BRPI1005925A2

BRPI1005925A2 - Conjunto e conjunto de broca de núcleo movimentáveis ao longo de furo de poço e carcaça para conjunto

Info

Publication number: BRPI1005925A2
Application number: BRPI1005925-3A
Authority: BR
Inventors: Jacobs Peter; Peter Jacobs; Brown Kelvin; Kelvin Brown
Original assignee: Imdex Technology Australia Pty Ltd.
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2020-06-23
Also published as: AU2010213361B2; AR075417A1; MX350995B; CA2752220C; ES2622152T3; PT2396500T; WO2010091471A1; EP2396500A1; ZA201106477B; EP2396500B1; EP2396500A4; CL2011001985A1; AU2010213361A1; MX2011008521A; US9279320B2; AP3178A; AP2011005861A0; EP3239454A1; US20120031681A1; CA2752220A1

Abstract

CONJUNTO E CONJUNTO DE BROCA DE NÚCLEO MOVIMENTÁVEIS AO LONGO DE FURO DE POÇO E CARCAÇA PARA CONJUNTO Por tratar a invenção de uma carcaça (15) para a conexão a um conjunto de furo de poço (17), a carcaça compreendendo uma primeira e uma segunda seção (31, 32), a primeira seção (31) sendo adaptada para a conexão a uma porção do conjunto de furo de poço, a segunda seção (32) definindo um compartimento (23) para receber uma ferramenta de furo de poço (11) ou um componente da mesma, a segunda seção (32) sendo configurada para proporcionar uma trajetória (40) para que o fluxo do fluído passe pelo compartimento (23) à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a primeira seção (31) sendo configurada para permitir a comunicação de fluídos entre a passagem da mencionada porção do conjunto de furo de poço e a trajetória do fluxo do fluído (40).

Description

o 1115 "CONJUNTO E CONJUNTO DE BROCA DE NÚCLEO MOVIMENTÁVEIS AO LONGO DE FURO DE POÇO E CARCAÇA PARA CONJUNTO" Campo Técnico A presente invenção se refere a operações de s investigação geológica (incluindo amostragem e orientação de núcleos) e, mais especificamente, a um conjunto para a implantação de um instrumento, ou componentes do mesmo, utilizados na investigação no interior de um furo de poço.

A invenção também se refere a uma carcaça que pode ser incorporada em um conjunto deste tipo, e que pode acomodar um instrumento, ou um componente do mesmo, utilizado em investigação geológica.

Fundamentos da Invenção A discussão a seguir sobre os fundamentos da arte se destina apenas a facilitar a compreensão da presente invenção.

A discussão não é um reconhecimento ou admissão de que qualquer uma das matérias referidas é oufoi parte do conhecimento geral comum na data prioritária do pedido.

Determinadas operações de investigação geológica envolvem a perfuração de furos de poços dos quais amostras do núcleo são extraídas.

A análise do material da amostra do núcleo fornece informações geológicas referentes ao ambiente do subsolo do qual a amostra do núcleo foi extraída.

Geralmente é necessário saber a orientação de cada uma das amostras do núcleo em relação ao ambiente do subsolo do qual ela foi extraída.

Para este propósito, é normal a utilização de um dispositivo de orientação para fornecer uma indicação da origem da amostra do núcleo.

A perfuração de núcleos é normalmente realizada com a | utilização de uma broca de núcleo montada como um conjunto de extremidade inferior, à extremidade inferior de uma série de hastes de perfuração.

A broca do | núcleo consiste de um tubo externo conectado à extremidade inferior da série de | hastes de perfuração, e de um tubo interno conhecido como tubo do núcleo.

Uma cabeça de corte encontra-se acoplada ao tubo externo de tal maneira que o torque de rotação aplicado ao tubo externo é transmitido para a cabeça de corte. ' Um núcleo é gerado durante a operação de perfuração, com o núcleo se estendendo progressivamente para o interior do tubo do núcleo à medida que a perfuração avança.

Quando o tubo do núcleo está cheio ou se torna bloqueado, o tubo do núcleo é retirado do interior do furo, geralmente com a utilização de um | e 2/15 cabo de recuperação baixado até as hastes de perfuração.

Quando o tubo do núcleo é trazido até a superfície do solo, a amostra do núcleo pode ser removida e submetida à análise necessária.

Existem diversas propostas para o acoplamento do dispositivo de orientação, ou de um componente de furo de poço do mesmo, ao tubo do núcleo.

Uma proposta deste tipo foi revelada no pedido internacional WO 2006/024111 do requerente, cujo conteúdo encontra-se aqui incorporado como referência.

O tubo do núcleo e o dispositivo de orientação, ou um componente de furo de poço do mesmo, fornecem um conjunto que é implantado no interior do tubo externo.

Para este propósito, o conjunto deve descer no interior das hastes de perfuração até o tubo externo, passando através de fluidos (tais como lama de perfuração) contidos nas hastes de perfuração.

À medida que o | conjunto desce, é necessário que o fluído no interior das hastes de perfuração | 15º possa fluir passando pelo conjunto descendente.

O fluído pode facilmente fluir através do tubo do núcleo em função de sua construção, no entanto a presença | do dispositivo de orientação ou do componente de furo de poço pode representar | um impedimento para o fluxo do fluido.

Isto pode retardar a razão de descida do —| conjunto, o que pode ser indesejável, pois prolonga o tempo total necessário para a operação de amostragem do núcleo.

De fato, é desejável que o conjunto seja capaz de descer pelo interior das hastes de perfuração de forma relativamente rápida, para que o tempo não seja desnecessariamente desperdiçado durante esta etapa de operação de amostragem do núcleo.

É contra estes fundamentos e os problemas e dificuldades aeles associados que a presente invenção foi desenvolvida.

Embora os fundamentos da invenção tenham sido descritos em relação à implantação de um dispositivo de orientação de amostras de núcleo, ou de um componente de furo de poço do mesmo, deve ser entendido que a invenção pode ser aplicável à implantação de qualquer dispositivo apropriado no interior de um furo de poço.

Descrição da Invenção De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, encontra-se providenciada uma carcaça a ser conectada a um conjunto de furo de poço, a carcaça compreendendo uma primeira e uma segunda seção,

. 3/15 , a primeira seção adaptada para ser conectada a uma porção do conjunto de furo de poço, a segunda seção definindo um compartimento para receber uma ferramenta de furo de poço ou um componente da mesma, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para a passagem do fluxo do fluído pelo compartimento à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre uma passagem na mencionada porção do conjunto de furo de poço e a trajetória do fluxo do fluído.

A primeira seção pode compreender uma cavidade que se comunica com a passagem no interior da mencionada porção, e uma ou mais portas se estendendo entre a cavidade e a trajetória do fluído para proporcionar uma comunicação total de fluídos entre a passagem da mencionada porção e a trajetória do fluxo do fluído.

Preferencialmente, a carcaça também compreende uma 15º terceira seção espaçada da primeira seção, sendo a segunda seção posicionada entre a primeira e a terceira seção.

Preferencialmente, a terceira seção é adaptada para ser conectada a uma porção adicional do conjunto de furo de poço, na qual existe uma passagem adicional, a terceira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre a trajetória dos fluídos e a passagem adicional.

A terceira seção pode compreender uma cavidade que se comunica com a passagem adicional no interior da porção adicional do conjunto, e uma ou mais portas se estendendo entre a trajetória do fluxo do fluído e a cavidade, para proporcionar a comunicação de fluídos entre a trajetória de comunicação e a passagem da porção tubular adicional.

A carcaça pode compreender pelo menos duas partes adaptadas para serem conectadas em conjunto, e separáveis seletivamente para proporcionar acesso ao compartimento.

Preferencialmente, um meio de válvula é providenciado para permitir que o fluído no furo de poço (ou mais especificamente nas hastes de perfuração) possa passar ao longo do conjunto à medida que o mesmo desce | pelo interior do furo de poço, ao mesmo tempo inibindo a passagem do fluxo do | fluído ao longo do conjunto à medida que o mesmo sobe pelo interior do furo de poço.

: 4/15 3 ] O meio de válvula pode compreender uma válvula de controle tal como uma válvula de controle de esfera. O meio de válvula pode ser associado com a primeira seção da carcaça.

A ferramenta de furo de poço, ou um componente da mesma, pode ter qualquer formato apropriado. Um exemplo de uma ferramenta deste tipo consiste de um dispositivo de orientação para proporcionar uma indicação sobre a orientação de um corte de uma amostra de núcleo, produzido por uma broca de núcleo, em operações de investigação geológica.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, encontra-se providenciada uma carcaça adaptada para ser conectada a uma porção tubular de um conjunto de furo de poço, a porção tubular apresentando uma passagem axial através da qual o fluído presente em um furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce no interior do furo de poço, e 15º a carcaça compreendendo uma primeira e uma segunda seção, a primeira seção sendo adaptada para ser conectada à porção tubular, a segunda seção definindo um compartimento para receber uma ferramenta de furo de poço ou um componente da mesma, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para o fluxo do fluído ao longo do compartimento à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para permitir a comunicação do fluído entre a passagem axial da porção tubular e a trajetória do fluxo do fluído.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, encontra-se providenciada uma carcaça adaptada para ser conectada a um tubo interno de uma broca de núcleo, o tubo interno apresentando uma passagem axial através da qual o fluído no interior de um furo de poço pode passar à medida que o tubo interno e a carcaça nele conectada descem pelo interior do furo de poço, a carcaça compreendendo uma primeira, uma segunda e uma terceira seção, a primeira seção sendo adaptada para ser conectada ao tubo interno, a segunda seção definindo um compartimento para receber um dispositivo de medição de amostras de núcleo ou um componente do mesmo, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para o fluxo do fluído passando pelo compartimento à medida que o tubo interno e a carcaça nele conectada descem pelo interior do furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para a :

: 5/15 ú ' comunicação de fluídos entre a passagem axial do tubo interno e a trajetória do fluxo do fluído, a terceira seção sendo espaçada da primeira seção, com a segunda seção sendo posicionada entre a primeira e a terceira seção, a terceira seção sendo adaptada para ser conectada a uma porção do conjunto de furo de poço na qual existe uma passagem adicional, a terceira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem adicional.

A terceira seção pode compreender uma cavidade que estabelece uma comunicação com a passagem adicional no interior da porção | 10 adicional do conjunto, e uma ou mais portas se estendendo entre a trajetória do | fluxo do fluído e a cavidade para proporcionar uma comunicação de fluídos entre a trajetória de comunicação e a passagem na porção tubular adicional. De acordo com um quarto aspecto da presente invenção encontra-se providenciado um conjunto movimentável ao longo de um furo de

15. poço, o conjunto compreendendo uma porção tubular e uma carcaça conectada à porção tubular, a porção tubular tendo uma passagem axial através da qual o fluído no furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a carcaça compreendendo uma primeira e uma segunda seção, a primeira seção sendo conectada à porção tubular, a segunda seção definindo um compartimento para receber uma ferramenta de furo de poço ou um componente da mesma, a segunda seção sendo configurada para providenciar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe pelo compartimento à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre a passagem axial da porção tubular e a trajetória do fluxo do fluído.

Geralmente, o conjunto é movimentável ao longo de uma série de hastes de perfuração localizadas no interior do furo de poço.

Com este arranjo, o fluído no furo de poço (ou mais especificamente no interior das hastes de perfuração), pode fluir passando pelo conjunto à medida que o mesmo desce, não obstante a presença da ferramenta de furo de poço no conjunto. Preferencialmente, o arranjo é realizado de tal maneira que o fluído possa passar ao longo do conjunto a uma razão suficiente para permitir que o conjunto desça rapidamente.

Preferencialmente, a trajetória do fluxo do fluído é definida

D 6/15

D Í por um espaço no interior do furo de poço (ou mais especificamente no interior das hastes de perfuração), em torno da segunda seção da porção da carcaça. Com um arranjo deste tipo, a segunda porção define o limite interno da trajetória do fluxo do fluído. Outros arranjos são, obviamente, possíveis. Em outro arranjo, por exemplo, a trajetória do fluxo do fluído pode compreender uma ou mais passagens de fluxo incorporadas na segunda seção, para permitir que o fluído passe ao longo da segunda seção. A primeira seção pode compreender uma cavidade que estabelece uma comunicação com a passagem axial no interior da porção tubular, euma ou mais portas se estendendo entre a cavidade e a trajetória do fluído para proporcionar uma comunicação de fluídos entre a passagem axial da porção tubular e a trajetória do fluxo do fluído. Preferencialmente, a carcaça também compreende uma terceira seção espaçada da primeira seção, sendo a segunda seção posicionada 15º entre a primeira e a terceira seção. Preferencialmente a terceira seção é conectada a uma porção adicional do conjunto, na qual existe uma passagem axial adicional, através da qual o fluído no furo de poço (ou mais especificamente nas hastes de perfuração) pode passar à medida que o conjunto desce, a terceira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem axial adicional. A terceira seção pode compreender uma cavidade se comunicando com a passagem axial adicional dentro da porção adicional do conjunto, e uma ou mais portas se estendendo entre a trajetória do fluxo do fluído ea cavidade para proporcionar a comunicação de fluídos entre a trajetória de comunicação e a passagem axial adicional na outra porção tubular. Preferencialmente, um meio de válvula é providenciado para permitir que o fluído no furo de poço (ou mais especificamente nas hastes de perfuração) possa passar ao longo do conjunto à medida que o mesmo desce pelo interior do furo de poço, ao mesmo tempo inibindo a passagem do fluxo do fluído ao longo do conjunto à medida que o mesmo sobe pelo interior do furo de poço. De acordo com um quinto aspecto da invenção encontra- | se providenciada uma carcaça para um conjunto de acordo com o quarto aspecto |

: 7115 ' da invenção, a carcaça tendo as características descritas acima. De acordo com um sexto aspecto da invenção encontra- se providenciado um conjunto de broca de núcleo movimentável ao longo de um furo de poço, o conjunto compreendendo um tubo interno de broca de núcleo e uma carcaça conectada ao tubo interno, o tubo interno apresentando uma passagem axial através da qual o fluído presente no furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a carcaça compreendendo uma primeira e uma segunda seção, a primeira seção sendo conectada ao tubo interno, a segunda seção definindo um compartimento para acomodar um dispositivo de medição de amostras de núcleo ou um componente do mesmo, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe ao longo do compartimento à medida que o conjunto desce pelo furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para | | proporcionar a comunicação de fluídos entre a passagem axial da porção tubular | | 15. eatrajetória do fluxo do fluído.

De acordo com um sétimo aspecto da presente invenção encontra-se providenciado um conjunto de broca de núcleo movimentável ao longo de um furo de poço, o conjunto compreendendo um tubo interno de broca de núcleo e uma carcaça conectada ao tubo interno, o tubo interno apresentando uma passagem axial através da qual o fluído presente no furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a carcaça compreendendo uma primeira, uma segunda e uma terceira seção, a primeira seção sendo conectada ao tubo interno, a segunda seção definindo um compartimento para acomodar um dispositivo de medição de amostras de núcleo ou um componente do mesmo, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe ao longo do compartimento à medida que o conjunto desce pelo furo de poço, a primeira seção sendo configurada para proporcionar a comunicação de fluídos entre a passagem axial do tubo interno e a trajetória do fluxo do fluído, a terceira seção sendo espaçada da primeira seção, e a segunda seção sendo posicionada entre a primeira e a terceira seção, a terceira seção sendo adaptada para ser conectada a uma porção do conjunto de furo de poço no qual existe uma passagem adicional, a terceira seção sendo configurada para permitir a comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem adicional.

. 8/15 O dispositivo de medição de amostras de núcleo pode compreender um dispositivo de orientação de amostras de núcleo, um exemplo do qual se encontra revelado no pedido do requerente anteriormente mencionado WO 2006/024111. Breve Descrição dos Desenhos A invenção será mais bem compreendida com referência à descrição seguinte de uma modalidade preferida de execução da mesma, como mostrado nos desenhos anexos nos quais: | a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma | 10 carcaça de acordo com a modalidade preferida de execução, observada a partir de uma extremidade da mesma; a Figura 2 ilustra uma vista similar à Figura 1, exceto que a carcaça é observada a partir da outra extremidade da mesma; a Figura 3 ilustra uma vista lateral elevada da carcaça; a Figura 4 ilustra uma vista lateral elevada da carcaça mostrando as duas partes da mesma em uma condição separada; a Figura 5 ilustra uma vista lateral elevada da carcaça em uma condição de vista explodida; a Figura 6 ilustra uma perspectiva seccional da carcaça dentrode uma coluna de perfuração; a Figura 7 ilustra uma vista seccional elevada da carcaça; a Figura 8 ilustra uma vista similar à Figura 6, mostrando no entanto a trajetória do fluxo do fluído em relação à carcaça; a Figura 9 ilustra uma vista esquemática de um conjunto noquala carcaça se encontra acomodada; e a Figura 10 ilustra uma vista esquemática de uma parte da carcaça, a outra parte separada da mesma para proporcionar acesso a uma unidade de furo de poço acomodada na primeira parte, e uma unidade de controle que opera em cooperação com a unidade de furo de poço.

Melhore(s) Modo(s) de Execução da Invenção A modalidade de execução é direcionada para a implantação de um sistema de orientação de amostras de núcleo, para fornecer informações sobre a orientação de uma amostra de um núcleo em relação ao ambiente do subsolo da qual a amostra do núcleo foi extraída.

O sistema de

' orientação de núcleo utilizado nesta modalidade preferida de execução compreende uma primeira porção de ferramenta adaptada para ser conectada a um tubo de núcleo para a gravação de dados relativos à orientação do tubo de núcleo, e uma segunda porção de ferramenta adaptada para cooperar com a s primeira porção de ferramenta para receber e processar os dados de orientação da primeira porção, e para providenciar uma indicação sobre a orientação da amostra do núcleo no interior do tubo de núcleo no momento da separação da amostra do núcleo do ambiente do subsolo do qual ela foi obtida. Com um arranjo deste tipo, a primeira porção de ferramenta é implantada no subsolo em um furo de poço, sendo que o tubo de núcleo grava os dados correspondentes à orientação do tubo de núcleo (e de qualquer amostra do núcleo nele contida). Uma vez que o tubo de núcleo, em conjunto com a primeira porção de ferramenta nele acoplada, foi retirado do subsolo, a segunda porção de ferramenta é levada a cooperar com a primeira porção de ferramenta para receber e processar os dados 15º de orientação recebidos da primeira porção. Este arranjo é vantajoso, pois não é necessário que a segunda porção de ferramenta seja implantada no subsolo e exposta às severas condições associadas com o ambiente do subsolo. Um exemplo de um sistema de orientação de amostras de núcleo deste tipo é revelado na Aplicação Australiana Provisória de Patente 2009900670 do requerente, intitulada "Ferramenta Modular de Orientação de Núcleo", cujo conteúdo foi aqui incorporado como referência. Em um sistema deste tipo, a primeira porção compreende uma unidade de furo de poço e a segunda porção compreende uma unidade de controle.

No arranjo ilustrado, a primeira porção da ferramenta é identificada com o número de referência 11 e a segunda porção da ferramenta é identificada com o número de referência 12. A primeira porção 11 é mostrada nas Figuras 6 e 8, e a segunda porção 12 é mostrada na Figura 10.

A operação de perfuração do núcleo é realizada com uma broca de núcleo montada como um conjunto na extremidade do fundo de uma série de hastes de perfuração. A broca de núcleo compreende um tubo interno, | identificado como tubo de núcleo 13, mostrado na Figura 13, e um tubo externo. | A modalidade de execução prevê uma carcaça 15 para | acomodar a primeira porção de ferramenta 11 quando ela é implantada no interior do furo de poço, como mostrado nas Figuras 6 e 8.

. 10/15 : O tubo de núcleo 13 e a carcaça 15 fazem parte de um conjunto 17, que é mostrado na Figura 9, e que também inclui uma porção de extremidade posterior 19. A porção de extremidade posterior 19 consiste de uma construção padronizada de linha de fio e é normalmente conectada diretamente ao tubo de núcleo 13; nesta modalidade, a carcaça 15 é configurada para ser instalada entre o tubo de núcleo 13 e a porção de extremidade posterior 19.

A carcaça 15 apresenta uma extremidade de fundo 16 adaptada para ser conectada à extremidade superior do tubo de núcleo 13, e uma extremidade de topo 18 adaptada para ser conectada à porção da extremidade posterior 19, como será explicado posteriormente.

Deste modo, a primeira porção de ferramenta 11 é também conectada ao tubo de núcleo 13 de tal maneira a gravar os dados relativos à orientação do tubo de núcleo e de qualquer amostra de núcleo nele contida.

A carcaça 15 compreende duas partes, sendo estas uma parte do corpo inferior 21 e uma parte da tampa superior 22. As duas partes 21, 22 cooperam para definir um compartimento interno 23 adaptado para receber e acomodar a primeira porção de ferramenta 11. O compartimento pode ser mais bem visualizado na Figura 7. As partes 21, 22 são seletivamente separáveis para proporcionar acesso ao compartimento 23. No arranjo ilustrado na Figura 5, as duas partes 21, 22 são mostradas em condição separada.

A parte do corpo inferior 21 apresenta uma extremidade configurada como um batoque 26, e a parte da tampa superior 22 possui uma extremidade adjacente configurada como um soquete 27 no qual o batoque 26 25 pode ser recebido de modo rosqueável para fixar as duas partes em conjunto. Um meio de vedação 29 é providenciado para proporcionar o acoplamento com vedação de fluídos entre as duas partes 21, 22. No arranjo ilustrado, o meio de vedação 29 consiste de O-rings instalados no batoque 26.

A carcaça 15 compreende três seções, respectivamente uma primeira seção 31, uma segunda seção 32 e uma terceira seção 33. A primeira e a terceira seções 31, 33 compreendem seções de extremidade, e a segunda seção 32 compreende uma seção intermediária entre as duas seções de extremidade.

As duas partes 21, 22 cooperam para definir as três

À 11115 Á seções 31, 32 e 33. Especificamente, a parte do corpo inferior 21 define a primeira seção 31 que se constitui da seção mais inferior e que termina na extremidade do fundo 16. A parte da tampa superior 22 define a terceira seção 33 que se constitui da seção mais superior e que termina na extremidade superior 18, A parte inferior do corpo 21 e a parte superior da tampa 22 cooperam para definir a segunda seção intermediária 32.

As duas seções de extremidade 31, 33 apresentam geralmente uma periferia externa circular 35. Similarmente, a segunda seção intermediária 32 também apresenta geralmente uma periferia externa circular 37.

A periferia externa 37 da segunda seção intermediária 32 apresenta um diâmetro menor do que as periferias externas 35 das duas seções de extremidade 31, 33. Com um arranjo deste tipo, um espaço anelar 40 é estabelecido em torno da segunda seção intermediária 32 quando a carcaça 15 é acomodada no interior das hastes de perfuração ou do tubo externo 14, como ilustrado nas Figuras 6 e

8. O espaço anelar 40 é limitado em sua periferia externa pelas hastes de perfuração ou pelo tubo externo 14, e também é limitado em sua periferia interna pela seção intermediária 32. A primeira seção de extremidade é configurada para um | acoplamento rosqueável com a extremidade adjacente do tubo de núcleo 13. Para este propósito, a seção de extremidade 31 é configurada como um acoplamento rosqueável 41 apresentando uma formação de rosca 43, para um acoplamento rosqueável com a extremidade adjacente do tubo de núcleo 13, que apresenta um acoplamento rosqueável correspondente. No arranjo ilustrado, o acoplamento rosqueável 41 apresenta configuração fêmea e a formação rosqueável 43 é uma rosca fêmea.

A primeira seção de extremidade 31 incorpora uma cavidade 47 que se comunica com a passagem interna no interior do tubo de núcleo 13 quando a carcaça 15 é conectada de modo rosqueado ao tubo de núcleo 13. A cavidade 47 apresenta uma parede periférica 47a, uma extremidade de fundo 47b que é aberta e que se comunica com a extremidade de fundo 16 da carcaça 15, e uma parede de topo 47c.

Além disso, a primeira seção de extremidade 31 é dotada de uma pluralidade de portas 49 que se estende entre a cavidade 47 e a parte externa da carcaça 15 adjacente à segunda seção intermediária 32, como pode E ——n——nS!

: 12/15 : ser mais bem observado na Figura 7 dos desenhos. Com este arranjo, a primeira seção de extremidade 31 é configurada para proporcionar uma trajetória de fluxo | de fluído entre a passagem interna do tubo de núcleo 13 e a parte externa da | carcaça 15 em torno da segunda seção intermediária 32 da mesma. No arranjo | s ilustrado, as portas 49 são espaçadas circunferencialmente em torno da cavidade | 47, e se estendem para fora a partir da parede 47a da cavidade e no sentido ascendente na direção da extremidade de topo 18.

A primeira seção de extremidade 31 também incorpora um meio de válvula 51 para permitir o fluxo do fluído da passagem interna do tubo de núcleo 13 para o espaço anelar 40 em torno da segunda seção intermediária 32 da carcaça 15, ao mesmo tempo inibindo o fluxo do fluído na direção reversa.

O meio de válvula 51 compreende uma válvula de controle na forma de uma válvula de controle de esfera 53. A válvula de controle de esfera 53 compreende uma válvula esférica 55 e um assento de válvula 57 15º contra o qual a válvula esférica 55 pode engatar de modo vedável. O assento de válvula 57 é providenciado em torno da periferia da extremidade aberta 47b da cavidade 47. No arranjo mostrado, o assento de válvula 57 é definido no interior de uma carcaça de válvula 59 conectada a uma porção interna 61 da primeira seção de extremidade 31. A porção interna 61 é adjacente à cavidade 47 e à extremidade de entrada de fundo 47b da cavidade 47, como ilustrado na Figura 7. A carcaça da válvula 59 incorpora uma extremidade macho 63 para permitir o acoplamento rosqueável com a porção interna 61. A carcaça da válvula 59 coopera com a cavidade interna 47 fornecendo uma gaiola para reter a válvula de esfera 55 em sua posição de trabalho. Enquanto é mantida em posição, a válvula de esfera55 é movimentável para dentro e para fora de um acoplamento vedável com o assento da válvula 57, sob a influência do fluxo do fluído, de acordo com a operação conhecida de válvulas de controle de esfera. A carcaça da válvula 59 também é configurada para definir um acoplamento rosqueável 41 tendo uma formação de rosca 43 na extremidade 16, para permitir o acoplamento rosqueável coma extremidade adjacente do tubo de núcleo 13.

O meio de válvula 15 é localizado centralmente no interior da carcaça 15 e possui um tamanho otimizado para a passagem do fluxo do fluído através da carcaça 15, para facilitar a rápida descida do conjunto 17 em um furo de poço.

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' A parede de topo 47c da cavidade 47 é configurada para proporcionar um recesso 65 no interior do qual a válvula de esfera 55 pode ser recebida quando a válvula de controle 53 está aberta durante a descida da carcaça 15. A válvula de esfera 55 é recebida e retida de modo captivo no recesso 65 sob a influência do fluxo do fluído através da cavidade 47 durante a descida da carcaça 15. Com este arranjo, a válvula de esfera 55 se torna restrita centralmente pelo recesso 65 no interior da cavidade 47, e afastada das portas 49 de maneira a não impedir o fluxo do fluído através da cavidade 47 para as portas

49. | 10 O meio de válvula 51 é operável para inibir o fluxo do | fluído na direção reversa, com o propósito de isolar qualquer amostra do núcleo | contida no interior da passagem do tubo de núcleo 13 dos efeitos do fluxo do fluído durante a subida do tubo de núcleo. A terceira seção de extremidade 33, localizada na 15º extremidade de topo 18, é configurada para um acoplamento rosqueável com a extremidade adjacente da porção posterior 19. Para este propósito, a terceira seção de extremidade 33 é configurada como um acoplamento rosqueável 71 apresentando uma formação de rosca 73, para permitir um acoplamento rosqueável com a extremidade adjacente da porção de extremidade posterior 19, 20 que apresenta um acoplamento rosqueável correspondente. No arranjo ilustrado, o acoplamento rosqueável 71 apresenta configuração fêmea e a formação rosqueável 73 consiste de uma rosca macho. A terceira seção de extremidade 33 incorpora uma cavidade 77 que se comunica com o interior da porção de extremidade posterior 25 19 quando a carcaça 15 é conectada de modo rosqueado com a porção de extremidade posterior. Além disso, a terceira seção de extremidade 33 é dotada de uma pluralidade de portas 79 que se estende entre a cavidade 77 e a parte externa da carcaça 15 adjacente à segunda seção intermediária 32, como pode ser mais bem observado na Figura 7. Com este arranjo, a terceira seção de 30 extremidade 33 é configurada para proporcionar uma trajetória de fluxo de fluído entre a parte externa da carcaça 15 em torno da segunda seção intermediária 32 e a porção de extremidade posterior 19. A operação do conjunto 17 será agora descrita. A carcaça encontra-se instalada entre o tubo de núcleo 13 e a porção de extremidade i posterior 19, como anteriormente descrito, para estabelecer o conjunto 17.

As duas partes 21, 22 da carcaça 15 são separadas para permitir a instalação da primeira porção de ferramenta 11 do dispositivo de orientação no interior do compartimento 23, e então são acopladas em conjunto parafechara primeira porção de ferramenta no interior do compartimento.

O conjunto 17 é então abaixado ao longo das hastes de perfuração no interior do furo de poço da maneira convencional. À medida que o conjunto 17 desce, o fluído no interior das hastes de perfuração flui no sentido ascendente (em relação ao conjunto 17 que está descendo) ao longo da passagem interna do tubo de núcleo 11 e para o interior da carcaça da válvula 59, fazendo com que a válvula de esfera 55 se afaste do assento de válvula 57 e permita que o fluxo do fluído entre na cavidade 47 no interior da primeira seção de extremidade 31 da carcaça 25. A partir da cavidade 47 o fluído passa através das portas 49 para o interior do espaço anelar 40 que circunda a segunda seção 15º intermediária 32. O fluído flui ao longo do espaço anelar 40 para as portas 79 da segunda seção de extremidade 33, a partir da qual o fluído flui através das portas 79 para o interior da cavidade central 77. A partir da cavidade central 77 o fluído flui através do interior oco da porção de extremidade posterior 19 da maneira usual. A trajetória do fluído é ilustrada na Figura 8 por linhas de fluxo identificadas com o número de referência 80. Portanto, o espaço anelar 40 circundando a segunda seção intermediária 32 proporciona uma trajetória de fluído entre as portas 49 e as portas 79.

Com este arranjo, o fluído no interior das hastes de perfuração 14 é capaz de passar ao longo da carcaça 15 à medida que ela desce pelo interior das hastes de perfuração, e desta maneira a presença da carcaça 15 não restringe o fluxo do fluído ao ponto de inibir a descida relativamente rápida do conjunto 17.

Completada a operação de perfuração do núcleo, a amostra do núcleo é retirada da maneira conhecida. Como o conjunto 17 sobe no interior das hastes de perfuração, o fluxo relativo do fluído faz com que a válvula de esfera 55 engate de modo vedável no assento de válvula 57, desta maneira | fechando a válvula de controle 53.

| Uma vez que o conjunto 17 se encontra ao nível do solo, | as duas partes 21, 22 da carcaça 15 podem ser separadas para proporcionar ..—— ma

' acesso à primeira porção de ferramenta 11. A segunda porção de ferramenta 12 pode ser então colocada em cooperação com a primeira porção de ferramenta 11, como mostrado na Figura 10, para receber e processar os dados de orientação recebidos da primeira porção de ferramenta 11. Uma vez que a orientação da amostra do núcleo no interior do tubo de núcleo 11 foi estabelecida e gravada, a amostra do núcleo pode ser removida do tubo de núcleo 11. As duas partes 21, 22 da carcaça 15 podem então ser novamente acopladas para fechar a primeira porção de ferramenta 11 no interior da carcaça, de tal maneira que a próxima operação de amostragem de núcleo possa ser executada quando necessário.

Do anteriormente exposto é evidente que a presente modalidade preferida de execução revela um modo simples, porém altamente efetivo, que permite que o fluído passe ao longo do conjunto 17 à medida que o mesmo desce pelo interior de um furo de poço (ou mais especificamente pelo interior das hastes de perfuração), com isto facilitando a sua rápida descida.

Deve ser entendido que o escopo da presente invenção não é limitado ao escopo da modalidade descrita.

Embora a modalidade de execução tenha sido descrita em relação à implantação de um dispositivo de orientação de uma amostra de núcleo, ou de um componente de furo de poço do mesmo, deve ser entendido que a invenção pode ser aplicável à implantação de qualquer dispositivo apropriado em um furo de poço.

Através da especificação e das reivindicações, a não ser que o contexto o requeira de outra maneira, a palavra "compreender" ou variações tais como "compreende" ou "compreendendo", devem ser entendidas como contendo a inclusão de um dado inteiro ou grupo de inteiros, mas não a | exclusão de qualquer outro inteiro ou grupo de inteiros. | —— — SS

Claims

' REIVINDICAÇÕES

1. CONJUNTO MOVIMENTÁVEL AO LONGO DE FURO DE POÇO E CARCAÇA PARA CONJUNTO, caracterizado pelo fato de que a carcaça compreende uma primeira e uma segunda seção, a primeira seção sendo adaptada para ser conectada a uma porção do conjunto de furo de poço, a segunda seção definindo um compartimento para receber uma ferramenta de furo de poço ou um componente da mesma, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe pelo compartimento à medida que o conjunto desce pelo interior do furo do poço, e a primeira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre a passagem da mencionada porção do conjunto de furo de poço e a trajetória do fluxo do fluído.

2. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira seção compreende uma cavidade que estabelece a comunicação com a passagem no interior da mencionada porção, e 15º uma ou mais portas se estendendo entre a cavidade e a trajetória do fluído para | proporcionar a comunicação de fluídos entre a passagem da mencionada porção e a trajetória do fluxo do fluído.

3. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma terceira seção espaçada da primeira seção, com a segunda seção posicionada entre a primeira e a terceira seção.

4. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a terceira seção é adaptada para ser conectada a uma porção adicional do conjunto de furo de poço na qual existe uma passagem adicional, a terceira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem adicional.

5. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a terceira seção compreende uma cavidade que estabelece uma comunicação com a passagem adicional no interior da porção adicional do conjunto e uma ou mais portas se estendendo entre a trajetória do fluxo do fluído e a cavidade para proporcionar uma comunicação de fluídos entre a trajetória da comunicação e a passagem na porção tubular adicional.

6. CONJUNTO de acordo a reivindicação 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos duas partes adaptadas para

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' serem conectadas em conjunto e seletivamente separáveis para proporcionar acesso ao compartimento.

7. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 1, 2, 3,4,5 ou 6, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um meio de válvula operável para permitir que o fluído em um furo de poço passe ao longo do conjunto à medida que o mesmo desce pelo interior do furo de poço, ao mesmo tempo inibindo que o fluxo do fluído passe ao longo do conjunto à medida que o mesmo sobe pelo interior do furo de poço.

8. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender uma válvula de controle tal como uma válvula de controle de esfera.

9. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o meio de válvula é associado à primeira seção.

10. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o meio de válvula é localizado centralmente e possui um tamanho que otimiza o fluxo do fluído através da carcaça para facilitar a rápida descida.

11. CONJUNTO adaptado para ser conectado a uma porção tubular de um conjunto de furo de poço, caracterizado pelo fato de que a porção tubular apresenta uma passagem axial através da qual o fluído presente em um furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a carcaça compreende uma primeira e uma segunda seção, a primeira seção sendo adaptada para ser conectada à porção tubular, a segunda seção definindo um compartimento para receber uma ferramenta de furo de poço ou um componente da mesma, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe ao longo do compartimento à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a | primeira seção sendo configurada para permitir a comunicação de fluídos entre a passagem axial da porção tubular e a trajetória do fluxo do fluído.

12. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma terceira seção espaçada da primeira seção, com a segunda seção sendo posicionada entre a primeira e a terceira seção, a terceira seção sendo adaptada para ser conectada a uma porção adicional do conjunto de furo de poço na qual existe uma passagem | — o

' adicional, a terceira seção sendo configurada para a comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem adicional.

13. CONJUNTO adaptado para ser conectado a um tubo interno de uma broca de núcleo, caracterizado pelo fato de que o tubo interno apresenta uma passagem axial através da qual o fluído no interior de um furo de poço pode passar à medida que o tubo interno e a carcaça nele conectada descem pelo interior do furo de poço, a carcaça compreendendo uma primeira, uma segunda e uma terceira seção, a primeira seção sendo adaptada para ser conectada ao tubo interno, a segunda seção definindo um compartimento para receber um dispositivo de medição de amostras de núcleo ou um componente do mesmo, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para o fluxo do fluído passando pelo compartimento à medida que o tubo interno e a carcaça nele conectada descem pelo interior do furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para permitir a comunicação de fluídos entre a 15º passagem axial do tubo interno e a trajetória do fluxo do fluído, a terceira seção sendo espaçada da primeira seção, com a segunda seção sendo posicionada entre a primeira e a terceira seção, a terceira seção sendo adaptada para ser conectada a uma porção do conjunto de furo de poço na qual existe uma passagem adicional, a terceira seção sendo configurada para permitir a comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem adicional.

14. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a terceira seção compreende uma cavidade que se comunica com a passagem adicional no interior da porção adicional do conjunto, e uma ou mais portas se estendendo entre a trajetória de fluxo do fluído e a cavidade para proporcionar a comunicação de fluídos entre a trajetória de comunicação e a passagem da porção tubular adicional.

15. CONJUNTO MOVIMENTÁVEL AO LONGO DE UM FURO DE POÇO, caracterizado pelo fato de compreender a incorporação de uma carcaça de acordo com qualquer reivindicação precedente.

16. CONJUNTO MOVIMENTÁVEL AO LONGO DE UM FURO DE POÇO, caracterizado pelo fato de compreender uma porção tubular e uma carcaça conectada à porção tubular, a porção tubular tendo uma passagem axial através da qual o fluído no interior do furo de poço pode passar à medida e —n—n—n—————

À 4/6 ' que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a carcaça compreendendo uma primeira e uma segunda seção, a primeira seção sendo conectada à porção tubular, a segunda seção definindo um compartimento para receber uma ferramenta de furo de poço ou um componente da mesma, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe pelo compartimento à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para permitir a comunicação de fluídos entre a passagem axial da porção tubular e a trajetória do fluxo do fluído.

17. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a trajetória do fluxo do fluído é definida por um espaço no interior do furo de poço em torno da segunda seção da porção da carcaça.

18. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que a primeira seção compreende uma cavidade se 15º comunicando com a passagem axial no interior da porção tubular e uma ou mais portas se estendendo entre a cavidade e a trajetória do fluxo do fluído para proporcionar a comunicação de fluídos entre a passagem axial da porção tubular e a trajetória de fluxo do fluído.

19. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 16, 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a carcaça compreende adicionalmente uma terceira seção espaçada da primeira seção, sendo a segunda seção posicionada entre a primeira e a terceira seção.

20. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a terceira seção é conectada a uma porção adicional do conjunto no qual existe uma passagem adicional através da qual o fluído no interior do furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce, e a terceira seção sendo configurada para proporcionar a comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem axial adicional.

21. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que a terceira seção compreende uma cavidade se comunicando com a passagem axial adicional no interior da porção adicional do conjunto, e uma ou mais portas se estendendo entre a trajetória do fluxo do fluído e a cavidade para proporcionar a comunicação de fluídos entre a trajetória de comunicação e a passagem axial adicional da porção tubular adicional. = O... ce

: 5/6 : 22. CONJUNTO de acordo com a reivindicação 16, 17, 18, 19, 20 ou 21, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um meio de válvula para permitir que o fluído no interior do furo de poço possa passar ao longo do conjunto à medida que o mesmo desce pelo interior do furo de poço, ao s mesmo tempo inibindo a passagem do fluxo do fluído ao longo do conjunto à medida que o mesmo sobe pelo interior do furo de poço.

23. CARCAÇA PARA CONJUNTO, caracterizada pelo fato de estar de acordo com a reivindicação 16, 17, 18, 19, 20, 21 ou 22.

24. CONJUNTO DE BROCA DE NÚCLEO MOVIMENTÁVEL AO LONGO DE UM FURO DE POÇO, caracterizado pelo fato de compreender um tubo interno de broca de núcleo e uma carcaça conectada ao tubo interno, o tubo interno apresentando uma passagem axial através da qual o fluído presente no furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a carcaça compreendendo uma primeira e uma 15º segunda seção, a primeira seção sendo conectada ao tubo interno, a segunda seção definindo um compartimento para acomodar um dispositivo de medição de amostras de núcleo ou um componente do mesmo, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe ao longo do compartimento à medida que o conjunto desce pelo furo de poço, e a primeira seção sendo configurada para proporcionar a comunicação de fluídos entre a passagem axial da porção tubular e a trajetória do fluxo do fluído.

25. CONJUNTO DE BROCA DE NÚCLEO MOVIMENTÁVEL AO LONGO DE UM FURO DE POÇO, caracterizado pelo fato de compreender um tubo interno de broca de núcleo e uma carcaça conectada ao tubo interno, o tubo interno apresentando uma passagem axial através da qual o fluído presente no furo de poço pode passar à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de poço, e a carcaça compreendendo uma primeira, uma segunda e uma terceira seção, a primeira seção sendo conectada ao tubo interno, a segunda seção definindo um compartimento para receber um dispositivo de medição de amostras de núcleo ou um componente do mesmo, a segunda seção sendo configurada para proporcionar uma trajetória para que o fluxo do fluído passe pelo compartimento à medida que o conjunto desce pelo interior do furo de Poço, a primeira seção sendo configurada para permitir a comunicação de fluídos entre a passagem axial do tubo interno e a trajetória do fluxo do fluído, a terceira - =" - O

: seção sendo espaçada da primeira seção, com a segunda seção sendo posicionada entre a primeira e a terceira seção, a terceira seção sendo adaptada para ser conectada a uma porção do conjunto de furo de poço na qual existe uma passagem adicional, a terceira seção sendo configurada para permitir a s comunicação de fluídos entre a trajetória do fluxo do fluído e a passagem adicional.

26. CARCAÇA, caracterizada pelo fato de ser substancialmente como aqui descrita com referência aos desenhos anexos.

27. CONJUNTO, caracterizado pelo fato de ser substancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos anexos.

28. CONJUNTO DE BROCA DE NÚCLEO, caracterizado pelo fato de ser substancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos anexos.

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