BRPI0410463B1 - Broca de perfuração para perfurar um furo de sondagem em um objeto - Google Patents

Description

“BROCA DE PERFURAÇÃO PARA PERFURAR UM FURO DE SONDAGEM EM UM OBJETO” A presente invenção é relativa a uma broca de perfuração para perfurar um furo de sondagem em um objeto, a broca de sondagem genericamente se estendendo ao redor de um eixo longitudinal central, e a um sistema para perfurar um furo de sondagem em um objeto. A Patente U.S. 4.492.276 descreve um sistema de perfuração conhecido, com uma broca de perfuração conhecida. O sistema de perfuração conhecido compreende uma carcaça rígida alongada com um eixo longitudinal central principal ao qual a broca de perfuração conhecida com seu próprio eixo longitudinal é acoplada, de tal modo que seu eixo está sob um ângulo de inclinação diferente de zero em relação ao eixo longitudinal central principal. A broca de perfuração é montada em uma carcaça de mancai sobre a carcaça alongada. A carcaça alongada é dotada de um motor de lama que pode acionar de maneira independente a broca de perfuração a partir da rotação da coluna de perfuração. Um estabilizador de coluna é fornecido na extremidade superior da carcaça alongada e um estabilizador de carcaça de mancai é fornecido próximo ou na carcaça de mancai relativamente próximo à broca de perfuração. O documento W003/008754 (Dl) revela uma broca de perfuração designada para perfuração direcional compreendendo eixo de conexão, seção de estabilização, lâmina estabilizadora, seção de sub-fresagem, elemento de extensão alongado e calço de desgaste. O documento W003/004824 (D2) revela um dispositivo e método de perfuração de um furo de poço. Este dispositivo compreende broca de perfuração, eixo de conexão, seção de estabilização, elemento de travamento para desabilitar de maneira seletiva a rotação do eixo central e elemento de extensão da broca.

De acordo com os ensinamentos da técnica, para perfurar um furo reto, o estabilizador da carcaça de mancai e o estabilizador de coluna são ativados para engatar com o objeto onde o furo de sondagem está sendo perfurado. Ao mesmo tempo ao acionar a broca de perfuração, a coluna é girada acionando com isto a carcaça alongada para rotação independentemente da ação do motor de lama. Isto é chamado rotação super-imposta enquanto no modo de perfuração. Para permitir que a carcaça alongada gire, o estabilizador de coluna e o estabilizador de carcaça de mancai são ambos dotados de mancais. No modo de perfuração em deslizamento, a coluna de perfuração não é girada, resultando em um furo de sondagem encurvado ser perfurado pela broca de perfuração, como uma consequência de ela ser montada sob um ângulo e ser suportada lateralmente pelo estabilizador de carcaça de mancai. O sistema conhecido tem diversas desvantagens.

Primeiramente ao comutar de perfuração rotativa super-imposta para perfuração em modo deslizante, saliências são criadas no furo o que tende prender o conjunto e perturbar o desempenho direcional. Associado com a criação das saliências, grandes forças laterais são aplicadas ao eixo de saída/broca do motor de lama.

Em segundo lugar, no modo de perfuração rotativa super-imposta, um furo de tamanho superior é perfurado, o que pode ter um diâmetro de mandril menor do que o diâmetro do furo nominal. Este fenômeno é provocado por espiralamento do furo.

Em terceiro lugar, para motores de lama padrão, uma altura restrita é disponível para a broca, uma vez que a distância entre o estabilizador da carcaça de mancai e a broca de perfuração governa de forma ampla as características direcionais do sistema.

Finalmente, em um furo de calibre significativamente superior o estabilizador da carcaça de mancai não contata mais a parede do furo, o que toma o sistema ineficaz. É um objeto da invenção fornecer um sistema de perfuração e uma broca de perfuração para perfuração acima do calibre, que pode em particular ser utilizada para perfuração direcional acima do calibre.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção é fornecida uma broca de perfuração para perfurar um furo de sondagem em um objeto, a broca de perfuração tendo um eixo longitudinal central e compreendendo: - uma seção piloto para perfurar uma seção furo piloto do furo de sondagem no objeto; - uma seção de sub-fresagem em uma posição seguinte com relação à seção piloto, o diâmetro de corte Du da seção de sub-fresagem sendo maior do que o diâmetro de corte Dp da seção piloto; - um eixo de conexão que se estende entre a seção piloto e a seção de sub-fresagem; - uma seção de estabilização localizada entre a seção piloto e a seção de sub-fresagem, na qual a seção de estabilização se ajusta dentro da seção furo piloto e é capaz de estabilizar lateralmente a broca de perfuração em relação ao objeto, ao mesmo tempo que permite rotação de no mínimo a seção piloto em relação ao objeto.

De acordo com um segundo aspecto da invenção é fornecido um sistema para perfurar um furo de sondagem em um objeto, o sistema compreendendo uma broca de perfuração de acordo com o primeiro aspecto da invenção, cuja broca de perfuração é acoplada a um elemento de extensão alongado, pelo que o eixo longitudinal central da broca de perfuração se estende sob um ângulo de inclinação incluído especificado maior do que zero em relação ao eixo longitudinal principal do elemento de extensão alongado, pelo que, a seção piloto e a seção de sub-fresagem da broca de perfuração são acionadas independentemente de movimento de rotação do elemento de extensão.

Verificou-se que fornecendo a seção de estabilização entre a seção piloto e a seção de sub-fresagem, um furo reto pode ser perfurado utilizando rotação super-imposta durante modo de perfuração sem qualquer outro dispositivo de estabilização, e um furo encurvado pode ser perfurado utilizando perfuração em modo deslizante. Assim, no mínimo o estabilizador de carcaça de mancai, que provoca a maior parte dos problemas no sistema da técnica precedente, pode ser omitido.

De maneira adequada a rotação compreende a rotação ao redor do eixo longitudinal central da broca de perfuração.

Preferivelmente a rotação compreende a rotação ao redor de um eixo que se estende em direção lateral da broca de perfuração.

Em uma configuração preferencial a seção piloto é rotativa ao redor do eixo lateral em relação à seção de estabilização.

Também é preferido que a seção piloto seja rotativa ao redor do eixo longitudinal central em relação à seção de estabilização. Para permitir travamento seletivo de tal rotação, de maneira adequada a broca compreende dispositivo de travamento para desabilitar de maneira seletiva rotação da seção piloto ao redor do eixo longitudinal central em relação à seção de estabilização.

Se a broca de perfuração é operada para perfurar uma seção de furo de sondagem encurvada, pelo que a broca de perfuração é inclinada em relação a uma seção superior da coluna de perfuração, pode haver uma tendência da broca de perfuração perfurar em uma direção perpendicular ao plano formado pela seção de furo de sondagem encurvado projetado. Tal tendência é provocada por uma força de arraste aumentada em um lado da broca de perfuração devido à inclinação da broca de perfuração no furo de sondagem. Para limitar tal tendência é preferido que a seção de estabilização seja posicionada de um tal modo que Li seja maior do que L2, onde Li = a distância entre o centro operacional da seção de estabilização e o centro operacional da seção piloto; L2 = a distância entre o centro operacional da seção de estabilização e o centro operacional da seção de sub-fresagem. É com isto conseguido que a força de arraste aumentada em um lado da seção piloto devido à inclinação seja substancialmente anulada pela força de arraste aumentada em um lado da seção de sub-fresagem devido à inclinação, pelo que, ditas respectivas forças de arraste atuam em direções reciprocamente opostas.

Preferivelmente o diâmetro de corte (Dp) da seção piloto é maior do que metade do diâmetro de corte (Du) da seção de sub-fresagem, e no qual a seção de estabilização é posicionada de tal modo que L2 é maior do que metade de Li.

Mais preferivelmente a seção de estabilização é posicionada de tal modo que a relação L2/L1 é substancialmente igual à relação Dp/Du. A invenção será descrita daqui em diante em mais detalhe e à guisa de exemplo com referência aos desenhos que acompanham, nos quais: A Figura 1 mostra de maneira esquemática uma vista em seção transversal genérica de uma broca de perfuração de acordo com a invenção; A Figura 2 mostra de maneira esquemática uma seção transversal de uma configuração; A Figura 3 mostra de maneira esquemática genericamente um sistema de perfuração; A Figura 4 explica uma orientação de broca de perfuração com relação ao furo, no caso de perfuração em modo de deslizamento;

As Figuras 5a e 5b ilustram respectivamente as forças de arraste nos cortadores da seção de sub-fresagem e os cortadores da seção piloto; e A Figura 6 ilustra a geometria do sistema de perfuração para minimizar o desgaste e rasgamento na seção de estabilização lateral da broca de perfuração.

Nas Figuras, numerais de referência iguais se relacionam a componentes iguais.

No exemplo, o objeto é formado por uma formação de terra e a broca de perfuração é, em particular, adequada para perfurar um furo de sondagem para o interior de uma formação de terra.

Fazendo referência à Figura 1, nela está mostrada uma broca de perfuração que compreende uma seção piloto 1, uma seção de estabilização lateral 2, uma seção de sub-fresagem 3 e um eixo de conexão 4 que se estende entre a seção piloto 1 e a seção de sub-fresagem 3 e que conecta de maneira rígida estas partes. A seção piloto 1 e a seção de sub-fresagem 3 são dotadas de cortadores 5. Estes cortadores 5 podem ser de qualquer tipo adequado. Tal broca de perfuração é utilizável para perfurar um furo de sondagem em um objeto.

Genericamente a seção de estabilização lateral 2 é arranjada para suportar cargas laterais a partir do sistema de perfuração ou cargas laterais a partir da ação de perfuração da seção piloto 1 e da seção de sub-fresagem 3 sem cortar rocha na direção da carga lateral. Existem várias configurações para conseguir isto.

Em uma primeira configuração, um arranjo de lâmina estabilizadora com cobertura de azimute de 360 ° é fornecida, pelo que as laminas são equipadas com elementos resistentes a desgaste que tem pobres propriedades de corte em direção lateral. Tais elementos resistentes a desgaste podem, por exemplo, ser formados de diamantes ajustados com a face plana no sentido da parede do furo. Dependendo do perfil de seção transversal axial do arranjo da lâmina, a seção de estabilização lateral pode ser rotativa axialmente dentro do furo de sondagem com relação ao objeto, ou rotativa lateralmente, ou ambos. Para ambos, rotatividade lateral e axial, o perfil deveria ter uma cintura essencialmente esférica tal como uma forma de melão para otimizar o desempenho de deslizamento. Para a rotatividade axial apenas, o perfil pode ter uma seção axial reta tal que as lâminas juntas formem uma superfície essencialmente cilíndrica contra o objeto ao redor do eixo central. Neste último caso a aresta dianteira das lâminas, que pode ser a extremidade das lâminas mais próxima da seção piloto, pode ser conificada para dentro para facilitar capacidade de deslizamento axial.

As fendas entre as lâminas de estabilização possibilitam que lama atravesse. Altemativamente, um número de furos axiais pode ser fornecido em um arranjo estabilizador sem lâmina completamente anelar.

Em uma segunda configuração, uma seção de estabilização lateral inclui uma parte externa 6 que é montada de maneira rotativa em relação ao eixo de conexão 4 entre a seção piloto 1 e a seção de sub-fresagem 3. Esta parte pode ser uma parte do tipo luva que é montada de maneira rotativa ao redor do eixo de conexão 4. Nesta configuração, a luva não tem que girar no furo de sondagem durante perfuração, e ela apenas desliza ao longo da direção do furo, o que elimina qualquer capacidade de corte. Também nesta configuração dispositivo para permitir a passagem de lama deveria ser fornecido.

Preferivelmente dispositivo de travamento é fornecido, o qual permite travamento da luva contra o eixo de conexão. Desta maneira a luva pode girar de maneira temporária no furo de sondagem se desejado, o que pode ser feito uso, por exemplo, para perfurar uma área de bloqueio que pode estar presente no furo de sondagem acima da seção piloto. Quando travada, no mínimo a rotatividade axial da seção piloto em relação à seção de estabilização é desabitada, de modo que ambas são giradas juntas.

Em uma terceira configuração, a partir externa é montada de maneira rotativa ao redor de uma seção junta hemisférica no eixo de conexão. Isso possibilita ambos, rotatividade axial do eixo de conexão 4 em relação à parte externa e inclinabilidade ou rotatividade lateral. A Figura 2 mostra um exemplo da terceira configuração, pelo que, a luva 6 é montada de maneira rotativa a uma junta esférica 7 fornecida no eixo de conexão 4. A luva 6 e a junta esférica 7 interagem por meio de qualquer superfície de apoio que permite ambos, rotação ao redor do eixo longitudinal central da broca de perfuração e ao redor de um eixo ortogonal àquele. O desempenho de deslizamento ótimo da configuração da Figura 2 é concebido para uma seção cilíndrica com uma aresta dianteira conificada 8.

Como indicado na Figura 1, a distância entre os centros das estruturas de corte da seção piloto 1 e da seção de sub-fresagem 3 é definida como L, e a distância entre o centro da seção piloto 1 e a seção de estabilização lateral 2 é definida como Li. A dimensão da seção piloto 1 é definida como Dp e o calibre da seção de sub-fresagem 3 é definido como Du. No exemplo presente a seção de estabilização lateral 2 tem o mesmo diâmetro nominal que o calibre da seção piloto 1, porém também pode ser sub-calibrada ou sobre-calibrada, se desejado. A Figura 3 mostra de maneira esquemática um sistema de perfuração que inclui uma das brocas de perfuração acima descritas, arranjada para conseguir uma capacidade de direção do sistema de perfuração. Existe um elemento de extensão alongado 9 na forma de um motor de deslocamento positivo (PDM) que pode ser um motor de lama PDM. A broca de perfuração é acoplada a um elemento de extensão alongado 9 através da carcaça de mancai 14. O PDM é arranjado para acionar um eixo de acionamento dentro de uma carcaça. O eixo de acionamento (não mostrado) é rotativo em relação à carcaça e é acoplado à broca de perfuração para acionar no mínimo a seção piloto 1 para rotação em relação à carcaça. O elemento de extensão alongado 9 é dotado de um estabilizador de coluna ativável 11. A carcaça é dotada de um joelho 10 de tal modo que a carcaça de mancai 14 e consequentemente a broca de perfuração é acoplada ao elemento de extensão alongado 9 sob um ângulo oc > 0 °. O plano definido pela linha de centro da carcaça do motor de lama PDM e a linha de centro da carcaça de mancai é referida como o plano de face da ferramenta. O sistema de perfuração da Figura 3 pode ser dirigido da maneira a seguir. Em operação o PDM gira a seção piloto 1 e a seção de sub-fresagem 3 da broca de perfuração por meio do eixo de acionamento dentro da carcaça. Quando a coluna de perfuração é abaixada sem rotação, o conjunto de perfuração engata em um modo de deslizamento com a formação de terra a ser perfurada. Como resultado do joelho 10 no sistema de perfuração, a broca de perfuração perfura sob um ângulo em relação ao eixo principal do elemento de extensão alongado 9, como resultado do que, um furo de sondagem irá prosseguir sob um ângulo com o elemento de extensão alongado. Ao mesmo tempo o estabilizador 11 está deslizando para baixo a seção sub-fresada do furo de sondagem. O resultado global do movimento do conjunto de perfuração é que o furo de sondagem progride de maneira encurvada. Isto é referido como uma perfuração em modo de deslizamento. Quando, por outro lado, o elemento de extensão e a carcaça são girados essencialmente ao redor do eixo longitudinal principal, por exemplo, acionando em rotação a coluna de perfuração, a broca de perfuração será forçada para um movimento de bamboleio, pelo que o estabilizador lateral 2 atua como um centro de oscilação. Isto provoca perfuração rotativa super-imposta e é referida como modo de perfuração durante rotação. Em média, o sistema de perfuração irá prosseguir em um trajeto reto, uma vez que não há direção preferencial para o joelho 10. O estabilizador 11 pode ser um estabilizador expansível do qual o diâmetro pode ser aumentado comparado àquele enquanto operando o conjunto no furo, ou um estabilizador fixo tal como um calço de desgaste para funcionar como um ponto suporte para o conjunto de perfuração. Para facilitar o modo de perfuração durante rotação, a seção piloto 1 é preferivelmente lateralmente rotativa, ou inclinada, com relação ao estabilizador lateral 2. Em particular, uma configuração na qual a seção piloto 1 é lateralmente rotativa com relação à seção de estabilização 2, assegura o bamboleio adequado. Neste último caso o estabilizador lateral 2 é operacional em modo deslizante com relação à formação de terra.

No sistema descrito acima, a carcaça de mancai é acoplada de maneira fixa ao elemento de extensão. Altemativamente, a broca de perfuração da invenção pode ser operada em um sistema de perfuração dirigível, rotativo, pelo que, a coluna de perfuração gira de maneira contínua, porém a direção do joelho ou a face da ferramenta pode ser operada em modo rotativo ou em modo fixo. Em modo fixo o elemento de extensão alongado gira com relação ao joelho, pelo que a direção de azimute do joelho com relação ao furo de sondagem no objeto é fixa para apontar a broca em uma direção fixa. Em modo rotativo o joelho gira juntamente com a coluna, sob comando. Esta última provoca a ondulação da broca, e assim perfuração reta do furo. O raio de curvatura, ou taxa de acúmulo, do furo perfurado pelo sistema de perfuração, é uma função dos parâmetros que governam o sistema. A taxa de acúmulo do conjunto no modo de perfuração deslizante é governada pelos seguintes parâmetros, admitindo que a seção de estabilização lateral da broca não tem qualquer capacidade de perfuração lateral: - o ângulo de dobramento da carcaça de mancai em relação à carcaça do estator do motor de lama PDM; e - a distância ao longo do furo entre a seção de estabilização lateral 2 da broca e o estabilizador de coluna 11 acima do motor de lama PDM.

Qualquer folga do estabilizador de coluna 11 acima do motor de lama PDM irá aumentar a taxa de acúmulo, e o fato que a broca deve ser ligeiramente inclinada ao furo são dois parâmetros de segunda ordem com efeitos opostos na taxa de acúmulo e não são considerados mais aqui.

Quando o sistema de perfuração está perfurando em modo deslizante como explicado acima, a broca é ligeiramente inclinada no furo para assegurar que um arco circular é perfurado. A broca articula ao redor da seção de estabilização 2. O impacto disto nos desvios das forças de perfuração comparado com aqueles representativos para perfuração reta estão ilustrados nas Figuras 5a e 5b com base na perfuração de uma seção de acúmulo.

Para alcançar uma seção de acúmulo, a linha de centro da broca deve fazer um pequeno ângulo de inclinação (cp) com a linha de centro do furo na profundidade da broca (ver Figura 4). Isto implica que a carga de trabalho de todos os cortadores da seção piloto 5 localizados abaixo da linha de centro da broca é reduzida por certa quantidade representada pela seção 12 do pequeno circulo na Figura 5b. A redução na força de arraste total destes cortadores, dFp, está apontando para a esquerda quando vista ao longo da linha de centro da broca na direção de perfuração. De maneira similar, a carga de trabalho de todos os cortadores acima da linha de centro da seção piloto irá aumentar por uma pequena quantidade que resulta em um aumento resultante da carga de arraste de +dFp também apontando para a esquerda (ver Figura 5b). A seção de sub-fresagem 3 faceia desvios similares em carga de arraste total acima e abaixo da linha de centro, como está ilustrado pela seção 13 na Figura 5a.

Estes desvios podem fazer com que a broca de perfuração percorra, o que significa que o sistema de perfuração não perfura uma trajetória encurvada em um plano de azimute, mas que a broca de perfuração tem uma tendência para desviar em uma direção perpendicular a este plano de face de ferramenta. Neste caso a broca tem uma tendência de mudar o azimute do furo.

Os desvios podem ser qualificados como a seguir: DFp = Klp x φ x Li x Dp (1) onde Klp é uma constante que representa o efeito da estrutura de corte da seção piloto 1 e da capacidade de perfuração da formação sob cargas de corte; φ é o ângulo de inclinação da broca no furo que está sendo definido como o ângulo entre a linha de centro da broca e o furo na localização do centro da seção de estabilização;

Li é a distância entre o centro da estrutura de corte piloto e a seção de estabilização 2; e Dp é o diâmetro da seção piloto 1; e dFu = Klu x φ x (L - Li) x Du (2) onde Klu é uma constante que representa o efeito da estrutura de corte da seção de sub-fresagem 3 e da capacidade de perfuração da formação sob cargas de corte; L é a distância entre o centro da estrutura de corte piloto e a estrutura de corte de sub-fresagem como indicado na Figura 1; e Du: diâmetro do furo. A tendência de percorrer da broca é eliminada no caso de o seguinte equilíbrio se aplicar: dFp = dFu (3) As fórmulas (1) e (2) são consideradas representações adequadas, uma vez que a carga de arraste que atua sobre as respectivas seções de broca de perfuração aumentam com a profundidade de corte crescente, e uma vez que a profundidade de corte é substancialmente dependente de forma linear do diâmetro da respectiva seção da broca de perfuração (isto é, a seção piloto ou seção de sub-fresagem) e do ângulo de inclinação φ da broca de perfuração no furo de sondagem.

Isto implica para a localização da seção de estabilização lateral 2: L/Li = 1 + Kl/Klp * Dp/Du (4) Admitindo processos de corte idênticos para a seção piloto 1 e a seção de sub-fresagem 3, esta relação se simplifica para: L/Li = 1 + Dp/Du (5) Assim é preferido que a geometria da broca de perfuração seja suficientemente próxima desta relação ideal, com a vantagem que o sistema perfura apenas no plano da face da ferramenta.

Quando o critério “sem percurso” é atingido com está discutido acima, um critério de desgaste e rasgamento mínimo na direção de azimute também é conseguido, uma vez que a broca está equilibrada em força nesta direção como pela equação (4).

No plano vertical a broca deveria também ser equilibrada em força ao mesmo tempo que inclinada no furo. A equação de projeto que consegue isto é apresentada seguindo a mesma abordagem como antes para o critério “sem percurso”.

Fazendo referência agora à Figura 6, dNu representa o aumento de força normal total que atua sobre os cortadores abaixo da linha de centro da seção de sub-fresagem 3 da broca associada com dFu na Figura 5a. A mesma relação pode ser definida para a seção piloto 1 entre dNp e dFp. Estas relações podem ser expressas como: dNu = K2u (estrutura de corte) x dFu (6) dNp = K2p (estrutura de corte) x dFp As forças dNu e dNp se aplicam em um ângulo com a linha de centro da broca. Este ângulo é governado pelo perfil da seção de broca. O componente lateral dessas forças pode ser expresso como: dNul = dNu x K3u (perfil de corte) (7) dNpl = dNp x K3p (perfil de corte) O critério de desgaste e rasgamento mínimo no plano vertical que é o plano de face da ferramenta é alcançado quando dNul = dNpl (8) e admitindo que a equação 3 é satisfeita, isto produz: K2u x K3u = K2p x K3p (9) No caso de estruturas de corte idênticas em termos de, por exemplo, tipo de elementos de corte e ângulos de saída traseiros, serem aplicados na seção piloto 1 e seção de sub-fresagem 3, este requisito se simplifica para: K3u = K3p (10) Os parâmetros Kl, K2, K3 para a seção de sub-fresagem 3 e seção piloto 1 podem ser calculados para um projeto de broca específico utilizando pacotes de software para cálculo de força na broca.

As configurações mostradas fornecem sistemas de perfuração dirigíveis relativamente econômicos, adequados para perfuração direcional acima do calibre. A necessidade por um estabilizador de carcaça de mancai é eliminada. A funcionalidade de tal estabilizador de carcaça de mancai é assumida pela seção de estabilização lateral 2 localizada entre a seção piloto 1 e a seção de sub-fresagem 3 da broca de perfuração. Isto tem diversas vantagens: - grandes forças de perfuração lateral que atuam sobre a seção de mancai de motor de lama PDM são eliminadas; - em modo de perfuração rotativo super-imposto o furo é apenas marginalmente superior ao calibre (da ordem de milímetros), de modo que consequentemente as ondulações formadas no furo ao comutar de modo rotativo para modo de perfuração deslizante, são mínimas; - espiralamento não irá ocorrer devido à pequena distância entre a seção de estabilização lateral e os elementos de corte do furo de broca, resultando em um furo de sondagem mais liso; - o sistema de perfuração permite brocas mais compridas sem afetar de maneira significativa as características de perfuração direcional do sistema; - o sistema de perfuração fornece uma técnica de perfuração direcional confiável, mesmo para operações de perfuração que envolvem um grande componente de sub-fresagem; - grandes cargas laterais sobre os mancais de um motor de lama PDM dirigível são eliminadas.

As configurações descritas acima servem apenas como exemplos não restritivos, Em particular a invenção também abrange brocas de perfuração de rolo cônico e brocas de perfuração híbridas que tem uma seção piloto de arraste e uma seção de sub-fresagem de rolo cônico ou vice-versa.

Claims (8)

1. Broca de perfuração para perfurar um furo de sondagem em um objeto, tendo um eixo longitudinal central e compreendendo: uma seção piloto (1) com um diâmetro de corte Dp para perfurar uma seção furo piloto do furo de sondagem no objeto; uma seção de sub-fresagem (3) com um diâmetro de corte D„ em uma posição seguinte em relação à seção piloto (1), o diâmetro de corte Du da seção de sub-fresagem (3) sendo maior do que o diâmetro de corte Dp da seção piloto (1); um eixo de conexão (4) que se estende entre a seção piloto (1) e a seção de sub-fresagem (3); e, uma seção de estabilização (2) localizada entre a seção piloto (1) e a seção de sub-fresagem (3), na qual a seção de estabilização (2) se ajusta dentro da seção furo piloto e é capaz de estabilizar lateralmente a broca de perfuração em relação ao objeto, ao mesmo tempo que permite rotação de no mínimo a seção piloto (1) em relação ao objeto, onde a seção de estabilização (2) e a seção piloto (1) são arranjadas substancialmente concentricainente, caracterizada pelo fato de que a seção piloto (1) é girãvel ao redor do eixo longitudinal central relativo à seção de estabilização (2), com a broca incluindo ainda um dispositivo de travamento para desabilitar de maneira seletiva rotação da seção piloto (1) ao redor do eixo longitudinal central em relação à seção de estabilização (2).

2. Broca de perfuração de acordo com a reivindicação 1. caracterizada pelo fato de que a rotação compreende a rotação ao redor do eixo longitudinal central da broca de perfuração.

3. Broca de perfuração de acordo com a reivindicação I, caracterizada pelo fato de que a rotação compreende a rotação ao redor de um eixo que se estende em direção lateral à broca de perfuração.

4. Broca de perfuração de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a seção piloto (1) é rotativa ao redor do eixo lateral em relação à seção de estabilização (2).

5. Broca de perfuração de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a seção piloto (1) e a seção de sub-fresagem (3) são conectadas de forma rígida uma com a outra por meio do eixo de conexão (4).

6. Broca de perfuração de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a seção de estabilização (2) se posiciona de tal modo que Li seja maior do que L2, onde: Li = distância entre o centro operacional da seção de estabilização (2) e o centro operacional da seção piloto (1); L2 = distância entre o centro operacional da seção de estabilização (2) e o centro operacional da seção de sub-fresagem (3).

7. Broca de perfuração de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o diâmetro de corte Dp da seção piloto (1) é maior do que metade do diâmetro de corte Du da seção de sub-fresagem (3), onde a seção de estabilização (2) é posicionada de tal modo que L2 é maior do que metade de Li.

8. Broca de perfuração de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a seção de estabilização (2) é posicionada de tal modo que a relação L2/L1 é substancialmente igual à relação Dp/Du.