BRPI1106828A2 - brocas de revestimento, conjuntos de perfuração e métodos para uso em formação de furos de poço com revestimento expansível - Google Patents

Abstract

brocas de revestimento, conjuntos de perfuração e métodos para uso em formação de furos de poço com revestimento expansível. brocas de envoltório incluem um expansor para aumentar um diâmetro interno do envoltório expansível pelo menos parcialmente disposto dentro de um corpo das brocas de envoltório. os conjuntos de perfuração incluem uma broca de envoltório anexada a uma extremidade do envoltório expansível, e um expansor disposto perto da broca de envoltório e uma extremidade distal do envoltório expansível. os métodos de formação das brocas de envoltório incluem o posicionamento de um expansor perto de um corpo de uma broca de envoltório. os métodos de formação dos conjuntos de perluração incluem o posicionamento de um expansor perto de um corpo de uma broca de envoltório e uma extremidade distal do envoltório expansível, e a fixação da broca de envoltório à extremidade do envoltório expansível. os métodos de envoltório de um poço incluem um ou ambos dentre perfuração e alargamento de um poço utilizando uma broca de envoltório anexada a uma extremidade distal do envoltório expansível, e forçando o expansor através do envoltório expansível.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BROCAS DE REVESTIMENTO, CONJUNTOS DE PERFURAÇÃO E MÉTODOS PARA USO EM FORMAÇÃO DE FUROS DE POÇO COM REVESTIMENTO EX-PANSÍVEL".

Reivindicação de Prioridade Esse pedido reivindica os benefícios da data de depósito do pedido de patente provisório U.S. No. 61/174.825, depositado em 1 de maio de 2009, e intitulado "Casing Bits, Drilling Assemblies and Methods for Use in Λ · Forming Wellbores With Expandable Casing".

Campo Técnico As modalidades da presente invenção se referem a brocas de envoltório, conjuntos de perfuração e métodos que podem ser utilizados para formar poços utilizando envoltório expansível.

Antecedentes Os poços são formados em formações subterrâneas para várias finalidades incluindo, por exemplo, extração de óleo e gás da formação subterrânea e extração de calor geotérmico da formação subterrânea. Um poço pode ser formado em uma formação subterrânea utilizando uma broca de perfuração tal como, por exemplo, uma broca de perfuração rotativa de perfuração de terra. Diferentes tipos de brocas de perfuração rotativas de perfuração de terra são conhecidas na técnica incluindo, por exemplo, brocas de corte fixas (que são frequentemente referidas na técnica com brocas de "dragagem"'), brocas de corte por rolamento (que são frequentemente referidas na técnica como brocas de "pedra"), brocas impregnadas com diamante, e brocas híbridas (que podem incluir, por exemplo, ambas os cortadores fixos e os cortadores por rolamento). A broca de perfuração é girada e avançada para dentro da formação subterrânea. Ã medida que a broca de perfuração gira, os cortadores ou estruturas abrasivas dos mesmos cortam, esmagam, cisalham e/ou erodem o material da formação para formar o poço. Um diâmetro de poço perfurado pela broca de perfuração pode ser definido pelas estruturas de corte dispostas no diâmetro externo maior da broca de perfuração. A broca de perfuração é acoplada, diretamente ou indiretamente a uma extremidade do que é referido na técnica como "cordão de perfuração", que compreende uma série de segmentos tubulares alongados conectados extremidade com extremidade que se estende para dentro do poço a partir da superfície da formação. Várias ferramentas e componentes, incluindo a broca de perfuração, podem ser acoplados juntos na extremidade distai do cordão de perfuração no fundo do poço a ser perfurado. Esse conjunto de ferramentas e componentes é referido na técnica como "conjunto de furo inferior" (BHA). A broca de perfuração pode ser girada dentro do poço pela rotação do cordão de perfuração a partir da superfície da formação, ou a broca de perfuração pode ser girada pelo acoplamento da broca de perfuração a um motor dentro do poço, que também é acoplado ao cordão de perfuração e disposto perto do fundo do poço. O motor de dentro do poço pode compreender, por exemplo, um motor tipo Moineau hidráulico possuindo um eixo, ao qual a broca de perfuração é montada, que pode ser girado pelo bombeamento de fluido (por exemplo, lama de perfuração ou fluido) a partir da superfície da formação descendo através do centro do cordão de perfuração, através do motor hidráulico e saindo a partir dos bocais na broca de perfuração, e voltando para cima para a superfície da formação através do espaço anular entre a superfície externa do cordão de perfuração e a superfície exposta da formação dentro do poço. É conhecida da técnica a utilização do que é referido como disr positivos "alargadores" (também referidos na técnica como "dispositivos de abertura de furo" ou "abridores de furo") em conjunto com uma broca de perfuração como parte de um conjunto de furo interior quando da perfuração de um poço em uma formação subterrânea. Em tal configuração, a broca de perfuração opera como uma broca "piloto" para formar um orifício piloto na formação subterrânea. À medida que o conjunto de broca de perfuração e furo inferior avança para dentro da formação, o dispositivo alargador segue a broca de perfuração através do orifício piloto e alarga o diâmetro do, ou "a-larga", o orifício piloto.

Depois da perfuração de um poço em uma formação de terra subterrânea, pode ser desejável se alinhar o poço com seções de envoltório ou forro. O envoltório é um tubo de diâmetro relativamente grande (com relação ao diâmetro do tubo de perfuração do cordão de perfuração utilizado para perfurar um poço em particular) que é montado pelo acoplamento de seções de envoltório em uma configuração de extremidade para extremidade. O envoltório é inserido em um poço previamente perfurado, e é utilizado para vedar as paredes das formações subterrâneas dentro do poço. O envoltório então pode ser perfurado em um ou mais locais selecionados dentro do poço para fornecer comunicação por fluido entre a formação subterrânea e o interior do poço. O envoltório pode ser cimentado no lugar dentro do poço. O termo "forro" se refere ao envoltório que não se estende até o topo de um poço, mas, ao invés disso, é ancorado ou suspenso a partir de dentro do fundo de outro cordão de envoltório ou seção previamente localizada dentro do poço. Como utilizado aqui, os termos "envoltório" e "cordão de envoltório" incluem, cada um, ambos o envoltório e o forro, e cordões compreendendo respectivamente seções do envoltório e forro. À medida que o envoltório é avançado para dentro de um poço, é conhecida da técnica a fixação de uma estrutura de tampa à extremidade distai da seção de envoltório distal no cordão de envoltório (a extremidade dianteira do cordão de envoltório à medida que é avançado para dentro do poço). Como utilizado aqui, o termo "distai" significa distal com relação à superfície da terra dentro da qual o poço se estende (isso é, a extremidade do poço na superfície), enquanto o termo "proximal" se refere a proximal com relação à superfície da terra dentro da qual o poço se estende. O cordão de envoltório, com a broca de envoltório fixada ao mesmo, pode ser opcionalmente girado à medida que o envoltório é avançado para dentro do poço. Em alguns casos, a estrutura de tampa pode ser configurada como o que é referido na técnica como uma "sapata" de envoltório, que é basicamente configurada para orientar o envoltório para dentro do poço e garantir que nenhuma obstrução ou resíduo estejam no caminho do envoltório e para garantir que nenhum resíduo possa entrar no interior do envoltório à medida que o envoltório é avançado para dentro do poço. A "sapata" pode conter de forma convencional uma válvula de verificação, chamada de "válvula flutuante", para impedir que o fluido no poço entre no envoltório a partir do fundo, porém permitir que o cimento seja subsequentemente bombeado para baixo para dentro do envoltório, saindo pelo fundo através da sapata, e entrando no anel de poço para cimentar o envoltório no poço.

Em outros casos, a estrutura de tampa do envoltório pode ser configurada como uma broca de alargamento ou "sapata", que serve à mesma finalidade de uma sapata de envoltório, mas é adicionalmente configurada para alargar (isso é, aumentar) o diâmetro de um poço existente à medida que o envoltório é avançado para dentro do poço. Também é conhecido o emprego de brocas de perfuração configuradas para serem presas à extremidade distai de um cordão de envoltório para perfuração de um poço. A perfuração de um poço com tal broca de perfuração anexada ao envoltório é referida na técnica como "perfuração com envoltório". Tais brocas ou sapatas de alargamento, além de tais brocas de perfuração, podem ser configuradas e empregam materiais em suas estruturas para permitir a perfuração subsequente através das mesmas a partir de dentro utilizando uma broca de perfuração que percorre descendentemente o envoltório ou cordão de forro. Como utilizado aqui, o termo "broca de envoltório" significa e inclui tais brocas de envoltório além de tais brocas de alargamento e sapatas configuradas para fixação a uma extremidade distal do envoltório à medida que o envoltório é avançado para dentro de um poço.

Descricão da Invenção Em algumas modalidades, a presente invenção inclui brocas de envoltório possuindo um corpo e pelo menos uma estrutura de corte em uma superfície externa do corpo. As brocas de envoltório incluem adicionalmente um expansor pelo menos parcialmente disposto dentro do corpo. O expansor é dimensionado e configurado para expandir o envoltório expansível ao qual a broca de envoltório é presa à medida que o expansor é forçado longitudinalmente através do envoltório expansível.

Em modalidades adicionais, a presente invenção inclui conjuntos de perfuração possuindo uma broca de envoltório fixada a uma extremidade de pelo menos uma seção do envoltório expansível. A broca de envoltório possui um corpo e pelo menos uma estrutura de corte em uma superfície externa do corpo. Um expansor é disposto dentro de pelo menos uma dentre a broca de envoltório e a extremidade da seção do envoltório expansível. O expansor é dimensionado e configurado para expandir o envoltório expansível à medida que o expansor é forçado longitudinalmente através do envoltório expansível.

Em modalidades adicionais, a presente invenção inclui métodos de formação de brocas de envoltório. Para formar uma broca de envoltório, um expansor pode ser configurado para aumentar pelo menos um diâmetro interno do envoltório expansível à medida que o expansor é forçado através do envoltório expansível, e o expansor pode ser posicionado pelo menos parcialmente dentro de um corpo da broca de envoltório.

Em modalidades adicionais, a presente invenção inclui métodos de formação de conjuntos de perfuração. De acordo com tais métodos, um expansor pode ser posicionado dentro de pelo menos um dentre um corpo de uma broca de envoltório e uma extremidade adjacente de uma seção de envoltório expansível, e o corpo da broca de envoltório pode ser fixado à extremidade da seção do envoltório expansível. O expansor pode ser configurado para aumentar pelo menos um diâmetro interno do envoltório expansível à medida que o expansor é forçado através do envoltório expansível.

Outras modalidades adicionais da presente invenção incluem métodos de envolver um poço. Um poço pode ser perfurado e/ou alargado utilizando-se uma broca de envoltório anexada a uma extremidade distai de pelo menos uma seção do envoltório expansível. Um expansor disposto dentro de pelo menos uma dentre a broca de envoltório e a extremidade distai da seção de envoltório expansível pode ser forçada longitudinalmente através da seção de envoltório expansível em uma direção proximal. Λ medida que o expansor é forçado através do envoltório expansível, pelo menos um diâmetro interno do envoltório expansível pode ser aumentado.

Breve Descrição dos Desenhos As figuras de 1a a 1f são vistas simplificadas, esquemáticas transversais de um poço e equipamento ilustrando um método que pode ser utilizado para perfurar um poço utilizando uma broca de envoltório em envoltório expansível, e, subsequentemente, expandindo o envoltório expansível dentro do poço; A figura 2 é uma vista transversal simplificada de uma modalidade de uma broca de envoltório da presente invenção; A figura 3 é uma vista transversal simplificada de outra modalidade de uma broca de envoltório da presente invenção; A figura 4 é uma vista lateral de uma modalidade de um corpo externo de uma broca de envoltório da presente invenção; e A figura 5 é uma vista lateral de outra modalidade de um corpo externo de uma broca de envoltório da presente invenção.

Modos para Realização da Invenção As ilustrações apresentadas aqui não são vistas reais de qualquer sistema de perfuração em particular, conjunto de ferramenta de perfuração ou componente de tal conjunto, mas são meramente representações idealizadas que são empregadas para descrever a presente invenção.

As modalidades da presente invenção podem ser utilizadas para perfurar ou alargar um poço com envoltório expansível utilizando uma broca de envoltório fixada ao envoltório expansível, e para expandir subsequentemente (isso é, aumentar pelo menos um diâmetro interno) o envoltório expansível sem passar a broca de envoltório para fora do poço.

Uma modalidade de um método da presente invenção que pode ser utilizada para formar ou aumentar pelo menos uma seção de um poço ê posicionar o envoltório dentro da seção do poço é descrita abaixo com referencia às figuras de 1a a 1f.

Com referência à figura 1a, um conjunto de perfuração pode ser fornecido e inclui uma broca de envoltório 10 fixada a uma extremidade distai 12 do envoltório expansível 14. O envoltório expansível 14 com a broca de envoltório 10 na mesma pode ser avançada para dentro de um poço previamente perfurado 16. Como discutido em maiores detalhes abaixo com referência à figura 4, a broca de envoltório 10 pode compreender uma ou mais estruturas de corte configuradas para pelo menos um dentre alargamento e perfuração de um poço 16. A estrutura ou estruturas de corte podem compreender qualquer material abrasivo convencional ou super abrasivo adequado para remoção do material da formação particular sendo alargada ou perfurada. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte do poço 16 pode ter sido forrada com envoltório adicional 18 antes de avançar o envoltório expansível 14 para dentro do poço 16. O envoltório expansível 14 pode ser avançado para dentro do poço 16 até que a broca de envoltório 10 seja posicionada no fundo da seção previamente perfurada do poço 16. O envoltório expansível 14 e a broca de envoltório 10 fixada à extremidade distai 12 do envoltório expansível 14 então podem ser girados dentro do poço 16 à medida que uma força axial, chamada "peso na broca" (WOB), é aplicado ao envoltório expansível 14 e a broca de envoltório 10 para fazer com que a broca de envoltório 10 perfure uma seção adicional 20 do poço 16 na formação subterrânea 22. O conjunto de perfuração pode ser girado dentro do poço 16 pela rotação do envoltório expansível 14 a partir da superfície da formação, ou o conjunto de perfuração pode ser girado pelo acoplamento do envoltório expansível 14 até um motor dentro do poço. O motor também pode ser acoplado a um cordão de perfuração e disposto dentro do poço 16. O motor dentro do poço pode compreender, por exemplo, um motor tipo Moineau hidráulico possuindo um eixo, ao qual o envoltório expansível 14 é fixado. O eixo de acionamento e o envoltório expansível 14 podem ser girados pelo bombeamento de fluido (por exemplo, lama de perfuração ou fluido) a partir da superfície da formação descendo através do centro do cordão de perfuração, através do motor hidráulico, através do envoltório expansível 14, através da broca de envoltório 10, saindo através das passagens de fluido que se estendem através da broca de envoltório, e voltando para a superfície da formação através do espaço anular entre a superfície externa do envoltório expansível 14 e a superfície exposta da formação dentro do poço 16.

Com referência continuada à figura 1a, o conjunto de perfuração inclui adicionalmente um expansor 24 que pode ser disposto dentro de e fixado a pelo menos uma broca de envoltório 10 e o envoltório expansível 14 em um local próximo à extremidade distai 12 do envoltório expansível 14. O expansor 24 é dimensionado e configurado para expandir o diâmetro do envoltório expansível 14 à medida que o expansor 24 é forçado longitudinalmente através do interior do envoltório expansível 14. Por meio de exemplo e não de limitação, o expansor 24 pode ser um elemento tubular geralmente cilíndrico. Uma passagem de fluido pode se estender longitudinalmente através do comprimento do expansor 24. Uma superfície frustocônica afunilada pode ser fornecida em uma extremidade proximal do expansor 24 para facilitar a expansão suave e gradual do envoltório expansível 14 à medida que o expansor 24 é forçado através do envoltório 14. O expansor 24 pode compreender, por exemplo, uma liga metálica exibindo uma resistência à deformação suficientemente alta de modo que o expansor 24 não sofra qualquer deformação plástica significativa e uma deformação elástica suficientemente baixa para permitir a expansão total do envoltório expansível 14, à medida que o expansor 24 é forçado longitudinalmente através do envoltório expansível 14.

Em algumas modalidades, o expansor 24 pode inicialmente ser parcialmente disposto dentro de uma região interna da broca de envoltório 10, e parcialmente dentro de uma região interna da extremidade distai 12 do envoltório expansível 14. Em modalidades adicionais, o expansor 24 pode ser inicialmente totalmente disposto dentro de uma região interna da broca de envoltório 10, ou totalmente dentro de uma região interna da extremidade distai 12 do envoltório expansível 14. O envoltório expansível 14 pode compreender uma liga metálica possuindo uma composição de material selecionada para permitir que o envoltório expansível 14 expanda plasticamente à medida que o expansor 24 seja forçado através do mesmo. A resistência final do material do envoltório expansível 14 deve ser suficientemente alta para impedir que o envoltório expansível 14 se rompa à medida que o expansor 24 é forçado através do envoltório expansível 14.

Depois da perfuração de uma seção adicional 20 do poço 16 utilizando a broca de envoltório 10, um cimento líquido ou outro material passível de endurecimento pode ser bombeado através do envoltório expansível 14, e saindo a partir do bit de envoltório 10 através das passagens de fluido 30 se estendendo através do mesmo, para dentro do anel entre a formação e o envoltório. O cimento ou outro material passível de endurecimento pode ter uma composição selecionada para endurecer apenas após a expansão do envoltório expansível 14, como descrito abaixo. O volume de cimento bombeado para dentro do anel pode ser selecionado para preencher o volume final do anel que estará presente apôs a expansão do envoltório expansível 14. Inicialmente, quando tal volume de cimento é bombeado para dentro do anel, o mesmo pode cercar o envoltório 14 ao longo de todo o comprimento do mesmo. Mediante expansão do envoltório expansível 14, no entanto, o envoltório em expansão 14 pode alisar o cimento ao longo do comprimento do envoltório 14 para cercar o envoltório expandido 14 ao longo de substancialmente todo o comprimento do mesmo. O cimento pode solidificar dentro do espaço anular depois da expansão do envoltório 14, afixando, assim, o envoltório expansível 14 no lugar dentro do poço 16.

Com referência à figura 1b, uma tubulação 26 (por exemplo, um cordão de perfuração, uma tubulação espiralada, um cordão parasítico, etc.) pode ser avançada através do interior do envoltório expansível 14 e fixado ao expansor 24. Um ou mais dispositivos centralizadores 65 tal como, por exemplo, molas centralizadoras, podem ser utilizados para posicionar (por exemplo, centralizar) a tubulação 26 dentro do envoltório expansível 14. Por meio de exemplo e não de limitação, um pino com rosca 28 pode ser fornecido em uma extremidade proximal do expansor 24. O pino com rosca 28 pode ser configurado para engatar de forma combinada uma caixa com rosca em uma extremidade distai da tubulação 26. Dessa forma, a tubulação 26 pode ser girada para enroscar a extremidade distai da tubulação 26 no pino com rosca 28 no expansor 24. Obviamente, uma caixa com rosca pode ser utilizada em uma extremidade proximal do expansor 24, e um pino com rosca na extremidade distai da tubulação 26. Em modalidades adicionais, a fi- xação mecânica entre a tubulação 26 e o expansor 24 pode ser obtida utilizando-se outras configurações de conexão conhecidas da técnica que exigem pouca ou nenhuma rotação relativa entre a tubulação e o expansor 24. Muitas dessas conexões são conhecidas da técnica e podem ser empregadas nas modalidades da presente invenção. Algumas dessas conexões são referidas na técnica como "impulsionadores" mecânicos, e incluem partes de conexão macho e fêmea complementares (uma sendo fornecida na tubulação 26 e a outra no expansor 24) que intertravam mecanicamente uma com a outra mediante inserção do plugue macho no plugue fêmea.

Em modalidades adicionais da invenção, a tubulação 26 (ou outro tipo de cordão) pode ser fixada ao expansor 24 antes da perfuração da seção adicional 20 do poço 16 com a broca de envoltório 10 e o envoltório expansível 14.

Com referência à figura 1c, as passagens de fluido 30 se estendendo através da broca de envoltório 10 podem ser obstruídas. Por meio de exemplo e não de limitação, um plugue 32 (por exemplo, um corpo alongado, um elemento geralmente esférico, ou um dardo) pode ser bombeado descendentemente através da tubulação 26, através do expansor 24, e para dentro de um receptáculo 34 na broca de envoltório 10 configurada para receber o plugue 32, como um plugue flutuante engatando uma sapata flutuante. O receptáculo 34 pode ser configurado para engatar de forma travada, e reter no mesmo, o plugue 32 para impedir o fluxo reverso para dentro do envoltório expansível 14 a partir do poço. A broca de envoltório 10 pode ser configurada de modo que o fluxo de fluido através das passagens de fluido 30 na broca de envoltório 10 seja interrompido quando o plugue 32 é disposto e assentado dentro do receptáculo 34.

Com referência à figura 1d, o expansor 24 pode ser forçado longitudinalmente através do envoltório expansível 14 a partir da extremidade distai 12 na direção de uma extremidade proximal 36 do mesmo. O expansor 24 pode ser forçado através do envoltório expansível 14 pela retração do expansor 24 através do envoltório expansível 14 utilizando a tubulação 26 (isso é, por força mecânica), pelo bombeamento de fluido hidráulico para baixo através da tubulação 26 e para dentro de um espaço 37 distal com relação ao expansor 24 em uma pressão relativamente alta de modo que a pressão hidráulica distal com relação ao expansor 24 force o expansor 24 através do envoltório expansível 14 na direção proximal (isso é, pela pressão hidráulica), ou por uma combinação de tais métodos (isso é, por uma combinação de força mecânica e pressão hidráulica). A figura 1d ilustra o expansor 24 em uma localização intermediária relativamente inferior dentro do envoltório expansível 14. Como ilustrado na figura 1d, a seção do envoltório expansível 14 distal com relação ao expansor 24 possui um diâmetro interno expandido relativamente maior DE, enquanto a seção do envoltório expansível 14 proximal ao expansor 24 possui um diâmetro interno não expandido relativamente menor Du. Em algumas modalidades, De pode ser cerca de 105% maior do que Du. Nas modalidades adicionais, De pode ser cerca de 110% ou mais que Du, ou mesmo cerca de 120% ou mais de Du. À medida que o diâmetro interno do envoltório expansível 14 é expandido a partir de Dy para DE, o comprimento geral do envoltório expansível 14 pode ser reduzido, a espessura de parede do envoltório expansível 14 pode ser reduzida, ou ambos o comprimento geral e a espessura de parede do envoltório expansível 14 podem ser reduzidos. Dessa forma, um comprimento final desejado e uma espessura de parede final desejada podem ser considerados juntos com o grau ao qual o comprimento geral e a espessura de parede do envoltório expansível 14 são reduzidos mediante expansão do mesmo pelo expansor 24 quando se projeta uma seção não expandida inicial do envoltório expandido 14 para uma aplicação em particular. A figura 1e é similar à figura 1d, mas ilustra o expansor 24 em um local intermediário relativamente maior dentro do envoltório expansível 14. A figura 1f ilustra o envoltório expansível 14 depois de o expansor 24 ter sido passado totalmente através do envoltório expansível 14, de modo que todo o comprimento do envoltório 14 tenha sido expandido a partir do diâmetro interno não expandido relativamente menor Du para o diâmetro interno expandido relativamente maior DE, e o expansor 24 foi removido do poço 16. Mediante a expansão da extremidade proximal 36 do envoltório expansível 14, a superfície externa 38 do envoltório expansível 14 na extremidade proximal 36 do mesmo é forçada contra uma superfície interna 40 de uma seção localizada anteriormente do envoltório adicional 18. Opcionalmente, um ou mais materiais de vedação podem ser fornecidos entre a superfície externa 38 do envoltório expansível 14 e a superfície interna 40 do envoltório adicional 18 para garantir que uma vedação adequada resulte entre os mesmos mediante expansão do envoltório expansível 14 pelo expansor 24.

Depois de expandir o envoltório expansível 14 e remover o expansor 24 do poço 16 para fornecer uma estrutura como a ilustrada na figura 1f, o poço 16 pode ser preparado para produção, por exemplo, pela perfuração do envoltório 14 e/ou o envoltório 18 em um ou mais locais ao longo do poço 16 dentro das regiões de produção das formações. Em modalidades adicionais, uma seção adicional do poço 16 pode ser perfurada distal com relação ao envoltório expandido 14 utilizando outra broca de perfuração para perfurar através das partes restantes da broca de envoltório 10 na extremidade distal do poço 16. Como descrito em maiores detalhes abaixo, a broca de envoltório 10 pode ser configurada para facilitar a perfuração por outra broca de perfuração. Em algumas modalidades, outra broca de envoltório 10 e outra seção do envoltório expansível 14 possuindo um diâmetro externo relativamente menor podem ser utilizados para perfurar através da broca de envoltório 10 ilustrada na figura 1f, depois do que outra seção de envoltório expansível 14 também pode ser expandida. Esse processo pode ser repetido como desejado até que o poço 16 alcance uma profundidade desejada ou limitada. A figura 2 é uma vista transversal simplificada ampliada de uma modalidade de uma broca de envoltório 10 da presente invenção que pode ser utilizada para posicionar o envoltório expansível 14 dentro de um poço 16, como previamente discutido com relação às figuras 1a a 1f.

Como ilustrado na figura 2, a broca de envoltório 10 possui um corpo de broca externo 50. O corpo externo 50 pode compreender, por e-xemplo, uma liga metálica ou um material composto possuindo propriedades físicas que incluem uma resistência suficiente para permitir que a broca de envoltório 10 seja utilizada para perfuração, alargamento ou ambos perfuração e alargamento, mas que também permita que o corpo externo 50 seja perfurado subsequentemente por outra broca de perfuração. Uma pluralidade de estruturas de corte para perfuração e/alargamento pode ser fornecida em uma superfície externa do corpo externo 50, como descrito abaixo, apesar de tais estruturas de corte não serem ilustradas na vista simplificada da figura 2. Por meio de exemplo e não de limitação, o corpo externo 50 pode compreender um corpo externo como descrito no pedido de patente U.S. No. 11/747.651, que foi depositado em 11 de maio de 2007 e intitulado "Reaming Tool Suitable For Running On Casing Or Liner And Method Of Reaming" (publicação do pedido de patente U.S. No. 2007/0289782 A1, publicado em 20 de dezembro de 2007), ou como descrito na patente U.S. No. 7.395.882 B2, que foi expedida em 8 de julho de 2008 para Oldham et at.

Um expansor 24 pode ser pelo menos parcialmente disposto dentro do corpo externo 50. Na modalidade da figura 2, o expansor 24 é parcialmente disposto dentro do corpo externo 50, mas se projeta a partir de uma extremidade proximal do corpo externo 50. Em outras modalidades, o expansor 24 pode ser adequadamente totalmente disposto dentro do corpo externo 50, ou o expansor 24 pode ser disposto substancialmente totalmente fora do corpo externo 50 e fixado a uma extremidade proximal 52 do corpo externo 50.

Opcionalmente, o expansor 24 pode ser fixado ao corpo externo 50. Como um exemplo não limitador, um ou mais pinos de cisalhamento 54 podem ser utilizados para fixar o expansor 24 ao corpo externo 50. Os pinos de cisalhamento 54 podem se estender pelo menos parcialmente através do corpo externo 50 e pelo menos parcialmente através do expansor 24. Os pinos de cisalhamento 54 podem ser dimensionados e configurados para cisalhar (isso é, falhar) quando uma força predeterminada é aplicada entre o expansor 24 e o corpo externo 50 na direção longitudinal, como ocorre quando o expansor 24 começa a ser forçado através do envoltório expansí-vel 14 (figuras 1a a 1f) ao qual a broca de envoltório 10 é fixada. Para se impedir que os pinos de cisalhamento 54 danifiquem o envoltório 14 à medida que o expansor é forçado através do mesmo, os pinos de cisalhamento 54 podem ser configurados para falhar em um local com recessos com relação à superfície externa do expansor. Em outras modalidades adicionais, os pinos de cisalhamento 54 podem ser dispostos em outros locais e orientações de modo que, mediante falha dos pinos de cisalhamento 54, nenhuma parte do pino de cisalhamento 54 friccionará contra o envoltório 14 à medida que o expansor 24 é forçado através do envoltório 14. Em outras modalidades, um anel de encaixe por pressão, ou outro tipo de fixador pode ser disposto entre a superfície interna do corpo externo 50 e uma superfície externa do expansor 24, e pode ser configurado a fim de ser retido dentro do corpo externo 50 quando uma força suficiente é aplicada entre o expansor 24 e o corpo 50 para separar longitudinalmente o mesmo. Em um sentido amplo, a estrutura que prende o expansor 24 ao corpo externo 50 pode ser projetada e configurada para falhar e permitir a liberação do expansor 24 a partir do corpo externo em resposta a pelo menos uma condição selecionada aplicada ao mesmo. Tal condição pode incluir, sem limitação, tensão, cisalhamento, torção, compressão e pressão hidráulica.

Em modalidades adicionais, o expansor 24 pode não ser anexado de forma fixa ao corpo externo 50, e pode simplesmente ser retido na posição com relação ao corpo externo 50 mediante fixação da broca de envoltório 10 ao envoltório expansível 14 devido à interferência mecânica entre o expansor 24 e o corpo externo 50, e entre o expansor 24 e o envoltório expansível 14. Em algumas modalidades, o expansor 24 pode ser retido de forma justa de modo que o expansor 24 seja substancialmente restringido do movimento longitudinal (por exemplo, nas direções distal ou proximal). Em outras modalidades, o expansor 24 pode ser retido com alguma quantidade de espaço longitudinal adicional permitindo que o expansor 24 se separe longitudinalmente do corpo externo 50 para fornecer uma força que age no expansor 24 na direção longitudinal proximal quando um fluido é pressurizado, como discutido abaixo.

Como descrito previamente, o expansor 24 pode compreender uma superfície frustocônica afunilada 56 em uma extremidade proximal 58 do expansor 24 para facilitar a expansão suave e gradual do envoltório ex-pansível 14 à medida que o expansor 24 é forçado através do envoltório ex-pansível 14 para expandir o mesmo. Adicionalmente, o expansor 24 pode compreender pelo menos um acessório 60 que pode ser engatado de forma combinada por um cordão ou tubulação (por exemplo, um cordão de perfuração, tubulação espiralada, cordão parasítico, o chamado "linha de pesca", etc.). Por meio de exemplo e não de limitação, o acessório 60 pode compreender um pino com rosca 28 fornecido na extremidade proximal 58 do expansor 24. Como discutido anteriormente, o pino com rosca 28 pode ser configurado para engatar de forma combinada uma caixa com rosca engatá-vel por um pino com rosca em uma extremidade distai da tubulação 26 cravando-se o pino dentro da caixa e girando a tubulação. Como outra alternativa, um impulsionador na extremidade distai da tubulação 26 pode engatar de forma travada a estrutura complementar de um receptáculo na extremidade proximal do expansor 24, tais estruturas complementares sendo conhecidas dos versados na técnica.

Em algumas modalidades, o expansor 24 pode compreender uma passagem de fluido 62 que se estende longitudinalmente através do expansor 24. Adicionalmente, o expansor 24 pode ter um formato configurado para definir pelo menos uma cavidade 64 quando o expansor 24 é posicionado dentro do bit de envoltório 10. A cavidade 64 pode ser localizada e formatada para permitir que o fluido flua para dentro da cavidade 64 a partir da passagem de fluido 62 quando o fluido é bombeado na direção distai descendo através do expansor 24 através da passagem de fluido 62. O formato da cavidade 64 pode ser configurado para fornecer uma força que age no expansor 24 na direção longitudinal proximal quando o fluido dentro da passagem de fluido 62 e a cavidade 64 é pressurizado. Em algumas configurações da broca de envoltório 10, na ausência de tal cavidade 64, tal força pode não resultar quando a passagem de fluido 62 é pressurizada até um grau determinado de separação longitudinal ser obtido entre o expansor 24 e o corpo externo 50. O expansor 24 pode também incluir uma ou mais portas de fluido 34 que se estendem longitudinalmente através do expansor 24. Essas portas de fluido 34 são localizadas remotas da passagem de fluido 62, e permitem a comunicação de fluido entre os espaços dentro do poço acima e abaixo do expansor 24 para permitir que o fluido acima do expansor 24 flua através do expansor 24 através das portas de fluido 34 para o espaço abaixo do expansor 24 à medida que o expansor 24 é forçado para cima a-través do envoltório expansível no poço.

Com referência continuada à figura 2, em algumas modalidades, a broca de envoltório 10 pode compreender adicionalmente um corpo interno 70. O corpo interno 70 pode compreender um corpo separado do corpo externo 50. Em tais modalidades, o corpo interno 70 pode compreender um material que difere de um material do corpo externo 50. Por exemplo, o material do corpo interno 70 pode compreender uma liga metálica, um material polimérico, ou um material composto que é relativamente mais macio e/ou de resistência inferior com relação ao corpo externo 50. O corpo interno 70 pode não ser submetido a forças vigorosas e tensões às quais o corpo externo 50 é submetido durante a perfuração, e, dessa forma, pode ser desejável se formar o corpo interno 70 a partir de um material que seja relativamente mais fácil de perfurar subsequentemente através (com relação ao corpo externo 50) da utilização de outra broca de perfuração.

Em modalidades adicionais, no entanto, o corpo externo 50 e o corpo interno 70 podem ser simplesmente regiões diferentes de um corpo comum, integral (isso é, monolítico), substancialmente homogêneo formado a partir de e compreendendo materiais adequados para uso como o corpo externo 50.

Uma ou mais passagens de fluido 30 podem se estender através da broca de envoltório 10 para permitir que o fluido seja bombeado através do expansor 24 e sair da broca de envoltório 10 através das passagens de fluido 30 durante um processo de perfuração. Uma seção de cada uma das passagens de fluido 30 pode se estender através do corpo interno 70, e outra seção de cada uma das passagens de fluido 30 pode se estender através do corpo externo 50. Cada uma das passagens de fluido 30 pode levar, ou passar através de um receptáculo 34, como mencionado acima, configurado para receber um plugue 32 (figuras 1c a 1f) para obstruir as passagens de fluido 30. O plugue 32 pode compreender também um material que seja relativamente fácil de perfurar subsequentemente utilizando outra broca de perfuração, mas que tenha propriedades físicas suficientes para obstruir as passagens de fluido 30 e suportar o diferencial de pressão de fluido através do plugue 32 que resulta em pressurização do espaço 37 (figuras 1d e 1e) distal com relação ao expansor 24, mas proximal à broca de envoltório 10 quando o expansor 24 está sendo forçado através do envoltório expansível 14. A broca de envoltório 10 pode ser presa a uma extremidade distai 12 de uma seção do envoltório expansível 14, por exemplo, por solda do corpo externo 50 da broca de envoltório 10 na extremidade distai 12 do envoltório expansível 14. Em modalidades adicionais, as roscas complementares podem ser formadas na broca de envoltório 10 e a extremidade distai 12 do envoltório expansível 14, e a broca de envoltório 10 pode ser enroscada na extremidade distai 12 do envoltório expansível 14 para prender a broca de envoltório 10 no envoltório expansível 14. Em tais modalidades, a interface entre a broca de envoltório 10 e o envoltório expansível 14 pode ser opcionalmente soldada para prender adicionalmente a broca de envoltório 10 ao envoltório expansível 14 e enroscar a broca de envoltório 10 ao envoltório expansível 14. Outros métodos tal como, por exemplo, recozimento, também podem ser utilizados para prender a broca de envoltório 10 ao envoltório expansível 14.

Em outras modalidades adicionais da presente invenção, o expansor 24 pode ser disposto entre (por exemplo, localizado pelo menos substancialmente totalmente entre) a broca de envoltório 10 e a extremidade distai 12 do envoltório expansível 14. Por exemplo, um sub adicional separado (por exemplo, um componente geralmente tubular compreendendo uma cavidade interna na qual o expansor 24 pode ser disposto) pode ser fornecido entre a broca de envoltório 10 e a extremidade distai 12 do envoltório expansive! 14, e o expansor 24 pode ser posicionado dentro, e opcionalmente preso dentro do sub adicional separado. Com referência à figura 2, a parte do corpo externo 50 proximal às linhas tracejadas 67 ilustradas aqui pode compreender um sub adicional separado no qual o expansor 24 pode ser disposto e preso. Tal sub adicional separado pode ser fixado à broca de envoltório 10 no local das linhas tracejadas 67 de formas similares às descritas anteriormente para fixação da extremidade distai 12 do envoltório expansível 14 à broca de envoltório 10 (por exemplo, um ou mais dentre solda, enros-camento, recozimento, etc.). O sub também pode se estender adicionalmente na direção proximal de modo que o expansor 24 seja pelo menos substancialmente totalmente contido dentro do sub. A figura 3 é uma vista transversal, simplificada, aumentada de outra modalidade de uma broca de envoltório 10’ da presente invenção que pode ser utilizada para posicionar o envoltório expansível 14 dentro de um poço 16 como discutido anteriormente com relação às figuras de 1a a 1f.

Como ilustrado na figura 3, a broca de envoltório 10' é similar à broca de envoltório ilustrada na figura 2 e inclui um corpo de broca externo 50 e um expansor 24, como discutido acima. No entanto, a broca de envoltório 10' compreende uma parte substancialmente oca 66 dentro do corpo de broca 50. A parte oca 66 é limitada pêlo corpo de broca 50 na extremidade distai e em torno dos lados da mesma, e por uma placa 68 em uma extremidade proximal. A placa 68 pode compreender um corpo separado anexado de forma fixa ao corpo externo 50. A placa 68 pode ser posicionada de modo que uma extremidade distal do expansor 24 seja adjacente a um lado proximal da placa 68. A placa 68 pode ser anexada de forma fixa ao corpo externo 50, por exemplo, por solda da placa 68 ao corpo externo 50, utilizando um adesivo, ou outro meio conhecido, além de combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, um ombro pode ser formado na superfície interna do corpo 50, de modo que a placa 68 possa se apoiar no ombro dentro do corpo externo 50. Em tais modalidades, a placa 68 também pode ser solda- da ou de outra forma fixada ao corpo externo 50. A placa 68 pode compreender uma liga metálica, um material polimérico, ou um material composto que seja relativamente mais macio e/ou tenha menor resistência com relação ao corpo externo 50. O material da placa 68 pode ser selecionado de modo a ser suficiente forte e resistente à erosão para impedir que a placa 68 seja danificada pelo fluxo hidráulico e pressão durante as operações de perfuração, mas não tão forte ou resistente a desgaste de modo a impedir a perfuração subsequente através da placa 68 por outra broca de perfuração ou ferramenta, como discutido previamente.

Em modalidades adicionais, no entanto, o corpo externo 50 e a placa 68 podem simplesmente ser regiões diferentes de um corpo comum, integral (isso é, monolítico), substancialmente homogêneo formado a partir de e compreendendo materiais adequados para uso como o corpo externo 50. A placa 68 pode ter lados substancialmente planos em algumas modalidades. Em outras modalidades, um ou ambos os lados da placa 68 podem ser não planos. A placa 68 inclui uma abertura 72 que se estende através de uma parte da mesma. A abertura 72 permite que o fluido seja bombeado através do expansor 24 para as passagens de fluído 30 durante a perfuração. A abertura 72 pode ser configurada para receber conjunto de aprisionamento de plugue (por exemplo, esfera ou dardo) 74 na mesma que é configurado para receber um plugue 32 (figuras 1c a 1f) para obstruir a parte oca 66 e inibir o fluxo para a parte oca 66 e as passagens de fluido 30. Em algumas modalidades, a abertura 72 é enroscada pára receber um conjunto de aprisionamento de plugue 74 possuindo roscas complementares. O plugue 32 também pode compreender um material que é relativamente fácil de perfurar subsequentemente utilizando outra broca de perfuração, mas que possua propriedades físicas suficientes para obstruir o conjunto de aprisionamento de plugue 74 e suportar o diferencial de pressão de fluido através do plugue 32 que resulta em pressurização do espaço 37 (figuras 1d e 1e) distal do expansor 24, mas proximal da placa 68 quando o expansor 24 está sendo forçado através do envoltório expansível 14.

Uma ou mais passagens de fluido 30 podem ser estender através da broca de envoltório 10' para permitir que o fluido seja bombeado a-través do expansor 24 e da placa 68 e saia da broca de envoltório 10' através das passagens de fluido 30 durante um processo de perfuração. Uma seção de cada uma das passagens de fluido 30 pode se estender através do corpo externo 50 e em comunicação com a parte oca 66. Durante a perfuração, um fluido de perfuração pode ser bombeado através da passagem de fluido 62 e a abertura 72 para dentro da parte oca 66 e saindo através das passagens de fluido 30.

Como discutido acima, o expansor 24 pode compreender uma passagem de fluido 62 que se estende longitudinalmente através do expansor 24 em algumas modalidades. Adicionalmente, o expansor 24 pode ter um formato configurado para definir pelo menos uma cavidade 64' quando o expansor 24 é posicionado dentro da broca de envoltório 10'. A cavidade 64' pode ser localizada e formatada para permitir que o fluido flua para dentro da cavidade 64' a partir da passagem de fluido 62 quando o fluido é bombeado na direção distai descendo através do expansor 24 através da passagem de fluido 62. O formato da cavidade 64' pode ser configurado para fornecer uma força que age no expansor 24 na direção longitudinal proximal quando o fluido dentro da passagem de fluido 62 e da cavidade 64' é pressurizado. Em algumas configurações da broca de envoltório 10', na ausência de tal cavidade 64', tal força pode não resultar quando a passagem de fluido 62 é pressurizada até pelo menos algum grau de separação longitudinal ser obtido entre o expansor 24 e a placa 68. A broca de perfuração 10' pode ser presa a uma extremidade distai 12 de uma seção de envoltório expansível 14, por exemplo, por solda do corpo externo 50 da broca de envoltório 10' à extremidade distai 12 do envoltório expansível 14. Em modalidades adicionais, roscas complementares podem ser formadas na broca de envoltório 10' e extremidade distai 12 do envoltório expansível 14 e a broca de envoltório 10' pode ser enroscada na extremidade distai 12 do envoltório expansível 14 para prender a broca de envoltório 10' ao envoltório expansível 14. Em tais modalidades, a inter- face entre a broca de envoltório 10' e o envoltório expansível 14 pode ser opcionalmente soldada para prender adicionalmente a broca de envoltório 10' ao envoltório expansível 14 e enroscar a broca de envoltório 10’ ao envoltório expansível 14. Outros métodos, tal como, por exemplo, recozimento, também podem ser utilizados para se prender a broca de envoltório 10' ao envoltório expansível 14. A figura 4 ilustra uma modalidade de um corpo externo 50' de uma broca de envoltório 10, 10' (figura 2), da presente invenção. Uma broca de envoltório 10 compreendendo um corpo externo 50' como ilustrado na figura 4 compreende uma broca de perfuração de envoltório e pode ser utilizada para perfurar com o envoltório expansível 14 anexado à mesma. O corpo externo 50' pode ser formado e compreender, por exemplo, um metal ou liga metálica (por exemplo, aço, alumínio, latão ou bronze), ou um material composto incluindo partículas de um material relativamente mais duro (por exemplo, carbeto de tungstênio) embutido em um metal ou liga de metal relativamente mais macio (por exemplo, aço, alumínio, latão ou bronze). O material do corpo externo 50' pode ser selecionado para exibir as propriedades físicas que permite que o corpo externo 50’ seja perfurado por outra broca de perfuração depois de a broca de perfuração 10 ter sido utilizada para avançar uma seção de envoltório expansível anexado à mesma para dentro de uma formação subterrânea.

As estruturas de corte podem ser fornecidas em superfícies externas do corpo externo 50'. Por exemplo, o corpo externo 50' pode compreender uma pluralidade de lâminas 80 que definem os cursos de fluido 82 entre as mesmas. As passagens de fluido 30 podem ser formadas através do corpo externo 50' ou permitindo que o fluido (por exemplo, fluido de perfuração e/ou cimento) seja bombeado através do interior da broca de perfuração 10, 10', saindo através das passagens de fluido 30, e entrando no anel entre a parede da formação na qual o poço 16 é formado e as superfícies externas da broca de envoltório 10, 10' e o envoltório expansível 14 ao qual a broca de envoltório 10, 10' é anexada. Opcionalmente, os bocais (não ilustrados) podem ser presos ao corpo externo 50* dentro das passagens de fluido 30 para personalizar seletivamente as características hidráulicas da broca de envoltório 10, 10'. Os bolsos do elemento de corte podem ser formados nas lâminas 80, e os elementos de corte 86, tal como, por exemplo, elementos de corte compactos com diamante policristalino (PDC), podem ser presos dentro dos bolsos de elemento de corte.

Além disso, cada uma das lâminas 80 pode incluir uma região de calibragem 88 que juntas definem o diâmetro maior do corpo externo 50' e, dessa forma, o diâmetro de qualquer poço 16 formado utilizando o corpo externo 50’ e a broca de envoltório 10, 10'. As regiões de calibragem 88 podem ser extensões longitudinais das lâminas 80. Estruturas ou materiais resistentes a desgaste podem ser fornecidos nas regiões de calibragem 88. Por exemplo, insertos de carbeto de tungstênio, elementos de corte, diamantes (por exemplo, diamantes naturais ou sintéticos) ou material de endurecimento podem ser fornecidos nas regiões de calibragem 88 do corpo externo 50'.

Em alguns casos, o tamanho e a colocação das passagens de fluido 30 que são empregados para operações de perfuração podem não ser particularmente desejados para operações de cimentação. Adicionalmente, as passagens de fluido 30 podem se tornar obstruídas durante uma operação de perfuração. Como ilustrado na figura 4, o corpo externo 50' da broca de envoltório 10, 10' pode incluir uma ou mais regiões frangíveis 85 que podem sofrer aberturas (por exemplo, um disco metálico que pode ser fraturado, perfurado, rompido, removido, etc.) para formar uma ou mais aberturas adicionais que podem ser utilizadas para fornecer comunicação por fluido entre o interior e o exterior do corpo externo 50'. O fluido de perfuração e/ou o cimento podem opcionalmente fluir através de tais regiões frangíveis 85 depois da abertura das mesmas.

Em modalidades adicionais, o corpo externo 50' pode não incluir lâminas 80 e elementos de corte 86, como os ilustrados na figura 4. Adicionalmente, o corpo externo 50' pode compreender outras estruturas de corte tal como, por exemplo, depósitos de material de endurecimento (não ilustrado) nas superfícies externas do corpo externo 50’. Tal material de endurecí- mento pode compreender, por exemplo, partículas duras e abrasivas (por exemplo, diamante, nitrito de boro, carbeto de silício, carbetos ou boreto de titânio, tungstênio, ou tântalo, etc.) embutidos em um material metálico ou de matriz de liga metálica (por exemplo, uma liga com base em ferro, com base em cobalto, ou liga de metal com base em níquel). A figura 5 ilustra outra modalidade ilustrativa de um corpo externo 50" de uma broca de envoltório 10, 10' (figuras 2 e 3) da presente invenção. Uma broca de envoltório 10, 10' compreendendo um corpo externo 50" como ilustrado na figura 5 compreende uma broca de alargamento de envoltório e pode ser utilizada para alargar um poço previamente perfurado 16 à medida que a broca de alargamento de envoltório é avançada para dentro do poço 16 em uma extremidade distal do envoltório expansível 14. O corpo externo 50" pode ser geralmente similar ao corpo externo 50' da figura 4, e pode compreender uma pluralidade de lâminas 80 que definem os cursos de fluido 82 entre os mesmos. As passagens de fluido 30 podem ser formadas através do corpo externo 50" ou permitir que o fluido (por exemplo, o fluido de perfuração e/ou cimento) seja bombeado através do interior da broca de envoltório 10, 10', saindo através das passagens de fluido 30, e entrando no espaço anular entre as paredes da formação onde o poço 16 é formado e as superfícies externas da broca de envoltório 10, 10' e o envoltório expansível 14 ao qual a broca de envoltório 10, 10' pode ser fixada. Os bolsos de elemento de corte podem ser formados nas laminas 80, e os elementos de corte 86, tal como, por exemplo, elementos de corte compacto com diamantes policristalinos (PDC) podem ser presos dentro dos bolsos de elemento de corte. Em modalidades adicionais, o corpo externo 50" pode não incluir as lâminas 80 e os elementos de corte 86, como os ilustrados na figura 5. Adicionalmente, o corpo externo 50" pode compreender outras estruturas de corte tal como, por exemplo, depósitos de material de endurecimento 87 nas superfícies externas do corpo externo 50". Tal material de endurecimento pode compreender, por exemplo, partículas duras e abrasivas (por exemplo, diamante, nitrito de boro, carbeto de silício, carbetos ou boretos de titânio, tungstênio, ou tântalo, etc.) embutidas dentro de um material de matriz de metal ou liga de metal (por exemplo, liga metálica com base em ferro, cobalto ou níquel). Os elementos de suporte resistentes a desgaste 84 tal como, por exemplo, ovóides de carbeto de tungstênio, também podem ser fornecidos nas superfícies externas do corpo externo 50".

Apesar de a descrição acima conter muitas especificidades, as mesmas não devem ser consideradas limitadoras do escopo da presente invenção, mas meramente como responsáveis pelo fornecimento de determinadas modalidades. De forma similar, outras modalidades da invenção podem ser vislumbradas e não se distanciam do escopo da presente invenção. O escopo da invenção é, portanto, indicado e limitado apenas pelas reivindicações em anexo e suas equivalências legais, ao invés de pela descrição acima. Todas as adições, eliminações, e modificações realizadas à invenção, como descrita aqui, que se encontrem dentro do significado e escopo das reivindicações, são englobadas pela presente invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (16)

1. Broca de envoltório, compreendendo: um corpo possuindo uma superfície externa; pelo menos um elemento de corte transportado através da superfície externa do corpo; e um expansor disposto pelo menos parcialmente dentro do corpo, o expansor sendo dimensionado e configurado para expandir o envoltório expansível preso à broca de envoltório à medida que o expansor é forçado longitudinalmente através da mesma.

2. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 1, na qual o corpo compreende um corpo externo e um corpo interno separado disposto dentro do corpo externo, o corpo interno compreendendo um material possuindo pelo menos um dentre uma fiação inferior a uma dureza do corpo externo e uma resistência inferior a uma resistência do corpo externo.

3. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 2, compreendendo adicionalmente pelo menos uma passagem de fluido se estendendo através do corpo externo e corpo interno.

4. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 3, em que pelo menos uma passagem de fluido se estende para um receptáculo dimensionado e configurado para receber um plugue para obstruir pelo menos uma passagem de fluido.

5. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 1, em que o expansor compreende um corpo tubular geralmente cilíndrico possuindo uma superfície externa, pelo menos uma parte da superfície externa possuindo um formato substancialmente frustocônico e configurado para expandir o envoltório expansível à medida que o expansor é forçado longitudinalmente através do mesmo.

6. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 1, em que o expansor possui um formato configurado para definir pelo menos uma cavidade quando o expansor é pelo menos parcialmente disposto dentro do corpo, a cavidade configurada para iniciar uma força entre o expansor e o corpo quando o fluido dentro da cavidade é pressurizado para separar o ex- pansor a partir do corpo.

7. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 1, em que o expansor é anexado de forma fixa ao corpo.

8. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 1, em que o expansor é anexador de forma fixa ao corpo com estrutura configurada para destacar o expansor a partir do corpo em resposta a pelo menos uma condição selecionada aplicada ao mesmo.

9. Broca de envoltório, de acordo com a reivindicação 1, em que o corpo e o pelo menos um elemento de corte são configurados de forma cooperada para pelo menos um dentre a perfuração e alargamento de um poço.

10. Conjunto de perfuração, compreendendo: pelo menos uma seção de envoltório expansível; uma broca de envoltório de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9 fixada a uma extremidade distai da pelo menos uma seção de envoltório expansível.

11. Conjunto de perfuração, de acordo com a reivindicação 10, em que a broca de envoltório é soldada à extremidade distai da pelo menos uma seção do envoltório expansível.

12. Método de formação de um conjunto de perfuração, compreendendo: a configuração de um expansor para aumentar pelo menos um diâmetro interno do envoltório expansível à medida que o expansor é forçado através do mesmo; e o posicionamento do expansor pelo menos parcialmente dentro de um corpo de uma broca de envoltório.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que o posicionamento do expansor pelo menos parcialmente dentro de um corpo de uma broca de envoltório compreende a anexação fixa do expansor ao corpo da broca de envoltório.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, em que a anexação fixa do expansor ao corpo da broca de envoltório compreende a inser- ção de pelo menos um pino de cisalhamento pelo menos parcialmente através do expansor e pelo menos parcialmente através do corpo da broca de envoltório.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, compreendendo adicionalmente a fixação do corpo à broca de envoltório a uma extremidade de uma seção do envoltório expansível.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, compreendendo adicionalmente: pelo menos uma dentre a perfuração e alargamento de um poço utilizando a broca de envoltório; e forçar o expansor longitudinalmente através da seção de envoltório expansível em uma direção proximal para aumentar pelo menos um diâmetro interno de pelo menos uma parte da seção de envoltório expansível à medida que o expansor é forçado longitudinalmente através do mesmo.