ENG085 Perfuração 1

Unidade 3: Brocas

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 umagrande de brocas sendo fabricadas, cada uma

adequada às mais diferentes características

das rochas encontradas: moles, médias, duras,

abrasivas, plásticas, etc.

Tipos de brocas

Draga

Brocas com

lâmina integral

de aço

Brocas de

diamante natural

Brocas

diamante natural

Brocas de

diamante

artificial

Cônicas Brocas tricônicas

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 eixoenquanto a broca gira em torno do seu eixo

próprio.

Brocas tricônicas

• As brocas com três cones

cortantes são as mais utilizadas

na perfuração rotativa. Esse

tipo de broca possui trêstipo de broca possui três

elementos principais: estrutura

cortante, rolamento e corpo.

Brocas tricônicas

• Estutura Cortante:

– Os elementos cortante são fileiras

circunferenciais e dentes

interpostos entre as fileiras dos

dentes dos cones adjacentes. Osdentes 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.

Brocas tricônicas

• Estutura Cortante:

– A ação das brocas tricônicas para

formações moles é a de raspagem

no fundo do poço, como as brocas

dragas. Assim, os dentes de açodragas. 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.

Brocas tricônicas

• Estutura Cortante:

– A ação para as formações duras é

essencialmente de esmagamento.

Os dentes dessa broca recebem

um tratamento metalúrgico deum tratamento metalúrgico de

endurecimento que acarreta um

desgaste por lascamento

mantendo-o afiado.

Brocas tricônicas

• Estutura Cortante:

– O efeito de raspagem no fundo do

poço se deve ao detalhe

geométrico dos cones,

principalmente o offset queprincipalmente 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

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: 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.

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, resistênciacomo altíssima dureza, resistência

compressiva e condutividade térmica.

Entretanto, atualmente elas são

utilizadas para diversos tipos de rochas

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 deseguida, é colocada uma haste vazada de

aço, no centro do molde, preenchendo-

se com carbureto de tungstêncio em pó o

espaço entre o molde e a haste.

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 oque para as formações mais duras o

número de pedras é bem maior, porém

de pequeno tamanho.

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.

Brocas de diamantes artificiais

• Outra caracterítica iportante das•brocas do tipo PDC são seus jatos

variáveis e intercambiáveis.