maior para instalação do envol- tório adicional além do envoltório previamente instalado além de se permitir 5 melhores taxas de fluxo de produção de hidrocarbonos através do poço.

Uma variedade de abordagens tem sido empregada para alargar um diâmetro de poço.

Uma abordagem convencional utilizada para alargar um poço subterrâneo inclui a utilização de brocas excêntricas e de dois cen- tros.

Por exemplo, uma broca excêntrica com uma parte de corte lateralmen- 1O te estendida ou aumentada é girada em torno de seu eixo geométrico para produzir um diâmetro de poço aumentado.

Um exemplo de uma broca ex- cêntrica é descrito na patente U.S.

N°. 4.635.738, cedida para o cessionário do presente pedido.

Um conjunto de broca de centro duplo emprega duas seções de broca longitudinalmente sobrepostas com eixos geométricos late- ralmente desviados, que quando girados produzem um diâmetro de poço aumentado.

Um exemplo de uma broca de centro duplo é descrito na paten- te U.S.

N°. 5.957.223, que também é cedido para o cessionário do presente pedido.

Outra abordagem convencional utilizada para aumentar um poço subterrâneo inclui o emprego de um conjunto de poço de fundo estendido com uma broca de perfuração piloto na extremidade distai e um conjunto alargador alguma distância acima.

Essa disposição permite o uso de qual- quer tipo de broca de perfuração rotativa padrão, seja uma broca para pedra ou uma broca de dragagem, como a broca piloto, e a natureza estendida do conjunto permite maior flexibilidade quando da passagem através de pontos estreitos no poço além da oportunidade de se estabilizar efetivamente a bro- ca de perfuração piloto de modo que o furo piloto e o alargador atravessem o percurso destinado ao poço.

Esse aspecto de um conjunto de poço de fundo estendido é particularmente significativo na perfuração direcional.

O cessio- nário do presente pedido, até esse ponto, projetou as estruturas alargadoras chamadas de "asas de alargador", que geralmente compreendem um corpo tubular possuindo um gargalo de pesca com uma conexão enroscada no topo do mesmo e uma superfície de matriz de ressalto no fundo do mesmo, também com uma conexão enroscada. As patentes U.S. Nos. 5.497.842 e

5.495.899, ambas cedidas para o cessionário do presente pedido, descre- vem estruturas alargadoras incluindo asas de alargador. A parte intermediá- 5 ria superior da ferramenta de asa de alargador inclui uma ou mais lâminas de extensão longitudinal se projetando geralmente de forma radial para fora a partir do corpo tubular, as bordas externas das lâminas transportando ele- mentos de corte PDC. Como mencionado acima, os aparelhos alargadores expansíveis 1O convencionais podem ser utilizados para alargar um poço subterrâneo e po- dem incluir lâminas fixadas de forma articulada a um corpo tubular e aciona- das por meio de um pistão disposto no mesmo como descrito pela patente U.S. N°. 5.042.856 de Warren. Adicionalmente, a patente U.S. N°. 6.360.831 de Akesson et ai. descreve um abridor de poço convencional compreenden- do um corpo equipado com pelo menos dois braços de abertura de poço possuindo dispositivos de corte que podem ser movidos de uma posição de descanso no corpo para uma posição ativa pela exposição à pressão do flui- do de perfuração fluindo através do corpo. As lâminas nesses alargadores são inicialmente retraídas para permitir que a ferramenta corra através do poço em um cordão de perfuração e uma vez que a ferramenta passou além do final do encerramento, as lâminas são estendidas de modo que o diâme- tro de poço possa ser aumentado abaixo do envoltório. As lâminas dos aparelhos de alargador expansível convencio- nais têm sido dimensionadas para minimizar um espaço entre as mesmas e o corpo tubular a fim de impedir que qualquer lama de perfuração e fragmen- tos de terra se alojem no espaço e unam a lâmina contra o corpo tubular. As lâminas desses aparelhos alargadores expansíveis convencionais utilizam pressão de dentro da ferramenta para aplicar a força radialmente para fora contra os pistões que movem as lâminas, transportando os elementos de corte, lateralmente para fora. É sentido por alguns que a natureza dos alar- gadores convencionais permite que forças não alinhadas desequilibrem e obstruam os pistões e lâminas, impedindo que as molas retraiam as lâminas lateralmente para dentro.

Além disso, os desenhos desses conjuntos de apa- relho alargador expansível convencional não ajuda na retração da lâmina quando obstruída e puxada para cima contra o envoltório do poço.

Adicio- nalmente, alguns alargadores acionados hidraulicamente convencionais utili- 5 zam vedações caras dispostas em torno de um pistão caro e de formato mui- to complexo, ou lâmina, transportando elementos de corte.

A fim de evitar o desequilíbrio, alguns alargadores convencionais são projetados possuindo o pistão formatado de maneira estranha a fim de tentar evitar o desequilíbrio suposto, exigindo configurações de vedação complexa combinadas.

Essas 1O vedações são temidas pelo possível vazamento depois da utilização prolon- gada.

Outros alargadores convencionais exigem tolerâncias muito jus- tas, tal como 0,0152 em., em algumas áreas em torno dos pistões ou lâmi- nas.

Testes sugerem que isso pode ser um contribuinte importante para o problema de falha de pistão na retração das lâminas de volta para dentro da ferramenta, devido à união causada pela lama de perfuração carregada de material particulado.

Não obstante as várias abordagens anteriores para se perfurar e/ou alargar um poço de diâmetro maior abaixo de um poço de diâmetro menor, existe a necessidade de se criar aparelho e métodos aperfeiçoados para se fazer isso.

Por exemplo, os conjuntos de asa de alargador de centro duplo são limitados no sentido de a passagem através do diâmetro de tais ferramentas não ser ajustável e limitada pelo diâmetro do alargador.

Adicio- nalmente, as brocas excêntricas e de centro duplo convencionais podem ter a tendência em oscilar e desviar do percurso pretendido para o poço.

Con- juntos de aparelho alargador expansíveis convencionais, enquanto algumas vezes mais estáveis do que as brocas excêntricas e centro duplo, pode ser submetidos a danos quando da passagem através de um poço de diâmetro menor ou seção de envoltório, podem ser acionados prematuramente, po- dem apresentar dificuldades na remoção do poço depois do acionamento, e podem exibir oscilação e desvio do percurso do poço pretendido ou sofrer taxas de corte mais baixas devido aos danos ou desgaste antes de serem utilizados no poço.

De acordo, existe um desejo contínuo de se aperfeiçoar ou es- tender o desempenho de um aparelho alargador expansível independente- mente do tipo de formação subterrânea sendo perfurado, pela minimização 5 da oscilação do aparelho alargador expansível durante o uso.

Existe adicio- nalmente um desejo de se fornecer um aparelho alargador expansível que forneça retração de lâmina à prova de falha, seja projetado de forma robusta com configurações de vedação ou manga convencionais, e possa não exigir tolerâncias sensíveis entre as partes móveis. 1O Descrição As modalidades aqui se referem a um aparelho alargador ex- pansível e um subestabilizador fixado ao mesmo para perfuração de uma formação subterrânea.

Em uma modalidade, um subestabilizador incluindo pelo menos uma nervura estabilizadora no mesmo é diretamente fixado à conexão inferi- or do alojamento de um aparelho alargador expansível sem qualquer tubo de perfuração interveniente conectado entre o alojamento do aparelho alarga- dor expansível e o subestabilizador.

Se um sub estabilizador não é usado com o aparelho de alar- gador expansível directamente ligado à ligação inferior do invólucro de um aparelho alargador expansível, pelo menos, uma nervura estabilizador pode ser incluído na caixa do aparelho de alargador expansível.

Em alguns casos, um subestabilizador incluindo pelo menos uma nervura estabilizadora no mesmo é diretamente fixado à conexão supe- rior do alojamento de um aparelho estabilizador expansível além de um ou mais subestabilizadores incluindo pelo menos uma nervura estabilizadora diretamente fixada à conexão inferior do alojamento de um aparelho alarga- dor expansível, ambos os subestabilizadores fixados ao alojamento de um aparelho alargador expansível sem qualquer tubo de perfuração intervenien- te conectado entre o subestabilizador e o alojamento do aparelho alargador expansível.

Breve Descrição dos Desenhos

Enquanto o relatório descritivo conclui com as reivindicações destacando particularmente e distintamente reivindicando várias caracterís- ticas e vantagens das modalidades apresentadas aqui, pode ser mais pron- tamente determinado a partir da descrição a seguir das modalidades apre- 5 sentadas aqui quando lidas em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 é uma vista lateral de uma modalidade de um apa- relho alargador expansível e estabilizador; A figura 1a é uma vista lateral de uma modalidade de um apa- 1O relho alargador expansível possuindo nervuras estabilizadoras no mesmo; A figura 1b é uma vista lateral de outra modalidade de um apare- lho alargador expansível e estabilizador; A figura 1c é uma vista lateral de outra modalidade de um apare- lho alargador expansível e estabilizador; A figura 2 ilustra uma seção transversal do aparelho alargador expansível como indicado pela linha de seção 2-2 da figura 1; A figura 3 ilustra uma vista transversal longitudinal do aparelho alargador expansível ilustrado na figura 1; A figura 4 ilustra uma vista transversal longitudinal ampliada de um subestabilizador utilizado como uma parte do aparelho alargador expan- sível ilustrado na figura 3; A figura 4a é uma vista em perspectiva do subestabilizador infe- rior utilizado como uma parte do aparelho alargador expansível ilustrado na figura 3; A figura 4b ilustra uma vista transversal longitudinal ampliada de um sub inferior utilizado como uma parte do aparelho alargador expansível ilustrado na figura 3; A figura 4c ilustra uma vista transversal longitudinal ampliada de um subestabilizador superior utilizado como uma parte do aparelho alar- gador expansível ilustrado na figura 3; A figura 4d ilustra uma vista transversal longitudinal ampliada de um subestabilizador superior utilizado como uma parte do aparelho alarga-

dor expansível ilustrado na figura 3; A figura 4e ilustra uma vista transversal longitudinal ampliada de um subestabilizador superior utilizado como uma parte do aparelho alar- gador expansível ilustrado na figura 3; 5 A figura 4f ilustra uma vista transversal longitudinal ampliada de um sub inferior utilizado como uma parte do aparelho alargador expansível ilustrado na figura 3; A figura 4g ilustra uma parte de uma nervura estabilizadora para um subestabilizador utilizado como uma parte do aparelho alargador expan- 1O sível ilustrado na figura 3; A figura 4h é uma vista de uma parte de uma nervura estabili- zadora para um subestabilizador utilizado como uma parte do aparelho alar- gador expansível ilustrado na figura 3; A figura 4i é uma vista de uma parte de uma nervura estabiliza- dora para um subestabilizador utilizado como uma parte do aparelho alarga- dor expansível ilustrado na figura 3; A figura 5 ilustra uma vista em seção transversal ampliada de outra parte do aparelho alargador expansível ilustrado na figura 3; A figura 6 ilustra uma vista transversal ampliada de outra parte do aparelho alargador expansível ilustrado na figura 3; A figura 7 ilustra uma vista transversal ampliada de uma parte superior do aparelho alargador expansível ilustrado na figura 3; A figura 8 ilustra uma vista transversal de um conjunto de cisa- lhamento de uma modalidade do aparelho alargador expansível; A figura 9 ilustra uma vista transversal de um conjunto de bocal de uma modalidade do aparelho alargador expansível; A figura 1O ilustra uma vista superior de uma lâmina de acordo com uma modalidade; A figura 11 ilustra uma vista transversal longitudinal da lâmina ti- rada ao longo da linha de seção 11-11 da figura 1O; A figura 12 ilustra uma vista de extremidade longitudinal da lâmi- na da figura 1O;

A figura 13 ilustra uma vista transversal tirada ao longo da linha de corte 13-13 da figura 11 ; A figura 14 ilustra uma vista transversal tirada ao longo da linha de corte 14-14 da figura 11; 5 A figura 15 ilustra uma vista transversal de uma manga de trava superior de uma modalidade do aparelho alargador expansível; A figura 16 ilustra uma vista em perspectiva de uma forquilha de uma modalidade do aparelho alargador expansível; A figura 17 ilustra uma ilustração transversal longitudinal parcial 1O de uma modalidade do aparelho alargador expansível em uma posição de ferramenta inicial fechada ou retraída; A figura 18 ilustra uma ilustração transversal longitudinal, parcial do aparelho alargador expansível da figura 17 na posição de ferramenta ini- cial, recebendo uma esfera em um percurso de fluido; A figura 19 ilustra uma ilustração transversal longitudinal, parcial do aparelho alargador expansível da figura 17 na ferramenta em posição inicial onde a esfera move em um assento de esfera e é capturada; A figura 20 ilustra uma ilustração transversal longitudinal, parcial do aparelho alargador expansível da figura 17 onde um conjunto de cisa- lhamento é acionado à medida que a pressão é acumulada e uma manga de percurso começa a mover para baixo dentro do aparelho, deixando a posi- ção de ferramenta inicial; A figura 21 ilustra uma ilustração transversal longitudinal parcial do aparelho alargador expansível da figura 17 onde a manga de percurso move na direção de uma posição retida inferior enquanto uma lâmina é em- purrada por uma manga de impulsão sob a influência de pressão de fluido move na direção de uma posição estendida; A figura 22 ilustra uma ilustração transversal longitudinal parcial do aparelho alargador expansível da figura 17 onde as lâminas (uma apre- sentada) são mantidas em uma posição totalmente estendida pela manga de impulsão sob a influência da pressão de fluido e a manga de percurso move para a posição retida;

A figura 23 ilustra uma ilustração transversal longitudinal parcial do aparelho alargador expansível da figura 17 onde as lâminas (uma apre- sentada) são retraídas para uma posição retraída por uma mola de orienta- ção quando a pressão de fluido é dissipada; 5 A figura 24 ilustra uma vista transversal longitudinal parcial de um aparelho alargador expansível incluindo um dispositivo de medição de dimensão de poço de acordo com outra modalidade apresentada aqui; A figura 25 ilustra uma vista transversal longitudinal de uma mo- dalidade do aparelho alargador expansível incorporando um elemento de 1O limitação de movimento; e A figura 26 ilustra uma vista transversal longitudinal de uma mo- dalidade do aparelho alargador expansível incorporando outro elemento de limitação de movimento.

Modos de Realizar a Invenção As ilustrações apresentadas aqui são, em alguns casos, não vis- tas reais de qualquer ferramenta alargadora particular, elemento de corte ou outra característica de uma ferramenta alargadora, subestabilizador e sub, mas meramente representações idealizadas que são empregadas para des- crever as modalidades de um bit alargador e subestabilizador.

Adicionalmen- te, os elementos comuns entre as figuras podem reter a mesma designação numérica.

Tipicamente, quando da utilização de um aparelho alargador ex- pansível, um estabilizador corre imediatamente abaixo do alargador expan- sível ou dentro de uma distância de aproximadamente 3,04 metros abaixo do aparelho alargador expansível.

Em alguns casos, outro estabilizador corre a uma distância de aproximadamente 9,14 metros acima do aparelho alarga- dor expansível em adição ao estabilizador que corre abaixo do aparelho a- largador expansível.

As modalidades da combinação de um aparelho alar- gador expansível e um subestabilizador conectam diretamente o subestabili- zador a uma conexão do alojamento do aparelho alargador expansível sem o uso de uma junta de tubo de perfuração ou uma peça encurtada do colar de perfuração ou tubo de perfuração ou sub equivalente separando o subes-

tabilizador do aparelho alargador expansível.

Se um subestabilizador não for utilizado com o aparelho alargador expansível, o aparelho alargador expan- sível inclui pelo menos uma nervura estabilizadora no mesmo para incluir a estabilização do aparelho alargador expansível diretamente no aparelho a- 5 largador expansível sem o uso de um estabilizador ou subestabilizador sepa- rado.

Quando um subestabilizador é conectado diretamente a uma conexão do alojamento do aparelho alargador expansível, sem o uso de uma junta de tubo de perfuração ou uma peça encurtada do tubo de perfuração ou sub equivalente separando o subestabilizador do aparelho alargador expansível, 1O a estabilização aumentada do aparelho alargador expansível resulta quando o estabilizador é separado do aparelho alargador expansível através do uso de uma a três juntas do tubo de perfuração ou uma a três juntas do tubo de perfuração e subs.

Adicionalmente, o conjunto geral de um aparelho alarga- dor expansível e subestabilizador é mais facilmente montado para uso e de- senvolvimento em um poço em um período de tempo mais curto com relação ao aparelho alargador expansível e estabilizador separados com tubo de perfuração e/ou subs intervenientes.

Em alguns casos onde o aparelho alar- gador expansível inclui pelo menos uma nervura estabilizadora no mesmo, um sub é conectado ou fixado diretamente a uma conexão do alojamento do aparelho alargador expansível para conexão com o tubo de perfuração for- necendo montagem e utilização fáceis do aparelho alargador expansível em um poço.

Ilustrado na figura 1 encontra-se um aparelho alargador expan- sível 100 com um subestabilizador 109. O aparelho alargador expansível 100 pode incluir um corpo tubular geralmente cilíndrico 108 possuindo um eixo geométrico longitudinal L8 . O aparelho alargador expansível 100 inclui tipicamente um subestabilizador inferior 109 ilustrado em seção transversal na figura 4, e na vista em perspectiva na figura 4a, que conecta a extremida- de inferior 190 do corpo tubular 108. Permitindo-se que o corpo tubular 108 seja um desenho de peça única, o subestabilizador 109 permite que a cone- xão entre os dois seja mais forte (devido à capacidade de suportar torque de criação mais alto e intensidade quando conectado ao cordão de tubo de per-

furação) do que uma ferramenta de duas peças convencional possuindo uma conexão superior e uma inferior.

O subestabilizador 109 fornece uma conexão mais eficiente para outros equipamentos ou ferramentas dentro do poço.

O subestabilizador 109 inclui uma pluralidade de nervuras estabiliza- S dores 109' que se estendem em torno da circunferência de pelo menos a parte superior do subestabilizador 109 em uma configuração em espiral ou helicoidal.

Se desejado, as nervuras estabilizadoras 109' no exterior do sub- estabilizador 109 fornecem estabilização para o aparelho alargador expansí- vel 100 durante o uso do mesmo para reduzir oscilação e rotação do apare- 1O lho alargador expansível 100 aperfeiçoando, assim, a eficiência da taxa de corte.

O subestabilizador 109 deve ser localizado o mais perto possível do aparelho alargador expansível 100, particularmente as nervuras estabilizado- ras 109' no subestabilizador 109, para fornecer a estabilização aumentada para o aparelho alargador expansível 100 durante o uso do mesmo.

Se de- sejado, mais de um subestabilizador 109 possuindo nervuras estabilizadoras 109' no mesmo podem ser utilizados com o aparelho alargador expansível 100 com cada subestabilizador 109 sendo conectado a outro subestabiliza- dor 109. Além disso, para a estabilização melhorada do aparelho alargador expansível 100, as nervuras estabilizadoras 109' podem ser utilizadas subs- tancialmente em todo o exterior do subestabilizador 109, ao invés de uma parte.

Como mencionado, as nervuras estabilizadoras 109' enrolam em espi- ral ou de forma helicoidal em torno do subestabilizador 109 para fornecer uma nervura estabilizadora 109' possuindo um comprimento para fornecer o contato entre as nervuras estabilizadoras 109' e o poço quando o aparelho alargador expansível 100 está sendo utilizado para fornecer estabilização para o aparelho alargador expansível 11. O diâmetro das nervuras estabili- zadoras 109' do subestabilizador 109 devem estar substancialmente sob a calibragem do diâmetro de poço nominal perfurado por uma broca de perfu- ração por uma quantidade de 0,00 em. a menos do que o diâmetro de poço nominal até substancialmente 1, 27 em. a menos do que o diâmetro de poço nominal ou substancialmente sob a calibragem do diâmetro nominal do poço por uma quantidade de substancialmente 0% a menos do que o diâmetro de poço nominal para substancialmente 4% a menos do diâmetro de poço no- minal.

Preferivelmente, o diâmetro das nervuras estabilizadoras 109' do sub- estabilizador 109 deve ser de O, 125 em. a menos do que o diâmetro de poço nominal. 5 Como uma alternativa ao uso de um sub 109 possuindo nervu- ras estabilizadoras 109' no mesmo, o corpo tubular 108 pode ser estendido em comprimento e as nervuras estabilizadoras 109' incluídas na extremida- de inferior 190 do corpo tubular 108. Tal exemplo é ilustrado na figura 1a.

Se as nervuras estabilizadoras 109' forem colocadas na extremidade inferior 1O 190 do corpo tubular 108, um sub 109 tal como o ilustrado na figura 4b é conectado à extremidade inferior 190 do corpo tubular 108 do aparelho alar- gador expansível 100. Dessa forma através do uso de um subo, diferentes roscas na extremidade do subestabilizador conectado ao corpo tubular 108 podem ser utilizadas com a capacidade de suportar um torque mais alto quando da conexão do subestabilizador 109 com o corpo tubular 108. Por exemplo, para um tamanho de subestabilizador 109 e corpo tubular 108, as roscas no subestabilizador 109 e as roscas do corpo tubular são unidas utili- zando um nível de torque para uma conexão de furo de perfuração aberta enquanto as roscas no subestabilizador 109 serão unidas às roscas de uma peça do tubo de perfuração utilizando um nível substancialmente mais baixo de torque.

O subestabilizador 109 é ilustrado em seção transversal na figu- ra 4. O subestabilizador 109 compreende um elemento anular cilíndrico a- longado 400 possuindo um pino enroscado 402 em uma extremidade do mesmo possuindo uma rosca adequada no mesmo que engata o furo enros- cado 108' na extremidade inferior do corpo tubular 108 (ver figura 22) e um pino enroscado 404 na outra extremidade do mesmo possuindo uma rosca adequada no mesmo, ou uma conexão de caixa enroscada possuindo uma rosca adequada 54 (como ilustrado na figura 4f) para engatar o tubo de per- furação e similares, um orifício de formato irregular 404 se estendendo atra- vés do elemento anular cilíndrico alongado 400 para o fluxo de fluidos de perfuração através do mesmo, e uma superfície externa cilíndrica 408 pos-

suindo uma pluralidade de nervuras estabilizadoras em espiral 109' no mesmo que podem ser localizadas em qualquer posição desejada ao longo da superfície externa cilíndrica 408 possuindo qualquer comprimento dese- jado.

Como ilustrado na figura 4, as nervuras estabilizadoras 109' são locali- 5 zadas perto da seção central do subestabilizador 109, apesar de poderem ser localizadas em qualquer local desejado, tal como adjacente à extremida- de superior, adjacente à extremidade inferior, e similares.

Cada nervura es- tabilizadora 109' se estende de forma espiral ou helicoidal em torno da su- perfície externa cilíndrica 408 do subestabilizador 109 por substancialmente 1O 45 (graus), ou mais ou qualquer extensão ou número ou graus desejado em torno da circunferência da superfície externa cilíndrica 408 para fornecer uma série de nervuras estabilizadoras 109' capazes de suportar o engate contínuo da formação sendo alargada durante a operação do aparelho alar- gador expansível 100 de modo que uma nervura alargadora 109' entre em contato com o poço sendo alargado.

Se desejado, as nervuras estabilizado- res 109' podem se estender em torno da superfície externa cilíndrica 408 por 180 ou mais da circunferência do subestabilizador 109, tal como por 360 da circunferência do subestabilizador 109. Como ilustrado nas figuras 4 e 4a, cada lâmina estabilizadora 109' inclui uma primeira superfície chanfrada arqueada 41 O aumentando de um primeiro diâmetro 41 O' substancialmente o mesmo diâmetro 408 subs- tancialmente um ângulo de 30 graus, apesar de o ângulo poder variar na faixa de 15 a 45 , se desejado, se estendendo até um segundo diâmetro 410" que é maior do que o primeiro diâmetro 410', a superfície 412 de hard- facing é formada no segundo diâmetro 41 O" que é localizado em um raio constante R a partir da linha central L8 do subestabilizador 109, uma segun- da superfície chanfrada precisa 414 possuindo um primeiro diâmetro 414' substancialmente igual ou igual ao diâmetro 41 O" da primeira superfície chanfrada arqueada 41 O substancialmente em um ângulo de 30 graus até um segundo diâmetro 414" substancialmente igual ao diâmetro da superfície 408' da superfície externa da extremidade inferior do sub 109. Cada nervura estabilizadora 109' inclui hardfacing adequado 412 no exterior da mesma.

O

----------------------------

14/49 formato das nervuras estabilizadoras 109' e o diâmetro sob calibragem das mesmas fazem com que o subestabilizador 109 engate efetivamente as par- tes de um poço em que o subestabilizador 109 é conectado ao aparelho a- largador expansível 100 sem quaisquer outros subs de conexão ou tubos de 5 perfuração localizados entre o aparelho alargador expansível 100 e o subes- tabilizador 109. Para a maior parte das situações, um local das nervuras es- tabilizadoras 109' do subestabilizador 109 é se ter as partes superiores das nervuras estabilizadoras 109' em um local de aproximadamente 0,60 metro a partir da extremidade inferior 190 do corpo tubular 108 do aparelho alargador 1O expansível 100 onde o subestabilizador 109 é conectado ao aparelho alar- gador expansível 100 ou dentro de aproximadamente 1,21 metros a 3,04 metros das lâminas 102 do aparelho alargador expansível 100. Se um subestabilizador 109 não correr com o aparelho alargador expansível 100, um sub inferior 1109 ilustrado na figura 4b que conecta a extremidade inferior 190 do corpo tubular 108 pode ser utilizado.

Permitindo- se que o corpo tubular 108 seja um desenho de peça única, o sub 1109 permite que a conexão entre seja mais forte (devido à capacidade de supor- tar o torque mais alto com o alojamento tubular 108 como descrito aqui) do que uma ferramenta de duas peças convencional possuindo uma conexão superior e uma inferior.

O subestabilizador 109 ou sub 1109, apesar de não necessário, fornece uma conexão mais eficiente para outros equipamentos ou ferramentas dentro do poço.

Adicionalmente, um subestabilizador superior 50 ilustrado na fi- gura 4c pode ser utilizado para conectar a conexão de caixa superior do cor- po tubular 108. Permitindo-se que o corpo tubular 108 seja um desenho de peça única, o subestabilizador superior 50 permite que a conexão entre o alojamento tubular 108 e o sub 50 seja mais forte (tenha a capacidade de suportar o torque mais alto com o sub 50 e o alojamento tubular 108 como descrito aqui) do que uma ferramenta de duas peças convencional possuin- do uma conexão superior e uma inferior.

O subestabilizador superior 109, apesar de não necessário, fornece uma conexão mais eficiente com outros equipamentos ou ferramentas no poço e o cordão de tubulação de perfura-

ção.

O subestabilizador superior 50 inclui uma extremidade de caixa superior 52 possuindo quais roscas desejadas 54 e uma extremidade de pino inferior 56 possuindo quaisquer roscas desejadas 58 para combinar com a conexão de caixa superior do corpo tubular 108. 5 Adicionalmente, se desejado, o subestabilizador superior 50 ilus- trado na figura 4d pode ter nervuras estabilizadoras 109' como descrito aqui para serem utilizadas para estabilizar o aparelho alargador expansível 100. O subestabilizador superior 50 deve ser utilizado para conectar à conexão de caixa superior do corpo tubular 108. Permitindo-se que o corpo tubular 1O 108 seja um desenho de peça única, o subestabilizador superior 50 permite a conexão entre o sub 50 e o alojamento tubular 108 como descrito aqui mais do que uma ferramenta de duas peças convencional possuindo uma conexão superior e uma inferior.

O subestabilizador superior 109, apesar de não necessário fornece uma conexão mais eficiente para outros equipamen- tos ou ferramentas de poço e cordão de tubulação de perfuração.

O subes- tabilizador superior 50 inclui uma extremidade de caixa superior 52 possuin- do quaisquer roscas desejadas 54 e uma extremidade de pino inferior 56 possuindo quaisquer roscas desejadas 58 para combinar com a conexão de caixa superior do corpo tubular 108. Se desejado, o sub superior 50 pode possuir a extremidade de pino 56 possuindo quaisquer roscas desejadas 58 em ambas as extremida- des como ilustrado na figura 4e.

De forma similar, o sub inferior 1109 pode ter a extremidade de caixa 52 possuindo quaisquer roscas desejadas 54 na extremidade inferior do mesmo como ilustrado na figura 4f.

As modalidades do estabilizador podem incluir uma nervura es- tabilizadora, possuindo um perfil de engate composto em sua borda dianteira rotativa a fim de aperfeiçoar a estabilidade rotativa de um conjunto de perfu- ração enquanto perfura.

Tal perfil de engate composto é descrito no pedido de patente U.S.

N°. 12/416.386, de 1 de abril de 2009. Como ilustrado na figura 4g, uma nervura estabilizadora 1301 inclui uma superfície de suporte 1306 e um perfil de engate composto 1330 em uma borda dianteira rotativa

1308. A nervura estabilizadora 1301, como ilustrada nessa modalidade serve para uso com um estabilizador expansível.

Referência também é feita à figu- ra 4h ilustrando uma vista transversal parcial da nervura estabilizadora 1301. O perfil de engate de composto 1330 nessa modalidade compreende uma 5 chanfradura composta que inclui uma primeira superfície chanfrada 1332 e uma segunda superfície chanfrada 1334. A primeira superfície chanfrada 1332 fornece um ângulo de entrada não agressivo,m suave (o ângulo ilus- trado entre a linha de referência tangencial T R da superfície de suporte 1306 e a linha de referência de chanfradura 8 1) com relação à superfície de supor- 1O te 1306 da nervura estabilizadora 1301, enquanto a segunda superfície chanfrada 1334 fornece a transição entre a face dianteira 1340 e a primeira superfície chanfrada 1332 da lâmina estabilizadora 1301 à medida que a nervura estabilizadora 1301 entra em contato com uma formação.

A segun- da superfície chanfrada 1334 possui um ângulo de entrada mais íngreme (o ângulo ilustrado entre a linha de referência tangencial T R da superfície de suporte 1306 e a linha de referência de chanfradura 82) com relação à pri- meira superfície de chanfradura 1332. As superfícies chanfradas 1332 e 1334 se estendem longitudinalmente entre a borda dianteira 1308 e a super- fície de suporte 1306 da nervura estabilizadora 1301 e incluem ângulos de cerca de 15 e 45 graus, respectivamente, (isso é, o ângulo entre as linhas de referência 81 e T R é de 15 graus e o ângulo entre as linhas de referência 81 e 8 2 é de 30 graus). No entanto, outros ângulos incluídos adequados superi- ores ou inferiores a 15 e 45 graus descritos podem ser empregados.

A linha de referencia tangencial T R é perpendicular ao eixo geométrico longitudinal como referido por LR e é tangencial à superfície de suporte 1306. A superfície de suporte 1306 é convexa ou arqueada em forma- to, possuindo um raio de curvatura substancialmente configurado para se conformar a um raio interno de um poço (isso é, o chamado "OD de calibra- gem" do estabilizador). Opcionalmente, a superfície de suporte 1306 pode ser formatada de forma mais ou menos convexa do que a ilustrada, ou pode ser substancialmente plana com relação à linha de referência tangencial T R· A primeira superfície chanfrada 1332 é substancialmente linear enquanto fornece transição entre a segunda superfície chanfrada 1334 e a superfície de suporte 1306 para reduzir o engate de vibração quando do contato de uma parede de um poço.

De forma similar, a segunda superfície chanfrada 1334 é substancialmente linear para fornecer transição entre a 5 face dianteira 1340 e a primeira superfície chanfrada 1332 da nervura 1301. Vantajosamente, a segunda superfície chanfrada 1334, a primeira superfície chanfrada 1332, ou ambas, ajudam a reduzir a tendência de o cordão de perfuração oscilar pelo fornecimento progressivo, como necessário, de um contato de transição com o material de uma formação subterrânea delinean- 1O do uma parede de um poço como um estabilizador é girado no mesmo.

Op- cionalmente, a primeira superfície chanfrada 1332, a segunda superfície chanfrada 1334, ou ambas, podem ter um formato curvilíneo, por exemplo, convexo ou arqueado.

A transição entre a segunda superfície chanfrada 1334, a primeira superfície chanfrada 1332 e a superfície de suporte 1306 pode ser contínua ou pode incluir transições discretas como ilustrado pelos pontos de inflexão 1335 e 1333, respectivamente, entre as superfícies.

Pelo fornecimento de estabilização melhorada, um estabilizador pode incorporar o perfil de engate composto 1330 sobre uma ou mais das nervuras que criam o estabilizador.

Onde o perfil de engate composto 1330 é incluído sobre menos do que todas as nervuras formando o estabilizador, o perfil de engate composto 1330 pode ser incluído nas nervuras de forma si- métrica ou assimétrica.

É reconhecido adicionalmente que um número maior de superfí- cies chanfradas do que as primeira e segunda superfícies chanfradas 1332 e 1334, respectivamente, pode ser fornecido, onde cada superfície chanfrada adicional inclui um ângulo de entrada progressivamente mais íngreme com relação a qualquer uma das superfícies chanfradas anteriores entre si e a superfície de suporte 1306. Pelo fornecimento de um perfil de engate composto 1330 sobre uma nervura estabilizadora 1301, um aperfeiçoamento pronunciado sobre os estabilizadores convencionais é alcançado, particularmente em comparação com os estabilizadores expansíveis possuindo perfis convencionais.

As ner-

vuras estabilizadoras convencionais e lâminas incluem bordas dianteiras que são retangulares em perfil possuindo um canto afiado ou chanfradura pro- nunciada, tal como uma chanfradura de 45 graus, que é particularmente a- gressiva quando encontra irregularidades no poço da formação subterrânea 5 como cascalho inchados como mencionado acima.

A estabilidade aumenta- da, e a oscilação e vibração lateral reduzidas são alcançadas pelo forneci- mento do perfil de engate compostos 1330 que fornece transição rotativa entre a superfície de suporte 1306 de uma nervura estabilizadora 1301 com a formação subterrânea e ajuda adicionalmente a reduzir outros efeitos in- 1O desejáveis como a oscilação de broca.

Pela redução da propensão de um estabilizador aos efeitos da oscilação; vibrações laterais também são reduzi- das.

Em outra modalidade como ilustrado na figura 41, uma nervura estabilizadora 1401 de um estabilizado (não ilustrado) inclui um perfil de en- gate composto 1430 em sua borda dianteira rotativa 1408 a fim de aperfei- çoar a estabilidade de rotação do equipamento dentro do poço quando enga- ta de forma rotativa uma parede de um poço como denotado pela referência WR.

Reconhece-se também que o perfil 14030 pode ser fornecido na borda rotativamente oposta 1409, que é adequada para uma nervura 1401 que pode ser orientada em uma dentre duas direções quando montada com um estabilizador.

Como ilustrado, a nervura estabilizadora 1401 inclui uma su- perfície de suporte 1406 e o perfil de engate composto 1430, onde a nervura estabilizadora 1401 pode ser utilizada nos tipos expansível ou fixo de con- juntos de estabilizador.

O perfil de engate composto 1430 nessa modalidade é uma chanfradura arqueada composta que inclui uma primeira superfície arqueada 1432 e uma segunda superfície arqueada 1434. A primeira super- fície arqueada 1432 fornece a superfície de transição contínua, não agressi- va e suave (curvatura ilustrada pelo raio de curvatura R 1) levando, relativa- mente, à superfície de suporte 1406 da nervura estabilizadora 1401, enquan- to a segunda superfície arqueada 1434 fornece a transição entre a face dian- teira 1440 e a primeira superfície arqueada 1432 ou a superfície de suporte 1406, ou ambas, à medida que a nervura estabilizadora 1401 entra em con-

tato com uma formação.

A segunda superfície arqueada 1434 possui um rádio mais íngreme (isso é, menor) de curvatura R2 com relação à primeira superfície arqueada 1432 par fornecer engate de transição adicional na su- perfície de suporte 1406 à medida que a nervura estabilizadora 1401 engata 5 a formação.

As superfícies arqueadas 1432 e 1434 se estendem continua- mente entre a borda dianteira 1408 e a superfície de suporte 1406 da nervu- ra estabilizadora 1401 e inclui raios sucessivos menores de curvatura com relação à superfície de suporte 1406, respectivamente.

No entanto, outros raios adequados de curvatura menor em extensão do que o raio efetivo R da 1O superfície de suporte 1406 podem ser empregados.

Uma linha de referência tangencial T R é fornecida para ilustrar o engate ideal entre a nervura estabili- zadora 1401 com a parede de poço WR.

A linha de referência tangencial T R é perpendicular ao eixo geométrico longitudinal L do estabilizador e substan- cialmente tangencial a uma parte da superfície de suporte 1406. Deve-se reconhecer que enquanto a superfície de suporte 1406 inclui um formato arqueado possuindo um raio de curvatura R substancial- mente configurado para se conformar a um raio interno de um poço (isso é, o chamado "OD de calibragem" do estabilizador), a superfície de suporte pode ser plana ou incluir outro perfil formatado adequado para engate da parede de um poço.

Opcionalmente, a transição entre a segunda superfície arqueada 1434, a primeira superfície arqueada 1432 e a superfície de suporte 1406 pode ser súbita o suficiente para ser visualmente perceptível como ilustrado pelos pontos de transição 1435 e 1433, respectivamente, entre as mesmas.

É reconhecido adicionalmente que um número maior de superfí- cies arqueadas do que nas primeira e segunda superfícies arqueadas 1432 e 1434 pode ser fornecido, respectivamente, onde cada superfície arqueada adicional inclui um raio progressivamente menor de curvatura com relação a qualquer uma dentre as superfícies arqueadas anteriores entre si e a super- fície de suporte 1406. O corpo tubular 108 do aparelho alargador expansível 100 pode ter uma extremidade inferior 190 e uma extremidade superior 191. Os ter-

mos "inferior" e "superior", como utilizados aqui com referência às extremi- dades 190 ,191, se referem às posições típicas das extremidades 190, 191 com relação uma à outra quando o aparelho alargador expansível 100 é po- sicionado dentro de um poço. A extremidade inferior 190 do corpo tubular 5 108 do aparelho alargador expansível 100 pode inclui rum conjunto de ros- cas (por exemplo, um elemento de pino macho enroscado) para conexão com a extremidade inferior 190 para outra seção de um cordão de perfura- ção ou outro componente de um conjunto de fundo de poço (BHA), tal como, por exemplo, um colar de perfuração ou colares transportando uma broca de 1O perfuração piloto para perfurar um poço e para conexão com o subestabili- zador 109 ou sub 1109, preferivelmente para conexão com o subestabiliza- dor 109 e sub 1109. De forma similar, a extremidade superior 191 do corpo tubular 108 do aparelho alargador expansível 100 pode incluir um conjunto de roscas (por exemplo, um elemento de caixa fêmea enroscado) para co- nexão da extremidade superior 191 com outra seção de um cordão de perfu- ração ou outro componente de um BHA. As roscas na extremidade inferior 190 podem ser de qualquer tipo adequado para combinar com outra seção de um cordão de perfuração ou outro componente de um BHA, tal como, por exemplo, um colar ou colares de perfuração transportando uma broca de perfuração piloto para perfurar um poço e para conectar ao subestabilizador 109 ou sub 1109. Três blocos ou lâminas de corte deslizantes 101, 102, 103 (ver figura 2) são retiros em posição na relação circunferencialmente espaçada no corpo tubular 108 como descrito adicionalmente abaixo e podem ser for- necidos em uma posição ao longo do aparelho alargador expansível 100 entre a primeira extremidade inferior 190 e a segunda extremidade superior

191. As lâminas 101, 102, 103 podem ser constituídas de aço, carbeto de tungstênio, um material composto de matriz particulada (por exemplo, partí- culas duras dispersas por todo o material de uma matriz metálica), ou outros materiais adequados como ilustrado na técnica. As lâminas 101, 102, 103 são retidas em uma posição retraída inicial dentro do corpo tubular 108 do aparelho alargador expansível 100 como ilustrado na figura 17, mas podem ser movidas em resposta à aplicação de pressão hidráulica para dentro da posição estendida (ilustrada na figura 22) e movidas para dentro de uma po- sição retraída (ilustrada na figura 23) quando desejado, como será descrito aqui.

O aparelho alargador expansível 100 pode ser configurado de modo 5 que as lâminas 101, 102, 103 engatem as paredes de uma formação subter- rânea que cerca um poço em que o aparelho alargado r expansível 100 é disposto para remover o material da formação quando as lâminas 101, 102, 103 estão na posição estendida, mas não operam de modo a engatar as pa- redes de uma formação subterrânea dentro de um poço quando as lâminas 1O 101, 102, 103 estão na posição retraída.

Enquanto o aparelho alargador ex- pansível 100 inclui três lâminas 101, 102, 103, é contemplado que uma, du- as ou mais do que três lâminas podem ser utilizadas de forma vantajosa.

Ademais, enquanto as lâminas 101, 102, 103 são posicionadas de forma simetricamente circunferenciais de forma axial ao longo do corpo tubular 108, as lâminas 101, 102, 103 também podem ser posicionadas de forma simetricamente circunferencial além de assimetricamente ao longo do eixo geométrico longitudinal La na direção de qualquer extremidade 190 e 191. A figura 2 é uma vista transversal do aparelho alargador expan- sível 100 ilustrado na figura 1 tirada ao longo da linha de corte 2-2 ilustrada aqui.

Como ilustrado na figura 2, o corpo tubular 108 codifica uma passagem de fluido 192 que se estende longitudinalmente através do corpo tubular 108. A passagem de fluido 192 direciona o fluido substancialmente através de um orifício interno de uma manga de percurso 128 em uma relação de ultrapas- sagem para proteger substancialmente as lâminas 101, 102 e 103 contra exposição ao fluido de perfuração, particularmente na direção lateral, ou normal com relação ao eixo geométrico longitudinal La.

Vantajosamente, o fluido entranhado com material particulado tem menos chance de causar acúmulo ou interferir com os aspectos operacionais do aparelho alargador expansível 100 pela proteção das lâminas 101, 102, 103 contra exposição com o fluido.

No entanto, reconhece-se que a proteção benéfica das lâminas 101, 102, 103 não é necessária para a operação do aparelho alargador ex- pansível 100 onde, como explicado em detalhes adicionais abaixo, a opera-

ção, isso é, a extensão da posição inicial, a posição estendida e a posição retraída, ocorre por uma força direcionada axialmente que é o efeito da pressão de fluido e das forças de orientação de mola.

Nessa modalidade, a força direcionada axial mente aciona diretamente as lâminas 101, 102, 103 5 pela influência axial do dispositivo de acionamento, tal como a manga de impulsão 115 (ilustrada na figura 3), por exemplo, e sem limitação, como mais bem ilustrado aqui abaixo.

Com referência à figura 2, para mais bem se descrever os as- pectos, as lâminas 102 e 103 são ilustradas nas posições inicial ou retraída, 1O enquanto a lâmina 101 é ilustrada na posição externa ou estendida.

O apa- relho alargador expansível 100 pode ser configurado de modo que a exten- são lateral ou radial mais externa de cada uma das lâminas 101, 102, 103 tenha recessos dentro do corpo tubular 108 quando nas posições inicial ou retraída de modo que possa não estender além da extensão maior do diâ- metro externo do corpo tubular 108. Tal disposição pode proteger as lâminas 101, 102, 103 à medida que o aparelho alargador expansível100 é disposto dentro de um envoltório de um poço, e pode permitir que o aparelho alarga- dor expansível 100 passe através de tal envoltório dentro de um poço.

Em outras modalidades, a extensão radial mais externa das lâminas 101, 102, 103 pode coincidir com ou se estender ligeiramente além do diâmetro exter- no do corpo tubular 108. Como ilustrado pela lâmina 101, as lâminas podem se estender além do diâmetro externo do corpo tubular 108 quando na posi- ção estendida, para engatar as paredes de um poço em uma operação de alargamento.

A figura 3 é outra vista transversal do aparelho alargador expan- sível 100 ilustrado nas figuras 1 e 2 tirada ao longo da linha 3-3 ilustrada na figura 2. Referência pode ser feita também às figuras 4 a 7, que ilustram as vistas transversais longitudinais parciais ampliadas de várias partes do apa- relho alargador expansível 100 ilustrado na figura 3. Referência também é feita novamente às figuras 1 e 2 como desejável.

O corpo tubular 108 retém em posição respectivamente ter blocos ou lâminas de corte deslizantes 101, 102, 103 nos três trilhos de lâmina 148. As lâminas 101, 102, 103 estão na posição estendida (ilustrada na figura 22). Os elementos de corte 104 podem ser cortadores compactos de diamante policristalino (PDC) ou outros ele- mentos de corte conhecidos dos versados na técnica e como geralmente descrito na patente U.S.

No. 7.036.611 intitulada "Expandable Reamer Ap- 5 paratus for Enlarging Boreholes while Drilling and Methods of Use". O aparelho alargador expansível 100 inclui um conjunto de cisa- lhamento 140 para reter o aparelho alargador expansível 100 na posição inicial prendendo a manga de percurso 128 na direção da extremidade supe- rior 191 do mesmo Referência também é feita à figura 8, ilustrando uma vista 1O parcial do conjunto de cisalhamento 150. O conjunto de cisalhamento 150 inclui uma manga de trava ascendente 124, alguns parafuso de cisalhamen- to 127 e a manga de percurso 128. A manga de trava superior 124 é retida dentro de um orifício interno 151 do corpo tubular 108 entre uma viro la 152 e um anel de retenção 132 (ilustrado na figura 7) e inclui uma vedação tipo anel em O 135 para impedir que o fluido flua entre o orifício externo 153 da manga de trava superior 124 e o orifício interno 151 do corpo tubular 108. A manga de trava superior 124 inclui partições de cisalhamento 154 para reter cada um dos parafusos de cisalhamento 127, onde, na presente modalidade, cada parafuso de cisalhamento 127 é enroscado em uma porta de cisalha- mento 155 da manga de percurso 128. Os parafusos de cisalhamento 127 mantêm a manga de percurso 128 dentro do orifício interno 156 da manga de trava superior 124 para impedir de forma condicional que a manga de percurso 128 se mova axialmente em uma direção de fundo de poço 157, isso é, na direção da extremidade inferior 190 do aparelho alargador expan- sível 100. A manga de trava superior 124 inclui uma viro la interna 158 para impedir que a manga de percurso 128 mova na direção da parte superior do poço 159, isso é, na direção da extremidade superior 191 do aparelho alar- gador expansível 100. Um vedação tipo anel em O 134 veda a manga de percurso 128 entre o orifício interno 156 da manga de trava superior 124. Quando os parafusos de cisalhamento 127 são cisalhados, a manga de per- curso 128 pode percorrer axial mente dentro do corpo tubular 108 na direção do fundo do poço 157. Vantajosamente, as partes dos parafusos de cisa-

lhamento 127 quando cisalhadas são retidas dentro da manga de trava su- perior 124 e a manga de percurso 128 a fim de impedir que as partes setor- nem soltas ou se alojem em outros componentes quando da perfuração do poço.

Enquanto os parafusos de cisalhamento 127 são ilustrados, outros 5 elementos de cisalhamento podem ser utilizados de forma vantajosa, por exemplo, sem limitação, uma haste de cisalhamento, um fio de cisalhamento e um pino de cisalhamento.

Opcionalmente, outros elementos de cisalha- mento podem incluir estruturas para a retenção positiva dentro de compo- nentes constituintes depois de serem exauridos, de forma similar aos para- 1O fusos de cisalhamento 127 da presente modalidade.

Com referência à figura 6, a manga de trava superior 124 inclui adicionalmente uma coleta 160 que retém axialmente uma manga de veda- ção 126 entre o orifício interno 151 do corpo tubular 108 (figura 2) e um furo externo 162 da manga de percurso 128. A manga de trava superior 124 também inclui uma ou mais abas 163 e uma ou mais portas 161 axialmente espaçadas em torno da mesma (figura 15). Quando a manga de percurso 128 posiciona uma distância axial suficiente na direção do fundo do poço 157, as uma ou mais abas 163 flexionam radialmente para dentro para travar o movimento da manga de percurso 128 entre as uma ou mais abas 163 da manga de trava superior 124 e entre um elemento de absorção de choque 125 montado sobre uma extremidade superior da manga de vedação 126. Além disso, à medida que a manga de percurso 128 posiciona uma distância axial suficiente na direção do fundo do poço 157, as uma ou mais portas 161 da manga de trava superior 124 são expostas por fluido permitindo que o fluido se comunique com uma porta de entrada de bocal 164 a partir da pas- sagem de fluido 192. O elemento de absorção de choque 125 da manga de vedação 126 fornece retenção de mola da manga de percurso 128 com uma ou mais abas 163 da manga de trava superior 124 e também mitiga o cho- que de impacto causado pela manga de percurso 128 quando seu movimen- to é interrompido pela manga de vedação 126. O elemento de absorção de choque 125 pode compreender um material flexível ou deformável, tal como, por exemplo, um elastômero ou outro polímero.

O elemento de absorção de choque 125 pode compreender uma borracha de nitrila.

A utilização de um elemento de absorção de choque 125 entre a manga de percurso 128 e a manga de vedação 126 pode reduzir ou impedir a deformação de pelo menos uma dentre a manga de percurso 5 128 e a manga de vedação 126 que, do contrário, pode ocorrer devido ao impacto entre as mesmas.

Deve-se notar que quaisquer elementos de vedação ou elemen- tos de absorção de choque descritos aqui que são incluídos dentro do apare- lho alargador expansível 100 podem compreender qualquer material ade- 1O quado como sabido da técnica, tal como, por exemplo, um polímero ou elas- tômero.

Opcionalmente, um material compreendendo um elemento de veda- ção pode ser selecionado para uso com temperatura relativamente alta (por exemplo, cerca de 204 C ou mais). Por exemplo, as vedações podem ser constituídas por TEFLON®, poliéterétercetona ("PEEK™"), um material po- limérico, ou um elastômero, ou pode compreender uma vedação de metal com metal adequada para condições esperadas de poço.

Especificamente, qualquer elemento de vedação ou elemento de absorção de choque descrito aqui, tal como o elemento de absorção de choque 125 e as vedações de anel em O de elementos de vedação 134 e 135, discutidos acima, ou ele- mentos de vedação, tal como vedação de anel em O 136 discutidos abaixo, ou outros elementos de vedação incluídos por um aparelho alargador ex- pansível podem compreender um material configurado para uso com tempe- ratura relativamente alta, além de para uso em ambientes de poço altamente corrosivos.

A manga de vedação 126 inclui uma vedação em anel em O 136 vedando entre o orifício interno 151 do corpo tubular 108 e uma vedação em T 137 vedando entre o orifício externo 162 da manga de percurso 128, que completa a vedação de fluido entre a manga de percurso 128 e a porta de entrada de bocal 164. Adicionalmente, a manga de vedação 126 alinha de forma axial, orienta e suporta a manga de percurso 128 dentro do corpo tu- bular 108. Ademais, as vedações da manga de vedação 136 e 137 também podem impedir que o fluido hidráulico vaze de dentro do aparelho alargador expansível 100 para fora do aparelho alargador expansível 100 por meio da porta de entrada de bocal 164 antes de a manga de percurso 128 ser libera- da de sua posição inicial. Uma extremidade de fundo de poço 165 da manga de percurso 5 128 (ver também figura 5), que inclui uma manga de batente de assento 130 é alinhada, orientada axialmente e suportada por um pistão anular ou manga de trava baixa 117. A manga de trava baixa 117 é axialmente acoplada a uma manga de impulsão 115 que é cilindricamente retida entre a manga de percurso1 28 e o orifício interno 151 do corpo tubular 108. Quando a manga de percurso 128 está na posição "pronta" ou inicial durante a perfuração, a pressão hidráulica pode agir na manga de impulsão 115 de forma concêntri- ca ao eixo geométrico da ferramenta e sobre a manga de trava baixa 117 entre o orifício externo 162 da manga de percurso 128 e o orifício interno 151 do corpo tubular 108. Com ou sem pressão hidráulica quando ao pare- lho alargador expansível 100 está na posição inicial, a manga de impulsão 115 é impedida de mover na direção de topo de poço 169 por um conjunto de trava baixa, isso é, um ou mais cães 166 da manga de trava baixa 117. Os cães 166 são retidos em posição entre um sulco anular 167 no orifício interno 151 do corpo tubular 108 e a manga de batente de assento

130. Cada cão 166 da manga de trava baixa 117 é uma trava de cão possu- indo um entalhe expansível 168 que pode engatar o sulco 167 do corpo tu- bular 108 quando engatado de forma compressiva pela manga de batente de assento 130. Os cães 166 mantêm a manga de trava baixa 117 no lugar e impedem que a manga de impulsão 115 se mova na direção de topo de po- ço 159 até que a "extremidade" ou manga batente de assento 130, com seu diâmetro externo maior 169, percorra além da manga de trava baixa 117 permitindo que os cães 166 retraiam axialmente para dentro na direção do diâmetro externo menor 170 da manga de percurso 128. Quando os cães 166 retraem axialmente para dentro os mesmos podem ser desengatados do sulco 1667 no orifício interno 151 do corpo tubular 108, permitindo que a manga de impulsão 115 seja submetida à pressão hidráulica basicamente na direção axial, isso é, na direção de topo de poço 159.

O conjunto de cisalhamento 150 exige um ato afirmativo, tal co- mo a introdução de um elemento de restrição esférico ou outro elemento no aparelho alargador expansível 100 para fazer com que a pressão do fluido hidráulico flua para aumentar, antes dos parafusos de cisalhamento 127 5 desgastarem.

A extremidade de fundo de poço 165 da manga de percurso 128 inclui dentro de seu orifício interno uma manga de aprisionamento esférica 129 que inclui um bujão 131. Uma vedação tipo anel em O 139 também po- de fornecer uma vedação entre a manga de aprisionamento esférica 129 e o bujão 131. Um elemento de restrição na forma de uma esfera 147 (figura 18) pode ser introduzido no aparelho alargador expansível 100 a fim de permitir a operação do aparelho alargador expansível 100 para iniciar ou "acionar'' a ação do conjunto de cisalhamento 150. Depois de a esfera 147 ser introdu- zida, o fluido transportará a esfera 147 para dentro da manga de aprisiona- menta de esfera 129 permitindo que a esfera 147 seja retida e vedada pela parte de assento do bujão 131 e a manga de aprisionamento de esfera 129. Quando a esfera 147 obstrui o fluxo de fluido sendo aprisionada na manga de aprisionamento de esfera 129, a pressão de fluido ou hidráulica acumula- rá dentro do aparelho alargador expansível 100 até que os parafusos de ci- salhamento 127 cisalhem.

Depois que os parafusos de cisalhamento 127 cisalham, a manga de percurso 128 juntamente com a manga batente de assento retida de forma coaxial 130 percorrerão axialmente, sob a influência da pressão hidráulica, na direção do poço 157 até que a manga de percurso 128 seja novamente axialmente retida pela manga de trava alta 124 como descrito acima ou mover para uma posição inferior.

Depois disso, o fluxo de fluido pode ser restabelecido através das portas de fluido 173 na manga de percurso 128 acima a esfera 147. Opcionalmente, a esfera 147 utilizada para ativar o aparelho a- largador expansível 100 pode engatar a manga de aprisionamento de esfera 129 e o bujão 131 que incluem características maleáveis, de modo que a esfera 147 possa expandir nesse local à medida que assenta a fim de impe- dir que a esfera 147 se mova e cause potencialmente problemas ou danos ao aparelho alargador expansível 100. Além disso, a fim de suportar a manga de percurso 128 e mitigar os efeitos de vibração depois de a manga de percurso 128 ser axialmente retida, a manga batente de assento 130 e a extremidade de fundo de poço 5 165 da manga de percurso 128 são retidas em uma manga estabilizadora

122. Referência também pode ser feita às figuras 5 e 22. A manga estabili- zadora 122 é acoplada ao orifício interno 151 do corpo tubular 108 e retida entre um anel de retenção 133 e uma manga de proteção 121, que é manti- da por uma virola anular 171 no orifício interno 151 do corpo tubular 108. O 1O anel de retenção 133 é mantido dentro de um sulco anular 172 no orifício interno 151 do corpo tubular 108. A manga de proteção 121 fornece prote- ção contra a natureza erosiva do fluido hidráulico para o corpo tubular 108 permitindo que o fluido hidráulico flua através das portas de fluido 173 da manga de percurso 128, impingindo sobre a manga de proteção 121 e além da manga estabilizadora 122 quando a manga de percurso 128 é retida. Depois que a manga de percurso 128 percorre uma distância su- ficiente para permitir que os cães 166 da manga de trava baixa 117 desen- gatem do sulco 167 no orifício interno 151 do corpo tubular 108, os cães 166 da manga de trava baixa 117 sendo conectados à manga de impulsão 115 podem mover na direção de topo de poço 159. Referência também pode ser feita às figuras 5, 6 e 21. A fim de que a manga de impulsão 115 mova na direção de topo de poço 159, a pressão diferencial entre o orifício interno 151 e o lado externo 183 do corpo tubular 108 causada pelo fluxo de fluido hidráulico deve ser suficiente para superar a força de restauração ou orien- tação de uma mola 116. A mola de compressão 116 que resiste ao movi- mento da manga de impulsão 115 na direção de topo de poço 159, é retida na superfície externa 175 da manga de impulsão 115 entre um anel 113 fi- xado em um sulco 174 do corpo tubular 108 e a manga de trava baixa 117. A manga de impulsão 115 pode percorrer axialmente na direção de topo de poço 159 sob a influência do fluido hidráulico, mas é restrita contra o movi- mento além da virola superior do anel 113 e além da manga protetora 184 na direção do fundo do poço 157. A manga de impulsão 115 pode incluir uma vedação em T 138 entre o corpo tubular 108, uma vedação em T 137 entre a manga de percurso 128, e uma vedação wiper 141 entre a manga de percurso 128 e a manga de impulsão 115. A manga de impulsão 115 inclui em sua seção de topo de poço 5 176 uma forquilha 114 acoplada à mesma, como ilustrado na figura 6. A for- quilha 114 (também ilustrada na figura 16) incluir três braços 177, cada bra- ço 177 sendo acoplado a uma das lâminas 101, 102, 103 por uma conexão com pino 178. Os braços 177 podem incluir uma superfície formatada ade- quada para expelir resíduos à medida que as lâminas 101, 102, 103 são re- 1O traídas na direção da posição retraída.

A superfície formatada dos braços 177, em conjunto com a parede adjacente da cavidade do corpo tubular 108, pode fornecer ângulos incluídos de aproximadamente 20 graus, que é prefe- rível para desalojar e remover qualquer cascalho envolvido, e pode, adicio- nalmente, incluir material de superfície de baixa fricção para impedir a ade- rência pelos recortes de formação e outros resíduos.

A conexão com pino 178 inclui uma conexão 118 acoplando uma lâmina ao braço 177, onde a conexão 118 é acoplada à lâmina por um pino de lâmina 119 e presa por um anel de retenção 142, e a conexão 118 é acoplada ao braço 177 por um pino de forquilha 120 que é preso por um contrapino 144. A conexão com pino 178 permite que as lâminas 101, 102, 103 transitem de forma rotativa em torno dos braços 177 da forquilha 114, particularmente visto que o dispositi- vo de acionamento transita diretamente as lâminas 1O1, 102, 103 entre as posições estendida e retraída.

Vantajosamente, o dispositivo de acionamen- to, isso é, a manga de impulsão 115, a forquilha 114, e/ou a conexão com pino 178, retraem diretamente além de estenderem as lâminas 101, 102, 103, ao passo que a sabedoria convencional tenha direcionado o uso de uma parte para condução de pressão hidráulica para forçar a lâmina lateral- mente para fora e outra parte, tal como uma mola, para forçar as lâminas para dentro.

A fim de que as lâminas 101, 102, 103 possam transitar entre as posições estendida e retraída, as mesmas são, cada uma, acopladas de forma posicionada com relação a um dos trilhos de lâmina 148 no corpo tu-

bular 108 como particularmente ilustrado nas figuras 3 e 6. A lâmina 101 também é ilustrada nas figuras de 10 a 14. O trilho de lâmina 148 inclui um sulco em formato de rabo de andorinha 179 que se estende axialmente ao longo do corpo tubular 108 em uma inclinação chanfrada 180 possuindo um 5 ângulo agudo com relação ao eixo geométrico longitudinal La.

Cada uma das lâminas 101, 102, 103 inclui um trilho em formato de rabo de andorinha 181 que combina substancialmente com o sulco em formato de rabo de andori- nha 179 do trilho de lâmina 148 a fim de prender de forma deslizante as lâ- minas 101, 102, 103 ao corpo tubular 108. Quando a manga de impulsão 1O 115 é influenciada pela pressão hidráulica, as lâminas 101, 102, 103 se es- tenderão para cima e para fora através de uma porta de passagem de lâmi- na 182 para a posição estendida pronta para corte da formação.

As lâminas 101, 102, 103 são empurradas ao longo dos trilhos de lâmina 148 até que o movimento de avanço ser interrompido pelo corpo tubular 108 ou o bloco estabilizador superior 105 sendo acoplado ao corpo tubular 108. Na posição ascendente-externa ou totalmente estendida, as lâminas 101, 102, 103 são posicionadas de modo que os elementos de corte 104 aumentem o furo de poço na formação subterrânea por uma quantidade prescrita.

Quando a pressão hidráulica fornecida pelo fluxo do fluido de perfuração através do aparelho alargador expansível 100 é liberada, a mola 116 empurrará as lâ- minas 101, 102, 103 através da manga de impulsão 115 e a conexão com pino 178 na posição retraída.

No caso de o conjunto não retrair prontamente através da força de mola, quando a ferramenta é puxada para cima pelo po- ço até uma sapata de envoltório, a sapata pode contatar as lâminas 1O1, 102, 103 ajudando a empurrar ou forçar as mesmas para baixo nos trilhos de lâmina 148, permitindo que o aparelho alargador expansível 100 seja recu- perado a partir do poço.

A esse respeito, o aparelho alargador expansível 100 inclui a característica de garantia de retração para auxiliar ainda mais na remoção do aparelho alargador expansível 100 de um poço.

A inclinação chanfrada 180 dos trilhos de lâmina 148 nessa modalidade é de dez graus, medidos com relação ao eixo geométrico longitudinal La do aparelho alarga- dor expansível 100. Enquanto a inclinação chanfrada 180 dos trilhos de lâ-

mina 148 é de dez graus, a mesma pode variar de um ponto maior ou menor do que o ilustrado.

No entanto, a inclinação chanfrada 180 pode ser menor do que substancialmente 35 graus, por razões discutidas abaixo, para obter o benefício total desse aspecto das modalidades apresentadas aqui.

As lâ- 5 minas 101, 102, 103 sendo "travadas" nos trilhos de lâmina 148 com os tri- lhos em formato de rabo de andorinha 181 à medida que são acionadas axi- almente para dentro da posição estendida permitem tolerâncias mais folga- das em comparação com os alargadores hidráulicos convencionais que exi- gem tolerâncias justas entre os pistões de lâmina e o corpo tubular 108 para 1O acionar radialmente os pistões de lâmina para sua posição estendida.

De acordo, as lâminas 101, 102, 103 são mais robustas e têm menos chances de aderir ou falhar devido a bloqueio do fluido.

Nessa modalidade, as lâmi- nas 101, 102, 103 possuem um espaço amplo nos sulcos em formato de rabo de andorinha 179 dos trilhos de lâmina 148, tal como um espaço 0,1587, mais ou menos, entre o trilho em formato de rabo de andorinha 181 e o sulco em formato de rabo de andorinha 179. Deve ser reconhecido que o termo 'rabo de andorinha" quando fazendo referência ao sulco em formato de rabo de andorinha 179 ou o trilho em formato de rabo de andorinha 181 não deve ser limitador, mas é direcionado de forma ampla às estruturas nas quais cada lâmina 101, 102, 103 é retida com o corpo tubular 108 do apare- lho alargador expansível 100, enquanto permite adicionalmente que as lâmi- nas 101, 102, 103 transitem entre duas ou mais posições ao longo dos tri- lhos de laminada 148 (ver também figura 2) sem aderir ou realizar o trava- mento mecânico.

As forças de reação agindo nos elementos de corte 104 nas lâ- minas 101, 102, 103 durante a rotação do aparelho alargador expansível 100 no engate de uma formação enquanto alargam um poço podem ajudar a empurrar ainda mais as lâminas 101, 102, 103 na direção externa estendi- da,mantendo as mesmas com essa força em sua posição totalmente externa ou estendida.

As forças de perfuração agindo nos elementos de corte 104, portanto, juntamente com a pressão mais alta dentro do aparelho alargador expansível 100 criando um diferencial de pressão com o do exterior do poço para o aparelho alargador expansível 100, ajudam a manter adicionalmente as lâminas 101, 102, 103 na posição estendida ou externa.

Além disso, en- quanto o aparelho alargador expansível 100 está perfurando, a pressão de fluido pode ser reduzida quando a combinação de inclinação chanfrada 180 5 dos trilhos de lâmina 148 é suficientemente rasa permitindo que as forças de reação agindo nos elementos de corte 104 desviem o efeito de orientação da mola de orientação 116. A esse respeito, a aplicação de pressão de fluido hidráulico pode ser substancialmente minimizada enquanto a perfuração como uma vantagem mecânica permite que as forças de reação agindo nos 1O elementos de corte 104 quando acoplados com a inclinação chanfrada subs- tancialmente mais rasa 180 dos trilhos 148 forneçam a força de reação ne- cessária para reter as lâminas 101, 102, 103 em sua posição estendida.

A- largadores convencionais possuindo lâminas que se estendem substancial- mente lateralmente para fora a partir de uma extensão de 35 graus ou maior (referido com o eixo geométrico longitudinal) exigem a aplicação total e con- tinuada de pressão hidráulica para manter as lâminas em uma posição es- tendida.

De acordo e diferentemente do caso com os aparelhos alargadores expansíveis convencionais, as lâminas 101, 102, 103 do aparelho alargador expansível 100 apresentam uma tendência a abrir em oposição à tendência de fechar quando alargando um poço.

A direção da força de corte e, dessa forma, a força de reação podem ser ajustadas pela alteração de backrake, exposição e siderake dos elementos de corte 104 para alcançar um força melhor que tende a mover as lâminas 101, 102, 103 para sua extensão ex- terna mais plena.

Outra vantagem de um chamado "trilho raso", isso é, a inclina- ção chanfrada substancialmente pequena 180 possuindo um ângulo agudo, é a maior eficiência de retração da força de mola.

A eficiência de retração aperfeiçoada permite taxas de mola aperfeiçoadas ou personalizadas utiliza- das para controlar a extensão da força de orientação pela mola 116, tal co- mo a seleção da força de orientação que precisa ser superada pela pressão hidráulica para iniciar o movimento ou estender totalmente as lâminas 101, 102, 103. Além disso, com a eficiência de retração aperfeiçoada uma garan-

tia maior de retração de lâmina é fornecida quando a pressão de fluido hi- dráulico é removida do aparelho alargador expansível 100. Opcionalmente, a mola 116 pode ser pré-carregada quando o aparelho alargador expansível 100 está na posição inicial ou retraída, permitindo uma quantidade mínima 5 de força de retração aplicada constantemente.

Outra vantagem fornecida pelos trilhos de lâmina 148 é o dese- nho unitário de cada sulco "em formato de rabo de andorinha" 179, existindo um sulco 179 para receber um dos trilhos "em formato de rabo de andorinha" opostos 181 dos guias 187 (figura 1O) em cada lado das lâminas 101, 102, 1O 103. Nos aparelhos alargadores expansíveis convencionais, cada lado de uma lâmina móvel inclui uma pluralidade de nervuras ou canais para serem recebidos em nervuras ou canais opostos, respectivamente, do corpo do alargador, tais disposições sendo altamente sujeitas à aderência quando as lâminas são submetidas a forças operacionais e pressões.

Em adição à faci- lidade de extensão e retração de lâmina sem aderência ao longo ou no trilho 148, o desenho de trilho único e sulco cooperante fornece um suporte estru- tural de não aderência para a operação da lâmina, particularmente quando engatando uma formação enquanto é alargada.

Em adição ao bloco estabilizador superior 105, o aparelho alar- gador expansível 100 também inclui um bloco estabilizador intermediário 106 e um bloco estabilizador inferior 107 (como ilustrado nas figuras 1 e 1a). Op- cionalmente, o bloco estabilizador intermediário 106 e o bloco estabilizador inferior 107 podem ser combinados em um bloco estabilizador unitário pos- suindo hardfacing adequado 106" como ilustrado na figura 1b.

Uma opção adicional do bloco estabilizador 105 e 106' é ilustrada na figura 1c onde tais blocos 105 e 106' são formados integralmente com o alojamento tubular 108 possuindo um hardfacing 105' e 106". Os blocos estabilizadores 105, 106, 107 ajudam a centralizar o aparelho alargador expansível 100 no furo de perfuração enquanto é passado para a posição através de um envoltório ou cordão de forro e também durante a perfuração e alargamento do poço.

Co- mo mencionado acima, o bloco estabilizador superior 105 pode ser utilizado para interromper ou limitar o movimento de avanço das lâminas 101, 102,

103, determinando a extensão à qual as lâminas 101, 102, 103 podem enga- tar um poço durante a perfuração.

O bloco estabilizador superior 105, em adição ao fornecimento de um batente posterior para limitar a extensão late- ral das lâminas 101, 102, 103, pode fornecer uma estabilidade adicional 5 quando as lâminas 101, 102, 103 são retraídas e o aparelho alargador ex- pansível 100 de um cordão de perfuração é posicionado dentro de um poço em uma área onde um furo expandido não é desejado enquanto o cordão de perfuração está girando.

Vantajosamente, o bloco estabilizador superior 105 pode ser 1O montado, removido e/ou substituído por um técnico, particularmente no campo, permitindo que a extensão à qual as lâminas 101, 102, 103 engatam o poço seja prontamente aumentada ou diminuída para uma extensão dife- rente da ilustrada.

Opcionalmente, é reconhecido que um batente associado a um lado de trilho do bloco estabilizador superior 105 possa ser personali- zado a fim de interromper a extensão à qual as lâminas 1O1, 102, 103 po- dem se estender lateralmente quando totalmente posicionados para a posi- ção estendida ao longo dos trilhos de lâmina 148. Os blocos estabilizadores 105, 106, 107 podem incluir partes de suporte hardfaced (não ilustradas) para fornecer uma superfície para contato com uma parede de um poço en- quanto se estabiliza o aparelho alargador expansível 100 durante uma ope- ração de perfuração.

Além disso, o aparelho alargador expansível 100 pode incluir bocais de carbeto de tungstênio 11 O como ilustrado na figura 9. Os bocais 11 O são fornecidos para resfriar e limpar os elementos de corte 104 e limpar resíduos das lâminas 101, 102, 103 durante a perfuração.

Os bocais 11 O podem incluir uma vedação tipo anel em O 140 entre cada bocal 11 O e o corpo tubular 108 para fornecer uma vedação entre os dois componentes.

Como ilustrado, os bocais 11 O são configurados para direcionar o fluido de perfuração na direção das lâminas 101, 102, 103 na direção do fundo do poço 157, mas podem ser configurados para direcionar o fluido lateralmente ou na direção de topo de poço 159. O aparelho alargador expansível, ou alargador 100 é descrito •

agora em termos de seus aspectos operacionais. Referência pode ser feita às figuras de 17 a 23, em particular, e, opcionalmente, às figuras de 1 a 6, como desejável. O aparelho alargador expansível 100 pode ser instalado em um conjunto de fundo de poço acima de uma broca piloto e, se incluído, a- 5 cima ou abaixo do dispositivo MWD e incorporado a um sistema direcionável rotativo (RSS) e sistema de circuito fechado rotativo (RCLS), por exemplo. Antes do "acionamento" do aparelho alargador expansível 100, o aparelho alargador expansível 100 é mantido em uma posição inicial retraída como ilustrado na figura 17. Por exemplo, a manga de percurso 128 dentro do apa- 1O relho alargador expansível 100 isola o percurso de fluxo de fluido e impede a extensão inadvertida das lâminas 101, 102, 103, como descrito previamente, e é retida pelo conjunto de cisalhamento 150 com parafusos de cisalhamen- to 127 presos à manga de trava alta 124 que é fixada ao corpo tubular 108. Enquanto a manga de percurso 128 é mantida na posição inicial, o dispositi- vo de acionamento de lâmina é impedido de acionar diretamente as lâminas 101, 102, 103 agidas pelas forças de orientação ou forças hidráulicas. A manga de percurso 128 possui, em sua extremidade inferior, uma peça de extremidade ampliada, a manga batente de assento 130. Essa manga baten- te de assento 130, com seu diâmetro externo maior 169, mantém os cães 166 da manga de trava baixa 117 em uma posição fixa, impedindo que a manga de impulsão 115 mova para cima com o efeito da pressão diferencial e ativação das lâminas 101, 102, 13. Os cães 166 prendem a trava ou enta- lhe expansível 168 em um sulco 167 no orifício interno 151 do corpo tubular

108. Quando é desejável se acionar o aparelho alargador expansível 100, o fluxo de fluido de perfuração é momentaneamente interrompido, se necessá- rio, e uma esfera 147 ou outro elemento de restrição de fluido é colocado dentro do cordão de perfuração e o bombeamento do fluido de perfuração é retomado. A esfera 147 se move na direção de fundo de poço 157 sob a in- fluencia da gravidade e/ou o fluxo do fluido de perfuração, como ilustrado na figura 18. Depois de um breve espaço de tempo a esfera 147 atinge um as- sento de esfera da manga de aprisionamento de esfera 129, como ilustrado na figura 19. A esfera 147 para o fluxo de fluido de perfuração e faz com que a pressão acumule acima da mesma no cordão de perfuração.

À medida que a pressão acumula, a esfera 147 pode ser adicionalmente assentada dentro ou contra o bujão 131, que pode ser feito de, ou forrado com um material resiliente tal como tetrafluoroetileno (TFE). 5 Com referência à figura 20, em um nível de pressão predetermi- nado, determinado pelo número e intensidades de cisalhamento individuais dos parafusos de cisalhamento 127 (feitos de latão ou outro material ade- quado) instalado inicialmente no aparelho alargador expansível 100, os para- fusos de cisalhamento 127 falharão no conjunto de cisalhamento 150 e per- 1O mitirão que a manga de percurso 128 solte a vedação e mova para baixo.

À medida que a manga de percurso 128 com a extremidade maior da manga batente de assento 130 move para baixo, os cães de travamento 166 da manga de trava baixa 117 estão livres para mover para dentro na direção do diâmetro menor da manga de percurso 128 e se tornarem livres do corpo tubular 108. Depois disso, como ilustrado na figura 21, a manga de trava bai- xa 117 é fixada à manga de impulsão ativada por pressão 115 que agora move para cima sob a influência da pressão de fluido à medida que o fluido é permitido através das portas de fluido 173 expostas à medida que a manga de percurso 128 se move para baixo.

À medida que a pressão de fluido é aumentada a força de orientação da mola 116 é superada permitindo que a manga de impulsão 115 se mova na direção de topo de poço 158. A manga de impulsão 115 é fixada à forquilha 114 que é fixada por pinos e conjunto de conexão 178 às três lâminas 101, 102, 103, que são agora movidas as- cendentemente pela manga de impulsão 115. No movimento ascendente, as lâminas 101, 102, 103 seguem, cada uma, uma inclinação ou trilho de lâmi- na 148 em que são montadas, através de um tipo de sulco em formato de rabo de andorinha quadrado modificado 179 (ilustrado na figura 2), por e- xemplo.

A figura 22, o passo das lâminas 101, 102, 103 é interrompido na posição totalmente estendida pelas partes hardfaced superiores no bloco estabilizador superior 105, por exemplo.

Opcionalmente, como mencionado acima, um bloco estabilizador personalizado pode ser montado no aparelho alargador expansível 100 antes da perfuração a fim de ajustar e limitar a ex- tensão à qual as lâminas 101, 102, 103 podem se estender.

Com as lâminas 101, 102, 103 na posição estendida, o alargamento de um poço pode ter 5 início.

À medida que o alargamento ocorre com o aparelho alargador expansível 100, os blocos estabilizadores inferior e intermediário hardfaced 106, 107 ajudam a estabilizar o corpo tubular 108 à medida que os elemen- tos de corte 104 das lâminas 101, 102, 103 alargam um poço maior e o blo- 1O co estabilizador superior hardfaced 105 também ajuda a estabilizar o topo do aparelho alargador expansível 100 quando as lâminas 101, 102, 103 estão na posição retraída.

Depois que a manga de percurso 128 com a esfera 147 se mo- vem para baixo, a esfera 147 para com as portas de ultrapassagem de fluxo ou fluido 173 localizadas acima da esfera 147 na manga de percurso 128 saindo contra a parede interna 184 da manga de proteção hardfaced 121, o que ajuda a impedir ou minimizar os danos de erosão do fluxo de fluido de perfuração impingindo nesse local.

O fluxo de fluido de perfuração pode en- tão continuar a descer pelo conjunto de fundo de poço, e a extremidade su- perior da manga de percurso 128 se torna "aprisionada", isso é, travada, en- tre uma ou mais abas 163 da manga de trava alta 124 e o elemento de ab- sorção de choque 125 da manga de vedação 126 e a extremidade inferior da manga de percurso 128 é lateralmente estabilizada pela manga de estabili- zação 122. Quando a pressão de fluido de perfuração é liberada, a mola 116 ajuda a acionar a manga de trava baixa 117 e a manga de impulsão 115 com as lâminas fixadas 101, 102, 103 de volta para baixo e para dentro substancialmente para sua posição original ou inicial dentro da posição retra- ída, ver figura 23. No entanto, visto que a manga de percurso 128 moveu para uma posição travada descendente, a manga batente de assento 130, com seu diâmetro externo maior 169 não reterá mais os cães 166 fora e no sulco 167 e, dessa forma, a trava ou manga de trava baixa 117 permanece destravada e sujeita a diferenciais de pressão para a operação ou ativação subsequente.

Toda vez que o fluxo de fluido de perfuração é restabelecido no tubo de perfuração e através do aparelho alargador expansível 100, a man- 5 ga de impulsão 115 com a forquilha 114 e as lâminas 101, 102, 103 podem mover para cima com as lâminas 101, 102, 103 seguindo a inclinação ou trilho 148 para novamente cortar/alargar o diâmetro maior prescrito em um poço.

Toda vez que o fluxo de fluido de perfuração é interrompido, isso é, a pressão diferencial cai abaixo da força de restauração ou orientação da mola 116, as lâminas 101, 102, 103 se retraem, como descrito acima, através da mola 116. O aparelho alargador expansível 100 supera as desvantagens dos alargadores convencionais.

Por exemplo, um alargador hidráulico con- vencional utiliza pressão de dentro da ferramenta para aplicar a força contra os pistões de corte que movem radialmente para fora.

É sentido por alguns que a natureza do alargador convencional permite que forças mal alinhadas obstruam os pistões, impedindo que as molas retraiam os mesmos.

Pelo fornecimento do aparelho alargador expansível 100 que desliza cada uma das lâminas para cima por uma inclinação de ângulo relativamente pequeno, forças de perfuração maiores podem ser utilizadas para abrir e estender as lâminas para sua posição máxima enquanto transferem as forças para o ba- tente de parte hardfaced superior sem qualquer danos às mesmas e permi- tindo subsequentemente que a mola retraia as lâminas depois disso sem obstrução.

O aparelho alargador expansível 100 inclui lâminas que, se não retraídas pela mola, serão empurradas para baixo da inclinação do trilho de lâmina pelo contato com a parede do poço e o envoltório para permitir que o aparelho alargador expansível 100 seja puxado através do envoltório, forne- cendo um tipo de função contra mau funcionamento.

O aparelho alargador expansível 100 não é vedado em torno das lâminas 101, 102, 103 e não exige vedações, tal como vedações caras e personalizadas utilizadas em alguns aparelhos alargadores expansíveis con-

vencionais.

O aparelho alargador expansível 100 inclui espaços que variam de 0,0254 em. a 0,0762 em. entre as partes adjacentes possuindo vedações dinâmicas entre as mesmas.

As vedações dinâmicas são todas vedações 5 circulares convencionais.

Ademais, o mecanismo de deslizamento ou dispo- sitivo de acionamento, que inclui as lâminas nos trilhos de lâmina, incluem espaços variando de O, 127 em. a 0,254 em., particularmente em torno das partes em formato de rabo de andorinha.

Os espaços no aparelho alargador expansível, as lâminas e os trilhos de lâmina podem variar mais ou menos 1O do que o indicado aqui.

Os espaços e tolerâncias maiores das partes do a- parelho alargador expansível 100 promovem facilidade de operação, particu- larmente com uma probabilidade reduzida de aderência causada pela maté- ria particulada no fluido de perfuração e formação de resíduos cortados da parede do poço.

Aspectos adicionais do aparelho alargador expansível 100 são fornecidos agora; A lâmina 101 pode ser mantida no lugar ao longo do trilho de lâmina 148 (ilustrado na figura 2) por guias 187. A lâmina 101 inclui guias coincidentes 187 como ilustrado nas figuras de 10 a 14. Cada guia coinci- dente 187 é constituído de um trilho único em formato de rabo de andorinha 181 localizado em oposição em cada lado da lâmina 101 e inclui um ângulo o que é selecionado para impedir a aderência com os guias coincidentes 187 do trilho de lâmina 148. O ângulo incluído o dos trilhos em formato de rabo de andorinha 181 da lâmina 101 nessa modalidade é de 30 graus de modo que a lâmina 101 tenha a tendência de se mover para longe de ou fornecer um espaço em torno do trilho de lâmina 148 no corpo tubular 108 quando submetida à pressão hidráulica.

As lâminas 101, 102, 103 são fixadas a uma forquilha 114 com o conjunto de conexão, como descrito aqui, que permite que as lâminas 101, 102, 103 movem para cima e radialmente para fora ao longo da inclinação de 1O graus, nessa modalidade, à medida que o dispositivo de acionamento, isso é, a forquilha 114 e a manga de impulsão 115, se move axialmente para

I

40/49 cima.

A conexão do conjunto de conexão é fixada a ambas as lâminas 101, 102, 103 e à forquilha 114 de forma similar.

O conjunto de conexão, em adi- ção a permitir que o dispositivo de acionamento estenda e retraia diretamen- te as lâminas 101, 102, 103 substancialmente na direção longitudinal ou axi- 5 ai, permite a extensão ascendente e radial externa das lâminas 101, 102, 103 pela rotação através de um ângulo, aproximadamente 48 graus nessa modalidade, durante o acionamento direto do dispositivo de acionamento e das lâminas 101, 102, 103. No caso de as lâminas 101, 102, 103 não se moverem pronta- 1O mente de volta para baixo a inclinação dos trilhos de lâmina 148 sob a força de orientação da mola de retração 116, então à medida que o aparelho alar- gador expansível 100 é puxado a partir do poço, o contato com a parede do poço empurrará as lâminas 101, 102, 103 para baixo da inclinação chanfra- da 180 dos trilhos de lâmina 148. Se necessário, as lâminas 101, 102, 103 do aparelho alargador expansível 100 podem ser puxadas para cima nova- mente pelo envoltório que pode empurrar as lâminas 101, 102, 103 mais pa- ra trás e para dentro da posição retraída permitindo, assim, acesso e remo- ção do aparelho alargador expansível 100 através do envoltório.

Em outras modalidades, a manga de percurso 128 pode ser ve- dada para impedir que o fluxo de fluido saia do aparelho alargador expansí- vel 100 através das portas de passagem de lâmina 182, e depois do acio- namento, a vedação pode ser mantida.

Os bocais 11 O, como mencionado acima, podem ser direciona- dos na direção do fluxo através do aparelho alargador expansível 100 a par- ti r de dentro do corpo tubular 108 descendentemente e radialmente para fora para o anel entre o corpo tubular 108 e o poço.

O direcionamento dos bocais 11 O em tal direção descendente causa um contra fluxo à medida que o fluxo sai do bocal 11 O e mistura com o fluxo contrário de movimento anular retor- nando para cima do poço e pode aperfeiçoar a limpeza da lâmina e remoção de recortes.

Os bocais 11 O são direcionados nos cortadores das lâminas 101, 102, 103 para uma limpeza máxima, e podem ser direcionalmente oti- mizados utilizando-se análise de dinâmica de fluido computacional ("CFD").

Outros aspectos adicionais do aparelho alargador expansível 100 são fornecidos agora: Os parafusos de cisalhamento 127 do conjunto de cisalhamento 150, retendo a manga de percurso 128 e a manga de trava alta 124 na posi- 5 ção inicial, são utilizados para fornecer ou criar um acionamento, liberando quando a pressão acumula a um valor predeterminado.

O valor predetermi- nado em que os parafusos de cisalhamento 127 cisalham sob a pressão de fluido de perfuração dentro do aparelho alargador expansível 100 pode ser de aproximadamente 6,85 mPa, por exemplo, ou mesmo aproximadamente 13,790 mPa.

É reconhecido que a pressão pode variar mais ou menos do que apresentado aqui para acionar o aparelho alargador expansível 100. Opcionalmente, é reconhecido que uma pressão maior na qual os parafusos de cisalhamento 127 cisalham pode ser fornecida para permitir que a mola 116 seja configurada de forma condicional e orientada a um maior grau a fim de fornecer adicionalmente a garantia desejada de retração de lâmina medi- ante liberação do fluido hidráulico.

Opcionalmente, uma ou mais das lâminas 101, 102, 103 pode ser substituída por blocos estabilizadores possuindo guias e trilhos como descrito aqui para serem recebidos nos sulcos em formato de rabo de ando- rinha 179 dos trilhos de lâmina 148 no aparelho alargador expansível 100, que pode ser utilizado como estabilizador concêntrico expansível ao invés de um alargador, que pode, adicionalmente, ser utilizado em um cordão de per- furação com outros alargadores concêntricos ou alargadores excêntricos.

Opcionalmente, as lâminas 101, 102, 103 podem incluir, cada uma, uma fileira ou três ou mais fileiras de elementos de corte 104 ao invés de duas fileiras de elementos de corte 104 ilustrado na figura 2. Vantajosa- mente, duas ou mais fileiras de elementos de corte 104 ajudam a estender a vida útil das lâminas 1O1, 102, 103 particularmente quando da perfuração de formações duras.

A figura 24 ilustra uma vista transversal de uma modalidade de um aparelho alargador expansível 1O possuindo um dispositivo de medição 20 de acordo com outra modalidade.

O dispositivo de medição 20 fornece uma indicação da distância entre o aparelho alargador expansível 1O e uma parede de um poço sendo perfurado, permitindo que uma determinação seja feita quanto à extensão na qual o aparelho alargado r expansível 1O está a- largando um poço.

Como ilustrado, o dispositivo de medição 20 é montado 5 no corpo tubular 108 geralmente em uma direção perpendicular ao eixo ge- ométrico longitudinal L8 do aparelho alargador expansível 1O.

O dispositivo de medição 20 é acoplado a uma linha de comunicação 30 se estendendo através de um corpo tubular 108 do aparelho alargador expansível 1O que inclui uma conexão de extremidade 40 na extremidade superior 191 do apa- 1O relho alargador expansível 1O.

A conexão de extremidade 40 pode ser confi- gurada para fins de compatibilidade de conexão com equipamento particular ou especializado, tal como um subconjunto de comunicação MWD.

A linha de comunicação 30 também pode ser utilizada para suprir energia para o dispositivo de medição 20. O dispositivo de medição 20 pode ser configura- do para perceber, analisar e/ou determinar o tamanho de um poço, ou pode ser utilizado puramente para perceber em que tamanho de poço pode ser analisado ou determinado por outro equipamento como compreendido pelos versados na técnica de MWD, fornecendo, assim, uma determinação subs- tancialmente precisa de um tamanho de poço.

O dispositivo de medição 20 se torna instrumental na determinação de quando o aparelho alargador ex- pansível 1O não está perfurando em seu diâmetro pretendido, permitindo que medidas de remediação sejam tomadas ao invés da perfuração por dura- ções de tempo prolongadas ou milhares de metros para aumentar o poço que então terá que ser alargado novamente.

O dispositivo de medição 20 pode ser parte de um sistema de medição de base nuclear como descrito na patente U.S.

No. 5.175.429 de Hall et ai., que é cedida para o cessionário do pedido descrito aqui.

O dispo- sitivo de medição 20 também pode incluir calibradores sônicos, sensores de proximidade, ou outros sensores adequados para a determinação de uma distância entre uma parede de um poço e o aparelho alargador expansível 1O.

Opcionalmente, o dispositivo de medição 20 pode ser configurado, mon- tado e utilizado para determinar a posição das lâminas móveis e/ou partes de suporte do aparelho alargador expansível 20, onde o diâmetro mínimo alargado de poço pode ser inferido a partir de tais medições.

De forma simi- lar, um dispositivo de medição pode ser posicionado dentro da lâmina móvel de modo a estar em contato com ou perto da formação na parede do poço 5 quando a lâmina móvel é acionada para sua extensão mais externa total.

A figura 25 ilustra uma vista transversal de um elemento de limi- tação de movimento 21 O para uso com um aparelho alargador expansível 200 para limitar a extensão à qual as lâminas podem se estender para fora.

Como discutido acima com relação ao bloco estabilizador superior 105 inclu- 1O indo um batente posterior para limitar a extensão na qual as lâminas podem se estender para cima e para fora ao longo dos trilhos de lâmina, o elemento limitador de movimento 210 pode ser utilizado para limitar a extensão na qual o dispositivo de acionamento, isso é, a manga de impulsão 115, pode . se estender na direção axial de topo de poço 159. O elemento limitador de 15 movimento 210 pode ter um corpo de manga cilíndrico 212 posicionado en- tre uma superfície externa da manga de impulsão 115 e o orifício interno 151 do corpo tubular 108. Como ilustrado, a mola 116 é localizada entre o ele- mento limitador de movimento 21 O e o corpo tubular 108 enquanto uma ex- tremidade de base 211 do elemento limitador de movimento 21 O é retida en- 20 tre a mola 116 e o anel de retenção 113. Quando a manga de impulsão 115 é submetida ao movimento, tal com por pressão de fluido hidráulico como descrito acima, a mola 116 poderá comprimir na direção de topo de poço 159 até que seu movimento seja interrompido pelo elemento limitador de movimento 21 O que impede que a mola 116 e a manga de impulsão 115 rea- 25 lizam qualquer movimento adicional na direção de topo de poço 159. A esse respeito, as lâminas do aparelho alargador expansível 200 são impedidas de se estender além do limite determinado pelo elemento limitador de movimen- to 210. Como ilustrado na figura 26, outro elemento limitador de movi- 30 mento 220 para uso com um aparelho alargador expansível 200 é configura- do com um corpo de caixa de mola 222 possuindo uma seção cilíndrica a- berta 223 e uma extremidade de base 221. Uma parte da mola 116 é contida dentro da seção cilíndrica aberta 223 do corpo de caixa de mola 222 com a extremidade de base 221 se apoiando entre a mola 116 e uma extremidade superior da manga de trava baixa 117. O movimento da mola 116 e da man- ga de impulsão 115 é interrompido quando o corpo de caixa de mola 222 é 5 estendido para realizar contato com o anel de retenção 113 ou uma saliência ou vi rola 188 localizada no orifício interno 151 do corpo tubular 108. Enquanto os elementos limitadores de movimento 21 O e 220 (ilustrados nas figuras 25 e 26) são geralmente descritos como sendo cilín- dricos, os mesmos podem ter outros formatos e configurações por exemplo, 1O um pedestal, extensão ou segmento alongado, sem limitação.

Em um senti- do muito amplo, o elemento limitador de movimento permite que a extensão do movimento axial seja interrompida em vários graus para uma variedade de utilizações de aplicação, particularmente quando diferentes poços preci- sam ser alargados com um aparelho alargador expansível comum exigindo apenas uma modificação menor.

Em outras modalidades, os elementos limitadores de movimento 21 O ou 220 podem ser estruturas simples para limitar a extensão na qual os dispositivos de acionamento podem se estender para limitar o movimento das lâminas.

Por exemplo, um elemento limitador de movimento pode ser um cilindro que flutua dentro do espaço entre a superfície externa da manga de impulsão 115 e o orifício interno 151 do corpo tubular 108 entre a mola 116 e a manga de impulsão 115 ou mola 116 e corpo tubular 108. O aparelho alargador expansível 100, como descrito acima com referência às figuras de 1 a 23, fornece um acionamento robusto das lâmi- nas 101, 102, 103 ao longo do mesmo percurso de não aderência (em qual- quer direção) que é um aperfeiçoamento substancial sobre os alargadores convencionais possuindo um pistão integral às lâminas para acumular pres- são hidráulica para operar o mesmo para fora e, dessa forma, exigindo um mecanismo de força localizada diferentemente tal como molas para retrair as lâminas para dentro.

A esse respeito, o aparelho alargador expansível inclui dispositivos de ativação, isso é, o conjunto de conexão, a forquilha, a manga de impulsão, que são componentes iguais para extensão e retração das lâ-

minas, permitindo que a força de acionamento mova as lâminas para que se encontrem ao longo do mesmo percurso, mas em direções opostas.

Com os alargadores convencionais, a força de acionamento para estender as lâmi- nas não é garantida exatamente nas direções opostas e pelo menos não ao 5 longo do mesmo percurso, aumentando a probabilidade de aderência.

O a- parelho alargador expansível descrito supera as deficiências associadas com os alargadores convencionais.

O aparelho alargador expansível 100 aciona o dispositivo de a- cionamento, isso é, a manga de impulsão, axialmente em uma primeira dire- 1O ção enquanto força as lâminas a se moverem para a posição estendida (as lâminas sendo acopladas diretamente à manga de impulsão por uma forqui- lha e conjunto de conexão). Na direção oposta, a manga de impulsão retrai diretamente as lâminas puxando, através da forquilha e conjunto de cone- xão.

Dessa forma, o dispositivo de ativação fornece a extensão e retração direta de lâminas, independentemente da mola de orientação ou o fluido hi- dráulico com fornecido de forma convencional.

Modalidades ilustrativas não limitadoras adicionais são descritas abaixo.

Modalidade 1: Um subestabilizador para conexão a um aparelho alargador expansível utilizado para aumentar um poço em uma formação subterrânea, o subestabilizador compreendendo: um corpo tubular possuin- do um eixo geométrico longitudinal, uma extremidade superior, uma extremi- dade inferior, um orifício interno, e uma superfície externa, uma dentre a ex- tremidade superior e a extremidade inferior do corpo tubular para conexão direta com o aparelho alargador expansível sem o uso de tubo ou subs de perfuração localizados entre as mesmas; um percurso de fluxo de fluido de perfuração se estendendo através do orifício interno; e pelo menos uma ner- vura estabilizadora localizada em uma parte da superfície externa do corpo tubular.

Modalidade 2: O subestabilizador da modalidade 1, onde pelo menos uma nervura estabilizadora inclui um diâmetro substancialmente sob a calibragem de um diâmetro nominal de um poço por uma quantidade de

0,00 em. a menos do que o diâmetro de poço nominal para substancialmente 1,27 em. a menos do que o diâmetro de poço nominal.

Modalidade 3: O subestabilizador de qualquer uma das modali- dades 1 e 2, onde pelo menos uma nervura estabilizadora inclui um diâmetro 5 na mesma substancialmente sob a calibragem de um diâmetro nominal de poço por uma quantidade de substancialmente 0% a menos do que o diâme- tro de poço nominal para substancialmente 4% a menos do diâmetro de po- ço nominal.

Modalidade 4: O subestabilizador de qualquer uma das modali- 1O dades de 1 a 3, onde pelo menos uma nervura estabilizadora inclui um den- tre um diâmetro substancialmente sob a calibragem de um diâmetro nominal de um poço por uma quantidade de 0,00 em. a menos do que o diâmetro nominal de poço para substancialmente 1,27 em. a menos do diâmetro no- minal do poço ou substancialmente menor em diâmetro do que o diâmetro nominal de poço de substancialmente 0% a menos do que o diâmetro nomi- nal de poço a substancialmente 4% a menos do que o diâmetro nominal de poço.

Modalidade 5: O subestabilizador de qualquer uma das modali- dades de 1 a 4, onde pelo menos uma nervura estabilizadora compreende uma nervura incluindo uma pluralidade de superfícies.

Modalidade 6: O subestabilizador da modalidade 5, compreen- dendo adicionalmente hardfacing localizado nas superfícies de pelo menos uma nervura estabilizadora.

Modalidade 7: O subestabilizador de qualquer uma das modali- dades de 1 a 6, onde pelo menos uma nervura estabilizadora se estende por uma das distâncias de aproximadamente 45 de uma circunferência do corpo tubular, de aproximadamente 90 de uma circunferência do corpo tubular, de aproximadamente 180 de uma circunferência do corpo tubular, de aproxi- madamente 270 de uma circunferência do corpo tubular, e de aproximada- 3D mente 360 da circunferência de um corpo tubular.

Modalidade 8: O subestabilizador de qualquer uma das modali- dades de 1 a 7, em que pelo menos uma nervura estabilizadora inclui um perfil compreendendo uma primeira superfície de transição para transição para a superfície de suporte e uma segunda superfície de transição para a transição para a primeira superfície de transição.

Modalidade 9: O subestabilizador da Modalidade 8, onde a pri- 5 meira superfície de suporte compreende uma superfície arqueada e a se- gunda superfície de suporte compreende uma superfície formada em um raio quase constante.

Modalidade 10: O subestabilizador de qualquer uma das Modali- dades 8 e 9, em que o perfil compreende uma superfície de suporte adicio- 1O na I.

Modalidade 11: Um aparelho alargador expansível e um subes- tabilizador conectado ao mesmo para alargar um poço em uma formação subterrânea, compreendendo: o aparelho alargador expansível incluindo um corpo tubular possuindo um eixo geométrico longitudinal, uma extremidade superior possuindo uma conexão enroscada, uma extremidade inferior pos- suindo uma conexão enroscada, um orifício interno, uma superfície externa, e pelo menos um trilho inclinado ascendentemente e externamente com re- lação ao eixo geométrico longitudinal; um percurso de fluxo de fluido de per- furação se estendendo através do orifício interno; pelo menos uma lâmina possuindo pelo menos um elemento de corte configurado para remover o material da formação subterrânea durante o alargamento, pelo menos uma lâmina acoplada de forma deslizante a pelo menos um trilho do corpo tubu- lar; e um subestabilizador possuindo pelo menos uma nervura estabilizadora no mesmo, o subestabilizador sendo anexado diretamente à conexão enros- cada de uma dentre a conexão enroscada da extremidade superior e a co- nexão enroscada na extremidade inferior do corpo tubular do aparelho alar- gador expansível.

Modalidade 12: O aparelho alargador expansível e um subesta- bilizador conectado ao mesmo da modalidade 11, onde pelo menos uma nervura estabilizadora compreende uma nervura incluindo uma pluralidade de superfícies.

Modalidade 13: Um aparelho alargador expansível e um subes-

tabilizador conectado ao mesmo para alargar um poço em uma formação subterrânea, compreendendo: o aparelho alargador expansível incluindo um corpo tubular possuindo um eixo geométrico longitudinal, uma extremidade superior possuindo uma conexão enroscada, uma extremidade inferior pos- 5 suindo uma conexão enroscada, um orifício interno, uma superfície externa, e pelo menos um trilho do corpo tubular inclinado para cima e para fora com relação ao eixo geométrico longitudinal; um percurso de fluxo de fluido de perfuração se estendendo através do material da formação subterrânea du- rante o alargamento, pelo menos uma lâmina acoplada de forma deslizante 1O a pelo menos um trilho do corpo tubular; e um subestabilizador possuindo uma pluralidade de nervuras estabilizadoras no mesmo, uma extremidade do subestabilizador fixada diretamente a uma dentre a conexão enroscada da extremidade superior e a conexão enroscada da extremidade inferior do cor- po tubular do aparelho alargador expansível.

Modalidade 14: Uma lâmina para uso em um subestabilizador conectada diretamente a um aparelho alargador expansível para rotação em um poço em uma formação subterrânea compreendendo: um corpo de ex- tensão longitudinal; uma superfície de suporte no corpo para engate subs- tancialmente lateral com uma parede do poço durante a rotação do estabili- zador; e um perfil de engate composto se estendendo através de uma parte rotativamente dianteira do corpo para a superfície de suporte e configurada para facilitar o engate não agressivo da lâmina com a parede do poço.

Modalidade 15: A lâmina estabilizadora da Modalidade 14, onde o perfil de engate composto compreende uma primeira superfície para a transição para a superfície de suporte, e uma segunda superfície para tran- sição para a primeira superfície.

Modalidade 16: A lâmina estabilizadora da Modalidade 15, onde a primeira superfície de suporte compreende um raio de curvatura e a se- gunda superfície de suporte compreende outro raio de curvatura menor do que a primeira superfície de suporte.

Modalidade 17: A lâmina estabilizadora de qualquer uma das Modalidades de 14 a 16, onde o perfil de engate composto compreende uma superfície de suporte adicional.

Modalidade 18: Um método de estabilização de um alargador expansível possuindo pelo menos uma lâmina no mesmo compreendendo: a formação de pelo menos uma nervura estabilizadora em um de um aloja- 5 mento tubular para o alargador expansível e um subestabilizador, pelo me- nos uma nervura estabilizadora sendo localizada dentro de pelo menos 3,04 metros da lâmina no alargador expansível.

Modalidade 19: O método da Modalidade 18, em que pelo me- nos uma nervura estabilizadora compreende uma nervura estabilizadora lo- 1O calizada dentro de uma faixa de 1,21 metros a aproximadamente 3,04 me- tros de pelo menos uma lâmina do alargador expansível.

Modalidade 20: O método de qualquer uma das Modalidades 18 e 19, compreendendo adicionalmente: a formação de pelo menos uma outra nervura estabilizadora em um dentre um alojamento tubular para o alargador expansível e um subestabilizador, pelo menos uma nervura estabilizadora sendo localizada a uma distância dentro de uma faixa de aproximadamente 1,21 metros a aproximadamente 3,04 metros da lâmina no alargador expan- sível.

Enquanto modalidades particulares foram ilustradas e descritas aqui, inúmeras variações e outras modalidades ocorrerão aos versados na técnica.

De acordo, pretende-se que as modalidades sejam limitadas apenas em termos de reivindicações em anexo e suas equivalências legais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho, compreendendo: um subestabilizador para conexão com um aparelho alargador expansível utilizado para aumentar um furo em uma formação subterrânea, o 5 subestabilizador compreendendo: um corpo tubular possuindo um eixo geométrico longitudinal, uma extremidade superior, uma extremidade inferior, um orifício interno, e uma superfície externa, uma das extremidades superior e inferior do corpo tubular para conexão direta com o aparelho alargador expansível sem o uso 1O de um tubo de perfuração e subs localizados entre as mesmas; um percurso de fluxo de fluido de perfuração se estendendo a- través do orifício interno; e pelo menos uma nervura estabilizadora localizada em uma parte da superfície externa do corpo tubular.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo me- nos uma nervura estabilizadora inclui um diâmetro na mesma substancial- mente sob a calibragem de um diâmetro nominal de um furo por uma quantia de 0,00 em ou menos do que o diâmetro do furo nominal para substancial- mente 1,27 em menos que o diâmetro do furo nominal.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no pelo me- nos uma nervura estabilizadora inclui um diâmetro na mesma substancial- mente sob a calibragem de um diâmetro nominal de um furo por uma quanti- dade de substancialmente 0% menor do que o diâmetro do furo nominal pa- ra substancialmente 4% a menos do diâmetro do furo nominal.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que pelo menos uma nervura estabilizadora compreende uma nervura incluindo uma pluralidade de superfícies.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, compreendendo adicionalmente hardfacing localizado na pluralidade de superfícies de pelo menos uma nervura estabilizadora.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 e 5, em que pelo menos uma nervura estabilizadora se estende por uma distância de aproximadamente 45 de uma circunferência do corpo tubular, aproximadamente 90 de uma circunferência do corpo tubular, aproximada- mente 180 de uma circunferência do corpo tubular, e aproximadamente 360 de uma circunferência do corpo tubular. 5

7. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 1, 2 e 5, em que pelo menos uma nervura estabilizadora inclui um perfil compreendendo uma primeira superfície de transição para transitar para uma superfície de suporte e uma segunda superfície de transição para transitar para a primeira superfície de transição.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, em que a primeira superfície de transição compreende uma superfície arqueada e a superfície de suporte de transição compreende uma superfície formada em um raio quase constante.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente: um aparelho alargador expansível incluindo um corpo tubular possuindo um eixo geométrico longitudinal; uma extremidade superior possuindo uma conexão uma extre- midade possuindo uma conexão enroscada, um orifício interno, uma superfí- cie externa, e pelo menos um trilho inclinado para cima e para baixo pelo eixo geométrico longitudinal, o aparelho alargador expansível compreenden- do: um percurso de fluxo de fluido de perfuração se estendendo a- través do orifício interno; e pelo menos uma lâmina possuindo pelo menos um elemento de corte configurado para remover o material da formação subterrânea durante o alargamento, pelo menos uma lâmina acoplada de forma deslizante a pelo menos um trilho do corpo tubular; onde o subestabilizador é diretamente fixado à conexão enros- cada de uma dentre a conexão enroscada da extremidade superior e a co- nexão enroscada da extremidade inferior do corpo tubular do aparelho alar- gador expansível.

'I

1O. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 9, em que pelo menos uma nervura estabilizadora compreende uma plurali- dade de nervuras estabilizadoras localizadas na superfície externa do corpo tubular do subestabilizador. 5

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 9, em que pelo menos uma nervura estabilizadora compreende: um corpo de extensão longitudinal; uma superfície de suporte no corpo para engatar substancial- mente de forma lateral uma parede do furo durante a rotação do estabiliza- 10 dor; e um perfil de engate composto se estendendo através de uma parte dianteira rotativa do corpo para a superfície de suporte e configurado para facilitar o engate não agressivo de pelo menos uma nervura estabiliza- dora com a parede do furo. 15

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, em que o perfil de engate composto compreende uma primeira superfície para a transição para a superfície de suporte, e uma segunda superfície para transição para a primeira superfície e onde a primeira superfície de transição compreende um raio de curvatura e a segunda superfície de transição compreende outro raio 20 de curvatura menor do que o da primeira superfície de transição.

13. Método de estabilização de um alargador expansível possu- indo pelo menos uma lâmina no mesmo, o método compreendendo: a formação de pelo menos uma nervura de estabilização em um dentre um alojamento tubular do alargador expansível e um alojamento tubu- 25 lar de um subestabilizador; e a localização de pelo menos uma nervura estabilizadora dentro de pelo menos 3,04 metros de pelo menos uma lâmina no alargador expan- sível.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, em que a locali- 30 zação de pelo menos uma nervura estabilizadora dentro de pelo menos 3.04 metros de pelo menos uma lâmina do alargador expansível compreendendo a localização de pelo menos uma nervura estabilizadora dentro de uma faixa de 1,21 metros a 3,04 metros dpelo menos uma lâmina do alargador expan- sível.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13 ou reivindicação 14, compreendendo adicionalmente: a formação de pelo menos uma outra nervura estabilizadora em um dentre um alojamento tubular de alargador expansível e um alojamento tubular de um subestabilizador; e a localização de pelo menos uma nervura estabilizadora dentro de uma faixa de 1,21 metros a aproximadamente 3.04 metros dpelo menos 1O uma lâmina do alargador expansível.