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Apostila - Brocas de Perfuração

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elementares. 
 
2.3 - Brocas especiais 
 
• Brocas desviadoras; 
• Brocas Coroas; 
• Brocas especiais. 
 
As brocas de jatos desviadoras, às vezes, são empregadas para a 
perfuração direcional de formações moles, durante operações de desvio do 
poço. A tubeira de perfuração é inclinada dentro do poço e o jato maior é 
apontado de modo que quando se aplica pressão das bombas o jato perfura a 
lateral do poço em uma direção especifica. 
 
As coroas são utilizadas nas operações de testemunhagem. As brocas 
possuem um furo no centro que permite que parte da formação não seja 
cortada pela broca. Esta parte, chamada de testemunho, é posteriormente 
levada a superfície para análise mais detalhada das formações. 
 
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Uma broca considerada para trabalhar em condições especiais é a broca 
para perfurar com ar. As brocas de jatos de ar são projetadas para perfurar 
com ar, gás ou vapor, como meio de circulação. Estas brocas estão providas 
de condutos para circular parte do ar, gás ou vapor através dos rolamentos 
convencionais não selados afim de esfriá-los e mantê-los limpos. Os filtros de 
tela metálica colocados sobre a abertura da entrada de ar evitam que os restos 
e outros materiais estranhos obstruam os rolamentos. 
 
Além dessas, existem outro tipos de brocas especiais que, como sua 
classificação indica, são usadas para operações muito específicas e portanto 
não se considera sua análise econômica comparativa para sua aplicação 
direta. Entre estas brocas podemos mencionar: As brocas ampliadoras, as 
brocas para cortar tubos de revestimento, brocas para perfurar diâmetros 
demasiado grandes ou pequenos, com aplicação de tubos flexíveis, etc. 
 
3 – Seleção de Brocas 
 
Uma seqüência lógica para a seleção de uma broca contempla os 
seguintes passos: 
 
a) Obter informações dos poços de prospecção: identificar o objetivo do poço, 
diâmetro do poço, dados do intervalo a perfurar, tipo de formação, geologia, 
litologia, condições e requerimentos especiais do poço, determinação de 
restrições e indicadores da perfuração. 
b) Selecionar a estrutura de corte, corpo e perfil da broca: identificar o tipo, 
tamanho, densidade, distribuição e inclinação dos cortadores. Também o tipo 
de perfil e corpo da broca o qual ajudara a ótima estabilização e agressividade 
durante a perfuração. 
c) Elaborar análise econômica: identificar o gasto ou economia esperada com o 
uso deste tipo de broca com base no custo por metro perfurado e rentabilidade 
econômica entre outros. 
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d) Selecionar o desenho hidráulico: identificar a hidráulica ótima para perfurar, 
assim como o tipo fluido de controle usado, com base na limpeza do cascalho e 
no esfriamento da broca. 
 
3.1 - Critérios para seleção de brocas 
 
3.1.1 - Objetivos de perfuração 
 
Para o processo de seleção é fundamental conhecer os objetivos da 
perfuração, que incluem todo o tipo de requisitos especiais de operação para 
perfurar o poço. Esta informação ajudará a determinar as melhores 
características da broca que requer a aplicação e concentrar seus esforços em 
satisfazer as necessidades da companhia perfuradora e seus requisitos de 
perfuração. 
 
3.1.2 – Rendimento 
 
Um dos principais objetivos do operador é perfurar o poço no menor 
tempo possível. Isto significa orientar a seleção das brocas em busca do tipo 
que maior duração tenha. Busca-se, principalmente, a máxima quantidade de 
metros em um tempo de rotação aceitável, eliminando assim o custoso tempo 
de manobra. 
 
3.1.3 – Economia 
 
O meio ambiente econômico é um fator fundamental para a aceitação de 
brocas de diamantes, sempre e quando as análises de custo assim 
determinam. Caso contrario se devem selecionar brocas tricônicas. 
 
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3.1.4 – Direcional 
 
O tipo direcional é um critério importante para selecionar as 
características de uma broca, seja ela tricônicas ou de diamante. Uma 
vantagem especifica das brocas de diamante é o seu grande alcance e suas 
possibilidades para perfurar no sentido horizontal. Estes tipos de poços, 
geralmente, tem seções homogêneas muito prolongadas que são ótimas para 
as aplicações com brocas de diamante. A densidade dos cortadores, a 
quantidade de canaletas, o controle de vibração e o calibre da broca são todos 
parâmetros de seleção fundamentais quando se estudam aplicações 
direcionais. 
 
3.1.5 – Análise de históricos 
 
A análise dos poços de correlação (offset wells), ou poços vizinhos, 
oferece a oportunidade de compreender as condições no fundo do poço, as 
limitações de sua perfuração e, em alguns casos, a adequada seleção das 
brocas. A análise de históricos começa com uma coleção de registros de 
brocas e informação relacionada com o poço. Deve-se ter a precaução de que 
os registros das brocas sejam representativos do que será perfurado no poço 
objetivo. As informações também devem ser atualizadas e refletir os tipos de 
brocas recentes. 
 
3.1.6 – Taxa de penetração 
 
O taxa de penetração é uma indicação da dureza da rocha; entretanto 
uma seleção de broca inadequada pode ocultar as características de dureza da 
rocha. Isto é particularmente válido quando se elege uma broca 
demasiadamente dura para uma aplicação. A broca para formações mais 
duras, devido a densidade de seus cortadores e da projeção de seus dentes, 
tem um limite superior de coeficiente de penetração. Geralmente, a medida em 
que se perfura mais fundo, se esperam utilizar brocas cada vez mais duras. A 
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análise das resistências das rochas tem revelado que este paradigma nem 
sempre é valido e, em muitos casos, as brocas para formações mais moles 
podem ser utilizadas com êxito em partes mais profundas do poço. 
 
3.1.7 – Fluidos de perfuração 
 
O tipo e a qualidade do fluido de perfuração que se utiliza em um poço 
tem um efeito muito importante no rendimento da broca. Os fluidos de 
perfuração com base óleo melhoram o rendimento das estruturas de corte de 
PDC. O rendimento da broca de diamante natural e TSP variam segundo a 
litologia. O fluido de perfuração a base água apresenta maiores problemas de 
limpeza em função da reatividade das formações na fase aquosa do fluido de 
perfuração. Os registros podem determinar a variação e nível de efetividade 
dos fluidos de perfuração. 
 
3.1.8 – Energia hidráulica 
 
A energia hidráulica proporciona a limpeza e o esfriamento da broca. É 
referenciada em termos de cavalo de força hidráulica por polegada quadrada 
de superfície em todas as seções do poço. Existem oportunidades para uma 
melhor utilização de energia hidráulica por meio de adequada seleção de 
brocas e parâmetros de operação. As brocas de diamante devem funcionar de 
acordo com escalas hidráulicas específicas para assegurar sua eficiente 
limpeza e esfriamento. Os regimes de surgência insuficientes e o índice de 
potência hidráulica (HSI) afetam o esfriamento da broca e podem causar danos 
térmicos a estrutura dos cortadores. A falta de limpeza fará com que a broca 
encere o que provocará um rendimento deficiente. 
 
3.1.9 – Restrições 
 
Alguns parâmetros de operação geram restrições ao uso de um tipo ou 
outro de Brocas. 
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3.1.10 – Custos 
 
Indica a sensibilidade do operador com relação ao custo. Na maioria das 
vezes, isto se traduz em brocas de menor preço. Os engenheiros de projeto e 
operação devem levar em conta o número de variáveis que afetam o custo de 
um poço e que dependem do tempo. As brocas devem possuir qualidades que 
satisfaçam as necessidades da aplicação da companhia perfuradora sem 
aumentar indevidamente seu custo. Uma broca de diamante com possibilidade 
de reutilização pode