BR122013028906A2 - Meio legível por computador relacionado à perfuração de um poço - Google Patents

Abstract

meio legível por computador relacionado à perfuração de um poço a presente invenção refere-se a um meio legível por computador que inclui instruções de programa para a perfuração de um poço que, quando executadas por um ou mais processadores de um sistema de computador associado operativamente com uma sonda de perfuração, faz com que o um ou mais processadores executem as etapas de: iniciar uma fase de perfuração; monitorar um parâmetro de perfuração durante a fase de perfuração, o parâmetro de perfuração monitorado compreendendo, pelo menos, um dentre velocidade de rotação da broca, torque de perfuração ou o número de retrações de perfuração; determinar se o parâmetro de perfuração monitorado; escolher uma rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração com base no parâmetro de perfuração monitorado quando o parâmetro de perfuração estiver fora da especificação predeterminada; implementar a rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração; e retornar a fase de perfuração.

Description

MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR RELACIONADO À PERFURAÇÃO DE UM POÇO Dividido do BR 11 2012 011271-6, depositado em 08/11/2010. Campo Técnico

Esta invenção se refere a métodos e sistemas para perfurar poços em geral e, mais especificamente, a métodos e sistemas para explosão de poços de perfuração do tipo vulgarmente usado em operações de mineração e pedreiras.

Antecedentes da Invenção

Vários sistemas e métodos para a perfuração de poços são conhecidos no estado da técnica e têm sido utilizados há décadas em uma ampla variedade de aplicações, de petróleo e gás a mineração e a operações de pedreiras, só para nomear alguns. Nas operações de mineração e pedreiras, tais poços são normalmente preenchidos com um explosivo que, quando detonado, rompe ou fragmenta a rocha circundante. Posteriormente, o material fragmentado pode ser removido e processado de uma maneira consistente com a operação particular. Quando usados para este propósito, então, tais poços são vulgarmente referidos como "furos de explosão", embora os termos possam ser utilizados alternadamente.

Certo número de fatores que influenciam a eficácia da explosão, incluindo a natureza da estrutura geológica (isto é, a rocha), o tamanho e o espaçamento dos furos de explosão, a carga (isto é, à distância para a face livre da estrutura geológica), o tipo, a quantidade e o posicionamento do explosivo, bem como a ordem em que os furos de explosão são detonados. De um modo geral, o tamanho, o espaçamento e a profundidade dos furos de explosão representam o principal meio de controlar o grau de ruptura ou fragmentação da estrutura geológica, e um esforço Considerável vai para o desenvolvimento de uma especificação dos furos de explosão que irá produzir o resultado desejado. Como os resultados reais da operação de explosão são altamente correlacionados com o grau ao qual os furos de explosão reais se conformam com a especificação de furo de explosão desejada, é importante assegurar que os furos de explosão reais se conformam tão perto quanto possível com a especificação desejada.

Infelizmente, no entanto, tem-se revelado difícil formar ou perfurar furos de explosão que verdadeiramente conformidade com a especificação desejada. Em primeiro lugar, uma operação de desmonte típica envolve a formação de várias dezenas, se não centenas de furos de explosão, cada um dos quais deve ser perfurados em local adequado (isto é, para formar o padrão de furo de explosão desejado) e até à profundidade apropriada. Assim, mesmo onde é possível alcançar uma taxa de conformidade relativamente elevada do furo (isto é, a percentagem de furo de explosão que cumpre com a especificação desejada), o grande número de furos de explosão envolvidos na operação típica significa que um número significativo de furos de explosão, no entanto, podem não conseguir conformidade com a especificação. Além disso, mesmo quando furos de explosão são perfurados que estão em conformidade com a especificação desejada, uma série de eventos pós-perfuração, principalmente desmoronamentos, pode fazer um furo de explosão não conforme. Na verdade, esses eventos pós-perfuração podem ser grandes contribuintes para a não conformidade do furo de explosão.

Ainda adicionalmente, devido ao grande número de furo de explosão que são tipicamente necessários para uma única operação de desmonte, métodos estão constantemente sendo procurados que permitirão que furos de explosão sejam formados ou perfurados tão rapidamente quanto possível. Como a maioria dos esforços, contudo, há uma relação inversa entre a velocidade e a qualidade, e sistemas que funcionam para aumentar a velocidade, à qual uma série de furos de explosão pode ser perfurada vêm geralmente à custa de qualidade do furo. Consequentemente, existe uma necessidade de métodos e sistemas para a formação de furo de explosão que assegurem a qualidade consistente do furo de explosão enquanto minimizam os efeitos adversos na velocidade de formação de furo de explosão.

Divulgação da Invenção

Um sistema para a perfuração de um poço, de acordo com uma modalidade da presente invenção pode incluir um dispositivo de perfuração e um sistema de controle. O sistema de controle recebe informação a partir do dispositivo de perfuração que se relaciona com, pelo menos, um parâmetro da perfuração. O sistema de controle processa a informação relativa ao parâmetro de perfuração, determina se o parâmetro da perfuração está dentro de uma especificação predeterminada para o parâmetro de perfuração monitorado, escolhe um furo de rotina mitigação de defeito com base no parâmetro de perfuração monitorado, quando o parâmetro de perfuração monitorado está fora da especificação pré-estabelecida, e controla o dispositivo de perfuração para implementar o furo escolhido da rotina de mitigação de defeito.

Em uma modalidade, um método para perfurar um poço pode incluir as etapas de: iniciar uma fase de perfuração; monitorar um parâmetro de perfuração durante a fase de perfuração; determinar se o parâmetro de perfuração é monitorado dentro de uma especificação predeterminada para o parâmetro de perfuração monitorado; escolher uma fase de perfuração da rotina de mitigação de defeito com base no parâmetro de perfuração monitorado, quando o parâmetro monitorado está fora das especificações predeterminada, implementar a fase de perfuração da rotina de mitigação de defeito, e retomar a fase de perfuração.

Também divulgado é um método para perfurar um poço que inclui as etapas de: monitorar um parâmetro de perfuração; utilizar o parâmetro de perfuração monitorado a fim de tirar uma conclusão sobre uma característica o poço; escolher uma rotina de mitigação de defeito com base na característica do poço; e implementar a rotina de mitigação de defeito.

Breve Descrição dos Desenhos

Modalidades ilustrativas e presentemente preferidas da invenção são mostradas nos desenhos em anexo, nos quais:
A Figura 1 é uma vista lateral em elevação de um dispositivo de perfuração de furo de explosão que contém os sistemas e métodos da presente invenção.
A Figura 2 é uma representação esquemática de um sistema de perfuração de furo de explosão de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A Figura 3 é um fluxograma de uma modalidade de um método para perfurar furos de explosão.
A Figura 4 é uma representação esquemática de rotinas de mitigação de fase de perfuração.
A Figura 5 é uma representação esquemática de rotinas de mitigação de fase de retração.
A Figura 6 é um fluxograma de uma rotina de revestimento/colar.
A Figura 7 é uma representação pictórica de um poço durante uma primeira fase da rotina de revestimento/colar.
A Figura 8 é uma representação pictórica de um poço durante uma segunda fase da rotina de revestimento/colar.
A Figura 9 é um fluxograma de uma rotina de proteção de pressão de ar.
A Figura 10 é um fluxograma de uma rotina de proteção de obstrução de rotação.
A Figura 11 é uma representação pictórica de um poço mostrando zonas de fraturas moderadas e pesadas.
A Figura 12 é um fluxograma de uma rotina de prolongamento de fim de furo.
A Figura 13 é um fluxograma de uma rotina de controle de água de fim de furo.
A Figura 14 é um fluxograma de uma rotina de medição de fim de furo.
A Figura 15 é um fluxograma de uma rotina de proteção de suspensão de broca de perfuração.
A Figura 16 é uma representação pictórica de um poço mostrando uma área de bloqueio em torno da perfuração; e
A Figura 17 é um fluxograma de uma rotina de monitoramento de torque.

Melhor Modo de Realização da Invenção

Uma modalidade de um sistema 10 para formar ou perfurar um poço 12 é mostrada e descrita aqui como poderia ser usada para formar furos de explosão 14 do tipo vulgarmente usado em operações de mineração e pedreiras. Após o sistema 10 ter sido usado para perfurar ou formar uma pluralidade de furos de explosão 14 no padrão desejado, os vários furos de explosão 14 são então preenchidos com um material explosivo (não mostrado). A detonação subsequente dos materiais explosivos rompe ou fragmenta a estrutura geológica 15, a qual pode então ser recolhida e processada de uma maneira consistente com a aplicação pretendida (por exemplo, mineração ou pedreira, conforme o caso pode ser).

Resumidamente, o sistema 10 da presente invenção aumenta a qualidade dos poços 12, isto é, a percentagem de poços 12 que estão em conformidade com a especificação desejada do poço. Significativamente, a presente invenção não só aumenta a qualidade do poço inicial, isto é, imediatamente após os poços 12 são perfurados, mas também qualidade do poço a longo prazo, isto é, a percentagem de poços 12 que permanecem em conformidade, depois de terem sido formados. Isto é, os poços 12 que são formados, de acordo com os ensinamentos da presente invenção são menos sujeitos a desmoronamentos e outros eventos pós de perfuração, que poderiam de outra forma tornam compatíveis os poços 12 não compatíveis.

A presente invenção aumenta tanto a qualidade inicial e de longo prazo dos poços através da monitoração de um ou mais parâmetros de perfuração, enquanto os poços 12 estão a ser formados ou perfurados. O parâmetro (s) de perfuração monitorada é comparado com uma especificação predeterminada para o (s) parâmetro (s). Se o parâmetro de perfuração monitorada está fora da especificação, a presente invenção seleciona e implementa uma ou mais rotinas de mitigação de defeito para assegurar que o poço 12 seja perfurado para a especificação desejada. Significativamente, a rotina de atenuação de defeito (s) também ajuda a assegurar que o poço 12 permaneça compatível, mesmo depois de ter sido perfurado. Explicado de outra maneira, o sistema 10 utiliza o parâmetro de perfuração monitorado, a fim de tirar uma conclusão sobre uma ou mais características de perfuração. O sistema, então, escolhe a rotina de mitigação que efetivamente mitiga ou compensa a característica particular do poço. Por conseguinte, a presente invenção permite um aumento significativo no número de poços 12 que são compatíveis com a especificação particular do poço, tanto numa base inicial quanto a longo prazo.

Com referência agora às Figuras 1 e 2 simultaneamente, em uma modalidade do sistema 10 pode compreender um sonda de perfuração 16 que tem um mastro ou guindaste 18 configurado para suportar uma coluna de perfuração 20 que tem uma broca de perfuração 32 fornecida na extremidade da mesma. A sonda de perfuração 16 pode também ser proporcionada com vários sistemas para a operação da coluna de perfuração 20 para formar poços 12 (por exemplo, furos de explosão 14). Por exemplo, nas modalidades mostradas e descritas aqui, a sonda de perfuração 16 pode também compreender um sistema de perfuração a motor 22, um sistema de perfuração de elevação 24, um sistema de injeção de ar 26, e um sistema de injeção de água 28, como melhor se vê na Figura 2. O sistema 10 da presente invenção pode também compreender um sistema de controle 30 que está operativamente associado com a sonda de perfuração 16, bem como os vários sistemas da mesma, por exemplo, o sistema a motor 22, sistema de elevação 24, sistema de injeção de ar 26 e sistema de injeção de água 28. Como será explicado em maior detalhe abaixo, o sistema de controle 30 monitora os vários parâmetros de perfuração gerados ou produzido pelos vários sistemas de perfuração e os controla como necessários para formar o furo de explosão 14. Ao fazê-lo, o sistema de controle 30 pode também aplicar as várias rotinas de mitigação de defeitos de orifícios 40 e 42 (Figuras 4 e 5) a fim de melhorar a qualidade do furo de explosão.

Como o seu nome implica, sistema de perfuração a motor 22 está ligado à coluna de perfuração 20 e pode ser operado pelo sistema de controle 30 para fornecer uma força de rotação ou torque para rodar a broca de perfuração 32 fornecida no final da coluna de perfuração 20. Sistema de controle 30 pode operar o sistema de perfuração a motor 22 para que a broca de perfuração 32 gira em ambos os sentidos, no sentido horário ou anti-horário. O sistema de perfuração a motor 22 pode também ser proporcionado com vários sensores e transdutores (não mostrado) para permitir que o sistema de controle 30 monitore ou detecte a força de rotação ou torque aplicado para a broca de perfuração 32, bem como a velocidade de rotação e a direção de rotação da broca de perfuração 32.

O sistema de elevação de perfuração 24 também está ligado à coluna de perfuração 20 e pode ser operado por um sistema de controle 30 para levantar e abaixar a broca de perfuração 32. Como foi o caso para o sistema de perfuração a motor 22, a o sistema de perfuração por guindaste 24 pode também ser proporcionado com vários sensores e transdutores (não mostrado) para permitir que o sistema de controle 30 monitore ou detecte a força de elevação aplicada à coluna de perfuração 20, bem como a posição vertical ou profundidade da broca de perfuração 32.

O sistema de injeção de ar 26 da sonda de perfuração 16 está operativamente ligado à coluna de perfuração 20 e pode ser operado pelo sistema de controle 30 para fornecer ar de alta pressão para a coluna de perfuração 20. O ar a alta pressão do sistema de injeção a ar 26 é dirigido através de um canal apropriado (não mostrado) fornecido na coluna de perfuração 20 e, finalmente, sai da coluna de perfuração 20, tipicamente, embora uma ou mais aberturas (não mostrada) disposta na broca de perfuração 32. O ar a alta pressão do sistema de injeção de ar 26 é essencialmente utilizado para auxiliar no processo de caçambamento ou a remoção do poço 12 de fragmentos e cascalhos 34 desalojados pela broca de perfuração em rotação 32. No entanto, e como será aqui descrito em mais detalhes, o sistema e o método da presente invenção podem utilizar o ar de alta pressão para outros fins também.

Como foi o caso para os outros sistemas da sonda de perfuração 16, o sistema de injeção de ar 26 pode ser provido de vários sensores e transdutores (não mostrado) para permitir que o sistema de controle 30 monitore ou perceba os vários parâmetros de perfuração relacionados com a função e o funcionamento do sistema de injeção de ar 26.

O sistema de injeção de água 28 da sonda de perfuração 16 é também ligado operativamente à coluna de perfuração 20. O sistema de controle 30 pode operar o sistema de injeção de água 28 para fornecer um fluido de perfuração, tal como água, para a broca de perfuração 32. Mais específicamente, a água pressurizada a partir do sistema de injeção de água 28 é dirigida através de um canal ou passagem adequada (não mostrado) fornecido na coluna de perfuração 20, após o que em última análise, sai da coluna de perfuração 20, tipicamente através de uma ou mais aberturas (não mostrado) disposto na broca de perfuração 32. A água (ou outro fluido de perfuração) a partir do sistema de injeção de água 28 é essencialmente utilizada para auxiliar na remoção de estacas 34 do poços 12. No entanto, o sistema e método da presente invenção podem também utilizar o sistema de injeção de água 28 para outros fins, bem como, como será descrito em maiores detalhes aqui.

O sistema de injeção de água 28 pode também ser proporcionado com vários sensores e transdutores (não mostrados) para permitir que o sistema de controle 30 monitore ou perceba os vários parâmetros de perfuração relacionados com a função e a operação do sistema de injeção de água 28.

Como mencionado, o sistema de controle 30 está operativamente ligado a vários sistemas e dispositivos do equipamento de perfuração 16 e recebe informação (por exemplo, parâmetros de perfuração) a partir dos vários sistemas e dispositivos da sonda de perfuração 16 no modo aqui descrito. Além do sistema de controle 30, também armazena etapas do programa de controle do programa, processamento de dados, escolhe ou seleciona uma ou mais rotinas de mitigação de defeito de orifícios (por exemplo, 40 e 42), e implementa as rotinas de um controle adequado dos vários sistemas e dispositivos da sonda de perfuração 16.

Com referência agora às Figuras 3 a 5, simultaneamente, o sistema de controle 30 pode ser programado para implementar um método 36 para perfurar os poços 12, de acordo com os ensinamentos aqui proporcionados. Resumidamente, numa primeira etapa 36 do método 36, o sistema de controle 30 monitora um ou mais parâmetros de perfuração associados com a operação da sonda de perfuração 16 e os vários sistemas destes. Como será descrito em mais detalhes abaixo, os parâmetros de perfuração particulares que são controlados pelo sistema de controle 30 podem variar, dependendo se a sonda de perfuração 16 está a ser operado em uma fase de perfuração (isto é, em que a broca de perfuração 32 está a ser avançada ou conduzida na estrutura geológica 15 para formar o poço 12) ou em fase de retração (isto é, em qué a broca de perfuração 32 está sendo retirada do poço 12). Do mesmo modo, a rotina de atenuação de defeito especial ou rotinas que pode ser implementadas pelo sistema de controle 30 podem variar, dependendo se a sonda de perfuração 14 está a ser operado na fase de perfuração ou na fase de retração.

Por exemplo, se a sonda de perfuração 16 está a ser operado na fase de perfuração, o sistema de controle 30 pode selecionar e implementar uma ou mais rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração 40, como melhor se vê na Figura 4. Alternativamente, o sistema de controle 30 pode selecionar e implementar um ou mais rotinas de mitigação de defeito de fase de retração 42 quando a sonda de perfuração 16 está sendo operado na fase de retração. Ver Figura 5.

Voltando agora à Figura 3, se os vários parâmetros de perfuração controlados pelo sistema de controle 30 estão dentro das especificações para os vários parâmetros de perfuração, como determinado, durante a etapa 44, então o sistema de controle 30 não assume qualquer ação adicional, exceto para continuar a operar a sonda de perfuração 16 para formar furo de explosão 14. Isto é, sistema de controle 30 simplesmente continua a monitorar os diferentes parâmetros de perfuração na etapa 38 como o produto da operação de perfuração. Se, no entanto, o sistema de controle 30 determina que um ou mais dos parâmetros de perfuração não estão em conformidade com os parâmetros de perfuração especificados, então, o sistema de controle 30 prossegue para a etapa 46, onde o sistema de controle 30 escolhe ou seleciona uma rotina de atenuação defeito, por exemplo, quer uma de rotina de mitigação defeito de fase de perfuração 40 ou uma rotina de mitigação defeito de fase de retração 42, conforme o caso pode ser.

Uma vez que a rotina de atenuação de defeito especial tiver sido selecionada, isto é, na etapa 46, o sistema de controle 30, então, implementa a rotina de mitigação de defeito particular na etapa 48. O sistema de controle 30 implementa a rotina de mitigação de defeito particular por operação dos vários sistemas de dispositivo de perfuração 14, de acordo com os ensinamentos aqui proporcionados. Após a rotina de mitigação de defeito particular ser implementada, o sistema de controle 30 continuará a operar a sonda de perfuração 16, de acordo com a fase particular (por exemplo, a fase de perfuração ou a fase de retração) na etapa 50.

O sistema 10 pode ser operado como se segue para fazer com que a sonda de perfuração 16 perfure um poço 12, tal como um furo de explosão 14, numa estrutura geológica 15 (isto é, a terra). Uma vez que a sonda de perfuração 16 foi corretamente posicionada, isto é, de modo que o poço 12 seja perfurado no local desejado, o sistema de controle 30 pode iniciar a fase de perfuração da operação. Durante a fase de perfuração, o sistema de controle 30 opera o motor de perfuração 22, o guindaste de perfuração 24, o sistema de injeção 26 e um sistema de injeção de água 28 para começar a rodar e dirigir a broca de perfuração 32 para o solo ou formação geológica 15. Durante a fase de perfuração, o sistema de controle 30 monitora (isto é, na etapa 38) os vários parâmetros de perfuração que são gerados ou produzidos pelos vários sistemas que compreendem a sonda de perfuração 16.

Como será descrito em mais detalhes abaixo, os parâmetros de perfuração determinados são indicativos de certos problemas durante a perfuração, que, se administrado adequadamente, podem atenuar ou diminuir os possíveis efeitos adversos que tais problemas podem ter sobre a qualidade do poço. Por exemplo, durante a fase de perfuração, o sistema de controle 30 pode controlar os parâmetros de perfuração, como a pressão de ar, velocidade de rotação da perfuração, o torque de perfuração, a profundidade de perfuração e o número de vezes que a broca foi retraída durante a fase de perfuração. O sistema de controle 30 compara esses parâmetros de perfuração com as diferentes especificações predeterminadas para os respectivos parâmetros. Se um ou mais dos parâmetros de perfuração está fora da especificação pré-estabelecida, o sistema de controle 30 escolhe e implementa um ou mais rotinas de mitigação de defeito na fase de perfuração 40, como melhor se vê na Figura 4. As várias rotinas de mitigação de defeito na fase de perfuração 40 compreendem uma rotina de proteção de pressão de ar 52, uma rotina de proteção de um pequeno compartimento rotativo 54, uma rotina de prolongar fim de furo 56, uma rotina de medição do fim do poço 57, e uma rotina de controle de água no fim do poço 58.

Além disso, a rotina de mitigação de defeito na fase de perfuração 40 pode também compreender uma rotina de revestimento/colar 60. Nas modalidades mostradas e descritas aqui, a rotina de revestimento/colar 60 é executada automaticamente no início de cada poço 12. Isto é, em uma modalidade, a seleção e execução da rotina de revestimento/colar 60 não é dependente se ou não qualquer parâmetro de perfuração está dentro da especificação predeterminada. A rotina de revestimento/colar 60 cria um revestimento/colar de alta qualidade 62 (por exemplo, os primeiros 1 a 3 metros do poço 12).

Brevemente descrito, a rotina de proteção de pressão de ar 52 detecta uma falha no poço 12 por monitoração da pressão do ar na broca de perfuração 32. Se a pressão do ar excede a especificação predeterminada, então, a broca de perfuração 32 é retraída para eliminar a obstrução no poço 12. A rotina de proteção de obstrução rotativa 54 é útil na detecção de fraturas ou rompimento da terra a ser engatado pela broca de perfuração 32. Isto é, quando a broca de perfuração 32 encontra um terreno acidentado ou instável, a broca de perfuração 32 irá tipicamente parar (ou seja, deixará de girar). A rotina de proteção de obstrução rotativa 54 detecta essas pequenas obstruções e retrai a broca de perfuração 32 para permitir que ela gire novamente. A rotina de prolongar fim de furo 56 monitora o número de vezes que a broca de perfuração 32 precisa ser retraída a partir do poço 12 durante a fase de perfuração e usa o número como uma base para determinar quanto tempo gastar no fundo do poço 12 limpando quaisquer fragmentos 34 antes de retrair a broca de perfuração 32 do poço 12. A rotina de medição do fim do poço 57 pode ser utilizada para confirmar que o poço 12 será perfurado para a profundidade prescrita. A rotina de controle de água no fim do poço 58 desativa o sistema de injeção de água 28 para permitir que as estacas secas 34 sejam criadas sem injeção de água para construir-se um revestimento sobre o interior do poço 12. O revestimento ajuda a reduzir a quantidade de estacas 34 que pode cair de volta para o poço 12 como a broca de perfuração 32 é subsequentemente retraída.

O sistema de controle 30 pode também utilizar uma variedade de rotinas de mitigação na fase de retração 42 (Figura 5) durante a fase de retração da perfuração, ou seja, quando a broca de perfuração 32 está a ser retraída a partir do poço 12. Nas modalidades mostradas e descritas aqui, as rotinas de mitigação na fase de retração 42 compreendem uma rotina de proteção de suspensão de broca de perfuração de perfuração 64, uma rotina de controle de torque 66 e uma rotina de limpeza do poço 68. Ver Figura 5. O sistema de controle 30 seleciona ou escolhe entre as várias rotinas de mitigação de defeitos na fase de retração 42 com base em um ou mais parâmetros de perfuração monitorados, consistindo em velocidade de rotação da perfuração, torque de perfuração, velocidade de elevação e número de retrações de perfuração.

Por exemplo, quando retrai a coluna de perfuração rotativa 20 do poço 12, o sistema de controle 30 monitora a velocidade de elevação, bem como a velocidade de rotação e do torque aplicado a broca de perfuração 32. Se estes parâmetros de perfuração estão fora da especificação, o sistema de controle 30 irá implementar a rotina de proteção de suspensão de broca de perfuração de perfuração 64 para liberar aos pouco e implementar a rotina de limpeza do poço 68. A rotina de controle de torque 66 detecta manchas más no poço 12 através da monitoração do torque aplicado para a rotação da broca de perfuração 32, como broca de perfuração 32 é retirada do poço 12. Se o torque excede ou está fora do parâmetro de torque predeterminado, o sistema de controle 30 irá executar a rotina de limpeza 68 fora do poço. A rotina de limpeza do furo 68 envolve abaixar novamente a broca de perfuração 32 para o fundo do poço 12, onde a rotina de prolongar fim de furo 56 é aplicada. A broca de perfuração 32 irá então ser retraída mais uma vez.

Uma vantagem significativa da presente invenção é que pode ser usada para produzir poços de alta qualidade 12, isto é, poços 12 que são compatíveis com a especificação desejada do poço. Além disso, não só é a qualidade inicial do furo aumentada, isto é, a percentagem de poços que são compatíveis com a especificação desejada imediatamente após a formação, mas a qualidade de furo a longo prazo é também aumentada. Isto é, as várias rotinas de mitigação de defeito ajudam a minimizar a probabilidade de eventos pós-perfuração, tais como desabamentos, fazerem com que de outro modo furos de explosão 14 conformes se tornem não conformes antes que eles possam ser preenchidos com explosivos.

Ainda outras vantagens estão associadas com a presente invenção. Por exemplo, através do monitoramento dos parâmetros de perfuração quando o poço 12 está sendo formado, a presente invenção é capaz de implementar as várias rotinas de mitigação de defeito 40 e 42, numa base de conformidade necessária. Isto é, as várias rotinas de mitigação de defeito não são executadas automaticamente em cada poço 12. A aplicação seletiva das várias rotinas de mitigação de defeito 40 e 42 permite que os poços 12 sejam formados tão rapidamente quanto possível, enquanto ainda permitindo a formação de poços de alta qualidade 12. Dito de outra forma, as várias rotinas de mitigação de defeito de poços 40 e 42 só são implementadas quando elas são necessárias, por exemplo, devido a defeitos na estrutura geológica 15. Elas não são implementadas em áreas onde a estrutura geológica 15 permitirá a formação de poços de alta qualidade sem a necessidade de implementar as rotinas de mitigação de defeitos.

Ainda outra vantagem da presente invenção é que ela seleciona e aplica diferentes rotinas de mitigação de defeitos de poços, dependendo do tipo de defeitos que são encontrados durante a perfuração. A presente invenção é, portanto, capaz de aplicar a rotina de mitigação defeito que é mais apropriada para abordar os defeitos específicos na estrutura geológica 15 que são encontrados durante a perfuração de cada poço 12 especial.

Ainda outras vantagens estão associadas com a rotina de revestimento/colar 60. Por exemplo, mediante a aplicação da rotina de revestimento/colar 60 em cada poço 12, isto é, independentemente do fato dos parâmetros de perfuração sejam monitorados dentro da especificação, a presente invenção maximiza tanto inicial como a longo prazo a qualidade do poço. A qualidade do poço 12 será sempre uniformemente elevada.

Tendo brevemente descrito o sistema e método para poços formados, de acordo com a presente invenção, bem como algumas das suas características mais importantes e vantagens, várias modalidades exemplificativas da invenção será agora descrita em detalhe. No entanto, antes de prosseguir com a descrição, deve notar-se que as várias modalidades da presente invenção são mostradas e descritas aqui como elas podem ser aplicadas em uma sonda de perfuração convencional semi-automatizado de furo de explosão 16 do tipo vulgarmente usado em operações de mineração e pedreiras para perfurar poços adequados para explodir. No entanto, deve ser entendido que a presente invenção poderia ser implementada ou praticada em outros tipos de plataformas de perfuração que são agora conhecidas no estado da técnica ou que podem ser desenvolvidas no futuro que são, ou seria, adequadas para a perfuração de tais poços.

Naturalmente, a presente invenção pode também ser usada em outras aplicações, além de operações de mineração e pedreira. Com efeito, a presente invenção poderia ser utilizada em qualquer aplicação em que seria desejável formar poços de qualidade consistente ou de outra forma a compensar as variações na estrutura geológica em que os poços são formados. Por conseguinte, a presente invenção não deve ser considerada como limitada aos dispositivos particular, aos sistemas e aplicações mostrados e descritos aqui.

Voltando agora às Figuras 1-3, simultaneamente, em uma modalidade, o sistema 10 para a formação de poços 12 é mostrado e descrito aqui como pode ser utilizado para perfurar ou formar uma pluralidade de poços 12 do tipo usado em operações de mineração a céu aberto. Depois de ser perfurado ou formados, os vários poços 12 são preenchidos com um material explosivo que, quando detonado, rompem ou fraturam a estrutura geológica 15. O material fraturado podem então ser removido e processado para recuperar o valioso conteúdo mineral.

Nesta aplicação particular, a sonda de perfuração 16 que é usado para formar o furo de explosão 14 compreende um mastro ou guindaste 18 que está configurada para suportar a coluna de perfuração 20 que é usada para perfurar ou formar os furos de explosão 14. O sonda de perfuração 16 pode também compreender vários outros sistemas, tais como um sistema de perfuração a motor 22, um sistema de perfuração por guindaste 24, um sistema de injeção de ar 26, e um sistema de injeção de água 28, necessária para operar a coluna de perfuração 20 para formar os furo de explosão 14. Um sistema de controle 30 ligado operativamente a sonda de perfuração 16 e os vários sistemas que compreendem a sonda de perfuração 16 monitora os parâmetros de perfuração e controla os vários sistemas da maneira aqui descrita.

A sonda de perfuração 16 irá também compreender um número de sistemas e dispositivos adicionais, tais como uma ou mais centrais elétricas, sistemas elétricos, sistemas hidráulicos, sistemas pneumáticos, etc. (não mostrados), que podem ser necessários ou desejados para a operação particular da sonda de perfuração 16. No entanto, como tais sistemas e dispositivos adicionais são bem conhecidos no estado da técnica e não são necessários para compreender ou implementar a presente invenção, tais sistemas e dispositivos adicionais que podem ser utilizadas em qualquer dispositivo de perfuração 16, em particular, não serão descritas em maiores detalhes.

Com referência agora, principalmente, às Figuras 1 e 2, o sistema de perfuração a motor 22 está operativamente ligado a coluna de perfuração 20 e proporciona a força de rotação ou torque necessário para rodar a broca de perfuração 32 montada na extremidade da coluna de perfuração 20. Tipicamente, o sistema de perfuração a motor 22 compreende um sistema de potência eletricamente ou hidraulicamente, o qual é reversível, de modo que a broca de perfuração 32 possa ser rodada em qualquer direção dos ponteiros do relógio ou no sentido anti-horário.

Na maioria das sondas de perfuração, o sistema de perfuração a motor 22 é capaz de funcionamento automático ou semiautomático, e normalmente é fornecido com vários sensores e transdutores (não mostrado) adequados para a detecção e produção de sinais de saída ou dados relativos a vários aspectos e estados operacionais do sistema de perfuração a motor 22. Por exemplo, na modalidade mostrada e descrita aqui, o de perfuração a motor 22 é fornecido com sensores ou transdutores adequados para permitir que o sistema de controle 30 controle o torque aplicado a broca de perfuração 32, bem como a velocidade de rotação e o sentido de rotação da broca de perfuração 32. De um modo geral, a maioria aparelhos de perfuração já estará munida de sensores ou transdutores adequados para fornecer os dados requeridos dos parâmetros de perfuração para o sistema de controle 30. Se não, sensores adequados ou transdutores teriam de ser fornecido. Finalmente, deve-se notar que, devido aos motores de perfuração para plataformas de perfuração serem bem conhecidos no estado da técnica, e como uma descrição mais detalhada de tais sistemas de perfuração a motor 22 não é necessária para compreender ou praticar a invenção, o sistema especial de perfuração a motor 22 que pode ser utilizado em conjunto com a presente invenção não será descrito em mais detalhes aqui.

A sonda de perfuração 16 pode também ser proporcionada com um sistema de perfuração por guindaste 24 que também está operativamente associado com a coluna de perfuração 20 e sistema de controle 30, como melhor se vê na Figura 2. O sistema de perfuração por guindaste 24 aplica forças axiais ou de elevação para a coluna de perfuração 20 para levantar e abaixar a broca de perfuração 32. O sistema de perfuração por guindaste 24 pode ser alimentado por eletricidade ou hidráulico e pode ser configurado para aplicar forças axiais para a coluna de perfuração 20 em ambas as direções, ou seja, para fornecer força de "levantamento" (ou seja, retração) e "abaixamento" (isto é, a extensão) para a broca de perfuração 32.

Na maioria dos casos, o sistema de perfuração por guindaste 24 também é capaz de funcionamento automático ou semiautomático e pode ser proporcionado com vários sensores e transdutores (não mostrado) apropriado para detecção e produção de sinais relativos a vários aspectos e estados operacionais do sistema de perfuração por guindaste 24. Nas várias modalidades mostradas e descritas aqui, o sistema de controle 30 monitora as forças de elevação (por exemplo, tanto forças ascendentes quanto descendentes) aplicada a coluna de perfuração 20, bem como a posição vertical ou profundidade da broca de perfuração 32. Por conseguinte, o sistema de perfuração por guindaste 24 deve ser capaz de fornecer tais informações ao sistema de controle 30. Se não, sensores adequados ou transdutores teriam de ser fornecidos.

O sistema de injeção de ar 26 da sonda de perfuração 16 está ligado operativamente à coluna de perfuração 20 e fornece ar de alta pressão para a coluna de perfuração 20. O ar de alta pressão do sistema de injeção a ar 26 é dirigido através de um canal apropriado (não mostrada) fornecido na coluna de perfuração 20, e finalmente sai através de uma ou mais aberturas fornecidos na broca de perfuração 32. Como descrito acima, o sistema de controle 30 da presente invenção está operativamente ligado ao sistema de injeção de ar 26, de modo que possa controlar o seu funcionamento. Além disso, o sistema de controle 30 também controla a pressão do ar fornecido para a coluna de perfuração 20. De um modo geral, o sistema de injeção de ar fornecido em um dispositivo de perfuração típico será capaz de fornecer os dados de pressão de ar para o sistema de controle 30. Se não, tais sistemas podem ser prontamente fornecidos por técnicos versados no assunto, depois de ter se familiarizar com os ensinamentos aqui proporcionados.

A sonda de perfuração 16 pode também ser fornecido com um sistema de injeção de água 28 adequado para o fornecimento de água (ou outro fluido de perfuração adequado) para a broca de perfuração 32. Semelhante ao sistema de injeção de ar 26, a água pressurizada a partir do sistema de injeção de água pode ser dirigida através de um canal apropriado (não mostrado) fornecido na coluna de perfuração 20 antes de finalmente sair através de um ou mais aberturas fornecidas na broca de perfuração 32. O sistema de controle 30 está operativamente ligado ao sistema de injeção de água 28 e controla a função e funcionamento do mesmo.

Na modalidade mostrada e descrita aqui, o sistema de controle 30 não monitora quaisquer parâmetros do sistema de injeção de água 28 com exceção de seu estado operacional (por exemplo, se o sistema é "ligado" ou "desligado"), embora disposições possam ser feitas para permitir ao sistema de controle 30 a controlar os outros parâmetros (por exemplo, a pressão de água e a taxa de fluxo) do sistema de injeção de água 28, se desejado.

Além de ser ligado a vários sistemas de sonda de perfuração 16, de modo que o sistema de controle 30 possa controlar os vários parâmetros de perfuração e controlar a função e a operação dos vários sistemas, o sistema de controle 30 também armazena etapas de programa para programa de controle, dados de processos, e seleciona e implementa as várias rotinas de mitigação de defeito dos poços aqui descritas. Por conseguinte, o sistema de controle 30 pode compreender qualquer um de uma ampla variedade de sistemas e dispositivos adequados para a realização destas funções, como seria evidente para um técnico versado no assunto, depois de ter se familiarizar com os ensinamentos aqui proporcionados. Por conseguinte, a presente invenção não deve ser considerada como limitada a um sistema de controle 30 que compreende qualquer dispositivo ou sistema particular.

A título de exemplo, em uma modalidade, o sistema de controle 30 pode compreender um computador de uso geral programável, tal como um computador pessoal, que é programado para implementar os vários processos e as etapas aqui descritas e que podem interagir com os sistemas específicos fornecidos na sonda de perfuração 16. No entanto, como tais computadores de uso geral programáveis são bem conhecidos no estado da técnica e podem ser facilmente fornecido por um técnico versado no assunto, depois de ter se familiarizar com os ensinamentos aqui proporcionados, o sistema de computador programável em particular que pode compreender o sistema de controle 30 não irá ser descrito em maiores detalhes.

Com referência agora às Figuras 3 a 5, o sistema de controle 30 pode ser programado para implementar um método 36 para perfurar um poço 12. Na primeira etapa 38 do método 36, o sistema de controle 30 monitora os parâmetros de perfuração associado com a sonda de perfuração 16. O sistema de controle 30 pode fazer isso através de uma interface de dados adequado (não mostrado) fornecido entre o sistema de controle 30 e os vários sensores ou transdutores associados com os vários sistemas do dispositivo de perfuração 16. Se os vários parâmetros de perfuração monitorados pelo sistema de controle 30 estão dentro das especificações para os diferentes parâmetros de perfuração, tal como determinado durante a etapa 44, o sistema de controle 30 terá nenhuma outra ação, além de continuar a operar os diversos sistemas da sonda de perfuração 16 conforme necessário para formar o furo de explosão 14. O sistema de controle 30 continuará a monitorar os diferentes parâmetros de perfuração na etapa 38.

Se o sistema de controle 30 determina que um ou mais dos parâmetros de perfuração a ser monitorados não está em conformidade com o parâmetro específico, então o sistema de controle 30 prosseguirá para a etapa 46, em que o sistema de controle 30 escolhe ou seleciona uma rotina de atenuação defeito.

A rotina de mitigação de defeito particular ou rotinas que podem ser selecionadas pelo sistema de controle 30 irá depender do parâmetro de perfuração em particular que não está dentro da especificação, bem como sobre se o sistema de controle está a operar a sonda de perfuração 16 na fase de perfuração ou na fase de retração. Se o sistema de controle 30 está a operar a sonda de perfuração 16 na fase de perfuração, o sistema de controle 30 irá escolher ou selecionar, de entre as várias rotinas de mitigação de defeito da fase de perfuração 40 ilustradas na Figura 4. Por outro lado, se o sistema de controle 30 está a operar a sonda de perfuração 16 na fase de retração, o sistema de controle 30 irá escolher ou selecionar, de entre as várias rotinas de mitigação de defeitos da fase de retração 42 ilustrada na Figura 5.

Após a rotina de mitigação defeito ser selecionada na etapa 46, o sistema de controle 30, em seguida, implementará a rotina de mitigação de defeito particular na etapa 48. O sistema de controle 30 implementa a rotina de atenuação de defeito selecionada para a operação dos vários sistemas da sonda de perfuração 16 da maneira descrita abaixo. Após a rotina de atenuação de defeito tenha sido implementada, o sistema de controle 30 irá continuar a operar a sonda de perfuração 16 na etapa 50 até que o poço 12 esteja concluído.

As rotinas de mitigação de defeitos da fase de perfuração 40 compreende uma rotina proteção de pressão de ar 52, uma rotina de proteção de obstrução rotativa 54, uma rotina de prolongar fim de furo 56, uma rotina de medição do fim do poço 57, uma rotina de controle de água no fim do poço 58, e uma rotina de revestimento/colar 60. Veja a Figura 4. Nas várias modalidades mostradas e descritas aqui, a rotina de revestimento/colar 60 é realizada automaticamente para cada poço 12. Isto é, a seleção da rotina de revestimento/colar não se baseia se qualquer parâmetro de perfuração em particular a ser monitorado está fora de especificação. Por conseguinte, a rotina de revestimento/colar 60 será descrita em primeiro lugar, seguido das outras rotinas de mitigação defeitos 52, 54, 56, 57 e 58.

Com referência agora às Figuras 6 a 8, a rotina de revestimento/colar 60 envolve a formação do revestimento/colar 62 no poço 12. De um modo geral, o revestimento/colar 62 é considerado como os primeiros 1 a 3 metros (cerca de 2-10 pés) do poço 12. A fase de revestimento/colar é talvez a fase mais importante na formação do furo de explosão. Se o revestimento/colar 62 não está devidamente preparado, tanto a qualidade do poço quanto a produção da sonda de perfuração serão negativamente afetadas.

Uma série de fatores ou condições pode afetar negativamente a qualidade dos poços 12. Por exemplo, pilhas íngremes 70 de fragmentos 34 depositados na superfície 72 adjacente ao poço 12 podem resultar em reaterramento do poço 12 após a conclusão. Atrito excessivo entre a coluna de perfuração 20 e a parede 74 do poço 12 pode resultar em falha da parede, poços tortos, e qualidade de poço pobre em geral. O poço 12 pode também ser obstruído se o revestimento/colar 62 for muito estreito, especialmente, perto da parte superior do poço 12.

A produtividade da sonda de perfuração 16 também pode ser afetada se o revestimento/colar 62 não está devidamente preparado. Por exemplo, reaterramento ou até mesmo obstrução completa dos poços 12 significa que a sonda de perfuração 16 será necessário limpar o poço 12 de obstáculos, muitas vezes mais de uma vez. Poços profundos deformados 12 irá tipicamente criar uma fricção excessiva entre a coluna de perfuração 20 e a parede do poço 74, resultando na distribuição ineficiente de energia para a broca de perfuração 32. Além disso, poços deformados 12 e a fricção excessiva pode danificar o equipamento de perfuração 16 ao longo do tempo, resultando em custos de manutenção aumentados e pobre desempenho do dispositivo de perfuração.

A rotina de revestimento/coleira 60 envolve um processo de duas fases para formar um revestimento/colar de furo de alta qualidade 62. Com referência agora principalmente às Figuras 6 e 7, a primeira fase 76 da rotina de revestimento/coleira 60 avança a broca de perfuração 32, até uma profundidade predeterminada (isto é, uma profundidade de conjunto que representa a profundidade de revestimento/colar máxima) na etapa 78. A título de exemplo, a profundidade de revestimento/colar máxima pode ser selecionada a estar numa faixa de cerca de 1 a 3 metros (cerca de 2-10 pés), embora outras profundidades possam ser utilizadas.

Alternativamente, a rotina de revestimento/colar 60 pode avançar a broca de perfuração 32 a uma profundidade que é determinada para consistir de rocha competente, na etapa 80. Rocha competente pode ser determinado se a taxa de penetração de broca cai abaixo de um nível predeterminado durante um período de tempo predeterminado. Esta etapa alternativa 80 podem também ser aqui referida como "profundidade do revestimento/colar determinada dinamicamente", em que a profundidade do revestimento/colar 62 não é fixa, mas sim é baseado nas características particulares da estrutura geológica 15, em que o poço 12 está a ser perfurado. Como será descrito em mais detalhes abaixo, a operação de rotina do revestimento/colar 60 em conjunto com esta segunda opção (isto é, etapa 80) pode ser vantajosa em determinadas circunstâncias.

Durante a primeira fase 76 de rotina de revestimento/colar 60, as estacas 34 irão tipicamente construir-se em uma pilha íngreme 70 na superfície 72, como melhor se vê na Figura 7. Além disso, é comum para mais revestimento/colares 82 para formar no poço 12 a uma distância de cerca de meio a um metro (por exemplo, cerca de 1 pé) abaixo da superfície 72. Ambas as condições são prejudiciais para a qualidade do poço como material quebrado que normalmente estariam limpos no poço 12 tem uma tendência a cair de volta para o poço 12. A segunda fase 84 da rotina de revestimento/colar 60 pode ser utilizada para remediar estes problemas.

Com referência agora às Figuras 6 e 8, simultaneamente, a segunda fase 84 da rotina de revestimento/colar 60 envolve a retração da broca de perfuração 32 para a localização acima do solo ou da superfície 72, na etapa 86. À medida que a broca de perfuração 32 é retraída, o sistema de controle 30 ativa o sistema de injeção de água 28. Isso faz com que a lama pare de construir em cima da parede 74 do poço, estabilizando-o. O sistema de controle 30 continua a ativar o sistema de injeção de água 28 durante o processo de retração até que a broca de perfuração 32 esteja acima da superfície 72. Neste ponto, o sistema de controle 30 desativa o sistema de injeção de água 28 para encerrar o fluxo de água.

Uma vez que a broca de perfuração 32 é retraída para um ponto acima da superfície 72, o sistema de controle 30 ativa o sistema de injeção de ar 26 (Figura 2), para limpar o chão de estacas (isto é, na etapa 88). Ar de alta pressão, representado pelas setas 89, orifícios de saída (não mostrado) previstos na broca de perfuração 32 será suficiente para fundir a pilha já existente e, normalmente, íngreme 70 de fragmentos 34 criados na primeira fase 76 para longe da abertura dos poços 12. Realizar a etapa 88 cria uma maior pilha de fragmentos rasos mais espalhados 90 que é suficientemente pequena ou espalhada para permitir que futuros fragmentos 34 se amontoem de tal maneira a reduzir consideravelmente a quantidade de fragmentos 34 aptos a voltar a cair no poço 12.

Assim, a execução das duas fases da rotina de revestimento/colar 60 resulta em um poço 12 muito mais confiável que é menos propenso a falhas devido ao reaterramento após a sonda de perfuração 16 deixar o local. Além disso, qualquer obstrução do revestimento/colar 82 (Figura 7) que pode ter formado é eliminado da parede 74 da sonda de perfuração 12 permitindo, assim, que as estacas futuras 34 a serem limpas no poço, a uma taxa elevada de velocidade, assegurando-se que as estacas 34 ficarão longe da terra e longe da abertura dos poços de perfuração 12 para evitar a falência do poço devido ao reaterramento.

Em adição as etapas acima descritos, e para assegurar um inicio de poço reto, de sistema de controle 30 pode operar um guindaste de perfuração 24 para levantar a broca de perfuração 32 acima da superfície 72 de, pelo menos, cerca de 15 cm (cerca de 6 polegadas), antes da rotação da broca de perfuração 32 e de iniciar o poço 12.

Esta elevação fora do chão e fiação da broca de perfuração 32, no início da rotina de revestimento/colar 60 faz com que quaisquer grandes rochas que possa estar ligada ou ligeiramente abaixo da superfície 72 a ser empurrado para fora do caminho. Ao realizar este processo antes de começar a perfurar o poço 12, a rotina de revestimento/colar 60 assegura que nada estará na forma da broca de perfuração 32 que poderia fazer com que seja "chutada" para os lados, começando assim um poço 12 de uma forma curvada. Se o poço 12 não é uma reta, quando começou, afetará negativamente o processo de perfuração inteiro. Além disso, os poços tortuosos pode também resultar em fricção excessiva entre a coluna de perfuração 20 e a parede 74 do poço 12, resultando em possíveis falhas de parede curtas, poços curtos e qualidade pobre.

Como brevemente mencionado acima com respeito à Figura 6, a primeira fase 76 da rotina de revestimento/colar 60 pode envolver uma opção alternativa (por exemplo, etapa 80) para determinar a profundidade do revestimento/colar 62 no poço. A etapa 80, basicamente, permite que a profundidade do revestimento/colar 62 para ser dinamicamente determinado com base nas condições particulares da estrutura geológica 15, onde o poço 12 está a ser perfurado, em vez de meramente perfuração a um conjunto de profundidade. Assim, a etapa 80 pode ser utilizada para garantir que uma profundidade adequada do poço 12 seja colocada um revestimento/colar (isto é, o revestimento/colar 62 é de comprimento adequado), sem a perda de produtividade que de outro modo resultaria a partir do "revestimento/colar excessivo" do poço 12. Dito de outra maneira, simplesmente colocando revestimento/colar para definir profundidades (isto é, não executando a etapa 80), a produção da sonda de perfuração pode ser reduzida, pois o revestimento/colar do poço precisa ser feito mais lentamente para assegurar a qualidade do revestimento/colar 62. No entanto, se a broca de perfuração 32 encontra solo precoce competente, a fase de revestimento/colar pode ser encurtada. Dito de outra forma, a necessidade de continuar a operação de colocação de revestimento/colar é muito reduzida, uma vez que o solo competente seja atingido. Portanto, uma vez que a broca de perfuração 32 contata solo competente, o sistema de controle 30 pode concluir a rotina de revestimento/colar 60, por exemplo, efetuando a segunda fase 84, e passar para a fase de perfuração, que ocorre tipicamente a uma taxa elevada de penetração ou perfuração.

Em uma modalidade, a presente invenção determina o solo competente pelo controle da taxa de perfuração, ou taxa de penetração, ao longo de um período de tempo selecionado. Rocha competente ou moído é determinado se a taxa de penetração de broca cai abaixo de um nível predeterminado durante um período de tempo predeterminado. A título de exemplo, em uma modalidade, uma vez que a taxa de penetração cai abaixo de cerca de 1 metro por minuto (cerca de 2 pés por minuto) por um período de cerca de 30 segundos, o solo competente é determinado para ter sido atingido. O sistema de controle 30 irá, então, prosseguir para a segunda fase 84 de operação de revestimento/colar 60 já descrita.

A segunda fase 84 da rotina de revestimento/colar 60 pode também ser fornecida com uma etapa opcional 87 que envolve retornar a broca de perfuração 32 para a parte inferior do revestimento/colar 62 depois de realizar a etapa 88 (isto é, a limpeza do solo de estacas). Execução da etapa opcional 87 pode ser vantajosa em qualquer um de uma grande variedade de circunstâncias, e vai ajudar a melhorar a qualidade do poço.

Por exemplo, certas condições geológicas podem resultar em uma determinação falsa ou errônea de rocha competente (por exemplo, como pode ser determinado, durante a etapa 80) na parte inferior do revestimento/colar 62. Em tais casos, a presença de uma grande rocha ou outro material localizado em ou perto do fundo do revestimento/colar 62 pode resultar em deflexão da broca de perfuração 32, durante a iniciação da sequência de perfuração normal, ou seja, na sequência da rotina de revestimento/colar 60. Tal deflexão "para baixo do revestimento/colar" da coluna de perfuração 20 pode fazer o poço 12 resultante desviar do seu caminho pretendido, embora o revestimento/colar 62 fosse de outra forma adequadamente alinhado. Além disso, a aplicação da etapa opcional 87 tenderá a minimizar a deflexão e curvamento da coluna de perfuração 20, como a broca de perfuração 32 é reduzida para a parte inferior do revestimento/colar 62 (isto é, em preparação para a sequência de perfuração normal). Uma redução no encurvamento e deflexão da coluna de perfuração 20 irá ajudar a assegurar que a coluna de perfuração 20 e broca dé perfuração 32 sejam adequadamente orientadas e alinhadas dentro do revestimento/colar 62 quando a sequência de perfuração normal é iniciada. Além disso, a redução ou eliminação de tal deflexão e encurvamento da coluna de perfuração 20 irá também tender a aumentar a vida útil da coluna de perfuração 20 e preservar a integridade das juntas dos tubo da coluna de perfuração.

Em uma modalidade, a etapa opcional 87 (ou seja, retornando a broca de perfuração 32 para o fundo do furo do revestimento/colar 62) envolve redução da coluna de perfuração 20 na furo do revestimento/colar 62 na reduzidas velocidades de rotação e içamento em comparação com aqueles que, de outro modo serem utilizados no início da operação de perfuração normal. Durante a etapa 87, o sistema 30 irá continuar a baixar a coluna de perfuração 20 no furo do revestimento/colar 62 nas taxas reduzidas até a broca de perfuração 32 seja abaixada para a profundidade previamente determinada de revestimento/colar (por exemplo, tal como determinado por qualquer etapa 78 ou etapa 80, conforme o caso pode ser). Uma vez que a broca de perfuração 32 tenha sido baixada para a profundidade previamente determinado do revestimento/colar, o sistema de controle 30 irá então executar a etapa 80 para confirmar que solo competente foi, de fato, alcançado durante a formação do furo de revestimento/colar original 62. A este respeito deve notar-se que o desempenho da etapa 80 como uma parte da etapa 87 será realizada pela primeira vez, se o revestimento/colar 62 foi originalmente perfurado a uma profundidade conjunta, isto é, através da realização da etapa 78. Alternativamente, se a profundidade do revestimento/colar 82 foi originalmente determinada dinamicamente, isto é, através da realização da etapa 80, então, o desempenho da etapa 80 como uma parte da etapa 87 será uma segunda etapa 80 realizada durante a rotina de revestimento/colar 60.

Se o solo competente é confirmado, a etapa 87 será completada, e o sistema 30 irá então prosseguir com a operação de perfuração normal, isto é, sem retração da coluna de perfuração 20 a partir do furo do revestimento/colar 62. Por outro lado, se o solo competente não foi alcançado, por exemplo, se a determinação original de solo competente foi em erro, o sistema de controle 30 irá continuar a operar a coluna de perfuração 20, em conformidade com a etapa 80 até que o solo competente seja determinado. Depois disso, o processo de perfuração normal será iniciado.

Como mencionado acima, a etapa 87 envolve abaixar a coluna de perfuração 20 no furo do revestimento/colar 62 a velocidades reduzidas de rotação e elevação. Estas velocidades reduzidas minimizam a probabilidade de que a broca de perfuração 32 ou coluna de perfuração 20 danifiquem a parede do furo do revestimento/colar 62 como a broca de perfuração 32 é abaixada para o fundo do furo do revestimento/colar 62. Na modalidade particular, mostrada e descrita aqui, a velocidade da broca é reduzida para um valor que está numa faixa de cerca de 30% a cerca de 50% da velocidade da broca normal para o material particular envolvido. Alternativamente, outras velocidades de perfuração reduzida pode também ser usado. Em uma modalidade, a velocidade reduzida do guindaste durante a etapa opcional 87 é cerca de 3 m/min (cerca de 10 pés / minuto), embora outras velocidades reduzidas de elevação pudessem também ser usadas. A força descendente do sistema de perfuração por guindaste 24 pode ser selecionada, de modo que seja substancialmente idêntico ao da força descendente aplicada a coluna de perfuração 20 durante a rotina de revestimento/colar 60, embora as forças descendentes mais baixas poderiam também ser usadas.

Uma vez que a rotina de revestimento/colar 60 estiver sido completada, isto é, com ou sem a aplicação da etapa opcional 87, o sistema de controle 30 pode iniciar as operações normais de perfuração, a fim de perfurar o poço 12 para a profundidade desejada. Durante a operação de perfuração normal, o sistema de controle 30 irá continuar a monitorar os vários parâmetros de perfuração e implementar as várias rotinas de mitigação de defeitos na fase de perfuração 40 ilustrada na Figura 4. Uma das rotinas de mitigação de defeitos na fase de perfuração 40 é a rotina de proteção de pressão de ar 52.

Com referência agora principalmente à Figura 9, a rotina de proteção de pressão de ar 52 serve para duas finalidades principais: para proporcionar detecção de broca conectada e à prevenção e para proporcionar a detecção de poço colapsado e proteção. Ambos os finalidades são relevantes para a qualidade do poço. Proteção a broca de perfuração assegura que o fluxo de ar apropriada está a ser fornecido para o fundo do poço 12 para assegurar adequado processo de retirar água das estacas de perfuração 34. Sem esta funcionalidade de proteção, uma broca de perfuração obstruída 34 iria resultar em inadequado processo de retirar água de fragmentos de perfuração 34, levando-os a permanecer no poço 12 ao invés de serem resgatados do poço 12. Além disso, as velocidades impróprias de retirada de água podem causar erosão das paredes do poço 74, o que poderia levar a falha da parede e poços rasos 12.

O parâmetro de perfuração que fará com que o sistema de controle a selecionar e implementar a rotina de proteção de pressão de ar 52 é a pressão de ar fornecida à coluna de perfuração 20. Se a pressão do ar é normal, o sistema de controle 30 simplesmente continua a operação de perfuração normal e continua a monitorar a pressão do ar. Se a pressão do ar excede a quantidade máxima, tal como determinada por comparação da pressão de ar monitorada com o valor predeterminado para a pressão de ar, o sistema de controle 30 vai seguir os vários procedimentos e caminhos de decisão estabelecidos na Figura 9. Basicamente, os procedimentos e caminhos de decisão envolvem o sistema de controle de injeção de água 28, bem como a retração da broca de perfuração 32 e para o recomeço da operação de perfuração. Se os vários procedimentos e caminhos de decisões são incapazes de limpar a broca de perfuração 32 obstruída, o sistema irá fornecer uma indicação da broca obstruída ao operador do sistema e vai parar o processo de perfuração.

Com referência agora às Figuras 10 e 11, a rotina de proteção de obstrução rotativa 54 detecta e atenua problemas que podem surgir a partir de várias fraturas da subsuperfície 92 que podem estar contidas na estrutura geológica 15 que estão a ser penetrada pela coluna de perfuração 20. Fraturamento subsuperfície da rocha ou da estrutura geológica 15 tende a ser muito prejudicial para a qualidade do poço em que, como a broca de perfuração 32 penetra na área fraturada 92, o processo de perfuração faz com que a área de fratura 92 continue a quebrar ou afrouxar a parede 74 do poço 12. O material solto ou quebrado tem o potencial para cair no poço 12, após a sonda de perfuração 16 deixar o poço 12 após a conclusão do processo de perfuração. Esta situação deve ser mitigada, a fim de assegurar poços 12 de qualidade que estarão até ao longo de um período de tempo.

A rotina de proteção de obstrução rotativa 54 detecta essas áreas fraturadas 92, devido à probabilidade da broca parar ao penetrar nas áreas de fratura 92. Mais especificamente, como a área quebrada ou fraturada 92 é penetrada pela broca de perfuração 32, a pedra solta se quebra em grandes pedaços, que muitas vezes tornam-se encravado entre a coluna de perfuração 20 e a parede do poço 74. Esta cunha de material quebrado faz com que a coluna de perfuração a parar de girar e, portanto, "atrasam" o sistema de perfuração a motor 22. O sistema de controle 30 detecta essa condição de parada através da monitoração do torque aplicado a broca de perfuração 32, bem como a sua velocidade de rotação. Se o torque aumenta de repente ou picos e a velocidade de rotação cai subitamente, em seguida, o sistema de controle 30 determina que o sistema de perfuração a motor 22 seja parado, como melhor se vê na Figura 10.

Além disso, e com referência agora primeiramente à Figura 11, quando as áreas fraturadas 92 são encontradas, elas podem causar pontos de falha na parede 74 do poço 12. Estes pontos de falha são manifestados como vazios na parede 74 normalmente intacta poço. Rochas soltas e material podem cair para o fundo do poço 12, resultando em poços 12 que não são tão profundos comó quando originalmente perfurados. Em casos catastróficos, isto é, onde a estrutura geológica 15 é fortemente fraturada, estes espaços vazios podem levar a uma falha completa do poço, isto é, onde o poço inteiro 12 é preenchido pelo material de descamação das áreas fraturadas 92. Por exemplo, e como ilustrado na Figura 11, uma área fortemente fraturada 94 perto do fundo do poço 12, resultou num grande vazio 96 formando a broca de perfuração 32. Na ausência de reduzir a taxa de penetração e a velocidade de rotação irá resultar em falha do poço na maioria dos casos.

Voltando agora à Figura 10, se o sistema de controle 30 determina que a condição de parada persistiu durante mais tempo do que um tempo predeterminado, de 1,5 segundos, por exemplo, então o sistema de controle 30 irá executar a rotina de proteção de obstrução rotativa 54. Mais especificamente, o sistema de controle 30 irá operar o sistema de perfuração por guindaste 24 para retrair a broca de perfuração 32 para reativar a rotação da broca de perfuração 32. Se a velocidade de broca de perfuração de rotação 32 não se recuperar após um determinado período de tempo, por exemplo, dentro de 3 segundos, o sistema de controle 30 irá operar o sistema de perfuração por guindaste 24 para aplicar alternadamente forças suspensa e ascendentes para a coluna de perfuração 20 em uma tentativa de livrar a broca de perfuração 32 e deixa-la girar novamente. Uma vez que a rotação da broca de perfuração foi reestabelecida, o sistema de controle 30 irá operar. O sistema de perfuração por guindaste 24 lentamente abaixa a broca de perfuração32 de volta para o fundo do poço 12. Depois disso, o sistema de controle 30 irá reduzir a força descendente para evitar mais parada da broca de perfuração 32. Além disso, o sistema de controle 30 irá aumentar a velocidade de broca de perfuração de rotação 32 para ajudar ainda mais a moagem das partículas quebradas a partir das zonas fraturadas 92.

Em uma modalidade, a redução da força descendente e o aumento da velocidade de rotação são mantidos até que a sonda de perfuração 16 satisfaça as seguintes condições (isto é, indicando que a broca de perfuração 32 tenha passado a área fraturada 92): Não há picos de torque para, pelo menos, 15 segundos, e a taxa de penetração tenha parado de mudar (por exemplo, a alteração da taxa de penetração ao longo de um período de tempo de cerca de 1 segundo e menor do que a cerca de 6 cm por minuto (cerca de 0,2 pé por minuto)). Alternativamente, outros valores para estes parâmetros podem ser utilizados. Uma vez que estas condições sejam satisfeitas, o sistema de controle 30 aumenta a força descendente para valores normais. Sistema de controle 30 continua a monitorar os parâmetros de perfuração para assegurar que a broca de perfuração 32 não vai parar novamente. Em resumo, então, por penetrar lentamente as zonas fraturadas 92 danos, para além da parede 74, do poço 12 são evitados e um poço 12 de qualidade é ainda mais seguro.

A rotina de prolongar fim de furo 56 é ilustrada na Figura 12. Uma vez que a broca de perfuração 32 atinge a profundidade predeterminada ou prescrita, o sistema de controle 30 vai girar a broca de perfuração 32 logo acima do fundo do furo e permitir que todos os fragmentos 34 que foram criados sejam esvaziados ou saiam do poço 12. Significativamente, o tempo necessário no fundo do poço 12 é variável e é determinado pela quantidade de problemas que o sistema 10 encontrou durante a fase de perfuração. Basicamente, os parâmetros de perfuração monitorados permitirão que o sistema de controle determine se o poço especial 12 é um poço "bom" ou um "mau", mais precisamente, se a estrutura geológica 15 é estável ou instável. Um bom poço é definido como um poço 12 que é exigido ao sistema de controle 30 para retrair a broca de perfuração 32 menos de duas (2) vezes durante a fase de perfuração. Se o sistema de controle 30 determina que o poço 12 é bom, então, o fim do tempo de prolongamento do furo será de 30 segundos, o que será suficiente na maioria dos casos para permitir que todos os fragmentos 34 sejam resgatados do poço 12.

Por outro lado, se o sistema de controle 30 determina que o poço 12 sendo mau poço, então o sistema de controle calcula o tempo prolongado multiplicando por 30 segundos o número de vezes que a broca de perfuração 32 teve de ser retraída. Por exemplo, se a broca de perfuração 32 teve de ser recolhido duas vezes, depois o tempo prolongado é determinado ou calculado como sendo de sessenta (60) segundos. Similarmente, se a broca de perfuração 32 teve de ser recolhido por três vezes, então o tempo prolongado é calculado para ser noventa (90) segundos. Na modalidade mostrada e descrita aqui, o tempo prolongado máximo é limitado a dois (2) minutos. Alternativamente, é claro, que outros prazos máximos poderão ser fixados, o que seria evidente para um técnico versado no assunto, depois de ter se familiarizar com os ensinamentos aqui proporcionados.

Na modalidade mostrada e descrita aqui, a rotina de prolongar fim de furo 56 também pode ser selecionada e aplicada durante a fase de retração do processo de perfuração. Ou seja, se o sistema de controle 30 detecta um problema durante a retração da broca, o sistema de controle 30 redefine o tempo prolongado do poço. O sistema de controle 30 irá, então, abaixar de novo a broca de perfuração 32 para o fundo do poço 12 e realizar novamente a rotina de prolongar fim de furo 56. Se várias passagens são necessárias para penetrar no poço, a fim de que o tempo de prolongamento seja acumulado em conformidade.

A rotina de controle de água do fundo de poço 58 é ilustrada na Figura 13. À medida que a broca de perfuração 32 aproxima-se a profundidade do poço predeterminada ou prescrito, o sistema de controle 30 desativa o sistema de injeção de água 28 para permitir cortes secos 34 para anexar às paredes molhadas 74 dos poços 12. Em uma modalidade, o sistema de controle 30 desativa o sistema de injeção de água 28 (isto é, desliga-se o fluxo de água), quando a broca de perfuração 32 é de cerca de 1 metro (cerca de 3 pés) a partir do fundo do poço de profundidade 12. Alternativamente, as outras distâncias podem ser usadas, o que seria evidente para técnicos versados no assunto, depois de ter se familiarizado com os ensinamentos aqui proporcionados.

Implementar a rotina de controle de água do fundo de poço 58 faz com que um revestimento a ser formado na parede 74 do poço ajude a estabilizar a parede 74 do poço. Este revestimento reduz significativamente a probabilidade de que rocha solta cairá da parede do revestimento 74, reduzindo ainda mais a possibilidade de falha do poço. Dito de outra forma, a implementação da rotina de controlè de água do fundo de poço 58 ainda atenua quaisquer fraturas da subsuperfície que poderia atravessar o poço 12.

Após o poço 12 ter sido completado, isto é, na conclusão da fase de perfuração, o sistema de controle 30 pode seguir diretamente para a fase de retração, como será descrito abaixo. Alternativamente, no entanto, o sistema de controle 30 pode, opcionalmente, executar uma rotina de medição de fundo do poço 57 (Figura 4) antes de entrar na fase de retração. O sistema de controle 30 pode escolher ou implementar a rotina de medição de fim de furo 57, quando a profundidade de perfuração monitorada satisfaça uma especificação predeterminada para a profundidade de perfuração (isto é, a profundidade predeterminada). Além disso, a rotina de medição de fim de furo 57 pode ser realizada em algum momento durante a fase de retração, como será também descrito em maiores detalhes abaixo.

A rotina de medição de fim de furo 57 pode ser usado para determinar a profundidade do poço 12 "tal como perfurado". Idealmente, a etapa 57 irá confirmar que o poço 12 foi, de fato, perfurado para a profundidade prescrita. No entanto, pode haver circunstâncias, em que a profundidade como perfurado do poço 12 irá variar de profundidade de prescrição. Se assim for, a etapa 57 vai detectar essa variação. O sistema de controle 30 pode, então, retomar o processo de perfuração até que o poço 12 atinja a profundidade predeterminada, tal como determinada através da monitoração do parâmetro de profundidade de perfuração. A etapa 57 pode, então, ser repetida até que se confirme que o poço 12 com êxito foi perfurado até a profundidade prescrita.

Com referência agora principalmente para a Figura 14, a rotina de medição de fim de furo 57 envolve uma retração parcial da coluna de perfuração 20 a partir do poço 12. Esta retração parcial permite que qualquer material solto ou instável que de outra forma caem para o fundo do poço 12 (por exemplo, durante a fase de retração) para cair para o fundo precoce, permitindo assim que para uma determinação mais precisa da profundidade do poço do que seria possível de outro caso, se o sistema simplesmente monitora o parâmetro de profundidade de perfuração durante a fase de perfuração.

Em seguida, a coluna de perfuração 20 é abaixada (isto é, novamente abaixada) no poço 12. Durante o processo de abaixamento, o sistema de controle 30 controla os vários parâmetros de perfuração e compara-os com pontos de ajuste correspondentes. Se os parâmetros de perfuração cair fora dos pontos de ajuste correspondentes para um período de tempo predeterminado, o sistema de controle irá determinar que a broca de perfuração 32 atingiu uma "posição no solo". A "posição sobre o solo" é que a posição considerada para corresponder ao fundo do poço 12. Por exemplo, se o poço 12 estava livre de desmoronamento (isto é, se nenhum material caiu no fundo dos poços 12, enquanto a coluna de perfuração estava na posição parcialmente retraída), então "na posição no solo" será substancialmente igual à profundidade predeterminada poço. Por outro lado, se algum desmoronamento ou falha da parede ocorreu enquanto a coluna de perfuração 20 estava na posição parcialmente retraída, em seguida, a "posição no solo" será diferente a partir da profundidade predeterminada poço. Se a posição "no solo" difere da profundidade predeterminada do poço por mais do que uma variação da profundidade admissível, então, o sistema 30 irá continuar o processo de perfuração. A etapa 57 pode ser repetida até que a posição "no solo" do furo de perfuração esteja dentro da variação da profundidade permissível.

Em uma modalidade, os parâmetros de perfuração medidos durante o processo 57 são a velocidade de elevação, a força de puxar para baixo, e o torque de broca. Se todos estes valores caem fora dos pontos de ajuste correspondentes para o período de tempo predeterminado, então, o local no qual isto ocorreu é determinada para ser a posição “sobre o solo". Alternativamente, numa outra modalidade, a determinação da "posição sobre o solo" pode ser feita no local onde, pelo menos, um dos parâmetros de perfuração caiu para fora do ponto de ajuste correspondente para o período de tempo predeterminado.

A distância de retração, período predeterminado de tempo, os pontos de regulação para os parâmetros de perfuração diferentes, bem como a variação de profundidade admissível usado na etapa 57 pode ser selecionada durante a implementação do sistema de perfuração 10. Por conseguinte, os valores podem variar dependendo de uma variedade de fatores, como seria evidente para um técnico versado no assunto, depois de ter se familiarizado com os ensinamentos aqui proporcionados. Por conseguinte, a presente invenção não deve ser considerada como limitada a quaisquer valores específicos para estes parâmetros. No entanto, a título de exemplo, em uma modalidade, a distância de retração da coluna de perfuração é selecionada para ser de cerca de 25% da profundidade predeterminada do poço. De um modo geral, uma tal distância de retração irá ser suficiente para permitir que o material solto ou instáveis para cair para o fundo dos poços 12. Alternativamente, no entanto, outras distâncias de retração podem ser utilizadas, dependendo das condições particulares do solo ou de outros fatores.

A este respeito deve-se notar que a distância de retração não precisa incluir alguma percentagem de profundidade do poço prescrito, mas em vez disso pode compreender uma certa distância fixa, tais como 3 metros (cerca de 10 pés). No entanto, a retração da coluna de perfuração 20 por alguma distância fixa, em vez de por uma percentagem da profundidade predeterminada do poço pode ser menos do que desejável em certas circunstâncias. Por exemplo, se a profundidade predeterminada do poço é apenas cerca de 7,6 m (cerca de 25 pés), em seguida, uma retração parcial da coluna de perfuração 20 pela distância fixa de 3 m (cerca de 10 pés), seria quase 50% da profundidade prescrita do poço, uma maior retração do que é tipicamente necessário. Inversamente, se a profundidade predeterminada do poço é de cerca de 15,2 m (cerca de 50 pés), em seguida, uma retração parcial de 3 m (cerca de 10 pés), pode não ser suficiente para permitir que qualquer material solto ou instáveis para cair para o fundo do poço.

Os pontos de ajuste para os vários parâmetros de perfuração também pode ser determinada durante a colocação em funcionamento do sistema de perfuração 10, deste modo pode variar em algum grau, dependendo da aplicação particular e condições do solo. Por conseguinte, a presente invenção não deve ser considerada como limitada a quaisquer pontos de conjunto particular para os vários parâmetros. No entanto, a título de exemplo, em uma modalidade, o ponto de ajuste para içar a velocidade é escolhido para ser de cerca de 6 m/min (cerca de 20 pés / min), enquanto que o ponto de ajuste da força descendente é selecionado para ser de cerca de 89 kN (cerca de 20.000 Ibs). O ponto de rotação de conjunto de torque é selecionado para ser de cerca de 40% do torque máximo. O período de tempo predeterminado pode ser selecionado para ser um (1) segundo, embora outros períodos de tempo também poderiam ser usados. A variação da profundidade do poço pode ser selecionada para ser de cerca de 0,6 m (cerca de 2 pés), embora outros valores podem ser usados, novamente dependendo de qualquer um de uma ampla variedade de fatores.

Assim, na modalidade particular mostrada e descrita aqui, se a velocidade de elevação desce abaixo de cerca de 6 m / minuto (cerca de 20 pés / min) e as forças descendente e torque excedem cerca de 89 kN (cerca de 20.000 libras) e 40%, tudo por um período de tempo maior do que 1 segundo, então o sistema 30 determina que a broca de perfuração 32 esta "na posição de solo". O sistema 30, então, compara a profundidade "na posição de solo" com a profundidade do poço prescrita. Se a diferença for superior a 0,6 m (cerca de 2 pés), então o sistema 30 irá continuar a operação de perfuração. Se, por outro lado, a "posição no solo" está dentro de 0,6 m (cerca de 2 pés) de profundidade de prescrição do poço, então, o poço 12 é considerado como tendo sido perfurado para a profundidade desejada. O sistema de controle 30 pode então avançar para a fase de retração.

Como já foi brevemente mencionado acima, a fase de retração é a fase do processo de perfuração durante, a qual a broca de perfuração 32 é retraída a partir da parte inferior do poço 12, depois de atingir a profundidade desejada. A fase de retração é completada quando a broca de perfuração 32 é totalmente retraída do poço 12 e a sonda de perfuração 16 pronto para se mover para o local próximo ao poço. Como ilustrado na Figura 5, as rotinas de mitigação de defeitos da fase de retração 42 incluem uma rotina de proteção de suspensão de broca de perfuração de perfuração 64, uma rotina de controle de torque 66, e uma rotina de limpeza do poço 68. O sistema de controle 30 escolhe e implementa um ou mais das várias rotinas de mitigação de defeitos da fase de retração 42 com base em um ou mais parâmetros de perfuração monitorados da velocidade de rotação de perfuração, do torque da broca, da velocidade de elevação, e o número de retrações de perfuração que foram realizadas durante a fase de perfuração.

Com referência agora à Figura 15, quando retraindo a coluna de perfuração de rotação 20 do poço 12, no sistema de controle 30 monitora a velocidade de elevação (isto é, a velocidade a que a broca de perfuração 32 está sendo retraída do poços 12). O sistema de controle 30 também controla o torque aplicado a broca de perfuração 32, bem como a sua velocidade de rotação. O sistema de controle 30 compara esses parâmetros de perfuração monitorados com especificações predeterminadas para estes parâmetros respectivos, durante a fase de retração. Se a taxa de retração da broca e declínio da velocidade de rotação com um aumento correspondente em torque, é provável que o material 98 tenha caído da parede do revestimento 74 e está a interferir com a rotação da broca de perfuração 32, tal como ilustrado na Figura 16. Uma vez que a broca de perfuração 32 tenha sido presa ou pendurada por material 98, o sistema de controle 32 implementa ou executa as várias etapas ilustradas na Figura 15 para mitigar a condição.

Após a conclusão de que a broca de perfuração 32 está pendurada ou presa por material 98, o sistema de controle 30 primeiro tenta liberar a broca de perfuração 32 da obstrução (isto é, material 98) encontrada durante a retração. Mais especificamente, o sistema de controle 30 opera o sistema de perfuração a motor 22 (Figura 2) para aplicar um torque máximo para a broca de perfuração 32, numa tentativa de fazer com que a broca de perfuração 32 se libere do material 98. O sistema de controle 30 também opera o sistema de perfuração por elevação 24 para reverter a força de elevação aplicada à coluna de perfuração 20. Isto é, o sistema de controle 30 irá deixar de aplicar uma força ascendente para a coluna de perfuração 20 e em vez disso aplica uma força descendente para a coluna de perfuração 20. Em uma modalidade, o sistema de controle 30 aplica a força descendente por um período de 3 a 5 segundos, numa tentativa de fazer com que a broca de perfuração 32 seja liberada do bloqueio.

Se a broca de perfuração 32 não começar a se mover tanto para cima quanto para baixo ou para de girar livremente, então o sistema de controle 30 opera o Sistema de perfuração por guindaste 24 a alternadamente aplicar forças ascendente e descendente para a coluna de perfuração 20. Em uma modalidade, as forças ascendente e descendente podem cada uma ser aplicada durante um período de tempo ou ciclo variando de cerca de 3 segundos a cerca de 5 segundos, embora os tempos de outros ciclos podem também ser utilizados.

Se a broca de perfuração 32 não está livre depois de algum número de ciclos ascendente/descendente, então, o sistema de controle 30 ativa o sistema de injeção de água 28 numa tentativa de usar a água para libertar a obstrução. O número de ciclos ascendente/descendente e a quantidade de água aplicada podem variar dependendo da aplicação particular, como será evidente para um técnico versado no assunto, depois de ter se familiarizado com os ensinamentos aqui proporcionados. Por conseguinte, a presente invenção não deve ser considerada como limitado a qualquer número particular de ciclos ascendente/descendente ou qualquer fluxo de água em particular. No entanto, a título de exemplo, numa modalidade, o sistema de controle 30 ativa o sistema de injeção de água 28 para fornecer o fluxo de água 100%, se a broca de perfuração 32 não foi libertada após 5 ciclos ascendente/descendente.

Se a broca de perfuração 32 permanece presa, mesmo após a injeção de água e se broca de perfuração 32 permanece presa após exceder um limite predeterminado de falhas, o sistema de controle 30 terminará o processo de retração. O sistema de controle 30 pode, então, alertar um operador do sistema que não foi bem sucedida a libertação da broca de perfuração 32.

Se a broca de perfuração 32 começa a rodar, o que indica que ela foi libertada do bloqueio, então o sistema de controle 30 opera o sistema de guindaste de perfuração 23 para içar a broca de perfuração 32, a uma taxa muito reduzida de velocidade. O sistema de controle 30 opera também o sistema de perfuração a motor 22 para aumentar a velocidade de rotação de broca para o máximo. Isto é feito na tentativa de levar lentamente a broca de perfuração 32 acima do bloqueio que existe. Esta retração lenta, combinada com a rotação de alta velocidade de broca permite a broca de perfuração 32 a gradualmente romper o material 98 que causou o bloqueio em poços 12. A título de exemplo, em uma modalidade, a taxa reduzida de velocidade é de cerca de 0,3 m por minuto (cerca de 1 pé por minuto). A velocidade de rotação é de cerca de 90 revoluções por minuto (rpm), o que é cerca de 90% rpm máxima neste exemplo. Alternativamente, outras velocidades de elevação reduzidas e taxas de rotação de broca podem ser utilizadas também.

Após a broca de perfuração 32 seja limpa da obstrução, o sistema de controle 30 pode voltar a uma velocidade de retração normal até a broca 32 tenha sido limpa nos poços 12. Depois disso, sistema de controle 30 pode implementar a rotina de limpeza do furo 68.

Outras questões ou problemas podem ocorrer durante a fase de retração que não são tão graves como causar a broca de perfuração 32 a ficar presa (o que requer a implementação rotina de proteção de suspensão de broca 64), mas que podem, contudo, prejudicar a qualidade do furo.

Por exemplo, e referindo-se agora primeiramente à Figura 17, o sistema de controle 30 implementa rotina de controle de torque 66 durante a fase de retração. Durante esta rotina 66, o sistema de controle 30 monitora o torque aplicado pelo sistema de perfuração a motor 22 como a broca de perfuração 32 está a ser retraído a partir de poços 12. Se o torque varia, de acordo com mais do que uma quantidade predeterminada dentro de um tempo predeterminado, então o sistema de controle 30 irá implementar a rotina de limpeza de poço 68 (Figura 5). A variação no torque rotacional indica que a broca de perfuração 32 entrou em contato com algo que é perfurar para fora da parede de broca 34 suficientemente longe para causar interferência com a broca de perfuração 32. Uma vez que o contato é feito suficiente para causar uma variação do torque, é assumido que a broca de perfuração 32 desalojou a obstrução e a fez, e possivelmente fez material adicional, cair para o fundo do furo de explosão resultando em um furo encurtado e, assim, qualidade de furo baixa.

Deve-se notar que mesmo pequenas variações de torque podem ser indicativas de problemas que podem afetar adversamente a qualidade do poço. Por exemplo, em uma modalidade, as variações de torque tão baixo como cerca de 3 por cento a cerca de 7 por cento, que ocorrem dentro de cerca de 500 milissegundos ou menos são indicativos de problemas que são susceptíveis de prejudicar a qualidade do poço.

A rotina de monitoramento de torque de rotação 66 continuará a desencadear a rotina de limpeza do poço 68 até que não haja variações de torque ocorrendo durante a fase de retração. Alternativamente, o sistema de controle 30 pode terminar a fase de retração se mais do que um número predeterminado de tentativas forem feitas que poderiam indicar que o poço 12 não é possível de perfurar.

A rotina de limpeza do poço 68 executa uma "re-perfuração" do poço 12 do início ao fim. Em uma modalidade, o sistema de controle 30 implementa a rotina de limpeza do poço 68, nas seguintes condições:

• - A broca de perfuração 32 precisou ser retraída mais do que duas vezes durante a fase de perfuração, como resultado da aplicação da rotina de proteção de pressão de ar 52 ou da rotina de proteção de obstrução rotativa 54;
• - A implementação da rotina de proteção de suspensão de broca de perfuração 64, ou
• - Um pico de rotação ocorreu (por exemplo, durante a execução da rotina de monitoramento de torque 66).

A rotina de limpeza do poço 68 incorpora todos os processos, incluindo o acompanhamento e implementação das várias rotinas de mitigação de defeito de poços 40, usado durante a fase de perfuração normal. Se qualquer uma das condições acima são desencadeadas novamente durante a re-perfuração do poço, o processo inteiro de limpeza irá ser reiniciado depois do processo de limpeza corrente é concluído. Isto irá continuar por algum número predeterminado de tentativas de limpeza. Depois disso, o sistema de controle 30 irá parar de tentar de limpar o poço e marcará o poço 12 como um poço, possivelmente mau que terá de ser verificado, se desejado. Em uma modalidade, o número predeterminado de tentativas de limpeza é selecionado para ser sete (7) e é ajustável pelo utilizador. Isto é, o número pode ser variado por um utilizador, dependendo de um número de fatores, tais como, por exemplo, a importância de formar um substancialmente poço livre de defeitos em comparação com o número de poços desejados a serem perfurados dentro de um dado período de tempo.

Como mencionado acima, a rotina de medição de fim de furo 57 pode ser implementado em qualquer ponto na fase de retração, se desejado. Por exemplo, se o poço foi determinado para ser "mau" durante a fase de retração, por exemplo, durante a execução da rotina limpeza do poço 68, em seguida, o sistema de controle 30 pode eleger para novamente executar a rotina de medição de fim de furo 57 para confirmar que o poço 12 permanece na profundidade prescrita. O desempenho da rotina de medição de fim de furo 57 na conclusão da rotina de limpeza do poço 68 pode ser substancialmente idêntica ao desempenho da rotina 57 na conclusão da fase de perfuração já descrito acima.

O sistema 10 pode ser operado como se segue para fazer com que a sonda de perfuração 16 para perfurar um poço 12, tal como um furo de explosão 14, numa estrutura geológica 15 (isto é, a terra). Na modalidade mostrada e descrita aqui, o sistema 10 pode ser operado num modo completamente automático, em que o sistema 10 posiciona automaticamente a sonda de perfuração 16 sobre o local do poço selecionado e prossegue para automaticamente perfurar o poço 12, de acordo com os ensinamentos aqui proporcionados.

Uma vez que a sonda de perfuração 16 tenha sido corretamente posicionada, isto é, de modo a que o poço 12 será perfurado no local desejado, o sistema de controle 30 pode iniciar a fase de perfuração de operação. Durante a fase de perfuração, o sistema de controle 30 opera o motor de perfuração motor 22, o guindaste de perfuração 24, o sistema de injeção a ar 26, e um sistema de injeção de água 28 para começar rotação e avanço da broca de perfuração 32 para o solo ou formação geológica 15. Durante a fase de perfuração, o sistema de controle 30 monitora (isto é, na etapa 38) os vários parâmetros de perfuração que são gerados ou produzidos pelos vários sistemas que compreendem a sonda de perfuração 16.

Durante a fase de perfuração, os parâmetros de perfuração monitorados pelo sistema de controle 30 incluem pressão de ar, velocidade de rotação de perfuração, o torque de perfuração, a profundidade de perfuração e o número de vezes que a broca foi retraída durante a fase de perfuração. O sistema de controle 30 compara esses parâmetros de perfuração com as diferentes especificações predeterminadas para os respectivos parâmetros. Se um ou mais dos parâmetros de perfuração está fora da especificação pré-estabelecido, o sistema de controle 30 escolhe e implementa um ou mais rotinas de mitigação de defeitos na fase de perfuração 40, como melhor se vê na Figura 4.

Como mencionado, em uma modalidade, o sistema de controle 30 irá automaticamente implementar a rotina de revestimento/colar 60, no início de cada poço 12. Isto é, em uma modalidade, a seleção e execução da rotina de revestimento/colar 60 não é dependente de se qualquer parâmetro de perfuração que está dentro da especificação predeterminada. A rotina de revestimento/colar 60 cria um revestimento/colar 62 de alta qualidade. Assim, automaticamente a execução da rotina de revestimento/colar 60 em cada poço 12 ajuda a assegurar que cada furo do revestimento/colar 62 irá ser de uma qualidade elevada.

Claro que, se nenhum dos parâmetros de perfuração monitorados estão fora da especificação predeterminada para cada parâmetro, então o sistema de controle 30 irá simplesmente perfurar cada poço 12, de acordo com um métodos desenvolvidos da fase de perfuração. Isto é, o sistema de controle 30 pode também perfurar um número de furos onde nenhuma das várias rotinas de mitigação de defeito da fase de perfuração (com a exceção da rotina de revestimento/colar 60) terá de ser implementada. Por outro lado, e dependendo de quais dos parâmetro de perfuração estãó fora da especificação, o sistema de controle 30 pode escolher e implementar uma, várias ou todas das rotinas de mitigação de defeitos na fase de perfuração 40 sobre um único poço 12.

Após o poço12 ter sido perfurado até a profundidade alvo ou desejada, o sistema de controle 30 irá, então, operar a sonda de perfuração 16 na fase de retração, isto é, retirar a coluna de perfuração 20 do poço 12. O sistema de controle 30 monitora os diferentes parâmetros de perfuração durante a fase de retração. Novamente, se nenhum dos vários parâmetros que excedam ou fora das especificações predeterminadas para esses parâmetros, então, a coluna de perfuração 20 é simplesmente retirada do poços 12. A sonda de perfuração 16 pode ser movido para o local para o poço seguinte. Por outro lado, se um ou mais dos parâmetros de perfuração a ser monitorados durante a fase de retração que excedam ou de outra forma estão fora da especificação correspondente predeterminado, então o sistema de controle 30 pode implementar uma ou mais das rotinas de mitigação de defeitos da fase de retração 42 da maneira descrita neste documento.

Tendo aqui estabelecidas modalidades preferidas da presente invenção, prevê-se que modificações adequadas podem ser feitas na mesma que, no entanto, permanecem dentro do escopo da invenção. A invenção deve, portanto, apenas ser interpretada, de acordo com as reivindicações seguintes.

Claims (31)

1. Meio legível por computador, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui instruções de programa para a perfuração de um poço que, quando executadas por um ou mais processadores de um sistema de computador associado operativamente com uma sonda de perfuração, faz com que o um ou mais processadores executem as etapas de:
   iniciar uma fase de perfuração;
   monitorar um parâmetro de perfuração durante a fase de perfuração, o parâmetro de perfuração monitorado compreendendo, pelo menos, um dentre velocidade de rotação da broca, torque de perfuração ou o número de retrações de perfuração;
   determinar se o parâmetro de perfuração monitorado está dentro de uma especificação predeterminada para o parâmetro de perfuração monitorado;
   escolher uma rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração com base no parâmetro de perfuração monitorado quando o parâmetro de perfuração estiver fora da especificação predeterminada;
   implementar a rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração; e retomar a fase de perfuração.
2. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâmetro de perfuração monitorado compreende profundidade de perfuração e em que escolher uma rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração, a rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração compreendendo, pelo menos, um dentre proteção de obstrução de rotação, prolongamento de fim de furo ou controle da água de fim de furo.
3. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâmetro de perfuração monitorado compreende pressão do ar, em que a rotina de mitigação da fase de perfuração compreende proteção do ar e em que escolher a rotina de mitigação de defeito de fase de perfuração compreende escolher a dita rotina de mitigação de perfuração de pressão do ar quando a dita pressão do ar monitorada está fora de uma especificação predeterminada para a pressão do ar, a dita rotina de proteção de pressão do ar compreendendo:
   retrair uma broca de perfuração;
   aplicar pressão do ar na broca de perfuração;
   monitorar a pressão do ar;
   ativar um sistema de injeção de água de perfuração para desobstruir a broca de perfuração quando a pressão do ar estiver fora da especificação predeterminada; e
   em que retomar a fase de perfuração compreende retomar a fase de perfuração quando a pressão do ar monitorada está dentro da especificação predeterminada.
4. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO por ainda compreender escolher a dita rotina de proteção de obstrução de rotação quando um ou ambos das ditas velocidades de rotação de perfuração monitoradas está fora de uma especificação predeterminada para a velocidade de rotação e o dito torque de perfuração está fora de uma especificação de torque pré-determinado para torque de perfuração.
5. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que que a dita rotina de proteção de obstrução de rotação compreende:
   retrair uma broca de perfuração;
   girar a broca de perfuração; e
   retomar a fase de perfuração com uma ou ambas dentre uma força para baixo reduzida e uma velocidade de rotação da broca de perfuração aumentada.
6. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO por ainda compreender escolher a dita rotina de prolongamento de fim de furo quando a dita profundidade de perfuração monitorada corresponde a uma especificação predeterminada para profundidade de perfuração.
7. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rotina de prolongamento de fim de furo compreende:
   retrair uma broca de perfuração para uma posição acima de um fundo do poço;
   girar a broca de perfuração por um período prolongado se a broca de perfuração foi retraída duas vezes ou menos durante a fase de perfuração;
   girar a broca de perfuração por produto do período prolongação o número de retrações da broca de perfuração se a broca de perfuração foi retraída três vezes ou mais durante a fase de perfuração; e
   retrair a broca de perfuração do furo.
8. Meio legível por computador de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO por ainda compreender:
   realizar uma operação de colar de primeira fase de um início na superfície até uma ou ambas de uma taxa de penetração cair abaixo de uma taxa de penetração predeterminada e uma broca de perfuração atingir uma profundidade de colar máxima; e
   realizar uma operação de colar de segunda fase após a taxa de penetração cair abaixo da taxa de penetração predeterminada.
9. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que realizar uma operação de colar de segunda fase compreende retrair a broca de perfuração do poço.
10. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO por ainda compreender novo abaixamento da broca de perfuração no fundo do poço com velocidades de rotação de perfuração e de elevação reduzidas.
11. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO por ainda compreender confirmar que o solo competente está presente no fundo do poço.
12. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por ainda compreender:
    iniciar uma fase de retração;
    monitorar pelo menos um parâmetro de perfuração durante a fase de retração;
    determinar se o parâmetro de perfuração monitorado está dentro de uma especificação predeterminada para o parâmetro de perfuração monitorado;
    escolher uma rotina de mitigação de defeito na fase de retração com base no parâmetro de perfuração monitorado quando o parâmetro de perfuração monitorado estiver fora da especificação predeterminada; e
    implementar a rotina de mitigação de defeito na fase de retração.
13. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que monitorar um parâmetro de perfuração compreende monitorar pelo menos um dentre velocidade de rotação de perfuração, torque de perfuração, velocidade de elevação e número de retrações de perfuração.
14. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que escolher uma rotina de mitigação de defeito na fase de retração compreende ainda escolher pelo menos um dentre proteção de suspensão de broca de perfuração, monitoramento de torque e limpeza de furo.
15. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que escolher a dita rotina de proteção de suspensão de broca de perfuração quando uma ou ambas da dita velocidade de rotação de perfuração monitorada estiver fora de uma especificação predeterminada para velocidade de rotação de perfuração e da dita velocidade de elevação monitorada estiver fora de uma especificação predeterminada para velocidade de elevação.
16. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rotina de proteção de suspensão de broca de perfuração compreende:
    aumentar a velocidade de rotação de uma broca de perfuração;
    abaixar a broca de perfuração;
    determinar se a broca está livre; e
    elevar a broca de perfuração a uma velocidade de elevação reduzida.
17. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO por ainda compreender:
    aplicar alternadamente à broca de perfuração uma força de elevação descendente e uma força de elevação ascendente; e
    ativar um sistema de injeção de água se a broca de perfuração não estiver liberada depois da referida aplicação alternada de forças de elevação ascendentes e descendentes.
18. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO por ainda compreender escolher a dita rotina de monitoramento de torque quando o dito torque de perfuração monitorado estiver fora de uma especificação predeterminada para torque de perfuração.
19. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rotina de controle de torque compreende:
    efetuar a referida rotina de limpeza de poço;
    retrair uma broca de perfuração do poço;
    retomar a fase de perfuração; e
    realizar uma rotina de prolongamento de fim de furo.
20. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO por ainda compreender escolher a dita de rotina limpeza de furo quando uma ou mais das ditas retrações de perfuração monitoradas está fora de uma especificação predeterminada para retrações de perfuração, a dita velocidade de elevação monitorada está fora de uma especificação predeterminada para velocidade de elevação, e o dito torque de perfuração monitorado está fora de uma especificação predeterminada para torque de perfuração.
21. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rotina de limpeza de furo compreendendo:
    abaixar uma broca de perfuração para uma posição acima de um fundo do poço;
    girar a broca de perfuração por um período prolongado se a broca de perfuração foi retraída duas vezes ou menos durante a fase de perfuração;
    girar a broca de perfuração por um produto do período prolongado e o número de retrações de perfuração se a broca de perfuração foi retraída pelo menos 3 vezes durante a fase de perfuração; e
    retrair a broca de perfuração do poço.
22. Meio legível por computador, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui instruções de programa para a perfuração de um poço que, quando executadas por um ou mais processadores de um sistema de computador associado operativamente com uma sonda de perfuração, faz com que o um ou mais processadores executem as etapas de:
    monitorar um parâmetro de perfuração durante uma fase de perfuração e uma fase de retração;
    usar o parâmetro de perfuração monitorado para tirar uma conclusão sobre uma característica do poço;
    escolher uma rotina de mitigação de defeito com base na característica do poço; e
    implementar a rotina de mitigação de defeito.
23. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que monitorar um parâmetro de perfuração compreende monitorar, pelo menos, uma dentre pressão do ar, velocidade de rotação de perfuração, torque de perfuração, profundidade de perfuração, e número de retrações de perfuração.
24. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que escolher uma rotina de mitigação defeito compreende ainda escolher de, pelo, menos um dentre proteção de pressão do ar, proteção de obstrução de rotação, prolongamento de fim de furo e controle de água de fim de furo.
25. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que monitorar um parâmetro de perfuração compreende monitorar, pelo menos, um dentre velocidade de rotação de perfuração, torque de perfuração, velocidade de elevação, e número de retrações de perfuração.
26. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que escolher uma rotina de mitigação defeito compreende escolher, pelo menos, um dentre proteção de suspensão de broca de perfuração, monitoramento de torque, e limpeza de furo.
27. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO por ainda compreender escolher de uma rotina de medição de fim de furo quando a dita profundidade de perfuração monitorada corresponde a uma profundidade de poço predeterminada.
28. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rotina de medição de fim de furo compreende:
    retrair parcialmente a coluna de perfuração do poço;
    novo abaixamento da coluna de perfuração no poço;
    monitorar o parâmetro de perfuração durante o dito novo abaixamento;
    comparar o parâmetro de perfuração monitorado com um ponto de ajuste correspondente; e
    determinar uma "posição no solo" quando o parâmetro de perfuração monitorado está fora do ponto de ajuste correspondente.
29. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita determinação compreende a determinação de uma "posição no solo", quando o parâmetro de perfuração monitorado cai fora do ponto de ajuste correspondente por um período de tempo predeterminado.
30. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO por ainda compreender comparar a "posição no solo" com a profundidade de poço predeterminada.
31. Meio legível por computador de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO por ainda compreender retomar a fase de perfuração quando a "posição no solo" ultrapassa uma variação de profundidade permissível.

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