Dispositivo de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos y de tren de vástagos y los medios de mando en rotación de estos trenes.

Dispositivo de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos (Ttu) y de tren de vástagos (Tti),

y unos medios de mando (Mro) en arrastre en rotación de por lo menos uno de los dos trenes cuando el tren de vástagos es adecuado para ser montado en rotación dentro del tren de tubos, caracterizado porque comprende:

* una porción de tubo cilíndrico (10) definida entre dos primer (11) y segundo (12) extremos, presentando dicha porción de tubo (10) una sección transversal interior por lo menos igual a la de los vástagos del tren de vástagos, y una sección transversal exterior de forma poligonal,

* unos medios (20) para conectar el primer extremo (11) de la porción de tubo cilíndrico (10) con los medios de mando (Mro),

* un manguito (30) definido entre dos primer (31) y segundo (32) extremos, comprendiendo dicho manguito una perforación pasante (33), comprendiendo dicha perforación pasante dos aberturas situadas respectivamente en los primer y segundo extremos (31, 32) del manguito (30) y presentando una sección transversal sustancialmente complementaria de la sección transversal exterior de dicha porción de tubo (10) de modo que dicha porción de tubo se introduce, por su segundo extremo (12), en la perforación pasante (33) pasando por su abertura situada a nivel del primer extremo (31) del manguito (30) y de modo que dicho manguito (30) se deslice sobre dicha porción de tubo (10) para ser adecuado para adoptar por lo menos dos primera y segunda posiciones (P1, P2),

* siendo la primera posición (P1) del manguito aquélla en la que una parte (16) de la porción de tubo (10) se introduce en la perforación pasante (33), de modo que el segundo extremo (12) de esta porción de tubo (10) se sitúe a una distancia no nula del segundo extremo (32) del manguito,

* siendo la segunda posición (P2) del manguito aquélla en la que el valor de la distancia que separa el primer extremo (31) del manguito y el primer extremo (11) de la porción de tubo (10) es inferior al valor de esta misma distancia cuando dicho manguito está en su primera posición (P1), y

* un terminal tubular (40) definido entre dos primero (41) y segundo (42) extremos, siendo la sección transversal interior de este terminal tubular por lo menos igual a la de los vástagos del tren de vástagos,

* comprendiendo el primer extremo (41) del terminal (40) una parte extrema (43) con una sección transversal exterior sustancialmente complementaria de la sección transversal de la perforación pasante (33) del manguito (30) de manera que sea adecuada para encajarse en esta perforación pasante (33) 35 pasando por su abertura situada a nivel del segundo extremo (32) del manguito (30), y

* comprendiendo el segundo extremo (42) del terminal (40) unos medios (44) para conectarlo a un extremo del tren de tubos (Ttu).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10290508.

Solicitante: ARSONNET, GÉRARD.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 18, RUE MAURICE PILLET LE ROCHER 91160 SAULX LES CHARTREUX FRANCIA.

Inventor/es: Arsonnet,Gérard.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E21B17/03 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E21 PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA.E21B PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación minera o de canteras E21C; excavación de pozos, galerías o túneles E21D ); EXTRACCION DE PETROLEO, GAS, AGUA O MATERIALES SOLUBLES O FUNDIBLES O DE UNA SUSPENSION DE MATERIAS MINERALES A PARTIR DE POZOS. › E21B 17/00 Barras o tubos de perforación; Trenes de barras flexibles; Barras de accionamiento; Collares de perforación; Barras de bombeo; Entubaciones; Columnas de producción (acoplamientos de barras en general F16D; tubos o acoplamiento de tubos en general F16L). › entre la barra o el tubo de perforación y el motor de perforación, p.ej. entre la barra de perforación y el martillo.
  • E21B19/16 E21B […] › E21B 19/00 Manipulación de barras, tuberías, tubos u otros objetos análogos en el exterior del orificio de perforación, p. ej. en la torre de perforación; Aparatos para hacer avanzar las barras o cables (medios de accionamiento en la superficie E21B 1/02, E21B 3/02). › Conexión o desconexión de acoplamientos de tubos o de juntas (E21B 19/20 tiene prioridad; llaves para tubos o herramientas análogas B25B).
  • E21B7/00 E21B […] › Procedimientos o aparatos especiales para la perforación (soportes para la máquina de perforación, p.ej. torres de perforación o mástiles, E21B 15/00).

PDF original: ES-2420859_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos y de tren de vástagos y los medios de mando en rotación de estos trenes.

La presente invención se refiere a los dispositivos de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos y de tren de vástagos y los medios de mando de arrastre en rotación de estos trenes como los que se suelen utilizar en el campo de la perforación de pozos de profundidad que puede llegar a varios cientos de metros.

Se conoce actualmente, en particular a partir del documento US-A-5.682.956 y del documento EP-A-1 936 109, para la realización de un pozo en un suelo dado y en asociación con una máquina perforadora, un sistema que comprende un tren de vástagos, una herramienta de perforación montada en cooperación con el tren de vástagos, un tren de tubos que rodea el tren de vástagos, y unos medios para arrastrar en rotación ambos trenes, estando estos últimos medios dispuestos para arrastrar en rotación el tren de tubos en un primer sentido y el tren de vástagos, dentro del tren de tubos, en un segundo sentido opuesto al primero.

En particular el documento EP 1 936 109 A1 describe un aparato de perforación provisto de una primera caja de cambios para el vástago interno y de una segunda caja de cambios para el tubo exterior. La primera caja de cambios está separada longitudinalmente de la segunda caja de cambios, formando un espacio libre entre ambos reductores, lo cual permite el acceso desde el exterior al vástago interior durante el montaje o el desmontaje del tren de vástagos.

Los medios para arrastrar en rotación ambos trenes comprenden muy esquemáticamente unos medios motores y unos medios de acoplamiento para conectar la salida de los medios motores respectivamente a los dos trenes de vástagos y de tubos.

Ahora bien, con este tipo de sistema de perforación de pozos, se plantea un problema cuando la profundidad del pozo que hay que vaciar puede alcanzar hasta uno o varios cientos de metros. En este caso, es evidente que es imposible que los dos trenes de vástagos y de tubos sean de una sola pieza. Por tanto, los vástagos y tubos que se utilizan sólo presentan varios metros de longitud y, a medida que el pozo se vacía, hay que desacoplar los medios de arrastre en rotación y los dos trenes de vástagos y de tubos, añadir un nuevo par vástago-tubo, reanudar el vaciado del pozo, y así sucesivamente hasta que el pozo haya alcanzado la profundidad deseada.

Ahora bien, como los vástagos se ponen en rotación en el interior de los tubos, se plantea entonces el problema de su desacoplamiento con los medios que los arrastran en rotación. En efecto, es impensable proceder, cada vez, a la retirada de los tubos para tener acceso a los vástagos y/o manipular los dos trenes uno con respecto a otro para añadir un nuevo par vástago-tubo.

Por tanto, se han utilizado unos sistemas de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos y de tren de vástagos y los medios de mando en arrastre en rotación de estos trenes para facilitar el acceso a los vástagos sin estar obligado a desmontar todo el tren de tubos en funcionamiento dentro de la parte de pozo ya vaciada y/o a manipularlo de una manera especial.

En particular, el solicitante ya ha realizado un dispositivo de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos y de tren de vástagos y los medios de mando en arrastre en rotación de por lo menos uno de los dos trenes, que permite resolver este problema de manera relativamente rápida y sencilla para los técnicos de la perforación.

No obstante, la presente invención tiene como objetivo realizar un dispositivo de acoplamiento que sea más fiable, más fácil de utilizar que los dispositivos de acoplamiento según las formas de realización anteriores, en particular el dispositivo de acoplamiento del solicitante mencionado, simplificando las manipulaciones en ambos trenes de vástagos y de tubos.

De manera más precisa, la presente invención tiene por objeto un dispositivo de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos y de tren de vástagos, y unos medios de mando en arrastre en rotación de por lo menos uno de los dos trenes cuando el tren de vástagos es adecuado para ser montado en rotación dentro del tren de tubos, según la reivindicación 1 adjunta.

Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto durante la descripción siguiente facilitada con referencia a los dibujos adjuntos a título ilustrativo, aunque en absoluto limitativo, en los que:

las figuras 1 y 2 representan dos esquemas básicos simplificados del dispositivo de acoplamiento según la invención entre, por una parte un conjunto de tren de tubos y de tren de vástagos, y por otra parte los medios de mando en arrastre en rotación de por lo menos uno de los dos trenes, representando la figura 1 una vista en sección longitudinal parcial con la referencia I-I en la figura 2, y representando la figura 2 una vista en sección transversal con la referencia II-II en la figura 1,

la figura 3 representa una vista en sección longitudinal con la referencia III-III en la figura 2, de una parte del dispositivo de acoplamiento según la representación de las figuras 1 y 2, aunque según un modo de realización industrial más detallado,

las figuras 4 y 5 representan dos vistas respectivamente en perspectiva caballera y en sección longitudinal de un modo de realización industrial del dispositivo de acoplamiento según la invención según las representaciones de las figuras 1 a 3, y

la figura 6 representa una vista en sección longitudinal del dispositivo de acoplamiento según la invención montado en cooperación, a modo de aplicación, entre unos medios de arrastre en rotación y dos trenes de tubos y de vástagos, estando el tren de vástagos terminado por una herramienta de perforación de pozos, estando estos tres elementos sólo representados parcialmente.

La presente invención se refiere, haciendo referencia a las figuras adjuntas, a un dispositivo de acoplamiento entre, por una parte un conjunto de tren de tubos Ttu y de tren de vástagos Tti, y por otra parte los medios de mando en arrastre en rotación Mro de por lo menos uno de los dos trenes cuando el tren de vástagos es adecuado para ser montado en rotación dentro del tren de tubos, sabiendo que, de manera ventajosa, estos medios de mando en arrastre en rotación Mro permiten arrastrar el tren de vástagos en un sentido y el tren de tubos en el sentido opuesto, y esto, de manera conocida, para una realización más sencilla del pozo.

El dispositivo de acoplamiento comprende una porción de tubo cilíndrico 10 definida entre dos primer 11 y segundo 12 extremos, presentando esta porción de tubo 10, según una característica de la invención, una sección transversal interior por lo menos igual a la de los vástagos del tren de vástagos y una sección transversal exterior de forma poligonal, como se puede observar más particularmente en las figuras 1, 2 y 4.

El dispositivo de acoplamiento comprende asimismo unos medios 20 para conectar el primer extremo 11 de la porción de tubo cilíndrico 10 con los medios de mando en rotación Mro. Estos medios de conexión 20 son conocidos por los expertos en la materia que sabrán realizarlos en función de la naturaleza de los medios de mando en rotación Mro. Por tanto, se representarán esquemáticamente en las figuras por una brida con unos medios de atornillado, aunque no se describen más ampliamente.

Se prevé asimismo un manguito 30 definido entre dos primer 31 y segundo 32 extremos y que comprende una perforación pasante 33. Esta perforación pasante comprende dos aberturas situadas respectivamente en los primer y segundo extremos 31, 32 del manguito 30, por ejemplo en su plano perpendicular al eje longitudinal 34 del manguito, y, según una característica importante de la invención, presenta una sección transversal sustancialmente complementaria de la sección transversal exterior de la porción de tubo 10 de modo que esta porción de tubo se introduce, por su segundo extremo 12, en la perforación pasante 33 pasando por su abertura situada a nivel del primer extremo 31 del manguito 30 y de modo que el manguito 30 sea adecuado para deslizarse sobre la porción de tubo 10, sin experimentar ninguna rotación alrededor de su eje longitudinal 34 con respecto a la porción de tubo 10, para ser adecuado para adoptar por lo menos dos primera y segunda posiciones P1, P2 representadas en la figura 1, respectivamente en trazos continuos y en trazos discontinuos.

La primera posición P1 del manguito 30 es aquélla en la que una parte 16 de la porción de tubo 10 se introduce en la perforación pasante 33 de modo que el segundo extremo 12 de esta porción de tubo se sitúa a una... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de acoplamiento entre un conjunto de tren de tubos (Ttu) y de tren de vástagos (Tti) , y unos medios de mando (Mro) en arrastre en rotación de por lo menos uno de los dos trenes cuando el tren de vástagos es adecuado para ser montado en rotación dentro del tren de tubos, caracterizado porque comprende:

• una porción de tubo cilíndrico (10) definida entre dos primer (11) y segundo (12) extremos, presentando dicha porción de tubo (10) una sección transversal interior por lo menos igual a la de los vástagos del tren de vástagos, y una sección transversal exterior de forma poligonal,

• unos medios (20) para conectar el primer extremo (11) de la porción de tubo cilíndrico (10) con los medios de mando (Mro) ,

• un manguito (30) definido entre dos primer (31) y segundo (32) extremos, comprendiendo dicho manguito una perforación pasante (33) , comprendiendo dicha perforación pasante dos aberturas situadas respectivamente en los primer y segundo extremos (31, 32) del manguito (30) y presentando una sección transversal sustancialmente complementaria de la sección transversal exterior de dicha porción de tubo (10) de modo que dicha porción de tubo se introduce, por su segundo extremo (12) , en la perforación pasante (33) pasando por su abertura situada a nivel del primer extremo (31) del manguito (30) y de modo que dicho manguito (30) se deslice sobre dicha porción de tubo (10) para ser adecuado para adoptar por lo menos dos primera y segunda posiciones (P1, P2) ,

* siendo la primera posición (P1) del manguito aquélla en la que una parte (16) de la porción de tubo (10) se introduce en la perforación pasante (33) , de modo que el segundo extremo (12) de esta porción de tubo (10) se sitúe a una distancia no nula del segundo extremo (32) del manguito,

* siendo la segunda posición (P2) del manguito aquélla en la que el valor de la distancia que separa el primer extremo (31) del manguito y el primer extremo (11) de la porción de tubo (10) es inferior al valor de esta misma distancia cuando dicho manguito está en su primera posición (P1) , y

• un terminal tubular (40) definido entre dos primero (41) y segundo (42) extremos, siendo la sección transversal interior de este terminal tubular por lo menos igual a la de los vástagos del tren de vástagos,

* comprendiendo el primer extremo (41) del terminal (40) una parte extrema (43) con una sección transversal exterior sustancialmente complementaria de la sección transversal de la perforación pasante

(33) del manguito (30) de manera que sea adecuada para encajarse en esta perforación pasante (33) pasando por su abertura situada a nivel del segundo extremo (32) del manguito (30) , y

* comprendiendo el segundo extremo (42) del terminal (40) unos medios (44) para conectarlo a un extremo del tren de tubos (Ttu) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte extrema (43) y el segundo extremo (42) del terminal tubular (40) están separados por una corona (45) adecuada para constituir un tope para limitar el encajado de la parte extrema (43) del terminal en la perforación pasante (33) .

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la longitud del manguito (30) , considerada entre sus primer y segundo extremos (31, 32) , es como máximo igual a la longitud de dicha porción de tubo (10) .

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende unos medios de bloqueo temporal controlables (50) para bloquear el manguito (30) en sus primera y segunda posiciones (P1, P2) sobre dicha porción de tubo (10) .

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque los medios de bloqueo temporal controlables (50) están constituidos por dos muescas (51, 52) realizadas en la pared lateral exterior de dicha porción de tubo (10) según un eje que forma un ángulo no nulo con respecto al eje longitudinal (15) de esta porción de tubo, y por un pasador (54) montado en traslación con respecto al manguito (30) en un orificio (55) realizado en la pared del manguito y secante con dicha perforación pasante (33) , de modo que sea adecuado para introducirse en una u otra de las dos muescas (51, 52) según se encuentre dicho manguito en una u otra de sus primera y segunda posiciones (P1, P2) .

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende unos medios (56) para aplicar una tensión elástica sobre dicho pasador (54) para tender a mantenerlo constantemente en la muesca (51, 52) en la que está posicionado.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la suma de la longitud de la parte (16) de porción de tubo (10) que se introduce en la perforación pasante (33) cuando el manguito (30) está en su primera

posición (P1) y de la longitud de la parte extrema (43) de dicho terminal tubular (40) , es inferior a la longitud total de la perforación pasante (33) del manguito (30) .

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende unos medios de bloqueo5 desbloqueo reversibles (60) de dicho terminal tubular (40) con el manguito (30) .

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de bloqueo-desbloqueo reversibles (60) de dicho terminal tubular (40) con el manguito (30) están constituidos por:

• por lo menos dos orificios (61, 62) realizados respectivamente en el segundo extremo (32) del manguito (30) y en el terminal tubular (40) , y

• una horquilla (63) con por lo menos dos brazos (64, 65) , siendo ambos brazos adecuados para introducirse respectivamente en dichos dos orificios (61, 62) . 15

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende además:

• por lo menos una luz (70) realizada en la pared (71) del manguito (30) ,

• un tambor (72) que rodea de manera estanca dicho manguito (30) para formar, con la pared exterior de este manguito (30) , una cámara sustancialmente anular (73) en la que desemboca dicha luz (70) , y

• unos medios de entrada (74) montados en cooperación con dicho tambor (72) y que desembocan en dicha cámara (73) sustancialmente anular.


 

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