BR112020011945B1 - Sistema de orientação de coluna de perfuração e método para orientar uma coluna de perfuração - Google Patents

Abstract

Um sistema de orientação de coluna de perfuração inclui um motor e um corpo de válvula rotativo disposto em um corpo de ferramenta. O motor inclui um eixo de motor acoplado ao motor e se estendendo dentro de um furo central do corpo de ferramenta. O eixo de motor tem uma porção de engate de fundo de poço que inclui uma primeira superfície estriada. O corpo de válvula rotativo inclui um componente em forma de disco e um eixo de válvula acoplado ao componente em forma de disco e se estendendo furo acima do componente em forma de disco. O eixo de válvula inclui uma segunda superfície estriada engatável com a primeira superfície estriada para a rotação do eixo de motor ser transmitida ao corpo de válvula rotativo.

Description

Campo técnico

[0001] A presente descrição se refere, em geral, a ferramentas de fundo de poço e, mais particularmente, por exemplo, e sem limitação, a sistemas de orientação para uso com uma coluna de perfuração e métodos de uso dos mesmos.

Fundamentos da divulgação

[0002] Na indústria de petróleo e gás, furos de poço são comumente perfurados para recuperar hidrocarbonetos, tais como petróleo e gás.

[0003] Para atingir as formações subterrâneas desejadas, muitas vezes é necessário realizar a perfuração direcional, o que implica controlar dinamicamente a direção de perfuração, em vez de simplesmente perfurar um caminho de furo de poço nominalmente vertical. Furos de poço perfurados direcionalmente podem incluir porções que são verticais, curvas, horizontais e porções que, no geral, se estendem lateralmente em qualquer ângulo das porções de furo de poço verticais.

Breve descrição dos desenhos

[0004] Em uma ou mais implementações, nem todos os componentes representados em cada figura podem ser necessários e uma ou mais implementações podem incluir componentes adicionais não mostrados em uma figura. Variações no arranjo e tipo dos componentes podem ser feitas sem se afastar do escopo da divulgação do assunto. Componentes adicionais, componentes diferentes ou menos componentes podem ser utilizados dentro do escopo da divulgação do assunto.

[0005] A Figura 1 ilustra uma vista em seção transversal parcial de um sistema de poço terrestre incluindo uma ferramenta de fundo de poço ilustrada como parte de uma coluna de tubulação de acordo com algumas modalidades da presente divulgação.

[0006] A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um sistema de orientação de coluna de perfuração de acordo com algumas modalidades da presente divulgação.

[0007] A Figura 3 ilustra uma vista em seção transversal de um sistema de coluna de perfuração exemplificativo da ferramenta de fundo de poço da Figura 1, de acordo com algumas modalidades da presente divulgação.

[0008] A Figura 4 é uma vista em corte de um mecanismo de atuação de válvula do sistema de orientação da coluna de perfuração da Figura 3, de acordo com algumas modalidades da presente divulgação.

[0009] A Figura 5 é uma vista em perspectiva do mecanismo de atuação da válvula do sistema de orientação da coluna de perfuração da Figura 3, de acordo com algumas modalidades da presente divulgação.

[0010] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma válvula rotativa e um coletor de fluxo do sistema de orientação de coluna de perfuração da Figura 3 de acordo com algumas modalidades da presente divulgação.

[0011] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma válvula rotativa e um coletor de fluxo do sistema de orientação da coluna de perfuração da Figura 3, de acordo com algumas modalidades da presente divulgação.

Descrição detalhada

[0012] Esta seção fornece vários exemplos de implementações do assunto divulgado, que não são exaustivos. Como os versados na técnica perceberiam, as implementações descritas podem ser modificadas sem se afastar do escopo da presente divulgação. Assim, os desenhos e a descrição serão considerados como de natureza ilustrativa e não restritiva.

[0013] A presente descrição se refere, em geral, a ferramentas de fundo de poço e, mais particularmente, por exemplo, e sem limitação, a sistemas de orientação para uso com uma coluna de perfuração e métodos de uso dos mesmos.

[0014] Uma técnica de perfuração direcional pode envolver o uso de um sistema de perfuração orientável rotativo que controla uma direção azimutal e/ou o grau de deflexão enquanto toda a coluna de perfuração é rotacionada continuamente. Sistemas de perfuração orientáveis rotativos tipicamente envolvem o uso de um mecanismo de atuação que ajuda a broca de perfuração a desviar do caminho atual usando ou um mecanismo de “apontar a broca” ou “empurrar a broca”. Em um sistema de “apontar a broca”, o mecanismo de atuação deflete e orienta a broca de perfuração para uma posição desejada dobrando o eixo de atuação da broca de perfuração dentro do corpo do conjunto orientável rotativo. Como resultado, a broca de perfuração inclina e desvia em relação ao eixo geométrico do furo de poço. Em um sistema de “empurrar a broca”, o mecanismo de atuação é utilizado para, em vez disso, empurrar contra a parede do furo de poço, desse modo deslocando a broca de perfuração em relação ao eixo geométrico do furo de poço. Durante a perfuração de uma seção reta, o mecanismo de atuação permanece desengatado, de modo que geralmente não há pressão contra a formação ou, opcionalmente, engatado uniformemente, de modo que não haja deslocamento apreciável da broca de perfuração em relação ao eixo geométrico do furo de poço. Como resultado, a coluna de perfuração avança, no geral, concêntrica ao eixo geométrico do furo de poço. Ainda outra técnica de perfuração direcional, no geral chamada de “empurrar para apontar”, engloba uma combinação dos métodos de “apontar a broca” e “empurrar a broca”. Sistemas orientáveis rotativos podem utilizar uma pluralidade de almofadas de orientação que podem ser acionadas em uma direção lateral para controlar a direção da perfuração, e as almofadas de orientação podem ser controladas por uma variedade de válvulas e sistemas de controle.

[0015] Um aspecto de pelo menos algumas modalidades divulgadas neste documento é que, ao permitir que um corpo de válvula se mova em relação a um eixo do motor, um corpo de válvula pode ser mais consistentemente vedado contra um coletor de fluxo, o que pode melhorar o desempenho de vedação do sistema de orientação. Um aspecto adicional, de acordo com pelo menos algumas modalidades divulgadas neste documento, é que, ao permitir que um corpo de válvula se mova em relação a um eixo do motor, os danos ao corpo de válvula e/ou ao coletor de fluxo, como suas faces de vedação, podem ser diminuídos. Ainda outro aspecto, de acordo com pelo menos algumas modalidades divulgadas neste documento, é que o uso de uma superfície de vedação compacta de diamante policristalino pode reduzir o atrito de deslizamento entre o corpo de válvula e o coletor de fluxo dentro do sistema de orientação. Ainda outro aspecto, de acordo com pelo menos algumas modalidades divulgadas neste documento, é que o uso de uma sede de válvula soldada no coletor de fluxo pode melhorar a durabilidade do sistema de orientação.

[0016] A Figura 1 mostra uma vista em elevação representativa em seção transversal parcial de um sistema de poço terrestre 10 que pode incluir uma sonda de perfuração (ou torre) 22 na superfície 16 utilizada para estender uma coluna de tubulação 30 para e através de porções de uma formação de terra subterrânea 14. A coluna de tubulação 30 pode transportar uma broca de perfuração 102 na sua extremidade que pode ser girada para perfurar através da formação 14. Uma composição de fundo de poço (BHA) 101 interconectada na coluna de tubulação 30 próxima à broca de perfuração 102 pode incluir componentes e conjuntos (não expressamente ilustrados na Figura 1), tal como, mas não limitados a, equipamento de perfilagem durante a perfuração (LWD), equipamento de medição durante a perfuração (MWD), um sub ou alojamento dobrado, um motor de lama, um escareador de broca próximo, estabilizadores, conjuntos de orientação e outros instrumentos de fundo de poço. A BHA 101 também pode incluir uma ferramenta de fundo de poço 100 que pode fornecer orientação para a broca de perfuração 102, telemetria de pulso de lama para suportar atividades de MWD/LWD, atuação do estabilizador através do controle de fluxo de fluido e uma ferramenta orientável rotativa utilizada para orientar a perfuração do furo de poço 12 da broca de perfuração 102. A orientação da broca de perfuração 102 pode ser utilizada para facilitar desvios 44, como mostrado nas FIGS. 1 e 2 e/ou a orientação pode ser utilizada para manter uma seção em um furo de poço 12 sem desvios, uma vez que o controle de orientação também pode ser necessário para evitar desvios no furo de poço 12.

[0017] Na localização de superfície 16, a sonda de perfuração 22 pode ser fornecida para facilitar a perfuração do furo de poço 12. A broca de perfuração 22 pode incluir uma mesa rotativa 26 que gira a coluna de tubulação 30 e a broca de perfuração 102 juntas em torno do eixo longitudinal X1. A mesa rotativa 26 pode ser acionada seletivamente por um motor 27 e travada seletivamente para proibir a rotação da coluna de tubulação 30. Um dispositivo de içamento 28 e giro 34 pode ser utilizado para manipular a coluna de tubulação 30 dentro e fora do furo de poço 12. Para girar a broca de perfuração 102 com a coluna de tubulação 30, a mesa rotativa 26 pode girar a coluna de tubulação 30 e a lama pode ser circulada no fundo do poço pela bomba de lama 23. A lama pode ser uma lama de salmoura de cloreto de cálcio, por exemplo, que pode ser bombeada através da coluna de tubulação 30 e passada através da ferramenta de fundo de poço 100. Em algumas modalidades, a ferramenta de fundo de poço 100 pode incluir um empurrador de almofada e uma válvula rotativa que aplica seletivamente pressão a pelo menos um caminho de fluxo de saída para atuar hidraulicamente o empurrador de almofada. Adicionalmente, a lama pode ser bombeada através de um motor de lama (não expressamente ilustrado na FIG. 1) na BHA 101 para girar a broca de perfuração 102 sem ter que girar a coluna de tubulação 30 através da mesa rotativa 26.

[0018] Embora a ferramenta de fundo de poço 100 seja mostrada e descrita em relação a um sistema de perfuração rotativo na Figura 1, os versados na técnica prontamente compreenderão que muitos tipos de sistemas de perfuração podem ser empregados na realização de modalidades da divulgação. Por exemplo, brocas e sondas de perfuração utilizadas nas modalidades da divulgação podem ser utilizadas em terra (como representado na Figura 1) ou offshore (não mostrado). Plataformas petrolíferas offshore que podem ser utilizadas de acordo com modalidades da divulgação incluem, por exemplo, flutuadores, plataformas fixas, estruturas baseadas em gravidade, navios de perfuração, plataformas semissubmersíveis, plataformas de perfuração autoeleváveis, plataformas de pernas tensionadas e semelhantes. Será compreendido que as modalidades da divulgação podem ser aplicadas a sondas que variam desde tamanho pequeno e portátil até volumosas e permanentes.

[0019] Além disso, embora aqui descritas em relação à perfuração de petróleo, várias modalidades da divulgação podem ser utilizadas em muitas outras aplicações. Por exemplo, os métodos divulgados podem ser utilizados na perfuração para exploração mineral, investigação ambiental, extração de gás natural, instalação subterrânea, operações de mineração, poços de água, poços geotérmicos e semelhantes. Adicionalmente, as modalidades da divulgação podem ser utilizadas em conjuntos de peso em packers, na passagem de suspensores de liner, na passagem de colunas de completação, etc., sem se afastar do escopo da divulgação.

[0020] Embora não especificamente ilustrado, os versados na técnica compreenderão prontamente que a BHA 101 pode incluir adicionalmente vários outros tipos de ferramentas ou componentes de perfuração, tal como, mas não limitados a, uma unidade de orientação, um ou mais estabilizadores, uma ou mais ferramentas mecânicas e dinâmicas, um ou mais colares de perfuração, um ou mais acelerômetros, um ou mais magnetômetros, um ou mais frascos e um ou mais segmentos de tubulação de perfuração de pesados

[0021] As modalidades da presente divulgação podem ser aplicáveis a furos de poços horizontais, verticais, desviados, multilaterais, de conexão em tubo em "U", de interseção, de desvio (perfuração em torno de um peixe preso a meia profundidade e de volta ao poço abaixo) ou de outro modo não lineares em qualquer tipo de formação subterrânea. As modalidades podem ser aplicáveis a poços de injeção e poços de produção, incluindo poços de produção de recurso natural, tal como poços de sulfeto de hidrogênio, hidrocarbonetos ou geotérmicos; assim como a construção de furo de poço para tunelamento de cruzamento de rio e outros tais furos de poço de tunelamento para fins de construção de superfície próxima ou tubulações de tubo em “U” de furo de poço utilizadas para o transporte de fluidos, tais como hidrocarbonetos.

[0022] A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com algumas modalidades da presente divulgação. No exemplo representado, o sistema de orientação de coluna de perfuração 200 utiliza uma cabeça de orientação 225 incluindo um ou mais empurradores de almofada 223 que se estendem do corpo de ferramenta 210 para empurrar contra a terra 102 para fornecer um vetor de perfuração 201. Como descrito neste documento, a combinação da almofada de orientação 220 e do pistão 224, seja sendo formada como partes separadas que são acopladas juntas, ou sendo formada como uma parte de um corpo único contínuo, deve ser referida como um empurrador de almofada 223. O empurrador de almofada 223 pode ser acionado pelo fluxo de lama fornecido através do canal de fluxo de pistão 242. No exemplo representado, o sistema de orientação de coluna de perfuração 200 utiliza um ou mais empurradores de almofada 223 que se estendem do corpo de ferramenta 210 para empurrar contra a terra 102 para fornecer um vetor de perfuração 201. No exemplo representado, a força de cada empurrador de almofada 223 do sistema de orientação da coluna de perfuração 200 pode ser combinada para fornecer o vetor de perfuração desejado 201. Além disso, em algumas modalidades, a temporização e a duração da força de cada empurrador de almofada 223 podem ser controladas para controlar o vetor de perfuração desejado 201. Em algumas modalidades, o sistema de orientação de coluna de perfuração 200 inclui três empurradores de almofada 223.

[0023] No exemplo representado, o corpo de válvula 230 pode ser controlado para direcionar o fluxo de fluido de perfuração para impulsionar seletivamente o empurrador de almofada 223 com uma força, temporização e/ou duração desejadas, desse modo orientando a coluna de perfuração e a broca de perfuração no vetor de perfuração desejado 201.

[0024] A Figura 3 ilustra uma vista em seção transversal de um sistema de coluna de perfuração exemplificativo da ferramenta de fundo de poço da Figura 1 de acordo com algumas modalidades da presente divulgação. No exemplo representado, a lama flui para o sistema de orientação de coluna de perfuração 200 da extremidade furo acima 202 e passa através do furo central 212 para um corpo de válvula 230 e um coletor de fluxo 240 para controlar a extensão e a retração dos empurradores de almofada 223.

[0025] À medida que a lama flui através do furo central 212, a lama pode fluir através de uma turbina 250 e passar por um conjunto de motor 260 para o corpo de válvula 230 e o coletor de fluxo 240. No exemplo representado, o fluxo de lama pode passar através de uma tela de filtro 280 antes de passar através do corpo de válvula 230 e do coletor de fluxo 240. A tela de filtro 280 pode incluir fendas ou aberturas dimensionadas para permitir o fluxo de lama, embora evitando que resíduos passem através do coletor de fluxo 240 e para os componentes a jusante do coletor de fluxo 240 para evitar a obstruções e danos aos componentes a jusante. A tela de filtro 280 pode ser formada a partir de uma malha ou qualquer outro material de filtro adequado.

[0026] No exemplo representado, o corpo de válvula 230 e o coletor de fluxo 240 controlam o fluxo da lama através dos mesmos para controlar a extensão dos empurradores de almofadas 223 da cabeça de orientação 225. Em algumas modalidades, a rotação do corpo de válvula 230 encostado contra o coletor de fluxo 240 controla o fluxo de lama através do coletor de fluxo 240. O corpo de válvula 230 é girado por um motor 264 acoplado em conjunto por um mecanismo de atuação da válvula 290.

[0027] No exemplo representado, quando o fluxo de lama é permitido pelo corpo de válvula 230, o fluxo de lama pode continuar em um canal de fluxo de pistão 242 do coletor de fluxo 240. Em algumas modalidades, um canal de fluxo de pistão 242 pode passar através do coletor de fluxo 240 e do corpo de ferramenta 210 para proporcionar fluxo de lama para um furo de pistão 226. No exemplo representado, o corpo de ferramenta 210 pode incluir um ou mais furos de pistão 226 formados no corpo de ferramenta 210. Em algumas modalidades, os furos de pistão 226 estão dispostos dentro de alojamentos de retenção de almofada 221 formados dentro do corpo de ferramenta 210. No exemplo representado, o fluxo de lama do canal de fluxo de pistão 242 é recebido pelo furo de pistão 226 e as vedações de pistão 228 para atuar e estender o pistão 224 do empurrador de almofada 223. Em algumas modalidades, uma almofada de orientação 220 pode ser formada integralmente ou de outra forma acoplada ao pistão 224 como um empurrador de almofada 223 para estender a almofada de orientação 220 em resposta ao fluxo de lama fornecido através do canal de fluxo de pistão 242.

[0028] A pressão contra o empurrador de almofada 223 pode ser aliviada por um canal de fluxo de alívio 222 formado através do empurrador de almofada 223. O fluxo de lama pode passar através do canal de alívio 222 para permitir manter ou reduzir a pressão sobre o pistão 224 para facilitar a retração do pistão 224.

[0029] Em algumas modalidades, o fluxo de lama pode desviar da tela de filtro 280 e do coletor de fluxo 240 para continuar através do furo central 212 como um fluxo de desvio 214. O fluxo de desvio 214 pode continuar através da extremidade de fundo de poço 204 do sistema de orientação de coluna de perfuração 200 e pode ser dirigido para os bocais de broca 113 da broca de perfuração 102 para ser circulado para um anular do furo de poço 12.

[0030] No exemplo representado, o corpo de válvula 230 é girado por um motor 264 por um mecanismo de atuação da válvula 290 que acopla o eixo do motor 270 ao corpo de válvula 230. Em algumas modalidades, o motor 264 é um motor elétrico que pode ser controlado para fornecer um vetor de perfuração desejado girando o corpo de válvula 230. No exemplo representado, o motor 264 é parte de um conjunto de motores 260 que está contido dentro de um alojamento de motor 262. Em algumas modalidades, o motor 264 mantém o corpo de válvula 230 em uma posição geoestacionária, conforme necessário.

[0031] No exemplo representado, os componentes do conjunto do motor 260 podem ser dispostos, circundados, banhados, lubrificados ou de outra forma expostos a um lubrificante 265 dentro do alojamento do motor 262. Em algumas modalidades, o lubrificante 265 é óleo que é isolado da lama dentro do furo de poço 12. No exemplo representado, a pressão do lubrificante 265 pode ser equilibrada com a pressão de fundo de poço da lama. Em algumas modalidades, um pistão de compensação 266 pode pressurizar o lubrificante 265 até a mesma pressão que a lama circundante sem permitir comunicação de fluido ou mistura da lama e do lubrificante 265. Em algumas modalidades, uma mola de desvio 268 pode agir sobre o pistão de compensação 266 para proporcionar pressão adicional para o lubrificante 265 dentro do alojamento de motor 262 em relação à pressão da lama. Em algumas modalidades, a mola de desvio 268 pode transmitir em torno de 0,17 MPa (25 psi) de pressão adicional ao lubrificante 265 dentro do alojamento de motor 262.

[0032] No exemplo representado, a energia elétrica para o motor 264 é gerada pelo fluxo de lama que passa através da turbina 250. Em algumas modalidades, a turbina 250 pode girar em torno de um eixo de turbina 252 e alimentar um gerador elétrico.

[0033] A Figura 4 é uma vista em corte de um mecanismo de atuação de válvula do sistema de orientação da coluna de perfuração da Figura 3, de acordo com algumas modalidades da presente divulgação. No exemplo representado, o mecanismo de atuação da válvula 290 é girado pelo eixo do motor 270. Porções do mecanismo de atuação da válvula 290 podem ser integradas ao eixo do motor 270 para serem formadas como uma única peça a partir de um material contínuo. No exemplo representado, o eixo do motor 270 se estende através do alojamento do motor 262 para transmitir torque do motor para o mecanismo de atuação da válvula 290. No exemplo representado, o eixo do motor 270 pode girar dentro do lubrificante 265 disposto dentro do alojamento do motor 262. Em algumas modalidades, uma vedação rotativa 276 disposta na superfície externa do eixo do motor 270 na ou perto da extremidade do fundo do poço do eixo do motor 270 veda contra o alojamento do motor 262. Em algumas modalidades, a vedação rotativa 276 pode manter a pressão do lubrificante 265 dentro do alojamento do motor 262 enquanto impede a intrusão de contaminantes, como lama.

[0034] Em algumas modalidades, o eixo do motor 270 é suportado dentro do alojamento do motor 262 por um rolamento de eixo 272. O rolamento de eixo 272 pode apoiar ou restringir radialmente o eixo do motor 270 para impedir a deflexão radial ou o escoamento, o que pode impedir danos à vedação rotativa 276 enquanto permite a rotação do eixo do motor 270. Em algumas modalidades, o rolamento de eixo 272 pode axialmente apoiar ou restringir o eixo do motor 270 para impedir o impulso ou o movimento axial do eixo do motor 270 em relação ao alojamento do motor 262.

[0035] No exemplo representado, o mecanismo de atuação da válvula 290 pode transferir a rotação do eixo do motor 270 para a válvula rotativa 230, permitindo movimento axial e/ou articulado da válvula rotativa 230 em relação ao eixo do motor 270. No exemplo representado, o corpo de válvula 230 pode ser engatado com uma porção de engate de fundo de poço 274 do eixo do motor 270. Em algumas modalidades, uma porção da válvula rotativa 230, como um eixo de válvula 232, está disposta dentro da porção de engate de fundo de poço 274. No exemplo representado, a porção de engate de fundo de poço 274 pode transmitir torque de rotação para o corpo de válvula 230. Em algumas modalidades, uma mola de retenção 294 pode limitar o deslocamento axial do corpo de válvula 230 em relação ao eixo do motor 270.

[0036] Vantajosamente, ao permitir o movimento axial e articulado da válvula rotativa 230 em relação ao eixo do motor 270, a válvula rotativa 230 pode evitar danos e manter o pilar de vedação com o coletor de fluxo 240 durante a deflexão ou outra deformação do sistema de orientação da coluna de perfuração 200. Além disso, o movimento axial e articulado da válvula rotativa 230 em relação ao eixo do motor 270 pode reduzir a vibração e o desgaste do mecanismo de atuação da válvula 290 durante a operação.

[0037] No exemplo representado, uma superfície de vedação de fundo de poço 237 do corpo de válvula 230 pode vedar contra a sede de válvula 241 para controlar o fluxo através do coletor de fluxo 240. Em algumas modalidades, a superfície de vedação 237 pode ser formada de um material compacto de diamante policristalino. Da mesma forma, em algumas modalidades, a sede da válvula 241 pode ser formada de um material compacto de diamante policristalino. Em algumas modalidades, o compacto de diamante policristalino pode ter um suporte de cobalto. Vantajosamente, ao formar a superfície de vedação 237 e a sede da válvula 241 de um compacto de diamante policristalino, a interface entre elas pode fornecer um baixo coeficiente de atrito por deslizamento e uma alta taxa de transferência de calor durante a operação. Em algumas modalidades, a interface entre a superfície de vedação 237 e a sede da válvula 241 pode ser lubrificada para reduzir o atrito e o calor.

[0038] Em algumas modalidades, a superfície de vedação 237 pode ser pré-carregada contra a sede da válvula 241 do coletor de fluxo 240 para facilitar a vedação entre as mesmas e evitar danos à superfície de vedação 237 do corpo de válvula 230 e à sede da válvula 241. Uma mola de pré-carga 292 dentro do mecanismo de atuação da válvula 290 pode fornecer um nível desejado de pré-carga para a superfície de vedação 237 contra a sede da válvula 241 pressionando o corpo de válvula 230 axialmente oposto ao eixo do motor 270. Em algumas modalidades, a mola de pré-carga 292 pode impedir danos à superfície de vedação 237 durante o transporte engatando a sede de válvula 241.

[0039] Em algumas modalidades, a superfície de vedação 237 pode ser carregada ou estabilizada contra a sede da válvula 241 durante a operação para permitir o pilar de vedação entre elas e evitar o desgaste excessivo ou a erosão da superfície de vedação 237 e da sede da válvula 241. Em algumas modalidades, uma força axial operacional pode ser transmitida no corpo de válvula 230 pelo lubrificante 265 dentro do alojamento do motor 262. Como descrito anteriormente, o lubrificante 265 pode ser pressurizado pelo pistão de compensação 266. Em algumas modalidades, a mola de desvio 268 pode agir sobre o pistão de compensação 266 para pressurizar ainda mais o lubrificante 265 e fornecer força de estabilização adicional no corpo de válvula 230 contra a sede da válvula 241. Em algumas modalidades, uma pressão diferencial através da tela de filtro 280 trabalha para restringir o corpo de válvula 230 na sede de válvula 241.

[0040] A Figura 5 é uma vista em perspectiva do mecanismo de atuação da válvula do sistema de orientação da coluna de perfuração da Figura 3, de acordo com algumas modalidades da presente divulgação. No exemplo representado, o mecanismo de atuação da válvula 290 utiliza uma interface estriada entre uma superfície estriada 275 do eixo do motor 270 e uma superfície estriada 233 do corpo de válvula 230 para transferir a rotação do eixo do motor 270 para o corpo de válvula 230. Em algumas modalidades, o eixo do motor 270 inclui uma superfície estriada 275 na porção de engate de fundo de poço 274. Em algumas modalidades, as estrias da superfície estriada 275 estão dispostas equidistantemente em torno da porção de engate de fundo de poço 274. Em algumas modalidades, a porção de engate de fundo de poço 274 é um acoplamento fêmea com a superfície estriada 275 disposta em uma superfície interna da porção de engate de fundo de poço 274.

[0041] No exemplo representado, o eixo da válvula 232 do corpo de válvula 230 inclui uma superfície estriada 233. Em algumas modalidades, as estrias da superfície estriada 233 são dispostas equidistantemente em torno do eixo da válvula 232. Em algumas modalidades, o eixo da válvula 232 é um acoplamento macho com a superfície estriada 233 disposta em uma superfície externa do eixo da válvula 232. No exemplo representado, as estrias da superfície estriada 275 e a superfície estriada 233 podem travar rotacionalmente para transmitir torque do eixo do motor 270 para o corpo de válvula 230.

[0042] Em algumas modalidades, a superfície estriada 233 do corpo de válvula 230 pode se mover axialmente em relação à superfície estriada 275 do eixo do motor 270 ao longo do eixo rotacional 115. Em algumas modalidades, o mecanismo de atuação da válvula 290 não restringe o movimento axial do corpo de válvula 230 em relação ao eixo do motor 270. Em algumas modalidades, o movimento axial do corpo de válvula 230 é limitado por uma mola de retenção. Em algumas modalidades, o movimento axial do corpo de válvula 230 em relação ao eixo do motor 270 está entre cerca de 0 milímetro a cerca de 10 milímetros, cerca de 0 milímetro a cerca de 7 milímetros, cerca de 0 milímetro a cerca de 5 milímetros ou cerca de 0 milímetro a cerca de 3 milímetros.

[0043] Em algumas modalidades, o corpo de válvula 230 pode girar em relação ao eixo do motor 270. Em algumas modalidades, a superfície estriada 233 do eixo da válvula 233 pode ter um diâmetro reduzido ou afunilado em relação à superfície estriada 275 da porção de engate do fundo do poço 274 para permitir que o corpo de válvula 230 gire em relação ao eixo do motor 270. A profundidade das estrias da superfície estriada 233 e da superfície estriada 275 pode ser configurada para permitir o movimento de rotação do corpo de válvula 230 enquanto permite a transferência de torque entre as mesmas. Em algumas modalidades, o mecanismo de atuação da válvula 290 permite que o corpo de válvula 230 gire até cerca de 15 graus em relação ao eixo de rotação 115 sem danificar a superfície estriada 233 e a superfície estriada 275. Em algumas modalidades, o mecanismo de atuação da válvula pode permitir que o corpo de válvula gire até cerca de 4 graus, até cerca de 6 graus, até cerca de 8 graus, até cerca de 10 graus, ou até cerca de 12 graus, ou cerca de 1 grau, cerca de 2 graus, cerca de 3 graus, cerca de 4 graus, cerca de 5 graus, cerca de 6 graus, cerca de 7 graus, cerca de 8 graus, cerca de 9 graus, cerca de 10 graus, cerca de 11 graus, cerca de 12 graus, cerca de 13 graus, cerca de 14 graus, cerca de 15 graus ou mais.

[0044] Em algumas modalidades, para ajudar na montagem ou reparo, o mecanismo de atuação da válvula 290 pode incluir uma característica de alinhamento para permitir a indexação rotacional adequada entre o eixo do motor 270 e o corpo de válvula 230. No exemplo representado, a superfície estriada 275 da porção de engate de fundo de poço 274 pode incluir uma estria chaveada 277. A estria chaveada 277 pode ser uma estria ou dente aumentado ou uma estria omitida para indexar a rotação do eixo do motor 270. A superfície estriada 233 no eixo da válvula 232 pode incluir um rasgo de chaveta complementar 235 que recebe a estria chaveada 277 para indexar ou cronometrar o corpo de válvula 230 em relação ao eixo do motor 270.

[0045] No exemplo representado, a rotação do eixo da válvula 232 gira a porção em forma de disco 234 do corpo de válvula 230 para controlar o fluxo através do coletor de fluxo. A porção em forma de disco 234 inclui um canal de fluxo de atuação 236 para permitir que o fluxo passe através de uma porção selecionada do coletor de fluxo e a superfície de vedação de fundo de poço 237 para impedir o fluxo através de uma porção selecionada do coletor de fluxo.

[0046] No exemplo representado, um canal de retorno 238 pode ser formado na superfície de vedação 237 para direcionar o retorno das almofadas de retração para um canal de escape do coletor de fluxo. O canal de retorno 238 pode ser uma porção recuada da superfície de vedação 237 para fornecer um caminho de fluxo separado do canal de fluxo de atuação 236. O canal de retorno 238 pode definir um recesso de setor circular que é oposto, complementar ou espaçado do setor circular formado pelo canal de fluxo de atuação 236, como mostrado na Figura 6. A forma recuada do canal de retorno 238 pode permitir que a superfície de vedação de fundo de poço 237 entre em contato com a sede da válvula 241 para formar uma vedação contra ela, permitindo um grau de retorno a partir de um canal de fluxo de pistão 242 do coletor de fluxo 240, como discutido mais adiante a seguir.

[0047] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de uma válvula rotativa e um coletor de fluxo do sistema de orientação de coluna de perfuração da Figura 3 de acordo com algumas modalidades da presente divulgação. No exemplo representado, o fluxo de lama através do coletor de fluxo 240 pode ser controlado pela posição rotacional do corpo de válvula 230 em relação ao coletor de fluxo 240. No exemplo representado, o eixo da válvula 232 é mostrado sem uma superfície estriada.

[0048] No exemplo representado, o coletor de fluxo 240 pode incluir uma pluralidade de canais de fluxo de pistão 242 que se estendem através do coletor de fluxo 240. Em algumas modalidades, o coletor de fluxo 240 inclui três canais de fluxo de pistão 242. Os canais de fluxo de pistão 242 podem ser dispostos circunferencialmente a uma distância radial desejada do eixo de rotação 115 do coletor de fluxo 240. Em algumas modalidades, os canais de fluxo de pistão 242 podem ter um perfil de seção transversal circular.

[0049] No exemplo representado, o corpo de válvula 230 pode encostar contra o coletor de fluxo 240 para direcionar seletivamente o fluxo de lama para os canais de fluxo de pistão 242. Em algumas modalidades, uma sede de válvula 241 disposta em uma superfície furo acima do coletor de fluxo 240 pode vedar contra a superfície de vedação de fundo de poço 237 do corpo de válvula 230. A sede de válvula 241 pode incluir recortes 243 correspondentes à forma da seção transversal dos canais de fluxo de pistão 242. Em algumas modalidades, a sede da válvula 241 pode ser soldada no coletor de fluxo 240 para reduzir a erosão e permitir taxas diferentes de expansão térmica da sede da válvula 241 e do coletor de fluxo 240. Em algumas modalidades, a sede da válvula 241 pode ser dessoldada para manutenção.

[0050] No exemplo representado, para controlar o fluxo para os canais de fluxo de pistão 242, um canal de fluxo de atuação 236 do corpo de válvula 230 pode ser alinhado com um canal de fluxo de pistão desejado 242 para permitir fluxo através dos mesmos. Ao girar o corpo de válvula 230 e, portanto, o canal de fluxo de atuação 236, o fluxo para o empurrador de almofada correspondente pode ser aumentado ou diminuído para controlar a atuação do pistão e da almofada de orientação integrada. Em algumas modalidades, a tela de filtro 280 pode ser disposta em torno dos canais de fluxo de pistão 242 para filtrar ou remover os resíduos que entram no canal de fluxo de pistão 242 durante a atuação.

[0051] No exemplo representado, o canal de fluxo de atuação 236 pode ser formado dentro de um setor circular do componente em forma de disco 234. O canal de fluxo de atuação 236 pode ser formado dentro de um setor circular entre cerca de 30 graus a cerca de 120 graus do componente em forma de disco 234, um setor circular entre cerca de 45 graus a cerca de 90 graus do componente em forma de disco 234, um setor circular entre cerca de 60 graus a cerca de 75 graus do componente em forma de disco 234, ou um setor circular entre cerca de 65 graus a cerca de 70 graus do componente em forma de disco 234.

[0052] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma válvula rotativa e um coletor de fluxo do sistema de orientação de coluna de perfuração da Figura 3 de acordo com algumas modalidades da presente divulgação. Durante a retração dos empurradores de almofada, o retorno dos furos de pistão 226 para um canal de escape 244 pode ser controlado pela posição rotacional do corpo de válvula 230 em relação ao coletor de fluxo 240.

[0053] No exemplo representado, o coletor de fluxo 240 pode incluir um canal de escape 244 em comunicação de fluido com um anular do furo de poço 12. O canal de escape 244 pode estar disposto centralmente dentro do coletor de fluxo 240. Em algumas modalidades, o canal de escape 244 tem um eixo central que é coaxial com o eixo de rotação 115 do coletor de fluxo 240. Os canais de fluxo de pistão 242 podem estar dispostos circunferencialmente em torno e espaçados radialmente do canal de escape 244. O canal de escape 244 pode ter um perfil de seção transversal circular. Em algumas modalidades, a sede da válvula 241 inclui um recorte central 245 que corresponde ao canal de escape 244.

[0054] Em algumas modalidades, o corpo de válvula 230 gira em torno do eixo central do canal de escape 244. No exemplo representado, para controlar o retorno dos furos de pistão 226 e dos canais de fluxo de pistão 242 para o canal de escape 244, o componente em forma de disco 234 do corpo de válvula 230 pode ser alinhado para ligar os canais de fluxo de pistão desejados 242 com o canal de escape 244 em comunicação de fluido. Em algumas modalidades, o setor do perfil circular complementar ao canal de fluxo de atuação 236 pode determinar a cobertura do componente em forma de disco 234 em relação aos canais de fluxo de pistão 242. Ao girar o corpo de válvula 230 e, portanto, o componente em forma de disco 234, o retorno para o canal de escape 244 de um ou mais canais de fluxo de pistão 242 pode ser aumentado ou diminuído para controlar a retração do empurrador de almofada controlando o fluxo para fora do furo de pistão 266.

[0055] No exemplo representado, o coletor de fluxo 240 pode incluir uma pluralidade de canais de fluxo de desvio 246 para permitir que fluxo de lama passe através do coletor de fluxo 240 para um fluxo de desvio 214 sem atuar uma almofada de orientação. Os canais de fluxo de desvio 246 podem estar dispostos circunferencialmente a uma distância radial desejada do eixo de rotação do coletor de fluxo 115. Em algumas modalidades, os canais de fluxo de desvio 246 podem estar dispostos a uma distância radial maior que a distância radial dos canais de fluxo de pistão 246 para permitir que os canais de fluxo de desvio 246 circunscrevam os canais de fluxo de pistão 242. Da mesma forma, os canais de fluxo de desvio 246 podem circunscrever a sede de válvula 241. Em algumas modalidades, os canais de fluxo de desvio 246 podem ter um perfil de seção transversal oblongo ou elipsoide. Em algumas modalidades, o fluxo através dos canais de fluxo de desvio 246 também pode desviar da tela de filtro 280, pois os canais de fluxo de desvio 246 podem circunscrever a tela de filtro 280.

[0056] Vários exemplos de aspectos da divulgação são descritos a seguir como cláusulas por conveniência. Esses são fornecidos como exemplos e não se limitam à tecnologia em questão.

[0057] Cláusula 1. Um sistema de orientação de coluna de perfuração, o sistema de orientação de coluna de perfuração compreendendo: um corpo de ferramenta tendo um furo central; um motor disposto dentro do furo central; um eixo de motor acoplado ao motor e estendendo-se dentro do furo central do corpo da ferramenta, o eixo do motor tendo uma porção de engate de fundo de poço que inclui uma primeira superfície estriada; e um corpo de válvula rotativo incluindo um componente em forma de disco e um eixo de válvula acoplado ao componente em forma de disco e estendendo a parte superior do componente em forma de disco, o eixo da válvula incluindo uma segunda superfície estriada engatável com a primeira superfície estriada para rotação do eixo do motor a ser transmitido ao corpo de válvula rotativa.

[0058] Cláusula 2. O sistema de orientação de coluna de perfuração, da Cláusula 1, em que a primeira superfície estriada é formada dentro de uma porção de acoplamento fêmea e a segunda superfície estriada é formada em uma porção de acoplamento macho.

[0059] Cláusula 3. Sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 1, em que o corpo de válvula rotativo é móvel axialmente em relação ao eixo de motor.

[0060] Cláusula 4. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 3, em que um deslocamento axial do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor está entre cerca de 0 milímetro a cerca de 10 milímetros.

[0061] Cláusula 5. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula anterior, compreendendo ainda uma mola de retenção disposta em torno do corpo de válvula rotativo para limitar um deslocamento axial do corpo de válvula rotativo.

[0062] Cláusula 6. O sistema de orientação de coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, em que o corpo de válvula rotativo é articulável em relação ao eixo de motor.

[0063] Cláusula 7. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 6, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor é de até 15 graus.

[0064] Cláusula 8. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 6, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor é de cerca de 1 grau a cerca de 10 graus.

[0065] Cláusula 9. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 6, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor é de cerca de 2 graus a cerca de 8 graus.

[0066] Cláusula 10. O sistema de orientação de coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, em que a primeira superfície estriada inclui uma pluralidade de estrias de eixo dispostas equidistantemente em torno do eixo de motor.

[0067] Cláusula 11. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 10, em que a pluralidade das estrias do eixo incluem um rasgo de chaveta.

[0068] Cláusula 12. O sistema de orientação da coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, em que um torque é transmitido do eixo do motor para o eixo da válvula.

[0069] Cláusula 13. O sistema de orientação da coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, compreendendo ainda um rolamento de eixo para apoiar lateralmente o eixo do motor, em que o eixo do motor é rotativo em relação ao rolamento do eixo.

[0070] Cláusula 14. O sistema de orientação da coluna de perfuração da Cláusula 13, em que o rolamento do eixo suporta axialmente o eixo do motor.

[0071] Cláusula 15. O sistema de orientação da coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, compreendendo ainda um lubrificante disposto dentro do corpo da ferramenta, em que o eixo do motor está disposto dentro do lubrificante.

[0072] Cláusula 16. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 15, compreendendo ainda um pistão de compensação em comunicação de fluido com o lubrificante.

[0073] Cláusula 17. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 16, compreendendo ainda uma mola de desvio acoplada ao pistão de compensação para desviar o pistão de compensação e pressurizar o lubrificante.

[0074] Cláusula 18. O sistema de orientação de coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, em que o componente em forma de disco inclui uma superfície de vedação.

[0075] Cláusula 19. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 18, em que a superfície de vedação compreende um compacto de diamante policristalino.

[0076] Cláusula 20. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 18, em que a superfície de vedação compreende canal de retorno.

[0077] Cláusula 21. O sistema de orientação de coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, em que o corpo de válvula rotativo compreende um canal de fluxo de atuação formado através do componente em forma de disco.

[0078] Cláusula 22. O sistema de orientação da coluna de perfuração de qualquer Cláusula anterior, compreendendo ainda uma tela de filtro disposta em torno do corpo de válvula rotativa.

[0079] Cláusula 23. Um sistema de orientação de coluna de perfuração, o sistema de orientação de coluna de perfuração compreendendo: um coletor de fluxo incluindo uma sede de válvula; um corpo de ferramenta com um furo central; um corpo de válvula rotativo tendo um componente em forma de disco que inclui uma superfície de vedação configurada para estar encostada à sede da válvula; e um mecanismo de atuação de válvula que se estende dentro do furo central do corpo da ferramenta e acoplado ao corpo de válvula rotativa para girar o corpo de válvula rotativa, o mecanismo de atuação da válvula incluindo uma junta estriada para transmitir rotação ao corpo de válvula rotativa, permitindo movimento axial e movimento de rotação do corpo de válvula rotativa em relação ao corpo da ferramenta para manter o pilar da superfície de vedação contra a sede da válvula.

[0080] Cláusula 24. O sistema de orientação da coluna de perfuração da Cláusula 23, em que o mecanismo de atuação da válvula compreende um eixo do motor e um eixo da válvula.

[0081] Cláusula 25. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 24, em que o eixo da válvula é acoplado ao corpo de válvula rotativa.

[0082] Cláusula 26. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 24, em que o corpo de válvula rotativo é móvel axialmente em relação ao eixo de motor.

[0083] Cláusula 27. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 26, em que um deslocamento axial do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor está entre cerca de 0 milímetro a cerca de 10 milímetros.

[0084] Cláusula 28. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 24, compreendendo ainda uma mola de retenção disposta em torno do corpo de válvula rotativo para limitar um deslocamento axial do corpo de válvula rotativo.

[0085] Cláusula 29. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 24, em que o corpo de válvula rotativo é articulável em relação ao eixo de motor.

[0086] Cláusula 30. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 29, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor é de até 15 graus.

[0087] Cláusula 31. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 29, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor é de cerca de 1 grau a cerca de 10 graus.

[0088] Cláusula 32. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 29, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao eixo do motor é de cerca de 2 graus a cerca de 8 graus.

[0089] Cláusula 33. O sistema de orientação da coluna de perfuração da Cláusula 24, em que um torque é transmitido do eixo do motor para o eixo da válvula.

[0090] Cláusula 34. O sistema de orientação da coluna de perfuração da Cláusula 24, compreendendo ainda um rolamento de eixo para apoiar lateralmente o eixo do motor, em que o eixo do motor é rotativo em relação ao rolamento do eixo.

[0091] Cláusula 35. O sistema de orientação da coluna de perfuração da Cláusula 34, em que o rolamento do eixo suporta axialmente o eixo do motor.

[0092] Cláusula 36. O sistema de orientação de coluna de perfuração, das Cláusulas 23 a 35, em que a sede de válvula é soldada no coletor de fluxo.

[0093] Cláusula 37. O sistema de orientação de coluna de perfuração das Cláusulas 23 a 36, em que a sede de válvula compreende um compacto de diamante policristalino.

[0094] Cláusula 38. O sistema de orientação da coluna de perfuração das Cláusulas 23 a 37, compreendendo ainda um motor para girar o corpo de válvula rotativo.

[0095] Cláusula 39. O sistema de orientação da coluna de perfuração das Cláusulas 23 a 38, compreendendo ainda um lubrificante disposto dentro do furo central do corpo da ferramenta.

[0096] Cláusula 40. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 39, compreendendo ainda um pistão de compensação em comunicação de fluido com o lubrificante.

[0097] Cláusula 41. O sistema de orientação de coluna de perfuração da Cláusula 40, compreendendo ainda uma mola de desvio acoplada ao pistão de compensação para desviar o pistão de compensação e pressurizar o lubrificante.

[0098] Cláusula 42. O sistema de orientação da coluna de perfuração das Cláusulas 23 a 41, compreendendo ainda uma tela de filtro disposta em torno do corpo de válvula rotativa.

[0099] Cláusula 43. Um método para orientar uma coluna de perfuração, o método compreendendo: perfurar uma formação subterrânea com uma broca acoplada operacionalmente a um sistema de orientação de coluna de perfuração, o sistema de orientação de coluna de perfuração incluindo um corpo de válvula rotativo giratório em relação a um coletor de fluxo e um mecanismo de atuação da válvula para conferir rotação ao corpo de válvula rotativo, o corpo de válvula rotativo incluindo uma superfície de vedação; girar o corpo de válvula rotativo através do mecanismo de atuação da válvula em relação ao coletor de fluxo; e mover o corpo de válvula rotativo em relação ao corpo da ferramenta para manter o pilar da superfície de vedação contra o coletor de fluxo.

[0100] Cláusula 44. Método da Cláusula 43, compreendendo ainda mover axialmente do corpo de válvula rotativo em relação ao corpo de ferramenta para alinhar a superfície de vedação do corpo de válvula rotativo com o coletor de fluxo.

[0101] Cláusula 45. O método da Cláusula 44, em que um deslocamento axial do corpo de válvula rotativo em relação ao corpo da ferramenta está entre cerca de 0 milímetro a cerca de 10 milímetros.

[0102] Cláusula 46. O método da Cláusula 45, compreendendo ainda limitar o deslocamento axial através de uma mola de retenção disposta em torno do corpo de válvula rotativo.

[0103] Cláusula 47. O método das Cláusulas 43 a 46, compreendendo ainda mover articuladamente o corpo de válvula rotativo em relação ao corpo de ferramenta para alinhar a superfície de vedação do corpo de válvula rotativo com o coletor de fluxo.

[0104] Cláusula 48. O método da Cláusula 47, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao corpo da ferramenta está entre 0 e 10 graus.

[0105] Cláusula 49. O método da Cláusula 47, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativa em relação ao coletor de fluxo é de até 15 graus.

[0106] Cláusula 50. O método da Cláusula 47, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativo em relação ao coletor de fluxo é de cerca de 1 grau a cerca de 10 graus.

[0107] Cláusula 51. O método da Cláusula 47, em que um ângulo de articulação do corpo de válvula rotativo em relação ao coletor de fluxo é de cerca de 2 graus a cerca de 8 graus.

[0108] Cláusula 52. O método das Cláusulas 43 a 51, compreendendo ainda filtrar um fluxo no coletor de fluxo por meio de uma tela de filtro.

[0109] Cláusula 53. O método das Cláusulas 43 a 52, compreendendo ainda a rotação do corpo de válvula rotativo através de um motor.

Claims (15)

1. Sistema de orientação de coluna de perfuração, o sistema de orientação de coluna de perfuração (200), caracterizado pelo fato de compreender: - um corpo de ferramenta (200) tendo um furo central (212); - um motor (264) disposto dentro do furo central (212); - um eixo de motor (270) acoplado ao motor (264) e se estendendo dentro do furo central (212) do corpo de ferramenta (200), o eixo de motor (270) tendo uma porção de engate de fundo de poço (274) que inclui uma primeira superfície estriada (275); - um corpo de válvula rotativo (230) incluindo um componente em forma de disco (234) e um eixo de válvula (232) acoplado ao componente em forma de disco (234) e se estendendo furo acima do componente em forma de disco (234), o eixo de válvula (232) incluindo uma segunda superfície estriada (233) engatável com a primeira superfície estriada (275) para a rotação do eixo de motor (270) ser transmitida ao corpo de válvula rotativo (230); e - uma mola de pré-carga (292) disposta entre o eixo de motor (270) e o corpo de válvula rotativo (230), sendo que a mola de pré-carga (292) é configurada para pré-carregar uma superfície de vedação (237) do corpo de válvula rotativo (230) contra uma sede de válvula (241) de um coletor de fluxo (240) através do pressionamento do corpo de válvula rotativo (230) axialmente afastado a partir do eixo do motor (264).

2. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira superfície estriada (275) ser formada dentro de uma porção de acoplamento fêmea (274) e a segunda superfície estriada (233) ser formada em uma porção de acoplamento macho (232) e sendo que o corpo de válvula rotativo (230) é móvel axialmente em relação ao eixo de motor (270).

3. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma mola de retenção (294) disposta em torno do corpo de válvula rotativo (230) para limitar um deslocamento axial do eixo de motor (270) em relação ao corpo de válvula rotativo (230), sendo que o corpo de válvula rotativo (230) é articulável em relação ao eixo de motor (270).

4. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de a primeira superfície estriada incluir uma pluralidade de estrias de eixo dispostas equidistantemente em torno do eixo de motor (270), sendo que a pluralidade de estrias de eixo inclui um rasgo de chaveta (235).

5. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda um lubrificante (265) disposto dentro do corpo de ferramenta (200), sendo que o eixo de motor (270) está disposto dentro do lubrificante (265).

6. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda um pistão de compensação (266) em comunicação de fluido com o lubrificante (265).

7. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma mola de desvio (268) acoplada ao pistão de compensação (266) para agir no pistão de compensação (266) e pressurizar o lubrificante (265).

8. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de o componente em forma de disco (234) incluir uma superfície de vedação (237), e sendo que a superfície de vedação (237) compreende um compacto de diamante policristalino.

9. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de o corpo de válvula rotativo (230) compreender um canal de fluxo de atuação (236) formado através do componente em forma de disco (234) para a atuação em um componente de fundo de poço do sistema de orientação de coluna de perfuração (200).

10. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de compreender: - um coletor de fluxo (240) incluindo uma sede de válvula (241), sendo que o componente em forma de disco (234) inclui uma superfície de vedação (237) configurada para ser encostada contra a sede da válvula (241); e - um mecanismo de acionamento de válvula (290) se estendendo dentro do furo central (212) do corpo de ferramenta (200) e acoplado ao corpo de válvula rotativo (230) para girar o corpo de válvula rotativo (230), o mecanismo de acionamento de válvula (290) incluindo uma junta estriada para transmitir rotação ao corpo de válvula rotativo (230), embora permitindo movimento axial e movimento de articulação do corpo de válvula rotativo (230) em relação ao corpo de ferramenta (200) para manter o encosto da superfície de vedação (237) contra a sede de válvula (241).

11. Sistema de orientação de coluna de perfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de a sede de válvula (241) ser soldada no coletor de fluxo (240) e compreender um compacto de diamante policristalino.

12. Método para orientar uma coluna de perfuração, o método caracterizado pelo fato de compreender: - perfurar uma formação subterrânea (14) com uma broca de perfuração (102) operativamente acoplada a um sistema de orientação de coluna de perfuração (200), o sistema de orientação de coluna de perfuração (200) incluindo um corpo de válvula rotativo (230) que gira em relação a um coletor de fluxo (240) e um mecanismo de acionamento de válvula (290) para transmitir rotação ao corpo de válvula rotativo (230), o corpo de válvula rotativo (230) incluindo uma superfície de vedação (237); - girar o corpo de válvula rotativo (230) através do mecanismo de acionamento de válvula (290) em relação ao coletor de fluxo (240); - pré-carregar a superfície de vedação (237) do corpo de válvula rotativo (230) contra uma sede de válvula (241) do coletor de fluxo (240) através de uma mola de pré-carga (292) disposta entre o eixo de motor (270) do mecanismo de acionamento de válvula (290) e o corpo de válvula rotativo (230), sendo que a mola de pré-carga (292) é configurada para pressionar o corpo de válvula rotativo (230) axialmente afastado a partir do eixo de motor (270); e - mover o corpo de válvula rotativo (230) em relação a um corpo de ferramenta (200) para manter o encosto da superfície de vedação (237) contra a sede de válvula (241) do coletor de fluxo (240).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda mover axialmente do corpo de válvula rotativo (230) em relação ao corpo de ferramenta (200) para alinhar a superfície de vedação (237) do corpo de válvula rotativo (230) com o coletor de fluxo (240).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda limitar o deslocamento axial do eixo de motor (270) em relação ao corpo de válvula rotativo (230) através de uma mola de retenção (294) disposta em torno do corpo de válvula rotativo (230).

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda mover articuladamente o corpo de válvula rotativo (230) em relação ao corpo de ferramenta (200) para alinhar a superfície de vedação (237) do corpo de válvula rotativo (230) com o coletor de fluxo (240).