ENG085 Perfuração 1. Unidade 3: Brocas

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1 ENG085 Perfuração 1 Unidade 3: Brocas

2 Introdução O estudo da broca e de seu desempenho é fundamental na perfuração de um poço de petróleo. Existe uma variedade extremamente grande de brocas sendo fabricadas, cada uma adequada às mais diferentes características das rochas encontradas: moles, médias, duras, abrasivas, plásticas, etc.

3 Tipos de brocas Brocas com lâmina integral de aço Draga Brocasde diamante natural Brocas Brocasde diamante artificial Cônicas Brocas tricônicas

4 Tipos de broca Contitui um elemento cortante integral, sem partes móveis, ao contrário das de cones, onde os cones giram em torno do seus eixos enquanto a broca gira em torno do seu eixo próprio.

5 Brocas tricônicas As brocas com três cones cortantes são as mais utilizadas na perfuração rotativa. Esse tipo de broca possui três elementos principais: estrutura cortante, rolamento e corpo.

6 Estutura Cortante: Brocas tricônicas Os elementos cortante são fileiras circunferenciais e dentes interpostos entre as fileiras dos dentes dos cones adjacentes. Os dentes podem ser de aço, fresados no próprio cone ou insertos de carbureto de tungstênio, prensados em orifícios previamente abertos na superfície do cone.

7 Estutura Cortante: Brocas tricônicas A ação das brocas tricônicas para formações moles é a de raspagem no fundo do poço, como as brocas dragas. Assim, os dentes de aço dessa broca apresentam uma deposição de material duro numa de suas faces, de modo que uma face se desgasta mais rapiamente do que a outra e o dente permanece relativamente afiado.

8 Estutura Cortante: Brocas tricônicas A ação para as formações duras é essencialmente de esmagamento. Os dentes dessa broca recebem um tratamento metalúrgico de endurecimento que acarreta um desgaste por lascamento mantendo-o afiado.

9 Brocas tricônicas Estutura Cortante: Oefeitoderaspagemnofundodo poço se deve ao detalhe geométrico dos cones, principalmente o offset que corresponde ao afastamento lateral entre o eixo do cone e o eixo da broca. De forma que quanto maior o offset, maior o efeito de raspagem no fundo do poço. Video

10 Brocas tricônicas Rolamentos: Ficam entre o pino da broca e o cone. Transfere o peso para os cones e permitem sua rotação. Atualmente existem três tipos de rolamentos nas brocas tricônicas: Rolamentos com roletes e esferas não-selados (contato com a lama), rolamento com roletes e esferas selados e rolamento journal (Bem mais caro) Corpo da broca: Onde ficam localizados o reservatório de graxa (lubrificação dos rolamentos) e as passagens de fluido.

11 Brocas de diamantes naturais A cerca de 20 anos atrás, eram consideradas ferramentas exclusivas para perfuração de rochas duras e abrasivas devido as características dos diamantes como altíssima dureza, resistência compressiva e condutividade térmica. Entretanto, atualmente elas são utilizadas para diversos tipos de rochas

12 Brocas de diamantes naturais Na sua fabricação, diamantes são colocados na superfície interna de um molde oco (de grafite) com a configuração do corpo da broca. Em seguida, é colocada uma haste vazada de aço, no centro do molde, preenchendosecomcarburetodetungstêncioempóo espaçoentreomoldeeahaste.

13 Brocas de diamantes naturais O tamanho e o número de diamantes presentes na broca são função de sua aplicação. Para formações mais moles têm poucas e grandes pedras enquanto que para as formações mais duras o número de pedras é bem maior, porém de pequeno tamanho.

14 Brocas de diamantes artificiais Desde a década de 70 as brocas PDC (Polycrystalline Diamond Compact) vem tomando grande desenvolvimento. Sua principal característica é o seu cortador formado por uma fina camada de diamante fixada a uma base de carbureto de tungstênio em alta pressão e temperatura.

15 Brocas de diamantes artificiais Outra caracterítica iportante das brocas do tipo PDC são seus jatos variáveis e intercambiáveis.

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