HERRAMIENTA DE PERFORACIÓN CON CONTROL DE AVANCE.

Herramienta de perforación (1) para perforar en una dirección de perforación dentro de una estructura,

como por ejemplo un rebajo, un saliente, o un borde en curso de culminación, por encima o sobre una válvula o de fondo del oririficio de una formación, que comprende: - una cabeza de perforación (2) que presenta al menos una barrena (10; 30) y que está en conexión con una primera porción (18) de la herramienta, - una unidad de accionamiento (9) para accionar la cabeza de perforación y la primera porción hacia delante en un movimiento longitudinal mientras perfora, estando la unidad de accionamiento en conexión con una segunda porción (20) de la herramienta, y - un dispositivo de fijación (33) en conexión con la segunda porción para el apoyo de la herramienta contra la estructura o la formación y para la fijación de la herramienta en el momento de la perforación caracterizada porque la herramienta comprende también un mecanismo de control de avance (19) para controlar el movimiento longitudinal de la cabeza de perforación dentro de la formación mediante el control de un movimiento de la primera porción en relación a la segunda porción de la herramienta, en la que el mecanismo de control de avance comprende: - la segunda porción (20) dispuesta de manera fija dentro de la herramienta, en la que las primera y segunda porciones constituyen conjuntamente una primera cámara de fluido (21), - una segunda cámara de fluido (22) en conexión de fluido con la primera cámara de fluido, y - un medio de control (23) del fluido para controlar un caudal de fluido que pasa desde una cámara hasta la otra para controlar el movimiento longitudinal de la cabeza de perforación con relación a la herramienta de perforación

Campo Técnico

La presente invención se refiere a una herramienta de perforación para perforar en una formación o fondo del orificio similar, que comprende una cabeza de perforación que incorpora una barrena y una unidad de accionamiento para accionar la cabeza de perforación hacia delante en un movimiento longitudinal mientras perfora.

Antecedentes

Las herramientas de perforación son utilizadas al perforar un pozo dentro de la formación subterránea. Sin embargo, la perforación puede, así mismo, llevarse a cabo en un pozo existente para efectuar una ramificación del pozo o para perforar una válvula atascada. Un ejemplo de herramienta de perforación se divulga en el documento US 3,225,843, herramienta que está anclada a la formación mientras efectúa la perforación con el fin de transferir la mayor cantidad posible de energía disponible hacia el proceso de perforación, y aumentando con ello la potencia de perforación.

El documento US 3,088,532, el cual se corresponde con la técnica anterior más próxima, divulga el preámbulo de la reivindicación 1.

La formación subterránea puede variar en cuanto a dureza a lo largo de la formación. Así, al perforar en una parte blanda de la formación, la fuerza de perforación no necesita ser tan grande como cuando se perfora en la parte más dura de la formación. Al perforar desde una parte blanda de la formación hasta una parte más dura de la formación, una barrena situada sobre la cabeza de la perforación golpeará la formación dura lo que implicará un serio daño sobre el borde de corte individual de la barrena.

Descripción de la Invención

Un aspecto de la presente invención consiste en, al menos en parte, superar los inconvenientes de la herramienta de perforación mencionados con anterioridad, y proporcionar una herramienta de perforación mejorada que de nuevo mejore el proceso de perforación.

Este aspecto y las ventajas que resultan evidentes a partir de la descripción posterior se obtienen mediante una herramienta de perforación para perforar en una dirección de perforación dentro de una estructura, como por ejemplo un rebajo, un saliente, un reborde en curso de completarse, por encima o sobre una válvula o fondo del orificio de una formación que comprende:

en la que la herramienta de perforación comprende también un dispositivo de fijación para el apoyo de la herramienta contra la estructura o la formación y para la fijación de la herramienta al menos en la dirección de perforación.

Disponiendo un control de avance en la herramienta de perforación, el proceso de perforación puede ser controlado para que la barrena situada sobre la cabeza de perforación no golpee con dureza dentro de la formación, lo que implica un serio daño en el borde de corte individual de la barrena.

Aun cuando la función del mecanismo de control de avance es ralentizar el desplazamiento hacia delante de la cabeza de perforación, si es necesario, la utilización del mecanismo de control de avance no reduce sustancialmente la eficiencia de la perforación cuando es necesario ralentizar la perforación. Esto se debe al hecho de que la herramienta de perforación puede ser construida para que la herramienta de perforación esté en directa conexión axial con la unidad de accionamiento y el control de avance puede ser instalado rodeando el eje.

En una forma de realización, la primera o la segunda porciones pueden ser un pistón que se deslice por dentro de la otra porción que funcione como una camisa del pistón.

En otra forma de realización, el mecanismo de control de avance puede también comprender una válvula de retorno para dejar que el fluido procedente de la segunda cámara de fluido vuelva hacia el interior de la primera cámara de fluido, haciendo con ello retornar al pistón hacia su posición inicial cuando la perforación se detenga.

En otra forma de realización adicional, el medio de control de fluido puede comprender un primer medio dentado que interactúe con un segundo medio dentado situado sobre un eje de la unidad de accionamiento cuando una gota de fluido procedente de la primera cámara de fluido sea recogida por un diente del primer medio dentado, el cual, a continuación, engrana con un diente del segundo medio dentado, volviendo a transferir la gota de fluido hacia la segunda cámara de fluido.

Así mismo, el medio de control de fluido puede ser una válvula de estrangulación para proporcionar un flujo de fluido controlado desde la primera cámara de fluido hasta la segunda cámara de fluido.

Así mismo, la primera cámara de fluido puede presentar al menos un medio de resorte existente dentro de la primera cámara de fluido para forzar al pistón a retornar a su posición inicial cuando la perforación se detenga.

En otra forma de realización, la herramienta de perforación puede también comprender al menos una salida existente en la cabeza de perforación para expulsar el fluido para liberar las virutas retirándolas de la formación para alejar las virutas liberadas de la cabeza de perforación.

En otra forma de realización adicional, la cabeza de perforación puede presentar al menos dos brazos de perforación para permitir un proceso de perforación rotatorio,

Así mismo, la cabeza de perforación puede presentar unas filas con una pluralidad de barrenas.

Así mismo, la cabeza de perforación puede presentar al menos tres ruedas con barrenas que roten unas con relación a otras.

En una forma de realización, el dispositivo de fijación puede estar conectado de manera amovible a la cabeza de perforación para la traslación de la cabeza de perforación en relación con el dispositivo de fijación durante la perforación.

En otra forma de realización, el dispositivo de fijación está situado enfrente de la herramienta en la dirección de la perforación para el apoyo de la herramienta contra una estructura situada delante de la herramienta.

En otra forma de realización adicional, el dispositivo de fijación presenta una pared circular que rodea la barrena cuando la barrena está en su posición habitual antes de la perforación.

Así mismo, el dispositivo de fijación puede ser las ruedas de un tractor de fondo del orificio conectado a la herramienta.

Así mismo, el dispositivo de fijación comprende los elementos de fijación que pueden ser desplazados para presionar contra una formación en una dirección transversal a la dirección de perforación.

Así mismo, la invención se refiere a un sistema de perforación para perforar un fondo del orificio, que comprende

Breve Descripción de los Dibujos

La invención se explica con detalle más adelante con referencia a los dibujos, en los cuales:

La Fig. 1 muestra una herramienta de perforación de acuerdo con la invención, con una vista en sección transversal con un mecanismo de control de avance de acuerdo con la invención,

la Fig. 2 muestra otra forma de realización de la invención con una vista en sección transversal del mecanismo de control de avance,

la Fig. 3 muestra otra forma de realización de la herramienta de perforación,

la Fig. 4 muestra una forma de realización de...

1. Herramienta de perforación (1) para perforar en una dirección de perforación dentro de una estructura, como por ejemplo un rebajo, un saliente, o un borde en curso de culminación, por encima o sobre una válvula o de fondo del oririficio de una formación, que comprende:

- una cabeza de perforación (2) que presenta al menos una barrena (10; 30) y que está en conexión con una primera porción (18) de la herramienta, -una unidad de accionamiento (9) para accionar la cabeza de perforación y la primera porción hacia delante en un movimiento longitudinal mientras perfora, estando la unidad de accionamiento en conexión con una segunda porción (20) de la herramienta, y -un dispositivo de fijación (33) en conexión con la segunda porción para el apoyo de la herramienta contra la estructura o la formación y para la fijación de la herramienta en el momento de la perforación caracterizada porque la herramienta comprende también un mecanismo de control de avance (19) para controlar el movimiento longitudinal de la cabeza de perforación dentro de la formación mediante el control de un movimiento de la primera porción en relación a la segunda porción de la herramienta, en la que el mecanismo de control de avance comprende:

- la segunda porción (20) dispuesta de manera fija dentro de la herramienta, en la que las primera y segunda porciones constituyen conjuntamente una primera cámara de fluido (21), -una segunda cámara de fluido (22) en conexión de fluido con la primera cámara de fluido, y -un medio de control (23) del fluido para controlar un caudal de fluido que pasa desde una cámara hasta la otra para controlar el movimiento longitudinal de la cabeza de perforación con relación a la herramienta de perforación.

2. La herramienta de perforación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera o la segunda porción es un pistón que se desliza por dentro de la otra

porción que funciona como una camisa de pistón.

3. Herramienta de perforación de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el mecanismo de control de avance comprende también una válvula de retorno (24) para dejar que el fluido procedente de la segunda cámara de fluido vuelva hasta el interior de la primera cámara de fluido, haciendo retornar de esta forma el pistón a su posición inicial cuando la perforación se detiene.

4. Herramienta de perforación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el medio de control (23) del fluido comprende un primer medio dentado (25) que interactúa con un segundo medio dentado (26) situado sobre un eje (32) existente en la unidad de accionamiento cuando una gota de fluido procedente de la primera cámara de fluido es recogida por un diente del primer medio dentado, diente que, a continuación, engrana con un diente del segundo medio dentado, girando para transferir la gota de fluido hasta la segunda cámara de fluido.

5. Herramienta de perforación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el medio de control (23) del fluido es una válvula de estrangulación para proporcionar un flujo de fluido controlado desde la primera cámara de fluido hasta la segunda cámara de fluido.

6. Herramienta de perforación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que la primera cámara de fluido presenta al menos un medio de resorte

(27) existente en la primera cámara de fluido para forzar al pistón a que retorne a su posición inicial cuando la perforación se detiene.

7. Herramienta de perforación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el dispositivo de fijación (33) está situado delante de la herramienta en la dirección de perforación para el apoyo de la herramienta contra los elementos circundantes situados delante de la herramienta.

8. Herramienta de perforación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el dispositivo de fijación (33) presenta una pared circundante cilíndrica que rodea la barrena (30) cuando la barrena está en su posición inicial antes de la perforación. 9. Herramienta de perforación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el dispositivo de fijación 33 comprende dos elementos de fijación que pueden ser desplazados para presionar contra la formación en una dirección transversal con respecto a la dirección de perforación. 5 10. Sistema de perforación para perforar un fondo del orificio que comprende: - una herramienta de perforación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y 10 - una herramienta de accionamiento, como por ejemplo un tractor de fondo del orificio, para desplazar la herramienta de perforación dentro del pozo. 15