BRPI0616445A2 - suspensão de coluna de perfuração - Google Patents

Abstract

SUSPENSãO DE COLUNA DE PERFURAçãO. A presente invenção refere-se a um aparelho de perfuração vertical e/ou direcional no qual é provido um suporte flexível (bolsa de ar, dispositivo magnético ou similar) para uma cabeça vibratória e conjunto de motor que carrega a coluna de perfuração. Com a cabeça vibratória tendo um fuso a partir do qual a vibração não é diretamente retirada e com o suporte flexível permitindo a retração em um modo direcional, propicia-se diversas vantagens.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SUSPEN-SÃO DE COLUNA DE PERFURAÇÃO".

A presente invenção refere-se a um aparelho de perfuração e,em particular, a uma suspensão de coluna de perfuração de um aparelhopara perfuração no solo. No relatório descritivo do documento de patentePCT/NZ04/000128, são apresentadas diversas opções para um aparelhovibrador para uso em perfuração com uma cabeça vibratória. O conteúdo docitado relatório descritivo é incluído ao presente documento à guisa de refe-rência.

Muitos aparelhos vibradores se baseiam na rotação de um ex-cêntrico. Outros se baseiam em dispositivos pneumáticos e/ou hidráulicos afim de movimentar de maneira alternativa um pistão que provê uma saídadireta de saída vibracional. Tais estruturas, no entanto, ainda descritas paramuitos usos finais, possuem um aspecto inferior no sentido de que, quandoo dispositivo ao qual o pistão de saída é fixado atola, é difícil garantir um re-começo da saída vibracional como uma conseqüência da recusa do própriopistão em se movimentar com relação ao seu cilindro ou equivalente. Talseria o caso do aparelho do documento PCT/NZ2003/000158 (publicadocomo WO 2004/009298) da Bantry Limited.

A presente invenção, em alguns aspectos, reconhece uma van-tagem significativa de ser derivada a partir do ponto de vista de um iníciovibracional e/ou do ponto de vista de sintonização independente de como oaparelho é montado. Isto surge do fato de ter sido determinado que um fusosem uma saída direta para o aparelho a ser vibrado pode ser suficiente porsi só sem impactar sólido com sólido (quer em conjunto com dispositivosmagnéticos, hidráulicos e/ou pneumáticos, ou não) a fim de prover uma saí-da necessária da estrutura de contenção de um fuso (por exemplo, o aloja-mento de um fuso, um complemento de ponta de um fuso ou ambos oscomplementos de ponta do fuso). Exemplos incluem algumas formas de ca-beça vibratória apresentadas no documento PCT/NZ2003/0001128 (publica-do como WO 2004/113668), no documento PCT/NZ2005/000047 (publicadocomo WO 2005/087393), e no ^documento PCT/NZ2005/000329 (publicadocomo WO 2006/065155).

A presente invenção, em alguns aspectos, reconhece pelo me-nos um dentre o seguinte como desejável independente da forma da cabeçavibratória:

- capacidade de perfurar a uma profundidade maior;

- facilidade na retirada da broca;

- facilidade nos reinícios de perfuração;

- facilidade na perfuração vibracional;

- facilidade na perfuração direcional.

A presente invenção ainda ou alternativamente vê uma vantagemno suporte manuseável da ou na estrutura de modo a suportar de maneiraflexível uma cabeça vibratória. É na cabeça vibratória que comprimentos decoluna de perfuração são adicionados. A montagem ou suporte flexível, vanta-josamente, permite graus de liberdade da cabeça vibratória em movimentosem destruir o suporte ou estrutura, o que já, portanto, confere (a) um benefí-cio à perfuração, a capacidade de perfurar em maior profundidade, um bene-fício às situações de início, reinicio e/ou retirada e/ou (b) um benefício à dura-bilidade do aparelho e/ou simplicidade sobre outras cabeças vibratórias sus-pensas ou qualquer coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e, de prefe-rência, a capacidade de orientar a mesma para uma perfuração direcional.

A presente invenção reconhece ainda outro benefício de um su-porte flutuante ou flexível para a cabeça vibratória fixada ou fixável a umacoluna de perfuração especialmente quando há um suporte flutuante ou fle-xível do peso da cabeça vibratória e/ou coluna de perfuração e um alojamen-to da cabeça vibratória e/ou suporte de coluna de perfuração àquele suporteflutuante ou flexível, por um outro meio flexível. Embora tal suporte flutuantee/ou flexível possa se basear totalmente ou em parte ao gás ou ao gás con-finado, o mesmo pode ser aperfeiçoado ou ainda ser substituído em funçãode outras limitações de matéria flutuante ou flexível, por exemplo, limitaçõesmagnéticas. Encontra-se, portanto, dentro do âmbito da presente invençãoabranger estas outras formas.

Freqüentemente, a perfuração é de um tipo no qual a coroa cor-tante, ou pelo menos conexões da coluna de perfuração, se apertam emuma direção e se afrouxam em outra direção. Freqüentemente, ocorre tam-bém o uso de uma coroa cortante que tem alguma medida de assimetria,permitindo, assim, uma medição do controle direcional. Tal controle direcio-nal basicamente se baseia em uma variação de um movimento rotacionalcompleto da coroa cortante (o que não oferece nenhum controle de direção)para uma rotação limitada para frente e para trás a fim de construir uma as-simetria na rocha resistente de tal modo que o impulso dianteiro da colunade perfuração e da coroa cortante provoque um desvio controlado. Tais ca-racterísticas de perfuração direcionais são bem-conhecidas e são apresen-tadas à guisa de exemplo no documento PCT/NZ98/00055 (publicado comoW098/50667).

Determinou-se que onde existe um suporte flexível ou flutuante,existe um prospecto de descarga de pressão para a coluna de perfuração esua coroa cortante (quer a saída vibracional seja contínua ou descontínua)por meio da pressurização com um fluido mecânico apropriado ou outra en-trada (mecânica ou de outro tipo) para o suporte flutuante ou flexível do pe-so. Quando não há tal descarga, poderá haver uma rotação ou pressão limi-tada sobre a face da rocha (com ou sem entrada vibracional) e pode haveruma rotação limitada na outra direção, uma vez que há descarga de pressão(ao afetar o suporte flutuante ou flexível) de tal modo que haja uma tendên-cia menor de se desfazer qualquer conexão na coluna de perfuração. Porexemplo, quando a direção de rotação normal para uma perfuração é nosentido horário, pode haver uma descarga de pressão durante uma rotaçãoanti-horária parcial após uma rotação horária parcial pressurizada.

É aos aspectos abaixo que a presente invenção também se refere.

Em um aspecto, a presente invenção é um aparelho de perfura-ção compreendendo ou incluindo:

- uma estrutura de suporte;

- uma cabeça vibratória;

- um primeiro suporte vibratório responsivo direta ou indireta-mente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente carre-gar a cabeça vibratória,

- um segundo suporte vibratório responsivo direta ou indireta-mente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente pren-der a cabeça vibratória no dito primeiro suporte vibratório responsivo,

- uma coluna de perfuração direta ou indiretamente carregadapela cabeça vibratória, a dita coluna de perfuração opcionalmente tendo umacoroa cortante, e

- um motor ou motores para direta ou indiretamente girar a colu-na de perfuração ou qualquer coroa cortante opcional.

De preferência, a dita cabeça vibratória é suportada em balançosobre o dito primeiro suporte vibratório responsivo a partir da dita estruturade suporte.

Opcionalmente, o dito primeiro suporte vibratório responsivo in-clui um reservatório flexível de fluido.

Opcionalmente, o dito primeiro suporte vibratório responsivo in-clui uma interação magnética repulsiva.

Opcionalmente, o dito segundo suporte vibratório responsivo in-clui um reservatório flexível de fluido.

Opcionalmente, o dito segundo suporte vibratório responsivo in-clui uma interação magnética repulsiva.

De preferência, a dita estrutura de suporte inclui uma estrutura apartir da qual uma conexão do tipo cartola invertida da cabeça vibratória ésuspensa entre os ditos primeiro e segundo suportes vibratórios responsi-vos. Opcionalmente, a cabeça vibratória pende a partir de sua chapa subs-tancialmente horizontal ou par de chapas substancialmente horizontais e osuporte tem respectivamente um par de chapas substancialmente horizon-tais ou uma chapa substancialmente horizontal respectiva de tal modo quepossa existir interação(coes) flexível(is) tanto acima como abaixo de umachapa única substancialmente horizontal.

De preferência, uma coroa cortante se encontra presente.

De preferência, a dita coroa cortante é uma coroa cortante deum tipo que permite uma perfuração direcional.

De preferência, o dito motor ou motores podem girar a coluna deperfuração e, desta forma, qualquer coroa cortante, a 360°.

De preferência, o dito motor ou motores podem também girar acoluna de perfuração e, desta forma, a coroa cortante, por menos que 360°antes de sua inversão de direção.

De preferência, pelo menos o dito primeiro suporte vibratórioresponsivo é capaz de ser modificado de modo a levantar a cabeça vibrató-ria e, desta forma, a coluna de perfuração e uma coroa cortante de perfura- ção direcional.

Opcionalmente, quando pelo menos o primeiro suporte vibratórioresponsivo é ou foi modificado, o motor ou motores conseguem girar, ou sãosincronizados para girar, a coluna de perfuração e, desta forma, a coroa cor-tante em uma direção oposta que é girada ao se perfurar a 360° ou quandoé girada em menos de 360°Com a finalidade de uma perfuração direcional.

Em um outro aspecto, a invenção é um aparelho de perfuraçãocompreendendo ou incluindo:

- uma estrutura de suporte;

- uma cabeça vibratória;

- pelo menos um suporte vibratório responsivo direta ou indire-

tamente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente car-regar a cabeça vibratória;

- uma coluna de perfuração direta ou indiretamente carregadapela cabeça vibratória, a dita coluna de perfuração tendo opcionalmente umacoroa cortante;

- um motor ou motores para direta ou indiretamente girar a colu-na de perfuração ou qualquer coroa cortante opcional;

- em que pelo menos o dito primeiro suporte vibratório responsi-vo pode ser modificado no sentido de levantar a cabeça vibratória e, destaforma, a coluna de perfuração e uma coroa cortante de perfuração direcio-nal; e

- em que, quando pelo menos o primeiro suporte vibratório res-ponsivo é ou foi modificado, o motor ou motores conseguem girar, ou sãosincronizados para girar, a coluna de perfuração e, desta forma, a coroa cor-tante em uma direção oposta na qual gira ao perfurar a 360° ou quando giramenos de 360°Com a finalidade de uma perfuração direcional.

De preferência, a dita cabeça vibratória é suportada em balançosobre e/ou pelo dito pelo menos um suporte vibratório responsivo a partir dadita estrutura de suporte.

Opcionalmente, o dito pelo menos um suporte vibratório respon-sivo inclui um reservatório flexível de fluido.

Opcionalmente, o dito pelo menos um suporte vibratório respon-sivo inclui uma interação magnética repulsiva.

De preferência, a dita estrutura de suporte inclui uma estrutura apartir da qual uma conexão do tipo cartola invertida da cabeça vibratória ésuspensa entre os ditos primeiro e segundo suportes vibratórios responsi-vos. Opcionalmente, a cabeça vibratória pende a partir de sua chapa subs-tancialmente horizontal ou par de chapas substancialmente horizontais e osuporte tem respectivamente um par de chapas substancialmente horizon-tais ou uma chapa substancialmente horizontal respectiva de tal modo quepossa existir uma interação flexível tanto acima como abaixo da chapa únicasubstancialmente horizontal.

De preferência, uma coroa cortante se encontra presente, e acoroa cortante é de um tipo que permite uma perfuração direcional.

De preferência, o dito motor ou motores podem girar a coluna deperfuração e, desta forma, qualquer coroa cortante, a 360°.

Em um outro aspecto, a presente invenção é o uso de um apa-relho de perfuração tendo um suporte flutuante ou flexível para uma cabeçavibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfuração, a qual a presenteinvenção se refere.

O suporte flutuante ou flexível, de preferência, inclui algum su-porte de peso gasoso .e/ou magnético e, de preferência, alguma limitaçãogasosa e/ou magnética a tal suporte de peso. De preferência, a limitação épara uma migração lateral.De preferência, há uma restrição flexível sobre um ou ambos oslimites para um tempo de fuso, isto é, nenhuma percussão.

De preferência, há uma restrição flexível sobre o movimento dacabeça vibratória com relação ao seu suporte.

De preferência, há um suporte flexível do peso do aparelho vi-brador e de qualquer coluna de perfuração conectada.

De preferência, há um motor para girar a coluna de perfuraçãoindependentemente do movimento de rotação ou falta de rotação de parteou todo o aparelho vibrador.

De preferência, há uma montagem de suporte do tipo cartola afim de balançar a cabeça vibratória.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração compreendendo:

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração;

- um suporte; e

- pelo menos um reservatório de fluido reconfigurável (por e-xemplo, flexível) (por exemplo, uma bolsa de ar flexível) a fim de carregar eainda limitar a cabeça vibratória ao suporte,

- em que a interação da cabeça vibratória, do suporte e do pelomenos um reservatório de fluido reconfigurável tem o efeito de carregar opeso da coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e ainda permitir certaliberdade de movimento da cabeça vibratória com relação ao suporte tantolongitudinal como lateralmente do eixo geométrico da coluna de perfuração.

De preferência, há pelo menos dois reservatórios.

De preferência, o fluido de pelo menos um reservatório é um gás(por exemplo, ar).

De preferência, pelo menos um, ou, de preferência, vários outodos os reservatórios é uma bolsa de gás.

De preferência, o suporte é uma estrutura.

De preferência, a maior parte da cabeça vibratória (quando o ei-xo geométrico de broca é vertical) fica abaixo dos reservatórios.De preferência, o suporte longitudinal permite uma liberdade demovimento maior do que o suporte lateral, porém não necessariamente.

De preferência, a cabeça vibratória inclui um fuso.

De preferência, independente de como o fuso consegue se mo-vimentar em vaivém, existe:

a) de preferência, uma saída vibracional não diretamente do fuso,

b) o fuso de preferência faz um movimento alternativo,

c) o fuso de preferência incide em cada fim de seu tempo sobreuma estrutura flexível,

d) uma ou cada estrutura flexível pode ser uma bolsa de gás,

e) a estrutura flexível, de preferência, pode variar em caráter demodo a afetar o tempo por meio de uma variação de um fluido ou suprimentode gás,

f) a saída vibracional não é de uma estrutura flexível, mas simatravés de uma estrutura flexível,

g) o fuso pode ou não girar sobre o seu eixo geométrico de tempo.

De preferência, a saída vibracional da cabeça vibratória para acoluna de perfuração é através de uma transição de um componente nãorotativo porém vibratório direta ou indiretamente para um componente rotati-vo (por exemplo, conectável ou que faz parte da coluna de perfuração).

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração compreendendo:

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfuração;

- um suporte;

- pelo menos uma bolsa de gás interposta entre as peças da ca-beça vibratória e do suporte, como uma primeira interação, a fim de carregaro peso da cabeça vibratória e o ou qualquer coluna de perfuração fixada; e

- pelo menos uma bolsa de gás interposta entre o suporte e pe-ças da cabeça vibratória, como uma segunda interação, a fim de limitar acabeça vibratória com relação ao suporte por meio do qual a dita primeirainteração não se perde totalmente durante qualquer parte do ciclo vibracio-nal da cabeça vibratória.

De preferência, as peças da cabeça vibratória são interpostasentre as limitações de topo e de fundo providas pelo dito suporte, e pelo me-nos uma bolsa de ar é interposta acima das peças e abaixo de uma limita-ção, e pelo menos uma bolsa de ar é interposta abaixo das peças e acimada outra limitação.

De preferência, a maior parte da cabeça vibratória fica abaixoda(s) dita(s) peça(s).

A disposição é tal de modo a prover liberdade de movimento dacabeça vibratória e é carregada ou deve ser carregada com uma coluna deperfuração com relação ao suporte, e ainda pode, responsiva ao peso, pola-rizar para uma condição de referência da cabeça vibratória com relação aosuporte.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração compreendendo:

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração, a cabeça vibratória tendo no sentido lateral do eixo geométrico Iongi-tudinal definido, ou a ser definido, pela coluna de perfuração, uma ou maissaliências de modo a definir pelo menos uma superfície superior e pelo me-nos uma superfície inferior;

- uma estrutura de suporte para a cabeça vibratória;

- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície superior; e

- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície inferior.

De preferência, a cabeça vibratória tem para uma limitação fle-xível (por exemplo, bolsa de gás ou similar) em cada extremidade de umtempo de fuso e uma montagem flexível (por exemplo, bolsa de gás ou simi-lar) da própria cabeça vibratória a partir de um suporte ou estrutura.

De preferência, tanto a superfície superior como a superfície in-ferior são mais próximas do topo do que do fundo da cabeça vibratória.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração compreendendo:

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu- ração;

- um suporte; e

- em que (I) a cabeça vibratória tem um fuso flexível limitado emseu tempo pelo menos em parte por um meio flexível, e (II) a cabeça vibrató-ria é suportada de maneira flexível pelo suporte; e

- em que o suporte através da cabeça vibratória suportada demaneira flexível é adaptado para carregar o peso de, ou suportar a inérciade ou um momento da coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e aindapermitir certa liberdade de movimento da cabeça vibratória com relação aosuporte tanto longitudinal como lateralmente do eixo geométrico de colunade perfuração.

De preferência, existem pelo menos dois reservatórios de umfluido de modo a prover um suporte flexível da cabeça vibratória.

De preferência, o fluido em pelo menos um reservatório é umgás (por exemplo, ar).

De preferência, pelo menos um e, de preferência, vários ou to-dos os reservatórios são uma bolsa de gás.

De preferência, o suporte é uma estrutura.

De preferência, a maior parte da cabeça vibratória (quando o ei-xo geométrico de broca é vertical) fica abaixo dos reservatórios.

De preferência, o suporte longitudinal permite uma liberdade demovimento maior que o suporte lateral, mas não necessariamente.

De preferência, a limitação flexível do fuso é um reservatório deum fluido no fim do fuso quando em um limite de um tempo.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração compreendendo:

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração;- um suporte;

- um meio flexível (por exemplo, de preferência, pelo menosuma bolsa de gás interposta entre as peças da cabeça vibratória e do supor-te), como uma primeira interação, a fim de carregar o peso da cabeça vibra-tória e o ou qualquer coluna de perfuração fixada; e

- um meio flexível, como uma segunda interação, (de preferên-cia para limitar a cabeça vibratória com relação ao suporte), por meio doqual a dita primeira interação (de preferência) não se perde totalmente du-rante nenhuma parte do ciclo vibracional da cabeça vibratória.

De preferência, a cabeça vibratória inclui um fuso limitado demaneira flexível a um tempo.

De preferência, as peças da cabeça vibratória são interpostasentre as limitações de topo e de fundo providas pelo dito suporte, e pelo me-nos uma bolsa de ar é interposta acima das peças (por exemplo, como umaopção do dito meio flexível) e abaixo de uma limitação, e pelo menos umabolsa de ar é interposta abaixo das peças e acima da outra limitação.

De preferência, a maior parte da cabeça vibratória fica abaixoda(s) dita(s) peça(s).

Outras opções existem para o meio flexível, incluindo uma mola,um fluido compressível em um reservatório de volume variável, um fluidonão compressível ou compressível, ou ambos," em uma bolsa, fole, ou qual-quer outra contenção de geometria variável, resiliente ou de outra forma.

A disposição é tal de modo a prover liberdade de movimento dacabeça vibratória e é carregada ou deve ser carregada com uma coluna deperfuração com relação ao suporte, e ainda pode, reagindo ao peso, polari-zar para uma condição de referência da cabeça vibratória com relação aosuporte.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração compreendendo:

- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração, a cabeça vibratória tendo no sentido lateral do eixo geométrico longi-tudinal definido, ou a ser definido, pela coluna de perfuração, uma ou maissaliências de modo a definir pelo menos uma superfície superior e pelo me-nos uma superfície inferior;

- uma estrutura de suporte para a cabeça vibratória;

- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície superior; e

- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície inferior;

- em que a cabeça vibratória possui um motor rotacional de co-luna de perfuração em ou adjacente a sua condição para uma coluna de per-furação.

Em uma modalidade particularmente preferida da presente in-venção, de preferência o aparelho é um aparelho de perfuração vibracionalcompreendendo:

- uma cabeça vibratória tendo um fuso, ainda uma saída vibra-cional não diretamente a partir do fuso;

- um suporte manuseável a partir do qual a cabeça vibratória émontada de modo a vibrar de maneira flexível sob a ação do fuso;

- um mancai suportado a partir da saída vibracional da cabeçavibratória, e um conector de coluna de perfuração carregado pelo mancai;

- um motor rotacional para o conector de coluna de perfuração.

De preferência," o motor rotativo do conector de coluna de perfu-ração é de uma transmissão flexível de um motor ou outra fonte de força(por exemplo, combustível, hidráulico, pneumático, elétrico, ou similares.

De preferência, o motor flexível é de uma correia capaz de pro-ver uma transmissão rotativa tendo certa capacidade de redução de trans-missão de choque do conector de coluna de perfuração para o suporte, eainda capaz de permitir o movimento vibracional do conector de coluna deperfuração através do mancai da saída.

Opcionalmente, não há como garantir que a provisão de um flui-do pressurizado externamente como o único meio para aumentar o movi-mento do fuso ao ser introduzido de modo a pressurizar sem mais eventoentre uma estrutura complementar e o dito fuso.A presente invenção consiste ainda em um aparelho vibradorcapaz de prover uma saída vibracional, o dito aparelho compreendendo ouincluindo:

- um fuso capaz de fazer um movimento de vaivém reproduzívelsobre um eixo geométrico ou local de fuso entre a primeira e a segunda es-truturas complementares;

- um motor para girar o fuso sobre pelo menos parte do eixo ge-ométrico ou local de fuso; e

- regiões de interação magnéticas sobre cada dentre pelo me-nos uma estrutura complementar e fuso, por meio do que a rotação do fusotem o efeito de submeter o fuso a forças de indução de fuso que são alterna-tivamente forças atrativas ou repulsivas entre a ou uma estrutura comple-mentar e o fuso; e

- em que a saída da vibração é de uma ou outra, ou ambas,dentre as ditas estruturas complementares e não diretamente do próprio fuso.

De preferência, pelo menos um, algum ou todos dentre o se-guinte é incluído:

- limitação flexível sobre um (ou ambos) limite(s) de um ou dotempo de fuso;

- limitação flexível sobre o movimento do aparelho vibrador comrelação ao seu suporte;

- suporte flexível do peso do aparelho vibrador e de qualquer co-luna de perfuração conectada;

- um motor para girar a coluna de perfuração independente domovimento de rotação ou falta de rotação de parte ou todo o aparelho vibrador;

- uma montagem de suporte do tipo cartola para balançar a ca-beça vibratória. De preferência, isto envolve a cabeça vibratória que pendede sua chapa substancialmente horizontal ou par de chapas substancialmen-te horizontais e o suporte tem respectivamente um par de chapas substanci-almente horizontais ou uma chapa substancialmente horizontal respectiva-mente de tal modo que possa existir uma interação flexível tanto acima comoabaixo de uma chapa única substancialmente horizontal.

A presente invenção consiste ainda em um aparelho vibradorcapaz de prover uma saída vibracional, o dito aparelho compreendendo ouincluindo:

- um fuso rotativo sobre um eixo geométrico de fuso definido emóvel para frente e para trás sobre o eixo geométrico de movimento;

- um motor para girar o fuso sobre o seu eixo geométrico de mo-vimento;

- uma primeira estrutura complementar para a qual e da qual, ouvice-versa, o fuso se movimenta;

- uma segunda estrutura complementar da qual ou para a qual,ou vice-versa, o fuso se movimenta, o fuso estando entre as ditas estruturascomplementares;

- em que as regiões proximais de cada par de primeira estruturacomplementar/fuso e fuso/segunda estrutura complementar possuem áreasmagnéticas operáveis para prover alternativamente para cada par forçasatrativas e repulsivas conforme o fuso gira;

- e em que a fase entre os pares é, ou pode ser, tal que o fusofaça um movimento alternativo sobre o seu eixo geométrico de movimentocomo uma conseqüência das interações magnéticas que atuam sobre o fusoem virtude de sua rotação;

- e em que a saída vibracional é de uma ou outra, ou de ambas,as ditas estruturas complementares e não diretamente do próprio fuso.

De preferência, pelo menos um, alguns, ou todos dentre o se-guinte é incluído:

- uma limitação flexível sobre um (ou ambos) o(s) limite(s) de umou do tempo de fuso;

- uma limitação flexível sobre o movimento do aparelho vibradorcom relação ao seu suporte.;

- um suporte flexível do peso do aparelho vibrador e de qualquercoluna de perfuração conectada;- um motor para girar a coluna de perfuração independentemen-te do movimento de rotação ou falta de rotação de parte ou todo o aparelhovibrador;

- uma montagem de suporte do tipo cartola a fim de balançar acabeça vibratória. De preferência, isto envolve a cabeça vibratória que pen-de de sua chapa substancialmente horizontal ou par de chapas substancial-mente horizontais e o süporte tem respectivamente um par de chapas subs-tancialmente horizontais ou uma chapa substancialmente horizontal respec-tivamente de tal modo que possa existir uma interação flexível tanto acimacomo abaixo de uma chapa única substancialmente horizontal.

De preferência, as ditas primeira e segunda estruturas comple-mentares são fixadas com relação uma à outra no que se refere à distância.

De preferência, o movimento de vaivém do fuso é sem alto im-pacto sólido a sólido ou contato de impacto.

Opcionalmente, o dito fuso atua em conjunto pelo menos umaponta com sua estrutura complementar de modo a prover um efeito amorte-cedor, por exemplo, por meio da compressão de um fluido. De maneira al-ternativa, isto pode ser feito em ambas as pontas. Uma ou ambas as pontasdo fuso (apesar de qualquer contato de guia que o mesmo possa ter) podemser adaptadas para contatar parte da estrutura complementar apenas no fimde seu percurso de movimento de vaivém ou contatar algum material inter-posto entre aquela ponta do fuso e a estrutura complementar.

De preferência, a saída vibracional é de uma das estruturascomplementares.

Em um outro aspecto, a presente invenção é um aparelho deperfuração vibrador compreendendo:

- uma cabeça vibratória;

- um suporte de coluna de perfuração que pende da cabeça ten-do um motor rotacional para girar uma coluna de perfuração conectada ou aser conectada ao mesmo;

- um suporte de cabeça vibratória, e

- uma montagem para a coluna de perfuração a partir do suportede cabeça vibratória que tanto interage de maneira flexível com o suporte ebalança a cabeça vibratória.

De preferência, a interação flexível envolve pelo menos umabolsa de gás.

De preferência, o suporte de coluna de perfuração e o motor ro-tacional permitem que a cabeça vibratória não gire com a coluna de perfuração.

Em ainda um outro aspecto, a presente invenção consiste emum aparelho vibrador capaz de prover uma saída vibracional, o dito aparelhocompreendendo ou incluindo uma montagem tendo um fuso capaz de fazerum movimento de vaivém entre estruturas complementares, pelo menosuma das quais estruturas complementares provê a saída vibracional, a dis-posição sendo caracterizada pelo fato de que há um motor para girar o fusoe há interações magnéticas entre o fuso rotativo e as estruturas complemen-tares de tal modo que as interações com a estrutura complementar, e a fasedas estruturas complementares com relação ao fuso, e forças magnéticasalternativas resultem no movimento de vaivém do fuso.

De preferência, pelo menos um, alguns ou todos dentre o se-guinte são incluídos:

- uma limitação flexível sobre um (ou ambos) os limites de umou do tempo de fuso;

- uma limitação flexível sobre o movimento do aparelho vibradorcom relação ao seu suporte;

- um suporte flexível do peso ou inércia ou impulso do aparelhovibrador e de qualquer coluna de perfuração conectada;

- um motor para girar a coluna de perfuração independentemen-te do movimento de rotação ou falta de rotação de parte ou todo o aparelhovibrador;

- uma montagem de suporte do tipo cartola a fim de balançar acabeça vibratória.

De preferência, as interações magnéticas vêm a ser o resultadode ímãs permanentes.De preferência, o motor do fuso é uma correia ou outro motorperiférico do fuso ou um motor a uma extensão axial do ou que se conectaao fuso de maneira não deletéria ao movimento de vaivém do fuso entre limi-tes de movimento de vaivém (de preferência definidos magneticamente).

Opcionalmente, não há garantia sobre a provisão de um fluidoexternamente pressurizado como um meio de fortalecer o movimento de vai-vém ao ser introduzido de modo a pressurizar sem outro evento entre umaestrutura complementar e o dito fuso.

Em um outro aspecto, a presente invenção é o uso do estado deum suporte flexível em balanço para uma coroa cortante de broca direcionalque carrega a coluna de perfuração como um meio para aliviar a pressão daou permitir a aplicação de peso à coroa cortante através da coluna de perfu-ração.

Conforme aqui usado, "fuso" tem um sentido mais amplo comrelação ao que se movimenta e ao que não se movimenta, etc. De preferên-cia, é um fuso para se mover retilineamente. O mesmo pode se submeter aqualquer motor de uma ou ambas as direções.

Conforme aqui usado, 0 termo "e/ou" significa "e" ou "ou", ouquando o contexto permitir, as duas coisas.

Conforme aqui usado, o termo "compreende" ou "compreenden-do" podem significar "inclui" ou "incluindo".

Conforme aqui usado, o "(s)" seguindo um substantivo pode sig-nificar tanto as versões em singular como o plural daquele substantivo.

Conforme aqui usado, os termos "curso" ou "curso de tempo"podem se referir a limites de um tempo retilíneo ou qualquer curso encurva-do (por exemplo, pode oscilar sobre um eixo geométrico de pivô ou outrosuporte, quer fixo ou móvel).

Conforme aqui usado, o termo "flexível" e suas variações refe-rem-se ao caráter de qualquer estrutura, quer uma bolsa de gás, uma molade gás, ou similar, ou não, capaz de obter uma produção de estado deseja-do (por exemplo, uma limitação de tempo, uma redução de choque, um a-mortecimento, o impedimento de impactos, etc.) ou, no caso do suporte decabeça de vibração (isto é, de seu peso ou inércia ou impulso ou da colunade perfuração/coroa cortante, etc.) e ser preso àquele suporte, qualquer dis-posição do tipo (por exemplo, uma bolsa de fluido, um reservatório de fluido(líquido e/ou gás), etc. e/ou qualquer suporte magnético ou flutuante ou deespaço).

Conforme aqui usado, o termo "flutuante" para uma perfuraçãonão direcional, porém não somente, inclui pelo menos uma disposição quasevertical do eixo geométrico de fuso, porém não necessariamente. O mesmopode significar "flutuante" com relação ao eixo geométrico de coluna de per-furação mesmo quando horizontal.

Uma forma preferida da presente invenção será a seguir descri-ta com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

a Figura 1 é um diagrama de elevação de uma forma preferidade uma modalidade da presente invenção, a cabeça vibratória balançandopara baixo a partir de um suporte do tipo cartola sobre bolsas de ar;

a Figura 2 é um diagrama similar ao da Figura 1, mostrando, po-rém, mostrando dispostas, dentro das bolsas de ar ou das bolsas de gás oureservatórios similares da Figura 1, disposições magnéticas espaçadas a-daptadas para ajudar na força repulsiva, porém cuja força repulsiva pode emparte ser superada conforme desejado de modo a permitir a saída vibracio-nal da cabeça vibratória para a coluna de perfuração e, ainda, pode ser su-perada em parte quando se quer aliviar a pressão sobre a coluna de perfu-ração de fundo de furo baseado em alguma entrada mecânica, isto é, decompressão, ou inflação e/ou deflação;

a Figura 3 é um diagrama similar ao da Figura 2 mostrado sembolsas de ar, mas simplesmente com interações magnéticas, sendo estasoutras limitações magnéticas ou flexíveis similares para manter a posiçãohorizontal do suporte contra migração, sendo apreciado (por exemplo, aomostrar as bolsas de ar em linhas pontilhadas) como podem ser utilizadoshíbridos da disposição mostrada nas Figuras 1, 2, e 3;

a Figura 4 é uma variação da disposição mostrada na Figura,mostrando como, sob a ação de inflação/deflação, ou força mecânica, asbolsas mais inferiores da disposição da Figura 1 podem ser parcialmentelevantadas pela cabeça vibratória e, deste modo, aliviar a pressão sobre acoroa cortante de fundo de furo;

a Figura 5 é uma vista em perspectiva aberta e quebrada deuma cabeça vibratória operável sob pressão de fluido (por exemplo, um dis-positivo hidráulico e/ou pneumático), em que cada ponta do fuso é alternati-vamente acionada por meio do ingresso de uma injeção controlada por vál-vula rotativa de fluido, enquanto a outra ponta permite o egresso (tambémpreferivelmente através de uma válvula rotativa), (esta Figura sendo igual àFigura 11 do relatório descritivo PCT do documento PCT/NZ2005/000047,publicado em 22 de setembro de 2005 como W02205/087393);

a Figura 6 é também o aparelho da Figura 5, porém mostrando omesmo a partir de uma condição aberta quebrada diferente de modo a me-lhor demonstrar o fuso, o fuso incluindo um eixo rotativo como um guia ouum eixo carregado, porém, preferencialmente, a saída vibracional vindo doselementos fixos do tipo pistão do invólucro ao invés de a partir de qualquerconexão direta ao próprio eixo;

a Figura 7 A e 7B mostram o princípio das interações de movi-mento de vaivém magnéticas conforme descrito nas Figuras 2 e 4 do docu-mento PCT/NZ2005/000329, publicado em 22 de junho de 2006 comoW02206/065155, mostrando as relatividades rotacionais para (A) atração dofuso e (R) repulsão do fuso;

a Figura 8 é uma vista similar das Figuras 1 a 4 de uma modali-dade de tal cabeça de fuso de interação magnética conforme apresentadona Figura 8 da publicação W02006/065155;

a Figura 9 é uma coroa cortante de broca direcional da reque-rente fixável à ponta de uma coluna de perfuração de modo a poder girar pormais de 360° a fim de obter uma perfuração reta e girar por menos de 360°de modo a permitir certa perfuração direcional;

a Figura 10 é uma vista em elevação lateral mostrando a assi-metria da broca da Figura 9;

a Figura 11 é uma vista para o fim comercial da broca;a Figura 12 mostra uma coroa cortante conforme mostrada nasFiguras 9 a 11 com uma face de direção de 12,5o, porém sendo operada emum modo de perfuração reta, isto é, com uma rotação pouco maior que 360°,deste modo provendo o perfil de fundo de furo mostrado;

a Figura 13 é uma vista similar à da Figura 12, mas desta vezmostrando o seu movimento para frente após certa rotação por menos de360°, isto é, em um modo de direção, deste modo construindo certa assime-tria no perfil de fundo de furo, a coroa cortante tendo feito um movimentodianteiro a uma distância de 8 a 10 mm;

a Figura 14 é uma vista similar à da Figura 13, porém com abroca ainda no modo de direção, mas desta vez após aproximadamente 50mm do percurso dianteiro em um modo de direção;

a Figura 15 é uma vista similar à da Figura 14, porém mostrandoo avanço de cerca de 110 mm a partir da posição de 50 mm da Figura 14;

a Figura 16 é uma vista similar à da Figura 15, porém mostrandoo avanço por outros 25 mm, por exemplo, a cerca de 135 mm no modo dedireção;

a Figura 17 mostra uma vista similar à da Figura 16, mas aindacom outros 25 mm de avanço em um modo de direção, isto é, a uma distân-cia total de cerca de 160 mm;

a Figura 18 mostra o resultado do início da rotação total da co-roa cortante da requerente subseqüente a sua condição assumida conformemostrada na Figura 17;

a Figura 19 mostra gráficos relacionados mostrando, como umgráfico de perfuração progressivamente mais funda, a rotação horária parcialpara cortar a rocha, a descarga da pressão de perfuração, a rotação parcialanti-horária, etc. (a rotação "horária" sendo mostrada no gráfico inferior pormeio de uma linha ascendente, a rotação parcial "anti-horária" sendo mos-trada por uma linha descendente, a condição de "retração" sem rotação sen-do mostrada pelas linhas horizontais no topo e o "impulso dianteiro" sem ro-tação sendo mostrado pelas linhas horizontais no fundo;

a Figura 20 mostra â rotação limitada das 10 a 12 horas mostra-das nos gráficos da Figura 19;

a Figura 21 é uma alimentação de linha de pressão para os edos reservatórios infláveis de uma disposição conforme mostrada na Figura1, tais linhas de pressão permitindo uma variação por inflação e deflação demodo a realizar uma saída antes da e durante a rotação parcial inversa (nomodo de direção) por meio da armação assumindo a condição conformemostrada na Figura 4;

a Figura 22 mostra uma modalidade preferida de duas chapasem biela trabalhando sobre uma chapa de impulsão com a qual as bielasimpedem o alinhamento das chapas frontal e traseira; e

a Figura 23 mostra um fluxograma para ambas a transmissãohidráulica para cada qual dentre o fuso e a coluna de perfuração, e um flu-xograma do circuito pneumático para inflar/desinflar as bolsas de ar, porexemplo, das Figuras 1 e 4.

De preferência, de acordo com a data da publicação dos relató-rios descritivos de patente acima mencionados, todos os ditos relatóriosdescritivos são aqui incluídos à guisa de referência, tal como o da publicaçãoW02004/009298. A presente invenção em sua forma preferida trata de pre-ferência a uma cabeça vibratória suportada em balanço e seu motor (incluin-do qualquer embreagem ou outro mecanismo incluído no mesmo) e incluin-do qualquer controle que possibilite a rotação em um sentido de perfuraçãopor mais de 360° e, para fins de perfuração direcional, de preferência sobreum arco na direção de perfuração menor que 360° e na condição retraída oude retração de um arco similar na outra direção (por exemplo, nominalmenteno sentido horário ou anti-horário, respectivamente).

Em uma forma preferida da presente invenção, o suporte com-preende uma chapa de pressão suportada sobre ambos os lados da qual selocaliza (de preferência por bielas ou similar), outras chapas nominalmenteas chapas "frontal" e "traseira" ou as chapas "inferior" e "superior". Entre es-tas chapas e a chapa de pressão há a interação de um tipo flexível (de pre-ferência tanto no topo como no fundo).

E feita referência às chapas inferior e superior quando se faz re-ferência à suspensão ou ao balanço, devendo-se apreciar que para fins deperfuração direcional a disposição da cabeça vibratória pode muito bem serdiferente da quase vertical. Por exemplo, a disposição horizontal da cabeçavibratória em seu suporte é também contemplada dentro do âmbito da pre-sente invenção e, portanto, termos, tais como "balanço", "inferior", "superior",etc., devem ter significados apropriados quando tal aparelho deve ser usadoem tal disposição. Em tal uso horizontal, de preferência guias, por exemplo,os parafusos de junção, etc., doravante descritos de preferência assumemmaior importância de modo a garantir que o meio flexível permaneça dispo-nível a fim de proteger o suporte contra vibrações ou grosso modo as vibra-ções do fuso.

Preferivelmente interpostos entre tais chapas estão o meio flexí-vel ou o meio para prover a interação flexível.

Faz-se referência a seguir a "bolsa de ar ou fluido (gás)", que in-clui qualquer estrutura de contenção ou gás aplicável contendo uma formacapaz de ser responsiva a um enchimento de fluido e/ou a um egresso defluido sob certo controle, ou responsiva, sem nenhum movimento para o flui-do para dentro ou para fora, a fim de atender as mudanças conforme apro-priadas às circunstâncias.

Qualquer material do tipo borracha natural ou sintética adequa-do pode formar um recipiente. Qualquer material dobrável tecido ou não te-cido adequado (independente se resiliente ou não) pode ser usado e, se de-sejado, pode ser o próprio impregnado com uma vedação apropriada deuma borracha natural ou não. O material tecido adequado inclui fibras sinté-ticas tais como de TEFLON®, de vidro, de náilon, ou similar.Outros materiais podem também ser usados.

A Figura 1 mostra um grupo de bolsas de ar ou fluido (gás) prin-cipal (4) que atua entre a peça do aparelho de vibração ("cabeça vibratória"com um fuso, a saída da vibração sendo a partir de seu invólucro) 11 e amontagem de estrutura de cabeça de broca fixa ou manipulável (6). Estamontagem provê à coluna de perfuração (7) a capacidade de flutuar no furode broca enquanto opera independentemente do peso da coluna de perfura-ção, uma vez que o mesmo pode ser ajustado, se desejado, por válvulas dear de modo a prover uma pressão igual sobre o acessório de coluna de per-furação preso entre as bolsas de ar (4), conforme mostrado. Evidentemente,esta capacidade também permite que uma pressão desigual seja usada,conforme será descrita a seguir, para a descarga de pressão quando de umaperfuração direcional.

Esta montagem também provê o isolamento entre a massa mó-vel da coluna de perfuração (7) e a montagem de fuso e a estrutura de ar-mação de broca ou suporte/estrutura (6).

Estas duas funções são preferidas e podem se comprovar críti-cas na operação da cabeça.

A massa móvel (fuso) mostrada como a referência (5) pode terbolsas de ar ou um meio flexível em cada extremidade dentro das chapas deextremidade. A chapa de extremidade 12 é a que provê saída para a colunade perfuração. As bolsas de ar mostradas como a referência (8) são usadaspara posicionar o fuso no centro de seu movimento de fuso operacional. Istoé preferido e pode se comprovar crítico, uma vez que o fuso pode se encos-tar contra as chapas de extremidade 12 e 13 (de 11) enquanto opera.

A pressão nestas bolsas de ar 8 pode variar simétrica ou assimetricamentede modo a mudar o parâmetro operacional do fuso, isto é, limitar ou aumen-tar o movimento do fuso. Esta montagem permite que a montagem de fusoseja completamente suspensa enquanto fixada aa coluna de perfuração.

Uma montagem de mancai de rotação como uma transiçãopermite a rotação da coluna de perfuração (7). Acima do mancai, a saídavibracional não gira, isto é, é fixa ou independente da rotação da coluna deperfuração, mas vibra. A entrada rotativa é de preferência provida por umalarga montagem de correia dentada (2) acionada por um motor fixo (1). Adistância entre os motores é tal que o movimento da coluna de perfuração evibração associada é dissipada pela transmissão de correia e, portanto, nãoé transmitida para a estrutura de broca. A transmissão por correia é tambémtal para não falhar devido à vibração.

As Figuras 1,2,3, e4 mostram uma chapa de impulsão 10 in-terposta entre as chapas 14 (no caso das Figuras 1, 2 e 4).

Para que cada bolsa de gás 4 se localize como na Figura 1 epossa acomodar movimentos sob entradas vibracionais para cima (conformemostrado na Figura 4) ou para baixo em uma situação contrária às distor-ções mostradas na Figura 4 das da Figura 1. Se desejado, tais movimentospodem ser induzidos por meio de uma deflação ou inflação apropriada dasbolsas 4, conforme será descrito adiante.

A Figura 2 mostra um híbrido no qual ímãs 15 são apresentadosdentro e fora das bolsas 4 de modo a prover um efeito repulsivo um sobre ooutro, isto é, ímãs alinhados a partir de uma das chapas 14 com relação auma das chapas da chapa de impulso 10 é igual, deste modo impedindocontato. Este é um sistema das próprias bolsas de ar. A provisão de tal mis-tura de interações magnéticas e interações de bolsa dé ar torna possível porum meio apropriado induzir um movimento vibracional ou provocar um des-locamento ascendente ou descendente, porém sem contato com o ímã 15.

A finalidade do fuso é transferir energia para os elementos adja-centes e em um movimento alternativo. Esta transferência de energia podeser feita, como no passado, por meio da injeção de óleo entre o fuso e seuselementos adjacentes com uma sincronização apropriada a fim de fazer comque o fuso se movimente em um movimento alternativo, deste modo transfe-rindo a energia da coluna de perfuração para a coroa cortante de uma ma-neira mais eficiente. É apresentado também um método de interação mag-nética, a ser descrito a seguir.

A massa de fuso é a chave para a transferência da energia paraos elementos adjacentes. A mudança de direção de percurso imprime ener-gia aos elementos adjacentes. Quanto mais massa tem o fuso, mais energiaé requerida para se obter esta mudança de direção, sendo diretamente liga-da ao cavalo de força requerido. A relação entre a massa do fuso e a massatotal da coluna de perfuração que é vibrada tem de ser considerada e di-mensionada apropriadamente.

A ação de fuso (o fuso sendo independente da tomada de vibra-ção) tem a vantagem de nunca deixar a cabeça vibratória em uma situaçãode atolamento ao travar ou ligar a coluna de perfuração no furo de broca.O fuso pode liberar força total para a coluna de perfuração ou acessóriosque podem ser ajustados.

As Figuras 5 e 6 são iguais às Figuras 11 e 10, respectivamente,da publicação W02005/087393 e. É mostrado um fuso Í7 capaz de fazer ummovimento alternativo para gente e para trás sobre o eixo (de preferênciaprovido com um mancai em cada ponta) 18. O movimento de vaivém con-forme descrito no relatório descritivo acima mencionado ocorre por meio daintrodução e remoção de cada câmara 18 e 20, respectivamente, de um flui-do que pode atuar contra os pistões fixos 21 e 22, respectivamente. A câma-ra fechada 19 ou 20 em cada ponta do fuso 17. As disposições de válvularotativa 23 e 24 são adaptadas de modo a prover o ingresso e o egresso,respectivamente, do fluido de uma câmara 19 ou 20, deste modo provendouma saída vibracional através, por exemplo, do pistão fixo 21 e não do eixo18. Quando o eixo é fixado no fuso 19. Quando eixo não é fixado no fuso 19,o mesmo pode emitir força a partir deste eixo independentemente se omesmo tem alguma função rotacional ou simplesmente é vedado nos pistõesfixos.

O dispositivo pneumático apropriado controla a disposição a par-tir de uma cabeça vibratória conforme mostrado nas Figuras 5 e 6 totalmentedescritas no relatório descritivo da patente acima referida.

Com relação à cabeça de interação magnética da PublicaçãoW02006/065155,a Figura 7A é uma vista diagramática mostrando a rotaçãodo fuso em um sentido horário entre os elementos complementares fixos emostrando com as letras "R" e "A" uma circunstância de repulsão e de atra-ção respectivamente entre um componente complementar e o fuso e entre ofuso e outro elemento complementar de tal modo que haja um impulso demovimento de vaivém líquido sobre o fuso na direção da seta. A Figura 7Bmostra a disposição como na Figura 3 em um momento posterior em queocorre uma inversão das forças atrativas "A" e repulsivas "R" entre os paresde componentes complementares fixos e o fuso, o fuso sendo movimentadoem vaivém na direção da seta.As Figuras 7 A e 7B fazem referência às regiões de diferente po-laridade de um ímã permanente ou outros ímãs, mostrando o efeito. A setaem ziguezague quebrada é indicativa da retirada de força de uma primeiraestrutura complementar. Na disposição mostrada, no entanto, há uma se-gunda estrutura complementar mostrada fora de fase como as polaridades"mais" e "menos" ilustradas. O fuso de preferência tem a mesma polaridadeem cada ponta, de tal modo que,em uma condição conforme mostrada naFigura 3, haja uma força repulsiva que surge a partir do alinhamento daspolaridades "mais" e "menos" entre o fuso e a primeira estrutura complemen-tar, enquanto, ao mesmo tempo, existe uma força atrativa "A" "mais" ou "me-nos" entre o fuso e a segunda estrutura complementar. Pouco mais adiante,a situação oposta, conforme ilustrada na Figura 7B, existe e é esta rápidaalternação de "R" e "A" para "A" e "R" que leva à inversão na direção de fusoconforme o fuso gira.

Em algumas formas da presente invenção, faz-se uma provisãopor meio do qual uma situação fora de fase de 180° mostrada nas estruturascomplementares pode variar.

A saída da vibração é de preferência conforme mostrada nas Fi-guras 7A e 7B através da primeira estrutura complementar.

O fuso faz de preferência um movimento alternativo por um meiomagnético. As pontas do fuso possuem eletroímãs ou (de preferência) ímãsde terra rara encaixados em tal disposição que, quando o fuso gira, o mes-mo pulsará responsivo aos elementos adjacentes também encaixados comímãs de tal forma a provocar o movimento alternativo do fuso.

Híbridos do acima e/ou outros motores podem ser usados.

Todos os exemplos acima apresentam um tema comum.

- O fuso de preferência nunca precisa tocar os elementos adja-centes em um sentido físico, uma vez que isto poderia danificar os ímãs e asjuntas da coluna de perfuração juntamente com o equipamento de fundo defuro associado.

- O movimento do fuso de preferência nunca é dependente dacoluna de perfuração ou do equipamento anexo, ficando livre para se movi-mentar com relação ao movimento do fuso.

- A ação do fuso de preferência aciona a coluna de perfuraçãoem ambas as direções, isto é, para dentro e para fora, e sendo assim permi-te que a rotação da coroa cortante da broca se movimente com muito poucaretração sobre os carbonetos de coroa cortante de broca. Esta ação permitea mandrilagem de retração dos furos.

Os ímãs permanentes são de preferência usados (particular-mente os ímãs do tipo Terra Rara de alta densidade, por exemplo, os ímãsde Neodímio, tal como os de NdFeB, podendo ser estáveis a 180°C e o ímãmagnético de Cobalto Samário (FmCo) que pode ser usado a 400°C.

Outras formas de ímã podem ser utilizadas incluindo os ímãsque podem ser desenvolvidos no futuro. Falando de modo geral, no entanto,os eletroímãs são contra-indicados simplesmente a partir do ponto de vistado tamanho e da necessidade de se prover entradas elétricas adequadasem uma estrutura que vibra e se submete a ambientes adversos.

E observado que as velocidades rotacionais para o fuso podemvariar significativamente. Um exemplo básico de uma tal rotação é a de 1600RPM que é suficiente, com os ímãs conforme ilustrados, de modo a proverum impulso suficiente do fuso para frente e para trás a fim de prover umasaída vibracional significativa. As faixas usuais podem ser de 1000 a 20000RPM, mas podem ser maiores ou menores, sendo 20000 RPM igual a apro-ximadamente 130 Hz.

A Figura 8 mostra uma cabeça de perfuração, de acordo com apresente invenção da publicação W02006/065155, suspensa de modo acarregar em balanço uma cabeça vibratória de acordo com a presente in-venção, sendo o próprio aparelho vibrador mostrado em seção parcial.O conteúdo total do relatório descritivo é aqui incluído à guisa de referênciaporém, basicamente, o mesmo não foi publicado antes de 22 de junho de2006.

Com a disposição da Figura 8, por exemplo, um fuso de, por e-xemplo, 1,5 m pode ter uma amplitude de movimento de fuso de 0,1 mm a15 mm (dependendo da velocidade de rotação do fuso, da massa do fuso,dos dispositivos magnéticos, das forças magnéticas, da geometria e folgas).

De preferência, uma freqüência de ciclo (preferivelmente) de a-cima de 20 ciclos/segundo, por exemplo, de 200 ciclos/segundo, é contem-plada em condições de estado estacionário. Uma freqüência de 200 ci-clos/segundo pode ser facilmente gerada usando interações magnéticas 4/8com base em uma rotação de fuso de cerca de 3000 RPM.

As chapas de extremidade e as bielas são a ligação entre os e-Iementos adjacentes e as mesmas transferem a energia alternativa para acoluna de perfuração.

Na Figura 8, é mostrado um grupo de bolsas de ar ou fluido(gás) principal que atuam em conjunto entre a peça do aparelho vibrador fixaou manuseável, de preferência uma montagem de estrutura de cabeça debroca em balanço. Esta montagem provê à coluna de perfuração 25 a capa-cidade de flutuar no furo de broca enquanto opera independentemente dopeso da coluna de perfuração, uma vez que o mesmo pode ser ajustado porválvulas de ar (não mostradas) de modo a prover uma pressão igual sobre oacessório de coluna de perfuração preso entre as bolsas de ar, ou conformemostrado. Esta montagem também provê isolamento entre a massa móvelda coluna de perfuração 25 e a montagem de fuso 26 e a estrutura de arma-ção de broca ou suporte/estrutura 27.

Estas duas funções são preferidas e podem se comprovar críti-cas na operação da cabeça. A mesma também permite vantagens para aperfuração direcional a ser apresentada em mais detalhes a seguir.

As chapas de extremidade 28 e 29 reagem ao fuso. A chapa deextremidade 28 provê uma saída para a coluna de perfuração através de umeixo 30 e sua extensão 31. Uma montagem de mancai de rotação 32 comouma transição permite a rotação para a coluna de perfuração. Acima damontagem de mancai 32, a saída vibracional é independente da rotação decoluna de perfuração, isto é, necessária para girar. A entrada rotativa para oeixo de coluna de perfuração abaixo é de preferência provida por uma mon-tagem grande de correia dentada 33 acionada por um motor fixo 34. A dis-tância a partir do motor 34 é tal que o movimento da coluna de perfuração ea vibração associada seja dissipado pela transmissão de correia 33 e, por-tanto, não seja transmitido a partir da estrutura de broca do motor 34. Atransmissão de correia é tal de modo a não falhar devido à vibração.

O fuso 25 carrega (à maneira das Figuras 7A e 7B) arranjos deímãs 36 e 37 a fim de interagir conforme descrito nos arranjos de ímãs 38 e39, respectivamente.

De preferência, a transmissão da rotação de fuso é um motorelétrico, pneumático ou hidráulico 40 e as transmissões flexíveis, por exem-plo, as correias 41. De preferência, várias correias de transmissão são usa-das. Tais correias 41 de preferência podem acomodar as amplitudes de mo-vimento requeridas.

Em outras formas de transmissão, o fuso pode ser impelido demodo a girar com base nas palhetas que são atingidas por um fluido (porexemplo, ar, água ou similar). Outras opções para um motor também exis-tem e podem ser usadas, por exemplo, algum motor para uma extensão axi-al do fuso (não necessariamente uma transmissão periférica).

Quanto ao aparelho vibrador, pode-se observar que uma chapade extremidade 42 ou 43 carrega o fuso (por exemplo, aparafusado apropri-adamente ao fuso ou fazendo uma volta e fixado radialmente nos lados dofuso), cada qual prendendo no fuso um arranjo de ímãs 36 e 37, cada arran-jo atuando em conjunto (como nas Figuras 7A e 7B) com um arranjo de ímãs38 e 39 das chapas 28 e 29.

Como se pode observar, pelo menos no fuso, cada um dos ímãssão em forma de cone truncado ou formado de modo a ficar preso por meiodas chapas de retenção 42 e 43 ao corpo principal do fuso. O mesmo podeser feito, se desejado, às chapas 28 e 29 e seus arranjos 38 e 39.

O corpo de fuso principal de preferência é alinhado com os ímãspermanentes de um primeiro pólo 44 que magneticamente Ievita sobre o re-vestimento magnético de um segundo pólo 45 do eixo.

Embora, de preferência, os ímãs sejam expostos no fim de cadafuso, em alguns casos, pode haver uma cobertura protetora provida que nãointerfere com a eficiência da interação magnética, e da mesma forma paraos ímãs fixos das chapas de extremidade, respectivamente. Estes podemser retidos de maneira similar ao fuso ou uma simples adesão poderá sersuficiente.

Pensa-se que cada ou uma chapa de extremidade pode ser gi-rada (por exemplo, a 45°) de modo que, quando desejado, o fuso possa sermantido a uma condição estável entre as chapas de extremidade e indepen-dentemente se é girado ou não.

O suporte magnético do fuso sobre o eixo geométrico de guia épreferido, mas em outras formas alternativas, um pouco de ar ou outro su-porte pode ser provido. Isto é para evitar qualquer formação desnecessáriade calor que pode degradar o desempenho dos ímãs permanentes.

Existe o prospecto de uma passagem de fluido 46 que se esten-de através do aparelho para a coluna de perfuração, provendo, assim, umacapacidade de lavagem, assim como um prospecto de uma função de resfri-amento. Tal fluido pode ser ar, um líquido (por exemplo, água) ou pode inclu-ir um fluido lubrificante tipicamente (por exemplo, uma pasta fluida) usado naperfuração.

A Figura 9 é uma coroa cortante de broca direcional fixável à pon-ta de uma coluna de perfuração de modo a poder ser girada por mais de 360°a fim de obter uma perfuração direta e ser parcialmente girada menos que360° de modo a permitir certa perfuração direcional baseada na assimetriaprovida por sua face plana 47. A Figura 10 é uma vista em elevação lateralmostrando a assimetria da coroa cortante da Figura 9. A Figura 11 é uma vis-ta da extremidade do negócio da coroa cortante, mostrando os cortadores.

A Figura 12 mostra uma coroa cortante conforme mostrada nasFiguras 9 a 11 com uma face de direção 47 de aproximadamente 12,5°, massendo operada em um modo de perfuração direta, isto é, com a rotação a-proximadamente maior que 360°, para, assim, prover o perfil de fundo defuro simétrico 48 mostrado, por exemplo, com um corpo de alojamento Son-de de 95 mm de diâmetro em um furo com 145 mm de diâmetro criado pelacoroa cortante direcional. A Figura 13 é uma vista similar da Figura 12, maseste momento mostrando o seu movimento reto após certa rotação por me-nos de 360°, isto é, em um modo de direção, deste modo construindo certaassimetria no perfil de fundo de furo, a coroa cortante tendo feito mais avan-ço a frente por uma distância de 8 a 10 mm. A Figura 14 é uma vista similarà da Figura 13, mas com a coroa cortante ainda no modo de direção, masdesta vez após aproximadamente 50 mm de percurso dianteiro em um modode direção. A Figura 15 é uma vista similar à da Figura 14, porém mostrandoum avanço de cerca de 110 mm a partir da posição de 50 mm da Figura 14.A Figura 16 é uma vista similar à da Figura 15, porém mostrando um avançode mais de 25 mm, por exemplo, de cerca de 135 mm no modo de direção.A Figura 17 mostra uma vista similar à da Figura 16, mas ainda com um a-vanço de mais 25 mm em um modo de direção, isto é, para a uma distânciatotal de cerca de 160 mm. Isto mostra o material 49 a partir da região de per-fil assimétrico para ser removido após a rotação completa/nova perfuraçãode direção por mais de 360°.

A Figura 18 mostra o resultado do início da rotação completasubseqüente a sua primeira posição, assumindo uma condição conformemostrada na Figura 17.

A Figura 19 mostra gráficos relacionados (Ação versus Tempo(no fundo) e Profundidade versus Tempo (no topo)), mostrando, como umgráfico de perfuração progressivamente mais funda, a rotação no sentidohorário parcial para cortar a rocha, a descarga da pressão de perfuração, arotação parcial anti-horária, etc. (a rotação "horária" sendo mostrada na grá-fico inferior por uma linha ascendente, a rotação parcial "anti-horária" sendomostrada por uma linha descendente, a condição de retração ("PB") semque seja mostrada a rotação por meio das linhas horizontais no topo e o "im-pulso dianteiro" ("PF") sem que a rotação seja mostrada pelas linhas hori-zontais no fundo).

Na Figura 19, os pares mais adjacentes de linhas quebradasverticais correspondem alternativamente a uma pressão de impulsão de 200milissegundos ("PF") (isto é, quando o traço no gráfico inferior é horizontal emais inferior) e uma liberação de pressão de impulsão correspondente de200 milissegundos ("PB") quando o traço no mesmo gráfico é horizontal emuma condição superior. Estas posições correspondem alternativamente a umimpulso dianteiro com zero rotação e uma retração com zero rotação, res-pectivamente.

O corte é mostrado no gráfico de baixo por meio das linhas incli-nadas para cima, onde há uma rotação de haste de broca de aproximada-mente 10 rpm, mas somente entre o tempo do gráfico de baixo da linha incli-nada quando o mesmo se encontra a posição das 10 horas mostrada na Fi-gura 20 até o topo da linha inclinada para cima quando a mesma se encon-tra na posição das duas horas mostrada na Figura 20. A posição das 12 ho-ras é a linha central do gráfico que passa horizontalmente intermediária atra-vés das linhas de gráfico ascendente e descendente.

Em contrapartida às linhas inclinadas para cima do gráfico infe-rior da Figura 19, as linhas descendentes mostram a rotação anti-horáriaantes do impulso dianteiro.

Evidentemente há de se entender que a rotação de corte deuma natureza horária é mostrada com as linhas ascendentes do gráfico infe-rior e a rotação de não corte no sentido anti-horário é mostrada pelas linhasdescendentes.

O gráfico superior corresponde exatamente ao tempo para ográfico mais inferior. O mesmo mostra o gráfico ligado do gráfico inferior emum ponto de partida para uma face de rocha (a linha grafada horizontal) emostra o movimento seqüencial descendente da coroa cortante com relaçãoàs várias condições descritas com relação ao gráfico inferior.

A Figura 20 mostra a rotação limitada das 10 a 12 horas, mos-trada nos gráficos da Figura 19.

A Figura 21 é uma alimentação de linha de pressão para e dosreservatórios infláveis de uma disposição conforme mostrada na Figura 1,tais linhas de pressão permitindo a variação por meio da inflação e deflaçãode modo a realizar uma produção antes da e durante a rotação parcial inver-sa (no modo de direção) por meio da armação, assumindo a condição con-forme mostrada na Figura 4. É mostrada uma armação que pode ser con-forme mostrada ou invertida.O que importa é que as bexigas de ar, os foles ou as bolsas, 51e 52, podem ser separadamente infladas/desinfladas com base na entradahidráulica e/ou na entrada pneumática aos cilindros 53 e 54, respectivamen-te, de modo a pressurizar/despressurizar com ar/gás as respectivas bolsas51,52.

A Figura 22 mostra uma modalidade preferida de duas chapascom bielas que trabalham sobre uma chapa de impulsão com as qual as bie-las limitam as chapas frontal e traseira de modo a se alinharem. Aqui, bexi-gas, foles ou similar 57 e 58 são, cada qual, capazes de movimentarem asbielas 59 para cima e para baixo através da chapa 60 por meio da atuaçãosobre as chapas 60 e 61, em uma instância, e sobre as chapas 60 e 62, naoutra instância. A estrutura fixa ou guindaste ou similar suportada pode ser ada ou ligada fixamente à chapa 60.

A Figura 23 mostra um fluxograma para uma transmissão hi-dráulica para cada qual dentre o fuso e a coluna de perfuração e um fluxo-grama do circuito pneumático para inflar/desinflar as bolsas de ar, por exem-plo, das Figuras 1 e 4.

Esta figura mostra as chapas 60, 61, e 62, as bielas 59 e os fo-les, bolsas ou similar 57 e 58 da Figura 22. São mostrados nas bolsas dealimentação 57 e 58, respectivamente, os cilindros 66 e 67 iguais aos cilin-dros 53 e 54, respectivamente, da Figura 21. Aqui o controle aos cilindros 66e 67 é sob a ação de um mecanismo de válvulas que recebem uma entradade fluido pressurizado (hidráulico e/ou pneumático) e capazes de passar omesmo para o lado inferior dos êmbolos dos cilindros 66 e 67, conformemostrado e quando necessário para inflar ou desinflar uma respectiva bexi-ga, fole, bolsa ou similar conectada do tipo gás, 57 ou 58.

É mostrado um alojamento 63 no qual o fuso (não mostrado)deve se mover, conforme previamente descrito, de preferência de acordocom a entrada da correia 65 a partir de um motor elétrico ou hidráulico 64que tem o efeito de girar a forma preferida de fuso a fim de derivar as intera-ções magnéticas de movimento de vaivém com ímãs posicionados na chapade extremidade.É mostrada uma CPU 69 que controla tanto o mecanismo deválvulas 68 como um mecanismo de válvulas 70 para receber ou liberar flui-do, mas que tem a ação de energizar motores hidráulicos rotativos 71 paraassim imprimir a rotação apropriada ao eixo 74 da coluna de perfuração. Es-tas correias 72 e 73 com seu respectivo motor hidráulico 71 permitem, sob ocontrole da CPU 69 e sua disposição de válvulas 70, que pelo menos a mai-or dentre a rotação de 360° referida para uma perfuração direta ou a perfu-ração rotacional seletiva menor que 360° para frente e para trás conformepreviamente mencionado.

No presente relatório descritivo, no qual se fez referência a rela-tórios descritivos de patentes, outros documentos externos, ou outras fontesde informação, este se presta de modo geral à finalidade de prover um con-texto para apresentar os aspectos da presente invenção. A menos que es-pecificamente dito de outra forma, a referência a tais documentos externosnão deve ser construída como uma admissão de que tais documentos, outais fontes de informação, em qualquer jurisdição, sejam técnicas anteriores,ou façam parte do conhecimento geral comum da técnica.

Claims (48)

1. Aparelho de perfuração, compreendendo ou incluindo:- uma estrutura de suporte;- uma cabeça vibratória;- um primeiro suporte vibratório responsivo direta ou indireta-mente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente carre-gar a cabeça vibratória;- um segundo suporte vibratório responsivo direta ou indireta-mente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente pren-der a cabeça vibratória no dito primeiro suporte vibratório responsivo;- uma coluna de perfuração direta ou indiretamente carregadapela cabeça vibratória, a dita coluna de perfuração opcionalmente tendo umacoroa cortante; e- um motor ou motores para direta ou indiretamente girar a colu-na de perfuração ou qualquer coroa cortante opcional.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, no qual a dita ca-beça vibratória é suportada em balanço sobre o dito primeiro suporte vibrató-rio responsivo a partir da dita estrutura de suporte.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o ditoprimeiro suporte vibratório responsivo inclui um reservatório flexível de fluido.

4. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, no qual o dito primeiro suporte vibratório responsivo inclui umainteração magnética repulsiva.

5. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, no qual o dito segundo suporte vibratório responsivo inclui umreservatório flexível de um fluido.

6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, no qual o dito segundo suporte vibratório responsivo inclui umainteração magnética repulsiva.

7. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, no qual a dita estrutura de suporte inclui uma estrutura a partirda qual uma conexão do tipo cartola invertida da cabeça vibratória é sus-pensa entre os ditos primeiro e segundo suportes vibratórios responsivos.

8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, no qual uma coroa cortante se encontra presente.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, no qual a dita co-roa cortante é uma coroa cortante de um tipo que permite uma perfuraçãodirecional.

10. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, no qual o dito motor ou motores podem girar a coluna de perfu-ração e, desta forma, qualquer coroa cortante, a 360°.

11. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, no qual o dito motor ou motores podem girar a coluna de perfu-ração e, desta forma, a coroa cortante, menos de 360° antes de sua inver-são de direção.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, no qual pelo me-nos o dito primeiro suporte vibratório responsivo é capaz de ser modificadode modo a levantar a cabeça vibratória e, desta forma, a coluna de perfura-ção e uma coroa cortante de perfuração direcional.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, no qual, quandopelo menos o primeiro suporte vibratório responsivo é ou foi modificado, omotor ou motores conseguem girar, ou são sincronizados para girar, a colu-na de perfuração e, desta forma, a coroa cortante em uma direção oposta naqual é girada ao perfurar a 360° ou quando é girada menos de 360°Com afinalidade de uma perfuração direcional.

14. Aparelho de perfuração, compreendendo ou incluindo:- uma estrutura de suporte;- uma cabeça vibratória;- pelo menos um suporte vibratório responsivo direta ou indire-tamente a partir da estrutura de suporte a fim de direta ou indiretamente car-regar a cabeça vibratória;- uma coluna de perfuração direta ou indiretamente carregadapela cabeça vibratória, a dita coluna de perfuração tendo opcionalmente umacoroa cortante;- um motor ou motores para direta ou indiretamente girar a colu-na de perfuração ou qualquer coroa cortante opcional;- em que pelo menos o dito primeiro suporte vibratório responsi-vo pode ser modificado no sentido de levantar a cabeça vibratória e, destaforma, a coluna de perfuração e uma coroa cortante de perfuração direcio-nal; e- em que, quando pelo menos o primeiro suporte vibratório res-ponsivo é ou foi modificado, o motor ou motores conseguem girar, ou sãosincronizados para girar, a coluna de perfuração e, desta forma, a coroa cor-tante em uma direção oposta- na qual gira ao perfurar a 360° ou quando giramenos de 360°Com a finalidade de uma perfuração direcional.

15. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, no qual a ditacabeça vibratória é suportada em balanço sobre e/ou pelo dito pelo menosum suporte vibratório responsivo a partir da dita estrutura de suporte.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 14 ou 15, no qual odito pelo menos um suporte vibratório responsivo inclui um reservatório flexí-vel de um fluido.

17. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, no qual o dito pelo menos um suporte vibratório responsivo incluiuma interação magnética repulsiva.

18. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 14 a 17, noqual a dita estrutura de suporte inclui uma estrutura a partir da qual uma co-nexão do tipo cartola invertida da cabeça vibratória é suspensa entre os di-tos primeiro e segundo suportes vibratórios responsivos.

19. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, no qual uma coroa cortante se encontra presente, e a coroa cortan-te é de um tipo que permite uma perfuração direcional.

20. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, no qual o dito motor ou motores podem girar a coluna de perfuraçãoe, desta forma, qualquer coroa cortante, a 360°.

21. Uso de aparelho de perfuração tendo um suporte flutuanteou flexível a partir de cima ou de baixo para uma cabeça vibratória fixada oufixável a uma coluna de perfuração.

22. Uso1 de acordo com a reivindicação 21, no qual há certo su-porte de peso gasoso.

23. Uso, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, no qual hácerto suporte de peso magnético.

24. Uso, de acordo com a reivindicação 22 ou 23, no qual hácerta limitação gasosa ao tal suporte de peso.

25. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a-24, no qual há certa limitação magnética ao tal suporte de peso.

26. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a-25, no qual há uma montagem de suporte do tipo cartola invertida a fim debalançar a cabeça vibratória.

27. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a-26, no qual o dito aparelho vibrador inclui um fuso e a saída vibracional é apartir do alojamento do fuso.

28. Aparelho de perfuração, compreendendo:- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfuração;- um suporte; e- pelo menos um reservatório de fluido reconfigurável (porexemplo, flexível) (por exemplo, uma bolsa de gás flexível) a fim de carregare ainda limitar a cabeça vibratória ao suporte;- em que a interação da cabeça vibratória, do suporte e do pelomenos um reservatório de fluido reconfigurável tem o efeito de carregar opeso da coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e ainda permitir certaliberdade de movimento da cabeça vibratória com relação ao suporte tantolongitudinal como lateralmente do eixo geométrico da coluna de perfuração.

29. Aparelho de perfuração, compreendendo ou incluindo:- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfuração;- um suporte;- pelo menos uma bolsa de gás interposta entre as peças da ca-beça vibratória e do suporte, como uma primeira interação, a fim de carregaro peso da cabeça vibratória e o ou qualquer coluna de perfuração fixada; e- pelo menos uma bolsa de gás interposta entre o suporte e pe-ças da cabeça vibratória, como uma segunda interação, a fim de limitar acabeça vibratória com relação ao suporte por meio do qual a dita primeirainteração não se perde totalmente durante qualquer parte do ciclo vibracio-nal da cabeça vibratória.

30. Aparelho de acordo com a reivindicação 29, no qual as pe-ças da cabeça vibratória são interpostas entre as limitações de topo e defundo providas pelo dito suporte, e pelo menos uma bolsa de ar é interpostaacima das peças e abaixo de uma limitação, e pelo menos uma bolsa de ar éinterposta abaixo da(s) peça(s) e acima da outra limitação.

31. Aparelho de acordo com a reivindicação 30, no qual a maiorparte da cabeça vibratória fica abaixo das ditas peça(s), a disposição sendotal de modo a prover liberdade de movimento à cabeça vibratória e a suacoluna de perfuração carregada ou a ser carregada com relação ao suporteainda capaz de, reagindo ao peso, polarizar para uma condição de referên-cia da cabeça vibratória com relação ao suporte.

32. Aparelho de perfuração compreendendo:- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração, a cabeça vibratória tendo no sentido lateral do eixo geométrico longi-tudinal definido, ou a ser definido, pela coluna de perfuração, uma ou maissaliências de modo a definir pelo menos uma superfície superior e pelo me-nos uma superfície inferior;- uma estrutura de suporte para a cabeça vibratória;- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície superior; e- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície inferior.

33. Aparelho de acordo com a reivindicação 32, no qual a cabe-ça vibratória tem uma provisão tanto para uma limitação flexível (por exem-plo, bolsa de gás ou similar) em cada fim de um tempo de fuso e uma mon-tagem flexível (por exemplo, bolsa de gás ou similar) da própria cabeça vi-bratória a partir de um suporte ou estrutura.

34. Aparelho de acordo com a reivindicação 32 ou 33, no qualtanto a superfície superior como a superfície inferior são mais próximas dotopo do que do fundo da cabeça vibratória.

35. Aparelho de perfuração compreendendo:- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração;- um suporte; e- em que (I) a cabeça vibratória tem um fuso flexível limitado emseu tempo pelo menos em parte por um meio flexível, e (II) a cabeça vibrató-ria é suportada de maneira flexível pelo suporte; e- em que o suporte através da cabeça vibratória suportada demaneira flexível é adaptado para carregar o peso de, ou suportar a inérciaou momento da coluna de perfuração fixada ou a ser fixada, e ainda permitircerta liberdade de movimento da cabeça vibratória com relação ao suportetanto longitudinal como lateralmente do eixo geométrico de coluna de perfu-ração.

36. Aparelho de acordo com a reivindicação 35, no qual existempelo menos dois reservatórios de um fluido de modo a prover um suporteflexível da cabeça vibratória.

37. Aparelho de acordo com a reivindicação 36, no qual o fluidoem pelo menos um reservatório é um gás (por exemplo, ar).

38. Aparelho de acordo com a reivindicação 36 ou 37, no qual amaior parte da cabeça vibratória (quando o eixo geométrico de broca é verti-cal) fica abaixo dos reservatórios.

39. Aparelho de perfuração compreendendo:- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração;- um suporte;- um meio flexível (por exemplo, de preferência, pelo menosuma bolsa de gás interposta entre as peças da cabeça vibratória e do supor-te), como uma primeira interação, a fim de carregar o peso da cabeça vibra-tória e o ou qualquer coluna de perfuração fixada; e- um meio flexível, como uma segunda interação, (de preferên-cia para limitar a cabeça vibratória com relação ao suporte), por meio doqual a dita primeira interação (de preferência) não se perde totalmente du-rante nenhuma parte do ciclo vibracional da cabeça vibratória.

40. Aparelho de acordo com a reivindicação 39, no qual peça(s)da cabeça vibratória é(são) interposta(s) entre as limitações de topo e defundo providas pelo dito suporte, e pelo menos uma bolsa de ar é interpostaacima da(s) peça(s) (por exemplo, como-uma opção do dito meio flexível) eabaixo de uma limitação, e pelo menos uma bolsa de ar é interposta abaixoda(s) peça(s) e acima da outra limitação.

41. Aparelho de acordo com a reivindicação 40, no qual a maiorparte da cabeça vibratória fica abaixo da(s) dita(s) peça(s).

42. Aparelho de perfuração compreendendo:- uma cabeça vibratória fixada ou fixável a uma coluna de perfu-ração, a cabeça vibratória tendo, no sentido lateral do eixo geométrico longi-tudinal definido ou a ser definido pela coluna de perfuração, uma ou maissaliências de modo a definir pelo menos uma superfície superior e pelo me·nos uma superfície inferior;- uma estrutura de suporte para a cabeça vibratória;- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície superior; e- pelo menos uma bolsa de gás para atuar entre a estrutura e adita pelo menos uma superfície inferior; e- em que a cabeça vibratória possui um motor rotacional de co-luna de perfuração para ou adjacente a sua condição para uma coluna deperfuração.

43. Aparelho de perfuração vibracional, compreendendo:- uma cabeça vibratória tendo um fuso, ainda uma saída vibra-cional não diretamente a partir do fuso;- um suporte manuseável a partir do qual a cabeça vibratória émontada de modo a vibrar de maneira flexível sob a ação do fuso;- um mancai suportado a partir da saída vibracional da cabeçavibratória, e um conector de coluna de perfuração carregado pelo mancai;- um motor rotacional para o conector de coluna de perfuração.

44. Aparelho vibrador capaz de prover uma saída vibracional, odito aparelho compreendendo ou incluindo:- um fuso capaz de fazer um movimento de vaivém reproduzívelsobre um eixo geométrico ou local de fuso entre a primeira e a segunda es-truturas complementares;- um motor para girar o fuso sobre pelo menos parte do eixo ge-ométrico ou local de fuso; e- regiões de interação magnéticas sobre cada dentre pelo me-nos uma estrutura complementar e o fuso, por meio do que a rotação do fu-so tem o efeito de submeter o fuso a forças de indução de fuso que são al-ternativamente forças atrativas e repulsivas entre a ou uma estrutura com-plementar e o fuso; e- em que a saída da vibração é de uma ou outra, ou ambas,dentre as ditas estruturas complementares e não diretamente do próprio fu-so.

45. Aparelho vibrador capaz de prover uma saída vibracional, odito aparelho compreendendo ou incluindo:- um fuso rotativo sobre um eixo geométrico de fuso definido emóvel para frente e para trás sobre o eixo geométrico de fuso;- um motor para girar o fuso sobre o seu eixo geométrico de fu-so;- uma primeira estrutura complementar para a qual e da qual, ouvice-versa, o fuso se movimenta;- uma segunda estrutura complementar da qual ou para a qual,ou vice-versa, o fuso se movimenta, o fuso estando entre as ditas estruturascomplementares;- em que as regiões proximais de cada par de primeira estruturacomplementar/fuso e fuso/segunda estrutura complementar possuem áreasmagnéticas operáveis para prover alternativamente para cada par forçasatrativas e repulsivas conforme o fuso gira; e- em que a fase entre os pares é, ou pode ser, tal que o fuso fa-ça um movimento alternativo sobre o seu eixo geométrico de movimento emvaivém como uma conseqüência das interações magnéticas que atuam so-bre o fuso em virtude de sua rotação; e- em que a saída vibracional é de uma ou outra, ou de ambas,as ditas estruturas complementares e não diretamente do próprio fuso.

46. Aparelho de perfuração vibracional, compreendendo:- uma cabeça vibratória;- um suporte de coluna de perfuração que pende da cabeça ten-do um motor rotacional para girar uma coluna de perfuração conectada ou aser conectada ao mesmo;- um suporte de cabeça vibratória; e- uma montagem para a coluna de perfuração a partir do suportede cabeça vibratória que tanto interage de maneira flexível com o suporte ebalança a cabeça vibratória.

47. Aparelho vibrador capaz de prover uma saída vibracional, odito aparelho compreendendo ou incluindo uma montagem tendo um fusocapaz de fazer um movimento de vaivém entre estruturas complementares,pelo menos uma das cujas estruturas complementares provendo a saídavibracional, a disposição sendo caracterizada pelo fato de que há um motorpara girar o fuso e há interações magnéticas entre o fuso rotativo e as estru-turas complementares de tal modo que as interações com a estrutura com-plementar, e a fase das estruturas complementares com relação ao fuso, eforças magnéticas alternativas resultem no movimento de vaivém do fuso.

48. Uso do estado de um suporte flexível em balanço para umabroca direcional que carrega a coluna de perfuração como um meio paraaliviar a pressão da ou permitir a aplicação de peso à coroa cortante atravésda coluna de perfuração.