Aparato y método para dar servicio a un pozo de perforación.

Un aparato de servicio (100) de pozo de perforación, que comprende:



un primer mandril (228) movible longitudinalmente a lo largo de un eje central y rotatorio alrededor del eje central;

un miembro orientador (244) configurado para interferir selectivamente con el movimiento del primer mandril (228) a lo largo del eje central, en donde el primer mandril (228) comprende una pata de mula en disminución (236) que contacta selectivamente con el miembro orientador (244) de modo que a medida que el primer mandril (228) se mueve longitudinalmente hacia el miembro orientador (244), la pata de mula en disminución (236) se desliza a lo largo del miembro orientador (244);

y

un segundo mandril (266) conectado al primer mandril (228) y configurado para rotar alrededor del eje central (135) cuando el primer mandril (228) rota alrededor del eje central (135), caracterizado por que el miembro orientador (244) identifica la dirección de la gravedad.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2009/002808.

Solicitante: HALLIBURTON ENERGY SERVICES, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: P.O. Box 1431 Duncan, OK 73536 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HOWARD,ROBERT, PIPKIN,ROBERT L, HRISCU,IOSIF J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E21B43/119 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 43/00 Procedimientos o dispositivos para la extracción de petróleo, gas, agua o materiales solubles o fundibles o de una suspensión de materias minerales a partir de pozos (aplicables únicamente al agua E03B; explotación de yacimientos petrolíferos o de materiales solubles o fundibles por las técnicas de explotación minera E21C 41/00; bombas F04). › Partes constitutivas, p. ej. para localizar el emplazamiento o la dirección de la perforación.

PDF original: ES-2543988_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aparato y método para dar servicio a un pozo de perforación Los pozos de producción de hidrocarburos son estimulados a menudo mediante operaciones de fractura hidráulica en las que puede introducirse un fluido de fractura en una parte de una formación subterránea penetrada por un pozo de perforación con una presión hidráulica suficiente para crear o aumentar por lo menos una fractura en la misma. La estimulación o tratamiento del pozo de perforación de tales maneras aumenta la producción de hidrocarburos del pozo. Los equipos de fractura, tales como un dispositivo perforador, pueden incluirse en un conjunto de estimulación utilizado en el proceso de producción global. En algunos pozos, puede ser deseable crear túneles de perforación dentro de una formación.

Los túneles de perforación típicamente mejoran la producción de hidrocarburos al propagar y crear aún más fracturas dominantes y microfracturas de modo que en el pozo de perforación puede drenarse/producirse la mayor cantidad posible de hidrocarburos en un depósito de aceite y/o gas. Cuando se perfora una formación desde un pozo de perforación, o cuando se completa el pozo de perforación, especialmente los pozos de perforación que están sumamente desviados u horizontales, la orientación de las herramientas puede suponer un reto. Unas herramientas orientadas correctamente facilitan el tratamiento del pozo de perforación de modo que el pozo de perforación pueda producir eficazmente. La mejora de los métodos y los aparatos para superar tales retos puede mejorar aún más la producción de hidrocarburos. De este modo, actualmente existe la necesidad de desarrollar nuevos métodos y aparatos para orientar las herramientas utilizadas para dar servicio a un pozo de perforación.

La patente europea EP 0 313 374 describe un método para anotar registros de un pozo de perforación sumamente desviado.

El documento US 4130162 describe un aparato de servicio de pozo de perforación.

Compendio Según un primer aspecto de la invención se proporciona un aparato de servicio de pozo de perforación, que comprende un primer mandril movible longitudinalmente a lo largo de un eje central y rotatorio alrededor del eje central, un miembro orientador configurado para interferir selectivamente con el movimiento del primer mandril a lo largo del eje central, en donde el primer mandril comprende una pata de mula en disminución que contacta selectivamente con el miembro orientador de modo que a medida que el primer mandril se mueve longitudinalmente hacia el miembro orientador, la pata de mula en disminución se desliza a lo largo del miembro orientador; y un segundo mandril conectado al primer mandril y configurado para rotar alrededor del eje central cuando el primer mandril rota alrededor del eje central, en donde el miembro orientador identifica la dirección de la gravedad.

Según un segundo aspecto de la invención se proporciona un método según la reivindicación 9. Unos rasgos adicionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

En esta memoria también se describe un método para orientar una herramienta de servicio de pozo de perforación, que comprende conectar una herramienta orientadora a la herramienta de servicio de pozo de perforación, identificar una dirección predeterminada, aumentar la presión dentro de la herramienta orientadora, hacer rotar una parte de la herramienta orientadora como respuesta al aumento de presión dentro de la herramienta orientadora, y hacer rotar la herramienta de servicio de pozo de perforación como respuesta a la rotación de la parte de la herramienta orientadora.

En esta memoria también se describe un método de servicio a un pozo de perforación, que comprende conectar una herramienta orientadora a una herramienta de servicio de pozo de perforación en una orientación angular relativa seleccionada alrededor de un eje central, colocar la herramienta orientadora y la herramienta de servicio de pozo de perforación en el pozo de perforación, identificar una dirección predeterminada, hacer rotar una parte de la herramienta orientadora alrededor del eje central una cantidad que depende de la posición de la herramienta orientadora y de la dirección predeterminada y hacer rotar la herramienta de servicio de pozo de perforación como respuesta a la rotación de la parte de la herramienta orientadora.

Breve descripción de los dibujos Para un entendimiento más completo de la presente descripción y de las ventajas de la misma, ahora se hace referencia a la siguiente breve descripción, tomada en relación a los dibujos adjuntos y la descripción detallada:

La Figura 1 es una vista en sección transversal parcial esquemática de una realización de un aparato para completar un pozo de perforación en un entorno operativo;

La Figura 2 es una vista en sección transversal de un dispositivo orientador, un adaptador y un dispositivo perforador del aparato para completar el pozo de perforación de la Figura 1;

La Figura 3 es una vista en despiece ordenado del dispositivo orientador de la Figura 2;

La Figura 4 es una vista en sección transversal ortogonal del dispositivo orientador de la Figura 2 tomada en la línea A-A de la Figura 2;

La Figura 5 es una vista en sección transversal ortogonal del dispositivo orientador de la Figura 2 tomada en la línea B-B de la Figura 2;

La Figura 6 es una vista en sección transversal ortogonal parcial del dispositivo orientador de la Figura 2 tomada en la línea C-C de la Figura 2;

La Figura 7 es una vista en sección transversal ortogonal del dispositivo orientador de la Figura 2 tomada en la línea D-D de la Figura 2;

La Figura 8 es una vista en corte ortogonal del dispositivo orientador de la Figura 2;

La Figura 9 es una vista en sección transversal ortogonal del dispositivo orientador, el adaptador y el dispositivo perforador de la Figura 2 al principio de la operación de servicio de pozo de perforación;

La Figura 10 es una vista en corte ortogonal del dispositivo orientador alrededor del mandril de pata de mula al principio de la operación de servicio de pozo de perforación;

La Figura 11 es una vista en corte ortogonal del dispositivo orientador alrededor del mandril de pata de mula cuando se recibe la bola dentro y se acopla a una de las muescas de bola;

La Figura 12 es una vista en corte ortogonal del dispositivo orientador alrededor del mandril de pata de mula cuando se rota parcialmente la pata de mula en disminución;

La Figura 13 es una vista en corte ortogonal del dispositivo orientador alrededor del mandril de pata de mula cuando se rota completamente la pata de mula en disminución;

La Figura 14 es una vista en sección transversal ortogonal del dispositivo orientador, el adaptador y el dispositivo perforador de la Figura 2 durante la formación de unos túneles de perforación y unas fracturas dominantes;

y La Figura 15 es una vista en sección transversal ortogonal de una realización alternativa de un dispositivo orientador.

Descripción detallada de las realizaciones En los dibujos y en la descripción que sigue, las piezas semejantes están marcadas típicamente en la memoria descriptiva y en los dibujos con los mismos números de referencia, respectivamente. Las figuras de los dibujos no están necesariamente a escala. Ciertos rasgos de la invención se pueden mostrar exagerados a escala o de una forma en cierto modo esquemática y algunos detalles de elementos convencionales pueden no mostrarse en interés de la claridad y la concisión.

A menos que se especifique de otro modo, cualquier uso de cualquier forma de los términos "conectar", "enganchar", "acoplar", "sujetar" o cualquier otro término que describa una interacción entre elementos no tiene el sentido de limitar la interacción a una interacción directa entre los elementos y también puede incluir una interacción indirecta entre los elementos descritos. En la siguiente presentación y en las reivindicaciones, los términos "que incluye" y "que comprende" se utilizan de una manera no concluyente, y de este modo deben interpretarse en el sentido de "que incluye, pero no se limita a...". La referencia a arriba y abajo se hará con la finalidad de descripción, donde "arriba", "superior", "hacia arriba" o "aguas arriba" significan hacia la superficie del pozo de perforación y "abajo", "inferior", "hacia abajo" o "aguas abajo" significan hacia el extremo terminal del pozo, independientemente de la orientación del pozo de perforación. Los términos "zona" y "zona explotable" tal como se emplean en esta memoria se refieren dos partes separadas del pozo de perforación designadas para el tratamiento o la producción y pueden referirse a una formación entera de hidrocarburos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato de servicio (100) de pozo de perforación, que comprende:

un primer mandril (228) movible longitudinalmente a lo largo de un eje central y rotatorio alrededor del eje central;

un miembro orientador (244) configurado para interferir selectivamente con el movimiento del primer mandril (228) a lo largo del eje central, en donde el primer mandril (228) comprende una pata de mula en disminución (236) que contacta selectivamente con el miembro orientador (244) de modo que a medida que el primer mandril (228) se mueve longitudinalmente hacia el miembro orientador (244) , la pata de mula en disminución (236) se desliza a lo largo del miembro orientador (244) ;

y un segundo mandril (266) conectado al primer mandril (228) y configurado para rotar alrededor del eje central (135) cuando el primer mandril (228) rota alrededor del eje central (135) , caracterizado por que el miembro orientador (244) identifica la dirección de la gravedad.

2. El aparato de servicio (100) de pozo de perforación según la reivindicación 1, en donde el miembro orientador es una bola (244) .

3. El aparato de servicio (100) de pozo de perforación según la reivindicación 1, en donde el segundo mandril (266) está configurado para permanecer substancialmente estacionario longitudinalmente a lo largo del eje central (135) .

4. El aparato de servicio (100) de pozo de perforación según la reivindicación 1, en donde el miembro orientador

(244) orbita selectivamente alrededor del eje central (135) .

5. El aparato de servicio (100) de pozo de perforación según la reivindicación 1, en donde el miembro orientador (244) se asegura selectivamente en una posición con la menor energía potencial gravitatoria.

6. El aparato de servicio (100) de pozo de perforación según la reivindicación 1, que comprende además:

un primer alojamiento (252) que aloja al segundo mandril (266) , el primer alojamiento (252) comprende unas muescas (246) para recibir al miembro orientador (244) .

7. El aparato de servicio (100) de pozo de perforación según la reivindicación 1, en donde el primer mandril (228) comprende un ala (248) que es recibida de manera deslizante dentro de un canal (250) del segundo mandril (266) .

8. El aparato de servicio (100) de pozo de perforación según la reivindicación 1, en donde el primer mandril (228) está configurado para moverse longitudinalmente a lo largo del eje central (135) como respuesta a la presión.

9. Un método de servicio a un pozo de perforación que comprende entregar un aparato de servicio (100) de pozo de perforación según cualquiera de las reivindicaciones precedentes a una profundidad seleccionada dentro del pozo de perforación, en donde el aparato (100) comprende un dispositivo perforador (140) y un dispositivo orientador

(136) que comprende el miembro orientador (244) , y en donde el dispositivo orientador (136) identifica la dirección de la gravedad y hace rotar el dispositivo perforador (140) sobre la base de una orientación seleccionada relativa a la dirección de la gravedad alrededor de un eje central (135) .

10. Un método según la reivindicación 9, que comprende además crear unos túneles de perforación (154) que tienen la orientación en la orientación seleccionada.


 

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