Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza bandas absorbentes.

Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza una banda absorbente olefílica sin fin,

accionada por un equipo de superficie y tensada por un equipo del fondo de pozo colocado en la tubería de producción del pozo, en la que dicha banda absorbente (1) es enrollada en bucle sobre una polea central (2) desde un módulo de accionamiento y recogida (C) y accionada por una banda dentada doble (4) enrollada en bucle sobre seis poleas, de las cuales cinco son libres (6, 7, 8, 9 y 10) y una es una polea de accionamiento (5) colocada sobre un árbol de entrada (36), estando la banda dentada doble (4) enrollada también en bucle por encima de la banda absorbente de petróleo sobre la polea central y tensada con dos sistemas idénticos (I) con unas poleas gobernadas desde el exterior de la tubería (13).

Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza bandas absorbentes.

Campo de la invención

La invención se refiere a una unidad de extracción artificial de petróleo (con o sin gas) procedente de un pozo petrolífero, utilizando una banda absorbente fabricada en materiales oleofílicos absorbentes, que se mueven permanentemente entre dos puntos, uno está en la superficie y el otro está en la tubería de producción del pozo, bajo el nivel dinámico de petróleo.

Antecedentes de la invención

Es conocida una unidad, cuyo elemento flexible continuo (banda) de sección transversal cuadrada o circular, es enrollada en bucle varias veces sobre una polea de accionamiento. También es conocen otras dos unidades, una cuyo elemento flexible continuo (banda) es accionado entre dos ruedas dentadas de perfil especial, una que proporciona momento de torsión y la otra que es usada para comprimir la banda sobre la rueda dentada que provee momento de torsión, y la segunda unidad, cuyo elemento flexible continuo es envuelto sobre una rueda dentada que provee un momento de torsión y comprimida sobre esta rueda dentada mediante una cadena dentada cuyos dientes coinciden con aquellos de la rueda dentada.

La patente US n° 4.552.22 divulga un sistema para evacuar arena, parafina, y otra materia particulada de un pozo de petróleo, al tiempo que simultáneamente se extrae el petróleo hacia la superficie y se estimula su velocidad de producción, que comprende una serie de unidades de transporte unidas a una banda sin fin. La banda está accionada de manera positiva entre una estación de boca de pozo en la superficie y un módulo de fondo de pozo que se autocentra en la tubería del pozo. Las unidades de transporte están montadas de manera reemplazable en la banda y están diseñadas para agitar y acumular el elemento particulado en el pozo petrolífero.

Las desventajas de estas unidades están relacionadas especialmente con la baja eficiencia del sistema de accionamiento del elemento flexible continuo (banda absorbente), limitando su aplicación a pozos poco profundos (para la primera unidad) y con el esfuerzo mecánico excesivo que conduce a desgaste de banda prematuro dando como resultado un tiempo de vida de banda acortado (para las unidades de segundo tipo). Una desventaja técnica principal, común para ambos tipos, es que las unidades producen el petróleo en tanques de almacenamiento colocados en el sitio del pozo, petróleo que es transportado posteriormente con buques tanque a los centros de recogida de petróleo.

La extracción de petróleo artificial utilizando bandas absorbentes, fabricadas de acuerdo con la presente invención, elimina todas estas desventajas, ya que el nuevo sistema a de accionamiento de banda absorbente, muy eficiente, permite la extracción de petróleo (con o sin gas) de pozos poco profundos a pozos muy profundos y el petróleo es bombeado directamente al centro de recogida de petróleo por la bomba de transferencia de petróleo de diseño especial con la que la unidad está provista.

Sumario de la invención

La extracción de petróleo artificial desde un pozo utilizando una banda absorbente, de acuerdo con la presente invención, se hace de tres partes, el equipo de superficie, el equipo en el fondo de pozo y el elemento continuo y oleofílico (la banda absorbente). El equipo de superficie tiene la función para accionar la banda absorbente en un movimiento vertical permanente entre dos puntos, uno situado en la tubería de producción del pozo, bajo el nivel dinámico, y el segundo en la superficie, en la tubería de la unidad.

El equipo de superficie tiene también la función de recoger el petróleo traído a la superficie por la banda absorbente, también como el transporte de petróleo al centro de recogida de petróleo.

El equipo en el fondo de pozo tiene la función de mantener permanentemente tensas ambas ramas (ascendente y descendente) de la banda absorbente, y de impedir la torsión accidental de aquellas ramas durante la operación de introducción y fijación el equipo en el fondo de pozo en la tubería de producción de pozo o durante el funcionamiento de la unidad.

El elemento continuo y flexible (la banda absorbente) hace la conexión tecnológica entre el equipo de superficie y el equipo en el fondo de pozo. Por medio de su construcción especial y por la naturaleza de los materiales componentes, la banda absorbente asegura una cierta capacidad de transporte para la emulsión de petróleo y agua, asegurando así un caudal de petróleo crudo considerable, de acuerdo con la capacidad de producción del yacimiento de petróleo y la decisión del operador de campo petrolero.

Posteriormente, se presenta una forma de realización de la presente invención con respecto a las figuras (figura 1- 19). Otras ventajas de la presente invención serán divulgadas haciendo referencia a la descripción y a las figuras.

Breve descripción de las figuras (figuras 1-19)

A continuación, se hará referencia a las figuras adjuntas, en las cuales:

La figura 1 es la disposición física general de la unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza banda absorbente.

La figura 2 es la disposición física del equipo de superficie de la unidad de extracción artificial de petróleo presentada en la figura 1.

La figura 3 es el perfil longitudinal de la banda dentada doble utilizada para accionar la banda absorbente de petróleo.

La figura 4 es una sección longitudinal del árbol de accionamiento de la banda dentada doble.

La figura 5 es una sección transversal de la polea central de la banda absorbente de petróleo.

La figura 6 es una sección transversal de una polea libre polea (polea oscilante de banda absorbente).

La figura 7 es una vista ¡sométrica del dispositivo de ajuste de la tensión de la banda dentada doble.

La figura 8 es una sección del dispositivo de ajuste de tensión de la banda dentada doble.

La figura 9 es una vista ¡sométrica del dispositivo de ajuste de tensión de la banda de accionamiento de la correa de transferencia de petróleo.

La figura 1 es una sección a través del dispositivo de ajuste de tensión de la banda de accionamiento de la bomba de transferencia de petróleo.

La figura 11 es una sección del dispositivo de no retorno de petróleo.

La figura 12 es una vista en planta del dispositivo de fondo de pozo retorno de petróleo mostrado en la figura 11.

La figura 13 es una sección longitudinal de la bomba de transferencia de petróleo y sección longitudinal del árbol

de accionamiento de la bomba.

La figura 14 es una sección longitudinal de la bomba de transferencia de petróleo y sección transversal del árbol de accionamiento de bomba.

La figura 15 es una vista frontal del módulo de polea del fondo de la banda absorbente de petróleo que es parte del equipo del fondo de pozo (en el pozo).

La figura 16 es una vista lateral del módulo mostrado en la figura 15.

La figura 17 es una sección de la polea del fondo del módulo mostrado en la figura 15.

La figura 18 es una vista del módulo de cojinetes expansibles.

La figura 19 es una sección longitudinal del módulo de cojinete expandióle.

Descripción detallada de la invención

La invención se refiere a una unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza bandas absorbentes, como se detalla posteriormente en la presente memoria, compuesta por un equipo de superficie, marcado con "A" en la figura 1, un equipo en el fondo del pozo "B" y una banda absorbente sin fin 1, enrollada en bucle sobre la polea central del equipo de superficie 2, y sobre una polea inferior 3, que es una parte del equipo en el fondo de pozo. En su movimiento continuo, en tanto que está sumergido en petróleo dentro de la tubería de producción debajo del nivel dinámico de petróleo, la banda absorbente 1, es llenada con petróleo, petróleo que es transportado a la superficie sobre la rama ascendente de la banda 1. El equipo de superficie "A" está compuesto por dos módulos, uno marcado con "C" que acciona la banda absorbente de petróleo 1 y barre el petróleo de la banda y el segundo módulo, marcado con "D" del cual la banda absorbente de petróleo es ajustada sobre su longitud en la tubería de producción y de la cual el petróleo barrido y recolectado es bombeado a través del tubo al centro de recogida de petróleo.

El módulo "C" está provisto de una banda dentada doble especial 4, que es enrollada en bucle sobre la polea central y sobre otras seis poleas, de las cuales una, 5, es una polea de accionamiento y las otras, 6, 7, 8, 9 y 1, son poleas libres.

Dentro del módulo "C", la banda absorbente... [Seguir leyendo]

1. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza una banda absorbente olefílica sin fin, accionada por un equipo de superficie y tensada por un equipo del fondo de pozo colocado en la tubería de producción del pozo, en la que dicha banda absorbente (1) es enrollada en bucle sobre una polea central (2) desde un módulo de accionamiento y recogida (C) y accionada por una banda dentada doble (4) enrollada en bucle sobre seis poleas, de las cuales cinco son libres (6, 7, 8, 9 y 1) y una es una polea de accionamiento (5) colocada sobre un árbol de entrada (36), estando la banda dentada doble (4) enrollada también en bucle por encima de la banda absorbente de petróleo sobre la polea central y tensada con dos sistemas idénticos (I) con unas poleas gobernadas desde el exterior de la tubería (13).

2. Unidad de extracción artificial de petróleo según la reivindicación 1, en la que el petróleo es comprimido sobre las poleas (5, 6, 7, 8, 9, 1, 11 y 12) desde dicha banda absorbente de petróleo (1) enrollada en bucle sobre estas poleas y finalmente recogido de la banda con el recuperador de petróleo (14), es recogido en el fondo (c) en la parte Inferior de la tubería (13) del módulo de ajuste y bombeo (C) y es bombeado en el centro de recogida de petróleo con la bomba de transferencia de petróleo (E) integrada en el equipo de superficie (A) en el módulo de ajuste (D).

3. Unidad de extracción artificial de petróleo según las reivindicaciones 1 y 2, en la que el movimiento de la banda dentada doble (4) que acciona dicha banda absorbente de petróleo (1) y el movimiento de dicha bomba de transferencia de petróleo (E) fijada sobre el módulo (D) es generado por un electromotor (19) por medio de dos correas de transmisión, siendo la primera (21, 22 y 23) estirada desde dicho electromotor hasta el árbol de entrada (36) de la banda absorbente de petróleo (1) en el módulo de accionamiento-barrido (C), uno de los cuales es simplemente dentado y siendo la segunda correa de transmisión estirada desde dicho mismo árbol (36) hasta la bomba de transferencia de petróleo (E) sobre dos poleas (23) y (25), estando la primera polea (23) situada en el árbol de entrada (36) y estando la segunda situada sobre el árbol de accionamiento (11) de la bomba de transferencia de petróleo (E).

4. Unidad de extracción artificial de petróleo según las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha unidad presenta una banda dentada doble (4) que acciona dicha banda absorbente de petróleo y la banda dentada doble (4) tiene sobre su lado interno, unos dientes de perfil trapezoidal (d) que se ponen en contacto con las seis poleas (5, 6, 7, 8, 9 y 1) y tiene, sobre su lado externo, unos dientes de perfil (e) redondeado (semicircular) especial que se ponen en contacto con dicha banda absorbente de petróleo (1) sobre las áreas en que la banda absorbente de petróleo es enrollada en bucle sobre la polea central (2) y las poleas adyacentes (5 y 1) de tal manera que los dientes laterales externos accionan la banda absorbente de petróleo y por medio de los dientes laterales internos (d) la banda dentada doble es accionada por la polea de accionamiento (5) situada sobre el árbol de entrada (36) del módulo de accionamiento-barrido (C).

5. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 4, en la que el árbol de entrada (36) penetra en la tubería (13) y en su extremo que está en la tubería tiene montada la polea de accionamiento (5) que acciona la banda dentada doble (4) y está montada sobre dos rodamientos de rodillo (43 y 44) en una jaula de rodamiento (45) fijada en la tubería (13) y sellada internamente con los deflectores (39-49) y sellada externamente con anillos blandos (52) comprimidos por un muelle (53) sobre una cubierta (55) provista de un resalte (g) que, en caso de aparición de sobrepresión de gas procedente del pozo en la tubería, hace que los anillos de sellado (52) compriman más el muelle, lo cual incrementa la eficiencia de sellado sobre el árbol de entrada.

6. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 5, en la que dicha unidad está provista de unas poleas (2, 1, 11 y 12) sobre la cuales es enrollada en bucle la banda absorbente de petróleo (1), colocada sobre los pernos (58 y 69) sellados con los deflectores (64-66 y 71-72) y el petróleo extraído, procedente de dicha banda absorbente de petróleo, cuando esta banda es comprimida sobre la poleas, se hace pasar al volumen interno de las poleas a través de los orificios radiales (h y j) y desde ahí, al fondo de la tubería (13), donde también llega el petróleo que atraviesa los orificios longitudinales (i y k).

7. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 6, en la que el sistema de tensión (H) de la banda de accionamiento (24) de la bomba de transferencia de petróleo (E) está compuesto por una polea (73) montada sobre los rodamientos de rodillo (75) sobre un brazo (77) articulado sobre un perno (78) fijado sobre la tubería (13) del módulo de accionamiento-barrido (C) y un brazo de compresión (81) que está fijado con el tornillo (82) sobre la parte plana (1) alineada con otras partes planas (m) y situada en un área no alcanzada por el perno (81), siendo la tensión de la banda realizada al accionar el brazo (77) con el tornillo (84) que atraviesa este brazo.

8. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 7, en la que el sistema de tensión (I) de la banda dentada doble (4) está compuesto por un brazo (86) que está articulado, en un extremo, sobre la tubería (13) y en el otro extremo, está provisto de una polea de compresión (7), estando la parte central del brazo (86) dispuesta sobre un vástago roscado (9) que se puede hacer deslizar longitudinalmente

al hacer girar una campana (96) que está elásticamente unida con una caja (91) por medio de varios muelles (97), cuya deformación es el valor de la fuerza aplicada sobre el vástago del brazo (96), respectivamente sobre la polea

(7).

9. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 8, en la que el paso de la banda absorbente de petróleo (1) procedente del módulo (C) al módulo (D) del equipo de superficie (A) se realiza mediante un dispositivo de no retorno de petróleo fijado en el fondo de la tubería (13) y provisto de dos aberturas a través de las cuales pasan ambas ramas (ascendente/descendente) de la banda absorbente de petróleo (1), y siendo la rama descendente de la banda absorbente barrida por un recuperador final (14) y estando además fijada sobre el dispositivo de no retorno de petróleo (15) una lámina de metal (18) que separa el área entre las ramas de banda absorbente de manera que impide la migración del petróleo traído por la rama ascendente sobre la rama descendente, que lo devuelve a la tubería de producción del pozo.

1. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 9, en la que la bomba de transferencia de petróleo (E) que bombea el petróleo procedente de la unidad hasta el centro de recogida de petróleo es de tipo émbolo y está compuesta por una excéntrica (111) con el rodamiento de rodillo (146) montado sobre el árbol (11), un émbolo (12) y un cilindro (122, 123), dos válvulas de bola (132, 136), ambas con un asiento de bola cónico (131 y 135) montado sobre la admisión y respectivamente, unos tubos de descarga, siendo la carrera de retorno del émbolo (12) asegurada por un muelle (148) y la carrera de émbolo (12) y posteriormente, siendo el caudal de la bomba de transferencia de petróleo ajustado por un vástago roscado (149) soportado por un sistema micrométrico (15 y 152).

11. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 1, en la que el módulo (K) con la polea del fondo (3) del equipo en el fondo de pozo (B) está compuesto por dos partes (154 y 155) con dos cubiertas (158 y 159) montadas entre ellas, soportando dichas cubiertas la polea inferior (3) que está provista de unas guías para la banda absorbente de petróleo (1) compuesta por unos discos laterales.

12. Unidad de extracción artificial de petróleo que utiliza dicha banda absorbente según las reivindicaciones 1 a 11, en la que los módulos de cojinetes expansibles (L y M) están provistos de una pieza (168), en la que están previstos dos cojinetes (169 y 17) comprimidos por los muelles (171), estando dicha pieza provista de un espacio longitudinal (z) que impide la aparición del efecto pistón durante las operaciones de introducción/extracción del equipo del fondo de pozo (B) en/desde la tubería del pozo.