Guía de tubería ajustable para uso con un elevador y/o una araña.

Un aparato guía ajustable (10a, 30a) para posicionar una parte de una sarta de tubería (88) hacia unagujero de un ensamble de agarre de tubería,

que comprende:

una pluralidad de insertos guía (30, 80) en una disposición de manera general angularmente distribuida alrededordel agujero, y se puede mover radialmente entre una primera posición y una segunda posición;

en donde el aparato de agarre de tubería es por lo menos uno de un ensamble de elevador (100) y una araña (60);en donde la primera posición de la pluralidad de insertos guía (30, 80) corresponde a una primera porción dediámetro externo de la sarta de tubería (88) y la segunda posición de la pluralidad de insertos guía (30, 80)corresponde a una segunda porción de diámetro externo de la sarta de tubería (88);

en donde la pluralidad de insertos guía (30, 80) forma una superficie de manera general convergente para guiar laporción de la sarta de tubería (88) hacia el agujero del ensamble de agarre de tubería.

Guía de tubería ajustable para uso con un elevador y/o una araña Antecedentes

Campo de la Invención Una realización de la presente invención se relaciona con una guía ajustable para posicionar una parte de una sarta de tubería dentro de un ensamble de agarre de tubería, tal como un ensamble de elevador o una araña. Una realización de la presente invención se relaciona con una guía ajustable para dirigir un extremo de tubería en la parte inferior de un ensamble de elevador que se baja mediante un malacate sobre una plataforma de perforación, o para centrar de manera general una conexión de tubería de tal manera que pueda pasar a través de una araña sobre una plataforma de perforación.

Antecedentes de la Técnica Relacionada Los pozos se perforan en la corteza terrestre y se completan para establecer un conducto de fluidos entre la superficie y una característica geológica específica, tal como una formación que tiene crudo o gas. Las sartas de tubería utilizadas para perforar o completar un pozo se pueden hacer a medida que pasan en un pozo perforado. Se puede cementar una sarta de revestimiento en un intervalo específico de un pozo perforado para evitar el colapso del pozo y/o la formación de flujo transversal de fluido, y para aislar el interior del pozo de fluidos geológicos corrosivos.

De manera general, se puede suspender una sarta de tubería en un pozo desde un equipo de perforación utilizando un ensamble de agarre de tubería, por ejemplo, una araña, y se alarga paso a paso al unir en forma roscada un segmento de tubería (que, para propósitos de esta descripción, puede ser un soporte de tubería que comprende una pluralidad de segmentos de tubería) en el extremo próximo de la sarta de tubería en el equipo de perforación. Luego se puede suspender la sarta de tubería alargada utilizando un segundo tipo de ensamble de agarre, por ejemplo, un ensamble de elevador que se puede soportar en forma movible desde un malacate y una torre por encima de la araña. A medida que la carga de la sarta de tubería se transfiere desde la araña hasta el malacate y la torre, la araña se puede descargar y luego desenganchar de la sarta de tubería mediante la retracción de las cuñas de araña. La sarta de tubería alargada luego se puede acortar adicionalmente en el pozo utilizando el malacate. La araña de nuevo puede enganchar y soportar la sarta de tubería dentro del pozo y puede unir un segmento de tubería adicional al nuevo extremo próximo de la sarta de tubería para alargar adicionalmente la sarta de tubería.

El alargamiento de una sarta de tubería de manera general implica agregar un segmento de tubería a la vez a una sarta de tubería existente. Utilizando un método, se asegura un segmento de tubería en una línea de elevación que eleva el segmento de tubería en la torre para posicionar el extremo distal del segmento de tubería cerca al extremo próximo de la sarta de tubería justo por encima de la araña. El extremo distal del segmento de tubería puede tener, por ejemplo, una conexión macho externamente roscada, o "extremo hembra, " del segmento de tubería, y se puede posicionar por el personal del equipo de perforación que lo recibe y lleva contra el extremo próximo de la sarta de tubería que está suspendido por la araña. El extremo próximo de la sarta de tubería puede ser, por ejemplo, una conexión hembra internamente roscada, o una conexión "extremo macho".

Un encuellador es normalmente un elemento del equipo de perforación que trabaja en la torre. El encuellador se puede asegurar a un componente estructural de la torre para evitar que se caiga mientras se inclina hasta la posición manual del extremo próximo del segmento de tubería (que puede ser una conexión internamente roscada) para alinear el extremo distal del segmento de tubería con el extremo próximo de la sarta de tubería. Se pueden utilizar tenazas de potencia para agarrar y hacer girar el segmento de tubería alrededor de su eje para hacer la conexión roscada entre el extremo distal del segmento de tubería y el extremo próximo de la sarta de tubería para alargar por lo tanto la sarta de tubería. El extremo próximo del segmento de tubería ahora conectado luego llega a ser el nuevo extremo próximo de la sarta de tubería alargada.

Después de conectar en forma roscada el segmento de tubería a la sarta de tubería, luego el encuellador puede alinear el nuevo extremo próximo de la sarta de tubería con la entrada de una guía de campana que se acopla en la parte inferior de un ensamble de elevador. El encuellador intenta posicionar el extremo próximo de la sarta de tubería para ingresar a la entrada de la guía de campana cuando el ensamble de elevador se hace descender de forma controlable hacia la araña utilizando el malacate. Después que el extremo próximo de la sarta de tubería pasa a través de la guía de campana y luego sale la guía de campana en su salida, el extremo próximo de la sarta de tubería, a continuación puede entrar al agujero entre la salida de la guía de campana y la zona de agarre del ensamble de elevador. Al hacer descender adicionalmente el ensamble de elevador luego provocará que el extremo próximo de la sarta de tubería ingrese y pase a través de la zona de agarre definida por las cuñas dentro del ensamble de elevador.

Después que el extremo próximo de la sarta de tubería es recibido a través de la zona de agarre del ensamble de elevador, las cuñas del ensamble de elevador se pueden accionar para enganchar y sujetar la sarta de tubería justo por debajo de su extremo próximo. Elevar posteriormente el ensamble de elevador utilizando el malacate eleva la sarta de tubería y descarga la araña. El malacate luego se puede utilizar para hacer descender en forma controlable el ensamble de elevador hacia la araña para posicionar el extremo próximo de la sarta de tubería justo por encima de la zona de agarre de la araña. La araña puede reenganchar y soportar la sarta de tubería para posicionar estratégicamente el extremo próximo de la sarta de tubería para recibir y conectar en forma roscada un nuevo segmento de tubería. Este método en forma de etapas para alargar una sarta de tubería se repite hasta que la sarta de tubería alcanza la longitud deseada.

La mayor parte de ensambles de agarre incluyen un tazón cónico que tiene un perfil escalonado. Un tazón cónico de perfil escalonado puede comprender un perfil escalonado o variable dentro del tazón cónico para proporcionar de manera general una convergencia en etapas de las cuñas en la superficie exterior de la sarta de tubería. La etapa inicial de convergencia puede ser una convergencia radial rápida de las cuñas sobre la superficie exterior de una sarta de tubería, seguido generalmente por una convergencia más gradual como el enganche de las cuñas, que aprietan y agarran la superficie exterior de la sarta de tubería. Aunque el diseño de perfil escalonado proporciona un ensamble de elevador más verticalmente compacto, también limita sustancialmente el rango de diámetros de tubería que se pueden sujetar por el ensamble de agarre. Las sartas de tubería tienen de manera general diámetro uniforme y espesor de pared a través de su longitud debido que a los ensambles de agarre se adaptan de manera general para agarrar solo un tamaño de tubería. Algunas formaciones geológicas, tal como zonas salinas o formaciones no consolidadas, son propensas a movimiento con relación a formaciones adyacentes, y este movimiento relativo puede necesitar el uso de tubería de pared más gruesa, más fuerte en intervalos críticos para evitar las fallas inesperadas de la sarta de tubería. Pueden estar presentes otras formaciones en un ambiente más corrosivo, necesitando por lo tanto una sarta de tubería de pared más gruesa. Un método para proteger la pared contra el daño en estas formaciones críticas es formar la sarta de tubería completa utilizando tubería más costosa y más gruesa, pero esto método resulta en un aumento sustancial en los costes.

Un método alternativo es instalar una sarta de tubería cónica, que es una sarta de tubería que tiene una o más transiciones de diámetro de tubería externa a lo largo de su longitud. Por ejemplo, una sarta de tubería cónica puede tener una primera porción con un primer espesor de pared de tubería y diámetro externo, y una segunda porción con un segundo espesor de pared de tubería y diámetro externo. La segunda porción de la sarta de tubería cónica se puede conectar para extender la longitud de la sarta de tubería cónica más allá de la longitud de la primera porción. Se puede instalar una sarta de tubería cónica en un pozo de tal manera que una porción más gruesa y más fuerte de la pared de la sarta de tubería cónica se posiciona... [Seguir leyendo]

1. Un aparato guía ajustable (10a, 30a) para posicionar una parte de una sarta de tubería (88) hacia un agujero de un ensamble de agarre de tubería, que comprende:

una pluralidad de insertos guía (30, 80) en una disposición de manera general angularmente distribuida alrededor del agujero, y se puede mover radialmente entre una primera posición y una segunda posición;

en donde el aparato de agarre de tubería es por lo menos uno de un ensamble de elevador (100) y una araña (60) ; en donde la primera posición de la pluralidad de insertos guía (30, 80) corresponde a una primera porción de diámetro externo de la sarta de tubería (88) y la segunda posición de la pluralidad de insertos guía (30, 80) corresponde a una segunda porción de diámetro externo de la sarta de tubería (88) ;

en donde la pluralidad de insertos guía (30, 80) forma una superficie de manera general convergente para guiar la porción de la sarta de tubería (88) hacia el agujero del ensamble de agarre de tubería.

2. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 1 en donde cada inserto guía (30, 80) se acopla a un retenedor de inserto guía (11) .

3. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 2 en donde los insertos guía (30, 80) se pueden retirar del retenedor de inserto guía (11) .

4. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 2 en donde por lo menos un inserto guía (30, 80) se puede posicionar en forma controlable con relación al retenedor de inserto guía (11) mediante la rotación de un eje roscado (40) que se acopla en forma roscada al inserto guía (30, 80) ; y

en donde el eje roscado (40) se acopla en forma giratoria al retenedor de inserto guía (11) .

5. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 1 en donde por lo menos un inserto guía (30, 80) se acopla en forma operable a un actuador para mover el inserto guía (30, 80) entre una posición retraída y por lo menos una posición desplegada.

6. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 1 en donde cada inserto guía (30, 80) comprende una superficie de acoplamiento de manera general inclinada (30a, 80a) para contactar y guiar la porción de la sarta de tubería (88) .

7. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 6 en donde las superficies de acoplamiento de manera general inclinadas (30a, 80a) de los insertos guía (30, 80) forman la superficie de manera general convergente para guiar la porción de la sarta de tubería (88) hacia el agujero del ensamble de agarre de tubería.

8. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 1 en donde cada inserto guía (30, 80) se puede posicionar de forma deslizable.

9. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 2 en donde el retenedor de inserto guía comprende dos o más porciones de retenedor de inserto guía que cooperan (61a, 61b) .

10. El aparato guía ajustable (10a, 30a) de la reivindicación 9 en donde cada porción de retenedor de inserto guía (61a, 61b) se articula en un ensamble de elevador (100) que tiene un agujero, y las porciones de retenedor de inserto guía (61a, 61b) son pivotables entre una configuración desplegada para posicionar los insertos guía (30, 80) para rodear de manera general el agujero y por lo menos una posición retirada para posicionar los insertos guía (30, 80) de manera general lejos del agujero.

11. Un método para posicionar una parte de una sarta de tubería (88) hacia un agujero de un aparato de agarre de tubería que comprende las etapas de:

acoplar una pluralidad de insertos guía (30, 80) que tienen una cara (30a, 80a) al aparato de agarre de tubería en una disposición de manera general angularmente distribuida alrededor del agujero a través del aparato de agarre de tubería para disponer la cara (30a, 80a) de la pluralidad de insertos guía (30, 80) radialmente hacia adentro para formar una superficie de manera general convergente;

acoplar una primera porción de diámetro externo de la sarta de tubería (88) con la cara (30a, 80a) de por lo menos uno de la pluralidad de insertos guía (30, 80) para guiar la primera porción de diámetro externo de la sarta de tubería (88) hacia el agujero del aparato de agarre de tubería; mover la pluralidad de insertos guía (30, 80) desde una primera posición hasta una segunda posición; y

acoplar una segunda porción de diámetro externo de la sarta de tubería (88) con la cara (30a, 80a) de por lo menos uno de la pluralidad de insertos guía (30, 80) para guiar la segunda porción de diámetro externo de la sarta de tubería (88) hacia el agujero de el aparato de acoplamiento de tubería;

en donde el aparato de acoplamiento de tubería comprende por lo menos uno de un ensamble de elevador (100) y una araña (60) .

12. El método de la reivindicación 11 en donde cada uno de la pluralidad de insertos guía (30, 80) se acoplan a un retenedor de inserto guía (11) .

13. El método de la reivindicación 11 en donde el método comprende adicionalmente la etapa de hacer girar

uno o más ejes roscados (40) para posicionar por lo menos uno de la pluralidad de insertos guía (30, 80) desde una posición retraída hasta una posición desplegada.

14. El método de la reivindicación 11 en donde cada de la pluralidad de insertos guía (30, 80) comprende una superficie de acoplamiento de manera general inclinada (30a, 80a) para contactar y guiar la porción de la sarta de tubería (88) .

15. Un ensamble que comprende un elevador (100) y una guía de campana (20) soportado axialmente por debajo del elevador (100) , el ensamble comprende adicionalmente el aparato guía ajustable (10a, 30a) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el ensamble tiene una pluralidad de cámaras (28) que intermedian el elevador (100) y la guía de campana (20) , cada cámara (28) para recibir por lo menos un inserto guía (30) que tiene una superficie de acople (30a) para contactar y guiar un extremo de tubería (90) .