BR112014017720B1

BR112014017720B1 - Sistema para perfuração de solo e método para perfuração de um furo no solo utilizando um martelo de fundo de furo operado por fluido

Info

Publication number: BR112014017720B1
Application number: BR112014017720-1A
Authority: BR
Inventors: Ian Speer; Warren Strange
Original assignee: Strada Design Limited
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2022-01-04
Also published as: US20150136492A1; PL2805008T3; BR112014017720A2; US9316052B2; WO2013106890A1; CA2861875A1; NO2805008T3; BR112014017720A8; HUE036190T2; RS56831B1; PE20142137A1; SI2805008T1; EP2805008A1; LT2805008T; CL2014001907A1; DK2805008T3; US20160108686A1; ES2657295T3; EP2805008A4; US9970245B2

Abstract

sistema de perfuração de circulação dual. um sistema de perfuração de terra 10 tem uma coluna de perfuração 14 que forma primeiro e segundo percursos de fluido mutuamente isolados 16 e 18, respectivamente. a coluna de perfuração 14 tem uma extremidade de furo ascendente 20 acoplada a uma cabeça de rotação de circulação dual 22 e uma extremidade de fundo de poço 24 que é acoplada a uma ferramenta de perfuração 12. a ferramenta de perfuração 12 é operada pelo fluxo de fluido fornecido através do primeiro percurso de fluxo 16. uma segunda saída de fluido 26 é fornecida intermediária à extremidade de furo ascendente 20 e a ferramenta de perfuração 12. a saída 26 está em comunicação de fluido com o segundo percurso de fluxo de fluido 18 e localizada a uma distância constante ou fixa a partir da ferramenta de perfuração 12. a segunda saída de fluido 26 descarrega um fluido de lavagem fluindo através do percurso de fluxo de lavagem 18 para dentro de um furo sendo perfurado pelo sistema de perfuração 10. a cabeça de rotação 22 provê torque à coluna de perfuração 14 e desse modo à ferramenta de perfuração 12.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção trata de um sistemae método para perfurar um furo na terra, por exemplo, furos de exploração ou produção.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Muitos tipos de sistema de perfuraçãode terra são disponíveis para perfurar furos para finalidades específicas e em condições específicas deterra. Uma gama de sistemas de perfuração de fundo de poço utiliza um fluido sob pressão para auxiliar a avançar a perfuração. O fluido pode atuar para acionar uma ferramenta de perfuração acoplada a uma coluna de perfuração associada, ou lavagem de fragmentos de perfuração a partir de um furo sendo perfurado, ou ambos. O fluido pode ser gás, como ar ou nitrogênio, um líquido/pasta como água ou lama de perfuração, ou uma combinação de gás e líquido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] Em termos amplos, um sistema e métodode perfuração são revelados nos quais um primeiro fluido é utilizado para operar uma ferramenta de perfuração de fundo de poço, enquanto um segundo fluido é utilizado para auxiliar no processo de perfuração, os fluidos sendo isolados entre si enquanto pelo menos fluindo para o fundo do poço. Esse auxílio inclui, porém não é limitado a, lavagem de fragmentos de perfuração a partir do furo e controle de condições de pressão de fundo de poço no furo. Ao perfurar em relação a hidrocarbonetos o controle de pressão de fundo de poço inclui fornecer condições de pressão superequilibrada, sub-equilibrada ou equilibrada. O sistema e método também facilitam o amortecimento de um poço por bombear um segundo fluido, como cimento ou lama, tendo uma gravidade específica muito elevada através do segundo percurso de fluxo de fluido.

[0004] Uma vez que os primeiro e segundo percursos de fluxo são separados, é possível otimizar os fluidos para suas finalidades específicas. Por exemplo, o primeiro fluido que é utilizado para operar a sonda de ferramenta de perfuração pode ser fornecido como um fluido que é ótimo para operar a ferramenta de perfuração em termos de força, velocidade, eficiência e longevidade da ferramenta. Por outro lado, o segundo fluido pode ser otimizado em termos de limpar o fluxo de fragmentos de perfuração, estabilidade de furo e fornecer uma condição de pressão de fundo de poço desejada, por si próprio ou quando misturado com o primeiro fluido no evento de que o primeiro fluido esteja no furo descarregado após operação da ferramenta. Os parâmetros ou características que podem ser selecionados para o segundo fluido incluem, porém não são limitados a: velocidade de furo ascendente, viscosidade e gravidade específica.

[0005] O sistema e método de perfuração podem ser utilizados, por exemplo, com uma ferramenta de fundo de poço na forma de um martelo de fundo de poço, seja de circulação convencional ou reversa. Embora martelos de fundo de poço sejam utilizados extensamente em condições de solo duro, os mesmos não são favorecidos em exploração ou produção de óleo e gás. Um motivo para isso é o compromisso entre eficiência e segurança. O melhor fluido para operar o martelo não é frequentemente o melhor fluido para manter ou controlar condições de pressão de fundo de poço e manter estabilidade de furo. Inversamente, o melhor fluido para manter ou controlar condições de pressão de fundo de poço frequentemente tem uma gravidade específica elevada e aditivos que, se utilizados para operar um martelo de fundo de poço acelerariam o desgaste. Isso significa que a coluna de perfuração associada necessita ser manobrada mais regularmente. Por sua vez, isso aumenta significativamente os custos de perfuração devido ao tempo de paralisação.

[0006] O primeiro fluido pode ser indicado como um “fluido de trabalho”, visto que esse é o fluido que opera a ferramenta de perfuração de fundo de poço. Em várias modalidades o primeiro fluido pode compreender, porém não é limitado a: água, óleo, ar, gás nitrogênio ou misturas dos mesmos.

[0007] O segundo fluido pode ser indicado como um “fluido de lavagem” visto que tem uma finalidade predominante, porém não única, de lavar fragmentos de perfuração a partir do furo. Em uma modalidade o fluido de lavagem pode compreender, porém não é limitado a: água ou lama de perfuração.

[0008] Em um aspecto é fornecido um sistema de perfuração da terra compreendendo:

[0009] Uma coluna de perfuração disposta para formar um percurso de fluxo de fluido de lavagem e um percurso de fluxo de fluido de trabalho que são isolados de forma fluídica entre si, a coluna de perfuração tendo uma extremidade de topo de furo e uma extremidade de fundo de furo oposta;Uma ferramenta de perfuração operada a fluido acoplada à extremidade de fundo de poço da coluna de perfuração e em comunicação de fluido com o percurso de fluxo de fluido de trabalho em que a ferramenta de perfuração operada por fluido é operada por um fluido de trabalho que flui através do percurso de fluxo de fluido de trabalho; eUma saída de fluido de lavagem em comunicação com o percurso de fluxo de fluido de lavagem, a saída de fluido de lavagem justaposta em um local fixo em relação à ferramenta de perfuração e carregada pela coluna de perfuração em que a saída de fluido de lavagem avança com a coluna de perfuração, a saída de fluido de lavagem capaz de orientar um fluido de lavagem que flui através do percurso de fluxo de fluido de lavagem para dentro de furo sendo perfurado pelo sistema de perfuração de terra.

[0010] Em uma modalidade, a saída de fluido de lavagem é localizada de modo que o fluido de lavagem que flui a partir da saída de fluido de lavagem entra no furo perto de um dedo do furo.

[0011] Em uma modalidade, a saída de fluido de lavagem é localizada adjacente à ferramenta de perfuração.

[0012] Em uma modalidade, a saída de fluido de lavagem é disposta para orientar o fluido de lavagem em uma direção de topo de furo.

[0013] Em uma modalidade, o sistema de perfuração de terra compreende um sistema de válvula de controle de poço operável para controlar fluxo de fluido que flui através do percurso de fluido de lavagem e para fora da saída de fluido de lavagem.

[0014] Em uma modalidade, a saída de fluido de lavagem compreende uma pluralidade de orifícios de saída formados em torno de uma circunferência externa da coluna de perfuração.

[0015] Em uma modalidade, o sistema de válvula de controle de poço é disposto para permitir fluxo de fluido somente em uma direção para fora da saída de fluido de lavagem.

[0016] Em uma modalidade, o sistema de válvula de controle de poço compreende uma pluralidade de válvulas individuais, uma fornecida para cada orifício de saída.

[0017] Em uma modalidade, o sistema de perfuração de terra compreende um estabilizador de furo acoplado acima do furo de e perto da ferramenta de perfuração, o estabilizador de furo operável para manter a ferramenta de perfuração em um local substancialmente central em um furo sendo perfurado durante operação da ferramenta de perfuração.

[0018] Em uma modalidade, o estabilizador de furo é formado com um diâmetro externo marginalmente menor do que um diâmetro interno do furo sendo perfurado.

[0019] Em uma modalidade, o estabilizador de furo compreende uma pluralidade de protuberâncias circunferencialmente separadas e axialmente estendidas.

[0020] Em uma modalidade, a válvula de controle de poço é disposta no estabilizador de furo.

[0021] Em uma modalidade, os orifícios de saída de fluido de lavagem são formados um em cada das protuberâncias.

[0022] Em uma modalidade, o fluxo de fluido de trabalho é dotado de uma abertura na ferramenta de perfuração em que o fluido de perfuração é descarregado no furo.

[0023] Em uma modalidade, o percurso de fluxo de fluido de trabalho é um percurso de fluxo fechado e disposto para recircular fluido de trabalho através da ferramenta de perfuração.

[0024] Em uma modalidade, os fluidos de trabalho e lavagem são descarregados no fundo do furo.

[0025] Em uma modalidade, a coluna de perfuração compreende:

[0026] Um conduto interno tendo um furo axial que forma um dos percursos de fluxo de fluido de trabalho e lavagem; e

[0027] Um conduto externo tendo um furo axial;

[0028] Em que o conduto interno estende através do furo axial do conduto externo e um espaço entre o conduto interno e o conduto externo forma o outro dos percursos de fluxo de lavagem e trabalho.

[0029] Em uma modalidade alternativa, a coluna de perfuração compreende:

[0030] Um conduto interno, um conduto intermediário e um conduto externo, cada dos condutos tendo um furo axial e os condutos dispostos com o conduto interno localizado no interior do conduto intermediário e o conduto intermediário no interior do conduto externo para formar um primeiro espaço anular entre o conduto interno e o conduto intermediário, e um segundo espaço anular entre o conduto intermediário e o conduto externo;

[0031] Em que o conduto interno e o primeiro espaço anular estão em comunicação de fluido com a ferramenta de perfuração e juntos formam pelo menos uma parte do percurso de circuito de fluxo de fechado para o fluido de trabalho, e o segundo espaço anular forma o percurso de fluxo de fluido de lavagem.

[0032] Na modalidade alternativa, a coluna de perfuração compreende um elemento tubular tendo um furo axial e sustentando primeiro e segundo condutos dispostos no interior do furo axial, e os primeiro e segundo condutos são dispostos para acoplar com a ferramenta de perfuração para formar pelo menos uma parte do percurso de circuito fechado para o fluido de trabalho em que o fluido de trabalho é capaz de fluir a partir de uma extremidade de topo de furo através do primeiro conduto para operar a ferramenta de perfuração e retornar para a extremidade de topo de furo através do segundo conduto.

[0033] Em uma modalidade, o conduto interno estende axialmente além pelo menos de um conduto externo na extremidade de topo de furo da coluna de perfuração.

[0034] Em uma modalidade, o sistema de perfuração de terra compreende uma cabeça de rotação disposta para acoplar com a extremidade de topo de furo da coluna de perfuração, a cabeça de rotação disposta para fornecer torque para a coluna de perfuração.

[0035] Em uma modalidade, a ferramenta de perfuração é um martelo DTH.

[0036] Em um segundo aspecto, é revelado um sistema de perfuração de terra compreendendo uma coluna de perfuração configurada para formar um percurso de fluxo de fluido de trabalho e um percurso de fluxo de fluido de lavagem que são isolados fluidicamente entre si no interior da coluna de perfuração;

[0037] Uma ferramenta de perfuração de percussão operada por fluido acoplada a uma extremidade da coluna de perfuração e em comunicação de fluido com o percurso de fluxo de fluido de trabalho em que o fluido de trabalho que flui através do percurso de fluxo de fluido de trabalho é capaz de operar a ferramenta de perfuração; e

[0038] Uma saída de fluido de lavagem na coluna de perfuração através da qual fluido de lavagem fluindo no percurso de fluxo de fluido de lavagem é capaz de fluir para dentro de um furo sendo perfurado pela sonda de terra.

[0039] Em cada dos primeiro e segundo aspectos, a rotação da coluna de perfuração causa rotação da ferramenta de perfuração. Também, evidentemente, causa rotação da saída de fluido de lavagem. Desse modo, a perfuração é obtida por uma combinação de rotação causada por rotação da coluna de perfuração e percussão causada pelo fluido de trabalho que opera a ferramenta de fluido. A lavagem do furo sendo perfurado, bem como controle de pressão hidrostática no furo e estabilidade de furo são controlados ou de outro modo determinadas pelo fluido de lavagem e suas características específicas. Adicionalmente, o segundo aspecto pode também tomar cada das modalidades descritas acima em relação ao primeiro aspecto.

[0040] Em um terceiro aspecto é revelado um método de perfurar um furo na terra utilizando uma ferramenta de perfuração operada a fluido, o método compreendendo:

[0041] Fornecer um fluido de trabalho através de uma coluna de perfuração para a ferramenta de perfuração para operar a ferramenta de perfuração;

[0042] Fornecer um fluido de lavagem através da coluna de perfuração em direção à ferramenta de perfuração em que o fluido de lavagem enquanto flui na coluna de perfuração é isolado a partir do fluido de trabalho; e

[0043] Liberar o fluido de lavagem a partir de um local que é fixo com relação à ferramenta de perfuração em um furo sendo perfurado pela ferramenta de perfuração em que o local avança com a coluna de perfuração.

[0044] Em uma modalidade, o método compreende liberar o fluido de trabalho para dentro do furo perto de um dedo do furo para permitir uma mistura do fluido de trabalho e do fluido de lavagem no furo.

[0045] Em uma modalidade, o método compreende separar o fluido de trabalho a partir do fluido de lavagem e quaisquer fragmentos de perfuração aprisionados e reutilizar o fluido de trabalho separado como, ou no fluido de trabalho sendo fornecido através da coluna de perfuração para operar a ferramenta de perfuração.

[0046] Em uma modalidade, o método compreende recircular o fluido de trabalho através da coluna de perfuração em que o fluido de trabalho não é misturado com o fluido de lavagem no furo.

[0047] Em uma modalidade, o método compreende ajustar a pressão de fundo de poço por variar uma propriedade física de um ou ambos do fluido de lavagem e fluido de trabalho.

[0048] Em uma modalidade, o método compreende ajustar um ou ambas da gravidade específica e viscosidade do fluido de lavagem.

[0049] Em uma modalidade, o ajuste de pressão de fundo de poço compreende ajustar dinamicamente pressão de fundo de poço para fornecer uma condição desejada de pressão no furo.

[0050] Em uma modalidade, o método compreende ajustar dinamicamente pressão de fundo de poço em um modo para fornecer uma condição de pressão sub-equilibrada no furo.

[0051] Em uma modalidade, o método compreende ajustar dinamicamente a pressão de fundo de poço em um modo para fornecer uma condição superequilibrada no furo.

[0052] Em uma modalidade, o método compreende ajustar dinamicamente pressão de fundo de poço em um modo para fornecer uma condição de pressão equilibrada no furo.

[0053] Em uma modalidade, o método compreende liberar o fluido de lavagem em um local perto da ferramenta de perfuração.

[0054] Em uma modalidade, o método compreende alterar uma direção de fluxo do fluido de lavagem a partir de uma direção de fundo de poço para uma direção de topo de furo antes da liberação do fluido de lavagem para dentro do furo.

[0055] Em uma modalidade, o método compreende fornecer os fluidos de trabalho e lavagem como fluidos de gravidade específica diferente.

[0056] Em uma modalidade, o método compreende fornecer os fluidos de trabalho e lavagem como fluidos de viscosidade diferente.

[0057] Em uma modalidade, o método compreende fornecer o fluido de trabalho como um fluido que compreende água.

[0058] Em uma modalidade, o fluido de lavagem é fornecido como uma ou uma combinação de uma ou mais de: uma lama de perfuração, água e água aerada.

[0059] Em uma modalidade, o método compreende fornecer os fluidos de trabalho e lavagem na mesma pressão.

[0060] Em uma modalidade, o método compreende fornecer a ferramenta de perfuração como um martelo de fundo de poço.

[0061] Em um quarto aspecto, é revelado um método de perfurar um furo de exploração ou produção para hidrocarboneto, o método compreendendo:

[0062] Acoplar uma ferramenta de perfuração em uma coluna de perfuração;

[0063] Utilizar uma sonda de perfuração baseada em superfície para girar a coluna de perfuração e fornecer ação de puxar para baixo ou puxar para cima para a ferramenta de perfuração;

[0064] Fornecer um fluido de trabalho através da coluna de perfuração para operar a ferramenta de perfuração;

[0065] Fornecer um fluido de lavagem através da coluna de perfuração em direção à ferramenta de perfuração em que o fluido de lavagem enquanto flui na coluna de perfuração é isolado a partir do fluido de trabalho;

[0066] Liberar o fluido de lavagem a partir de um local que é fixo com relação à ferramenta de perfuração para dentro de um furo sendo perfurado pela ferramenta de perfuração em que o local avança com a coluna de perfuração; e

[0067] Modificar uma ou mais características do fluido de lavagem para controlar condições de pressão de fundo de poço independente de operar a ferramenta de perfuração.

[0068] Em uma modalidade, o acoplamento de uma ferramenta de perfuração compreende acoplar um martelo de fundo de poço.

[0069] Em uma modalidade, o método compreende liberar o fluido de trabalho para dentro do furo perto de um dedo do furo para permitir mistura do fluido de trabalho e fluido de lavagem no furo.

[0070] Em uma modalidade, o método compreende separar o fluido de trabalho a partir do fluido de lavagem e quaisquer fragmentos de perfuração aprisionados e reutilizar o fluido de trabalho separado como ou no fluido de trabalho sendo fornecido através da coluna de perfuração para operar a ferramenta de perfuração.

[0071] Em uma modalidade, o método compreende recircular o fluido de trabalho através da coluna de perfuração em que o fluido de trabalho não é misturado com o fluido de lavagem no furo.

[0072] Em um quinto aspecto, é revelado um método de perfurar um poço de exploração ou produção para hidrocarboneto, o método compreendendo:

[0073] Utilizar uma sonda de perfuração baseada em superfície para girar uma ferramenta de perfuração de fundo de poço através de uma coluna de perfuração;

[0074] Fornecer um percurso de fluxo de fluido de trabalho na coluna de perfuração para permitir que um fluido de trabalho flua através da coluna de perfuração para operar a ferramenta de perfuração;

[0075] Fornecer um percurso de fluxo de fluido de lavagem na coluna de perfuração que é isolado do percurso de fluxo de fluido de trabalho, o percurso de fluxo de fluido de lavagem tendo uma saída que permite que um fluido de lavagem saia da coluna de perfuração e flua para dentro de um poço sendo perfurado pela ferramenta de perfuração; e

[0076] Na detecção de uma erupção fornecer um fluido através do percurso de fluxo de fluido de lavagem para amortecer o poço.

[0077] Em um sexto aspecto, é revelado um sistema de perfuração de terra compreendendo:

[0078] Uma coluna de perfuração disposta para formar um percurso de fluxo de fluido de lavagem e um percurso de fluxo de fluido de trabalho que são fluidicamente isolados entre si, a coluna de perfuração tendo uma extremidade de topo de furo e uma extremidade de fundo de poço oposta;

[0079] Um martelo de água acoplado à extremidade de fundo de poço da coluna de perfuração e em comunicação de fluido com o percurso de fluxo de fluido de trabalho em que o martelo de água é operado por um fluido de trabalho que flui através do percurso de fluxo de fluido de trabalho, em que o fluido de trabalho compreende água ou óleo ou uma mistura dos mesmos; e

[0080] Uma saída de fluido de lavagem em comunicação com o percurso de fluxo de fluido de lavagem, a saída de fluido de lavagem justaposta em um local fixo em relação ao martelo de água e carregado pela coluna de perfuração em que a saída de fluido de lavagem avança com a coluna de perfuração, a saída de fluido de lavagem sendo localizada adjacente a um furo ascendente do martelo de água e capaz de orientar um fluido de lavagem fluindo através do percurso de fluxo de fluido de lavagem para dentro de um furo sendo perfurado pelo sistema de perfuração de terra.

[0081] Em um sétimo aspecto, é revelado um método de perfurar um furo na terra utilizando um martelo de água operado a fluido, o método compreendendo:

[0082] Fornecer um fluido de trabalho através de uma coluna de perfuração ao martelo de água para operar o martelo de água em que o fluido de trabalho compreende água ou óleo ou uma mistura dos mesmos;

[0083] Fornecer um fluido de lavagem através da coluna de perfuração em direção ao martelo de água em que o fluido de lavagem enquanto flui na coluna de perfuração é isolado a partir do fluido de trabalho; e

[0084] Liberar o fluido de lavagem a partir de um local que é fixo com relação a e topo de furo do martelo de água para dentro de um furo sendo perfurado pelo martelo de água em que o local avança com a coluna de perfuração.

[0085] Em um oitavo aspecto é revelado um método de perfuração de um furo de exploração ou produção para um hidrocarboneto, o método compreendendo:

[0086] Acoplar um martelo de água a uma coluna de perfuração;

[0087] Utilizar uma sonda de perfuração baseada na superfície para girar a coluna de perfuração e fornecer ação de puxar para baixo ou puxar para cima do martelo de água;

[0088] Fornecer um fluido de trabalho através da coluna de perfuração para operar o martelo de água em que o fluido de trabalho compreende água ou óleo ou uma mistura dos mesmos;

[0089] Fornecer um fluido de lavagem através da coluna de perfuração em direção ao martelo de água em que o fluido de lavagem enquanto fluido na coluna de perfuração é isolado a partir do fluido de trabalho;

[0090] Liberar o fluido de lavagem a partir de um local que é fixo com relação a e topo de furo do martelo de água para dentro de um furo sendo perfurado pelo martelo de água em que o local avança com a coluna de perfuração; e

[0091] Modificar uma ou mais características do fluido de lavagem para controlar condições de pressão de fundo de poço independente de operação do martelo de água.

[0092] Em um nono aspecto é revelado um método de perfuração de um poço de exploração ou produção para hidrocarboneto, o método compreendendo:

[0093] Utilizar uma sonda de perfuração para girar um martelo de água de fundo de poço através de uma coluna de perfuração;

[0094] Fornecer um percurso de fluxo de fluido de trabalho na coluna de perfuração para permitir que um fluido de trabalho flua através da coluna de perfuração para operar o martelo de água em que o fluido de trabalho compreende água ou óleo ou uma mistura dos mesmos;

[0095] Fornecer um percurso de fluxo de fluido de lavagem na coluna de perfuração que é isolado a partir do percurso de fluxo de fluido de trabalho, o percurso de fluxo de fluido de trabalho tendo uma saída que permite que um fluido de lavagem saia da coluna de perfuração e flua para dentro de um poço sendo perfurado pelo martelo de água; e

[0096] Na detecção de uma erupção fornecer um fluido através do percurso de fluxo de fluido de lavagem para amortecer o poço.Breve descrição dos desenhos

[0097] Não obstante quaisquer outras formas que possam estar compreendidas no escopo do sistema e método como exposto no Sumário, uma modalidade específica será descrita agora por meio de exemplo somente com referência ao desenho em anexo, no qual:

[0098] A figura 1 é uma representação esquemática de uma primeira modalidade do sistema de perfuração de terra;

[0099] A figura 2a é uma vista em seção de uma parte de uma segunda modalidade do sistema de perfuração de terra;

[00100] A figura 2b é uma vista em seção transversal através de uma coluna de perfuração do sistema de perfuração mostrado na figura 2a; e

[00101] A figura 3 é uma vista em seção transversal de um conjunto de tubo de perfuração/coluna de perfuração para uma terceira modalidade do sistema de perfuração.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADE ESPECÍFICA

[00102] A figura 1 provê uma representação esquemática de sistema de perfuração de terra 10 (a seguir mencionado em geral como “sistema de perfuração 10”). Como será explicado em maior detalhe abaixo, o sistema de perfuração 10 permite o fornecimento de primeiro e segundo fluidos no fundo de um poço sendo perfurado pelo sistema de perfuração 10. Um dos fluidos é utilizado para operar uma ferramenta de perfuração 12 como um martelo de água enquanto o outro fluido é liberado para dentro do furo à montante da ferramenta de perfuração 12. A combinação dos dois fluidos pode permitir: que fragmentos de perfuração sejam trazidos para a superfície; controle sobre pressão hidrostática para fornecer condições de perfuração superequilibradas ou sub-equilibradas desejadas, ou realmente a capacidade de alterar de um para o outro; operação ótima e vida em serviço da ferramenta de perfuração; e manutenção da estabilidade de furo. Em virtude do uso dos dois fluidos o sistema 10 pode ser descrito como um sistema de controle de poço de circulação dual.

[00103] Essa modalidade do sistema 10 compreende uma coluna de perfuração 14 que forma primeiro e segundo percursos de fluido mutuamente isolados 16 e 18 respectivamente. Quando o primeiro fluido é utilizado para operar a ferramenta de perfuração esse fluido pode ser denominado como o fluido de “trabalho”, e o percurso de fluxo de fluido correspondente pode ser denominado como o percurso de fluxo de fluido de “trabalho”. Quando o segundo fluido é utilizado para lavar o furo e/ou permitir controle de pressão de fundo de poço e/ou estabilidade de furo, esse fluido pode ser denominado como o fluido de “lavagem”, e o percurso de fluxo de fluido correspondente pode ser denominado como o percurso de fluxo de fluido de “lavagem”.

[00104] A coluna de perfuração 14 tem uma extremidade de topo de furo 20 que é disposta para acoplar com uma cabeça de rotação 22 e uma extremidade de fundo de poço 24 que é acoplada à ferramenta de perfuração 12. A ferramenta de perfuração 12 é operada pelo fluxo de fluido fornecido através do percurso de fluxo de trabalho 16. Uma saída de fluido de lavagem 26 é fornecida intermediária à extremidade de topo de furo 20 e a ferramenta de perfuração 12 e está em comunicação de fluido com o percurso de fluxo de fluido de lavagem 18. A saída de fluido de lavagem 26 descarrega um fluido de lavagem fluindo através do percurso de fluxo de lavagem 18 para dentro de um furo sendo perfurado pelo sistema de perfuração 10.

[00105] A coluna de perfuração 14 compreende um conduto interno 28 tendo um furo axial que forma o percurso de fluido de trabalho 16 e um conduto externo 30 tendo um furo axial através do qual o conduto interno 28 estende. Os condutos 28 e 30 são relativamente configurados de modo a formar um espaço de um formato genericamente anular entre os mesmos que forma o percurso de fluxo de lavagem 18. Os condutos interno e externo 28 e 30 são eles próprios formados a partir de um ou mais tubos internos e externos unidos extremidade com extremidade. Tubos internos e externos adicionais são adicionados à coluna de perfuração 14 para avançar a perfuração do furo. Uma extremidade de topo de furo 32 do conduto interno 28 estende axialmente além do conduto externo 30. A finalidade disso é evitar a entrada de fluido fluindo através do percurso de fluxo de lavagem 18 para dentro do percurso de fluxo de trabalho 16 durante desconexão da coluna de perfuração 14 a partir da cabeça de rotação 22.

[00106] A cabeça de rotação 22 provê torque para a coluna de perfuração 14 e desse modo para a ferramenta de perfuração 12. Isto é, a cabeça de rotação gira toda a coluna de perfuração e desse modo a ferramenta de perfuração 12. Além disso, a cabeça de rotação provê um mecanismo para fornecer o fluido de trabalho 34 (mostrado por setas finas) e um fluido de lavagem 36 (mostrado por setas grossas) aos percursos de fluxo de fluido de trabalho e lavagem 16 e 18, respectivamente. Devido à capacidade de alimentar dois fluidos através da coluna de perfuração 14, a cabeça de rotação 22 pode ser designada como uma cabeça de rotação de circulação dual. A cabeça de rotação 22 compreende em combinação uma junta rotativa de entrada de circulação dual 38 que é rotacionalmente estacionária, e uma cabeça de rotação 40 dotada de motores (não mostrados) para transmitir torque para um pino de conexão 42 que por sua vez transmite torque a uma coluna de perfuração conectada 14 e ferramenta de perfuração 12. A junta rotativa 38 é dotada de entrada de fluido de trabalho 44 e uma entrada de fluido de lavagem 46.

[00107] A cabeça de rotação é sustentada em uma sonda de perfuração (não mostrada) que pode ser fixa ou móvel. A sonda de perfuração compreende uma torre ao longo da qual a cabeça de rotação é linearmente atravessada por algum tipo de sistema para permitir adição ou penetração de tubos de perfuração e fornecer ação de puxar para trás da força de retenção para a ferramenta de perfuração. O sistema pode compreender aríetes hidráulicos e/ou guinchos.

[00108] A saída de fluido de lavagem 26 nessa modalidade é localizada adjacente à ferramenta de perfuração 12 e descarrega o fluido de lavagem próximo ao dedo do furo/poço sendo perfurado. Além disso, nesse exemplo, a saída 26 compreende quatro orifícios de saída 48, somente três dos quais são visíveis na figura 1. A saída 26 é disposta para alterar a direção de fluxo do fluido de lavagem 36 fluindo no percurso de fluxo de fluido de lavagem 18 por 180° antes da descarga para dentro do furo. Desse modo, o fluido de lavagem 36 saindo da saída de fluido de lavagem 26/orifícios de saída 48 é orientado para fluir em uma direção de topo de furo a partir de um local adjacente à ferramenta de perfuração 12 e dedo do furo.

[00109] O fluxo de fluido de lavagem através dos orifícios de saída 48 é controlado por um sistema de válvula de controle de poço. O sistema de válvula de controle de poço opera para permitir fluxo do fluido de lavagem 36 em uma direção somente essa sendo a partir dos orifícios de saída 48 na direção de topo de furo e evita um contrafluxo de fluido em uma direção contrária para dentro dos orifícios de saída 48. Na presente modalidade ilustrada o sistema de válvula de controle de poço compreende uma pluralidade de válvulas simples 50, uma para cada dos orifícios de saída 48.

[00110] O sistema de válvula de controle de poço (isto é, válvulas simples 50) pode ser controlado para comutar entre um estado aberto e um estado fechado. No estado aberto, as válvulas 50 operam como uma válvula de simples normal permitindo fluxo de fluido através das protuberâncias 58 em uma direção de topo de furo e evitando um fluxo de fluido na direção inversa. No estado fechado as válvulas 50 evitam o fluxo de fluido nas duas direções.

[00111] A saída de fluido de lavagem 26 e a válvula de controle de poço são incorporadas em um estabilizador de furo 52 que é acoplado entre uma extremidade de fundo de poço 24 da coluna de perfuração 14 e a ferramenta de perfuração 12. O estabilizador de furo 52 opera para evitar que a ferramenta de perfuração 12 mova lateralmente enquanto perfura através de falhas e altera a terra. Para essa finalidade, o estabilizador 52 é formado para ter um diâmetro externo para casar substancialmente com o diâmetro do furo sendo perfurado e pode ter um diâmetro aproximadamente 1/16” menor do que o diâmetro da ferramenta de perfuração 12. O estabilizador 52 tem um corpo externo cilíndrico 54 que acopla de forma rosqueada em extremidades opostas ao conduto externo 30 e a ferramenta de perfuração 12. Um conduto interno axialmente estendido 56 é sustentado no corpo 54 e provê comunicação de fluido entre o conduto interno 28 e a ferramenta de estiramento 12 para permitir a passagem do fluido de trabalho 34 para operar a ferramenta de perfuração 12.

[00112] Uma pluralidade de protuberâncias 58 circunferencialmente espaçadas e axialmente estendidas são formadas em e em torno do corpo cilíndrico 54. As protuberâncias são dotadas de canais de fluxo de fluido respectivos que se comunicam com a região entre o exterior do conduto interno 56 e o interior do corpo cilíndrico 54; e orifícios de saída correspondentes 48. Desse modo, o fluido de lavagem 36 que entra através do orifício de entrada 46 na junta rotativa de entrada 38 flui em uma direção de fundo de poço através do percurso de fluxo de lavagem 18 para dentro do corpo cilíndrico 54, altera a direção de fluxo em fluir para dentro de um canal correspondente ascendente nas protuberâncias 58 e finalmente é descarregado para fora dos orifícios de saída 48. As válvulas simples 50 são também dispostas dentro das protuberâncias 58 e permitem que o fluido 36 flua na direção de topo de furo até a saída correspondente 48, porém evitam um fluxo inverso de fluido a partir da saída 48 para dentro do percurso de fluxo de fluido de lavagem 18.

[00113] Em uma modalidade específica do sistema 10, a ferramenta de perfuração 12 pode ser um martelo de água de fundo do poço (“DTH”) operado por água limpa (5μ). Essa água limpa é fornecida a partir da entrada 34 através do percurso de fluxo de fluido de trabalho 16 e conduto interno 56. Além disso, nessa modalidade a água (isto é, fluido de trabalho) que passa através do martelo de água 12 é descarregada a partir das saídas próximo à extremidade de fundo de poço do martelo de água 12 e flui de volta para cima do furo sendo perfurado. Em uma modalidade alternativa descrita abaixo o fluido de trabalho é recirculado ao invés de ser descarregado para dentro do furo. O fluido de lavagem 36 pode compreender uma lama de perfuração, água aerada, água ou outros fluidos de viscosidade desejada ou exigida e/ou peso/gravidade específico com relação às condições de fundo de poço. O fluido de lavagem entra através da entrada 46 na junta rotativa de entrada 38 passa através do percurso de fluxo de fluido de lavagem 18 para dentro do corpo cilíndrico 54 do estabilizador de furo 52 e altera a direção fluindo de volta para cima das projeções 58 através de válvulas simples 50 e finalmente as saídas 48. Esse fluido é dirigido a fluir na direção de topo de furo a partir de um local acima do martelo de água 12, porém perto do dedo do furo. A orientação do fluido de lavagem 36 desse modo auxilia com remoção de fragmentos de perfuração a partir do furo. Além disso, o fluido de lavagem permite que um operador amorteça o poço ou ajuste o peso de fluido no furo durante perfuração sem alterar a viscosidade de água fluindo através do martelo de água 12.

[00114] Por fornecer o fluido de lavagem 36 independentemente do fluido de trabalho 34 os dois fluidos podem ser combinados para fornecer peso de fluido total necessário para perfurar em condições superequilibradas ou sub-equilibradas. Condições superequilibradas ocorrem quando o peso do fluido (isto é, lama) é mais pesado do que a pressão de terra a partir do gás ou vapor e desse modo evita que o gás ou vapor corram para a superfície.

[00115] Em uma modalidade, os fluidos 34 e 36 são fornecidos na mesma pressão que pode variar, por exemplo, entre 3000 psi e ou acima de 5000 psi para operar profunda sob pressões elevadas de formação de terra.

[00116] As figuras 2a e 2b representam uma modalidade adicional de um sistema de perfuração de terra designado pelo número de referência 10’. O sistema de perfuração 10’ difere do sistema de perfuração 10 pela provisão de um percurso de retorno para o fluido de trabalho para permitir que o fluido de trabalho seja recirculado através do sistema 10’. Isso está em contraste com o sistema 10 onde o fluido de trabalho 34 é descarregado da ferramenta de perfuração 12 para dentro do furo e subsequentemente misturado com o fluido de lavagem 36 e retornado à terra. Para permitir recirculação do fluido de trabalho 34 o percurso de fluxo de fluido de trabalho 16’ constituído por um percurso de alimentação 16f que é idêntico ao percurso 16 do sistema 10; e um percursode retorno de fluido de trabalho 16r. Os dois percursos 16f e 16r estão em comunicação com a ferramenta de perfuração12 de modo que o fluido de trabalho 34 seja alimentado através do percurso de fluxo 16f e retorne à superfície através do percurso de retorno de fluido de trabalho 16r. O percurso de retorno de fluido 16r é formado nessa modalidade pela provisão de um conduto intermediário 31 disposto concentricamente com e intermediário ao conduto interno 28 e conduto externo 30. Os condutos 28 e 31 são dimensionados de modo a formar um espaço anular entre os mesmos que constitui o percurso de retorno de fluido de trabalho 16r. Um espaço anular também é formado entre a superfície externa do conduto intermediário 31 e a superfície interna do conduto externo 30 para formar o percurso de fluxo de fluido de lavagem 18.

[00117] O sistema 10’ permite reutilização do fluido de trabalho 34. Desse modo, o controle de condições de pressão de furo no furo, velocidade de furo ascendente, e estabilidade e de furo é através da manipulação ou outra modificação dos parâmetros ou características do fluido de lavagem 36.

[00118] A figura 3 ilustra uma coluna de perfuração 14” de uma terceira modalidade de um sistema de perfuração de terra indicado pelo número de referência 10”. O sistema 10” também é formado com um percurso de fluxo de circuito fechado para o fluido de trabalho, porém faz isso com uma estrutura de coluna de perfuração 14” diferente daquela da segunda modalidade 10’. No sistema 10”, o percurso de fluxo de fluido de trabalho compreende dois condutos 28 e 31 ambos dispostos no interior do conduto externo 30. O conduto 28 provê o percurso de alimentação de fluido de trabalho 16f enquanto o conduto 31 provê o percurso de retorno de fluido de trabalho 16r. Os dois condutos 28 e 31 estão em comunicação de fluido com a ferramenta de perfuração 12 de modo que o fluido de trabalho 34 flua a partir de uma extremidade de topo de furo da coluna de perfuração 14” através do conduto 28 e percurso de alimentação de fluido de trabalho 16f, através da ferramenta 12 para operar a ferramenta, e de volta para cima da coluna de perfuração 14” através do conduto 31 e percurso de retorno de fluido de trabalho associado 16r. O fluido de lavagem 36 é fornecido através do conduto 30 e descarregado para dentro do furo. Será reconhecido que os percursos de fluxo de fluido de trabalho 16r e 16f permanecem isolados a partir do percurso de fluxo de fluido de lavagem 18 e desse modo o fluido de trabalho e fluido de lavagem permanecem isolados entre si pelo menos durante seu fluxo no tubo de perfuração 14”.

[00119] O sistema 10” é bem adequado para operações de perfuração de passagem única onde a coluna de perfuração 14” é em essência um conjunto de tubo de comprimento único estendendo a partir da ferramenta de perfuração 12 até a cabeça de rotação 22 (isto é, nenhum tubo de perfuração adicional é adicionado à coluna de perfuração) e uma operação de perfuração envolve somente perfuração até uma profundidade menor do que o comprimento total da ferramenta 12 e conjunto de tubo de perfuração. Esse tipo de perfuração é comumente utilizado na perfuração de produção em bancadas com alturas de até aproximadamente 18 cm e é muito eficiente visto que elimina a fabricação e quebra de conexões de tubo de perfuração bem como eliminando derramamento e contaminação do fluido de trabalho.

[00120] As modalidades descritas acima do sistema de perfuração de terra e método de perfuração associado são particularmente bem apropriadas para operações de óleo e gás em formações de terra dura. Em modalidades específicas do sistema e método permitem o uso de ferramentas de perfuração de fundo de poço na forma de martelos de fundo de poço que são muito bem apropriados para perfuração em materiais duros, embora não sejam favorecidos durante perfuração para óleo/gás devido à troca entre longevidade da ferramenta de perfuração e a capacidade de controlar pressão de fundo de poço e manter estabilidade de furo. Por exemplo, para perfurar com uma sub-pressão marginal, ao utilizar um martelo DTH regular, pode ser necessário operar o martelo com um fluido de gravidade específica relativamente elevada. Isso acarretará o uso de uma lama ou pasta para acionar o martelo. Entretanto, por sua natureza a lama ou pasta conterá partículas que esmerilham e desgastam o martelo. Como resultado, torna-se necessário manobrar a coluna de perfuração mais regularmente para substituir o martelo gasto. Quando um furo tem vários quilômetros de profundidade, a manobra da coluna de perfuração pode demorar até ou exceder 24 horas. Entretanto, se um fluido de trabalho de gravidade específica inferior for utilizado então a capacidade de fornecer uma condição de pressão específica pode ser perdida. As modalidades do sistema e método permitem provisão separada e controle dos parâmetros e características dos fluidos de trabalho e lavagem, desse modo permitindo eficiência máxima e longevidade da ferramenta de fundo de poço enquanto também fornece controle sobre pressão de fundo de poço e estabilidade de furo.

[00121] Embora modalidades específicas de sistema e método tenham sido descritas, deve ser evidente que o sistema e método podem ser incorporados em outras formas. Por exemplo, uma modalidade do sistema 10 é descrita com a ferramenta de perfuração 12 tendo a forma de um martelo de água. Entretanto, a ferramenta de perfuração pode estar na forma de outras ferramentas de percussão operadas por fluido. Além disso, o fluido 34 fluindo através do percurso de fluxo de fluido de trabalho 16 que opera a ferramenta de perfuração 12 pode estar na forma de um gás. A provisão dos fluidos de trabalho e lavagem na mesma pressão de fluido resulta em um diferencial de pressão zero entre percursos de fluxo de fluido 16 e 18 e auxiliam a manter integridade de vedação. Não obstante, essa não é uma exigência absoluta e os fluidos de trabalho e lavagem podem ser fornecidos em pressões diferentes.

[00122] Nas reivindicações que seguem, e na descrição anterior, exceto onde o contexto requer de outro modo devido à linguagem expressa ou implicação necessária, a palavra “compreendem” e variações como “compreende” ou “compreendendo” são utilizadas em um sentido inclusivo, isto é, para especificar as presenças da característica mencionada, porém não para excluir a presença ou acréscimo de características adicionais em várias modalidades do sistema e método como revelados aqui.

Claims

1. Sistema para perfuração de solo (10), compreendendo:uma coluna de perfuração (14) disposta para formar um percurso de fluxo de fluido de lavagem (18) e um percurso de fluxo de fluido de trabalho (16) que são isolados de forma fluídica entre si, a coluna de perfuração (14) tendo uma extremidade de topo de furo (20) e uma extremidade fundo de furo (24) oposta;um martelo de fundo de furo (12) acoplado à extremidade de fundo de furo (24) da coluna de perfuração (14) e em comunicação de fluido com o percurso de fluxo de fluido de trabalho (16), em que o martelo de fundo de furo é operado por um fluido de trabalho (34) que flui através do percurso de fluxo de fluido de trabalho, em que o fluido de trabalho (34) compreende água, óleo, ar, gás nitrogênio ou uma mistura dos mesmos;uma saída de fluido de lavagem (26) em comunicação com o percurso de fluxo de fluido de lavagem (18), a saída de fluido de lavagem (26) justaposta em um local fixo em relação ao martelo de fundo de furo (12) e carregado pela coluna de perfuração (14) em que a saída de fluido de lavagem (26) avança com a coluna de perfuração (14), caracterizado pelo fato de que a saída de fluido de lavagem (26) é localizada adjacente a e para cima do furo do martelo de fundo de furo (12) e capaz de orientar um fluido de lavagem (36) que flui através do percurso de fluxo de fluido de lavagem (18) para dentro de um furo sendo perfurado pelo sistema para perfuração de solo (10) para que o fluido de lavagem (36) seja descarregado adjacente ao martelo de fundo de furo próximo ao fundo do fundo sendo perfurado.

2. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída de fluido de lavagem (26) é disposta para orientar o fluido de lavagem (36) em uma direção de topo de furo.

3. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por um sistema de válvula de controle de poço (50) operável para controlar fluxo de fluido que flui através do percurso de fluido de lavagem e para fora da saída de fluido de lavagem.

4. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com qualquer uma das 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a saída de fluido de lavagem (26) compreende uma pluralidade de orifícios de saída (48) formados em torno de uma circunferência externa da coluna de perfuração (14).

5. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de válvula de controle de poço (50) é disposto para permitir fluxo de fluido somente em uma direção para fora da saída de fluido de lavagem (26).

6. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o sistema de válvula de controle de poço (50) compreende uma pluralidade de válvulas individuais, uma fornecida para cada orifício de saída (48).

7. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por um estabilizador de furo (52) acoplado acima do furo de e próximo do martelo de fundo de furo, o estabilizador de furo operável para manter o martelo de fundo de furo em um local central em um furo sendo perfurado durante operação do martelo de fundo de furo.

8. Sistema para perfuração de solo (10), deacordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o estabilizador de furo (52) é formado com um diâmetro externo marginalmente menor do que um diâmetro interno do furo sendo perfurado.

9. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o estabilizador de furo (52) compreende uma pluralidade de protuberâncias (58) circunferencialmente separadas e axialmente estendidas.

10. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle de poço (50) é disposta dentro do estabilizador de furo (52).

11. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que os orifícios de saída de fluido de lavagem (48) são formados um em cada uma das protuberâncias (58).

12. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o percurso de fluxo de fluido de trabalho (16) é ou dotado de a) uma abertura no martelo de fundo de furo em que o fluido de trabalho (34) é descarregado no furo; ou b) um percurso de fluxo fechado e disposto para recircular fluido de trabalho (34) através do martelo de fundo de furo.

13. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a coluna de perfuração (14) compreende:um conduto interno (28) tendo um furo axial que forma um dos percursos de fluxo de fluido de trabalho e de lavagem (16, 18); eum conduto externo (30) tendo um furo axial;em que o conduto interno (28) estende através do furo axial do conduto externo (30) e um espaço entre o conduto interno e o conduto externo forma o outro dos percursos de fluxo de fluido de lavagem e de trabalho.

14. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que quando o percurso de fluxo de fluido de trabalho (16) é b) um percurso fechado, a coluna de perfuração (14’) compreende:um conduto interno (28), um conduto intermediário(31) e um conduto externo (30), cada dos condutos tendo um furo axial e os condutos dispostos com o conduto interno (28) localizado no interior do conduto intermediário (31) e o conduto intermediário (31) no interior do conduto externo (30) para formar um primeiro espaço anular entre o conduto interno e o conduto intermediário, e um segundo espaço anular entre o conduto intermediário e o conduto externo;em que o conduto interno (28) e o primeiro espaço anular estão em comunicação de fluido com o martelo de fundo de furo e juntos formam pelo menos uma parte do circuito de percurso de fluxo de fechado para o fluido de trabalho, e o segundo espaço anular forma o percurso de fluxo de fluido de lavagem (18).

15. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que quando o percurso de fluxo de fluido de trabalho é b) um percurso fechado, a coluna de perfuração (14’’) compreende um conduto externo (30) tendo um furo axial e sustentando primeiro e segundo condutos (28, 31) dispostosno interior do furo axial, e os primeiro e segundo condutos são dispostos para serem acoplados com o martelo de fundo de furo para formar pelo menos uma parte do percurso de circuito fechado (16f, 16r) para o fluido de trabalho, emque o fluido de trabalho (34) é capaz de fluir a partir de uma extremidade de topo de furo através do primeiro conduto (28) para operar o martelo de fundo de furo (12) e retornar para a extremidade de topo de furo através do segundo conduto (31).

16. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o conduto interno (28) se estende axialmente além do pelo menos de um conduto externo (30) na extremidade de topo de furo (20) da coluna de perfuração (14).

17. Sistema para perfuração de solo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por compreender uma cabeça de rotação de circulação dual (22) disposta para acoplar com a extremidade de topo de furo (20) da coluna de perfuração (14), a cabeça de rotação de circulação dual disposta para fornecer torque para a coluna de perfuração (14).

18. Método para perfuração de um furo no solo utilizando um martelo de fundo de furo operado por fluido, o método compreendendo:prover um fluido de trabalho (34) através de uma coluna de perfuração (14) para o martelo de fundo de furo para operar o martelo de fundo de furo, em que o fluido de trabalho compreende água, óleo, ar, gás nitrogênio ou uma mistura dos mesmos;prover um fluido de lavagem (36) através da coluna de perfuração (14) em direção ao martelo de fundo de furo, em que o fluido de lavagem enquanto flui na coluna de perfuração (14) é isolado do fluido de trabalho; ecaracterizado por liberar o fluido de lavagem (36) a partir de um local que é fixo com relação a uma extremidade de topo de furo (20) do martelo de fundo de furo para dentro de um furo sendo perfurado pelo martelo de fundo de furo, em que o local avança com a coluna de perfuração (14).

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por liberar o fluido de trabalho (34) para dentro do furo perto de um dedo do furo para permitir uma mistura do fluido de trabalho e do fluido de lavagem no furo.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por recircular o fluido de trabalho (34) através da coluna de perfuração (14) em que o fluido de trabalho não é misturado com o fluido de lavagem (36) no furo.

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado por ajustar a pressão de fundo de poço por variar uma propriedade física de um ou ambos o fluido de lavagem (36) e o fluido de trabalho (34).

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o ajuste de pressão de fundo de poço compreende ajustar uma ou ambas da gravidade específica e da viscosidade do fluido de lavagem (36).

23. Método, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que o ajuste de pressão de fundo de poço compreende ajustar dinamicamente pressão de fundo de poço para fornecer uma condição desejada de pressão no furo.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por ajustar dinamicamente pressão de fundo de poço em um modo para prover ou (a) uma condição de pressão sub equilibrada no furo; ou (b) uma condição superequilibrada no furo; ou (c) uma condição de pressão equilibrada no furo.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 24, caracterizado por alterar uma direção de fluxo do fluido de lavagem (36) a partir de uma direção de fundo de poço para uma direção de topo de furo antes da liberação do fluido de lavagem (36) para dentro do furo.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizado por prover os fluidos de trabalho e de lavagem (34, 36) como fluidos de um ou mais dentre a) gravidade específica diferente; b) fluidos de viscosidade diferente; e c) mesma pressão.

27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 26, caracterizado pelo fato de que o fluido de lavagem (36) é fornecido como uma ou uma combinação de uma ou mais dentre uma lama de perfuração, água e água aerada.

28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 27, caracterizado pelo fato de que o martelo de fundo de furo (12) é um martelo de água e em que o fluido de trabalho (34) é água.