BR112012005823B1

BR112012005823B1 - método para controlar um trépano rotativo reforçado por ressonância que compreende uma broca de perfuração rotativa e um oscilador para aplicar uma carga de oscilação axial à broca de perfuração, aparelho, e trépano rotativo reforçado por ressonância

Info

Publication number: BR112012005823B1
Application number: BR112012005823-1A
Authority: BR
Inventors: Marian Wiercigroch
Original assignee: Iti Scotland Limited
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2021-03-16
Also published as: MY165811A; BR112012005823A2

Abstract

MÉTODO PARA CONTROLAR UM TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA QUE COMPREENDE UMA BROCA DE PERFURAÇÃO ROTATIVA E UM OSCILADOR PARA APLICAR UMA CARGA DE OSCILAÇÃO AXIAL À BROCA DE PERFURAÇÃO, APARELHO, PROGRAMA DE COMPUTADOR, PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR E TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA Um método para controlar um trépano rotativo reforçado por ressonância, que compreende uma broca de perfuração rotativa e um oscilador para aplicar uma carga de oscilação axial à broca de perfuração, o método compreendendo: controlar a frequência (f) do oscilador no trépano rotativo reforçado por ressonância, de modo que a frequência (f) seja mantida na faixa (D2 U5 /(80007 PI Am)) 1/2 menor igual a Sf (D2 U5 /(8000 pi Am)) 1/2 , onde D é o diâmetro da broca de perfuração rotativa, U5 é a resistência à compressão do material a ser perfurado, A é a amplitude de vibração, m é a massa vibrante, e Sf é um fator de escala superior a 1; e controlar a força dinâmica (Fd) do oscilador no trépano rotativo reforçado por ressonância, de modo que a força dinâmica (Fd) seja mantida na faixa [(pi/4)D2 ettUs] menor igual a F d menor igual a SFd [ (pi/4) D2 effUs], onde Deff é um diâmetro efetivo (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se à perfuração rotativa reforçada por percussão e em particular à perfuração rotativa reforçada por ressonância. As modalidades da invenção são dirigidas a métodos e aparelhos para controlar a perfuração rotativa reforçada por ressonância para melhorar o desempenho da perfuração. Outras modalidades descritas nesse documento são dirigidas a equipamentos de perfuração rotativa reforçada por ressonância que podem ser controlados de acordo com estes métodos e aparelho. Certas modalidades da invenção são aplicáveis a qualquer tamanho de trépano ou material a ser perfurado. Certas modalidades mais específicas são dirigidas a perfuração através de formações rochosas, particularmente aquelas de composição variável, que podem ser encontradas em aplicações de perfuração em fundo de poço nas indústrias de petróleo, gás e mineração.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A perfuração rotativa reforçada por percussão é conhecida per se. Um trépano rotativo reforçado por percussão compreende uma broca de perfuração rotativa e um oscilador para aplicar uma carga de oscilação à broca de perfuração rotativa. O oscilador proporciona forças de impacto sobre o material a ser perfurado de modo a romper o material o que auxilia a broca de perfuração rotativa a cortar o material.

A perfuração rotativa reforçada por ressonância é um tipo especial de perfuração rotativa reforçada por percussão na qual o oscilador é vibrado a alta frequência de modo a atingir ressonância com o material a ser perfurado. Isto resulta em uma amplificação da pressão exercida na broca de perfuração rotativa, aumentando assim a eficiência 5 da perfuração quando comparada com perfuração rotativa reforçada por percussão padrão. O documento US 3,990,522 divulga um trépano rotativo reforçado por percussão que usa um martelo hidráulico montado em um trépano rotativo para perfurar 10 furos roscados. É divulgado que um ciclo de impacto de curso e frequência variáveis pode ser aplicado e ajustado à frequência natural do material a ser perfurado para produzir uma amplificação da pressão exercida na ponta da broca de perfuração. Uma servoválvula mantém o controle da percussão, 15 e por sua vez, é controlada por um operador através de um módulo de controle eletrônico conectado à servoválvula por meio de um condutor elétrico. 0 operador pode variar, de forma seletiva, a frequência da percussão de 0 a 2500 ciclos por minuto (isto é, 0 a 42 Hz) e variar, de forma seletiva, 2 0 o curso da broca de perfuração de 0 a 3,175 mm (isto é, 0 a 1/8 de polegada) por meio do controle do fluxo do fluido pressurizado que entra e sai do acionador. É descrito que ao selecionar um curso de percussão que tem uma frequência que é igual à frequência natural ou ressonante dos estratos de 25- rocha a—serem perfurados, a energia armazenada nos estratos de rocha pelas forças de percussão resultará na amplificação da pressão exercida na ponta da broca de perfuração de tal modo que o material irá desabar e desalojar e permitirá taxas de perfuração na faixa de 91,44 a 121,92 cm (3 a 4 30 pés) por minuto.

Há vários problemas que foram identificados com a disposição acima mencionada e que são discutidos adiante.

Altas frequências não podem ser obtidas usando o aparelho do documento US 3,990,522 que usa um oscilador hidráulico de frequência relativamente baixa. Desse modo, embora o documento US 3,990,522 discuta a possibilidade de ressonância, parece que as baixas frequências que podem ser 5 obtidas pelo seu oscilador são insuficientes para alcançar a perfuração reforçada por ressonância através de muitos materiais duros.

Independentemente da questão de frequência discutida acima, a ressonância não pode ser facilmente 10 atingida e mantida em todo caso utilizando a disposição do documento US 3,990,522, particularmente se o trépano passa por diferentes materiais que têm características de ressonância diferentes. Isto é porque o controle da frequência percussiva e do curso na disposição do documento 15 US 3,990,522 é atingida manualmente por um operador. Assim sendo, é difícil controlar o aparelho para ajustar continuamente a frequência e o curso das forças de percussão para manter a ressonância à medida que o trépano passa por materiais de tipos diferentes. Isto pode não ser um problema 20 importante para a perfuração de furos roscados rasos conforme descrito no documento US 3,990,522. Um operador pode meramente selecionar uma frequência e curso adequados para o material no qual um furo roscado será perfurado e depois operar o trépano. No entanto, o problema é exacerbado 25 para perfuração profunda- através de muitas camadas de rochas diferentes. Um operador situado acima de um poço de perfuração profunda não pode ver que tipo de rocha está sendo perfurada e não pode prontamente atingir e manter a ressonância à medida que o trépano passa de um tipo de rocha 3 0 para outro, particularmente em regiões onde o tipo de rocha muda com frequência.

Alguns dos problemas acima mencionados foram resolvidos pelo presente inventor conforme descrito no documento WO 2007/141550. O documento WO 2007/141550 descreve um trépano rotativo reforçado por ressonância que compreende um mecanismo de alimentação e controle automático que pode ajustar, continuamente, a frequência e o curso das 5 forças de percussão para manter a ressonância à medida que um trépano passa através de rochas de tipos diferentes. O trépano é proporcionado com um meio de ajuste que é sensível às condições do material através do qual o trépano passa e um meio de controle em um local no fundo do poço que inclui 10 sensores para fazer medições no fundo do poço das características do material de modo que o aparelho pode ser operado no fundo do poço sob controle em tempo real em circuito fechado.

Apesar das soluções descritas no documento WO 15 2007/141550, existe um desejo de fazer melhoramentosadicionais aos métodos e aparelho descritos no citado documento. Ê um objetivo das modalidades da presente invenção fazer tais melhoramentos com a finalidade de aumentar a eficiência da perfuração e ao mesmo tempo limitar 20 o desgaste do aparelho de modo a aumentar a vida útil do aparelho. É um outro objetivo controlar com mais precisão a perfuração reforçada por ressonância, particularmente ao perfurar através de tipos de rocha que mudam rapidamente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Embora seja evidente quea perfuração reforçada porressonância seja eficaz por um grande número de parâmetros, tanto do material a ser perfurado como do próprio trépano, o presente inventor entendeu que alguns parâmetros são mais importantes do que outros e que é vantajoso operar um 30 trépano rotativo reforçado por ressonância dentro de certos limites destes importantes parâmetros para melhorar em relação a arranjos descritos anteriormente qualquer que seja o tamanho do trépano ou o material a ser perfurado.

Os parâmetros que afetam o desempenho de um trépano rotativo reforçado por ressonância incluem: o diâmetro da broca de perfuração; a força estática na borca de perfuração; a velocidade rotativa da broca de perfuração; resistência à compressão do material a ser perfurado; massa do oscilador, amplitude de oscilação; força dinâmica do oscilador; frequência do oscilador; e energia necessária para acionar a broca de perfuração rotativa e o oscilador.

De todos estes parâmetros, foi identificado que dois parâmetros críticos para controlar o oscilador a fim de alcançar e manter a ressonância são a frequência do oscilador e a força dinâmica transmitida ao trépano rotativo pelo oscilador.

À luz do acima descrito, o presente inventor desenvolveu um método para perfuração rotativa reforçada por ressonância definido em termos das faixas operacionais preferidas para a frequência do oscilador e a força dinâmica transmitida pelo oscilador ao trépano rotativo.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é proporcionado um método para controlar um trépano rotativo reforçado por ressonância que compreende uma broca de perfuração rotativa e um oscilador para aplicar uma carga de oscilação axial à broca de perfuração, o método compreendendo: — controlar ~a frequência ^(f) do oscilador nõ trépano rotativo reforçado por ressonância, de modo que a frequência (f) seja mantida na faixa (D2 Us/ (8000πAm) )1/2< f < Sf (D2 Us/(δOOOπAm) )1/2 onde D é o diâmetro da broca de perfuração rotativa, Us é a resistência à compressão do material a ser perfurado, A é a amplitude de vibração, m é a massa vibrante, e Sf é um fator de escala superior a 1; e controlar a força dinâmica (Fd) do oscilador no trépano rotativo reforçado por ressonância, de modo que a força dinâmica (Fd) seja mantida na faixa [ (π/4) D2effUs] < Fd< SFd[ (π/4) D2effUs] onde Deff é um diâmetro efetivo da broca de perfuração rotativa, Us é uma resistência à compressão do material a ser perfurado, e SFd é um fator de escala superior a 1, em que a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) do oscilador são controladas por sinais de monitoração que representam a resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado e que ajustam a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) do oscilador com o auxílio de um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado de acordo com mudanças na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado. O aspecto anteriormente mencionado da presente invenção compreende uma relação vantajosa entre os parâmetros operacionais de um trépano rotativo reforçado por ressonância para controlar a perfuração reforçada por ressonância para qualquer tamanho de trépano ou material a ser perfurado. Detalhes a respeito de porquê as faixas definidas são vantajosas são dados na descrição detalhada juntamente com uma descrição das modalidades preferidas.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é proporcionado um aparelho que compreende um controlador configurado para realizar o método do primeiro aspecto. Por exemplo, o aparelho pode compreender um processador, ou um grupo de processadores, adequadamente programados para realizar o método. Os parâmetros operacionais necessários podem ser armazenados em uma memória acoplada ao processador ou grupo de processadores. O aparelho pode compreender hardware adequado e/ou fiação para ligação a um oscilador e para ligação a um ou mais sensores para produzir um trépano rotativo reforçado por ressonância. Por exemplo, o aparelho pode ser proporcionado como um módulo de controle com entradas e saídas adequadas para inserção em um circuito entre os sensores e o oscilador. O módulo de controle pode compreender umfornecimento de energia e/ou uma entrada adequada para receber energia fornecida de uma unidade de fornecimento de energia separada. A energia necessária para acionar o módulo de controle e/ou o oscilador pode ser gerada no fundo do 10 poço. De acordo com outro aspecto da presente invenção, fluido de perfuração é usado como uma fonte de energia. Fluxo de fluido a alta pressão pode ser usado para gerar a energia necessária. Motores de fundo ou turbinas disponíveis no mercado são principalmente usados para gerar a energia 15 necessária para a rotação da broca. Estes motores de fundo ou turbinas também podem ser utilizados para gerar eletricidade a fim de acionar o oscilador. O uso do mecanismo (motor de fundo ou turbina) que aciona o movimento rotativo a fim de gerar eletricidade para acionar o 20 oscilador de um trépano rotativo reforçado por ressonância pode excluir a necessidade de uma fonte de energia separada para o oscilador tornando o aparelho de fundo de poço mais compacto. Mecanismos disponíveis no mercado tais como motores de fundo ou turbinas adequados para uso em fundo de 25 poço -podem fornecer- energia em uma faixa de ate 2 00 kW.

Desse modo, dependendo da eficiência da conversão de energia, o oscilador pode ter um consumo de energia na faixa de 1 a 200 kW, 1 a 150 kW, 1 a 100 kW, ou 1 a 50 kW.

Quando adequadamente integrado em um trépano 30 rotativo reforçado por ressonância, o aparelho compreende: um oscilador para aplicar uma carga de oscilação axial a uma broca de perfuração; e um ou mais sensores, em que o controlador é configurado para receber sinais do um ou mais sensores que representam a resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado e ajustam a frequência (f) e a força dinâmica (Fa) do oscilador com o auxílio de um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado 5 de acordo com mudanças na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é proporcionado um trépano rotativo reforçado por ressonância que é adequado para uso com o aparelho de 10 controle e método descritos anteriormente. 0 trépano rotativo reforçado por ressonância compreende: uma broca de perfuração rotativa; e um oscilador para aplicar uma carga de oscilação axial à broca de perfuração rotativa, em que o oscilador compreende um acionador piezoelétrico com 15 amplificação mecânica, um acionador magnetoestritivo, um acionador pneumático, ou um acionador mecânico elétrico. O presente inventor constatou que muitos tipos de osciladores não proporcionam a força, curso e frequência necessários para alcançar perfuração reforçada por ressonância de alto 20 desempenho usando aparelhos de grande escala tais como aqueles necessários na indústria petrolífera. Em contraste, o uso de um acionador piezoelétrico com amplificação mecânica, um acionador magnetoestritivo, um acionador pneumático, ou um acionador mecânico elétrico pode 25 proporcionara força, curso é frequência necessários para alcançar uma perfuração de alto desempenho por uma variedade de tipos de rocha.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção é proporcionado um programa de computador configurado para 30 realizar o método do primeiro aspecto. O programa de computador pode ser proporcionado como um produto de programa de computador para uso no aparelho descrito anteriormente. Por exemplo, o programa pode ser carregado em um disco ou chip para distribuição e subsequente inserção em um trépano rotativo reforçado por ressonância de acordo com o terceiro aspecto da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para uma melhor compreensão da presente invenção e para demonstrar como a mesma pode ser levada a efeito, modalidades da presente invenção serão agora descritas apenas a título de exemplo com referência aos desenhos associados, em que: a Figura 1 ilustra um módulo de perfuração de acordo com uma modalidade da presente invenção; as Figuras 2(a) e (b) apresentam gráficos que ilustram a frequência mínima necessária como uma função da amplitude de vibração para várias massas vibratórias e várias resistências à compressão do material a ser perfurado; a Figura 3 apresenta um gráfico que ilustra a frequência máxima aplicável como uma função da amplitude de vibração para várias massas vibratórias dada uma fonte de energia fixa; e a Figura 4 apresenta um diagrama esquemático que ilustra um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado no fundo do poço.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

A Figura 1 apresenta um- exemplo ilustrativo de um módulo de perfuração rotativa reforçada por ressonância de acordo com uma modalidade da presente invenção. O módulo de perfuração é equipado com uma broca de perfuração rotativa 1 Uma seção de vibrotransmissão 2 conecta a broca de perfuração 1 com um oscilador 3 para transmitir vibrações orientadas axialmente do oscilador para a broca de perfuração 1. Um acoplamento 4 conecta o módulo a uma coluna de perfuração 5 e atua como uma unidade de isolamento de vibração para isolar as vibrações do módulo de perfuração da coluna de perfuração.

Durante uma operação de perfuração, a broca de perfuração rotativa é girada e uma carga dinâmica orientada axialmente é aplicada à broca de perfuração pelo oscilador para gerar uma zona de propagação de fissuras para auxiliar a broca rotativa no corte do material. O oscilador é controlado de acordo com o método do primeiro aspecto da invenção conforme descrito na seção do sumário da invenção. As variações para a frequência e força dinâmica são baseadas na seguinte análise.

A resistência à compressão da formação dá um limite inferior nas forças de impacto necessárias. A amplitude mínima necessária da força dinâmica foi calculada como:

Deff é um diâmetro efetivo da broca de perfuração rotativa que é o diâmetro D da broca de perfuração dimensionado de acordo com a fração da broca de perfuração que entra em contato com o material a ser perfurado. Assim, o diâmetro efetivo Deff pode ser definido como:

onde Scontato θ um fator de escala que corresponde à fração da broca de perfuração que entra em contato com o material a ser "perfurado/ Por exemplo, estimando-se que apenas 5% da superfície da broca de perfuração está em contato com o material a ser perfurado, um diâmetro efetivo Deff pode ser definido como:

Os cálculos acima mencionados proporcionam um limite inferior para a força dinâmica do oscilador. Usar uma força dinâmica superior a este limite inferior gera uma zona de propagação de fissuras na frente da broca de perfuração durante a operação. No entanto, se a força dinâmica for muito grande, então a zona de propagação de fissuras se estenderá para longe da broca de perfuração comprometendo a estabilidade do furo e reduzindo a qualidade do furo. Além disso, se a força dinâmica transmitida ao trépano rotativo pelo oscilador for muito grande, então pode resultar em desgaste e/ou falha da ferramenta acelerada e catastrófica. Deste modo, um limite superior para a força dinâmica pode ser definido como: SFd[ (π/4) D2effUs] onde SFdθ um fator de escala superior a 1. Na prática SFd é selecionado de acordo com o material a ser perfurado de modo a assegurar que a zona de propagação de fissuras não se estende para muito longe da broca de perfuração comprometendo a estabilidade do furo e reduzindo a qualidade do furo. Além disso, SFd é selecionado de acordo com a robustez dos componentes do trépano rotativo para suportar as forças de impacto do oscilador. Para certas aplicações SFd será selecionado para ser inferior a 5, preferencialmente inferior a 2, mais preferencialmente inferior a 1,5 e mais preferencialmente inferior a 1,2. Valores baixos de SFd (por exemplo, próximo a 1) proporcionarão uma zona de propagação de fissuras muito apertada e controlada e - também- aumentarão ~a vida útil dos componentes de perfuração em detrimento da taxa de propagação. Como tal, valores baixos para SFd são desejáveis quando é necessário um furo muito estável de alta qualidade. Por outro lado, se a taxa de propagação for uma consideração mais importante então um valor mais elevado para SFd pode ser selecionado.

Durante os impactos do oscilador de período r, a velocidade da broca de perfuração de massa m muda por uma quantidade Δv,devido à força de contato F=F(t):

onde se presume que a força de contato F(t) seja harmônica. A amplitude da força F(t) é vantajosamente maior do que a força Fd necessária para romper o material a ser perfurado. Portanto, um limite inferior para a mudança de impulso pode ser encontrado como a seguir:

Presumindo-se que a broca de perfuração desempenha um movimento harmônico entre impactos, a velocidade máxima da broca de perfuração é vm=Aco, onde A é a amplitude de vibração, e co=27if é a sua frequência angular. Presumindo-se que o impacto ocorre quando a broca de perfuração tem a velocidade máxima vm, e que a broca de perfuração para durante o impacto, então Δv=vm=2Aπf. Em concordância, a massa vibrante é expressa como m =

Esta expressão contém r, o período de impacto. A duração do impacto é determinada por muitos fatores, incluindo as—propriedades do -material da formação e” da ferramenta, a frequência dos impactos, e outros parâmetros. A título de simplicidade, T é estimado como sendo 1% do período de tempo da vibração, isto é, 7=0,01//. Isto leva a uma estimativa mais baixa da frequência que pode fornecer suficiente impulso para os impactos:

A frequência mínima necessária é proporcional à raiz quadrada inversa da amplitude da vibração e a massa da broca.

Os cálculos acima mencionados proporcionam um 5 limite inferior para a frequência do oscilador. Assim como com o parâmetro da força dinâmica, utilizar uma frequência superior a este limite inferior gera uma zona de propagação de fissuras na frente da broca de perfuração durante a operação. No entanto, se a frequência for muito grande, 10 então a zona de propagação de fissuras se estenderá para longe da broca de perfuração comprometendo a estabilidade do furo e reduzindo a qualidade do furo. Além disso, se a frequência for muito grande, então pode resultar em desgaste e/ou falha acelerada e catastrófica da ferramenta. Deste 15 modo, um limite superior para a frequência pode ser definido como: Sf (D2 U8/ (8000πAm) )1/2 onde Sf é um fator de escala superior a 1. Considerações semelhantes àquelas discutidas acima em 20 relação a SFd aplicam-se à seleção de Sf. Assim, para certas aplicações Sf será selecionado para ser inferior a 5, preferencialmente inferior a 2, mais preferencialmente inferior a 1,5 e mais preferencialmente inferior a 1,2.

Além das considerações acima mencionadas para a 25_ frequência operacional do -oscilador,~ é vantajoso que a frequência seja mantida em uma faixa que se aproxima, mas não excede as condições de pico de ressonância para o material a ser perfurado. Isto é, a frequência é vantajosamente alta o suficiente para estar próxima ao pico 3 0 da ressonância para a broca em contato com o material a ser perfurado ao mesmo tempo que é baixa o suficiente para assegurar que a frequência não exceda a das condições de pico de ressonância o que levaria a uma dramática queda em amplitude. Em concordância, Sf é vantajosamente selecionado de modo que fr/Sr< f < fr onde fr é uma frequência correspondente a condições 5 de pico de ressonância para o material a ser perfurado e Sr é um fator de escala superior a 1.

Considerações semelhantes àquelas discutidas acima em relação a SFd e Sf aplicam-se à seleção de Sr. Para certas aplicações Sr será selecionado para ser inferior a 2, 10 preferencialmente inferior a 1,5 e mais preferencialmente inferior a 1,2. Valores elevados de Sr permitem que frequências mais baixas sejam utilizadas o que pode resultar em uma zona de propagação de fissuras menor e uma taxa de propagação mais baixa. Valores mais baixos de Sr (isto é, 15 próximo a 1) forçará a frequência a uma faixa próxima às condições de pico de ressonância o que pode resultar em uma zona de propagação de fissuras maior e uma taxa de propagação mais alta. No entanto, se a zona de propagação de fissuras se torna muito grande isto pode comprometer a 20 estabilidade do furo e reduzir a qualidade do furo. Um problema com a perfuração por materiais que têm características de ressonância variadas é que uma mudança nas características de ressonância poderia resultar na frequência operacional subitamente exceder as condições de pico-de ressonância- o que-levaria a uma dramática queda em amplitude. Para resolver este problema pode ser apropriado selecionar Sf de modo que f (fr-X) onde X é um fator de segurança que assegura que a 30 frequência (f) não excede a das condições de pico de ressonância a uma transição entre dois materiais diferentes a serem perfurados. Em um arranjo como este, a frequência pode ser controlada de modo a ser mantida dentro de uma faixa definida por fr/Sr< f < (fr-X) onde o fator de segurança X assegura que a frequência é distante o suficiente das condições de pico de 5 ressonância para evitar que a frequência operacional subitamente exceda a das condições de pico de ressonância em uma transição de um tipo de material para outro o que levaria a uma dramática queda em amplitude.

De modo similar, um fator de segurança pode ser introduzido para a força dinâmica. Por exemplo, se uma grande força dinâmica está sendo aplicada para um material que tem uma grande resistência à compressão e depois ocorre uma transição para um material que tem uma resistência à compressão muito menor, isto pode fazer com que a força 15 dinâmica subitamente seja muito maior resultando em que a zona de propagação de fissuras se estenda para longe da broca de perfuração comprometendo a estabilidade do furo e reduzindo a qualidade do furo na transição de materiais. Para resolver este problema pode ser apropriado operar 20 dentro da seguinte faixa de força dinâmica: Fd< SFd[ (π/4)D2effUs- Y] onde Y é um fator de segurança que assegura que a força dinâmica (Fd) não exceda um limite que cause uma extensão catastrófica de fissuras em uma transição entre -25—dois materiais— diferentes a. serenT perfurados. O fator de segurança Y assegura que a força dinâmica não seja excessivamente alta se ocorrer uma súbita transição para um material que tem uma baixa resistência à compressão então isto não levará a uma extensão catastrófica da zona de 30 propagação de fissuras comprometendo a estabilidade do furo. Os fatores de segurança X e/ou Y podem ser regulados de acordo com variações previstas no tipo de material e a velocidade com a qual a frequência e a força dinâmica podem ser mudadas quando é detectada uma mudança no tipo de material. Isto é, um ou ambos de X e Y são preferencialmente ajustáveis de acordo com variações previstas na resistência à compressão (Us) do material a ser 5 perfurado e a velocidade com a qual a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) podem ser mudadas quando é detectada uma mudança na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado. Faixas típicas para X incluem: X > fr/100; X > fr/50; ou X > fr/10. Faixas típicas para Y incluem: Y > SFd[ (π/4)D2effUs]/100; Y > SFd [ (π/4 ) D2effUs]/50 ; OU Y > SFd[ (π/4) D2effUs] /10.

As modalidades que utilizam estes fatores de segurança podem ser vistas como um meio-termo entre trabalhar em condições operacionais ótimas para cada 15 material de uma estrutura de estratos compósitos e proporcionar uma transição suave em interfaces entre cada camada de material para manter a estabilidade do furo nas interfaces.

As modalidades anteriormente descritas da presente 20 invenção são aplicáveis a qualquer tamanho de trépano ou material a ser perfurado. Certas modalidades mais específicas são dirigidas a perfuração através de formações rochosas, particularmente aquelas de composição variável, que podem ser encontradas em aplicações de perfuração de 25 furo profundo nas indústrias do petróleo, gás e mineração. A questão permanece quanto a que valores numéricos são adequados para perfuração através dessas formações rochosas.

A resistência à compressão de formações rochosas tem uma grande variação, desde cerca de Us=70 MPa para 3 0 arenito até Us=23 0 MPa para granito. Em aplicações de perfuração em larga escala tais como na indústria petrolífera, os diâmetros das brocas de perfuração variam de 90 a 800 mm (3 a 32"). Se apenas aproximadamente 5% da superfície da broca de perfuração está em contato com a formação rochosa então o valor mais baixo para a força dinâmica necessária é calculado como sendo de aproximadamente 20 kN (usando uma broca de perfuração de 90 mm através de arenito) . De modo similar, o valor maior para a força dinâmica necessária é calculado como sendo de aproximadamente 6000 kN (usando uma broca de perfuração de 800 mm através de granito). Desse modo, para perfurar através de formações rochosas a força dinâmica é preferencialmente controlada para ser mantida dentro da faixa de 20 a 6000 kN dependendo do diâmetro da broca de perfuração. Uma vez que uma grande quantidade de energia será consumida para acionar um oscilador com uma força dinâmica de 6000 kN, pode ser vantajoso utilizar a invenção com uma broca de diâmetro de médio a pequeno para muitas aplicações. Por exemplo, diâmetros de brocas de perfuração de 90 a 400 mm resultam em uma faixa operacional de 20 a 150 0 kN. Estreitar mais a faixa de diâmetro da broca de perfuração dá faixas preferidas para a força dinâmica de 20 a 1000 kN, mais preferencialmente 40 a 500 kN, ainda mais preferencialmente 50 a 300 kN.

Uma estimativa mais baixa para a necessária amplitude de deslocamento de vibração é ter uma vibração acentuadamente maior do que deslocamentos de saltos de ponta aleatórios em pequena escala devido a heterogeneidades na formação rochosa. Desse modo, a amplitude da vibração é vantajosamente de pelo menos 1 mm. Em concordância, a amplitude da vibração do oscilador pode ser mantida dentro de uma faixa de 1 a 10 mm, mais preferencialmente 1 a 5 mm.

Para equipamento de perfuração em larga escala a massa vibrante pode ser da ordem de 10 a 1000 kg. A faixa de frequência viável para equipamento de perfuração em larga escala desse tipo não se estende mais do que algumascentenas de Hertz. Desse modo, ao selecionar valoresadequados para o diâmetro da broca de perfuração, a massavibrante e a amplitude da vibração dentro dos limites descritos anteriormente, a frequência (f) do oscilador podem ser controladas para serem mantidas na faixa de 100 a 500 Hz ao mesmo tempo que proporcionam força dinâmica suficiente para criar uma zona de propagação de fissuras para uma variedade de tipos de rochas diferentes e ter suficiente 10 alta frequência para obter o efeito de ressonância.

As Figuras 2 (a) e (b) apresentam gráficos que ilustram a frequência mínima necessária da amplitude de vibração para uma broca de perfuração que tem um diâmetro de 150 mm. 0 gráfico (a) é para uma massa vibracional m=10 kg 15 ao passo que o gráfico (b) é para uma massa vibracional m=30 kg. As curvas inferiores são válidas para formações rochosas mais fracas enquanto as curvas superiores são para rochas com alta resistência à compressão. Como pode ser observado dos gráficos, uma frequência operacional de 100 a 500 Hz na 20 área acima das curvas proporciona uma frequência suficientemente alta para gerar uma zona de propagação de fissura em todos os tipos de rochas utilizando uma amplitude vibracional na faixa ela 10 mm (0,1 a 1 cm).

A Figura 3 apresenta um gráfico que ilustra a -25 frequência máxima aplicável como umá função dã amplitude de vibração para várias massas vibracionais dado umfornecimento de energia fixo. O gráfico é calculado para um fornecimento de energia de 3 0 kW que pode ser gerado no fundo do poço por um motor de fundo ou turbina usado para 30 acionar o movimento rotativo da broca de perfuração. A curva superior é para uma massa vibrante de 10 kg ao passo que a curva inferior é para uma massa vibrante de 50 Kg. Como pode ser observado dos gráficos, a variação de frequência de 100 a 500 Hz é acessível para uma amplitude vibracional na faixa de 1 a 10 mm (0,1 a 1 cm).

Um controlador pode ser configurado para realizar o método descrito anteriormente e incorporado em um módulo de trépano rotativo reforçado por ressonância tal como o ilustrado na Figura 1. Além disso, o módulo de trépano rotativo reforçado por ressonância pode ser proporcionado com um ou mais sensores que monitoram a resistência à compressão do material a ser perfurado, direta ou indiretamente, e proporcionam sinais para o controlador que são representativos da resistência à compressão do material a ser perfurado. O controlador é configurado para receber os sinais dos sensores e ajustar a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) do oscilador usando um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado de acordo com mudanças na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado.

Pode ser viável proporcionar um computador na superfície que processa os sinais dos sensores no fundo do poço e depois envia sinais de controle de volta para o fundo do poço para controlar a cabeça da broca. No entanto, isto será difícil de conseguir na prática para perfuração em poço profundo uma vez que a sinalização entre a superfície e o fundo do poço não é direta e também pode ser bastante lenta. - Alternativamente, pode ser possível localizar õs elementos sensores, de processamento e controle do mecanismo de realimentação no fundo do poço mas fora da montagem da cabeça da broca. No entanto, na prática pode haver pouco espaço no fundo do poço e também o mecanismo pode ser submetido a condições físicas adversas.

Em concordância, a melhor disposição para proporcionar controle de realimentação é localizar todos os elementos sensores, de processamento e controle do mecanismo de realimentação dentro de uma montagem no fundo do poço, por exemplo no interior da cabeça do trépano. Esta disposição é a mais compacta, proporciona realimentação mais rápida e uma resposta com maior rapidez às mudanças em condições de ressonância, e também permite que as cabeças de trépano sejam fabricadas com o necessário controle de realimentação integrado nas mesmas de tal modo que as cabeças da broca possam ser retromontadas a colunas de perfuração existentes sem exigir que todo o sistema de perfuração seja substituído. Assim, de acordo com uma disposição preferida é proporcionada uma cabeça de trépano rotativo reforçado por ressonância que compreende uma broca de perfuração rotativa, um oscilador, um ou mais sensores, um processador, e um controlador, o processador disposto para receber sinais do um ou mais sensores, processar os sinais, e enviar o um ou mais sinais de saída para o controlador para controlar a frequência, a força dinâmica e/ou a amplitude do oscilador. A cabeça do trépano é preferencialmente acoplável a uma coluna de perfuração por meio de um mecanismo de amortecimento.

A Figura 4 apresenta um diagrama esquemático que ilustra um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado em fundo de poço. Um ou mais sensores 40 são proporcionados para monitorar a frequência e a amplitude de —um oscilador 42. Um processador 44 édisposto para receber sinais do um ou mais sensores 40 e enviar um ou mais sinais de saída para o controlador 46 para controlar a frequência e a amplitude do oscilador 42. Uma fonte de energia 48 é conectada ao circuito de realimentação. A fonte de energia 48 pode ser um motor de fundo ou turbina configurado para gerar eletricidade para o circuito de realimentação. Na figura, a fonte de energia é mostrada como sendo conectada ao controlador do oscilador para proporcionar energia variável ao oscilador dependendo dos sinais recebidos do processador. No entanto, a fonte de energia poderia ser conectada a qualquer um ou mais dos componentes no circuito de realimentação. Os componentes de baixa energia tais como os sensores e o processador podem ter o seu próprio fornecimento de energia na forma de uma bateria.

Para equipamento de perfuração em larga escala, o oscilador vantajosamente compreende um acionador piezoelétrico com amplificação mecânica, um acionador magnetoestritivo, um acionador pneumático, ou um acionador mecânico elétrico. Constatou-se que estes acionadores podem atingir a frequência, força dinâmica, amplitude vibracional e variações de consumo de energia desejadas para uso com o método previamente descrito.

Os acionadores pneumáticos usam uma variação de pressão em uma câmara para produzir movimento de oscilação. A montagem básica consiste em um pistão dentro de um cilindro com duas portas conectadas, uma porta de fornecimento e uma porta de exaustão, ambas equipadas com válvulas. 0 movimento recíproco do pistão é controlado por gás (por exemplo, ar) fornecido às portas.

Os acionadores pneumáticos anteriormente usados como dispositivos de impacto geralmente têm uma frequência de operação muito baixa para uso em perfuração rotativa reforçada por ressonância de acordo com certas modalidades da presente invenção. No entanto, no caso de aplicações especiais, estão disponíveis acionadores pneumáticos com uma variação de frequência muito maior. Por exemplo, a empresa Martin Engineeringproduz um vibrador rotativo pneumático para uso como um vibrador de silo para evitar a fixação de grãos às paredes do silo e uns aos outros, melhorando desse modo o fluxo dos grãos. O vibrador utiliza uma massa interna desequilibrada que realiza o movimento rotativo acionado por um sistema pneumático para proporcionar vibrações múltiplas em cada órbita. O desenho sem rolamentos elimina problemas de desgaste e prolonga a vida do oscilador. Este oscilador pode ser utilizado nas modalidades da presente invenção. Piezoeletricidade é a capacidade de certos cristais de gerar voltagem quando submetidos a tensão mecânica. Este efeito é reversível de tal modo que estes materiais deformam quando uma voltagem externa é aplicada. A aplicação de uma voltagem alternativa resulta em um movimento oscilatório do 10 material piezoelétrico. O maior desafio em usar um oscilador piezoelétrico nas modalidades da presente invenção é a baixa deformação, isto é baixa amplitude de vibração. Esta deficiência pode ser superada por meio da amplificação mecânica de modo a 15 produzir deslocamentos em excesso de 1 mm. A amplificação mecânica pode ser obtida usando um invólucro elíptico externo (por exemplo, feito de aço inoxidável) que amplia, ao longo de um eixo curto, a deformação piezoelétrica que ocorre ao longo de um eixo principal. A moldura elíptica 20 também protege o piezoelétrico contra força de tração e também funciona como interface mecânica para fácil integração dentro dos trépanos rotativos reforçados por ressonância de acordo com modalidades da presente invenção. A moldura elíptica pode aplicar uma força de pré- 2 5 carregamento ac piezoelétrico"que assegura um tempo de vida mais prolongado e melhor desempenho do que os amplificadores mecânicos tradicionais com base em um braço de alavanca e pivô flexível. Estes acionadores de piezoelétricos amplificados podem ser obtidos da empresa CEDRAT 30 Technologies. Dois ou mais acionadores podem ser conectados em série para aumentar a amplitude de vibração.

Os acionadores magnetoestritivos funcionam com base no princípio de que os materiais magnetoestritivos, quando magnetizados por um campo magnético externo, mudam a sua separação interatômica para minimizar a energia magneto- elástica total. Isto resulta em uma deformação relativamente grande. Desse modo, aplicar um campo magnético oscilante 5 proporciona um movimento oscilatório do material magnetoestritivo.

Os materiais magnetoestritivos podem ser pré- tensionados uniaxialmente de modo que os momentos atômicos são pré-alinhados perpendiculares ao eixo. Um forte campo 10 magnético aplicado subsequentemente paralelo ao eixo realinha os momentos paralelos ao campo, e esta rotação coerente dos momentos magnéticos leva a uma deformação e alongamento do material paralelo ao campo. Estes acionadores magnetoestritivos podem ser obtidos da MagCompe Magnetic 15 Components AB. Um acionador particularmente preferido é o PEX-30 fornecido pela Magnetic Components AB. É também contemplado que podem ser utilizadosmateriais magnéticos com memória de forma tais como ligas com memória de forma uma vez que os mesmos oferecem força e 20 deformações muito maiores do que os materiaismagnetoestritivos geralmente disponíveis. Os materiais magnéticos com memória de forma, não são, estritamente falando, magnetoestritivos. No entanto, uma vez que são controlados por campo magnético, os mesmos devem ser 25 considerados como acionadores magnetoestritivos para os fins da presente invenção.

Um acionador mecânico movido por eletricidade pode usar o conceito de duas massas rotativas excêntricas para proporcionar as vibrações axiais necessárias. Tal módulo de 30 vibrador é composto de duas massas contrarrotativas excêntricas como a fonte das vibrações de alta frequência. O deslocamento proporcionado por esta disposição pode ser substancial (aproximadamente 2 mm). Vibradores mecânicos adequados com base no princípio de massas excêntricas contrarrotativas estão disponíveis da Vibratechniqu.es Ltd. Um vibrador possível para certas modalidades da presente invenção é o modelo VR2510. Este vibrador gira as massas excêntricas a 60 00 rpm que corresponde a uma frequência de vibração equivalente de 100 Hz. O peso global da unidade é de 41 kg e a unidade é capaz de aplicar forças de até 24,5 kN. O consumo de energia da unidade é de 2,2 kW.

Os usos das modalidades da presente invenção incluem: perfuração de poço, por exemplo, perfuração de poço petrolífero; mineração, por exemplo, carvão, diamante, etc...; perfuração de superfície, por exemplo, obras rodoviárias e outras; e trépanos manuais, por exemplo, furadeiras para uso doméstico e 'faça você mesmo', brocas de dentistas, etc...

As vantagens das modalidades da presente invenção incluem: velocidade de perfuração aumentada; melhor estabilidade e qualidade do furo; menos tensão sobre o aparelho o que leva a uma vida útil mais prolongada; e maior eficiência reduzindo custos de energia.

Embora esta invenção tenha sido particularmente apresentada e descrita com referência a modalidades preferidas, será entendido pelos especialistas na técnica que podem ser feitas várias modificações em forma e detalhe sem afastamento do âmbito da invençãjo. conforme definida pelas reivindicações anexas.

Claims

1. MÉTODO PARA CONTROLAR UM TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA QUE COMPREENDE UMA BROCA DE PERFURAÇÃO ROTATIVA (1) E UM OSCILADOR (3, 42) PARA APLICAR UMA CARGA DE OSCILAÇÃO AXIAL À BROCA DE PERFURAÇÃO, o método sendo caracterizado por compreender: controlar a frequência (f) do oscilador no trépano rotativo reforçado por ressonância, de modo que a frequência (f) seja mantida na faixa (D2 Us/(8000πAm)) 1/2 <f <Sf(D2 Us/(8000πAm))1/2 onde D é o diâmetro da broca de perfuração rotativa (1), Us é a resistência à compressão do material a ser perfurado, A é a amplitude de vibração, m é a massa vibrante, e Sf é um fator de escala superior a 1; e controlar a força dinâmica (Fd) do oscilador no trépano rotativo reforçado por ressonância, de modo que a força dinâmica (Fd) seja mantida na faixa [(π/4)D2effUs] <Fd <SFd[(π/4)D2effUs] onde Deff é um diâmetro efetivo da broca de perfuração rotativa, Us é uma resistência à compressão do material a ser perfurado, e SFd é um fator de escala superior a 1, em que a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) do oscilador são controladas por sinais de monitoração que representam a resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado e que ajustam a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) do oscilador com o auxílio de um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado de acordo com mudanças na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por Sf ser inferior a 5, preferencialmente inferior a 2, mais preferencialmente inferior a 1,5, e o mais preferencialmente inferior a 1,2.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por SFd ser inferior a 5, preferencialmente inferior a 2, mais preferencialmente inferior a 1,5, e o mais preferencialmente inferior a 1,2.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, ou 3, caracterizado por Sf serselecionado de modo que f <fr onde fr é uma frequência que corresponde a condições de pico de ressonância para o material a ser perfurado.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por Sf ser selecionado de modo que f <(fr — X) onde X é um fator de segurança que assegura que a frequência (f) não excede a das condições de pico de ressonância em uma transição entre dois materiais diferentes a serem perfurados.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por X > fr/100, mais preferencialmente X > fr/50, ainda mais preferencialmente X > fr/10.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por Fd <SFd[(π/4)D2effUs — Y] onde Y é um fator de segurança que assegura que a força dinâmica (Fd) não excede um limite que cause uma extensão catastrófica de fissuras em uma transição entre dois materiais diferentes a serem perfurados.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por Y > SFd[(π/4)D2effUs]/100, mais preferencialmente Y > SFd[(π/4)D2effUs]/50, ainda mais preferencialmente Y > SFd[(π/4)D2effUs]/10.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado por um ou ambos de X e Y serem ajustáveis de acordo com variações previstas na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado e a velocidade com a qual a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) podem ser mudadas quando é detectada uma mudança na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela frequência (f) do oscilador ser controlada para ser mantida na faixa de 100 a 500 Hz.

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pela força dinâmica (Fd) ser controlada para ser mantida dentro da faixa de 20 a 1000 kN, mais preferencialmente de 40 a 500 kN, ainda mais preferencialmente de 50 a 300 kN.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo método compreender ainda controlar a amplitude de vibração do oscilador para ser mantida dentro da faixa de 0,5 a 10 mm, mais preferencialmente de 1 a 5 mm.

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por energia ser fornecida ao oscilador a partir de um mecanismo que aciona movimento rotativo à broca de perfuração.

14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo oscilador ter um consumo de energia na faixa de 5 a 200 kW, 5 a 150k W, 5 a 100 kW, ou 5 a 50 kW.

15. APARELHO, que compreende: um oscilador (3, 42) para aplicar uma carga de oscilação axial a uma broca de perfuração rotativa (1);um controlador (46); eum ou mais sensores (40),caracterizado pelo controlador ser configurado para realizar o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em que o controlador é configurado para receber sinais de um ou mais sensores que representam a resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado e ajustam a frequência (f) e a força dinâmica (Fd) do oscilador com o auxílio de um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado de acordo com mudanças na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado.

16. APARELHO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo oscilador compreender um acionador piezoelétrico com amplificação mecânica, um acionador magnetoestritivo, um acionador pneumático, ou um acionador mecânico elétrico.

17. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado por compreender ainda uma unidade de isolamento de vibração (4) que pode ser acoplada a uma extremidade no fundo do poço de uma coluna de perfuração (5) de modo que o aparelho seja operável sob controle em tempo real em circuito fechado no fundo do poço.

18. TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA, que compreende:uma broca de perfuração rotativa (1);um controlador (46);um ou mais sensores (40); eum oscilador (3, 42) para aplicar uma carga de oscilação axial à broca de perfuração rotativa,em que o oscilador compreende um acionadorpiezoelétrico com amplificação mecânica, um acionadormagnetoestritivo, um acionador pneumático, ou um acionador mecânico elétrico,caracterizado pelo controlador ser configurado para receber sinais de um ou mais sensores que representam a resistência à compressão (Us) de um material a ser perfurado e ajustam a frequência (f) e/ou a força dinâmica (Fd) do oscilador com o auxílio de um mecanismo de realimentação em tempo real em circuito fechado de acordo com mudanças na resistência à compressão (Us) do material a ser perfurado.

19. TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo controlador ser configurado para manter a frequência (f) do oscilador na faixa de 100 a 500 Hz com base em sinais de um ou mais sensores.

20. TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 ou 19, caracterizado pelo controlador ser configurado para manter a força dinâmica (Fd) na faixa de 20 a 1000 kN, mais preferencialmente de 40 a 500 kN, ainda mais preferencialmente de 50 a 300 kN.

21. TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo controlador ser configurado para manter uma amplitude de vibração do oscilador na faixa de 0,5 a 10 mm, mais preferencialmente 1 a 5 mm.

22. TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 21, caracterizado por compreender ainda uma unidade de isolamento de vibração (4) que pode ser acoplada a uma extremidade no fundo do poço de uma coluna de perfuração (5) de modo que o trépano rotativo reforçado por ressonância seja operável sob controle em tempo real em circuito fechado no fundo do poço.

23. TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 22, caracterizado por compreender ainda um mecanismo para acionar o movimento rotativo da broca de perfuração, o referido mecanismo sendo configurado para fornecer energia para 5 acionar o movimento axial do oscilador.

24. TRÉPANO ROTATIVO REFORÇADO POR RESSONÂNCIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 23, caracterizado pelo oscilador ser configurado para ter um consumo de energia na faixa de 1 a 200 kW, 1 a 150 kW, 1 a 10 100 kW, ou 1 a 50 kW.