MXPA01002264A - Una barrena de extraccion de muestra y metodo para obtener una muestra del sondeo de material - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona una barrena de cepillo para cortar una muestra de sondeo a partir de una formación no consolidada con fragmentación o daño reducido a la muestra de sondeo mediante el uso de una pluralidad de cerdas rígidas para cortar la roca desde alrededor de la muestra de sondeo. La presente invención proporciona también un método mejorado para la obtención de una muestra de sondeo a partir de una formación no consolidada.

Description

UNA BARRENA DE EXTRACCIÓN DE MUESTRA Y MÉTODO PARA OBTENER UNA MUESTRA DEL SONDEO DE MATERIAL Campo de la Invención La presente invención proporciona una barrena de extracción de muestra mejorada y el método para obtener una muestra del sondeo de material a partir de la pared de perforación de un pozo perforado.

Antecedentes de la Técnica Relacionada Los pozos son perforados generalmente para recuperar depósitos naturales de hidrocarburos y otros materiales deseables de presencia natural atrapados en formaciones geológicas en la corteza terrestre. Un pozo delgado es perforado en ele terreno y dirigido hacia la ubicación geológica de objetivo a partir de un equipo de perforación en la superficie. En las operaciones de "perforación por rotación" el equipo de perforación gira una sarta de varillas de perforación comprendidas de juntas tubulares de tubería de perforación de acero conectadas para girar en un ensamble de orificio inferior (BHA) y una barrena de sondeo que está conectada al extremo inferior de la sarta de varillas de perforación, Durante las operaciones de perforación, un fluido de perforación, comúnmente referido como un lodo de perforación, es bombeado y circulado en el interior de la tubería de perforación, a través del BHA y la barrena de sondeo, y de regreso hacia la superficie en la corona circular.

*— -^~ Los depósitos de petróleo y otros de presencia natural de minerales o gas frecuentemente residen en formaciones geológicas porosas en lo profundo de la corteza Terrestre. Esas formulaciones son señaladas y se perforan pozos delgados dentro de la corteza Terrestre para tener acceso y recuperar las reservas dentro de las formaciones. Una vez que se alcanzo una formación de interés en un pozo perforado, los geólogos o ingenieros frecuentemente investigan la formación y los depósitos en la misma mediante la obtención y análisis de una muestra de roca representativa. La muestra de roca es generalmente extraída desde la formación utilizando una barrena de extracción de muestras cilindrica, hueca y la muestra obtenida utilizando este método referida generalmente como una muestra de sondeo. Una vez que la muestra de sondeo a sido transportada a la superficie, la muestra de sondeo es analizada para evaluar la capacidad de almacenamiento de la reserva (porosidad), el potencia de flujo (permeabilidad) de la roca que constituye la formación, la composición de los fluidos que refieren en la formación y para medir el contenido de agua no reducible. Estas estimaciones se utilizan para diseñar e impiementar la terminación dei pozo; es decir, para producir selectivamente ciertas formaciones económicamente atractivas de entre aquellas accesibles a través del pozo. Una vez que está en el sitio el plan de complementación del pozo, todas las formaciones excepto aquellas indicadas específicamente para la producción son aisladas de las formaciones de objetivo y los depósitos dentro de las formaciones de objetivo son producidas selectivamente a través del pozo hacia la superficie. En la extracción de muestra se han utilizado varias herramientas y métodos de obtención de muestras de sondeo. Existen generalmente dos tipos de métodos y aparatos de extracción de muestras, a saber la extracción de muestras por rotación y la extracción de muestras por percusión. La extracción de muestras por rotación es ejecutada generalmente forzando un borde abierto y circunferencial expuesto de una barrena de extracción de muestras cilindrica hueca contra la pared extrema o la pared lateral del pozo de sondeo y girando la barrena de extracción de muestras. La extracción de muestras en la pared extrema del pozo de sondeo y en la dirección de perforación del pozo de sondeo es referida generalmente como una extracción de muestra "convencional". En la extracción de muestras convencional o de pared lateral, la herramienta de extracción de muestras es generalmente asegurada contra la pared del pozo de sondeo con la barrena de extracción de muestra giratoria orientada hacia la pared del pozo adyacente a la formación de interés. La barrena de extracción de muestras es desplegada generalmente en una dirección axial (convencional) o una radial (pared lateral) en alejamiento de la herramienta de extracción de muestras y contra el pozo de sondeo mediante un eje extensible u otra articulación mecánica. La herramienta de extracción de muestras generalmente imparte de manera simultanea torsión rotacional y fuerza de axial (peso sobre la barrena) a la barrena de extracción de muestras para afectar el corte de una muestra de sondeo. El borde cortante circunferencial de la barrena esta incrustado usualmente con carburo, diamantes u otros materiales duros con dureza superior para cortar dentro de la roca que comprende la formación de interés. Ya que la muestra de extracción es cortada, la muestra de extracción cilindrica es recibida dentro del cuerpo hueco de la barrena de extracción de muestras conforme avance el corte y la barrena penetra en las formaciones. Después de que se alcanzo la longitud deseada de la muestra de extracción o la extensión máxima de la barrena de extracción de muestras, la muestra de sondeo puede ser separada de la interface restante o conexión con la formación mediante la inclinación ligera de la barrena y la muestra de sondeo saliente dentro de la barrena desde su orientación ahuecada. En la extracción de muestras giratorias de pared lateral, la muestra de sondeo es separada libre de ia formación y la muestra de sondeo es recuperada dentro de la herramienta de extracción de muestras a través de la retracción del mismo eje o la articulación mecánica que se utilizó para desplegar la barrena de extracción de muestras hacia y contra la pared lateral. Una vez que la barrena de extracción de muestras ha sido retraída dentro de la herramienta de extracción de muestras, la muestra de sondeo recuperada es expulsada generalmente de la barrena de extracción de muestras para permitir el uso de la extracción de muestras para obtener muestras subsecuentes en la misma u otras formaciones de interés. Está característica de extracción múltiple de muestras no está disponible generalmente con la extracción de muestras convencional. El segundo tipo común de extracción de muestras es la extracción de muestras por percusión. La extracción de muestras por percusión utiliza barrenas de extracción por percusión en forma de taza múltiple que son impulsadas contra la pared del pozo de sondeo con fuerza suficiente para provocar que las barrenas entren de manera forzada en la pared de roca de manera que las muestras de sondeo se obtienen dentro del extremo abierto de la barrena de extracción de muestras por percusión. Esas barrenas son jaladas desde la pared del pozo generalmente utilizando conexiones flexibles entre la barrena y la herramienta de extracción de muestras tales como cables, alambres o cuerdas. La herramienta de extracción de muestras y las barrenas unidas son regresadas a la superficie, y las muestras de sondeo son recuperadas desde las barrenas de extracción de muestras por percusión para análisis. La selección de la extracción de muestras por rotación o por percusión se basa generalmente en varios factores. Para ciertos tipos de roca, la extracción de muestra por percusión proporciona información útil limitada debido al impacto violento de la barrena que fractura y daña físicamente una porción localizada de la pared de pozo incluyendo la porción recuperada como la muestra de sondeo. Para esos tipos de formaciones, la extracción de muestra por rotación es el método preferido para obtener una muestra de sondeo que retiene sus propiedades naturales y proporcionará datos geológicos confiables. Sin embargo, la extracción de muestras por rotación con las barrenas de la técnica anterior también puede dañar ciertos tipos de muestras de sondeo y por lo tanto comprometer el valor de los datos obtenidos a partir del análisis de la muestra de sondeo. Muchos tipos de formaciones no consolidadas comprenden una matriz relativamente suave que contiene partículas de roca más duras dispersadas dentro de la matriz. Las muestras de sondeo a partir de esas formaciones no consolidadas pueden dañarse, fracturase o despedazarse cuando se cortan o remueven mediante barrenas de extracción de muestra por rotación, sin mencionar las barrenas de extracción por percusión ya que las barrenas de extracción de muestras de la técnica anterior son generalmente rígidas con "dientes" de carburo o diamante que son incompatibles con las propiedades físicas de las formaciones no consolidadas. La recuperación y análisis de las muestras de sondeo en su condición no dañada proporcionan valiosa información geológica que mejora enormemente el análisis y la toma de decisiones por parte del perforador. Lo que se necesita es una barrena de extracción de muestras mejorada y el método de obtención de muestras de sondeo que corte y conserve mejor las muestras de sondeo a partir de formaciones no consolidas, suaves o de matriz, y que proporcione muestra de sondeo en o cerca de su condición original no dañada dentro de la formación. Se prefiere que la barrena de extracción de muestras mejorada y el método sean útiles con las herramientas de extracción de muestras existentes.

Breve Descripción de la Invención La presente invención proporciona una barrena de cepillo para corte mejorado de muestras de sondeo a partir de formaciones no consolidadas y un método de corte de una muestra de sondeo utilizando un cepillo en lugar de los dientes de corte rígidos. La barrena de cepillo utiliza una pluralidad de cerdas flexible rígida salientes para "cortar" de manera más delicada una matriz de roca no consolidada para crear una muestra de sondeo saliente que puede ser recuperada dentro de la herramienta de extracción de muestra. La muestra de sondeo resultante no es dañada o es menos dañada que por el desplazamiento forzado de las partículas de roca dispersas dentro de la matriz de formación más suave. Las cerdas de la barrena de cepillo pueden ser de varias longitudes, calibres, distancias y firmeza, y pueden colocarse en cualquier patrón que facilite el corte de la muestra de sondeo. Las cerdas de la barrena de cepillo pueden ser entrelazadas o giradas, agrupadas o pueden extenderse por separado a partir de la base de la barrena de cepillo. La barrena de cepillo puede girarse como las barrenas de extracción de muestras por rotación convencionales, o puede oscilarse o vibrarse en una forma que provoca la remoción deseada del material de formación alrededor de la muestra de sondeo. La base de la barrena de cepillo puede tener ranuras o canales internos o externos para ayudar en la remoción de los cortes y desechos o para impartir un efecto de avellanado o perforación a la barrena de cepillo.

Descripción de los Dibujos De manera que las características y ventajas de la presente invención se pueden entender a detalle, una descripción más particular de la invención, resumida brevemente en el párrafo anterior, puede hacerse mediante referencia a las modalidades de la misma que se ilustran en los dibujos anexos. Sin embargo, se observa que, los dibujos anexos ilustran solamente modalidades típicas de la invención y por lo tanto no se consideran como limitantes de su alcance, de la invención que puede admitir otras modalidades igualmente efectivas. La Figura 1 muestra las características generales de una herramienta de extracción de muestras en el uso en un pozo perforado. La Figura 2 muestra una barrena de extracción de muestra de la técnica anterior extendida desde una herramienta de extracción de muestras y cortando una muestra de sondeo desde una formación geológica de objetivo. La Figura 3 muestra la fuerza de trituración impartida por un diente rígido de una barrena de extracción de muestras de la técnica anterior y el daño resultante a la muestra de sondeo de una formación no consolidada. La Figura 4 muestra la acción de cepillado no destructiva de las cerdas rígidas utilizadas para cortar una muestra de sondeo desde una formación no consolida. La Figura 5 es una vista en perspectiva de una barrena de cepillo que tiene cerdas rígidas. La Figura 6 es una vista en sección transversal de una barrena de cepillo que tiene receptáculos colocados en un patrón circular para retener las cerdas. Las Figuras 7A y 7B muestran vistas en la sección transversal de una base de una barrena de cepillo que tiene cerdas anguladas hacia adentro y hacia fuera y que retiene canales de retención, respectivamente. La Figura 8 es una vista extrema de la base de una barrena de cepillo que tiene canales de remoción de desechos perforados dentro de su pared y ranuras de remoción de desechos maquinadas en su pared de exterior. La Figura 9 es una vista en perspectiva de una barrena de cepillo que tiene canales de remoción de desechos perforados dentro de su pared y ranuras de remoción de desechos maquinadas en su pared exterior.

Descripción Detallada de la Invención La extracción de muestras es un proceso de remoción de una porción interna de un material mediante el corte con un instrumento. En tanto que los materiales más suaves pueden ser extraídos forzando un manguito de extracción de muestras en forma de translación dentro del material, por ejemplo el suelo o una manzana, los materiales más duros generalmente requieren el corte con barrenas de extracción por rotación; es decir, las barrenas cilindricas huecas con dientes de corte colocadas alrededor del borde cortante circunferencial de la barrena. La extracción de muestra se usa en muchas industrias para remover porciones indeseables de un material o para obtener una muestra representativa del material para análisis a fin de obtener la información acerca de sus propiedades físicas. La extracción de muestras es utilizada ampliamente para determinar las propiedades físicas de las formaciones geológicas al fondo de la perforación encontradas en la exploración y desarrollo de minerales o del petróleo. El significado de "corte", como aquel término utilizado en la presente, incluye, aunque no está limitado a, cepillado, frotamiento, escoriación, escavación, abrasión, definición, formación y de otra manera remoción del soporte alrededor de la muestra de sondeo. Además, el significado de un "cepillo", como se usa el término en la presente, incluye, pero no esta limitado a dispositivos que incluyen cerdas. "Cerdas" como el término que se usa en la presente, incluye, pero no esta limitado a una pluralidad de accesorios delgados y rígidos. "Rígidos", como se usa en la presente significa firme en su resistencia o difícil de flexionar. "Delgado" significa de un ancho escaso con relación a la longitud. El significado de "accesorios", como el término utilizado en la presente, incluye, pero no esta limitado a, una parte que se sujeta o une a un objeto principal. El término "canal" como se usa en la presente se refiere a un canal, pasaje, orificio, ranura, foso, zanja, pliegue, ducto o acanaladura. La Figura 1 muestra las características generales de una herramienta de extracción de muestras en el uso en un pozo perforado para extraer una muestra desde una formación geológica 5 en el fondo de la perforación. La herramienta de extracción de muestras 10 es descendida dentro del pozo de sondeo definido por la pared de pozo 12, frecuentemente referida como pared lateral. La herramienta de extracción de muestras 10 esta conectada mediante un o más cables conductores eléctricos 16 a una unidad de superficie 17 que incluye típicamente un panel de control 18 y un monitor 19. La unidad de superficie está designada para proporcionar energía eléctrica a la herramienta de extracción de muestra 10, para monitorear el estado de una extracción de muestras en el fondo de la perforación y las actividades de otro equipo en el fondo de la perforación, y para controlar las actividades de la herramienta de extracción de muestras 10 y otro equipo en el fondo de la perforación. La herramienta de extracción 10 está contenida generalmente dentro de un alojamiento alargado adecuado para ser descendido y recuperado desde el pozo de sondeo delgado. La herramienta de extracción de muestras 10 contiene un ensamble de extracción de muestras que comprende generalmente un motor 44, una barrena de extracción de muestras 24 que tiene un extremo abierto distante 26 para cortar y recibir la muestra de sondeo, y una articulación mecánica para desplegar y retraer la barrena de extracción de muestras desde y hacia la herramienta de extracción -*•- -?- -«"••'«—-•> 10 y para girar la barrena de extracción de muestras contra la pared lateral. La Figura 1 muestra la herramienta de extracción 10 en su configuración de corte activa. La herramienta de extracción 10 está colocada adyacente a la formación geológica del objetivo 46 y asegurada firmemente contra la pared lateral 12 utilizando zapatas de anclaje 208 y 30 que se extienden desde el lado opuesto de la herramienta de extracción desde la barrena de extracción de muestras. El extremo abierto distante 26 de la barrena de extracción de muestras 24 es girado contra la formación geológica de objetivo para cortar la muestra de sondeo. La Figura 2 muestra una vista en perspectiva de la barrena de extracción de muestras 24 después de que a cortado dentro de la formación geológica de objetivo 46. La barrena de extracción de muestras 24 se conecta fijamente a una base 42 que a su vez, está conectada a y girada por un motor de extracción de muestras 44. La muestra de sondeo 48 es recibida en el interior hueco de la barrena de extracción de muestras 24 conforme avance el corte. Las barrenas de extracción de muestra convencionales en el corte por rotación de las muestras de sondeo a partir de las formaciones geológicas en el fondo de la perforación están constituidas generalmente de materiales muy rígidos, acero, por ejemplo, y frecuentemente tienen partículas de materiales muy duros incrustadas en el borde de corte circunferencial de la barrena. Esos materiales duros están diseñados para cortar una ranura circunferencial alrededor de una muestra de sondeo. La muestra de sondeo es de aproximadamente 2.54 cm de diámetro por lo general y la barrena de extracción de muestras usualmente corta aproximadamente 2.54 hasta 5.08 cm dentro de la pared lateral y la 5 formación, creando por tanto una muestra de núcleo cilindrico saliente que puede romperse a partir de la formación y recuperarse hacia la superficie para análisis. Debe observarse que el tamaño actual de una muestra de sondeo puede variar ampliamente y no existe una limitación de la presente invención. 10 Muchas formaciones están hechas de roca consolidada dura, y esas barrenas por rotación convencionales tienen un comportamiento adecuado en el corte de muestras de sondeo a partir de esos tipos de formaciones; decir, las muestras de sondeo que son cortadas y recuperadas proporcionan al perforador valiosa información tal como la porosidad, permeabilidad y contenido de la formación de objetivo. Sin embargo, algunas formaciones geológicas que poseen minerales están conformadas de roca no consolidada más suave que comprende partículas de roca dura pequeñas retenidas en una relación fija dentro de una matriz de roca más suave. Las muestras de sondeo no consolidadas frecuentemente son tan frágiles que pueden desmoronarse por el manejo de las manos humanas. Las muestras de sondeo recuperadas a partir de formaciones no consolidadas que utilizan barrenas de extracción de muestras rígidas convencionales son fracturadas frecuentemente y dañadas como un resultado de la acción de corte de la barrena de extracción de muestra y las fuerzas impartidas a la formación geológica por el proceso de extracción de muestra. Las muestras fracturadas o dañadas obtenidas a partir de las formaciones no consolidadas proporcionan representaciones muy escasas de las propiedades geológicas de las formaciones a partir de las cuales se obtuvieron. La falta de información con respecto a la roca de formación resulta en una toma de decisiones menso efectiva durante la fase de terminación de un pozo debido a la falta de datos geológicos confiables. Para comprender mejor las ventajas proporcionadas por la presente invención, es importante comprender la mecánica del proceso de extracción de muestras. La Figura 3 es una ilustración de la mecánica de la interacción entre un diente de corte duro 32 de una barrena de extracción de muestras convencional y los componentes 34 y 36 de una formación no consolidada, y la fractura de la muestra de sondeo que resulta a partir de esta interacción. Los dientes de barrena de extracción de muestra duros de carburo o diamante 32 están incrustados en el borde cortante circunferencial 33 de la barrena de extracción de muestras. Los dientes 32 acoplan la formación como se determina mediante la dirección tangencial 31 de la porción localizada del borde cortante 33 de la barrena de extracción de muestras. Los dientes en movimiento 32 acoplan de manera forzada una partícula de roca dura pequeña 34 que es retenida dentro de la matriz de formación más suave 36. En vez de romper o triturar al impacto mediante los dientes 32, la partícula de roca dura pequeña 34 es desplazada por la fuerza de los dientes 32, y la fuerza ejercida por los dientes 32 es transferida a través de la partícula de roca dura 34 hacia la matriz de formación más suave circundante 36. La fuerza transferida desde los dientes 32 hacia la matriz 36 a través de la partícula de roca dura pequeña provoca que la matriz se fragmente, separe, movilice, desacople o triture severamente. La fragmentación y trituración de la matriz de formación daña físicamente la muestra de sondeo, comprometiendo de manera irreversible los datos geológicos disponibles para el perforado a través del análisis de la muestra de sondeo recuperada.

La presente invención supera los problemas que surgen a partir del uso de las barrenas de extracción de muestras convencionales para cortar muestras de sondeo a partir de formaciones no consolidadas. La Figura 4 ilustra la mecánica de cómo las cerdas de una barrena de cepillo interactuan con una formación no consolidada para reducir o eliminar el daño a la muestra de sondeo. La barrena de cepillo 50 preserva de mejor manera las muestras de sondeo mediante el uso de cerdas 52 que se mueven en la dirección 54 para hacer contacto, movilizar y remover partículas pequeñas 53 desde la matriz de roca suave que circundan a las partículas de roca más duras 34 retenidas en la misma. Esto deja a las partículas de roca más duras 34 libres para remoción desde la zona de corte sin la fragmentación y daño a la muestra de sondeo adyacente que ocurre con las barrenas de extracción de muestra rígidas convencionales. La Figura 5 muestra una modalidad de la barrena de cepillo 50 que tiene cerdas rígidas 52 colocadas dentro de receptáculo 71 dentro de la base 51 colocadas en un patrón circular. La barrena de cepillo 50 tiene un espacio interior, cavidad, canal, orificio o pasaje para recibir la muestra de sondeo cortada por la cerda 52. La Figura 5 muestra muchas de las cerdas 52 del cepillo 50 removidas desde un subconjunto de los receptáculos 71 solamente para propósitos de ilustración. Las cerdas 52 de la barrena de cepillo 50 pueden tener un diámetro que varia desde 0.02 a 0.5 cm, aunque preferiblemente en la escala desde 0.12 a 0.30 cm. Las cerdas 52 pueden comprender filamentos individuales de alambre u otros materiales rígidos, aunque preferiblemente comprenden cables flexibles que comprenden un número de cerdas o filamentos entrelazados tal como un cable metálico de acero inoxidable 31 de núcleo de filamento 1 x 19 y 0.317 cm de diámetro, número de parte 8908T12 disponible de McMaster Carr. Las cerdas 52 de la barrena de cepillo 50 pueden tener una longitud de 0.2 a 6.35 cm, aunque la longitud de cerda está preferiblemente en la escala de 1.01 a 3.17 cm. La longitud óptima de las cerdas 52 puede depender de la rigidez del material a partir del cual están formadas las cerdas 52 y el diámetro de la barrena de cepillo 50. Las cerdas 52 pueden ser de una variedad de materiales rígidos que sean químicamente compatibles con los fluidos que reciben en las formaciones a partir de las cuales se cortan las muestras de sondeo y con los fluidos utilizados en la perforación o terminación del pozo. La velocidad rotacional de la barrena de cepillo puede ser desde cero revoluciones por minuto para las barrenas de cepillo que están diseñadas para operar utilizando vibraciones u oscilación hasta 5,000 revoluciones por minuto, aunque preferiblemente en la escala de 500 a 750 revoluciones por minuto. El patrón circular es adecuado para las barrenas de cepillo giratorias tales como aquellas mostradas en la Figura 6 que son similares en operación a las barrenas rígidas convencionales de la técnica anterior. Aunque la barrena de cepillo 50 puede ser girada contra la formación 46 como las barrenas de extracción de muestras por rotación convencionales para cortar la muestra de sondeo, puede también oscilarse o vibrase contra la formación para afectar el corte mecánico deseado de la muestra de sondeo. La barrena de cepillo 50 no necesariamente tiene que ser de forma cilindrica o circular. Incluso una barrena de cepillo diseñada para rotación alrededor de un eje central puede tener una sección transversal no circular. Las cerdas 52 de la barrena de cepillo 50 pueden comprender fibras sintéticas, de alambre, de carbón o de otros materiales capaces de ser presentados en una cerda rígida. Además, la barrena de cepillo puede comprender cualquier número de filas de cerdas en varias separaciones, orientaciones y configuraciones. Las Figuras 7A y 7B son dibujos transversales que muestran la cerda 52 aseguradas dentro de receptáculos 71 en la base 51 de la barrena de cepillo 50 en un ángulo hacia el eje 55 de la barrena de cepillo 50. La Figura 7A es un dibujo en sección transversal tomado a través de los receptáculos 71 que están - **• --—- — - colocados a unos cuantos grados radialmente hacia afuera desde el eje 55, y la Figura 7B es un dibujo en sección transversal tomado a través de los receptáculos 71 que están colocados a unos cuantos grados radialmente hacia adentro del eje 55. Las cerdas 52 colocadas hacia fuera y hacia adentro y los receptáculos 71 están distribuidos preferiblemente en un patrón de alternancia circular alrededor del eje 55 de la barrena de cepillo 50 como se muestra en las Figuras 5, 6 y 8. El ángulo 77 formado por el canal de base 71 hacia el eje 55 en la escala desde cero (para cerdas alineadas axialmente) hasta 45 grados, aunque preferiblemente en la escala desde cero hasta 10 grados, de manera más preferible de aproximadamente 5 grados. La orientación angular de las cerdas 52 impartida por los receptáculos angulados 71, en combinación con la longitud de las cerdas, proporciona el ancho incrementado para la zona de corte a partir de la cual se remueve el material durante el corte de la muestra de sondeo. Este ancho de zona cortante incrementado evita la interferencia entre la base 51 y la muestra de sondeo o la formación cuando la muestra de sondeo se está cortando y es recibida dentro del interior hueco de la barrena de extracción de muestra 50. La Figura 8 es una vista extrema, y la Figura 9 es una vista en prospectiva de una barrena de cepillo 50 que tiene canales de remoción de desecho 72 perforados dentro de la pared cilindrica de la base 51 y ranuras de remoción de desechos 74 maquinadas en la pared externa de la base cilindrica 51. La base 51 puede comprender uno o más canales de remoción de desechos 72 perforados a través y dentro de la pared de la base 51. Los canales de remoción de desecho 72 inician en las aberturas de entrada adyacentes a los receptáculos 71 y terminan en las aberturas de salida (no mostradas) sobre o cerca de la cara de la base 51 colocada hacia la herramienta de extracción de muestra 10. Las ranuras de remoción de desecho 74 pueden ser maquinadas en la pared cilindrica externa de la base 51 o dentro de la pared interior que define el interior hueco alrededor del eje 55 de la base 51. Las ranuras de remoción de desecho 74 empiezan en el borde circunferencial del extremo de la base 51 de la barrena de cepillo 50 adyacente a los canales de cerda 71 y terminan en un punto sobre el exterior circunferencial de la base 51 de la barrena de cepillo 50. Los canales de remoción de desecho 72 o las ranuras de remoción de desecho 74 pueden perforarse en una trayectoria helicoidal o espiral alrededor del eje de la barrena de cepillo 50. La trayectoria helicoidal o espiral puede diseñarse para utilizar la rotación, vibración u oscilación de la barrena de cepillo 50 para motivar que los desechos entren a las aberturas de entrada 72 en alejamiento de la zona de corte. Las ranuras de remoción de desecho 74 remueven principalmente los desechos desde la zona de corte, aunque también pueden proporcionar un beneficio secundario de avellanado o perforación sobre la interfase entre la zona de corte y la formación o la interfase entre la zona de corte y la muestra de sondeo o ambas. En tanto que lo anterior está dirigida a la modalidad aß^^ládti. preferida de la presente invención, otras modalidades de la invención pueden ser diseñadas sin apartarse del alcance básico de la misma, el cual está determinado por las reivindicaciones anexas. _¡i¿tftttt£dtt«Éi

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES 1. Una barrena de extracción de muestras que comprende: una base que tiene un extremo próximo, un extremo distante y un miembro de unión para acopiar la base a un motor; y 5 una pluralidad de cerdas que se extienden en forma distante desde el extremo distante de la base; en donde la base y las cerdas forman un espacio interior alrededor de un eje central para recibir una muestra de sondeo.
2. 2. La barrena de extracción de muestras de conformidad 10 con la reivindicación 1, caracterizada porque las cerdas son de alambre.
3. 3. La barrena de extracción de muestras de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las cerdas son fibras.
4. 4. La barrena de extracción de muestras de conformidad 15 con la reivindicación 1, caracterizada porque una porción de las cerdas están conectadas una a la otra en sus extremos distantes.
5. 5. La barrena de extracción de muestras de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las base comprende por lo menos un canal de remoción de desechos perforado dentro de la 20 pared de la base cilindrica de la barrena de cepillo y paralelo al eje de la barrena de extracción de muestras.
6. 6. La barrena de extracción de muestras de conformidad con ia reivindicación 1, caracterizada porque la base comprende una pared con por lo menos un canal de remoción de desechos perforado 25 dentro de la pared de la base y en una trayectoria espiral alrededor ^AdMterii^^^tfai del eje central.
7. 7. La barrena de extracción de muestras de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la base comprende un interior hueco definido por la pared que tiene por lo menos una ranura de remoción de desechos cortada en una trayectoria espiral alrededor del eje central.
8. 8. Un método de obtención de una muestra de sondeo a partir de un material que comprende cepillado y remoción de una porción circundante del material para cortar una muestra de sondeo.
9. 9. Un aparato para cortar una muestra de sondeo a partir de un material que comprende: una pluralidad de cerdas que tiene extremos próximos y extremos distantes; una base que asegura los extremos próximos de las cerdas; y medios para impartir movimiento a la base.
10. 10. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el movimiento se selecciona a partir de rotación axial, vibración y oscilación.
11. 11. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las cerdas son sustancialmente co-terminales.
12. 12. Un aparato para obtener una muestra de sondeo a partir de una formación de fondo de perforación que comprende: una barrena de extracción de muestras que tiene un interior hueco para recibir una muestra de sondeo. ¡^^l^
13. 13. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la velocidad angular de la rotación está en la escala desde 500 hasta 750 revoluciones por minuto.
14. 14. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las cerdas comprenden alambres entrelazados para formar un cable.
15. 15. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la trayectoria espiral forma una hélice.
16. 16. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la trayectoria espiral forma una hélice.
17. 17. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción de las cerdas están colocadas en un ángulo hacia el eje de la base de la barrena de cepillo.
18. 18. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el ángulo está entre cero y 45 grados.
19. 19. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el ángulo está entre cero y 10 grados.
20. 20. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la velocidad angular de la rotación está entre 100 y 2000 revoluciones por minuto.
21. 21. Un método de obtención de una muestra de sondeo a partir de una formación de subsuperficie, que comprende las etapas de: aplicar torsión a un miembro tubular que tiene cerdas que se extienden desde un borde circular anterior del mismo para girar las cerdas alrededor del eje del miembro tubular; mover el miembro tubular hacia y a través de la pared de una perforación de sondeo que penetra a una formación de subsuperficie de manera que las cerdas cortan a través de la pared de perforación del pozo y cortan una corona circular sustancialmente tubular dentro de la formación detrás de la pared de perforación de pozo; y remover la muestra resultante de la formación que se ubica dentro del miembro tubular siguiendo al corte de corona circular tubular.