A jarra de perfuraçãoconverte a energia potencial armazenada na coluna de perfuração alongada em energia cinética. Depois que a ação dissonante ocorre, essa energia cinética gera uma onda de impacto que transmite uma força chocante para a coluna de perfuração presa, ajudando a libertá-la.
A energia da onda de impacto está relacionada à aceleração da ferramenta chocante, enquanto a duração da onda está relacionada ao comprimento da coluna de perfuração. O relacionamento deles é o seguinte:
Energia Cinética=1/2MV^2
Onde M é igual ao peso da coluna de perfuração acima do percussor e V é a velocidade do percussor durante o impacto.
Existem três tipos principais de ferramentas de percussão: jarras mecânicas, jarras hidráulicas e jarras combinadas hidráulico-mecânicas.
Frascos Mecânicos
Mecânicopotes de perfuraçãoutilizam uma série de molas, retentores e mecanismos de liberação para produzir o impacto chocante. Eles oscilam para cima quando o overpull atinge um limite predefinido e oscilam para baixo quando o overpull atinge outro limite predefinido. O percussão só é ativado dentro desses limites definidos, que normalmente estão acima das forças experimentadas durante a perfuração normal. Durante as operações regulares, o percussão mecânico está em uma posição neutra ou em estado de tração excessiva, mas nunca pré-carregado para abater, pois isso pode danificar a coluna de perfuração abaixo.
O mecanismo de liberação pode ser configurado na superfície ou no fundo do poço, dependendo do design do frasco. Existem dois designs principais de jarros mecânicos:
1) Estilo de mola de torção - Estas são pré-carregadas na superfície para cargas bruscas para cima e para baixo. O disparo da jarra é ativado aplicando 10-15% de variações de torque à coluna de perfuração (o torque à esquerda diminui a tração excessiva, à direita aumenta).
2) Manga estendida com ranhuras e molas de trava - A carga para disparar o jarro de fundo de poço é reduzida aumentando a taxa de bombeamento de lama. O frasco mecânico Anadrill EQ usa esse princípio.
Frascos Hidráulicos
Hidráulicopotes de perfuraçãoconsistem em duas áreas de pistão separadas por uma válvula. Quando forças de tensão ou compressão são aplicadas para ativar o percussor, o fluido em uma área do pistão é comprimido e forçado através de um caminho de fluxo restrito para a segunda área. A vazão controla o tempo de disparo - forças mais altas proporcionam tempos de disparo mais rápidos. Esta distância do curso é chamada de "curso de força". Quando o curso de potência atinge seu limite, o fluido pressurizado é ventilado através de um desvio, permitindo que as áreas do pistão diferencial equalizem rapidamente a pressão e o impacto.
Os percussores hidráulicos não requerem cargas de disparo predefinidas - a força de disparo é proporcional à magnitude da sobretração ou compressão aplicada. Forças mais altas geram cargas de impacto mais altas. Uma vantagem importante é que os percussores hidráulicos podem produzir uma faixa variável de forças de percussão dentro de suas classificações. Eles também normalmente têm diâmetros internos maiores do que os jarros mecânicos para um determinado tamanho de ferramenta.
Se o tempo permitir, um jarro hidráulico será reativado e disparado novamente assim que o golpe de força for concluído. Isso os torna vantajosos em poços horizontais ou de alto ângulo, onde a sobretração limitada pode estar disponível. No entanto, também pode levar a disparos inadvertidos no fundo do poço, especialmente em seções verticais.
O disparo frequente pode levar ao superaquecimento hidráulico, o que reduz a viscosidade do fluido, encurta o tempo de curso de potência e causa disparo prematuro antes da sobretração desejada - reduzindo a força de impacto.
A principal vantagem dos percussores mecânicos é que eles só disparam quando os limites de força predefinidos são atingidos. Eles são mais resistentes a disparos inadvertidos e têm vida operacional mais longa em comparação aos percussores hidráulicos.
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