BRPI0616445A2

BRPI0616445A2 - drilling column suspension

Info

Publication number: BRPI0616445A2
Application number: BRPI0616445-5A
Authority: BR
Inventors: Gregory Donald West; Roger Pfahlert
Original assignee: Flexidrill Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2011-06-21
Also published as: WO2007037704A1; KR20080053504A; US20100139912A1; ZA200802507B; EA200800944A1; TW200726900A; CA2623012A1; NZ542700A; CN101283159A; AU2006295513B2; EP1937929A1; AU2006295513A1; EA012662B1; JP2009510289A

Abstract

SUSPENSãO DE COLUNA DE PERFURAçãO. A presente invenção refere-se a um aparelho de perfuração vertical e/ou direcional no qual é provido um suporte flexível (bolsa de ar, dispositivo magnético ou similar) para uma cabeça vibratória e conjunto de motor que carrega a coluna de perfuração. Com a cabeça vibratória tendo um fuso a partir do qual a vibração não é diretamente retirada e com o suporte flexível permitindo a retração em um modo direcional, propicia-se diversas vantagens.DRILLING COLUMN SUSPENSION. The present invention relates to a vertical and / or directional drilling apparatus in which a flexible support (air bag, magnetic device or the like) is provided for a vibrating head and motor assembly that carries the drilling column. With the vibrating head having a spindle from which the vibration is not directly removed and with the flexible support allowing retraction in a directional mode, several advantages are provided.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SUSPEN-SÃO DE COLUNA DE PERFURAÇÃO".Descriptive Report of the Invention Patent for "SUSPENSION OF DRILLING COLUMN".

A presente invenção refere-se a um aparelho de perfuração e,em particular, a uma suspensão de coluna de perfuração de um aparelhopara perfuração no solo. No relatório descritivo do documento de patentePCT/NZ04/000128, são apresentadas diversas opções para um aparelhovibrador para uso em perfuração com uma cabeça vibratória. O conteúdo docitado relatório descritivo é incluído ao presente documento à guisa de refe-rência.The present invention relates to a drilling apparatus and, in particular, to a drilling column suspension of a ground drilling rig. In the descriptive report of patent document PCT / NZ04 / 000128, various options are presented for a vibrator for drilling with a vibrating head. The documented content descriptive report is included in this document by way of reference.

Muitos aparelhos vibradores se baseiam na rotação de um ex-cêntrico. Outros se baseiam em dispositivos pneumáticos e/ou hidráulicos afim de movimentar de maneira alternativa um pistão que provê uma saídadireta de saída vibracional. Tais estruturas, no entanto, ainda descritas paramuitos usos finais, possuem um aspecto inferior no sentido de que, quandoo dispositivo ao qual o pistão de saída é fixado atola, é difícil garantir um re-começo da saída vibracional como uma conseqüência da recusa do própriopistão em se movimentar com relação ao seu cilindro ou equivalente. Talseria o caso do aparelho do documento PCT/NZ2003/000158 (publicadocomo WO 2004/009298) da Bantry Limited.Many vibrating devices are based on the rotation of a former centric. Others rely on pneumatic and / or hydraulic devices to alternatively move a piston providing direct vibrational output. Such structures, however, still described for many end uses, have an inferior aspect in that, when the device to which the output piston is attached jams, it is difficult to guarantee a restart of the vibrational output as a consequence of the refusal of the piston itself. moving relative to its cylinder or equivalent. That would be the case with the apparatus of Bantry Limited PCT / NZ2003 / 000158 (published as WO 2004/009298).

A presente invenção, em alguns aspectos, reconhece uma van-tagem significativa de ser derivada a partir do ponto de vista de um iníciovibracional e/ou do ponto de vista de sintonização independente de como oaparelho é montado. Isto surge do fato de ter sido determinado que um fusosem uma saída direta para o aparelho a ser vibrado pode ser suficiente porsi só sem impactar sólido com sólido (quer em conjunto com dispositivosmagnéticos, hidráulicos e/ou pneumáticos, ou não) a fim de prover uma saí-da necessária da estrutura de contenção de um fuso (por exemplo, o aloja-mento de um fuso, um complemento de ponta de um fuso ou ambos oscomplementos de ponta do fuso). Exemplos incluem algumas formas de ca-beça vibratória apresentadas no documento PCT/NZ2003/0001128 (publica-do como WO 2004/113668), no documento PCT/NZ2005/000047 (publicadocomo WO 2005/087393), e no ^documento PCT/NZ2005/000329 (publicadocomo WO 2006/065155).The present invention, in some aspects, recognizes a significant advantage to be derived from the point of view of a vibrational onset and / or from the point of view of tuning regardless of how the apparatus is assembled. This arises from the fact that it has been determined that a spindle without a direct output to the apparatus to be vibrated can be sufficient by itself without impacting solid with solid (whether in conjunction with magnetic, hydraulic and / or pneumatic devices or not) to provide a required output from the spindle containment structure (for example, the housing of a spindle, a spindle tip complement, or both spindle tip complements). Examples include some forms of vibrating head presented in PCT / NZ2003 / 0001128 (published as WO 2004/113668), in PCT / NZ2005 / 000047 (published as WO 2005/087393), and in PCT / NZ2005 / 000329 (published as WO 2006/065155).

A presente invenção, em alguns aspectos, reconhece pelo me-nos um dentre o seguinte como desejável independente da forma da cabeçavibratória:The present invention, in some respects, recognizes at least one of the following as desirable regardless of the shape of the vibration head:

- capacidade de perfurar a uma profundidade maior;- ability to drill to a greater depth;

- facilidade na retirada da broca;- ease of removal of the drill bit;

- facilidade nos reinícios de perfuração;- ease of drilling restarts;

- facilidade na perfuração vibracional;- ease in vibrational drilling;

- facilidade na perfuração direcional.- ease of directional drilling.

A presente invenção ainda ou alternativamente vê uma vantagemno suporte manuseável da ou na estrutura de modo a suportar de maneiraflexível uma cabeça vibratória. É na cabeça vibratória que comprimentos decoluna de perfuração são adicionados. A montagem ou suporte flexível, vanta-josamente, permite graus de liberdade da cabeça vibratória em movimentosem destruir o suporte ou estrutura, o que já, portanto, confere (a) um benefí-cio à perfuração, a capacidade de perfurar em maior profundidade, um bene-fício às situações de início, reinicio e/ou retirada e/ou (b) um benefício à dura-bilidade do aparelho e/ou simplicidade sobre outras cabeças vibratórias sus-pensas ou qualquer coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e, de prefe-rência, a capacidade de orientar a mesma para uma perfuração direcional.The present invention further or alternatively sees an advantage in the manageable support of the or structure to flexibly support a vibrating head. It is on the vibrating head that drill column lengths are added. Advantageously, the flexible mounting or bracket allows degrees of freedom of the vibrating head in motion to destroy the bracket or structure, which thus already gives (a) a benefit to drilling, the ability to drill deeper, a benefit to start-up, restart and / or withdrawal situations and / or (b) a benefit to the durability of the apparatus and / or simplicity over other suspended vibration heads or any drill string fixed or to be fixed, and preferably the ability to orient it to a directional drilling.

A presente invenção reconhece ainda outro benefício de um su-porte flutuante ou flexível para a cabeça vibratória fixada ou fixável a umacoluna de perfuração especialmente quando há um suporte flutuante ou fle-xível do peso da cabeça vibratória e/ou coluna de perfuração e um alojamen-to da cabeça vibratória e/ou suporte de coluna de perfuração àquele suporteflutuante ou flexível, por um outro meio flexível. Embora tal suporte flutuantee/ou flexível possa se basear totalmente ou em parte ao gás ou ao gás con-finado, o mesmo pode ser aperfeiçoado ou ainda ser substituído em funçãode outras limitações de matéria flutuante ou flexível, por exemplo, limitaçõesmagnéticas. Encontra-se, portanto, dentro do âmbito da presente invençãoabranger estas outras formas.The present invention further recognizes yet another benefit of a floating or flexible vibrating head support attached or attachable to a drilling column especially when there is a floating or flexible vibratory head and / or drilling column weight support and a housing. -to the vibrating head and / or drill stand support to that floating or flexible support by another flexible means. While such a flotant / or flexible support may be based wholly or in part on gas or the finished gas, it may be refined or may be substituted for other floating or flexible matter limitations, for example magnetic limitations. It is therefore within the scope of the present invention to encompass these other forms.

Freqüentemente, a perfuração é de um tipo no qual a coroa cor-tante, ou pelo menos conexões da coluna de perfuração, se apertam emuma direção e se afrouxam em outra direção. Freqüentemente, ocorre tam-bém o uso de uma coroa cortante que tem alguma medida de assimetria,permitindo, assim, uma medição do controle direcional. Tal controle direcio-nal basicamente se baseia em uma variação de um movimento rotacionalcompleto da coroa cortante (o que não oferece nenhum controle de direção)para uma rotação limitada para frente e para trás a fim de construir uma as-simetria na rocha resistente de tal modo que o impulso dianteiro da colunade perfuração e da coroa cortante provoque um desvio controlado. Tais ca-racterísticas de perfuração direcionais são bem-conhecidas e são apresen-tadas à guisa de exemplo no documento PCT/NZ98/00055 (publicado comoW098/50667).Frequently, perforation is of a type in which the dyeing crown, or at least drill string connections, tighten in one direction and loosen in the other direction. Often, there is also the use of a cutting crown that has some measure of asymmetry, thus allowing a measurement of directional control. Such directional control is basically based on a variation of a complete rotational movement of the cutting crown (which offers no direction control) to limited forward and reverse rotation to construct asymmetry in the sturdy rock of such so that the forward thrust of the piercing column and the cutting crown causes a controlled deviation. Such directional drilling characteristics are well known and are presented by way of example in PCT / NZ98 / 00055 (published as WO98 / 50667).

Determinou-se que onde existe um suporte flexível ou flutuante,existe um prospecto de descarga de pressão para a coluna de perfuração esua coroa cortante (quer a saída vibracional seja contínua ou descontínua)por meio da pressurização com um fluido mecânico apropriado ou outra en-trada (mecânica ou de outro tipo) para o suporte flutuante ou flexível do pe-so. Quando não há tal descarga, poderá haver uma rotação ou pressão limi-tada sobre a face da rocha (com ou sem entrada vibracional) e pode haveruma rotação limitada na outra direção, uma vez que há descarga de pressão(ao afetar o suporte flutuante ou flexível) de tal modo que haja uma tendên-cia menor de se desfazer qualquer conexão na coluna de perfuração. Porexemplo, quando a direção de rotação normal para uma perfuração é nosentido horário, pode haver uma descarga de pressão durante uma rotaçãoanti-horária parcial após uma rotação horária parcial pressurizada.It has been determined that where there is a flexible or floating support, there is a pressure discharge prospect for the drill string and its cutting crown (whether the vibrational output is continuous or discontinuous) by pressurizing with an appropriate mechanical fluid or otherwise. (mechanical or otherwise) to the floating or flexible When there is no such discharge, there may be limited rotation or pressure on the rock face (with or without vibrational input) and there may be limited rotation in the other direction as pressure discharge (affecting the floating support or flexible) such that there is less tendency to break any connection in the drill string. For example, when the normal direction of rotation for a hole is clockwise, pressure may discharge during a partial hourly rotation after a pressurized partial hourly rotation.

É aos aspectos abaixo que a presente invenção também se refere.It is to the aspects below that the present invention also relates.

Em um aspecto, a presente invenção é um aparelho de perfura-ção compreendendo ou incluindo:In one aspect, the present invention is a drilling apparatus comprising or including:

- uma estrutura de suporte;- a support structure;

- uma cabeça vibratória;- a vibrating head;

- um primeiro suporte vibratório responsivo direta ou indireta-mente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente carre-gar a cabeça vibratória,- a first responsive vibrating support directly or indirectly from the support structure in order to directly or indirectly load the vibrating head,

- um segundo suporte vibratório responsivo direta ou indireta-mente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente pren-der a cabeça vibratória no dito primeiro suporte vibratório responsivo,- a second responsive vibrating support directly or indirectly from the support structure in order to directly or indirectly fasten the vibrating head to said first responsive vibrating support,

- uma coluna de perfuração direta ou indiretamente carregadapela cabeça vibratória, a dita coluna de perfuração opcionalmente tendo umacoroa cortante, e- a drilling column directly or indirectly charged by the vibrating head, said drilling column optionally having a cutting crown, and

- um motor ou motores para direta ou indiretamente girar a colu-na de perfuração ou qualquer coroa cortante opcional.- an engine or motors for directly or indirectly rotating the drill string or any optional cutting crown.

De preferência, a dita cabeça vibratória é suportada em balançosobre o dito primeiro suporte vibratório responsivo a partir da dita estruturade suporte.Preferably, said vibrating head is supported on swings on said first responsive vibrating support from said support structure.

Opcionalmente, o dito primeiro suporte vibratório responsivo in-clui um reservatório flexível de fluido.Optionally, said first responsive vibratory support includes a flexible fluid reservoir.

Opcionalmente, o dito primeiro suporte vibratório responsivo in-clui uma interação magnética repulsiva.Optionally, said first responsive vibratory support includes a repulsive magnetic interaction.

Opcionalmente, o dito segundo suporte vibratório responsivo in-clui um reservatório flexível de fluido.Optionally, said second responsive vibratory support includes a flexible fluid reservoir.

Opcionalmente, o dito segundo suporte vibratório responsivo in-clui uma interação magnética repulsiva.Optionally, said second responsive vibratory support includes a repulsive magnetic interaction.

De preferência, a dita estrutura de suporte inclui uma estrutura apartir da qual uma conexão do tipo cartola invertida da cabeça vibratória ésuspensa entre os ditos primeiro e segundo suportes vibratórios responsi-vos. Opcionalmente, a cabeça vibratória pende a partir de sua chapa subs-tancialmente horizontal ou par de chapas substancialmente horizontais e osuporte tem respectivamente um par de chapas substancialmente horizon-tais ou uma chapa substancialmente horizontal respectiva de tal modo quepossa existir interação(coes) flexível(is) tanto acima como abaixo de umachapa única substancialmente horizontal.Preferably, said support structure includes a structure from which an inverted top hatch connection of the vibrating head is suspended between said first and second responsive vibrating supports. Optionally, the vibrating head hangs from its substantially horizontal plate or pair of substantially horizontal plates and the holder respectively has a substantially horizontal pair of plates or a respective substantially horizontal plate such that there may be flexible interaction (cohesive) ( is) both above and below a substantially horizontal single sheet.

De preferência, uma coroa cortante se encontra presente.Preferably, a cutting crown is present.

De preferência, a dita coroa cortante é uma coroa cortante deum tipo que permite uma perfuração direcional.Preferably, said cutting crown is a cutting crown of a type which allows for directional drilling.

De preferência, o dito motor ou motores podem girar a coluna deperfuração e, desta forma, qualquer coroa cortante, a 360°.Preferably, said motor or motors may rotate the drill string and thus any cutting crown 360 °.

De preferência, o dito motor ou motores podem também girar acoluna de perfuração e, desta forma, a coroa cortante, por menos que 360°antes de sua inversão de direção.Preferably, said motor or motors may also rotate the drill bit and thus the cutting crown for less than 360 ° prior to its direction reversal.

De preferência, pelo menos o dito primeiro suporte vibratórioresponsivo é capaz de ser modificado de modo a levantar a cabeça vibrató-ria e, desta forma, a coluna de perfuração e uma coroa cortante de perfura- ção direcional.Preferably, at least said first responsive vibratory support is capable of being modified to lift the vibratory head and thereby the drill string and a directional drill cutting crown.

Opcionalmente, quando pelo menos o primeiro suporte vibratórioresponsivo é ou foi modificado, o motor ou motores conseguem girar, ou sãosincronizados para girar, a coluna de perfuração e, desta forma, a coroa cor-tante em uma direção oposta que é girada ao se perfurar a 360° ou quandoé girada em menos de 360°Com a finalidade de uma perfuração direcional.Optionally, when at least the first responsive vibratory support is or has been modified, the motor or motors can rotate, or are synchronized to rotate, the drill string and thus the crown in an opposite direction which is rotated when drilling. 360 ° or when rotated less than 360 ° For the purpose of directional drilling.

Em um outro aspecto, a invenção é um aparelho de perfuraçãocompreendendo ou incluindo:In another aspect, the invention is a drilling apparatus comprising or including:

- uma estrutura de suporte;- a support structure;

- uma cabeça vibratória;- a vibrating head;

- pelo menos um suporte vibratório responsivo direta ou indire-- at least one direct or indirect responsive vibrating support

tamente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente car-regar a cabeça vibratória;directly from the support structure in order to directly or indirectly charge the vibrating head;

- uma coluna de perfuração direta ou indiretamente carregadapela cabeça vibratória, a dita coluna de perfuração tendo opcionalmente umacoroa cortante;a drilling column directly or indirectly loaded by the vibrating head, said drilling column optionally having a cutting crown;

- um motor ou motores para direta ou indiretamente girar a colu-na de perfuração ou qualquer coroa cortante opcional;- an engine or motors for directly or indirectly rotating the drill string or any optional cutting crown;

- em que pelo menos o dito primeiro suporte vibratório responsi-vo pode ser modificado no sentido de levantar a cabeça vibratória e, destaforma, a coluna de perfuração e uma coroa cortante de perfuração direcio-nal; eâ € ƒâ € ƒâ € ƒwherein at least said first responsive vibrating support can be modified to raise the vibrating head and thereby the drill string and a directional drill cutting crown; and

- em que, quando pelo menos o primeiro suporte vibratório res-ponsivo é ou foi modificado, o motor ou motores conseguem girar, ou sãosincronizados para girar, a coluna de perfuração e, desta forma, a coroa cor-tante em uma direção oposta na qual gira ao perfurar a 360° ou quando giramenos de 360°Com a finalidade de uma perfuração direcional.- where, when at least the first responsive vibratory support is or has been modified, the motor or motors are able to rotate, or are synchronized to rotate, the drill string and thus the cutting crown in an opposite direction in the which rotates when drilling at 360 ° or when rotating 360 ° For the purpose of directional drilling.

De preferência, a dita cabeça vibratória é suportada em balançosobre e/ou pelo dito pelo menos um suporte vibratório responsivo a partir dadita estrutura de suporte.Preferably, said vibrating head is supported on swings on and / or said at least one responsive vibrating support from said support structure.

Opcionalmente, o dito pelo menos um suporte vibratório respon-sivo inclui um reservatório flexível de fluido.Optionally, said at least one responsive vibratory support includes a flexible fluid reservoir.

Opcionalmente, o dito pelo menos um suporte vibratório respon-sivo inclui uma interação magnética repulsiva.Optionally, said at least one responsive vibratory support includes a repulsive magnetic interaction.

De preferência, a dita estrutura de suporte inclui uma estrutura apartir da qual uma conexão do tipo cartola invertida da cabeça vibratória ésuspensa entre os ditos primeiro e segundo suportes vibratórios responsi-vos. Opcionalmente, a cabeça vibratória pende a partir de sua chapa subs-tancialmente horizontal ou par de chapas substancialmente horizontais e osuporte tem respectivamente um par de chapas substancialmente horizon-tais ou uma chapa substancialmente horizontal respectiva de tal modo quepossa existir uma interação flexível tanto acima como abaixo da chapa únicasubstancialmente horizontal.Preferably, said support structure includes a structure from which an inverted top hatch connection of the vibrating head is suspended between said first and second responsive vibrating supports. Optionally, the vibrating head hangs from its substantially horizontal plate or pair of substantially horizontal plates and the holder respectively has a substantially horizontal pair of plates or a respective substantially horizontal plate such that there may be a flexible interaction both above and below. below the single plate substantially horizontal.

De preferência, uma coroa cortante se encontra presente, e acoroa cortante é de um tipo que permite uma perfuração direcional.Preferably, a cutting crown is present, and the cutting crown is of a type that allows for directional drilling.

Em um outro aspecto, a presente invenção é o uso de um apa-relho de perfuração tendo um suporte flutuante ou flexível para uma cabeçavibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfuração, a qual a presenteinvenção se refere.In another aspect, the present invention is the use of a perforation apparatus having a floating or flexible support for a vibratory head attached or attachable to a perforation column to which the present invention relates.

O suporte flutuante ou flexível, de preferência, inclui algum su-porte de peso gasoso .e/ou magnético e, de preferência, alguma limitaçãogasosa e/ou magnética a tal suporte de peso. De preferência, a limitação épara uma migração lateral.De preferência, há uma restrição flexível sobre um ou ambos oslimites para um tempo de fuso, isto é, nenhuma percussão.The floating or flexible support preferably includes some gaseous and / or magnetic weight bearing and preferably some gas and / or magnetic limitation to such weight bearing. Preferably, the limitation is for lateral migration. Preferably, there is a flexible restriction on one or both limits for a spindle time, i.e. no percussion.

De preferência, há uma restrição flexível sobre o movimento dacabeça vibratória com relação ao seu suporte.Preferably, there is a flexible restriction on the vibratory head movement with respect to its support.

De preferência, há um suporte flexível do peso do aparelho vi-brador e de qualquer coluna de perfuração conectada.Preferably, there is a flexible support for the weight of the winder and any connected drill string.

De preferência, há um motor para girar a coluna de perfuraçãoindependentemente do movimento de rotação ou falta de rotação de parteou todo o aparelho vibrador.Preferably, there is a motor for rotating the drill string regardless of the rotational movement or lack of rotation of part or the entire vibrator apparatus.

De preferência, há uma montagem de suporte do tipo cartola afim de balançar a cabeça vibratória.Preferably, there is a top hat-type support assembly for swinging the vibrating head.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração compreendendo:In another aspect, the present invention is a drilling apparatus comprising:

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração;- a vibrating head fixed or attachable to a drill string;

- um suporte; e- a support; and

- pelo menos um reservatório de fluido reconfigurável (por e-xemplo, flexível) (por exemplo, uma bolsa de ar flexível) a fim de carregar eainda limitar a cabeça vibratória ao suporte,- at least one reconfigurable (e.g. flexible) fluid reservoir (eg a flexible air pocket) for loading and further limiting the vibrating head to the holder,

- em que a interação da cabeça vibratória, do suporte e do pelomenos um reservatório de fluido reconfigurável tem o efeito de carregar opeso da coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e ainda permitir certaliberdade de movimento da cabeça vibratória com relação ao suporte tantolongitudinal como lateralmente do eixo geométrico da coluna de perfuração.- wherein the interaction of the vibrating head, holder and pelmenos with a reconfigurable fluid reservoir has the effect of carrying the weight of the fixed or to be fixed drilling column, and still permits the freedom of movement of the vibrating head with respect to the tantolongitudinal support as laterally from the geometry axis of the drill string.

De preferência, há pelo menos dois reservatórios.Preferably, there are at least two reservoirs.

De preferência, o fluido de pelo menos um reservatório é um gás(por exemplo, ar).Preferably, the fluid from at least one reservoir is a gas (e.g. air).

De preferência, pelo menos um, ou, de preferência, vários outodos os reservatórios é uma bolsa de gás.Preferably at least one or, preferably, several other reservoirs is a gas pocket.

De preferência, o suporte é uma estrutura.Preferably, the support is a structure.

De preferência, a maior parte da cabeça vibratória (quando o ei-xo geométrico de broca é vertical) fica abaixo dos reservatórios.De preferência, o suporte longitudinal permite uma liberdade demovimento maior do que o suporte lateral, porém não necessariamente.Preferably most of the vibrating head (when the drill shaft is vertical) is below the reservoirs. Preferably, the longitudinal support allows greater freedom of movement than the lateral support, but not necessarily.

De preferência, a cabeça vibratória inclui um fuso.Preferably, the vibrating head includes a spindle.

De preferência, independente de como o fuso consegue se mo-vimentar em vaivém, existe:Preferably, regardless of how the spindle can move in and out, there is:

a) de preferência, uma saída vibracional não diretamente do fuso,a) preferably a vibrational output not directly from the spindle,

b) o fuso de preferência faz um movimento alternativo,b) the spindle preferably makes an alternative movement,

c) o fuso de preferência incide em cada fim de seu tempo sobreuma estrutura flexível,c) the spindle preferably focuses at each end of its time on a flexible structure,

d) uma ou cada estrutura flexível pode ser uma bolsa de gás,d) one or each flexible structure may be a gas pocket,

e) a estrutura flexível, de preferência, pode variar em caráter demodo a afetar o tempo por meio de uma variação de um fluido ou suprimentode gás,e) the flexible structure preferably may vary in such a way as to affect time by varying a fluid or gas supply;

f) a saída vibracional não é de uma estrutura flexível, mas simatravés de uma estrutura flexível,(f) the vibrational output is not of a flexible structure but rather of a flexible structure;

g) o fuso pode ou não girar sobre o seu eixo geométrico de tempo.g) the spindle may or may not rotate about its time axis.

De preferência, a saída vibracional da cabeça vibratória para acoluna de perfuração é através de uma transição de um componente nãorotativo porém vibratório direta ou indiretamente para um componente rotati-vo (por exemplo, conectável ou que faz parte da coluna de perfuração).Preferably, the vibrational output of the vibrating head to the drill string is by a transition from a non-rotating but vibrating component directly or indirectly to a rotating component (e.g., pluggable or forming part of the drill string).

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfuração;- a vibrating head fixed or attachable to a drill string;

- um suporte;- a support;

- pelo menos uma bolsa de gás interposta entre as peças da ca-beça vibratória e do suporte, como uma primeira interação, a fim de carregaro peso da cabeça vibratória e o ou qualquer coluna de perfuração fixada; e- at least one gas pocket interposed between the vibrating head and holder parts as a first interaction to carry the weight of the vibrating head and the or any fixed drill string; and

- pelo menos uma bolsa de gás interposta entre o suporte e pe-ças da cabeça vibratória, como uma segunda interação, a fim de limitar acabeça vibratória com relação ao suporte por meio do qual a dita primeirainteração não se perde totalmente durante qualquer parte do ciclo vibracio-nal da cabeça vibratória.- at least one gas pocket interposed between the support and parts of the vibrating head, as a second interaction, in order to limit vibratory end with respect to the support whereby said first alternation is not completely lost during any part of the cycle. vibration of the vibrating head.

De preferência, as peças da cabeça vibratória são interpostasentre as limitações de topo e de fundo providas pelo dito suporte, e pelo me-nos uma bolsa de ar é interposta acima das peças e abaixo de uma limita-ção, e pelo menos uma bolsa de ar é interposta abaixo das peças e acimada outra limitação.Preferably, the vibrating head parts are interposed between the top and bottom limitations provided by said support, and at least one air pocket is interposed above the parts and below a limitation, and at least one air pocket. air is interposed below the parts and above the other limitation.

De preferência, a maior parte da cabeça vibratória fica abaixoda(s) dita(s) peça(s).Preferably, most of the vibrating head is lower than said piece (s).

A disposição é tal de modo a prover liberdade de movimento dacabeça vibratória e é carregada ou deve ser carregada com uma coluna deperfuração com relação ao suporte, e ainda pode, responsiva ao peso, pola-rizar para uma condição de referência da cabeça vibratória com relação aosuporte.The arrangement is such as to provide freedom of movement of the vibrating head and is loaded or must be loaded with a perforation column with respect to the support, and may even, responsive to weight, polarize to a reference condition of the vibrating head with respect to Support.

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração, a cabeça vibratória tendo no sentido lateral do eixo geométrico Iongi-tudinal definido, ou a ser definido, pela coluna de perfuração, uma ou maissaliências de modo a definir pelo menos uma superfície superior e pelo me-nos uma superfície inferior;- a vibrating head fixed or attachable to a drilling column, the vibrating head having in the lateral direction of the longitudinal axis defined, or to be defined by the drilling column, one or more projections to define at least one upper surface and at least a lower surface;

- uma estrutura de suporte para a cabeça vibratória;- a support structure for the vibrating head;

- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície superior; eat least one gas pocket for acting between the structure and adding at least one upper surface; and

- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície inferior.at least one gas pocket for acting between the structure and adding at least one lower surface.

De preferência, a cabeça vibratória tem para uma limitação fle-xível (por exemplo, bolsa de gás ou similar) em cada extremidade de umtempo de fuso e uma montagem flexível (por exemplo, bolsa de gás ou simi-lar) da própria cabeça vibratória a partir de um suporte ou estrutura.Preferably, the vibrating head has for a flexible limitation (e.g. gas pocket or the like) at each end of a spindle time and a flexible mounting (e.g. gas pocket or the like) of the vibrating head itself from a support or structure.

De preferência, tanto a superfície superior como a superfície in-ferior são mais próximas do topo do que do fundo da cabeça vibratória.Preferably, both the upper surface and the lower surface are closer to the top than to the bottom of the vibrating head.

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu- ração;- a vibrating head attached to or fixed to a drill string;

- um suporte; e- a support; and

- em que (I) a cabeça vibratória tem um fuso flexível limitado emseu tempo pelo menos em parte por um meio flexível, e (II) a cabeça vibrató-ria é suportada de maneira flexível pelo suporte; eâ € ƒâ € ƒâ € ƒwherein (I) the vibrating head has a flexible spindle limited in time at least in part by a flexible means, and (II) the vibrating head is flexibly supported by the support; and

- em que o suporte através da cabeça vibratória suportada demaneira flexível é adaptado para carregar o peso de, ou suportar a inérciade ou um momento da coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e aindapermitir certa liberdade de movimento da cabeça vibratória com relação aosuporte tanto longitudinal como lateralmente do eixo geométrico de colunade perfuração.- wherein the support through the vibration head is so flexible that it is adapted to carry the weight of, or withstand the inertia or momentum of the fixed or to be fixed drill string, and yet to allow some freedom of movement of the vibratory head with respect to both the support. longitudinally as well as laterally of the perforation column geometric axis.

De preferência, existem pelo menos dois reservatórios de umfluido de modo a prover um suporte flexível da cabeça vibratória.Preferably, there are at least two fluid reservoirs to provide a flexible support of the vibrating head.

De preferência, o fluido em pelo menos um reservatório é umgás (por exemplo, ar).Preferably, the fluid in at least one reservoir is a gas (e.g. air).

De preferência, pelo menos um e, de preferência, vários ou to-dos os reservatórios são uma bolsa de gás.Preferably at least one and preferably several or all reservoirs are a gas pocket.

De preferência, a maior parte da cabeça vibratória (quando o ei-xo geométrico de broca é vertical) fica abaixo dos reservatórios.Preferably most of the vibrating head (when the drill bit axis is vertical) is below the reservoirs.

De preferência, o suporte longitudinal permite uma liberdade demovimento maior que o suporte lateral, mas não necessariamente.Preferably, the longitudinal support allows greater freedom of movement than the lateral support, but not necessarily.

De preferência, a limitação flexível do fuso é um reservatório deum fluido no fim do fuso quando em um limite de um tempo.Preferably, the flexible spindle limitation is a reservoir of a fluid at the end of the spindle when within a time limit.

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração;- um suporte;- a vibrating head fixed or fixed to a drilling column - a support;

- um meio flexível (por exemplo, de preferência, pelo menosuma bolsa de gás interposta entre as peças da cabeça vibratória e do supor-te), como uma primeira interação, a fim de carregar o peso da cabeça vibra-tória e o ou qualquer coluna de perfuração fixada; ea flexible means (e.g., preferably at least one gas pocket interposed between the vibrating head and supporting parts) as a first interaction in order to carry the weight of the vibrating head and the or any other fixed drill string; and

- um meio flexível, como uma segunda interação, (de preferên-cia para limitar a cabeça vibratória com relação ao suporte), por meio doqual a dita primeira interação (de preferência) não se perde totalmente du-rante nenhuma parte do ciclo vibracional da cabeça vibratória.- a flexible medium, such as a second interaction (preferably to limit the vibrating head with respect to the support), whereby said first interaction (preferably) is not completely lost during any part of the vibrational cycle of the vibration head. vibrating head.

De preferência, a cabeça vibratória inclui um fuso limitado demaneira flexível a um tempo.Preferably, the vibrating head includes a limited spindle that is very flexible at one time.

De preferência, as peças da cabeça vibratória são interpostasentre as limitações de topo e de fundo providas pelo dito suporte, e pelo me-nos uma bolsa de ar é interposta acima das peças (por exemplo, como umaopção do dito meio flexível) e abaixo de uma limitação, e pelo menos umabolsa de ar é interposta abaixo das peças e acima da outra limitação.Preferably, the vibrating head parts are interposed between the top and bottom limitations provided by said support, and at least an air pocket is interposed above the parts (for example, as an option of said flexible medium) and below. a limitation, and at least one airbag is interposed below the parts and above the other limitation.

Outras opções existem para o meio flexível, incluindo uma mola,um fluido compressível em um reservatório de volume variável, um fluidonão compressível ou compressível, ou ambos," em uma bolsa, fole, ou qual-quer outra contenção de geometria variável, resiliente ou de outra forma.Other options exist for flexible media, including a spring, a compressible fluid in a variable volume reservoir, a non-compressible or compressible fluid, or both, "in a pouch, bellows, or any other resilient or variable geometry containment. otherwise.

A disposição é tal de modo a prover liberdade de movimento dacabeça vibratória e é carregada ou deve ser carregada com uma coluna deperfuração com relação ao suporte, e ainda pode, reagindo ao peso, polari-zar para uma condição de referência da cabeça vibratória com relação aosuporte.The arrangement is such as to provide freedom of movement of the vibrating head and is loaded or must be loaded with a perforation column with respect to the support, and may further, reacting to weight, polarize to a reference condition of the vibrating head with respect to Support.

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração, a cabeça vibratória tendo no sentido lateral do eixo geométrico longi-tudinal definido, ou a ser definido, pela coluna de perfuração, uma ou maissaliências de modo a definir pelo menos uma superfície superior e pelo me-nos uma superfície inferior;- a vibrating head fixed or attachable to a drilling column, the vibrating head having in the lateral direction of the longitudinal axis defined, or to be defined by the drilling column, one or more projections to define at least one upper surface and at least a lower surface;

- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície inferior;- at least one gas pocket for acting between the structure and adding at least one lower surface;

- em que a cabeça vibratória possui um motor rotacional de co-luna de perfuração em ou adjacente a sua condição para uma coluna de per-furação.- wherein the vibrating head has a rotary drilling column motor in or adjacent to its condition for a drilling column.

Em uma modalidade particularmente preferida da presente in-venção, de preferência o aparelho é um aparelho de perfuração vibracionalcompreendendo:In a particularly preferred embodiment of the present invention, preferably the apparatus is a vibrational drilling apparatus comprising:

- uma cabeça vibratória tendo um fuso, ainda uma saída vibra-cional não diretamente a partir do fuso;a vibrating head having a spindle, yet a vibrational outlet not directly from the spindle;

- um suporte manuseável a partir do qual a cabeça vibratória émontada de modo a vibrar de maneira flexível sob a ação do fuso;- a manageable support from which the vibrating head is mounted to flex flexibly under the action of the spindle;

- um mancai suportado a partir da saída vibracional da cabeçavibratória, e um conector de coluna de perfuração carregado pelo mancai;a bearing supported from the vibratory output of the vibratory head, and a drill column connector carried by the bearing;

- um motor rotacional para o conector de coluna de perfuração.- a rotational motor for the drill string connector.

De preferência," o motor rotativo do conector de coluna de perfu-ração é de uma transmissão flexível de um motor ou outra fonte de força(por exemplo, combustível, hidráulico, pneumático, elétrico, ou similares.Preferably, the rotary motor of the drill string connector is from a flexible transmission of an engine or other power source (e.g., fuel, hydraulic, pneumatic, electric, or the like.

De preferência, o motor flexível é de uma correia capaz de pro-ver uma transmissão rotativa tendo certa capacidade de redução de trans-missão de choque do conector de coluna de perfuração para o suporte, eainda capaz de permitir o movimento vibracional do conector de coluna deperfuração através do mancai da saída.Preferably, the flexible motor is of a belt capable of providing a rotary transmission having some shock transmission reduction capability from the drill column connector to the bracket, and still capable of vibrational movement of the column connector. perforation through the outlet bearing.

Opcionalmente, não há como garantir que a provisão de um flui-do pressurizado externamente como o único meio para aumentar o movi-mento do fuso ao ser introduzido de modo a pressurizar sem mais eventoentre uma estrutura complementar e o dito fuso.A presente invenção consiste ainda em um aparelho vibradorcapaz de prover uma saída vibracional, o dito aparelho compreendendo ouincluindo:Optionally, there is no guarantee that the provision of an externally pressurized fluid as the only means for increasing spindle movement when introduced so as to pressurize without further event between a complementary structure and said spindle. further in a vibrating apparatus capable of providing a vibrational output, said apparatus comprising or including:

- um fuso capaz de fazer um movimento de vaivém reproduzívelsobre um eixo geométrico ou local de fuso entre a primeira e a segunda es-truturas complementares;a spindle capable of making a reciprocating reciprocating motion about a geometrical axis or spindle location between the first and second complementary structures;

- um motor para girar o fuso sobre pelo menos parte do eixo ge-ométrico ou local de fuso; e- a motor for turning the spindle on at least part of the geometry axis or spindle location; and

- regiões de interação magnéticas sobre cada dentre pelo me-nos uma estrutura complementar e fuso, por meio do que a rotação do fusotem o efeito de submeter o fuso a forças de indução de fuso que são alterna-tivamente forças atrativas ou repulsivas entre a ou uma estrutura comple-mentar e o fuso; e- magnetic interaction regions on each of the at least one complementary structure and spindle, whereby the rotation of the fusotem has the effect of subjecting the spindle to spindle inducing forces which are alternatively attractive or repulsive forces between or a complementary structure and the spindle; and

- em que a saída da vibração é de uma ou outra, ou ambas,dentre as ditas estruturas complementares e não diretamente do próprio fuso.- wherein the vibration output is from one or the other or both of said complementary structures and not directly from the spindle itself.

De preferência, pelo menos um, algum ou todos dentre o se-guinte é incluído:Preferably at least one, any or all of the following is included:

- limitação flexível sobre um (ou ambos) limite(s) de um ou dotempo de fuso;- flexible limitation on one (or both) limit (s) of one or both spindle times;

- limitação flexível sobre o movimento do aparelho vibrador comrelação ao seu suporte;- flexible limitation on the movement of the vibrator apparatus with respect to its support;

- suporte flexível do peso do aparelho vibrador e de qualquer co-luna de perfuração conectada;- Flexible support of the weight of the vibrator and any connected drill string;

- um motor para girar a coluna de perfuração independente domovimento de rotação ou falta de rotação de parte ou todo o aparelho vibrador;an engine for rotating the drill string independent of rotation or lack of rotation of part or all of the vibrating apparatus;

- uma montagem de suporte do tipo cartola para balançar a ca-beça vibratória. De preferência, isto envolve a cabeça vibratória que pendede sua chapa substancialmente horizontal ou par de chapas substancialmen-te horizontais e o suporte tem respectivamente um par de chapas substanci-almente horizontais ou uma chapa substancialmente horizontal respectiva-mente de tal modo que possa existir uma interação flexível tanto acima comoabaixo de uma chapa única substancialmente horizontal.- a top hat-type support assembly for swinging the vibrating head. Preferably, this involves the vibrating head that hangs its substantially horizontal plate or pair of substantially horizontal plates and the holder respectively has a substantially horizontal pair of plates or a substantially horizontal plate respectively such that there may be a flexible interaction both above and below a single substantially horizontal plate.

A presente invenção consiste ainda em um aparelho vibradorcapaz de prover uma saída vibracional, o dito aparelho compreendendo ouincluindo:The present invention further comprises a vibrating apparatus capable of providing a vibrational output, said apparatus comprising or including:

- um fuso rotativo sobre um eixo geométrico de fuso definido emóvel para frente e para trás sobre o eixo geométrico de movimento;- a rotary spindle about a movable spindle geometry axis forward and backward about the geometry axis of motion;

- um motor para girar o fuso sobre o seu eixo geométrico de mo-vimento;- a motor for turning the spindle about its axis of movement;

- uma primeira estrutura complementar para a qual e da qual, ouvice-versa, o fuso se movimenta;a first complementary structure to which the spindle moves from, and vice versa,

- uma segunda estrutura complementar da qual ou para a qual,ou vice-versa, o fuso se movimenta, o fuso estando entre as ditas estruturascomplementares;a second complementary structure from which or to which, or vice versa, the spindle moves, the spindle being between said complementary structures;

- em que as regiões proximais de cada par de primeira estruturacomplementar/fuso e fuso/segunda estrutura complementar possuem áreasmagnéticas operáveis para prover alternativamente para cada par forçasatrativas e repulsivas conforme o fuso gira;â € ƒâ € ƒâ € ƒwherein the proximal regions of each pair of first complementary structure / spindle and spindle / second complementary structure have operable magnetic areas to alternatively provide for each pair attractive and repulsive forces as the spindle rotates;

- e em que a fase entre os pares é, ou pode ser, tal que o fusofaça um movimento alternativo sobre o seu eixo geométrico de movimentocomo uma conseqüência das interações magnéticas que atuam sobre o fusoem virtude de sua rotação;and wherein the phase between the pairs is, or may be, such that the spindle makes an alternate movement about its axis of motion as a consequence of the magnetic interactions acting on the spindle by virtue of its rotation;

- e em que a saída vibracional é de uma ou outra, ou de ambas,as ditas estruturas complementares e não diretamente do próprio fuso.and wherein the vibrational output is from one or both or both of these complementary structures and not directly from the spindle itself.

De preferência, pelo menos um, alguns, ou todos dentre o se-guinte é incluído:Preferably at least one, some, or all of the following is included:

- uma limitação flexível sobre um (ou ambos) o(s) limite(s) de umou do tempo de fuso;a flexible limitation on one or both of the one or more time limit of the spindle time;

- uma limitação flexível sobre o movimento do aparelho vibradorcom relação ao seu suporte.;- a flexible limitation on the movement of the vibrating apparatus with respect to its support;

- um suporte flexível do peso do aparelho vibrador e de qualquercoluna de perfuração conectada;- um motor para girar a coluna de perfuração independentemen-te do movimento de rotação ou falta de rotação de parte ou todo o aparelhovibrador;- a flexible support for the weight of the vibrator apparatus and any connected drill string - a motor for rotating the drill string regardless of the rotational movement or lack of rotation of part or all of the vibrator;

- uma montagem de suporte do tipo cartola a fim de balançar acabeça vibratória. De preferência, isto envolve a cabeça vibratória que pen-de de sua chapa substancialmente horizontal ou par de chapas substancial-mente horizontais e o süporte tem respectivamente um par de chapas subs-tancialmente horizontais ou uma chapa substancialmente horizontal respec-tivamente de tal modo que possa existir uma interação flexível tanto acimacomo abaixo de uma chapa única substancialmente horizontal.- a top hat-type support assembly for swinging ends vibrate. Preferably, this involves the vibrating head which has its substantially horizontal plate or pair of substantially horizontal plates and the holder respectively has a substantially horizontal pair of plates or a substantially horizontal plate respectively such that there may be flexible interaction both above and below a substantially horizontal single plate.

De preferência, as ditas primeira e segunda estruturas comple-mentares são fixadas com relação uma à outra no que se refere à distância.Preferably, said first and second complementary structures are fixed with respect to each other with respect to distance.

De preferência, o movimento de vaivém do fuso é sem alto im-pacto sólido a sólido ou contato de impacto.Preferably, the reciprocating movement of the spindle is without high solid to solid impact or impact contact.

Opcionalmente, o dito fuso atua em conjunto pelo menos umaponta com sua estrutura complementar de modo a prover um efeito amorte-cedor, por exemplo, por meio da compressão de um fluido. De maneira al-ternativa, isto pode ser feito em ambas as pontas. Uma ou ambas as pontasdo fuso (apesar de qualquer contato de guia que o mesmo possa ter) podemser adaptadas para contatar parte da estrutura complementar apenas no fimde seu percurso de movimento de vaivém ou contatar algum material inter-posto entre aquela ponta do fuso e a estrutura complementar.Optionally, said spindle acts together at least one point with its complementary structure to provide a dampening effect, for example by compressing a fluid. Alternatively, this can be done at both ends. One or both ends of the spindle (despite any guide contact it may have) may be adapted to contact part of the complementary structure only at the end of its reciprocating path or to contact any material interposed between that spindle tip and the complementary structure.

De preferência, a saída vibracional é de uma das estruturascomplementares.Preferably, the vibrational output is from one of the complementary structures.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração vibrador compreendendo:In another aspect, the present invention is a vibratory drilling apparatus comprising:

- uma cabeça vibratória;- a vibrating head;

- um suporte de coluna de perfuração que pende da cabeça ten-do um motor rotacional para girar uma coluna de perfuração conectada ou aser conectada ao mesmo;- a drill string holder that hangs from the head having a rotary motor to rotate a drill string connected or to be connected thereto;

- um suporte de cabeça vibratória, e- a vibrating head support, and

- uma montagem para a coluna de perfuração a partir do suportede cabeça vibratória que tanto interage de maneira flexível com o suporte ebalança a cabeça vibratória.- a mounting for the drill string from the vibrating head support that both flexibly interacts with the support and balances the vibrating head.

De preferência, a interação flexível envolve pelo menos umabolsa de gás.Preferably, the flexible interaction involves at least one gas bag.

De preferência, o suporte de coluna de perfuração e o motor ro-tacional permitem que a cabeça vibratória não gire com a coluna de perfuração.Preferably, the drill string holder and rotary motor allow the vibratory head not to rotate with the drill string.

Em ainda um outro aspecto, a presente invenção consiste emum aparelho vibrador capaz de prover uma saída vibracional, o dito aparelhocompreendendo ou incluindo uma montagem tendo um fuso capaz de fazerum movimento de vaivém entre estruturas complementares, pelo menosuma das quais estruturas complementares provê a saída vibracional, a dis-posição sendo caracterizada pelo fato de que há um motor para girar o fusoe há interações magnéticas entre o fuso rotativo e as estruturas complemen-tares de tal modo que as interações com a estrutura complementar, e a fasedas estruturas complementares com relação ao fuso, e forças magnéticasalternativas resultem no movimento de vaivém do fuso.In yet another aspect, the present invention is a vibrator apparatus capable of providing a vibrational output, said apparatus comprising or including an assembly having a spindle capable of reciprocating between complementary structures, at least one of which complementary structures provides the vibrational output. , the arrangement being characterized by the fact that there is a motor to rotate the spindle and there are magnetic interactions between the rotary spindle and the complementary structures such that the interactions with the complementary structure, and the complementary structures with respect to the spindle, and alternate magnetic forces result in the reciprocating movement of the spindle.

De preferência, pelo menos um, alguns ou todos dentre o se-guinte são incluídos:Preferably at least one, some or all of the following are included:

- uma limitação flexível sobre um (ou ambos) os limites de umou do tempo de fuso;- a flexible limitation on one (or both) limits of one or more of the spindle time;

- uma limitação flexível sobre o movimento do aparelho vibradorcom relação ao seu suporte;a flexible limitation on the movement of the vibrating apparatus with respect to its support;

- um suporte flexível do peso ou inércia ou impulso do aparelhovibrador e de qualquer coluna de perfuração conectada;a flexible support of the weight or inertia or thrust of the vibrator and any connected drill string;

- um motor para girar a coluna de perfuração independentemen-te do movimento de rotação ou falta de rotação de parte ou todo o aparelhovibrador;an engine for rotating the drill string regardless of the rotational movement or lack of rotation of part or all of the vibrator;

- uma montagem de suporte do tipo cartola a fim de balançar acabeça vibratória.- a top hat-type support assembly for swinging ends vibrate.

De preferência, as interações magnéticas vêm a ser o resultadode ímãs permanentes.De preferência, o motor do fuso é uma correia ou outro motorperiférico do fuso ou um motor a uma extensão axial do ou que se conectaao fuso de maneira não deletéria ao movimento de vaivém do fuso entre limi-tes de movimento de vaivém (de preferência definidos magneticamente).Preferably, magnetic interactions are the result of permanent magnets. Preferably, the spindle motor is a belt or other peripheral spindle motor or a motor to an axial extension of or that connects to the spindle in a non-deleterious manner with reciprocating motion. of the spindle between reciprocating limits (preferably magnetically defined).

Opcionalmente, não há garantia sobre a provisão de um fluidoexternamente pressurizado como um meio de fortalecer o movimento de vai-vém ao ser introduzido de modo a pressurizar sem outro evento entre umaestrutura complementar e o dito fuso.Optionally, there is no guarantee that an externally pressurized fluid will be provided as a means of strengthening the reciprocating motion by being introduced to pressurize without further event between a complementary structure and said spindle.

Em um outro aspecto, a presente invenção é o uso do estado deum suporte flexível em balanço para uma coroa cortante de broca direcionalque carrega a coluna de perfuração como um meio para aliviar a pressão daou permitir a aplicação de peso à coroa cortante através da coluna de perfu-ração.In another aspect, the present invention is the use of the state of a flexible rocker support for a directional drill cutting crown that carries the drill string as a means to relieve pressure or to allow weight to be applied to the cutting crown through the drill string. drilling.

Conforme aqui usado, "fuso" tem um sentido mais amplo comrelação ao que se movimenta e ao que não se movimenta, etc. De preferên-cia, é um fuso para se mover retilineamente. O mesmo pode se submeter aqualquer motor de uma ou ambas as direções.As used herein, "spindle" has a broader meaning with respect to what moves and what doesn't, etc. Preferably, it is a spindle to move rectilinely. It can be submitted to any engine in one or both directions.

Conforme aqui usado, 0 termo "e/ou" significa "e" ou "ou", ouquando o contexto permitir, as duas coisas.As used herein, the term "and / or" means "and" or "or", whichever the context permits, both.

Conforme aqui usado, o termo "compreende" ou "compreenden-do" podem significar "inclui" ou "incluindo".As used herein, the term "comprising" or "comprising" may mean "includes" or "including".

Conforme aqui usado, o "(s)" seguindo um substantivo pode sig-nificar tanto as versões em singular como o plural daquele substantivo.As used herein, the "(s)" following a noun may mean both the singular and plural versions of that noun.

Conforme aqui usado, os termos "curso" ou "curso de tempo"podem se referir a limites de um tempo retilíneo ou qualquer curso encurva-do (por exemplo, pode oscilar sobre um eixo geométrico de pivô ou outrosuporte, quer fixo ou móvel).As used herein, the terms "course" or "time course" may refer to the limits of a rectilinear time or any curved course (for example, it may oscillate about a pivot or other support axis, whether fixed or mobile). .

Conforme aqui usado, o termo "flexível" e suas variações refe-rem-se ao caráter de qualquer estrutura, quer uma bolsa de gás, uma molade gás, ou similar, ou não, capaz de obter uma produção de estado deseja-do (por exemplo, uma limitação de tempo, uma redução de choque, um a-mortecimento, o impedimento de impactos, etc.) ou, no caso do suporte decabeça de vibração (isto é, de seu peso ou inércia ou impulso ou da colunade perfuração/coroa cortante, etc.) e ser preso àquele suporte, qualquer dis-posição do tipo (por exemplo, uma bolsa de fluido, um reservatório de fluido(líquido e/ou gás), etc. e/ou qualquer suporte magnético ou flutuante ou deespaço).As used herein, the term "flexible" and variations thereof refer to the character of any structure, whether or not a gas pocket, gas spring, or the like, capable of achieving desired state production ( for example, a time limitation, a shock reduction, a deadening, the impact avoidance, etc.) or, in the case of the headboard, vibration (ie, its weight or inertia or thrust or the perforation column). / cutting crown, etc.) and be attached to that holder, any such arrangement (eg, a fluid pouch, a fluid reservoir (liquid and / or gas), etc. and / or any magnetic or floating holder or space).

Conforme aqui usado, o termo "flutuante" para uma perfuraçãonão direcional, porém não somente, inclui pelo menos uma disposição quasevertical do eixo geométrico de fuso, porém não necessariamente. O mesmopode significar "flutuante" com relação ao eixo geométrico de coluna de per-furação mesmo quando horizontal.As used herein, the term "floating" for non-directional drilling, but not only, includes at least a quasi-vertical arrangement of the spindle geometry, but not necessarily. It can also mean "floating" with respect to the drill axis geometry axis even when horizontal.

Uma forma preferida da presente invenção será a seguir descri-ta com referência aos desenhos em anexo, nos quais:A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:

a Figura 1 é um diagrama de elevação de uma forma preferidade uma modalidade da presente invenção, a cabeça vibratória balançandopara baixo a partir de um suporte do tipo cartola sobre bolsas de ar;Figure 1 is an elevation diagram of a preferably one embodiment of the present invention, the vibrating head swinging low from an airbag top hat-type support;

a Figura 2 é um diagrama similar ao da Figura 1, mostrando, po-rém, mostrando dispostas, dentro das bolsas de ar ou das bolsas de gás oureservatórios similares da Figura 1, disposições magnéticas espaçadas a-daptadas para ajudar na força repulsiva, porém cuja força repulsiva pode emparte ser superada conforme desejado de modo a permitir a saída vibracio-nal da cabeça vibratória para a coluna de perfuração e, ainda, pode ser su-perada em parte quando se quer aliviar a pressão sobre a coluna de perfu-ração de fundo de furo baseado em alguma entrada mecânica, isto é, decompressão, ou inflação e/ou deflação;Figure 2 is a diagram similar to that of Figure 1, but showing, within the air pockets or similar gas pockets shown in Figure 1, spaced magnetic arrangements arranged to aid in repulsive strength, but whose repulsive force may in part be exceeded as desired to allow the vibratory outlet from the vibrating head to the drill string and may be overcome in part when relieving pressure on the drill string. borehole based on some mechanical input, ie, decompression, or inflation and / or deflation;

a Figura 3 é um diagrama similar ao da Figura 2 mostrado sembolsas de ar, mas simplesmente com interações magnéticas, sendo estasoutras limitações magnéticas ou flexíveis similares para manter a posiçãohorizontal do suporte contra migração, sendo apreciado (por exemplo, aomostrar as bolsas de ar em linhas pontilhadas) como podem ser utilizadoshíbridos da disposição mostrada nas Figuras 1, 2, e 3;Figure 3 is a diagram similar to Figure 2 shown without airbags, but simply with magnetic interactions, these being other similar magnetic or flexible limitations to maintain the horizontal position of the migration mount, and is appreciated (for example, showing the airbags in dotted lines) as hybrids of the arrangement shown in Figures 1, 2, and 3 may be used;

a Figura 4 é uma variação da disposição mostrada na Figura,mostrando como, sob a ação de inflação/deflação, ou força mecânica, asbolsas mais inferiores da disposição da Figura 1 podem ser parcialmentelevantadas pela cabeça vibratória e, deste modo, aliviar a pressão sobre acoroa cortante de fundo de furo;Figure 4 is a variation of the arrangement shown in Figure showing how, under the action of inflation / deflation, or mechanical force, the lower pockets of the arrangement of Figure 1 may be partially raised by the vibrating head and thus relieve pressure on cutting edge bore;

a Figura 5 é uma vista em perspectiva aberta e quebrada deuma cabeça vibratória operável sob pressão de fluido (por exemplo, um dis-positivo hidráulico e/ou pneumático), em que cada ponta do fuso é alternati-vamente acionada por meio do ingresso de uma injeção controlada por vál-vula rotativa de fluido, enquanto a outra ponta permite o egresso (tambémpreferivelmente através de uma válvula rotativa), (esta Figura sendo igual àFigura 11 do relatório descritivo PCT do documento PCT/NZ2005/000047,publicado em 22 de setembro de 2005 como W02205/087393);Figure 5 is an open and broken perspective view of a fluid pressure operable vibrating head (e.g., a hydraulic and / or pneumatic device), wherein each spindle tip is alternately driven by the inlet of a rotary valve controlled injection while the other end allows egress (also preferably via a rotary valve), (this Figure being the same as Figure 11 of the PCT descriptive report of PCT / NZ2005 / 000047, published 22 September 2005 as WO02205 / 087393);

a Figura 6 é também o aparelho da Figura 5, porém mostrando omesmo a partir de uma condição aberta quebrada diferente de modo a me-lhor demonstrar o fuso, o fuso incluindo um eixo rotativo como um guia ouum eixo carregado, porém, preferencialmente, a saída vibracional vindo doselementos fixos do tipo pistão do invólucro ao invés de a partir de qualquerconexão direta ao próprio eixo;Figure 6 is also the apparatus of Figure 5, but showing the same from a different broken open condition to better demonstrate the spindle, the spindle including a rotary shaft as a guide or a loaded shaft, but preferably the vibrational output coming from fixed piston-like elements of the shell rather than from any direct connection to the shaft itself;

a Figura 7 A e 7B mostram o princípio das interações de movi-mento de vaivém magnéticas conforme descrito nas Figuras 2 e 4 do docu-mento PCT/NZ2005/000329, publicado em 22 de junho de 2006 comoW02206/065155, mostrando as relatividades rotacionais para (A) atração dofuso e (R) repulsão do fuso;Figures 7A and 7B show the principle of magnetic back and forth interactions as described in Figures 2 and 4 of PCT / NZ2005 / 000329, published June 22, 2006 as WO02206 / 065155, showing rotational relativities. for (A) spindle attraction and (R) spindle repulsion;

a Figura 8 é uma vista similar das Figuras 1 a 4 de uma modali-dade de tal cabeça de fuso de interação magnética conforme apresentadona Figura 8 da publicação W02006/065155;Figure 8 is a similar view of Figures 1 through 4 of one embodiment of such a magnetic interaction spindle head as shown in Figure 8 of publication W02006 / 065155;

a Figura 9 é uma coroa cortante de broca direcional da reque-rente fixável à ponta de uma coluna de perfuração de modo a poder girar pormais de 360° a fim de obter uma perfuração reta e girar por menos de 360°de modo a permitir certa perfuração direcional;Figure 9 is a recurring directional drill cutting crown that is fixed to the tip of a drill string so that it can rotate more than 360 ° to obtain a straight drill and rotate for less than 360 ° to allow certain directional drilling;

a Figura 10 é uma vista em elevação lateral mostrando a assi-metria da broca da Figura 9;Figure 10 is a side elevation view showing the asymmetry of the drill bit of Figure 9;

a Figura 11 é uma vista para o fim comercial da broca;a Figura 12 mostra uma coroa cortante conforme mostrada nasFiguras 9 a 11 com uma face de direção de 12,5o, porém sendo operada emum modo de perfuração reta, isto é, com uma rotação pouco maior que 360°,deste modo provendo o perfil de fundo de furo mostrado;Figure 11 is a commercial end view of the drill bit; Figure 12 shows a cutting crown as shown in Figures 9 to 11 with a 12.5 ° steering face, but being operated in a straight drilling mode, i.e. rotation slightly greater than 360 °, thereby providing the hole bottom profile shown;

a Figura 13 é uma vista similar à da Figura 12, mas desta vezmostrando o seu movimento para frente após certa rotação por menos de360°, isto é, em um modo de direção, deste modo construindo certa assime-tria no perfil de fundo de furo, a coroa cortante tendo feito um movimentodianteiro a uma distância de 8 a 10 mm;Figure 13 is a view similar to Figure 12, but this time showing its forward movement after a certain rotation by less than 360 °, i.e. in one direction mode, thereby constructing some asymmetry in the hole bottom profile. the cutting crown having made a forward movement at a distance of 8 to 10 mm;

a Figura 14 é uma vista similar à da Figura 13, porém com abroca ainda no modo de direção, mas desta vez após aproximadamente 50mm do percurso dianteiro em um modo de direção;Figure 14 is a view similar to Figure 13, but still opens in steering mode, but this time after approximately 50mm of front travel in a steering mode;

a Figura 15 é uma vista similar à da Figura 14, porém mostrandoo avanço de cerca de 110 mm a partir da posição de 50 mm da Figura 14;Figure 15 is a view similar to Figure 14, but showing the advance of about 110 mm from the 50 mm position of Figure 14;

a Figura 16 é uma vista similar à da Figura 15, porém mostrandoo avanço por outros 25 mm, por exemplo, a cerca de 135 mm no modo dedireção;Figure 16 is a view similar to Figure 15, but showing the advance by another 25 mm, for example, at about 135 mm in the directional mode;

a Figura 17 mostra uma vista similar à da Figura 16, mas aindacom outros 25 mm de avanço em um modo de direção, isto é, a uma distân-cia total de cerca de 160 mm;Figure 17 shows a view similar to Figure 16, but still with another 25 mm feed in one direction mode, i.e. at a total distance of about 160 mm;

a Figura 18 mostra o resultado do início da rotação total da co-roa cortante da requerente subseqüente a sua condição assumida conformemostrada na Figura 17;Figure 18 shows the result of commencement of full rotation of the applicant's cutting edge subsequent to its assumed condition as shown in Figure 17;

a Figura 19 mostra gráficos relacionados mostrando, como umgráfico de perfuração progressivamente mais funda, a rotação horária parcialpara cortar a rocha, a descarga da pressão de perfuração, a rotação parcialanti-horária, etc. (a rotação "horária" sendo mostrada no gráfico inferior pormeio de uma linha ascendente, a rotação parcial "anti-horária" sendo mos-trada por uma linha descendente, a condição de "retração" sem rotação sen-do mostrada pelas linhas horizontais no topo e o "impulso dianteiro" sem ro-tação sendo mostrado pelas linhas horizontais no fundo;Figure 19 shows related graphs showing, as a progressively deeper drilling graph, partial hour rotation to cut the rock, drilling pressure discharge, partial hour rotation, and so on. (the "clockwise" rotation being shown on the bottom graph by an upward line, the "counterclockwise" partial rotation shown by a downward line, the "retraction" condition without rotation being shown by the horizontal lines on the bottom line). top and the "forward thrust" without rotation being shown by the horizontal lines at the bottom;

a Figura 20 mostra â rotação limitada das 10 a 12 horas mostra-das nos gráficos da Figura 19;Figure 20 shows the limited rotation of 10 to 12 hours shown in the graphs of Figure 19;

a Figura 21 é uma alimentação de linha de pressão para os edos reservatórios infláveis de uma disposição conforme mostrada na Figura1, tais linhas de pressão permitindo uma variação por inflação e deflação demodo a realizar uma saída antes da e durante a rotação parcial inversa (nomodo de direção) por meio da armação assumindo a condição conformemostrada na Figura 4;Figure 21 is a pressure line feed to the inflatable reservoirs of an arrangement as shown in Figure 1, such pressure lines allowing for inflation and deflation variation to perform an outlet prior to and during reverse partial rotation (ie steering) through the frame assuming the condition as shown in Figure 4;

a Figura 22 mostra uma modalidade preferida de duas chapasem biela trabalhando sobre uma chapa de impulsão com a qual as bielasimpedem o alinhamento das chapas frontal e traseira; eFigure 22 shows a preferred embodiment of two connecting rod plates working on a thrust plate with which the connecting rods prevent the alignment of the front and rear plates; and

a Figura 23 mostra um fluxograma para ambas a transmissãohidráulica para cada qual dentre o fuso e a coluna de perfuração, e um flu-xograma do circuito pneumático para inflar/desinflar as bolsas de ar, porexemplo, das Figuras 1 e 4.Figure 23 shows a flowchart for both the hydraulic transmission for each between the spindle and the drill string, and a flowchart of the pneumatic circuit for inflating / deflating the air pockets, for example of Figures 1 and 4.

De preferência, de acordo com a data da publicação dos relató-rios descritivos de patente acima mencionados, todos os ditos relatóriosdescritivos são aqui incluídos à guisa de referência, tal como o da publicaçãoW02004/009298. A presente invenção em sua forma preferida trata de pre-ferência a uma cabeça vibratória suportada em balanço e seu motor (incluin-do qualquer embreagem ou outro mecanismo incluído no mesmo) e incluin-do qualquer controle que possibilite a rotação em um sentido de perfuraçãopor mais de 360° e, para fins de perfuração direcional, de preferência sobreum arco na direção de perfuração menor que 360° e na condição retraída oude retração de um arco similar na outra direção (por exemplo, nominalmenteno sentido horário ou anti-horário, respectivamente).Preferably, according to the date of publication of the aforementioned patent descriptive reports, all said descriptive reports are incorporated herein by reference, such as publication WO2004 / 009298. The present invention in its preferred form is concerned with a swing-supported vibrating head and its engine (including any clutch or other mechanism included therein) and including any control that enables rotation in a puncturing direction by more than 360 ° and, for directional drilling purposes, preferably over an arc in the drilling direction of less than 360 ° and in the retracted or retracting condition of a similar arc in the other direction (eg nominally clockwise or counterclockwise respectively ).

Em uma forma preferida da presente invenção, o suporte com-preende uma chapa de pressão suportada sobre ambos os lados da qual selocaliza (de preferência por bielas ou similar), outras chapas nominalmenteas chapas "frontal" e "traseira" ou as chapas "inferior" e "superior". Entre es-tas chapas e a chapa de pressão há a interação de um tipo flexível (de pre-ferência tanto no topo como no fundo).In a preferred form of the present invention, the support comprises a pressure plate supported on both sides of which it locates (preferably by connecting rods or the like), other nominally the "front" and "rear" or the "bottom" plates. "and" higher ". Between these plates and the pressure plate there is the interaction of a flexible type (preferably at the top and bottom).

E feita referência às chapas inferior e superior quando se faz re-ferência à suspensão ou ao balanço, devendo-se apreciar que para fins deperfuração direcional a disposição da cabeça vibratória pode muito bem serdiferente da quase vertical. Por exemplo, a disposição horizontal da cabeçavibratória em seu suporte é também contemplada dentro do âmbito da pre-sente invenção e, portanto, termos, tais como "balanço", "inferior", "superior",etc., devem ter significados apropriados quando tal aparelho deve ser usadoem tal disposição. Em tal uso horizontal, de preferência guias, por exemplo,os parafusos de junção, etc., doravante descritos de preferência assumemmaior importância de modo a garantir que o meio flexível permaneça dispo-nível a fim de proteger o suporte contra vibrações ou grosso modo as vibra-ções do fuso.Reference is made to the lower and upper plates when referring to the suspension or swing, and it should be appreciated that for directional drilling purposes the arrangement of the vibrating head may well be different from near vertical. For example, the horizontal arrangement of the vibratory head on its support is also contemplated within the scope of the present invention and therefore terms such as "balance", "lower", "upper", etc., should have appropriate meanings when such an apparatus should be used in such an arrangement. In such horizontal use, preferably guides, for example the joint screws, etc., hereinafter preferably described are of utmost importance in order to ensure that the flexible medium remains available in order to protect the holder from vibration or roughly the same. spindle vibrations.

Preferivelmente interpostos entre tais chapas estão o meio flexí-vel ou o meio para prover a interação flexível.Preferably interposed between such plates are the flexible means or the means for providing flexible interaction.

Faz-se referência a seguir a "bolsa de ar ou fluido (gás)", que in-clui qualquer estrutura de contenção ou gás aplicável contendo uma formacapaz de ser responsiva a um enchimento de fluido e/ou a um egresso defluido sob certo controle, ou responsiva, sem nenhum movimento para o flui-do para dentro ou para fora, a fim de atender as mudanças conforme apro-priadas às circunstâncias."Air or fluid (gas) pouch", which includes any applicable containment or gas structure containing a shape capable of being responsive to a fluid fill and / or a defluxed egress under certain control , or responsive, with no movement into or out of the fluid to accommodate changes as appropriate to the circumstances.

Qualquer material do tipo borracha natural ou sintética adequa-do pode formar um recipiente. Qualquer material dobrável tecido ou não te-cido adequado (independente se resiliente ou não) pode ser usado e, se de-sejado, pode ser o próprio impregnado com uma vedação apropriada deuma borracha natural ou não. O material tecido adequado inclui fibras sinté-ticas tais como de TEFLON®, de vidro, de náilon, ou similar.Outros materiais podem também ser usados.Any suitable natural or synthetic rubber-like material may form a container. Any suitable woven or nonwoven folding material (whether resilient or not) may be used and, if desired, may itself be impregnated with a suitable seal of a natural or non-natural rubber. Suitable woven material includes synthetic fibers such as TEFLON®, glass, nylon, or the like. Other materials may also be used.

A Figura 1 mostra um grupo de bolsas de ar ou fluido (gás) prin-cipal (4) que atua entre a peça do aparelho de vibração ("cabeça vibratória"com um fuso, a saída da vibração sendo a partir de seu invólucro) 11 e amontagem de estrutura de cabeça de broca fixa ou manipulável (6). Estamontagem provê à coluna de perfuração (7) a capacidade de flutuar no furode broca enquanto opera independentemente do peso da coluna de perfura-ção, uma vez que o mesmo pode ser ajustado, se desejado, por válvulas dear de modo a prover uma pressão igual sobre o acessório de coluna de per-furação preso entre as bolsas de ar (4), conforme mostrado. Evidentemente,esta capacidade também permite que uma pressão desigual seja usada,conforme será descrita a seguir, para a descarga de pressão quando de umaperfuração direcional.Figure 1 shows a group of main air or fluid (gas) pockets (4) acting between the vibrating apparatus part ("vibrating head" with a spindle, the vibration output being from its housing) 11 and assembling a fixed or manipulated drill head frame (6). This assembly provides the drill string (7) with the ability to float in the drill hole while operating regardless of the weight of the drill string, as it can be adjusted, if desired, by valves to provide equal pressure. over the drill hole attachment attached between the air pockets (4) as shown. Of course, this capability also allows unequal pressure to be used, as will be described below, for pressure relief when directional drilling.

Esta montagem também provê o isolamento entre a massa mó-vel da coluna de perfuração (7) e a montagem de fuso e a estrutura de ar-mação de broca ou suporte/estrutura (6).This assembly also provides insulation between the mobile mass of the drill string (7) and the spindle assembly and the drill bit or support / frame structure (6).

Estas duas funções são preferidas e podem se comprovar críti-cas na operação da cabeça.These two functions are preferred and may prove to be critical in head operation.

A massa móvel (fuso) mostrada como a referência (5) pode terbolsas de ar ou um meio flexível em cada extremidade dentro das chapas deextremidade. A chapa de extremidade 12 é a que provê saída para a colunade perfuração. As bolsas de ar mostradas como a referência (8) são usadaspara posicionar o fuso no centro de seu movimento de fuso operacional. Istoé preferido e pode se comprovar crítico, uma vez que o fuso pode se encos-tar contra as chapas de extremidade 12 e 13 (de 11) enquanto opera.The movable mass (spindle) shown as reference (5) may have airbags or a flexible medium at each end within the end plates. End plate 12 is the one providing output for the piercing column. The air pockets shown as reference (8) are used to position the spindle in the center of its operating spindle movement. This is preferred and may prove critical as the spindle may abut the end plates 12 and 13 (11) while operating.

A pressão nestas bolsas de ar 8 pode variar simétrica ou assimetricamentede modo a mudar o parâmetro operacional do fuso, isto é, limitar ou aumen-tar o movimento do fuso. Esta montagem permite que a montagem de fusoseja completamente suspensa enquanto fixada aa coluna de perfuração.The pressure in these air pockets 8 may vary symmetrically or asymmetrically to change the operating parameter of the spindle, i.e. limiting or increasing spindle movement. This assembly allows the fuser assembly to be fully suspended while attached to the drill string.

Uma montagem de mancai de rotação como uma transiçãopermite a rotação da coluna de perfuração (7). Acima do mancai, a saídavibracional não gira, isto é, é fixa ou independente da rotação da coluna deperfuração, mas vibra. A entrada rotativa é de preferência provida por umalarga montagem de correia dentada (2) acionada por um motor fixo (1). Adistância entre os motores é tal que o movimento da coluna de perfuração evibração associada é dissipada pela transmissão de correia e, portanto, nãoé transmitida para a estrutura de broca. A transmissão por correia é tambémtal para não falhar devido à vibração.A rotation bearing assembly as a transition allows rotation of the drill string (7). Above the bearing, the vibrational output does not rotate, ie it is fixed or independent of the rotation of the drill string, but vibrates. The rotary inlet is preferably provided by a wide toothed belt assembly (2) driven by a fixed motor (1). The gap between the motors is such that the movement of the associated vibration drill string is dissipated by the belt drive and therefore is not transmitted to the drill frame. The belt drive is also not to fail due to vibration.

As Figuras 1,2,3, e4 mostram uma chapa de impulsão 10 in-terposta entre as chapas 14 (no caso das Figuras 1, 2 e 4).Figures 1,2,3, e4 show a pusher plate 10 interposed between the plates 14 (in the case of figures 1, 2 and 4).

Para que cada bolsa de gás 4 se localize como na Figura 1 epossa acomodar movimentos sob entradas vibracionais para cima (conformemostrado na Figura 4) ou para baixo em uma situação contrária às distor-ções mostradas na Figura 4 das da Figura 1. Se desejado, tais movimentospodem ser induzidos por meio de uma deflação ou inflação apropriada dasbolsas 4, conforme será descrito adiante.For each gas pocket 4 to be located as in Figure 1 and to accommodate movements under upward vibration (as shown in Figure 4) or downward vibration in a situation contrary to the distortions shown in Figure 4 of Figure 1. If desired, Such movements may be induced by appropriate deflation or inflation of the pockets 4, as will be described below.

A Figura 2 mostra um híbrido no qual ímãs 15 são apresentadosdentro e fora das bolsas 4 de modo a prover um efeito repulsivo um sobre ooutro, isto é, ímãs alinhados a partir de uma das chapas 14 com relação auma das chapas da chapa de impulso 10 é igual, deste modo impedindocontato. Este é um sistema das próprias bolsas de ar. A provisão de tal mis-tura de interações magnéticas e interações de bolsa dé ar torna possível porum meio apropriado induzir um movimento vibracional ou provocar um des-locamento ascendente ou descendente, porém sem contato com o ímã 15.Figure 2 shows a hybrid in which magnets 15 are presented inside and outside the pockets 4 to provide a repulsive effect on each other, i.e. magnets aligned from one of the plates 14 with respect to one of the plates of the impulse plate 10. it is the same, thus preventing contact. This is a system of the air pockets themselves. The provision of such a mixture of magnetic interactions and airbag interactions makes it possible by an appropriate means to induce a vibrational movement or to cause an upward or downward dislocation, but without contact with the magnet 15.

A finalidade do fuso é transferir energia para os elementos adja-centes e em um movimento alternativo. Esta transferência de energia podeser feita, como no passado, por meio da injeção de óleo entre o fuso e seuselementos adjacentes com uma sincronização apropriada a fim de fazer comque o fuso se movimente em um movimento alternativo, deste modo transfe-rindo a energia da coluna de perfuração para a coroa cortante de uma ma-neira mais eficiente. É apresentado também um método de interação mag-nética, a ser descrito a seguir.The purpose of the spindle is to transfer energy to the adjacent elements and in an alternative motion. This energy transfer can be done, as in the past, by injecting oil between the spindle and its adjacent elements with proper synchronization to cause the spindle to move in an alternate motion, thereby transferring the energy of the column. drilling for the cutting edge for a more efficient way. Also presented is a method of magnetic interaction, to be described below.

A massa de fuso é a chave para a transferência da energia paraos elementos adjacentes. A mudança de direção de percurso imprime ener-gia aos elementos adjacentes. Quanto mais massa tem o fuso, mais energiaé requerida para se obter esta mudança de direção, sendo diretamente liga-da ao cavalo de força requerido. A relação entre a massa do fuso e a massatotal da coluna de perfuração que é vibrada tem de ser considerada e di-mensionada apropriadamente.Spindle mass is the key to the transfer of energy to adjacent elements. Changing direction of travel prints energy to adjacent elements. The more mass the spindle has, the more energy is required to achieve this change of direction, being directly connected to the required horsepower. The relationship between the mass of the spindle and the massatotal of the vibrating perforation column has to be considered and appropriately sized.

A ação de fuso (o fuso sendo independente da tomada de vibra-ção) tem a vantagem de nunca deixar a cabeça vibratória em uma situaçãode atolamento ao travar ou ligar a coluna de perfuração no furo de broca.O fuso pode liberar força total para a coluna de perfuração ou acessóriosque podem ser ajustados.The spindle action (the spindle being independent of the vibration jack) has the advantage of never leaving the vibrating head in a jam situation when locking or plugging the drill string into the drill hole. The spindle can release full force into the spindle. drill string or accessories that can be adjusted.

As Figuras 5 e 6 são iguais às Figuras 11 e 10, respectivamente,da publicação W02005/087393 e. É mostrado um fuso Í7 capaz de fazer ummovimento alternativo para gente e para trás sobre o eixo (de preferênciaprovido com um mancai em cada ponta) 18. O movimento de vaivém con-forme descrito no relatório descritivo acima mencionado ocorre por meio daintrodução e remoção de cada câmara 18 e 20, respectivamente, de um flui-do que pode atuar contra os pistões fixos 21 e 22, respectivamente. A câma-ra fechada 19 ou 20 em cada ponta do fuso 17. As disposições de válvularotativa 23 e 24 são adaptadas de modo a prover o ingresso e o egresso,respectivamente, do fluido de uma câmara 19 ou 20, deste modo provendouma saída vibracional através, por exemplo, do pistão fixo 21 e não do eixo18. Quando o eixo é fixado no fuso 19. Quando eixo não é fixado no fuso 19,o mesmo pode emitir força a partir deste eixo independentemente se omesmo tem alguma função rotacional ou simplesmente é vedado nos pistõesfixos.Figures 5 and 6 are the same as Figures 11 and 10, respectively, of publication W02005 / 087393 and. Shown is a spindle 17 capable of alternating people and backward movement about the shaft (preferably provided with a bearing at each end). each chamber 18 and 20, respectively, of a fluid that can act against fixed pistons 21 and 22, respectively. The closed chamber 19 or 20 at each end of the spindle 17. The rotary valve arrangements 23 and 24 are adapted to provide fluid ingress and egress, respectively, from a chamber 19 or 20, thereby providing a vibrational outlet. through, for example, the fixed piston 21 and not the shaft18. When the shaft is fixed to the spindle 19. When the shaft is not fixed to the spindle 19, it can emit force from this shaft regardless of whether it has any rotational function or is simply sealed to the fixed pistons.

O dispositivo pneumático apropriado controla a disposição a par-tir de uma cabeça vibratória conforme mostrado nas Figuras 5 e 6 totalmentedescritas no relatório descritivo da patente acima referida.The appropriate pneumatic device controls the arrangement from a vibrating head as shown in Figures 5 and 6 fully described in the above patent specification.

Com relação à cabeça de interação magnética da PublicaçãoW02006/065155,a Figura 7A é uma vista diagramática mostrando a rotaçãodo fuso em um sentido horário entre os elementos complementares fixos emostrando com as letras "R" e "A" uma circunstância de repulsão e de atra-ção respectivamente entre um componente complementar e o fuso e entre ofuso e outro elemento complementar de tal modo que haja um impulso demovimento de vaivém líquido sobre o fuso na direção da seta. A Figura 7Bmostra a disposição como na Figura 3 em um momento posterior em queocorre uma inversão das forças atrativas "A" e repulsivas "R" entre os paresde componentes complementares fixos e o fuso, o fuso sendo movimentadoem vaivém na direção da seta.As Figuras 7 A e 7B fazem referência às regiões de diferente po-laridade de um ímã permanente ou outros ímãs, mostrando o efeito. A setaem ziguezague quebrada é indicativa da retirada de força de uma primeiraestrutura complementar. Na disposição mostrada, no entanto, há uma se-gunda estrutura complementar mostrada fora de fase como as polaridades"mais" e "menos" ilustradas. O fuso de preferência tem a mesma polaridadeem cada ponta, de tal modo que,em uma condição conforme mostrada naFigura 3, haja uma força repulsiva que surge a partir do alinhamento daspolaridades "mais" e "menos" entre o fuso e a primeira estrutura complemen-tar, enquanto, ao mesmo tempo, existe uma força atrativa "A" "mais" ou "me-nos" entre o fuso e a segunda estrutura complementar. Pouco mais adiante,a situação oposta, conforme ilustrada na Figura 7B, existe e é esta rápidaalternação de "R" e "A" para "A" e "R" que leva à inversão na direção de fusoconforme o fuso gira.With respect to the magnetic interaction head of Publication W02006 / 065155, Figure 7A is a diagrammatic view showing the clockwise rotation of the spindle between the fixed complementary elements showing with the letters "R" and "A" a repulsive and attractive circumstance. respectively, between a complementary member and the spindle and between glare and another complementary member such that there is a liquid reciprocating thrust on the spindle in the direction of the arrow. Figure 7Bshows the arrangement as in Figure 3 at a later time when an inversion of the attractive "A" and repulsive "R" forces occur between the pairs of fixed complementary components and the spindle, the spindle being reciprocated in the direction of the arrow. 7A and 7B refer to the regions of different polarity of a permanent magnet or other magnets, showing the effect. The broken zigzag arrow is indicative of the withdrawal of force from a complementary first structure. In the arrangement shown, however, there is a second complementary structure shown out of phase as the "plus" and "minus" polarities illustrated. The spindle preferably has the same polarity at each end so that, under a condition as shown in Figure 3, there is a repulsive force arising from the alignment of the "plus" and "minus" polarities between the spindle and the first complementary structure. -tar, while at the same time there is an attractive force "A" "plus" or "me" between the spindle and the second complementary structure. Shortly thereafter, the opposite situation, as illustrated in Figure 7B, exists and it is this rapid change from "R" and "A" to "A" and "R" that leads to inversion in the fusing direction as the spindle rotates.

Em algumas formas da presente invenção, faz-se uma provisãopor meio do qual uma situação fora de fase de 180° mostrada nas estruturascomplementares pode variar.In some forms of the present invention, a provision is made whereby a 180 ° out-of-phase situation shown in the complementary structures may vary.

A saída da vibração é de preferência conforme mostrada nas Fi-guras 7A e 7B através da primeira estrutura complementar.The vibration output is preferably as shown in Figures 7A and 7B through the first complementary structure.

O fuso faz de preferência um movimento alternativo por um meiomagnético. As pontas do fuso possuem eletroímãs ou (de preferência) ímãsde terra rara encaixados em tal disposição que, quando o fuso gira, o mes-mo pulsará responsivo aos elementos adjacentes também encaixados comímãs de tal forma a provocar o movimento alternativo do fuso.The spindle preferably makes an alternative movement by a magnetic medium. The spindle tips have electromagnets or (preferably) rare earth magnets fitted in such an arrangement that when the spindle rotates, it will pulsate responsive to adjacent elements also fitted with magnets so as to cause alternate spindle movement.

Híbridos do acima e/ou outros motores podem ser usados.Hybrids from above and / or other engines may be used.

Todos os exemplos acima apresentam um tema comum.All the examples above present a common theme.

- O fuso de preferência nunca precisa tocar os elementos adja-centes em um sentido físico, uma vez que isto poderia danificar os ímãs e asjuntas da coluna de perfuração juntamente com o equipamento de fundo defuro associado.- Preferably the spindle never needs to touch the adjacent elements in a physical sense as this could damage the drill string magnets and joints along with the associated deep-bottom equipment.

- O movimento do fuso de preferência nunca é dependente dacoluna de perfuração ou do equipamento anexo, ficando livre para se movi-mentar com relação ao movimento do fuso.- The movement of the spindle preferably is never dependent on the drilling hole or the attached equipment, being free to move relative to the spindle movement.

- A ação do fuso de preferência aciona a coluna de perfuraçãoem ambas as direções, isto é, para dentro e para fora, e sendo assim permi-te que a rotação da coroa cortante da broca se movimente com muito poucaretração sobre os carbonetos de coroa cortante de broca. Esta ação permitea mandrilagem de retração dos furos.- The action of the spindle preferably drives the drill string in both directions, that is, inward and outward, thus allowing the rotation of the cutting edge of the drill to move very sparingly over the cutting edge carbides. Drill This action allows retracting boring of the holes.

Os ímãs permanentes são de preferência usados (particular-mente os ímãs do tipo Terra Rara de alta densidade, por exemplo, os ímãsde Neodímio, tal como os de NdFeB, podendo ser estáveis a 180°C e o ímãmagnético de Cobalto Samário (FmCo) que pode ser usado a 400°C.Permanent magnets are preferably used (particularly high density Rare Earth type magnets, eg Neodymium magnets such as NdFeB, which can be stable at 180 ° C and Samarium Cobalt (FmCo) magnet which can be used at 400 ° C.

Outras formas de ímã podem ser utilizadas incluindo os ímãsque podem ser desenvolvidos no futuro. Falando de modo geral, no entanto,os eletroímãs são contra-indicados simplesmente a partir do ponto de vistado tamanho e da necessidade de se prover entradas elétricas adequadasem uma estrutura que vibra e se submete a ambientes adversos.Other magnet shapes may be used including magnets that may be developed in the future. Generally speaking, however, electromagnets are contraindicated simply from the point of view of size and the need to provide adequate electrical inputs into a structure that vibrates and undergoes harsh environments.

E observado que as velocidades rotacionais para o fuso podemvariar significativamente. Um exemplo básico de uma tal rotação é a de 1600RPM que é suficiente, com os ímãs conforme ilustrados, de modo a proverum impulso suficiente do fuso para frente e para trás a fim de prover umasaída vibracional significativa. As faixas usuais podem ser de 1000 a 20000RPM, mas podem ser maiores ou menores, sendo 20000 RPM igual a apro-ximadamente 130 Hz.It is noted that the rotational speeds for the spindle can vary significantly. A basic example of such a rotation is 1600RPM which is sufficient with the magnets as illustrated to provide sufficient forward and backward spindle thrust to provide significant vibrational output. The usual ranges may be from 1000 to 20000RPM, but may be larger or smaller, with 20000 RPM being about 130 Hz.

A Figura 8 mostra uma cabeça de perfuração, de acordo com apresente invenção da publicação W02006/065155, suspensa de modo acarregar em balanço uma cabeça vibratória de acordo com a presente in-venção, sendo o próprio aparelho vibrador mostrado em seção parcial.O conteúdo total do relatório descritivo é aqui incluído à guisa de referênciaporém, basicamente, o mesmo não foi publicado antes de 22 de junho de2006.Figure 8 shows a drilling head in accordance with the present invention of publication W02006 / 065155 suspended in a rocking position for a vibrating head according to the present invention, the vibrating apparatus itself being shown in partial section. The total descriptive report is included here by way of reference, but basically it was not published before June 22, 2006.

Com a disposição da Figura 8, por exemplo, um fuso de, por e-xemplo, 1,5 m pode ter uma amplitude de movimento de fuso de 0,1 mm a15 mm (dependendo da velocidade de rotação do fuso, da massa do fuso,dos dispositivos magnéticos, das forças magnéticas, da geometria e folgas).With the arrangement of Figure 8, for example, a spindle of for example 1.5 m may have a spindle range of motion from 0.1 mm to 15 mm (depending on the spindle rotation speed, the mass of the spindle spindle, magnetic devices, magnetic forces, geometry and clearances).

De preferência, uma freqüência de ciclo (preferivelmente) de a-cima de 20 ciclos/segundo, por exemplo, de 200 ciclos/segundo, é contem-plada em condições de estado estacionário. Uma freqüência de 200 ci-clos/segundo pode ser facilmente gerada usando interações magnéticas 4/8com base em uma rotação de fuso de cerca de 3000 RPM.Preferably, a cycle frequency (preferably) of above 20 cycles / second, for example 200 cycles / second, is contemplated under steady state conditions. A frequency of 200 ci-clos / second can be easily generated using 4/8 magnetic interactions based on a spindle speed of about 3000 RPM.

As chapas de extremidade e as bielas são a ligação entre os e-Iementos adjacentes e as mesmas transferem a energia alternativa para acoluna de perfuração.End plates and connecting rods are the link between adjacent elements and they transfer alternative energy to the drilling column.

Na Figura 8, é mostrado um grupo de bolsas de ar ou fluido(gás) principal que atuam em conjunto entre a peça do aparelho vibrador fixaou manuseável, de preferência uma montagem de estrutura de cabeça debroca em balanço. Esta montagem provê à coluna de perfuração 25 a capa-cidade de flutuar no furo de broca enquanto opera independentemente dopeso da coluna de perfuração, uma vez que o mesmo pode ser ajustado porválvulas de ar (não mostradas) de modo a prover uma pressão igual sobre oacessório de coluna de perfuração preso entre as bolsas de ar, ou conformemostrado. Esta montagem também provê isolamento entre a massa móvelda coluna de perfuração 25 e a montagem de fuso 26 e a estrutura de arma-ção de broca ou suporte/estrutura 27.In Figure 8, there is shown a group of main air or fluid (gas) pockets acting together between the handled fixed vibrator apparatus part, preferably a cantilevered head frame assembly. This assembly provides the drill string 25 with the ability to float in the drill hole while operating independently of the drill string, as it can be adjusted by air valves (not shown) to provide equal pressure on the drill hole. The drill string accessory is trapped between the air pockets, or as shown. This assembly also provides isolation between the drill string moving mass 25 and the spindle assembly 26 and the drill frame or bracket / frame structure 27.

Estas duas funções são preferidas e podem se comprovar críti-cas na operação da cabeça. A mesma também permite vantagens para aperfuração direcional a ser apresentada em mais detalhes a seguir.These two functions are preferred and may prove to be critical in head operation. It also allows advantages for directional punching to be presented in more detail below.

As chapas de extremidade 28 e 29 reagem ao fuso. A chapa deextremidade 28 provê uma saída para a coluna de perfuração através de umeixo 30 e sua extensão 31. Uma montagem de mancai de rotação 32 comouma transição permite a rotação para a coluna de perfuração. Acima damontagem de mancai 32, a saída vibracional é independente da rotação decoluna de perfuração, isto é, necessária para girar. A entrada rotativa para oeixo de coluna de perfuração abaixo é de preferência provida por uma mon-tagem grande de correia dentada 33 acionada por um motor fixo 34. A dis-tância a partir do motor 34 é tal que o movimento da coluna de perfuração ea vibração associada seja dissipado pela transmissão de correia 33 e, por-tanto, não seja transmitido a partir da estrutura de broca do motor 34. Atransmissão de correia é tal de modo a não falhar devido à vibração.End plates 28 and 29 react to the spindle. The end plate 28 provides an output to the drill string through an axle 30 and its extension 31. A rotating bearing assembly 32 with a transition allows rotation to the drill string. Above bearing assembly 32, the vibrational output is independent of the drilling spindle rotation, that is, required to rotate. The rotary entry for the drill string shaft below is preferably provided by a large toothed belt assembly 33 driven by a fixed motor 34. The distance from the motor 34 is such that the movement of the drill string and the associated vibration is dissipated by the belt drive 33 and therefore is not transmitted from the motor drill frame 34. The belt drive is such that it will not fail due to vibration.

O fuso 25 carrega (à maneira das Figuras 7A e 7B) arranjos deímãs 36 e 37 a fim de interagir conforme descrito nos arranjos de ímãs 38 e39, respectivamente.Spindle 25 carries (in the manner of Figures 7A and 7B) magnet arrangements 36 and 37 in order to interact as described in magnet arrangements 38 and 39, respectively.

De preferência, a transmissão da rotação de fuso é um motorelétrico, pneumático ou hidráulico 40 e as transmissões flexíveis, por exem-plo, as correias 41. De preferência, várias correias de transmissão são usa-das. Tais correias 41 de preferência podem acomodar as amplitudes de mo-vimento requeridas.Preferably, the spindle speed transmission is a motor, pneumatic or hydraulic 40 and flexible transmissions, for example belts 41. Preferably, several transmission belts are used. Such belts 41 may preferably accommodate the required movement ranges.

Em outras formas de transmissão, o fuso pode ser impelido demodo a girar com base nas palhetas que são atingidas por um fluido (porexemplo, ar, água ou similar). Outras opções para um motor também exis-tem e podem ser usadas, por exemplo, algum motor para uma extensão axi-al do fuso (não necessariamente uma transmissão periférica).In other forms of transmission, the spindle may be impelled to rotate based on the vanes that are struck by a fluid (e.g., air, water or the like). Other options for an engine also exist and may be used, for example, some engine for an axial spindle extension (not necessarily a peripheral transmission).

Quanto ao aparelho vibrador, pode-se observar que uma chapade extremidade 42 ou 43 carrega o fuso (por exemplo, aparafusado apropri-adamente ao fuso ou fazendo uma volta e fixado radialmente nos lados dofuso), cada qual prendendo no fuso um arranjo de ímãs 36 e 37, cada arran-jo atuando em conjunto (como nas Figuras 7A e 7B) com um arranjo de ímãs38 e 39 das chapas 28 e 29.As for the vibrator apparatus, it can be seen that an end plate 42 or 43 carries the spindle (e.g. bolted appropriately to the spindle or by turning and radially fixed on the sides of the spindle), each holding a magnet arrangement in the spindle. 36 and 37, each arrangement acting together (as in Figures 7A and 7B) with an array of magnets38 and 39 of plates 28 and 29.

Como se pode observar, pelo menos no fuso, cada um dos ímãssão em forma de cone truncado ou formado de modo a ficar preso por meiodas chapas de retenção 42 e 43 ao corpo principal do fuso. O mesmo podeser feito, se desejado, às chapas 28 e 29 e seus arranjos 38 e 39.As can be seen, at least in the spindle, each of the magnets is truncated or shaped to be secured by half retainer plates 42 and 43 to the main body of the spindle. The same can be done, if desired, to plates 28 and 29 and their arrangements 38 and 39.

O corpo de fuso principal de preferência é alinhado com os ímãspermanentes de um primeiro pólo 44 que magneticamente Ievita sobre o re-vestimento magnético de um segundo pólo 45 do eixo.Preferably the main spindle body is aligned with the permanent magnets of a first pole 44 which magnetically avoids the magnetic coating of a second pole 45 of the shaft.

Embora, de preferência, os ímãs sejam expostos no fim de cadafuso, em alguns casos, pode haver uma cobertura protetora provida que nãointerfere com a eficiência da interação magnética, e da mesma forma paraos ímãs fixos das chapas de extremidade, respectivamente. Estes podemser retidos de maneira similar ao fuso ou uma simples adesão poderá sersuficiente.Although preferably the magnets are exposed at the end of each screw, in some cases there may be a protective cover provided that does not interfere with the efficiency of the magnetic interaction, and likewise for the fixed end plate magnets, respectively. These may be retained in a similar manner to the spindle or simple adhesion may be sufficient.

Pensa-se que cada ou uma chapa de extremidade pode ser gi-rada (por exemplo, a 45°) de modo que, quando desejado, o fuso possa sermantido a uma condição estável entre as chapas de extremidade e indepen-dentemente se é girado ou não.It is believed that each or an end plate can be turned (e.g. 45 °) so that, when desired, the spindle can be kept in a stable condition between the end plates and independently if it is turned or not.

O suporte magnético do fuso sobre o eixo geométrico de guia épreferido, mas em outras formas alternativas, um pouco de ar ou outro su-porte pode ser provido. Isto é para evitar qualquer formação desnecessáriade calor que pode degradar o desempenho dos ímãs permanentes.The magnetic support of the spindle on the guide shaft is preferred, but in other alternative forms, some air or other support may be provided. This is to prevent any unnecessary heat formation that may degrade the performance of permanent magnets.

Existe o prospecto de uma passagem de fluido 46 que se esten-de através do aparelho para a coluna de perfuração, provendo, assim, umacapacidade de lavagem, assim como um prospecto de uma função de resfri-amento. Tal fluido pode ser ar, um líquido (por exemplo, água) ou pode inclu-ir um fluido lubrificante tipicamente (por exemplo, uma pasta fluida) usado naperfuração.There is the prospect of a fluid passage 46 extending through the apparatus to the drill string, thus providing a wash ability as well as a prospect of a cooling function. Such a fluid may be air, a liquid (e.g., water) or may include a lubricating fluid typically (e.g., a slurry) used in drilling.

A Figura 9 é uma coroa cortante de broca direcional fixável à pon-ta de uma coluna de perfuração de modo a poder ser girada por mais de 360°a fim de obter uma perfuração direta e ser parcialmente girada menos que360° de modo a permitir certa perfuração direcional baseada na assimetriaprovida por sua face plana 47. A Figura 10 é uma vista em elevação lateralmostrando a assimetria da coroa cortante da Figura 9. A Figura 11 é uma vis-ta da extremidade do negócio da coroa cortante, mostrando os cortadores.Figure 9 is a directional drill cutting crown attachable to the tip of a drill string so that it can be rotated by more than 360 ° to obtain a direct perforation and to be partially rotated by less than 360 ° to allow certain directional drilling based on asymmetry provided by its flat face 47. Figure 10 is a side elevational view showing the asymmetry of the cutting crown of Figure 9. Figure 11 is a business end view of the cutting crown, showing the cutters.

A Figura 12 mostra uma coroa cortante conforme mostrada nasFiguras 9 a 11 com uma face de direção 47 de aproximadamente 12,5°, massendo operada em um modo de perfuração direta, isto é, com a rotação a-proximadamente maior que 360°, para, assim, prover o perfil de fundo defuro simétrico 48 mostrado, por exemplo, com um corpo de alojamento Son-de de 95 mm de diâmetro em um furo com 145 mm de diâmetro criado pelacoroa cortante direcional. A Figura 13 é uma vista similar da Figura 12, maseste momento mostrando o seu movimento reto após certa rotação por me-nos de 360°, isto é, em um modo de direção, deste modo construindo certaassimetria no perfil de fundo de furo, a coroa cortante tendo feito mais avan-ço a frente por uma distância de 8 a 10 mm. A Figura 14 é uma vista similarà da Figura 13, mas com a coroa cortante ainda no modo de direção, masdesta vez após aproximadamente 50 mm de percurso dianteiro em um modode direção. A Figura 15 é uma vista similar à da Figura 14, porém mostrandoum avanço de cerca de 110 mm a partir da posição de 50 mm da Figura 14.A Figura 16 é uma vista similar à da Figura 15, porém mostrando um avançode mais de 25 mm, por exemplo, de cerca de 135 mm no modo de direção.A Figura 17 mostra uma vista similar à da Figura 16, mas ainda com um a-vanço de mais 25 mm em um modo de direção, isto é, para a uma distânciatotal de cerca de 160 mm. Isto mostra o material 49 a partir da região de per-fil assimétrico para ser removido após a rotação completa/nova perfuraçãode direção por mais de 360°.Figure 12 shows a cutting crown as shown in Figures 9 to 11 with a direction face 47 of approximately 12.5 °, but operated in a direct drilling mode, that is, with rotation approximately to 360 ° to thus providing the symmetrical deep-end profile 48 shown, for example, with a 95 mm diameter Son-housing body in a 145 mm diameter bore created by the directional cutting crown. Figure 13 is a similar view of Figure 12, but at this time showing its straight movement after a certain rotation by less than 360 °, that is, in one direction mode, thereby constructing certain asymmetry in the hole bottom profile, the cutting crown having advanced further forward by a distance of 8 to 10 mm. Figure 14 is a view similar to Figure 13, but with the cutting crown still in steering mode, but this time after approximately 50 mm of front travel in one direction mode. Figure 15 is a view similar to Figure 14, but showing an advance of about 110 mm from the 50 mm position of Figure 14. Figure 16 is a view similar to Figure 15, but showing an advance of more than 25 mm. mm, for example, of about 135 mm in steering mode. Figure 17 shows a view similar to that of Figure 16, but still with a further 25 mm advance in a steering mode, that is, for a total distance of about 160 mm. This shows material 49 from the asymmetric profile region to be removed after full rotation / re-drilling of the steering by more than 360 °.

A Figura 18 mostra o resultado do início da rotação completasubseqüente a sua primeira posição, assumindo uma condição conformemostrada na Figura 17.Figure 18 shows the result of the beginning of complete rotation subsequent to its first position, assuming a condition as shown in Figure 17.

A Figura 19 mostra gráficos relacionados (Ação versus Tempo(no fundo) e Profundidade versus Tempo (no topo)), mostrando, como umgráfico de perfuração progressivamente mais funda, a rotação no sentidohorário parcial para cortar a rocha, a descarga da pressão de perfuração, arotação parcial anti-horária, etc. (a rotação "horária" sendo mostrada na grá-fico inferior por uma linha ascendente, a rotação parcial "anti-horária" sendomostrada por uma linha descendente, a condição de retração ("PB") semque seja mostrada a rotação por meio das linhas horizontais no topo e o "im-pulso dianteiro" ("PF") sem que a rotação seja mostrada pelas linhas hori-zontais no fundo).Figure 19 shows related graphs (Action vs. Time (bottom) and Depth vs. Time (top)) showing, as a progressively deeper drilling graph, the partial clockwise rotation to cut the rock, the discharge of drilling pressure. , counterclockwise partial rotation, etc. (the "clockwise" rotation being shown in the lower graph by an upward line, the "counterclockwise" partial rotation shown by a downward line, the retraction condition ("PB") without the rotation through the vertical lines. top horizontal lines and the "front pulse" ("PF") without the rotation being shown by the horizontal lines at the bottom).

Na Figura 19, os pares mais adjacentes de linhas quebradasverticais correspondem alternativamente a uma pressão de impulsão de 200milissegundos ("PF") (isto é, quando o traço no gráfico inferior é horizontal emais inferior) e uma liberação de pressão de impulsão correspondente de200 milissegundos ("PB") quando o traço no mesmo gráfico é horizontal emuma condição superior. Estas posições correspondem alternativamente a umimpulso dianteiro com zero rotação e uma retração com zero rotação, res-pectivamente.In Figure 19, the most adjacent pairs of vertical broken lines alternatively correspond to a 200 millisecond ("PF") thrust pressure (i.e. when the lower graph stroke is lower and horizontal) and a corresponding 200 millisecond thrust pressure release. ("PB") when the trace on the same graph is horizontal under a higher condition. These positions alternatively correspond to a zero rotation front thrust and a zero rotation retraction, respectively.

O corte é mostrado no gráfico de baixo por meio das linhas incli-nadas para cima, onde há uma rotação de haste de broca de aproximada-mente 10 rpm, mas somente entre o tempo do gráfico de baixo da linha incli-nada quando o mesmo se encontra a posição das 10 horas mostrada na Fi-gura 20 até o topo da linha inclinada para cima quando a mesma se encon-tra na posição das duas horas mostrada na Figura 20. A posição das 12 ho-ras é a linha central do gráfico que passa horizontalmente intermediária atra-vés das linhas de gráfico ascendente e descendente.The cutoff is shown on the bottom graph by upward sloping lines, where there is a drill spindle rotation of approximately 10 rpm, but only between the time of the bottom slant graph when it is rotated. the 10 o'clock position shown in Figure 20 to the top of the upward sloping line when it is in the 2 o'clock position shown in Figure 20. The 12 o'clock position is the center line of the chart passing horizontally through the ascending and descending chart lines.

Em contrapartida às linhas inclinadas para cima do gráfico infe-rior da Figura 19, as linhas descendentes mostram a rotação anti-horáriaantes do impulso dianteiro.In contrast to the upward sloping lines in the lower graph of Figure 19, the descending lines show the counterclockwise rotation of the front pulse.

Evidentemente há de se entender que a rotação de corte deuma natureza horária é mostrada com as linhas ascendentes do gráfico infe-rior e a rotação de não corte no sentido anti-horário é mostrada pelas linhasdescendentes.Of course it is to be understood that the clockwise rotation of the cut is shown with the upward lines of the lower graph and the counterclockwise non-cut rotation is shown by the downward lines.

O gráfico superior corresponde exatamente ao tempo para ográfico mais inferior. O mesmo mostra o gráfico ligado do gráfico inferior emum ponto de partida para uma face de rocha (a linha grafada horizontal) emostra o movimento seqüencial descendente da coroa cortante com relaçãoàs várias condições descritas com relação ao gráfico inferior.The upper graph corresponds exactly to the time for the lower graph. It shows the linked graph of the lower graph at a starting point for a rock face (the horizontal graph line) and shows the sequential downward movement of the cutting crown with respect to the various conditions described with respect to the lower graph.

A Figura 20 mostra a rotação limitada das 10 a 12 horas, mos-trada nos gráficos da Figura 19.Figure 20 shows the limited rotation of 10-12 hours shown in the graphs of Figure 19.

A Figura 21 é uma alimentação de linha de pressão para e dosreservatórios infláveis de uma disposição conforme mostrada na Figura 1,tais linhas de pressão permitindo a variação por meio da inflação e deflaçãode modo a realizar uma produção antes da e durante a rotação parcial inver-sa (no modo de direção) por meio da armação, assumindo a condição con-forme mostrada na Figura 4. É mostrada uma armação que pode ser con-forme mostrada ou invertida.O que importa é que as bexigas de ar, os foles ou as bolsas, 51e 52, podem ser separadamente infladas/desinfladas com base na entradahidráulica e/ou na entrada pneumática aos cilindros 53 e 54, respectivamen-te, de modo a pressurizar/despressurizar com ar/gás as respectivas bolsas51,52.Figure 21 is a pressure line feed to and from inflatable reservoirs of an arrangement as shown in Figure 1, such pressure lines allowing variation by inflation and deflation to perform production prior to and during partial reverse rotation. (in steer mode) through the frame, assuming the condition shown in Figure 4. A frame is shown that can be shown or reversed. What matters is that the air bladders, bellows or pockets 51e 52 may be separately inflated / deflated on the basis of the hydraulic inlet and / or pneumatic inlet to cylinders 53 and 54, respectively, in order to pressurize / depressurize the respective pockets51,52.

A Figura 22 mostra uma modalidade preferida de duas chapascom bielas que trabalham sobre uma chapa de impulsão com as qual as bie-las limitam as chapas frontal e traseira de modo a se alinharem. Aqui, bexi-gas, foles ou similar 57 e 58 são, cada qual, capazes de movimentarem asbielas 59 para cima e para baixo através da chapa 60 por meio da atuaçãosobre as chapas 60 e 61, em uma instância, e sobre as chapas 60 e 62, naoutra instância. A estrutura fixa ou guindaste ou similar suportada pode ser ada ou ligada fixamente à chapa 60.Figure 22 shows a preferred embodiment of two connecting rod plates working on a thrust plate with which the biases limit the front and rear plates to align. Here, bladders, bellows or the like 57 and 58 are each capable of moving the wings 59 up and down through the plate 60 by acting on the plates 60 and 61 in one instance and on the plates 60 and 62 in the other instance. The supported fixed structure or crane or the like may be attached or fixedly attached to the plate 60.

A Figura 23 mostra um fluxograma para uma transmissão hi-dráulica para cada qual dentre o fuso e a coluna de perfuração e um fluxo-grama do circuito pneumático para inflar/desinflar as bolsas de ar, por exem-plo, das Figuras 1 e 4.Figure 23 shows a flow diagram for a hydraulic transmission for each of the spindle and drill string and a pneumatic circuit gram flow to inflate / deflate the air pockets, for example of Figures 1 and 4. .

Esta figura mostra as chapas 60, 61, e 62, as bielas 59 e os fo-les, bolsas ou similar 57 e 58 da Figura 22. São mostrados nas bolsas dealimentação 57 e 58, respectivamente, os cilindros 66 e 67 iguais aos cilin-dros 53 e 54, respectivamente, da Figura 21. Aqui o controle aos cilindros 66e 67 é sob a ação de um mecanismo de válvulas que recebem uma entradade fluido pressurizado (hidráulico e/ou pneumático) e capazes de passar omesmo para o lado inferior dos êmbolos dos cilindros 66 e 67, conformemostrado e quando necessário para inflar ou desinflar uma respectiva bexi-ga, fole, bolsa ou similar conectada do tipo gás, 57 ou 58.This figure shows the plates 60, 61, and 62, the connecting rods 59 and the foils, pockets or the like 57 and 58 of Figure 22. 53 and 54, respectively, of Figure 21. Here the control of cylinders 66 and 67 is under the action of a valve mechanism that receives a pressurized fluid (hydraulic and / or pneumatic) inlet and is able to pass the same to the lower side. cylinder plungers 66 and 67 as shown and when necessary to inflate or deflate a respective connected gas-type bladder, bellows, pouch or the like 57 or 58.

É mostrado um alojamento 63 no qual o fuso (não mostrado)deve se mover, conforme previamente descrito, de preferência de acordocom a entrada da correia 65 a partir de um motor elétrico ou hidráulico 64que tem o efeito de girar a forma preferida de fuso a fim de derivar as intera-ções magnéticas de movimento de vaivém com ímãs posicionados na chapade extremidade.É mostrada uma CPU 69 que controla tanto o mecanismo deválvulas 68 como um mecanismo de válvulas 70 para receber ou liberar flui-do, mas que tem a ação de energizar motores hidráulicos rotativos 71 paraassim imprimir a rotação apropriada ao eixo 74 da coluna de perfuração. Es-tas correias 72 e 73 com seu respectivo motor hidráulico 71 permitem, sob ocontrole da CPU 69 e sua disposição de válvulas 70, que pelo menos a mai-or dentre a rotação de 360° referida para uma perfuração direta ou a perfu-ração rotacional seletiva menor que 360° para frente e para trás conformepreviamente mencionado.A housing 63 is shown in which the spindle (not shown) must move, as previously described, preferably according to belt inlet 65 from an electric or hydraulic motor 64 which has the effect of rotating the preferred spindle shape to to derive the magnetic reciprocating interactions with magnets positioned at the end plate. A CPU 69 is shown which controls both valve mechanism 68 and valve mechanism 70 to receive or release fluid but has the action powering rotary hydraulic motors 71 to print the proper rotation to the drill string shaft 74. These belts 72 and 73 with their respective hydraulic motor 71 allow, under the control of the CPU 69 and their valve arrangement 70, that at least greater than the 360 ° rotation referred to for direct drilling or drilling. selective rotational rotation less than 360 ° forward and backward as previously mentioned.

No presente relatório descritivo, no qual se fez referência a rela-tórios descritivos de patentes, outros documentos externos, ou outras fontesde informação, este se presta de modo geral à finalidade de prover um con-texto para apresentar os aspectos da presente invenção. A menos que es-pecificamente dito de outra forma, a referência a tais documentos externosnão deve ser construída como uma admissão de que tais documentos, outais fontes de informação, em qualquer jurisdição, sejam técnicas anteriores,ou façam parte do conhecimento geral comum da técnica.In this specification, in which reference is made to descriptive patent reports, other external documents, or other sources of information, it generally serves the purpose of providing a context for presenting aspects of the present invention. Unless otherwise specified, reference to such external documents should not be construed as an admission that such documents, other sources of information, in any jurisdiction, are prior art, or are part of the common general knowledge of the art. .

Claims

1. A drilling rig, comprising or including: - a support structure - a vibrating head - a first responsive vibrating support directly or indirectly from the support structure to directly or indirectly load the vibrating head a second responsive vibrating support directly or indirectly from the support structure in order to directly or indirectly fasten the vibrating head to said first responsive vibrating support a drilling column directly or indirectly loaded by the vibrating head, the said drill string optionally having a cutting crown; e- an engine or motors for directly or indirectly rotating the drill string or any optional cutting crown.

Apparatus according to claim 1, wherein said vibrating head is supported on balance on said first responsive vibratory support from said support structure.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first responsive vibratory support includes a flexible fluid reservoir.

Apparatus according to any of the preceding claims, wherein said first responsive vibratory support includes a repulsive magnetic interaction.

Apparatus according to any of the preceding claims, wherein said second responsive vibrating support includes a flexible fluid reservoir.

Apparatus according to any of the preceding claims, wherein said second responsive vibratory support includes a repulsive magnetic interaction.

Apparatus according to any of the preceding claims, wherein said support structure includes a structure from which an inverted vibrating head top hatch connection is suspended between said first and second responsive vibratory supports.

Apparatus according to any of the preceding claims, in which a cutting crown is present.

Apparatus according to claim 8, wherein said cutting edge is a cutting crown of a type which allows directional drilling.

Apparatus according to any of the preceding claims, wherein said motor or motors may rotate the drill string and thereby any cutting crown 360 °.

Apparatus according to any of the preceding claims, wherein said engine or motors may rotate the drill string and thus the cutting crown less than 360 ° prior to its reversal of direction.

Apparatus according to claim 9, wherein at least said first responsive vibrating support is capable of being modified to raise the vibrating head and thereby the drill string and a drill cutting crown directional.

Apparatus according to claim 12, wherein, at least when the first responsive vibratory support is either modified, the engine or motors are able to rotate, or are synchronized to rotate, the drill string and thus the crown. Cutting in an opposite direction in which it is rotated when drilling 360 ° or when rotating less than 360 ° With the purpose of a directional drilling.

14. A drilling apparatus, comprising or including: - a support structure - a vibrating head - at least one responsive vibrating support directly or indirectly from the support structure to directly or indirectly load the head - a drilling column directly or indirectly loaded by the vibrating head, said drilling column optionally having a cutting crown - a motor or motors for directly or indirectly turning the drilling column or any optional cutting crown - wherein at at least said first responsive vibrating support may be modified to lift the vibrating head and thereby the drill string and a directional drill cutting crown; and wherein, when at least the first responsive vibratory support is or has been modified, the motor or motors are able to rotate, or are synchronized to rotate, the drill string and thus the dyed crown in an opposite direction. - in which it rotates when drilling at 360 ° or when rotating 360 ° For the purpose of directional drilling.

Apparatus according to claim 14, wherein the vibrating head is biased upon and / or said at least one responsive vibrating support from said support structure.

Apparatus according to claim 14 or 15, wherein the at least one responsive vibrating support includes a flexible fluid reservoir.

Apparatus according to any one of claims 14 to 16, wherein said at least one responsive vibratory support includes a repulsive magnetic interaction.

Apparatus according to any one of claims 14 to 17, wherein said support structure includes a structure from which an inverted top-hat vibration-head connection is suspended between said first and second responsive vibratory supports. .

Apparatus according to any one of claims 14 to 18, in which a cutting crown is present, and the cutting crown is of a type which permits directional drilling.

Apparatus according to any one of claims 14 to 19, wherein said motor or motors can rotate the drill string and thereby any cutting crown 360 °.

21. Use of drilling rig having a floating or flexible bracket from above or below for a vibrating head attached or attachable to a drill string.

Use 1 according to claim 21, wherein there is some gaseous weight support.

Use according to claim 21 or 22, wherein there is a magnetic weight bearing.

Use according to claim 22 or 23, wherein there is some gas limitation to such weight bearing.

Use according to any one of claims 22 to 24, wherein there is some magnetic limitation to such weight bearing.

Use according to any one of claims 21 to 25, wherein there is an inverted top hat-type support assembly in order to bias the vibrating head.

Use according to any one of claims 21 to 26, wherein said vibrating apparatus includes a spindle and the vibrational outlet is from the spindle housing.

A drilling apparatus, comprising: - a vibrating head fixed or attachable to a drilling column - a support; and at least one reconfigurable (e.g., flexible) fluid reservoir (e.g., a flexible gas pouch) to further limit the vibrating head to the holder, wherein the interaction of the vibrating head, holder and pelomenos. a reconfigurable fluid reservoir has the effect of loading the weight of the fixed or to be fixed drill string, and still permits certain freedom of movement of the vibrating head with respect to the tantolongitudinal support as laterally of the drill spindle axis.

29. A drilling apparatus, comprising or including: - a vibrating head fixed or attachable to a drilling column, - a support, - at least one gas pocket interposed between the vibratory head and support parts, as a first interaction in order to carry the weight of the vibrating head and the or any fixed drill string; and at least one gas pocket interposed between the support and parts of the vibrating head, as a second interaction, in order to limit vibratory end with respect to the support whereby said first alternation is not completely lost during any part of the vibration head. vibrational cycle of the vibrating head.

Apparatus according to claim 29, wherein the vibrating head parts are interposed between the top and bottom limitations provided by said support, and at least one air pocket is interposed above the parts and below a limitation; and at least one air pocket is interposed below the part (s) and above the other limitation.

Apparatus according to claim 30, wherein the major part of the vibrating head is below said part (s), the arrangement being provided to provide freedom of movement to the vibrating head and the drilling hole loaded or to be loaded with with respect to the support is still capable of reacting to the weight to polarize to a reference condition of the vibrating head with respect to the support.

32. A drilling apparatus comprising: - a vibrating head fixed or attachable to a drilling column, the vibrating head having in the lateral direction of the defined longitudinal axis or, to be defined by the drilling column, one or more projections to define at least one upper surface and at least a lower surface - a vibrating head support structure - at least one gas pocket for acting between the structure and adding at least one upper surface; and at least one gas pocket for acting between the structure and adding at least one lower surface.

Apparatus according to claim 32, wherein the vibrating head has a provision for both a flexible limitation (e.g. gas pocket or the like) at each end of a spindle time and an assembly. flexible (e.g. gas pouch or the like) of the vibratory head itself from a support or structure.

Apparatus according to claim 32 or 33, wherein both the upper surface and the lower surface are closer to the end than to the bottom of the vibrating head.

35. A drilling apparatus comprising: - a vibrating head fixed or attachable to a drilling column, - a support; and wherein (I) the vibrating head has a flexible spindle limited in time at least in part by a flexible means, and (II) the vibrating head is flexibly supported by the holder; and wherein the support through the vibration head is so flexible that it is adapted to carry the weight of, or support the inertia or moment of the fixed or to be fixed drill string, and still allow certain freedom of movement of the vibration head with respect to the longitudinal support. as laterally from the geometry axis of the drill string.

Apparatus according to claim 35, wherein there are at least two reservoirs of a fluid to provide a flexible support of the vibrating head.

Apparatus according to claim 36, wherein the fluid in at least one reservoir is a gas (e.g., air).

Apparatus according to claim 36 or 37, wherein most of the vibrating head (when the drill spindle is vertical) is below the reservoirs.

39. A drilling apparatus comprising: - a vibrating head attached or attachable to a drilling column - a support - a flexible means (e.g. preferably at least one gas pocket interposed between the vibrating head parts and suppose) as a first interaction in order to carry the weight of the vibrating head and the or any fixed drill string; and a flexible means, such as a second interaction (preferably to limit the vibrating head with respect to the support), whereby said first interaction (preferably) is not completely lost during any part of the vibrational cycle. of the vibrating head.

The apparatus of claim 39, wherein the vibrating head part (s) are interposed between the top and bottom limitations provided by said support, and at least one air pocket is interposed above (). the part (s) (e.g., as an option of said flexible medium) and under one limitation, and at least one air pocket is interposed below the part (s) and above the other limitation.

Apparatus according to claim 40, wherein most of the vibrating head is below said part (s).

42. A drilling apparatus comprising: - a vibrating head fixed or attachable to a drilling column, the vibrating head having, in the lateral direction of the longitudinal axis defined or to be defined by the drilling column, one or more projections of defining at least one upper surface and at least one lower surface, - a vibrating head support structure, - at least one gas pocket for acting between the structure and adding at least one upper surface; and at least one gas pocket for acting between the structure and adding at least one lower surface; and wherein the vibrating head has a rotary drilling column motor for or adjacent to its condition for a drilling column.

43. A vibrational drilling rig, comprising: - a vibrating head having a spindle, yet a vibrational outlet not directly from the spindle, - a manageable holder from which the vibrating head is flexibly vibrated under the action of the spindle - a bearing supported from the vibratory output of the vibratory head, and a drill column connector carried by the bearing - a rotational motor for the drill column connector.

44. A vibrating apparatus capable of providing a vibrational output, said apparatus comprising or including: - a spindle capable of reciprocating reciprocating about a geometry axis or spindle location between the first and second complementary structures; rotate the spindle over at least part of the geometry axis or spindle location; e- magnetic interaction regions on each of the at least one complementary structure and the spindle, whereby the rotation of the spindle has the effect of subjecting the spindle to spindle inducing forces which are alternatively attractive forces. and repulsive between the or an additional structure and the spindle; and wherein the output of vibration is from one or the other or both of said complementary structures and not directly from the fuel itself.

45. Vibrating apparatus capable of providing a vibrational output, said apparatus comprising or including: - a rotary spindle about a defined spindle geometry axis and moving back and forth about the spindle geometry axis - a motor for rotating the spindle over the spindle - a first complementary structure to which and from which the spindle moves, a second complementary structure from which or to which, or vice versa, the spindle moves , the spindle being between said complementary structures: - wherein the proximal regions of each pair of first complementary structure / spindle and spindle / second complementary structure have operable magnetic areas to alternatively provide for each pair pull and repulsive forces as the spindle rotates; and wherein the phase between the pairs is, or may be, such that the spindle makes an alternate motion about its geometrical axis of motion and then as a consequence of the magnetic interactions acting upon the spindle by virtue of its rotation; and wherein the vibrational output is from either or both said complementary structures and not directly from the spindle itself.

46. A vibratory drilling rig, comprising: - a vibrating head - a drill string holder that hangs from the head having a rotational motor to rotate a connected drill string or be connected thereto; ; e- a mounting for the drill string from the vibrating head support that both flexibly interacts with the support and balances the vibrating head.

47. A vibrating apparatus capable of providing a vibrational output, said apparatus comprising or including an assembly having a fusible cap able to reciprocate between complementary structures, at least one of whose complementary structures providing vibrational output, the arrangement being characterized by the fact that there is a motor for turning the spindle and there are magnetic interactions between the rotary spindle and the complementary structures such that interactions with the complementary structure, and the phase of the complementary structures with respect to the spindle, and alternative magnetic forces result in the movement. from the spindle.

48. Using the state of a flexible rocker bracket for a directional drill bit that carries the drill string as a means to relieve pressure from the drill or allow weight to be applied to the cutting crown through the drill string.