BR112013001507B1

BR112013001507B1 - Ferramenta de poço tendo um revestimento metálico reforçado de nanopartícula

Info

Publication number: BR112013001507B1
Application number: BR112013001507-1A
Authority: BR
Inventors: Hendrik John
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2020-02-18
Also published as: GB2495247B; WO2012012636A1; GB2495247A; DE112011102419T5; CA2806219C; US8919461B2; US20120018141A1; NO20130050A1; CA2806219A1; GB201300429D0; BR112013001507A2

Abstract

ferramenta de poço tendo um revestimento metálico reforçado de nanopartícula a presente invenção refere-se a uma ferramenta de poço. a ferramenta inclui um primeiro membro tendo uma superfície que é configurada para exposição a um fluido de poço, o primeiro membro compreendendo um revestimento metálico disposto em um substrato, o revestimento metálico tendo várias nanopartículas dispersas dispostas no mesmo e fornecendo a superfície. a ferrámenta também inclui um segundo membro que está disposto em engate deslizante na superfície do primeiro membro. em outra modalidade exemplar, uma ferramenta de poço inclui um primeiro membro tendo uma superfície que é configurada para exposição a um fluido de poço, o primeiro membro compreendendo uma liga metálica, a liga metálica tendo uma pluralidade de nanopartículas dispersas dispostas no mesmo e fornecendo a superfície.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FERRAMENTA DE POÇO TENDO UM REVESTIMENTO METÁLICO REFORÇADO DE NANOPARTÍCULA.

REFERÊNCIAS CRUZADAS A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido de patente reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisório U.S. N° de série 61/366.526, depositado em 21 de julho de 2010, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade. ANTECEDENTES

Operações de poço, incluindo perfuração de poço, operações de produção ou conclusão, particularmente para poços de óleo e gás natural, utilizam vários componentes e ferramentas de uphole e de fundo de poçocomponentes particularmente rotativos e ferramentas, que devem manter uma alta resistência à abrasão e um baixo coeficiente de fricção de deslizamento sob condições extremas, tais como, altas temperaturas e altas pressões para sua operação eficiente. Estes incluem muitos tipos de rotores rotativos, eixos, buchas, mancais, luvas e outros componentes que incluem superfícies que estão em engate deslizável uma com a outra. Estas temperaturas altas podem ser mais elevadas pelo calor gerado pelos componentes e ferramentas propriamente ditos, particularmente aqueles que são usados em operações de fundo de poço. Motores de lama, por exemplo, podem gerar calor adicional durante sua operação. Materiais usados para fabricar os vários componentes e ferramentas de uphole e de fundo de poço usados em operações de perfuração, produção e conclusão de poço são, portanto cuidadosamente escolhidos para sua habilidade de operar, frequentemente por longos períodos de tempo, nestas condições extremas.

A fim de manter uma alta resistência de abrasão e um baixo coeficiente de fricção de deslizamento, estes componentes e ferramentas frequentemente empregam um revestimento de superfície, tal como vários revestimentos duros de cromo. Enquanto tais revestimentos são em geral eficazes para fornecer a resistência à abrasão desejada e coeficiente de fricção deslizante, são conhecidos por serem suscetíveis à corrosão na exposição a vários ambientes de poço, particularmente fluidos que incluem

2/11 cloretos.

Portanto, o desenvolvimento de materiais que pode ser usado para formar componentes e ferramentas de poço tendo a combinação desejada de alta resistência à abrasão e baixo coeficiente de fricção de deslizamento, bem como alta resistência à corrosão, particularmente em ambientes de cloreto, é muito desejável.

SUMÁRIO

Uma modalidade exemplar de uma ferramenta de poço é descrita. A ferramenta inclui um primeiro membro tendo uma superfície que é configurada para exposição a um fluido de poço, o primeiro membro compreendendo um revestimento metálico disposto em um substrato, o revestimento metálico tendo uma pluralidade de nanopartículas dispersas dispostas no mesmo e provendo a superfície. A ferramenta também inclui um segundo membro que é disposto em um engate deslizante na superfície do primeiro membro.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Referindo-se agora aos desenhos em que elementos iguais são numerados da mesma forma nas várias Figuras:

a Figura 1 representa uma vista lateral de uma modalidade exemplar de uma ferramenta como descrita aqui na forma de um motor de lama;

a Figura 2 representa uma vista em seção transversal do motor de lama da Figura 1;

a Figura 3 representa uma vista em seção transversal do motor de lama da Figura 2 tomada ao longo da seção 3-3;

a Figura 4 é uma vista em seção transversal do motor de lama da Figura 3 tomada ao longo da seção 4-4; e a Figura 5 é uma vista em seção transversal de outra modalidade exemplar de um motor de lama análogo à seção mostrada na Figura 4. DESCRIÇÃO DETALHADA

Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho descrito e método são apresentados aqui por meio de exemplificação e

3/11 não limitação com referência às Figuras.

Referindo-se às Figuras 1-4, uma modalidade exemplar de um componente ou ferramenta de poço 1, tal como pode ser usada para operações de poço, incluindo produção ou conclusão de poço, como descrito aqui, é ilustrada com referência a um motor de lama 10. A ferramenta 1 inclui um primeiro elemento 2 tendo uma superfície 5 que é configurada para exposição a um fluido de poço 26, tal como uma lama de perfuração. O primeiro elemento 2 inclui um revestimento metálico 6 disposto em um substrato 15. O revestimento metálico 6 tem várias nanopartículas dispersas 7 dispostas no mesmo e fornece a superfície 5. Alternativamente, em outra modalidade, a ferramenta de poço 1, pode incluir um primeiro elemento 2 tendo uma superfície 5 que é configurada para exposição a um fluido de poço 26, o primeiro elemento compreendendo uma liga metálica, a liga metálica tendo várias nanopartículas dispersas 7 dispostas na mesma e provendo a superfície 5. Nesta modalidade, em vez de empregar um revestimento, a liga metálica compreende o primeiro elemento 2. a ferramenta 1 pode também inclui opcionalmente um segundo elemento 8 que é disposto em engate deslizável na superfície 5 do primeiro elemento 2. Isto descreve uma relação que existe em geral entre componentes de muitas ferramentas de poço 1 usadas em operações de poço, incluindo componentes de várias configurações de bomba e perfuração. O revestimento metálico 6 descrito aqui pode ser usado em qualquer ferramenta de poço 1 que inclui uma combinação de um segundo elemento 8 que está disposto em engate deslizável na superfície 5 do primeiro elemento 2, particularmente vários componentes de coluna de perfuração, incluindo brocas, bombas, motores de lama, registrando enquanto dispositivos de perfuração (LWD) ou medindo enquanto dispositivos de perfuração (MWD) e é ilustrado mais particularmente aqui em conjunto com um motor de lama 10. Isto inclui muitas aplicações de superfície deslizante ou superfície de desgaste e configurações, incluindo várias configurações planares e não planares, tais como eixos, rotores, buchas, mancais, luvas, contatos elétricos e superfícies de desgaste, que exigem resistência ao desgaste, resistência à corrosão e um baixo coeficiente de fricção deslizante.

4/11

O motor de lama 10 inclui um estator 14, um rotor 18 e uma luva de polímero 22 que conforma com a superfície interna 17 do estator 14 e é posicionado entre o estator 14 e o rotor 18. A luva de polímero 22 pode incluir qualquer material de polímero adequado 24. Em uma modalidade exemplar, o material de polímero 24 pode incluir um material de polímero elastomérico 24, particularmente várias formas de borracha, incluindo borracha de nitrila ou acrilonitrilo-butadieno. A lama 26 é bombeada através do motor de lama 10 e flui através de cavidades 30 definidas por folgas entre os lóbulos 34 do estator 14 e o elastômero e lóbulos 38 do rotor 18. a lama 26 que é bombeada através das cavidade 30 faz o rotor 18 rodar com relação ao estator 14 e a luva de polímero 22. O fluxo de lama 26 através das cavidades 30 cria o movimento excêntrico do rotor 18 na seção de força 46 do motor de lama 10 que é transferida como força concêntrica para a broca de perfuração 50. A luva de polímero 22 é fixada no estator 14 e engatada de modo vedante com o estator 14 e o rotor 18 para reduzir o vazamento em pontos de contato entre eles ao longo de seu comprimento e melhorar o desempenho e eficiência do motor de lama 10 de outro modo conhecida como bomba de deslocamento positivo de cavidade progressiva. O ambiente de operação do estator 14, luva de polímero 22 e o rotor 18 é uma alta pressão, alta temperatura ambiente, incluindo pressões até cerca de 5 MPa, e em algumas aplicações até cerca de 8 MPa, e temperaturas até cerca de 250°C, e superfície 5 está em contato com vários fluidos de poço 26, tal como lama de perfuração, incluindo aquelas que contém altas concentrações de cloretos. A superfície 5 do rotor 18 tem um acabamento de superfície predeterminado. É imperativo para a eficiência de operação do motor de lama 10 manter a condição total e acabamento de superfície predeterminada de superfície 5 a fim de manter uma coeficiente predeterminada de fricção de deslizamento entre o rotor 18 e a luva de polímero 22, particularmente um baixo coeficiente de fricção de deslizamento para reduzir o desgaste e outra degradação da luva de polímero 22. O revestimento metálico 6 descrito aqui é configurado para manter um coeficiente predeterminado de fricção de deslizamento no ambiente de alta pressão, alta temperatura descrito, mesmo

5/11 quando os fluidos de poço 26, tal como lama de perfuração, contêm altas concentrações de cloretos.

Referindo-se em geral às Figuras 1-5, e mais particularmente à Figura 5, em outra modalidade exemplar, a luva de polímero 22 pode ser substituída por uma luva de metal 22' que conforma com a superfície interna 17 do estator 14 e é posicionada entre o estator 14 e o rotor 18, que pode em certas modalidades ser formada do mesmo material que o rotor 18, como descrito aqui. A luva de metal 22' pode incluir um revestimento metálico 6' na superfície 54'. O revestimento metálico 6' pode compreender o mesmo material metálico 9' como empregado para o material metálico 9 do revestimento 6, como descrito aqui, ou pode incluir material metálico diferente. Similarmente, o revestimento metálico 6' pode compreender nanopartículas 7' e quantidades como empregadas para as nanopartículas 7 e quantidades de revestimento metálico 6, como descrito aqui, ou pode incluir nanopartículas diferentes. As ferramentas '1, incluindo motores de lama 10', tendo esta configuração que inclui um primeiro elemento 2 tendo uma superfície 5 que é configurada para exposição a um fluido de poço 26, tal como uma lama de perfuração, e um segundo elemento 8' que está disposto em engate deslizável na superfície 5 do primeiro elemento 2, onde o primeiro elemento 2 inclui um revestimento metálico 6 tendo várias nanopartículas dispersas 7 dispostas em um substrato 15, e onde o segundo elemento 8 pode também incluir um revestimento metálico 6' tendo várias nanopartículas dispersas 7' dispostas em um substrato 15', são particularmente bastante adequados para uso em operações de poço de alta pressão, alta temperatura, incluindo aquelas realizadas em temperaturas de operação maiores que 200°C, e mais particularmente em temperaturas de operação maiores que 250°C, e mesmo mais particularmente temperaturas de até cerca de 300°C, e pressões de até cerca de 276 MPa.

Referindo-se às Figuras 2-5, o primeiro elemento 2 na forma de rotor 18 inclui substrato de rotor 15 que tem o revestimento metálico 6 disposto em uma superfície externa 19 do mesmo. O substrato de rotor 15 e a superfície 19 podem incluir qualquer material de rotor adequado 21, incluin

6/11 do várias classes de aço. Referindo-se à Figura 4, o revestimento metálico 6 pode ter qualquer espessura adequada (t), incluindo uma espessura de até cerca de 150 pm, e mais particularmente de cerca de 25 pm a cerca de 150 pm.

O revestimento metálico 6 pode incluir Ni, Cu, Ag, Au, Sn, Zn ou Fe, ou ligas destes metais, ou uma combinação que inclui pelo menos um destes materiais. Em uma modalidade exemplar, o revestimento metálico 6 pode incluir qualquer material metálico adequado 9 que inclui Ni na superfície 5, incluindo materiais 9 que incluem outro elemento ou elementos, em que Ni não é o elemento constituinte principal, ou mesmo o elemento constituinte primário. Em outra modalidade exemplar, o revestimento metálico 6 inclui uma liga à base de Ni, onde Ni é o elemento constituinte principal por percentagem de peso ou átomo. Em outra modalidade exemplar, o revestimento metálico 6 inclui uma liga Ni-P, e mais particularmente uma liga Ni-P que inclui cerca de 14% ou menos por peso de P e o equilíbrio de Ni e traços de impurezas. Em ainda outra modalidade exemplar, o revestimento metálico 6 inclui uma liga de Ni-W, e mais particularmente uma liga de Ni-W (ou liga W-Ni) que inclui até 76% por peso de tungstênio, e mais particularmente até 30% por peso de tungstênio. Em certas modalidades, isto pode incluir cerca de 0,1 a cerca de 76% por peso de tungstênio, e mais particularmente cerca de 0,1 a cerca de 30% por peso de tungstênio. Os traços de impurezas serão aqueles convencionalmente conhecidos para Ni e ligas de Ni baseados nos métodos empregados para processar e refinar o elemento constituinte ou elementos. Material metálico 9 pode ser descrito como uma matriz de metal em que as nanopartículas dispersas 7 são dispostas para formar revestimento metálico 6, tal que o revestimento compreende um composto de matriz de metal.

O revestimento metálico 6 também inclui várias nanopartículas dispersas 7 que são dispersas dentro de um material metálico 9. As nanopartículas 7 podem ser dispersas como uma dispersão homogênea ou uma dispersão heterogenia dentro do material metálico 9. As nanopartículas 7 podem ser fornecidas em qualquer quantidade adequada com relação ao

7/11 material de revestimento 9, particularmente até cerca de 28% por volume do revestimento, mais particularmente de cerca de 5% a cerca de 12% por volume do revestimento. As nanopartículas podem compreender qualquer material de nanopartícula adequado, incluindo carbono, boro, um carboneto, um nitreto, um óxido, um boreto ou um lubrificante sólido, incluindo lubrificantes sólidos M0S2, BN ou politetrafluoretileno (PTFE), ou uma combinação dos mesmos. Estes podem incluir quaisquer carbonetos, nitretos, óxidos e boretos adequados, particularmente carbonetos, nitretos, óxidos e boretos metálicos. Nanopartículas de carbono podem, incluir qualquer forma adequada das mesmas incluindo fulerenos ou grafenos. Fulerenos podem incluir aqueles selecionados do grupo que consiste de buckyballs, aglomerados de buckyballs, buckypaper, nanotubos de parede única, ou nanotubos de múltiplas paredes, ou uma combinação dos mesmos. O uso de nanopartículas compreendendo nanotubos de carbono de parede única ou múltiplas paredes é particularmente útil. Os nanotubos de carbono de parede única ou múltiplas paredes podem ter qualquer diâmetro e comprimento de tubo adequados, incluindo um diâmetro externo de 1 nm ou mais (por exemplo, o nanotubo de carbono de parede única), e mais particularmente cerca de 10 nm a cerca de 20nm e um comprimento de cerca de 0,5 μιτι a cerca de 200 μιη.

As nanopartículas dispersas 7 descritas nas modalidades descritas aqui podem ser embutidas no material metálico 9 do revestimento metálico 6 de modo que uma parte das nanopartículas faz interface com a superfície 5 do rotor 18. Em uma modalidade exemplar, as partes as nanopartículas Ί podem se projetar da superfície 5. As nanopartículas 7 tendo uma interface com a superfície 5 permite a existência de um engate de fricção diminuída entre o rotor 18 e a matéria que entra em contato com a superfície 5, tal como, por exemplo, a luva de polímero 22 e a lama 26. Adicionalmente, onde as nanopartículas de carbono, particularmente nanotubos de carbono, são usadas como partículas dispersas 7, o coeficiente de fricção de deslizamento da superfície 5 pode diminuir como a carga crescente aplicada entre o primeiro elemento 2, tal como, por exemplo, o rotor 18, e o segundo elemento 8, tal como, por exemplo, luva de polímero 22. Revestimentos metálicos 6,

8/11 particularmente aqueles compreendendo Ni, que incluem nanopartículas de carbono, particularmente nanotubos dispersos, em geral têm um coeficiente menor de fricção deslizante e maior resistência de desgaste ou abrasão que aqueles que utilizam outras nanopartículas , bem como revestimentos duros de cromo convencionais.

Revestimento metálico 6 tendo nanopartículas dispersas 7 dispostas no mesmo pode ser disposto na superfície 19 do substrato 15 usando qualquer método de deposição adequado, incluindo vários métodos de revestimento, e mais particularmente incluindo métodos de deposição galvânica. Em uma modalidade exemplar, um revestimento metálico 6 compreendendo Ni como material metálico 9 tendo várias nanopartículas dispersas, particularmente nanopartículas de carbono, e mais particularmente nanotubos de carbono, pode ser deposição por deposição sem eletrólito, eletrodeposição ou deposição galvânica usando um banho de sulfato de níquel tendo várias nanopartículas de carbono dispersas no mesmo. Em outra modalidade exemplar, um revestimento metálico 6 compreendendo uma liga de Ni-P como material metálico 9 tendo várias nanopartículas dispersas, particularmente nanotubos de carbono, pode ser depositado por deposição sem eletrólito, eletrodeposição ou deposição galvânica usando um banho que inclui sulfato de níquel e hipofosfito de sódio que tem várias nanopartículas de carbono dispersas no mesmo. Em ainda outra modalidade exemplar, um revestimento metálico 6 compreendendo uma liga de Ni-W como material metálico 9 tendo várias nanopartículas dispersas 7, particularmente nanopartículas de carbono, e mais particularmente nanotubos de carbono, pode ser depositado por deposição sem eletrólito, eletrodeposição ou deposição galvânica usando um banho que inclui sulfato de níquel e tungstato de sódio que tem várias nanopartículas de carbono dispersas no mesmo. As nanopartículas de carbono podem incluir nanotubos de carbono, particularmente nanotubos de carbono de múltiplas paredes. Revestimentos metálicos que incluem uma liga de Ni-P podem ser endurecidos por precipitação para aumentar a dureza temperando o revestimento metálico 6 suficientemente para causar a precipitação de precipitados de Ni₃P.

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Em uma modalidade exemplar, o revestimento metálico 6 pode incluir vários recessos espaçados 11 dispostos na superfície externa 5 como mostrado na Figura 4. Recessos espaçados 11 podem ser usados para reduzir a área de contato entre a superfície externa 5 e uma superfície deslizante adjacente, e para capturar um lubrificante nos mesmos, desse modo reduzindo ainda o coeficiente de fricção de deslizamento da superfície externa 5. O recesso espaçado 11 pode ser espaçado uniformemente em um padrão repetido ou um não repetido ou randomicamente. Os recessos espaçados 11 podem ter qualquer tamanho ou formato adequado. Em uma modalidade exemplar, os recessos espaçados têm um tamanho máximo de cerca de 50 nm. Em outra modalidade exemplar, os recessos são em geral cilíndricos e têm um tamanho de diâmetro máximo de cerca de 50 nm.

Em uma modalidade exemplar, a superfície 19 do substrato de rotor 15 no qual o revestimento metálico 6 está disposto tem vários bolsos espaçados 13 formados no mesmo como mostrado na Figura 3, em que a deposição do revestimento metálico 6 no substrato cobre a superfície externa 19 e as superfícies dos bolsos espaçados 13. Os bolsos espaçados 13 podem ter qualquer tamanho e formato adequados, incluindo um formato em geral cilíndrico e um tamanho máximo de cerca de 10 mm.

A luva de polímero 22 das modalidades descritas aqui pode também incluir nanopartículas de carbono 42, incluindo aquelas descritas aqui, embutidas no material de polímero 24 para aumentar a transferência de calor através da luva de polímero 22 para o estator 14, o rotor 18 e a lama 26, ou a outras propriedades do mesmo. A transferência de calor aumentada fornecida pelas nanopartículas de carbono 42 permite que as temperaturas da luva de polímero 22 ajustem mais rapidamente às temperaturas do estator 14, o rotor 18 e a lama 26 contatando a luva de polímero 22 que ocorreria se as nanopartículas de carbono 42 não estivessem presentes.

A temperatura de operação da luva de polímero 22 pode afetar sua durabilidade. Tipicamente, a relação é tal que a durabilidade da luva de polímero 22 reduz quando a temperatura aumenta. Adicionalmente, existem limites de temperatura, para materiais específicos, que quando excedidos

10/11 reduzirão significantemente a vida da luva de polímero 22.

As temperaturas de operação elevadas do motor de lama 10 são devido, em parte, a altas temperaturas do ambiente de poço em que o motor de lama 10 opera. A elevação adicional de temperatura, além daquela do ambiente, é devido, por exemplo, a tais coisas como engate de fricção da luva de polímero 22 com um ou mais do estator 14, o rotor 18 e a lama 26, e energia de histerese, na forma de calor, desenvolvida na luva de polímero 22 durante a operação do motor de lama 10. Esta energia de histerese vem da diferença em energia exigida para deformar a luva de polímero 22 e a energia recuperada da luva de polímero 22 quando a deformação é liberada. A energia de histerese gera calor na luva de polímero 22, chamada acúmulo de calor. É destas fontes adicionais de geração de calor dentro da luva de polímero 22 que a adição das nanopartículas 42 na luva de polímero 22, como descrito aqui, é adicionada para mitigar. O uso de nanopartículas de carbono 7 no revestimento metálico 6 do rotor 18 pode também aperfeiçoar suas características de transferência, desse modo permitindo a transferência mais rápida de calor da luva de polímero, desse modo também contribuindo para sua longevidade aumentada.

Vários parâmetros afetam a geração de calor adicional, tais como, a quantidade de deformação dimensional que a luva de polímero 22 sofre durante a operação, o engate de fricção entre a luva de polímero 22 e o rotor 18, e um comprimento total da seção de energia 46 do motor de lama 10, por exemplo. A geração de calor adicional pode ser reduzida com ajustes específicos destes parâmetros, e a temperatura da luva de polímero 22 e do rotor 18 pode ser mantida abaixo de temperaturas de limites predeterminados. Tais ajustes dos parâmetros, no entanto, podem afetar adversamente o desempenho e eficiência do motor de lama 10, por exemplo, permitindo mais vazamento através do mesmo, bem como custos operacionais e materiais elevados associados com os mesmos. As modalidades descritas aqui permitem um aumento em densidade de energia de um motor de lama 10, por exemplo, tendo um motor de lama total menor 10 que produz a mesma quantidade de energia de saída para uma broca 50 fixada no mesmo sem resultar

11/11 em temperatura aumentada da luva de polímero 22 ou rotor 18. Adicionalmente, o motor de lama 10, usando modalidades descritas aqui, pode ser capaz de operar em pressões mais altas sem vazamento entre a luva de polímero 22 e o rotor 18, desse modo levando a eficiências maiores de motor em geral.

As nanopartículas de carbono 42 descritas nas modalidades descritas aqui podem ser embutidas na luva de polímero 22 de modo que as nanopartículas 42 fazem interfaces com uma superfície 54 da luva de polímero 22. Ter interface de nanopartículas de carbono 42 com a superfície 54 permite a existência de um engate friccional diminuído entre a luva de polímero 22 e a matéria que entra em contato com a superfície 54, tal como, o rotor 18 e a lama 26, por exemplo. Tal diminuição em fricção pode resultar em uma diminuição correspondente em geração de calor. Adicionalmente, em certas modalidades, a presença as nanopartículas de carbono 42 embutidas dentro da luva de polímero 22 diminuem a energia de histerese e a geração de calor resultante a partir da mesma.

Em uma modalidade, as nanopartículas de carbono 42 podem se dispersas por toda a luva de polímero 22. Em outra modalidade exemplar, as nanopartículas de carbono podem ser dispersas na superfície 54 da luva de polímero que está em engate deslizante com a superfície 5 do rotor 18. As nanopartículas de carbono podem incluir fulerenos ou grafenos, ou uma combinação dos mesmos. Fulerenos podem incluir buckyballs, aglomerados de buckyballs, buckypaper, nanotubos de parede única, ou nanotubos de múltiplas paredes, ou uma combinação dos mesmos.

Enquanto uma ou mais modalidades foram mostradas e descritas, modificações e substituições podem ser feitas nas mesmas sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, deve ser entendido que a presente invenção foi descrita por meio de ilustrações e não limitação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta de poço (1), que compreende:

um primeiro elemento (2) tendo uma superfície (5) que é configurada para exposição a um fluido de poço (26), a ferramenta de poço sendo caracterizada pelo fato de que o primeiro elemento (2) compreende um revestimento metálico (6) disposto em um substrato (15), o revestimento metálico (6) compreendendo uma liga tendo uma base de liga de Ni, Cu, Ag, Au, Zn, Sn ou Fe, ou uma liga dos mesmos, ou uma combinação compreendendo pelo menos um destes materiais, o revestimento metálico (6) tendo uma pluralidade de nanopartículas dispersas (7) compreendendo nanopartículas de fulereno ou grafeno, ou uma combinação dos mesmos, dispostas em si e fornecendo a superfície (5), a superfície tendo um pluralidade de recessos espaçados (11) formados em si.
2. Ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro elemento (2) compreende um rotor (18) tendo o revestimento metálico (6) disposto em uma superfície externa (19) no mesmo.
3. Ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um segundo elemento (8) que está disposto em engate deslizante na superfície (5) do primeiro elemento (2).
4. Ferramenta de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o segundo elemento (8) compreende uma luva de polímero (22) ou uma luva metálica.
5. Ferramenta de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a ferramenta compreende um componente de coluna de perfuração.
6. Ferramenta de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o substrato (15) de rotor (18) compreende aço.
7. Ferramenta de poço (1), que compreende:

um primeiro elemento (2) tendo uma superfície (5) que é configurada para exposição a um fluido de poço (26), a ferramenta de poço sendo

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2/4 caracterizada pelo fato de que o primeiro elemento (2) compreende um revestimento metálico (6) disposto em um substrato (15), o revestimento metálico (6) compreende uma liga de Ni-P ou uma liga de Ni-W, o revestimento metálico (6) tendo uma pluralidade de nanopartículas dispersas (7) dispostas no mesmo e fornecendo a superfície (5), a superfície tendo uma pluralidade de recessos espaçados (11) formados em si.
8. Ferramenta de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico (6) é uma liga de Ni-P que compreende, por peso da liga, cerca de 14% ou menos de P e o equilíbrio Ni e traços de impurezas.
9. Ferramenta de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o revestimento metálico (6) é uma liga de Ni-W que compreende, por peso da liga, cerca de 30% ou menos de W e o equilíbrio Ni e traços de impurezas.
10. Ferramenta de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas (7) compreendem carbono, boro, um carboneto, um nitreto, um óxido, um boreto ou um lubrificante sólido ou uma combinação dos mesmos.
11. Ferramenta de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas (7) compreendem fulerenos ou grafenos, ou uma combinação dos mesmos.
12. Ferramenta de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas (7) compreendem fulerenos compreendendo buckeyballs, aglomerados de buckeyballs, buckeypaper, nanotubos de parede única ou nanotubos de parede múltipla, ou uma combinação dos mesmos.
13. Ferramenta de poço, que compreende:

um primeiro elemento (2) tendo uma superfície (5) que é configurada para exposição a um fluido de poço (26), a ferramenta de poço sendo caracterizada pelo fato de que o primeiro elemento (2) compreende um revestimento metálico (6) disposto em um substrato (15), o revestimento metálico (6) tendo uma pluralidade de nanopartículas dispersas (7) dispostas no

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3/4 mesmo e fornecendo a superfície (5), a superfície tendo uma pluralidade de recessos espaçados (11) formados no mesmo, em que os recessos espaçados têm um tamanho máximo de cerca de 50 nm.
14. Ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os recessos espaçados (11) são geralmente cilíndricos e têm um tamanho diametral máximo de cerca de 50 nm.
15. Ferramenta de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que uma superfície externa do substrato (15) de rotor (18) tem uma pluralidade de bolsos espaçados (13) formados na mesma, em que o revestimento metálico (6) reveste a superfície externa do substrato (15) de rotor (18) e os bolsos espaçados.
16. Ferramenta de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que os bolsos espaçados têm um tamanho máximo de cerca de 10 mm.
17. Ferramenta de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que os bolsos espaçados (13) são geralmente cilíndricos.
18. Ferramenta de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o segundo elemento (8) também compreende nanopartículas (7) de carbono.
19. Ferramenta de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o primeiro membro compreende um rotor (18), o segundo membro compreende uma luva de polímero (22) ou uma luva de metal.
20. Ferramenta de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas de carbono (7) são dispersas por toda a luva de polímero (22).
21. Ferramenta de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas de carbono (7) são dispersas em uma superfície da luva de polímero (22) ou luva de metal que está em engate deslizante com a superfície (19) do rotor.
22. Ferramenta de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas (7) compreendem fulerenos ou grafe-

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ΑΙΑ nos, ou uma combinação dos mesmos.
23. Ferramenta de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que os fulerenos compreendem buckeyballs, aglomerados de buckeyball, buckeypaper, nanotubos de parede única ou nanotubos de 5 parede múltipla ou uma combinação dos mesmos.