Brocas
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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.