BR112013025230B1

BR112013025230B1 - Unidade de acionamento de fundo de poço para inserção em um poço, sistema de fundo de poço, e uso de uma unidade de acionamento

Info

Publication number: BR112013025230B1
Application number: BR112013025230-8A
Authority: BR
Inventors: Jorgen Hallundbaek
Original assignee: Welltec A/S
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2022-03-29
Also published as: MX2013011226A; BR112013025230A2; EP2505764B1; MX339225B; RU2594403C2; MY170834A; WO2012130938A1; EP2505764B9; EP2505764A1; AU2012234256A1; CN103459759B; US9359844B2; CA2831637A1; BR112013025230B8; US20140014367A1; AU2012234256B2; CN103459759A; RU2013147727A; DK2505764T3; CA2831637C

Abstract

"UNIDADE DE ACIONAMENTO DE FUNDO DE POÇO TENDO UM MEMBRO DE MOLA PARA MONTAR UM ALOJAMENTO DE MOTOR HIDRÁULICO". A presente invenção refere-se a uma unidade de acionamento de fundo de poço (11) para inserção em um poço, compreendendo um alojamento de unidade de acionamento (51), um motor hidráulico (23) compreendendo um alojamento de motor hidráulico (93), uma montagem de roda (90) compreendendo uma parte estacionária (91) e uma parte rotacional (92), a parte estacionária sendo conectada com o alojamento de unidade de acionamento e sendo rotativamente conectada com a parte rotacional, a parte estacionária e a parte rotacional constituindo o alojamento de motor hidráulico, a parte roatacional compreendendo um anel de roda (99) fechado a partir de uma extremidade, em que a montagem de roda compreende um membro de molas (113) montando o alojamento de motor hidráulico. A presente invenção também se refere a um sistema de fundo de poço compreendendo a unidade de acionamento de acordo com a invenção e uma ferramenta operacional conectada com a unidade de acionamento para ser movida para frente em um poço ou furo de poço, bem como a um uso da unidade de acionamento de acordo com a invenção em um poço ou furo de poço para mover-se e/(...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma unidade de acionamento de fundo de poço para inserção em um poço compreendendo um alojamento de unidade de acionamento, um motor hidráulico compreendendo um alojamento de motor hidráulico, uma montagem de roda compreendendo uma parte estacionária e uma parte rotacional, a parte estacionária sendo conectada com o alojamento da unidade de acionamento e sendo conectado rotativamente com a parte rotacional. A presente invenção também se refere a um sistema de fundo de poço compreendendo uma unidade de acionamento de acordo com a invenção bem como um uso da unidade de acionamento.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Ao operar em um poço, as ferramentas usadas para a operação podem não ser submersíveis por si mesmas. Algumas ferramentas são posicionadas na frente de tubo espiralado e são acionadas para frente empurrando o tubo mais para baixo no poço. Outras ferramentas são abaixadas dentro do poço por meio de uma linha de cabos, e a gravidade assim assegurará que a ferramenta fique submersa. Portanto, nem todas as ferramentas são capazes de se mover no poço e assim precisam ser movidas para frente no poço por uma ferramenta adicional. Em particular, este é o caso na parte horizontal do poço, na medida em que a gravidade pode não ajudar no movimento.

[003] Várias ferramentas foram desenvolvidas para este propósito, inter alia uma se deslocando em uma lagarta. No entanto. Esta ferramenta tem a desvantagem que não pode sempre sustentar sua posição em partes do poço mais irregulares, e em alguns casos é impossível para tal ferramenta passar em um local onde dois tubos de poço se encontram, mas não encostam, portanto, deixando um espaço. Outra ferramenta tem rodas acionadas por meio de uma corrente de rolos e todos acionados por um motor. No entanto, se o motor é incapaz de acionar todas as rodas, a ferramenta é incapaz de se acionar ainda mais. Isto pode ser o caso se o poço tem um obstáculo e uma roda é incapaz de ser acionada através do obstáculo.

[004] Ferramentas de poço frequentemente utilizam hidráulica para realizar operações ou fornecer propulsão em ferramentas de transporte, também indicadas como tratores de poço. Suprir fluido hidráulico pressurizado em várias partes de uma ferramenta de fundo de poço exige um sistema hidráulico confiável e robusto, quando as ferramentas no poço não podem ser acessadas facilmente.

[005] Especialmente, o suprimento de fluido hidráulico em partes móveis de uma ferramenta de fundo de poço é um desafio. Além do mais, impedir que o fluido de poço sujo de entrar em partes móveis hidráulicas pode ser desafiador.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] É um objetivo da presente invenção superar total ou parcialmente as desvantagens acima e inconvenientes da técnica anterior. Mais especificamente, é um objetivo fornecer uma ferramenta de fundo de poço aperfeiçoada para mover uma ferramenta operacional para frente em todas as partes de um poço e também em poços tendo um pequeno diâmetro interno, tal como 5,39 cm, enquanto impede o fluido do poço de entrar em partes hidráulicas móveis.

[007] Os objetivos acima, junto com numerosos outros objetivos, vantagens, e aspectos, que se tornarão evidentes a partir da descrição abaixo, são alcançados por uma solução de acordo com a presente invenção por uma unidade de acionamento de fundo de poço para inserção em um poço, compreendendo: - um alojamento de unidade de acionamento, - um motor hidráulico compreendendo um alojamento de motor hidráulico, e - uma montagem de roda compreendendo uma parte estacionária e uma parte rotacional, a parte estacionária sendo conectada com o alojamento de unidade de acionamento e sendo rotativamente conectado com o alojamento de unidade de acionamento e sendo rotativamente conectada com a parte rotacional, a parte estacionária e a parte rotacional constituindo o alojamento de motor hidráulico, a parte rotacional compreendendo um anel de roda fechado a partir de uma extremidade,

[008] em que a montagem de roda compreende um membro de molas montando o alojamento de motor hidráulico.

[009] Em uma modalidade, a unidade de acionamento de fundo de poço para inserção em um poço pode compreender: - um alojamento de unidade de acionamento, - uma montagem de roda compreendendo uma parte estacionária e uma parte rotacional, a parte estacionária sendo conectada com o alojamento de unidade de acionamento e sendo rotativamente conectada com a parte rotacional, a parte estacionária e a parte rotacional constituindo o alojamento de motor hidráulico, a parte rotacional compreendendo um anel de roda fechado em uma extremidade,

[010] em que a montagem de roda compreende um membro de mola conectando a parte estacionária com a parte rotacional ou conectando uma primeira parte da parte rotacional com uma segunda parte da parte rotacional.

[011] O dito membro de mola pode montar o alojamento de motor hidráulico conectando a parte estacionária com a parte rotacional ou conectando uma primeira parte da parte rotacional com uma segunda parte da parte rotacional.

[012] Fechando a roda por meio de um membro de mola, o alojamento de roda é capaz de funcionar também como o alojamento de motor hidráulico na medida em que o alojamento de roda pode ser feito suficientemente apertado para compreender o fluido hidráulico que flui no alojamento de motor hidráulico.

[013] Em uma modalidade, a primeira parte pode ser o anel de roda e a segunda parte pode ser um membro de fechamento que fecha o anel de roda a partir de uma extremidade.

[014] Adicionalmente, o anel de roda pode compreender o membro de fechamento.

[015] Além disso, a parte estacionária pode ser um anel de came do motor hidráulico.

[016] A montagem de roda pode ainda compreender um membro de vedação disposto entre a parte estacionária e a parte rotacional ou entre uma primeira parte da parte rotacional e uma segunda parte da parte rotacional.

[017] Em adição, o membro de vedação pode ser um anel de vedação, tal como um anel em O, uma camada de vedação, ou um disco de vedação.

[018] A dita camada de vedação ou disco de vedação pode cobrir a maior parte do membro de fechamento.

[019] Em outra modalidade, a montagem de roda pode ser suspensa no alojamento de unidade de acionamento.

[020] Além do mais, o membro de mola pode ser um anel de traça ou um anel de pressão.

[021] Adicionalmente, o membro de mola pode ser em formato de anel e pode ter um espaço de modo que ao inserir o anel, o anel pode ser comprimido junto para obter um diâmetro menor e então saltar de volta para seu diâmetro original quando liberado novamente.

[022] Além do mais, a parte rotacional pode compreender um anel de roda, e um mancal pode ser disposto entre o anel de came e o anel de roda.

[023] Em uma modalidade, o motor hidráulico pode ser um motor de pistão radial.

[024] A unidade de acionamento de fundo de poço de acordo com a invenção pode ainda compreender uma montagem de braço móvel entre uma posição retraída e uma posição projetada em relação ao alojamento de unidade de acionamento, e a montagem de braço pode ser conectada com ou formar parte da parte estacionária da montagem de roda.

[025] Além do mais, a unidade de acionamento de fundo de poço de acordo com a invenção pode compreender uma montagem de ativação de braço disposta no alojamento de unidade de acionamento para mover a montagem de braço entre a posição retraída e a posição projetada.

[026] Também, a montagem de roda pode ainda compreender um sistema de engrenagens planetárias.

[027] O sistema de engrenagens planetárias pode ser compreendido no alojamento de motor hidráulico.

[028] Em adição, o sistema de engrenagens planetárias pode compreender engrenagens planetárias engatando a engrenagem solar e a engrenagem de anel, as engrenagens planetárias sendo interconectadas por meio de um membro carreador.

[029] Além do mais, o motor hidráulico pode ter uma seção rotativa que é conectada com uma engrenagem solar do sistema de engrenagens planetárias.

[030] Adicionalmente, a engrenagem solar do sistema de engrenagens planetárias pode acionar várias engrenagens planetárias que são conectadas através de um membro carreador para acionar uma engrenagem de anel do sistema de engrenagens planetárias.

[031] O anel de roda pode compreender a engrenagem de anel permitindo que as engrenagens planetárias engatem e acionem o anel de roda.

[032] O dito sistema de engrenagens planetárias pode ser compreendido no alojamento de motor hidráulico.

[033] Adicionalmente, o sistema de engrenagens planetárias pode compreender uma engrenagem de anel constituída pelo anel de roda ou o membro de fechamento.

[034] Também, a seção rotativa pode compreender uma primeira engrenagem solar do sistema de engrenagens planetárias acionando várias engrenagens planetárias que são conectadas através de um membro carreador sendo conectado com ou compreendido no anel de roda, a parte estacionária pode compreender uma engrenagem de anel do sistema de engrenagens planetárias, e a engrenagem de anel pode engatar as engrenagens planetárias.

[035] Além do mais, a seção rotativa do motor hidráulico pode ser conectada com as engrenagens planetárias e as engrenagens planetárias podem ser acionadas pela seção rotativa.

[036] Além disso, a parte estacionária pode compreender a engrenagem solar do sistema de engrenagens planetárias.

[037] A parte rotacional pode compreender o anel de roda e pode ser acionada pelas engrenagens planetárias.

[038] Em adição, a seção rotativa do motor hidráulico pode compreender uma primeira engrenagem solar do sistema de engrenagens planetárias e a primeira engrenagem solar pode acionar várias primeiras engrenagens planetárias que são conectadas através de um membro carreador.

[039] Em uma modalidade, o membro carreador do sistema de engrenagens planetárias pode acionar várias segundas engrenagens planetárias e o membro carreador pode compreender a engrenagem solar engatando e acionando as segundas engrenagens planetárias.

[040] Adicionalmente, as segundas engrenagens planetárias podem ser conectadas por meio de um segundo membro carreador sendo parte da parte rotacional para rodar parte da montagem de roda.

[041] O dito segundo membro carreador pode ser conectado com a parte rotacional da montagem de roda ou pode ser parte da parte rotacional.

[042] Além do mais, a parte estacionária pode compreender a engrenagem de anel do sistema de engrenagens planetárias engatando as primeiras engrenagens planetárias e as segundas engrenagens planetárias.

[043] Também, a montagem de braço pode compreender um braço de roda e o braço de roda pode compreender canais de fluido para fornecer fluido para e do motor hidráulico através da parte estacionária.

[044] Em uma modalidade, da seção rotativa pode ser um bloco de cilindros hidráulicos.

[045] O dito motor hidráulico pode compreender pistões móveis dentro dos cilindros no bloco de cilindros hidráulicos.

[046] Também, o bloco de cilindros hidráulicos pode compreender cilindros em que um pistão se move em cada um dos cilindros, o pistão compreendendo um corpo de pistão e um mancal esférico suspenso em um corpo de pistão de modo que o mancal esférico encosta no anel de came.

[047] Adicionalmente, o bloco de cilindros hidráulicos pode compreende canais de fluido dispostos em alinhamento com os canais de fluido no braço de roda de modo que o fluido é levado do braço de roda para cilindros no bloco de cilindros hidráulicos.

[048] A unidade de acionamento de fundo de poço de acordo com a invenção pode ainda compreender uma bomba para fornecer fluido ao motor hidráulico.

[049] A presente invenção ainda se refere a um sistema de fundo de poço compreendendo a unidade de acionamento de acordo com a invenção e uma ferramenta operacional conectada com a unidade de acionamento para ser movida para frente em um poço ou furo de poço.

[050] A ferramenta operacional pode ser uma ferramenta de golpe, uma ferramenta de chave, uma ferramenta de fresagem, uma ferramenta de perfuração, uma ferramenta de medição etc.

[051] Finalmente, a presente invenção se refere a um uso da unidade de acionamento de acordo com a invenção em um poço ou furo de poço para mover-se e/ou uma ferramenta operacional para frente em um poço ou furo de poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[052] A invenção e suas muitas vantagens serão descritas em mais detalhe abaixo com referência aos desenhos esquemáticos anexos, que para o propósito de ilustração mostram algumas modalidades não limitantes e em que:

[053] a Fig. 1 mostra uma ferramenta de fundo de poço tal como uma unidade de acionamento em um poço,

[054] a Fig. 2 mostra a roda mostrada na Fig. 1 em outra vista,

[055] a Fig. 3 mostra outra ferramenta de fundo de poço tal como uma unidade de acionamento em um poço,

[056] a Fig. 4 mostra a roda mostrada na Fig. 3 em outra vista,

[057] a Fig. 5A mostra uma vista em seção transversal da roda mostrada na Fig. 1,

[058] a Fig. 5B mostra outra vista em seção transversal da roda da Fig. 5A,

[059] a Fig. 6 mostra uma montagem de ativação de braço,

[060] a Fig. 7A mostra uma vista em seção transversal de outra modalidade da roda mostrada na Fig. 3,

[061] a Fig. 7B mostra outra vista em seção transversal da roda da Fig. 7A,

[062] a Fig. 8A mostra uma vista em seção transversal de outra modalidade da roda,

[063] a Fig. 8B mostra outra vista em seção transversal da roda da Fig. 8A,

[064] a Fig. 9 mostra uma vista em seção transversal de outra modalidade da roda,

[065] a Fig. 10 mostra um sistema de fundo de poço,

[066] a Fig. 11 mostra uma vista em seção transversal de ainda outra modalidade da roda,

[067] a Fig. 12 mostra uma vista em seção transversal de parte de outra modalidade da roda,

[068] a Fig. 13 mostra uma vista em seção transversal de outra modalidade da roda,

[069] a Fig. 14 mostra uma vista em seção transversal de outra modalidade da roda compreendendo uma engrenagem dupla,

[070] a Fig. 15 mostra uma vista em seção transversal de ainda outra modalidade da roda, e

[071] a Fig. 16 mostra outra vista em seção transversal parcialmente do motor hidráulico dentro da roda.

[072] Todas as figuras são altamente esquemáticas e não necessariamente para escalar, e elas mostram somente aquelas partes que são necessárias a fim de elucidar a invenção, outras partes sendo omitidas ou meramente sugeridas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[073] A Fig. 1 mostra uma ferramenta de fundo de poço 10, tal como a unidade de acionamento 11, disposta em um revestimento 6, tendo um interior 4, em um poço ou furo de poço 5 na formação 2. A ferramenta de fundo de poço é acionada através de uma linha de cabos 9 que é conectada com a ferramenta por meio de um conector superior 13. A ferramenta de fundo de poço ainda compreende uma seção eletrônica tendo dispositivos eletrônicos de desvio de modo 15 e dispositivos eletrônicos de controle 16 antes da eletricidade ser suprida a um motor elétrico 17 acionando uma bomba hidráulica 18. Na Fig. 1, a ferramenta de fundo de poço é uma unidade de acionamento 11 tendo um alojamento de unidade de acionamento 51 m que as montagens de roda 90 são conectadas de modo suspenso. A unidade de acionamento 11 é dividida em várias seções 54 e é conectada com um dispositivo de compensação 20 para compensar a pressão dentro da unidade de acionamento de modo que uma alta pressão não resulta no abaulamento para fora do alojamento de unidade de acionamento ou desmonte para dentro.

[074] Como mostrado na Fig. 1, parte da montagem de roda 90 se projeta do alojamento de unidade de acionamento 51 e a outra parte permanece em uma fenda 117 no alojamento da unidade de acionamento como mostrado na Fig. 2. A montagem de roda 90 compreende uma parte estacionária 91 e uma parte rotacional 92. A parte estacionária 91 é conectada com o alojamento da unidade de acionamento 51 e é rotativamente conectada com a parte rotacional 92.

[075] Na Fig. 3, a ferramenta de furo de poço é também uma unidade de acionamento 11 tendo um alojamento de unidade de acionamento 51 em que as montagens de braço 60 são movidas entre uma posição retraída e uma posição projetada em relação ao alojamento da unidade de acionamento 51 ao longo de um eixo longitudinal da unidade de acionamento 11 por meio de fluido da bomba de fluido. Na Fig. 3, uma montagem de braço 60 é mostrado em sua posição projetada. Como mostrado na Fig. 4, parte da montagem de braço 60 se projeta do alojamento da unidade de acionamento 51 e a outra parte é conectada com a montagem de roda 90. A montagem de roda 90 compreende uma parte estacionária 91 e uma parte rotacional 92. A parte estacionária 91 é conectada com a montagem de braço 60 ou forma parte da montagem de braço e é rotativamente conectada com a parte rotacional 92.

[076] A unidade de acionamento 11 pode ser inserida em um poço e se impele para frente e é assim capaz de mover uma ferramenta operacional para frente no poço. A fim de ser capaz de se impulsionar e impulsionar a ferramenta operacional 12, a unidade de acionamento compreende várias montagens de roda 90, cada uma suspensa diretamente no alojamento de unidade de acionamento 51 ou disposta em uma primeira extremidade 88 da montagem de braço 60 mais afastada da extremidade 89 mais perto do alojamento da unidade de acionamento 51 quando o braço está em sua posição projetada, como mostrado nas Figs. 3 e 4.

[077] A parte rotacional 92 é conectada fixamente com ou forma parte de um anel de roda 99 que é a parte mais externa da montagem de roda 90 que contata uma superfície interna do revestimento 6 ou furo de poço 5. Em seu exterior, o anel de roda 99 tem as endentações 110 para obter um agarre melhor na parede do revestimento ou na parede do furo de poço, como mostrado nas Figs. 2 e 4. O anel de roda 99 ode também ter qualquer meio melhorado de fricção, tais como pontas ou ranhuras, e o anel de roda pode compreender meios de melhorar a fricção feitos de borracha, elastômero, etc.

[078] Nas Figs. 5A e 5B, as montagens de roda 90 são diretamente suspensas no alojamento da unidade de acionamento 51, como mostrado nas Figs. 1 e 2. Assim, a parte estacionária 91 é suspensa no alojamento da unidade de acionamento 51 e compreende canais de fluido para suprir fluido para e do motor hidráulico 23. a montagem de roda 90 roda em torno de um eixo de rotação de roda 33. A fim de ser capaz de se impelir para frente no poço, cada montagem de roda 90 compreende um motor hidráulico 23. O motor hidráulico 23 tem um alojamento de motor hidráulico 93 e uma seção rotativa 84 conectada com a parte rotacional 92 para rodar parte da montagem de roda 90 e assim acionar o anel de roda 99 e a unidade de acionamento 11 para frente no poço. Como mostrado, a parte estacionária 91 e a parte rotacional 92 constituem o alojamento de motor hidráulico 93, e a montagem de roda 90 compreende um membro de mola 113 conectando a parte estacionária 91 com a parte rotacional 92 a fim de montar o alojamento de motor hidráulico 92 e assim a montagem de roda 90. O membro de mola 113 é um anel de pressão ou um anel de trava sendo um elemento em formato de anel tendo um espaço de modo que ao inserir o anel, o anel pode ser apertado para obter um diâmetro externo menor e então saltar para trás para seu diâmetro original quando liberado novamente em uma ranhura com a qual deve engatar.

[079] Nas Figs. 5A e 5B, a parte estacionária 91 é um anel de came 24 do motor hidráulico 23 e o anel de roda 99 é fechado de uma extremidade e aberto na outra extremidade para engatar a circunferência externa do anel de came 24. O anel de roda 99 tem uma ranhura 114 em que o anel de pressão 113 é inserido para engatar e prender um flange projetado 120 de um anel de flange 132 (como mostrado na Fig. 5A) ou o anel de came 24 (como mostrado na Fig. 5B) no anel de roda 99. Um membro de vedação 27CV está disposto entre o anel de flange 132 e o anel de came. Em uma segunda ranhura 121 no anel de roda 99, um membro de vedação 27 está disposto de modo a vedar entre o anel de came 24 e o anel de roda 99 quando comprimidos juntos pelo anel de pressão 113.

[080] Tendo um anel de pressão 113 para conectar o anel de roda 99 e o anel de came 24, o alojamento de motor hidráulico 93 é montado em uma maneira simples sem usar, por exemplo, uma conexão de parafuso que pode se tornar permeável quando a roda é usada, e fluido de posso sujo pode assim entrar no alojamento do motor e pequenos fragmentos no fluido de poço podem arruinar a função do motor e assim a rotação da roda. Além do mais, a vedação entre o anel de roda 99 e o anel de came 24 pode ser uma vedação de face e o membro de vedação pode ser um anel em O convencional que é facilmente substituído.

[081] A parte estacionária 91 e a parte rotacional 92 constituem o alojamento de motor hidráulico 93, em que a seção rotativa 84 do motor hidráulico 23 roda em relação ao anel de came 24 acionando a parte rotacional 92 da montagem de roda 90. Assim, o anel de came 24 é estacionário e um mancal esférico 36A está disposto em um exterior do anel de came 24 entre o anel de came 24 e o anel de roda 99 a fim de fornecer uma transição simples e substancialmente livre de fricção entre o anel de roda rotativo e o anel de came estacionário. Dispondo a transição entre a parte rotacional 92 e a parte estacionária 91 da montagem de roda 90 entre o anel de came 24 e o anel de roda 99, é fornecida uma transição mais livre de fricção em que um mancal esférico 36A pode estar disposto entre os mesmos. Além do mais, é fornecido um alojamento de modo hidráulico mais a prova de fluido. Nas Figs. 5A- 7, o mancal entre o anel de roda 99 e o anel de came 24 é um mancal esférico, mas em outra modalidade, o mancal pode ser outro mancal fornecendo uma transição substancialmente livre de fricção entre o anel de came 24 e o anel de roda 99.

[082] Na Fig. 6, é mostrada a montagem de ativação de braço 41 que está disposta no alojamento de unidade de acionamento 51, como indicado na Fig. 1, para mover as montagens de braço entre uma posição retraída e uma posição projetada. A montagem de braço é presa em uma extremidade de um elemento de manivela 71 que é rodada em torno de um eixo de rotação 32, como indicado pelas setas. Esta extremidade é conectada de modo rotativo em relação ao alojamento, e a outra extremidade do elemento de manivela 71 é movido ao longo do eixo longitudinal da unidade de acionamento 11 por meio de um pistão 47 se movendo em um alojamento de pistão 45. O pistão é movido em uma primeira direção por meio de fluido hidráulico suprido através do canal 80 por meio da bomba e em uma segunda direção oposta por meio de um membro de mola 44.

[083] As montagens de braço 60 são movidas para dentro e para fora do alojamento de unidade de acionamento 51 entre as posições projetadas e retraídas por meio de uma montagem de ativação de braço 41 disposta no alojamento de unidade de acionamento 51 como indicado pelas linhas pontilhadas. As montagens de ativação de braço 41 são acionadas pela bomba hidráulica para mover as montagens de braço 60 através de um cilindro hidráulico 42c. A unidade de acionamento 11 é mais frequentemente usada para mover uma ferramenta operacional em uma posição específica no poço ou apenas para frente no poço enquanto uma operação é realizada, tal como movendo uma ferramenta de medição para frente enquanto mede dados de fluido e formação a fim de otimizar a produção de fluido de óleo do poço. Outra ferramenta operacional 12 poderia também ser uma ferramenta de golpe fornecendo uma força axial em um ou mais golpes, uma ferramenta de chave abrindo ou fechando válvulas no poço, ferramentas de posicionamento tal como um localizador de colar de invólucro (CCL), uma ferramenta de fresagem ou ferramenta de perfuração, etc. A ferramenta operacional é conectada através de um conector 14.

[084] As Figs. 7A e 7B mostram uma vista em seção transversal da montagem de roda nas Figs. 3 e 4. A montagem de roda 90 é conectada com o alojamento de unidade de acionamento 51 por meio de um braço de roda 81 da montagem de braço 60, como mostrado nas Figuras 3 e 4. Como mostrado, a montagem de roda 90 compreende um motor hidráulico 23 compreendendo um alojamento de motor hidráulico 93 constituído pela parte estacionária 91 e a parte rotacional 92. O motor hidráulico 23 compreende uma seção rotativa 84 conectada com a parte rotacional 92 para rodar a parte da montagem de roda 90.

[085] A montagem de roda 90 compreende um membro de fechamento 26 fechando o anel de roda 99 de uma extremidade 111, e o motor hidráulico 23 é assim encerrado pelo braço de roda 81, o anel de roda 99, o membro de fechamento 26 e os elementos de vedação 27B entre os mesmos para fornecer uma conexão vedada e um alojamento de motor hidráulico substancialmente apertado. O membro de fechamento é preso no anel de roda por meio de um anel de pressão 113 disposto em uma ranhura no anel de roda prendendo um flange 115 do membro de fechamento para encostar em um membro de vedação 27B. Desta maneira, o fluido de poço que circunda a unidade de acionamento é mantido fora do alojamento de motor hidráulico 93. O motor hidráulico 23 é assim compreendido no mesmo alojamento que a montagem de roda 90 de modo que o alojamento de motor e o alojamento de roda são o mesmo alojamento e assim a mesma câmara de fluido. a solução da presente invenção é assim muito compacta a fim de que a montagem de braço 60 com a montagem de roda 90, quando retraídas no alojamento de unidade de acionamento 51, somente ocupa pouco espaço, de modo que o diâmetro da unidade de acionamento 11, e assim da ferramenta de fundo de poço, não é substancialmente aumentada quando existem rodas na extremidade dos braços 60 da unidade de acionamento 11.

[086] A unidade de acionamento 11 tem um diâmetro de unidade Du, como mostrado na Fig. 1, e a montagem de roda 90 tem um diâmetro de roda Dw e uma largura W, como mostrado na Fig. 2, a largura W sendo menor que 1/2 do diâmetro da unidade, de preferência menos que 1/3 do diâmetro da unidade, mais preferivelmente menos que 1/4 do diâmetro da unidade.

[087] O membro de fechamento 26 está diretamente conectado com o bloco de cilindros hidráulicos para transmitir a força rotacional do motor hidráulico 23 para o anel de roda 99 a fim de mover a unidade de acionamento 11 para frente no poço. Nas Figs. 7A e 7B, o motor hidráulico 23 é um motor de pistão radial em que a seção rotativa 84 é um bloco de cilindros hidráulicos. O bloco de cilindros hidráulicos tem cilindros 83 em que pelo menos quatro pistões 82 se movem radialmente em relação a um eixo rotacional de roda da montagem de roda 90 para fornecer a força rotacional. O braço de roda 81 compreende canais de fluido 85 para fornecer fluido para e do motor hidráulico 23 através da parte estacionária 91 da montagem de roda 90.

[088] A montagem de roda 90 das Figs. 8A-9 ainda compreende um sistema de engrenagens planetárias 95, compreendido no alojamento de motor hidráulico 93, e uma seção rotativa 84 do motor hidráulico 23 é conectada com uma engrenagem solar 96 do sistema de engrenagens planetárias 95 por meio de parafusos 87.

[089] As Figs. 8A e 8B mostram uma vista em seção transversal da montagem de roda 90 disposta em uma extremidade da montagem de braço, como mostrado nas Figs. 3 e 4, em que a montagem de roda 90 também compreende um motor hidráulico 23 onde a parte estacionária 91 e a parte rotacional 92 constituem o alojamento de motor hidráulico 93 do motor hidráulico 23. A montagem de braço 60 compreende o braço de roda 81, e a parte estacionária 91 constitui parte do braço de roda 81 na medida em que o anel de came 24 é formado como parte do braço de roda 81.

[090] Também, nas Figs. 7A-9, o motor hidráulico 23 é um motor de pistão radial em que a seção rotativa 84 é um bloco de cilindros hidráulicos tendo cilindros 83 em que pelo menos seis pistões 82 se movem radialmente em relação a um eixo rotacional de roda da montagem de roda 90. O braço de roda compreende canais de fluido 85 para fornecer fluido para e do motor hidráulico 23 através da parte estacionária 91 da montagem de roda 90 a fim de rodar a roda 61 (mostrada nas Figs. 1 e 3) da unidade de acionamento e assim a unidade de acionamento.

[091] Nas Figs. 5A, 7A e 8A, os pistões se movem nos cilindros forçados para fora pelo fluido hidráulico a partir do canal de fluido 86 no bloco de cilindros hidráulicos 84. Isto é devido ao fato de que os canais de fluido 85 na parte estacionária 91 são dispostos opostos aos canais de fluido 86 no bloco de cilindros hidráulicos 84 de modo que o fluido flui dentro da parte traseira do cilindro e força o pistão para fora. Outros pistões no bloco de cilindros hidráulicos 84 são movidos em direção oposta por lóbulos no anel de came forçando os pistões de volta para o cilindro como mostrado nas Figs. 5B, 7B e 8B. Nas Figs. 5B, 7B e 8B, outros canais de fluido 85 na parte estacionária 91 são dispostos opostos à frente do cilindro de modo que o fluido no cilindro pode ser esvaziado e o pistão movido para o centro do bloco de cilindros hidráulicos 84. Desta maneira, o bloco de cilindros hidráulicos 84 roda.

[092] Como mostrado nas Figs. 8A e 8B, um mancal esférico 36B está disposto entre um eixo projetado 112 da parte estacionária 91 da montagem de roda 90 e a seção rotativa 84 do motor hidráulico 23. A haste está disposta de modo estacionário dentro do bloco de cilindro hidráulico e forma parte do braço de roda 81 ou é conectado com o braço de roda 81. O mancal esférico 36B está disposto em torno da haste e em um recesso no bloco de motor hidráulico.

[093] O membro de fechamento 26 tem endentações combinando com recessos no bloco de cilindros hidráulicos para transmitir a força rotacional do bloco de cilindros hidráulicos para o anel de roda 99. Na Fig. 9, o bloco de cilindros hidráulicos aciona o anel de roda por meio do membro de fechamento 26. Na Fig. 9, o membro de fechamento 26 é preso no anel de roda 99 por meio do anel de pressão 113 disposto em uma ranhura 114 do anel de roda 99 para manter um flange projetado 115 do membro de fechamento firmemente preso no anel de roda 99. Entre o flange do membro de fechamento 26 e o anel de roda 99, um membro de vedação 116 está disposto para vedar o alojamento de motor. A fim de transmitir a força rotacional do bloco de motor hidráulico 84, o membro de fechamento 26 compreende projeções que são flanges aumentando o diâmetro do membro de fechamento 26, as projeções correspondendo com endentações no anel de roda 99.

[094] Nas Figs. 5A-5B e 8A-8B, o sistema de engrenagens planetárias 95 compreende uma engrenagem de anel 96 presa no bloco de cilindros hidráulicos rotativos por meio de parafusos. A engrenagem solar 96 aciona as engrenagens planetárias 97 que são conectadas através de um membro carreador 37, tal como uma placa de suporte, permitindo que o membro carreador 37 acione uma engrenagem de anel 98 do sistema de engrenagens planetárias 97 para engatar e acionar o anel de roda 99. O membro carreador 37 é aparafusado na parte estacionária 91 e é assim estacionária. As engrenagens planetárias rodam em torno de um eixo rotacional de engrenagem planetária 34 e são rotativamente conectadas com o membro carreador 37 através de um mancal esférico 36B disposto entre uma parte projetada da placa de suporte 37 e um furo na engrenagem planetária. As engrenagens planetárias engrenam com o anel de roda 99 que, consequentemente, funciona como a engrenagem de anel 98 do sistema de engrenagens planetárias 95.

[095] O sistema de engrenagens planetárias 95 é compreendido no alojamento de motor hidráulico 93 e é conectado diretamente no bloco de motor hidráulico. Assim, o fluido hidráulico dentro do bloco de cilindro hidráulico também circunda as engrenagens do sistema de engrenagens planetárias 95 na medida em que são compreendidas no mesmo alojamento de motor. Dispondo o sistema de engrenagens planetárias 95 diretamente no alojamento de motor hidráulico 93, a largura W da roda ao longo do eixo rotacional 33 da montagem de roda 90 é substancialmente reduzida em relação a uma solução onde um sistema de engrenagens planetárias está disposto fora do alojamento de motor hidráulico 93, por exemplo, em um alojamento separado compreendendo o alojamento de motor. Uma pequena largura de roda fornece um diâmetro menor Du da unidade de acionamento, permitindo que a unidade de acionamento entre também em poços de pequenos diâmetros.

[096] Na Fig. 9, a engrenagem solar 96 é fornecida como parte do bloco de cilindro hidráulico, as engrenagens planetárias engrenam com o membro de fechamento 2, que, consequentemente, funciona como a engrenagem de anel 98 no sistema de engrenagens planetárias 95. Assim, o anel de roda 99 é acionado pelo bloco de cilindro hidráulico acionando as engrenagens planetárias 97 que acionam o membro de fechamento 26 acionando o anel de roda 99.

[097] As engrenagens planetárias 97 são conectadas através do membro carreador 37 que é conectado na parte estacionária 91, tornando-o estacionário. Além do mais, quatro mancais esféricos 36B são dispostos entre a parte projetada 112 da parte estacionária 91 e a seção rotativa do motor hidráulico. Desta maneira, a engrenagem solar 96 pode ser feita como parte da seção rotativa.

[098] A Fig. 11, os canais de fluido para fornecer fluido para o motor hidráulico no alojamento de roda são dispostos de modo diferente daquele na Fig. 9 para permitir o suprimento radial do canal de fluido para o bloco de motor hidráulico.

[099] O anel de roda 99 roda em torno da parte estacionária 91, e um mancal esférico 36A está disposto entre os mesmos. Na Fig. 12, o mancal esférico 36A compreende duas fileiras de esferas 134. Em outra modalidade, os mancais esféricos 36A, 36B podem ser substituídos por mancais de agulha. Como pode ser visto na Fig. 12, os pistões 82 do motor hidráulico compreendem mancais esféricos 131 dispostos em uma extremidade oposta à extremidade do pistão 82 movendo dentro do cilindro.

[0100] Na Fig. 13, a seção rotativa compreende a primeira engrenagem solar 96 do sistema de engrenagens planetárias 95 de modo que a engrenagem solar forma parte da seção rotativa 84 do motor hidráulico 23 e aciona as várias engrenagens planetárias 97 que são conectadas através do membro carreador 37. o membro carreador 37 é conectado com o anel de roda 99, e a parte estacionária 91 compreende a engrenagem de anel 98 do sistema de engrenagens planetárias 95, permitindo que a engrenagem de anel 98 engate as engrenagens planetárias 97 acionando o membro carreador 37 e assim o membro de fechamento do anel de roda. A engrenagem de anel 98 é presa na parte estacionária 91 e é assim estacionária.

[0101] Na Fig. 15, a seção rotativa 84 do motor hidráulico é conectada com as engrenagens planetárias 97, e as engrenagens planetárias são assim acionadas pela seção rotativa em torno da engrenagem solar 96 presa em uma parte central 112 da parte estacionária 91. a engrenagem solar 96 é presa na parte central 112 em torno da qual a seção rotativa 84 do motor hidráulico roda. A seção rotativa 84 tem projeções conectadas com as engrenagens planetárias 97 através dos mancais esféricas 36C. As engrenagens planetárias 97 engatam a engrenagem de anel 98 que forma parte do membro de fechamento 26 conectado com o anel de roda 99 através de um anel de pressão 113. A seção rotativa 84 roda as engrenagens planetárias 97 rodando em torno da engrenagem solar estacionária 96 engatando a engrenagem de anel 98 sendo compreendido no membro de fechamento 26.

[0102] Na Fig. 14, a montagem de roda 90 compreende um sistema de engrenagens duplo. A seção rotativa 84 do motor hidráulico 23 compreende a primeira engrenagem solar 96 do sistema de engrenagens planetário 95. Assim, a engrenagem solar 96 é uma parte projetada da seção rotativa 84 e aciona várias primeiras engrenagens planetárias 97 que são conectadas através de um membro carreador 37. O membro carreador 37 tem projeções em um lado conectadas com as primeiras engrenagens planetárias 97 do sistema de engrenagens planetárias 95 através dos mancais esféricos 36C. No outro lado, o membro carreador 37 tem uma parte projetada formando uma segunda engrenagem solar 96B acionando várias segundas engrenagens planetárias 97B. As primeiras engrenagens planetárias 97 e as segundas engrenagens planetárias 97B engatam uma engrenagem de anel estacionária 98 conectada fixamente com a parte estacionária 91 por meio de parafusos. A engrenagem de anel 98 é também usada para prender o mancal esférico 36A entre o anel de roda 99 e a parte estacionária 91.

[0103] As segundas engrenagens planetárias 97B são conectadas por meio de um segundo membro carreador 137 que é parte do membro de fechamento sendo conectado com o anel de roda 99 por meio de um anel de encaixe 113 para rodar parte da montagem de roda 90. Assim, o segundo membro carreador 137 é conectado com a parte rotacional 92 da montagem de roda 90 ou é parte da parte rotacional 92.

[0104] Na Fig. 16, a montagem de roda 90 é vista em uma vista parcialmente em seção transversal mostrando o anel de came 24 e os pistões 82 do motor hidráulico. O membro de fechamento 26 foi removido para propósitos ilustrativos. Como pode ser visto, os pistões 82 se movem em cada um dos cilindros 83 no bloco de cilindros hidráulicos. Cada pistão 82 compreende um corpo de pistão 88 e um mancal esférico 121 é suspenso no corpo do pistão de modo que o mancal esférico 121 contata a superfície interna do anel de came 24. Quando um pistão 82 é forçado para fora por fluido hidráulico nos canais de fluido 86, outro pistão é forçado para dentro no cilindro na direção do eixo rotacional da seção rotativa do motor hidráulico pelo anel de came 24.

[0105] Além do mais, os canais de fluido 86 no bloco de cilindros hidráulicos suprindo fluido ao motor são substancialmente paralelos ao eixo rotacional da roda. O braço de roda 81 compreende canais de fluido 85 alinhados com os canais de fluido 86 no bloco de cilindros hidráulicos de modo que o fluido pode fluir livremente a partir do braço para o motor quando o fluido é suprido para forçar o pistão 82 do motor de pistão hidráulico radialmente para fora. No entanto, os canais de fluido 85, 86 são desalinhados quando o pistão 82 não é mais movido para fora. Então os canais de fluido foram movidos para o pistão seguinte a ser forçado para fora a fim de acionar a seção rotativa 84 do motor hidráulico para rodar em torno do eixo rotativo. Somente os canais que suprem fluido ao motor são mostrados. No entanto, outros canais são dispostos no braço para o fluido fluir dentro dos ditos outros canais quando o cilindro é esvaziado quando o pistão 82 se move para dentro na direção do eixo rotacional. Tendo os canais de fluido do bloco de cilindros hidráulicos substancialmente paralelos ao eixo rotacional da roda, os canais de fluido são muito mais fáceis de fabricar.

[0106] A fim de ser capaz de rolar ao longo do anel de came 24, os pistões que se movem nos cilindros do bloco de cilindros hidráulicos são fornecidos com um mancal esférico 131. A parte central do mancal esférico é suspensa em um corpo de pistão do pistão e uma parte mais externa do mancal esférico encosta no anel de came, o mancal esférico assim sendo capaz de rodar em relação ao pistão.

[0107] A invenção ainda se refere a um sistema de fundo de poço como mostrado na Fig. 10, em que a unidade de acionamento 11 é conectada a uma ferramenta operacional que, neste caso, é uma ferramenta de medição medindo dados de fluido e formação.

[0108] Por fluido de poli entende-se qualquer tipo de fluido que pode estar presente em poços de óleo ou gás, tal como gás natural, óleo, lama de óleo, óleo cru, água, etc. Por gás entende-se qualquer tipo de composição de gás presente em um poço, conclusão, ou furo aberto, e por óleo entende-se qualquer tipo de composição de óleo, tal como óleo cru, um fluido contendo óleo, etc. Os fluidos gás, óleo e água podem assim compreender outros elementos ou substâncias diferentes de gás, óleo e/ou água, respectivamente.

[0109] Por invólucro entende-se qualquer tipo de cano, tubo, tubular, revestimento, coluna, etc. usado em fundo de poço em relação à produção de óleo ou gás natural.

[0110] Embora a invenção tenha sido descrita acima em conexão com as modalidades preferidas da invenção, será evidente para uma pessoa versada na técnica que várias modificações são concebíveis sem se afastar da invenção como definida pelas reivindicações seguintes.

Claims

1. Unidade de acionamento de fundo de poço (11) para inserção em um poço, compreendendo: um alojamento de unidade de acionamento (51), e uma montagem de roda (90) compreendendo uma parte estacionária (91) e uma parte rotacional (92), a parte estacionária (91) sendo conectada com o alojamento de unidade de acionamento (51) e sendo rotativamente conectado com a parte rotacional, caracterizada pelo fato de que: a montagem de roda (90) compreende adicionalmente um motor hidráulico (23) compreendendo um alojamento de motor hidráulico (93), a parte estacionária e a parte rotacional constituindo o alojamento de motor hidráulico, a parte rotacional compreendendo um anel de roda (99) fechado a partir de uma extremidade, em que a montagem de roda compreende um membro de mola (113) conectando a parte estacionária com a parte rotacional ou conectando uma primeira parte (122) da parte rotacional com uma segunda parte (123) da parte rotacional.

2. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira parte é o anel de roda e a segunda parte é um membro de fechamento (26) fechando o anel de roda a partir da uma extremidade.

3. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a parte estacionária é um anel de came (24) do motor hidráulico.

4. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a montagem de roda ainda compreende um membro de vedação (27, 27B, 116) disposto entre a parte estacionária e a parte rotacional ou entre uma primeira parte (122) da parte rotacional e uma segunda parte (123) da parte rotacional.

5. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o membro de mola é um anel de trava ou um anel de pressão.

6. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o motor hidráulico é um motor de pistão radial.

7. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma montagem de braço (60) móvel entre uma posição retraída e uma posição projetada em relação ao alojamento de unidade de acionamento, e em que a montagem de braço é conectada com ou forma parte da parte estacionária da montagem de roda.

8. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma montagem de ativação de braço (41) disposta no alojamento de unidade de acionamento para mover a montagem de braço entre a posição retraída e a posição projetada.

9. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a montagem de roda ainda compreende um sistema de engrenagens planetárias (95).

10. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o motor hidráulico tem uma seção rotativa (84) que é conectada com uma engrenagem solar (96) do sistema de engrenagens planetárias.

11. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que o sistema de engrenagem planetária é compreendido no alojamento do motor hidráulico.

12. Unidade de acionamento de fundo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que o sistema de engrenagem planetária compreende uma engrenagem de anel (98) constituída por um anel de roda ou um membro de fechamento.

13. Sistema de fundo de poço caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de acionamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, e compreendendo ainda uma ferramenta operacional (12) conectada com a unidade de acionamento para ser movida para frente em um poço ou furo de poço.

14. Sistema de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a ferramenta operacional é uma ferramenta de golpe, uma ferramenta de chave, uma ferramenta de fresagem, uma ferramenta de perfuração, uma ferramenta de medição, etc.

15. Uso de uma unidade de acionamento, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que é em um poço ou furo de poço para mover-se e/ou uma ferramenta operacional para frente em um poço ou furo de poço.