BR112013024924B1 - broca de perfuração para usar na perfuração do furo de sondagem, aparelho compreendendo um conjunto de perfuração tendo a broca de perfuração e método de perfuração de um furo de poço - Google Patents
broca de perfuração para usar na perfuração do furo de sondagem, aparelho compreendendo um conjunto de perfuração tendo a broca de perfuração e método de perfuração de um furo de poço Download PDFInfo
- Publication number
- BR112013024924B1 BR112013024924B1 BR112013024924-2A BR112013024924A BR112013024924B1 BR 112013024924 B1 BR112013024924 B1 BR 112013024924B1 BR 112013024924 A BR112013024924 A BR 112013024924A BR 112013024924 B1 BR112013024924 B1 BR 112013024924B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- drill bit
- friction member
- fact
- sensitive material
- passage
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 36
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims 1
- 230000004044 response Effects 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 4
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylenes Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/54—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of the rotary drag type, e.g. fork-type bits
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/62—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
APARELHO PARA CONTROLAR PROFUNDIDADE DO CORTE DA BROCA DE PERFURAÇÃO USANDO MATERIAIS TERMICAMENTE EXPANSÍVEIS. Em um aspecto, a broca de perfuração para utilização na perfuração de um furo de sondagem é proporcionada que inclui um corpo que inclui um lateral, seção de face e uma passagem no corpo. A broca de perfuração inclui, ainda, um membro de fricção disposto na seção de face e configurado para controlar uma profundidade de corte para a broca de perfuração, em que o membro de fricção compreende um material sensível termicamente em comunicação térmica com a passagem configurada para controlar uma posição do membro de fricção no que diz respeito á seção de face.
Description
Este pedido reivindica prioridade do Pedido Provisório No. de Série US 61/472.887, depositado em 7 de Abril de 2011, o qual é aqui incorporado na sua totalidade por referência.
A divulgação refere-se, em geral, a aparelhos e métodos para formar furos de sondagem e, especificamente, para controlar uma profundidade de corte durante a perfuração. 2. Descrição da Técnica Relacionada
Para formar um furo do poço ou furo de sondagem em uma formação, um conjunto de perfuração (também referido como o “conjunto de furo no fundo” ou o “BHA”) carregando uma broca de perfuração na sua extremidade inferior é conduzido no fundo do poço. O furo do poço pode ser usado para armazenar os fluidos na formação ou para obter fluidos a partir da formação, tais como hidrocarbonetos. O BHA, normalmente, inclui dispositivos e sensores que fornecem informações relativas a uma variedade de parâmetros relativos às operações de perfuração (“parâmetros de perfuração”), o comportamento do BHA (“parâmetros de BHA”) e os parâmetros relacionados com a formação em torno do furo do poço (“parâmetros de formação”). Uma broca de perfuração é, normalmente, ligada à extremidade inferior do BHA. A broca de perfuração é girada através da rotação da coluna de perfuração e/ou por um motor de perfuração (também referido como um “motor de lama”) no BHA, de modo a desintegrar a formação de rocha para perfurar o furo do poço. A perfuração avança a partir de uma formação macia, como xisto, a uma formação dura, tal como a areia, a taxa de penetração (ROP) da broca de perfuração altera, causando, assim, o desgaste e destruição nas porções da broca. Em um exemplo, os cortadores de compacto de diamante policristalino (PDC) podem ser sujeitos ao desgaste e à destruição durante o corte das regiões de formação dura exigindo, assim, a manutenção ou a substituição da broca de perfuração. A substituição da broca de perfuração pode ser de tempo e custo intensivos, uma vez que a coluna de perfuração é puxada a partir do furo de sondagem para remover a broca.
Em um aspecto, a broca de perfuração para uso na perfuração de um furo de sondagem está prevista que inclui um corpo incluindo uma seção lateral e uma seção de face e uma passagem no corpo. A broca de perfuração inclui ainda um membro de fricção disposto na seção de face e configurado para controlar a profundidade de corte para a broca de perfuração, em que o membro de fricção compreende um material sensível termicamente em comunicação térmica com a passagem configurada para controlar uma posição do membro de fricção no que diz respeito à seção de face.
Em outro aspecto, um método para perfurar um furo de sondagem em uma formação está previsto que inclui dispor uma broca de perfuração em uma formação, em que a broca de perfuração inclui um corpo com uma seção lateral, uma seção de face e uma passagem no corpo. O método também inclui controlar uma posição de um membro de fricção disposto na seção de face por controlar um fluxo de fluido na passagem, em que o membro de fricção inclui um material sensível termicamente em comunicação térmica com a passagem, e em que um formato do material sensível termicamente controla uma profundidade de corte para a broca de perfuração.
Exemplos de certas características do aparelho e do método aqui descritos são resumidos bastante amplamente, a fim de que a descrição detalhada destes que se segue possa ser bem compreendido. Existem, evidentemente, características adicionais do aparelho e do método descritas adiante, que formarão a matéria das reivindicações anexas aqui.
As vantagens e os aspectos adicionais da divulgação serão prontamente apreciados pelos peritos na técnica, uma vez que a mesma se torna melhor compreendida por referência à seguinte descrição detalhada quando considerada em conjugação com os desenhos anexos, nos quais os caracteres de referência geralmente designam elementos iguais ou similares em todas as várias figuras dos desenhos e em que: Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de perfuração exemplar que inclui uma coluna de perfuração que tem uma broca de perfuração feita de acordo com uma modalidade da divulgação; Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma modalidade da broca de perfuração feita de acordo com uma modalidade da divulgação; e Figura 3 é uma vista lateral em corte de uma porção da broca de perfuração a partir da Figura 2.
Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de perfuração exemplar 100, o qual pode utilizar brocas de perfuração feitas de acordo com a divulgação aqui. A Figura 1 mostra um furo do poço 110 tendo uma seção superior 111 com um revestimento 112 instalado nele e uma seção inferior 114 a ser perfurada com uma coluna de perfuração 118. A coluna de perfuração 118 é mostrada para incluir um membro tubular 116 com um BHA de 130 fixado à sua extremidade inferior. O membro tubular 116 pode ser formado por juntar seções de tubulação de perfuração, ou pode ser um tubo em espiral. Uma broca de perfuração 150 é mostrada fixada à extremidade inferior do BHA 130 para desintegrar a formação rochosa 119, assim, o furo do poço 110 de um diâmetro selecionado. A coluna de perfuração 118 é mostrada conduzindo para o furo do poço 110 a partir de uma plataforma 180 na superfície 167. A plataforma exemplar 180 mostrada é uma plataforma de terra para facilitar a explicação. Os aparelhos e os métodos aqui descritos também podem ser utilizados com uma plataforma em alto mar usada para perfurar furos de poços debaixo de água. Uma mesa rotativa 169 ou um acionador de topo (não mostrado) acoplado à coluna de perfuração 118 pode ser utilizado para girar a coluna de perfuração 118 para girar o BHA 130 e, assim, a broca de perfuração 150 para perfurar o furo de poço 110. Um motor de perfuração 155 (também referido como o “motor de lama”) pode ser fornecido no BHA 130 para girar a broca de perfuração 150. O motor de perfuração 155 pode ser usado sozinho para girar a broca de perfuração 150 ou para sobrepor a rotação da broca de perfuração pela coluna de perfuração 118.
Uma unidade de controle (ou controlador) 190, a qual pode ser uma unidade baseada em computador, pode ser colocada na superfície 167 para receber e processar os dados transmitidos pelos sensores na broca de perfuração 150 e os sensores no BHA 130, e para controlar as operações selecionadas dos vários dispositivos e sensores no BHA 130. O controlador de superfície 190, em uma modalidade, pode incluir um processador 192, um dispositivo de armazenamento de dados (ou um meio de leitura por computador) 194 para armazenamento de dados, algoritmos e programas de computador 196. O dispositivo de armazenamento de dados 194 pode ser qualquer dispositivo adequado, incluindo, mas não limitado a, uma memória fixa (ROM), uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória flash, uma fita magnética, um disco rígido e um disco ótico. Durante a perfuração, um fluido de perfuração 179 a partir de uma fonte deste é bombeado sob pressão para dentro do membro tubular 116. O fluido de perfuração 179 descarrega na parte inferior da broca de perfuração 150 e retorna à superfície 167 através do espaço anular (também referida como o “espaço circular”) entre a coluna de perfuração 118 e a parede interna 142 do furo do poço 110.
Ainda com referência à Figura 1, a broca de perfuração 150 inclui uma seção de face (ou seção inferior) 151. A secção de face 151, ou uma porção desta, enfrenta a formação na frente da broca de perfuração ou da parte inferior do furo do poço, durante a perfuração. A broca de perfuração 150, em um aspecto, inclui um ou membros de fricção 160 (também referido como “blocos de desgaste”) na seção de face 152 que pode ser ajustavelmente (também referido como “seletivamente” ou “controladamente”) estendido e retraído a partir da seção de face 151 durante a perfuração para controlar a profundidade de corte. Os membros de fricção 160 são também aqui referidos como os “blocos de fricção” ou “membros”. Um dispositivo de acionamento apropriado (ou unidade de acionamento) 155 no BHA 130 e/ou na broca de perfuração 150 pode ser utilizado para ativar os membros de fricção 160, durante a perfuração do furo do poço 110. Um sensor adequado 178 fornece sinais correspondentes ao ambiente de perfuração na parte inferior do poço que podem ser usados para determinar a posição dos membros de fricção 160. O BHA 130 pode ainda incluir um ou mais sensores na parte inferior do poço (coletivamente designados pelo número 175). Os sensores 175 podem incluir qualquer número e tipo de sensores, incluindo, mas não limitados a, sensores geralmente conhecidos como os sensores de perfuração durante medição (MWD), ou os sensores de perfuração durante o registo (LWD), e os sensores que fornecem informações relativas ao comportamento do BHA 130, tal como a rotação da broca de perfuração (rotações por minuto ou “RPM”), face da ferramenta, pressão, vibração, turbilhão, dobragem, e deslize por solavanco.
O BHA 130 pode ainda incluir uma unidade de controle (ou controlador) 170 configurado para controlar a operação dos membros fricção 160 e para, pelo menos, parcialmente, processar os dados recebidos a partir dos sensores 175, 178. Controladores, incluindo o controlador 170, podem incluir circuitos para processar os sinais dos sensores 175 (por exemplo, amplificar e digitalizar os sinais), um processador 172 (como um microprocessador) para processar os sinais digitalizados, um dispositivo de armazenamento de dados 174 (como uma memória de estado sólido), e um programa de computador 176.
Em um aspecto, a unidade de acionamento 155 controla um fluxo de fluido para alterar ou modificar uma posição do membro de fricção 160 para controlar a profundidade de corte e para prolongar a vida da broca de perfuração 150. Prologando o membro de fricção 160 prolonga a vida da broca e o desgaste do cortador reduzido, diminuindo a exposição do cortador para a formação. Pelo mesmo WOB (peso da broca) e RPM (rotações por minuto) para a broca de perfuração 150, a ROP (taxa de penetração) é, geralmente, mais elevada quando a perfuração em uma formação suave, como xisto, do que quando a perfuração em uma formação dura, como areia. A perfuração de transição a partir de uma formação suave para uma formação dura pode causar um desgaste indesejado nos cortadores por causa da diminuição da ROP. Controlando a profundidade de corte, quando ocorrendo transição entre regiões de formação através do controle de uma posição do membro de fricção 160 e, assim, redução do desgaste na broca de perfuração 150. A estrutura da broca de perfuração 150 e a estrutura do membro de fricção 160 são ainda descritas em referência às Figuras 2 e 3.
A Figura 2 é uma vista em perspectiva da broca de perfuração 150 exemplar que inclui o membro de fricção 160 colocado na secção de face 151 da broca. A seção de face 151 e uma seção lateral 200 fazem parte de um corpo de broca 201. Em uma modalidade, os cortadores 202 estão posicionados sobre a seção de face 151 e a seção lateral 200. Uma passagem 204 está localizada no corpo da broca 201, e é configurada para direcionar fluido a partir de uma cavidade 206 próxima do membro de fricção 160. Em modalidades, um fluido de perfuração é direcionado a partir da cavidade 206 através da passagem 204, em que o fluido diminui uma temperatura do membro de fricção 160, assim, controlando uma posição do membro de fricção 160. A posição do membro de fricção 160 inclui a extensão do membro ou a retração do membro em relação a uma superfície da seção de face 151. Em um aspecto, o membro de fricção 160 é configurado para estender e retrair a partir da superfície da seção de face em uma direção que é substancialmente paralela a um eixo da broca 208. Como representado, o membro de fricção 160 está em comunicação térmica com a passagem 204, em que o fluxo de fluido através da passagem afeta uma temperatura do membro de fricção 160. Em uma modalidade, a passagem 204 direciona o fluido para dentro do furo do poço, ou para dentro da cavidade, após fluir pelo membro fricção 160. Em uma modalidade, o fluido na passagem 204 está em contato com uma porção do membro de fricção 160. Em outra modalidade, um material, tal como uma membrana que permite a comunicação térmica, está localizada entre a passagem 204 e o membro de fricção 160.
A Figura 3 é uma vista em corte detalhada de uma porção da broca de perfuração 150 exemplar. A broca de perfuração 150 mostra o membro de fricção 160 localizado na seção de face 151, em que o membro de fricção 160 inclui um bloco de fricção 300, e um material sensível termicamente 302. Como representado, o material sensível termicamente 302 está posicionado entre o bloco de fricção 300 e a passagem 204 e está configurado para expandir ou contrair com base em um estado de fluido na passagem 204. A passagem 204 pode ter uma pluralidade de estados, em que há fluido de resfriamento, fluido de aquecimento e/ou nenhum fluido presente no interior da passagem 204. Em uma modalidade, o fluxo de fluido através da passagem 204 é utilizado para resfriar o material sensível termicamente 302. Na modalidade, a broca de perfuração 150 é aquecida devido ao atrito com a formação, durante o processo de perfuração, em que o fluido de perfuração resfria a broca. O fluxo do fluido é controlado por um dispositivo de controle de fluxo 304 acoplado em um controlador apropriado 306. O controlador 306 pode estar localizado no BHA ou na parte superior do poço 130, tal como descrito acima. Um conjunto de sensores 308 está acoplado ao controlador 306 e está configurado para medir um ou mais parâmetros que são usados pelo controlador 306 para determinar uma posição do membro de fricção 160. Por exemplo, o conjunto de sensores 308 pode determinar uma composição e/ou vibração da formação, em que os parâmetros determinados são usados pelo controlador 306 para determinar uma posição para o membro de fricção 160 e uma profundidade resultante de corte para a broca de perfuração 150. O dispositivo de controle de fluxo 304 pode restringir ou impedir o fluxo de fluido através da passagem 204, dependendo de uma posição desejada para o membro de fricção 160. Em uma modalidade, quando o fluxo de fluido é impedido ou restringido, o material sensível termicamente 302 é aquecido pela operação de perfuração sendo realizada pela broca. Aquecendo o material sensível termicamente 302 causa expansão deste e altera a posição do membro de fricção 160 para uma posição estendida. O membro de fricção 160 é configurado para mover dentro e fora da secção de face 151, como mostradas pelas setas 310 baseadas na expansão e contração do material sensível termicamente 302. O material sensível termicamente 302 aquecido e expandido move o membro de fricção 160 para a posição estendida para reduzir a profundidade de corte e desgaste na broca. Da mesma forma, o material sensível termicamente 302 contraído e resfriado move o membro de fricção 160 para a posição retraída aumentando, assim, a profundidade de corte. Em modalidades, o membro de fricção 160 pode ser removido e substituído devido ao desgaste, assim, fornecendo uma vida prolongada para a broca de perfuração 150. Além disso, a substituição dos membros fricção 160 pode ser substancialmente mais barata do que a substituição e/ou reparação dos cortadores. Exemplos de blocos de fricção 300 são feitos de um material resistente adequado, tal como carboneto de tungstênio ou diamante policristalino. Em modalidades, os blocos de fricção podem estar posicionados em qualquer lugar da broca de perfuração 150, como a face 151, lateral 200 ou haste da broca.
Em outra modalidade, o dispositivo de controle de fluxo 304 direciona um fluido de resfriamento ou de aquecimento para dentro da passagem 204 para controlar a posição do membro de fricção 160. Como discutido acima, o material sensível termicamente 302 expande quando aquecido, contrai quando resfriado permitindo, assim, que o dispositivo de controle de fluxo 304 mude uma posição do membro de fricção 160 com base no fluxo de um fluido de aquecimento ou de resfriamento na passagem 204. Para manter a posição do membro de fricção 160, fluido de aquecimento e/ou de resfriamento ou nenhum fluido flui para dentro da passagem 204, dependendo das propriedades do material sensível termicamente 302 e temperaturas de fluido sendo fornecido. O fluido de resfriamento e/ou de aquecimento pode ser um fluido “limpo”, tal como um fluido refrigerante, fornecido na parte superior da broca 150 ou armazenado dentro do BHA 130, em que o fluido pode ser aquecido pela operação da broca 150. Além disso, o fluido de resfriamento pode ser isolado a partir de porções aquecidas da broca durante a perfuração, para evitar o aumento da temperatura. Em outras modalidades, o fluido de perfuração é fornecido em passagem 204 para aquecer e/ou resfriar o material sensível termicamente 302.
O material sensível termicamente 302 é qualquer material adequado configurado para expandir quando aquecido acima de uma primeira temperatura selecionada. Em modalidades, o material sensível termicamente 302 também contrai quando resfriado abaixo de uma segunda temperatura selecionada, a qual pode ser a mesma ou diferente da primeira temperatura selecionada. Em algumas modalidades, o membro de fricção 160 é apenas configurado para mudar a partir de uma posição retraída (maior profundidade de corte) para uma posição estendida (profundidade inferior do corte) uma vez, em que o material sensível termicamente 302 expande e permanece na posição expandida. Em outras modalidades, o material sensível termicamente 302 é configurado para expandir e contrair com base na temperatura do material, em uma pluralidade de vezes.
Em aspectos, o material sensível termicamente 302 pode incluir qualquer material capaz de suportar as condições da parte inferior do poço sem sofrer degradação. Em modalidades não limitativas, estes materiais podem ser preparados a partir de um meio termoplástico ou termorígido. Esse meio pode conter um número de aditivos e/ou outros componentes de formulação que alteram ou modificam as propriedades do material sensível termicamente 302 resultante. Por exemplo, em algumas modalidades não limitativas do material sensível termicamente 302 pode incluir material metálico com um elevado coeficiente de expansão térmica. Exemplos não limitativos incluem um material metálico ou de liga sensível termicamente, como cobre, bronze, latão, alumínio, chumbo, ligas de aço ou outro metal adequado. Em outras modalidades, o material sensível termicamente 302 inclui termoplástico ou termorígido em natureza, e podem ser selecionados a partir de um grupo consistindo em poliuretanos, poliestirenos, polietilenos, epóxis, borrachas, elastómeros fluorados, nitrilas, os monômeros de etileno propileno dieno (EPDM), outros polímeros, as suas combinações, e outros similares.
Em aspectos, o material sensível termicamente 302 pode ser descrito como tendo uma propriedade sensível termicamente. Tal como aqui utilizado, o termo sensível termicamente se refere à capacidade do material para ser aquecido acima da primeira temperatura selecionada e para expandir a partir de uma primeira posição contraída até uma segunda posição expandida quando é aquecido. No entanto, o mesmo material pode então ser restaurado ao seu formato e tamanho original, isto é, a posição contraída, por resfriamento do material, para uma segunda temperatura selecionada. A segunda temperatura selecionada pode ser inferior a cerca da primeira temperatura selecionada ou pode ser outra temperatura, dependendo das necessidades da aplicação e do material utilizado.
A descrição acima está direcionada às modalidades particulares da presente descrição com o propósito de ilustração e explicação. Será evidente, no entanto, para um perito na técnica que muitas modificações e alterações para as modalidades estabelecidas acima são possíveis sem se afastarem do escopo da descrição.
Claims (21)
1. Broca de perfuração (150) para usar na perfuração do furo de sondagem, compreendendo: um corpo (201) incluindo uma porção lateral (200) e uma face (151); uma passagem (204) no corpo (201); e um membro de fricção (160) disposto em uma coroa da broca de perfuração (150) e configurado para controlar uma profundidade de corte para a broca de perfuração (150), a broca de perfuração (150) CARACTERIZADA pelo fato de que o membro de fricção (160) compreende um material sensível termicamente em comunicação térmica com a passagem (204) configurada para controlar uma posição do membro de fricção (160) com respeito à face (151).
2. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o aquecimento ou o resfriamento do material sensível termicamente causa a mudança da posição do membro de fricção (160).
3. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o material termicamente sensível estende ou retrai o membro de fricção (160) a partir da face (151) com base em uma temperatura de um fluido na passagem (204).
4. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o membro de fricção (160) move em uma direção substancialmente paralela a um eixo da broca de perfuração (150), quando o material termicamente sensível altera a posição do membro de fricção (160).
5. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o membro de fricção (160) compreende um bloco de fricção (300) que é configurado para estender ou retrair a partir de uma superfície da face (151) com base em um estado do material sensível termicamente.
6. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o material sensível termicamente compreende um material com memória de formato configurado para expandir a partir de um primeiro formato para um segundo formato por aplicação de calor ao material com memória de formato, em que o material com memória de formato expande a partir do primeiro formato para o segundo formato por aplicação de calor a uma temperatura igual ou superior a uma temperatura de transição vítrea do material com memória de formato.
7. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material termicamente sensível é configurado para expandir quando aquecido por restringir um fluxo de fluido através da passagem (204), e é configurado para contrair quando o fluxo do fluido através da passagem (204) não é restrito para mudar a posição do membro de fricção (160).
8. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de fricção (160) compreende ainda um bloco de fricção (300), e em que o material sensível termicamente (302) está posicionado entre o bloco de fricção (300) e a passagem (204).
9. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de fricção (160) está posicionado entre um eixo (208) da broca de perfuração (150) e, pelo menos, um cortador (202) na face.
10. Broca de perfuração (150), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material sensível termicamente compreende um material com memória de formato configurado para expandir a partir de um primeiro formato para um segundo formato por aplicação de calor ao material com memória de formato.
11. Aparelho para usar na perfuração de um furo de poço, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um conjunto de perfuração tendo a broca de perfuração conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1-10 na extremidade deste, em que o membro de fricção (160) é disposto na face.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o material termicamente sensível é configurado para expandir quando aquecido por restringir um fluxo de fluido através da passagem (204), e é configurado para contrair quando o fluxo do fluido através da passagem (204) não é restrito para mudar a posição do membro de fricção (160).
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o material sensível termicamente compreende um material com memória de formato configurado para expandir a partir de um primeiro formato para um segundo formato por aplicação de calor ao material com memória de formato.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma válvula de controle operada em resposta a um parâmetro de interesse para controlar o fluxo de um fluido através da passagem (204) para controlar a temperatura do material sensível termicamente.
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de fricção (160) compreende ainda um bloco de fricção (300), e em que o material sensível termicamente (302) está posicionado entre o bloco de fricção (300) e a passagem (204).
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de fricção (160) está posicionado entre um eixo (208) da broca de perfuração (150) e, pelo menos, um cortador (202) na face.
17. Método de perfuração de um furo de poço, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: conduzir um conjunto de perfuração (130) tendo uma broca de perfuração (150) na extremidade deste, a broca de perfuração (150) incluindo um corpo (201) incluindo uma lateral (200), uma face (151), uma passagem (204) no corpo (201), e um membro de fricção (160) na face (151) e configurado para controlar uma profundidade de corte para a broca de perfuração (150), em que o membro de fricção (160) compreende um material sensível termicamente em comunicação térmica com a passagem configurada para controlar uma posição do membro de fricção (160) com respeito à face (151); perfurar o furo do poço com a broca de perfuração (150); e controlar o fluxo de um fluido através da passagem (204) para aquecer o material sensível termicamente para controlar uma profundidade de corte da broca de perfuração.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de fricção (160) é configurado para mover em uma direção substancialmente paralela a um eixo (208) da broca de perfuração (150), quando o material sensível termicamente altera a posição do membro de fricção (160).
19. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de fricção (160) compreende ainda um bloco de fricção (300), e em que o material sensível termicamente (302) está posicionado entre o bloco de fricção (300) e a passagem (204).
20. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o material sensível termicamente compreende um material com memória de formato configurado para expandir a partir de um primeiro formato para um segundo formato por aplicação de calor ao material com memória de formato por fluxo do fluido através da passagem (204).
21. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de fricção (160) está posicionado entre um eixo (208) da broca de perfuração (150) e, pelo menos, um cortador (202) na face.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161472887P | 2011-04-07 | 2011-04-07 | |
| US61/472,887 | 2011-04-07 | ||
| PCT/US2012/032266 WO2012138827A2 (en) | 2011-04-07 | 2012-04-05 | Apparatus for controlling drill bit depth of cut using thermally expandable materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112013024924A2 BR112013024924A2 (pt) | 2016-12-20 |
| BR112013024924B1 true BR112013024924B1 (pt) | 2021-01-19 |
Family
ID=46965233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR112013024924-2A BR112013024924B1 (pt) | 2011-04-07 | 2012-04-05 | broca de perfuração para usar na perfuração do furo de sondagem, aparelho compreendendo um conjunto de perfuração tendo a broca de perfuração e método de perfuração de um furo de poço |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9103171B2 (pt) |
| EP (1) | EP2694768B1 (pt) |
| CN (1) | CN103459749B (pt) |
| BR (1) | BR112013024924B1 (pt) |
| CA (1) | CA2832056C (pt) |
| MX (1) | MX2013011356A (pt) |
| RU (1) | RU2013149287A (pt) |
| SG (1) | SG194100A1 (pt) |
| WO (1) | WO2012138827A2 (pt) |
| ZA (1) | ZA201307340B (pt) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2870317A4 (en) * | 2012-07-05 | 2016-09-07 | Halliburton Energy Services Inc | ELEMENTS THAT CAN BE DISPLACED IN DRILLING OPERATIONS |
| CN104685150B (zh) * | 2012-10-05 | 2017-09-08 | 哈里伯顿能源服务公司 | 带有动态的金属对金属的形状记忆材料密封件的井工具 |
| GB2516450A (en) | 2013-07-22 | 2015-01-28 | Schlumberger Holdings | Instrumented rotary tools with attached cutters |
| US10472897B2 (en) | 2015-03-25 | 2019-11-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Adjustable depth of cut control for a downhole drilling tool |
| US10280479B2 (en) | 2016-01-20 | 2019-05-07 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Earth-boring tools and methods for forming earth-boring tools using shape memory materials |
| US10053916B2 (en) | 2016-01-20 | 2018-08-21 | Baker Hughes Incorporated | Nozzle assemblies including shape memory materials for earth-boring tools and related methods |
| US10487589B2 (en) * | 2016-01-20 | 2019-11-26 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Earth-boring tools, depth-of-cut limiters, and methods of forming or servicing a wellbore |
| US10508323B2 (en) | 2016-01-20 | 2019-12-17 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Method and apparatus for securing bodies using shape memory materials |
| US20200095831A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-03-26 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Configurable ovoid units including adjustable ovoids, earth-boring tools including the same, and related methods |
| US11859451B2 (en) | 2021-10-15 | 2024-01-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | One-time activation or deactivation of rolling DOCC |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7287604B2 (en) | 2003-09-15 | 2007-10-30 | Baker Hughes Incorporated | Steerable bit assembly and methods |
| WO2007059267A1 (en) * | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Baker Hughes Incorporated | Hardfacing materials with highly conforming properties |
| CN101611213A (zh) * | 2006-12-07 | 2009-12-23 | 贝克休斯公司 | 具有导向切削件结构的旋转刮刀钻头以及利用所述旋转刮刀钻头使地下岩层预破碎的方法 |
| GB2452709B (en) | 2007-09-11 | 2011-01-26 | Schlumberger Holdings | Drill bit |
| US8205686B2 (en) | 2008-09-25 | 2012-06-26 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with adjustable axial pad for controlling torsional fluctuations |
| US7971662B2 (en) | 2008-09-25 | 2011-07-05 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with adjustable steering pads |
| US8087479B2 (en) | 2009-08-04 | 2012-01-03 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with an adjustable steering device |
-
2012
- 2012-03-30 US US13/435,097 patent/US9103171B2/en active Active
- 2012-04-05 MX MX2013011356A patent/MX2013011356A/es not_active Application Discontinuation
- 2012-04-05 CN CN201280016101.7A patent/CN103459749B/zh active Active
- 2012-04-05 CA CA2832056A patent/CA2832056C/en active Active
- 2012-04-05 WO PCT/US2012/032266 patent/WO2012138827A2/en active Application Filing
- 2012-04-05 BR BR112013024924-2A patent/BR112013024924B1/pt active IP Right Grant
- 2012-04-05 SG SG2013074489A patent/SG194100A1/en unknown
- 2012-04-05 EP EP12768328.2A patent/EP2694768B1/en active Active
- 2012-04-05 RU RU2013149287/03A patent/RU2013149287A/ru not_active Application Discontinuation
-
2013
- 2013-10-01 ZA ZA2013/07340A patent/ZA201307340B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SG194100A1 (en) | 2013-11-29 |
| US9103171B2 (en) | 2015-08-11 |
| CN103459749B (zh) | 2016-08-17 |
| MX2013011356A (es) | 2013-12-16 |
| ZA201307340B (en) | 2014-08-27 |
| WO2012138827A3 (en) | 2013-03-14 |
| RU2013149287A (ru) | 2015-05-20 |
| EP2694768A2 (en) | 2014-02-12 |
| BR112013024924A2 (pt) | 2016-12-20 |
| CN103459749A (zh) | 2013-12-18 |
| CA2832056C (en) | 2016-06-28 |
| US20120255784A1 (en) | 2012-10-11 |
| EP2694768B1 (en) | 2018-11-07 |
| CA2832056A1 (en) | 2012-10-11 |
| WO2012138827A2 (en) | 2012-10-11 |
| EP2694768A4 (en) | 2017-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BR112013024924B1 (pt) | broca de perfuração para usar na perfuração do furo de sondagem, aparelho compreendendo um conjunto de perfuração tendo a broca de perfuração e método de perfuração de um furo de poço | |
| BRPI1008480B1 (pt) | broca de perfuração, aparelho para uso em um furo de poço, método de fazer uma broca de perfuração e método de perfuração de um furo de poço | |
| AU2016371012B2 (en) | Earth-boring tools including passively adjustable, agressiveness-modifying members and related methods | |
| RU2713542C2 (ru) | Буровое долото с выдвижными калибрующими площадками | |
| US6419033B1 (en) | Apparatus and method for simultaneous drilling and casing wellbores | |
| US9739094B2 (en) | Reamer blades exhibiting at least one of enhanced gage cutting element backrakes and exposures and reamers so equipped | |
| BR112012000918A2 (pt) | subestabilizadores para uso com aparelho de alargador expansível, aparelho de alargador expansível incluindo subestabilizadores e métodos relacionados | |
| RU2738434C2 (ru) | Инструменты для бурения земной поверхности, содержащие пассивно регулируемые элементы для изменения агрессивности, и связанные с ними способы | |
| US11365611B2 (en) | Metal seal for liner drilling | |
| AU2013257758A1 (en) | A downhole assembly, tool and method | |
| BRPI0920409B1 (pt) | broca de perfuração, método e aparelho para a perfuração de um furo de poço | |
| BR112013011389A2 (pt) | ferramenta para uso em furos subterrâneos tendo membros expansíveis e métodos relacionados | |
| EP2554778A2 (en) | Systems and Methods for Directional Pulsed Electric Drilling | |
| BR112018016134B1 (pt) | Ferramenta de perfuração | |
| CA2984427C (en) | Cutting tool with expandable cutter bases and nose section cutting capability | |
| EA019815B1 (ru) | Устройство и способ для модификации боковых стенок скважины | |
| BR112020023453A2 (pt) | Ferramentas de perfuração de terra que têm lâminas fixas e estruturas de corte rotativas de tamanhos variados e métodos relativos | |
| US11768980B2 (en) | Wear analysis of drill bits | |
| Hogg et al. | Milling low-side casing exit windows in horizontal wells: a case study | |
| WO2020191008A1 (en) | Thermal analysis of drill bits | |
| BR112014024595B1 (pt) | Estrutura de corte e alargador para uso em um poço subterrâneo e método para alargamento de um poço subterrâneo |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according art. 34 industrial property law | ||
| B15K | Others concerning applications: alteration of classification |
Free format text: AS CLASSIFICACOES ANTERIORES ERAM: E21B 10/32 , E21B 7/04 Ipc: E21B 10/54 (1980.01), E21B 10/62 (1980.01) |
|
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: suspension of the patent application procedure | ||
| B09A | Decision: intention to grant | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 05/04/2012, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |