A broca de perfuração é a peça que corta a rocha
quando estamos perfurando um poço de petróleo
ou gás, na Indústria do Petróleo. Localizada na ponta
da coluna de perfuração, abaixo do drill collar e do drill
pipe, a broca é um dispositivo giratório que geralmente
consiste em dois ou três cones, fabricados com materiais
de extrema dureza, como aço, carboneto de tungstênio
e/ou diamantes naturais ou sintéticos. Nesses cones
temos dentes afiadíssimos que cortam as rochas e
sedimentos no poço.
Diferentemente da perfuração de percussão, que consiste
em bater com uma coluna pesadíssima no poço para
ir quebrando a rocha, a perfuração rotativa usa uma broca
girante para triturar, cortar, raspar e esmagar a rocha
até o fundo do poço de petróleo. A escolha mais comum
em termos de equipamentos de perfuração para poços
de petróleo e gás inclui o conjunto formado por broca,
colar, fluido, equipamento rotativo e equipamento
“impulsionador”, prime mover, ou simplesmente gerador.
Top Drive
O “prime mover” é a fonte de energia para a perfuração,
que alimenta o equipamento de içamento faz o serviço
de içar e arriar os tubos de perfuração (drill pipes)
para descê-los ou retirá-los do poço. O equipamento
rotatório mantém o sistema em movimento. No início do
século passado o equipamento de perfuração era
girado por tração animal, usando-se basicamente
gado para girar uma roda de madeira, mas hoje o
equipamento rotatório é girado por uma mesa rotativa,
conectada a uma haste oca e quadrada, chamada Kelly.
Em sondas mais modernas, usamos simplesmente o
Top Drive ou um Power Swivel, que não são exatamente
a mesma coisa, apesar de muita gente na Perfuração
dizer que são. Conectado a Kelly, temos o Colar de
Perfuração, que exerce pressão e peso sobre a
broca de perfuração, fazendo-a passar pelas rochas
e sedimentos. Fechando a coluna de perfuração temos
a broca de perfuração e dando suporte ao processo de
perfuração temos o fluido de perfuração
(lama de perfuração) que auxilia na flutuabilidade
da broca de perfuração, lubrifica os componentes e
remove os sedimentos do poço, sedimentos esses que
são retirados do fluido (lama) nas peneiras de cascalho,
chamadas pro muitos de peneiras de lama
(shale shakers), o que não é um termo muito
correto, apesar de aceitável.
Broca de Diamante Sintético
Existem diversos tipos de brocas de perfuração.
As rotativas com dentes de aço (Steel Tooth Rotary Bits)
são as mais comuns, enquanto as Insert Bits são brocas
com dentes de aço com pastilhas de carboneto de tungstênio.
As brocas compactas de diamante policristalino
usam diamantes sintéticos em conjunto com as
pastilhas de carboneto de tungstênio.
Cerca de 40 a 50 vezes mais fortes que as brocas
de aço, as brocas de diamante têm diamantes
industriais implantados em sua estrutura, o que
as permite perfurar superfícies extremamente duras.
Para trabalhos mais específicos são usadas brocas
híbridas, que misturam diferentes componentes e
características diferentes em sua estrutura.
Broca do Tipo Fishtail
Vários designs diferentes são usados nos
equipamentos de perfuração para que se
obtenha diferentes resultados, e com as brocas
não é muito diferente. Temos brocas específicas
para fazer o logging do poço, brocas de usinagem
(mill bits), que ajudam a remover os resíduos do
poço e as brocas do tipo cauda de peixe, ou rabo
de peixe (fishtail), que aumentam o diâmetro do furo
acima da broca.
Configurações diferentes trabalham melhor em diferentes formações.
Assim, podemos usar diversos tipos de brocas num
mesmo poço. Adicionalmente, as brocas de perfuração
precisam ser trocadas devido ao desgate e corrosão.
Os Engenheiros de Perfuração escolhem as brocas
de acordo com fatores como os tipos de formações
encontradas, se a perfuração é direcional ou não,
temperatura do poço e se está sendo feito o logging ou não.
Broca de Perfuração Gasta
Quando uma broca de perfuração precisa ser
trocada, os tubos de perfuração são retirados
do poço, até que a toda a coluna de perfuração
seja removida. Uma vez trocada a broca, toda a
coluna é recolocada no poço e a perfuração continua.
Espero ter, de alguma forma, ajudado na divulgação
do conhecimento sobre a Perfuração.
Caso tenham alguma observação, ou até mesmo correção,
sintam-se à vontade para comentarem aqui.
