[pt] PERFURAÇÃO PERCUSSIVA-ROTATIVA AUTO-EXCITADA EM ROCHAS DURAS

LUIZ FERNANDO FURTADO DE MENDONCA PENNA FRANCA

[en] SELF-EXCITED PERCUSSIVE-ROTARY DRILLING IN HARD ROCKS

dc.contributor	HANS INGO WEBER
dc.creator	LUIZ FERNANDO FURTADO DE MENDONCA PENNA FRANCA
dc.date	2004-02-18
dc.date.accessioned	2022-09-21T21:42:17Z
dc.date.available	2022-09-21T21:42:17Z
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=4510@1
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=4510@2
dc.identifier	http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.4510
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12032/42527
dc.description	[pt] Uma linha de pesquisa de grande interesse no estudo de colunas de perfuração de poços de petróleo aponta para a necessidade de se aumentar a taxa de penetração (ROP) na perfuração em rochas duras. Procurando suprir tal necessidade, este trabalho tem como objetivo estudar mecanismos e propor um novo dispositivo, utilizando as próprias vibrações geradas na coluna durante a perfuração. As várias formas de vibrar da coluna são, geralmente, indesejadas durante a perfuração. Porém, é possível utilizar algumas destas formas de vibrar para melhorar a eficiência do processo de perfuração. Inicialmente, avalia-se a influência das vibrações torcional e axial na ROP. Posteriormente, estuda-se a perfuração na ressonância e alguns aspectos e cuidados no uso desta nova técnica de perfuração, que vem sendo desenvolvida por empresas do setor. Por fim, é desenvolvido um novo dispositivo de perfuração, chamado de perfuração com martelo em ressonância ou perfuração percussiva- rotativa auto-excitada. Este dispositivo tem como premissa usar a vibração axial gerada no processo de corte, para criar uma carga harmônica na broca e excitar uma massa de aço (martelo). Desenvolve-se um modelo com vibro-impacto e atrito seco, representando o martelo e a resistência da rocha, respectivamente. Faz-se aqui, um estudo numérico e uma validação experimental do movimento percussivo de um modelo que representa a broca com este novo dispositivo. Os resultados mostram que a melhor forma do dispositivo operar é impactando a cabeça da broca, em condição de período-1, com um impacto por ciclo de forçamento. Adicionalmente, os parâmetros do experimento são identificados e os resultados numérico-experimental são comparados, mostrando que são similares.
dc.description	[en] An area of interest in the study of drillstrings is due to the device of increasing the rate of penetration (ROP) in hard rocks. Trying to supply such necessity, this work aims to study mechanisms and to propose a new device, using vibrations generated in the drillstring itself. The various forms of drillstring vibrations are generally regarded as detrimental in the question. However, it is possible to use some of these vibrations forms in such a way as to enhance drilling performance. Initially, the influence of the torsional and axial vibrations in ROP is analyzed. Next, the resonance drilling, that is being developed by companies in this area, and some aspects and cares in the use of this new drilling technique are studied. At the end, a new drilling device, called resonance hammer drilling or self excited percussive rotary drilling, is developed. This device has as premise to use the axial vibration due to the cutting process, to generate a harmonic load at the bit and to excite a steel mass (hammer). A model with vibro-impact and dry friction is developed, representing the hammer and the resistance of the medium, respectively. It is presented a numeric study and an experimental validation of the percussive motion of the model, that represent the bit. The results show that the best way of the hammer to operate is impacting the bit head, in period-1 condition, ie, with one impact per cycle. Moreover, the experimental parameters are identified and since the numerical-experimental results are similar, the model used is validated.
dc.language	pt
dc.publisher	MAXWELL
dc.subject	[pt] TAXA DE PENETRACAO
dc.subject	[pt] ATRITO SECO
dc.subject	[pt] VIBRO-IMPACTO
dc.subject	[pt] VIBRACAO AXIAL
dc.subject	[pt] VIBRACAO TORCIONAL
dc.subject	[en] RATE OF PENETRATION
dc.subject	[en] DRY FRICTION
dc.subject	[en] VIBRO-IMPACT
dc.subject	[en] AXIAL VIBRATION
dc.subject	[en] TORSIONAL VIBRATION
dc.title	[pt] PERFURAÇÃO PERCUSSIVA-ROTATIVA AUTO-EXCITADA EM ROCHAS DURAS
dc.title	[en] SELF-EXCITED PERCUSSIVE-ROTARY DRILLING IN HARD ROCKS
dc.type	TEXTO

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