ES2205011T3 - Dispositivo para controlar la presion bajo el agua. - Google Patents
Dispositivo para controlar la presion bajo el agua.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PARA CONTROLAR LA PRESION SUBACUATICA, EL DISPOSITIVO ESTA ADAPTADO PARA SU USO EN UNA INSTALACION PERFORADORA QUE COMPRENDA UN DISPOSITIVO PARA EVITAR EXPLOSIONES SUBMARINAS (1) Y UN DISPOSITIVO PARA EVITAR EXPLOSIONES SUPERFICIALES (2) ENTRE LOS CUALES SE DISPONE UN ELEVADOR (3) PARA COMUNICACION, Y PARA EL PROPOSITO DE DEFINIR UN DISPOSITIVO EN EL CUAL PUEDA EVITARSE EL USO DE UNA LINEA DE CHOQUE Y DE UNA LINEA DE NEUTRALIZACION, DE ACUERDO CON LA INVENCION SE SUGIERE QUE EL DISPOSITIVO COMPRENDA UN ELEVADOR DE ALTA PRESION Y UN TUBO DE PERFORACION DE ALTA PRESION (14) QUE ESTEN DISPUESTOS DE TAL MANERA ENTRE EL DISPOSITIVO DE PREVENCION DE EXPLOSIONES SUBMARINAS (1) Y EL DISPOSITIVO DE PREVENCION DE EXPLOSIONES SUPERFICIALES (2) QUE PUEDAN SER UTILIZADAS DOS LINEAS DE ALTA PRESION SEPARADAS COMO SUSTITUTOS PARA LA LINEA DE CHOQUE Y LA LINEA DE NEUTRALIZACION.
Description
Dispositivo para controlar la presión bajo el
agua.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para controlar la presión bajo el agua, dispositivo que está
adaptado para su uso en una instalación de perforación que comprende
protector antierupción submarino y protector antierupción de
superficie entre los cuales está dispuesto un tubo ascendente para
comunicar.
Por US 4 046 191 (Neath) se conoce un método y un
aparato usados para operación de perforación marina, en el que se
implementa un estrangulador hidráulico submarino. Un buque flotante
o una plataforma de perforación se encuentra situado en la
superficie del agua, y un conjunto de tubo ascendente se extiende
entre la plataforma y el pozo, estando dispuestos los protectores
antierupción entre ellos cerca del extremo inferior del conjunto de
tubo ascendente. De acuerdo con esta técnica anterior, al menos una
conexión de derivación proporcionará al menos un trayecto de flujo
de fluido para el fluido de alta presión que puede fluir desde el
pozo en un punto situado por debajo de por lo menos uno de los
protectores antierupción, a la porción interior inferior del
conducto ascendente en un punto situado por encima del protector
antierupción más elevado. Un medio en cada uno de los conductos de
derivación del fluido controla el flujo de fluido a través del
conducto para regular la presión de fluido en el pozo cuando los
protectores antierupción están en posición cerrada.
Cuando está funcionando dicho estrangulador
hidráulico submarino, el conjunto de tubo ascendente puede usarse
como se ha descrito en dicha publicación de patente US.
Adicionalmente se usará, de acuerdo con la técnica anterior, un tubo
ascendente corriente de baja presión que no es capaz de manejar la
formación de fluido bajo alta presión.
Por la patente US 5.199.683 (Le) es conocido un
protector antierupción que permite que la presión por encima y
debajo de los correspondientes pisones de tubo se iguale antes de
abrir los pisones de los tubos. Este tipo de protector antierupción
comprende una simple conexión de derivación entre el bloque del
pisón y el árbol del pisón. Al cerrarse el árbol del pisón obturará
el conducto de derivación en el bloque del pisón. Al abrirse se
abrirá el conducto en el bloque del pisón, y se igualará la presión
por debajo y encima del bloque del pisón. En consecuencia, la
técnica anterior en una fase de apertura del pisón del tubo
antierupción igualará la presión, pero no será relevante en conexión
con la circulación de fluido de formación.
Por la patente US 4.193.455 (Steddum y cols.) se
conoce un sistema para operaciones de perforación marina con un tren
de perforación soportado en el fondo. El sistema incluye un grupo de
protectores antierupción bajo la superficie, así como un grupo de
protectores antierupción de superficie. El grupo de protectores
antierupción de superficie se usa para controlar la presión del
pozo, mientras que el grupo bajo la superficie es para operaciones
de emergencia, cuando hay que retirar el tren del sitio de
perforación a corto plazo. Líneas de estrangulamiento y de extinción
están incluidas con el fin de permitir al personal reconectar el
tubo ascendente al pozo después de una situación de emergencia. Sin
embargo, el sistema es aplicable únicamente para perforación en
aguas poco profundas, ya que las líneas de estrangulamiento y de
extinción presentan demasiada fricción contra el flujo de los
fluidos presurizados en un entorno de aguas profundas.
Un objeto de la presente invención es
sugerir un dispositivo para controlar la presión bajo el
agua, especialmente el control de la presión de un pozo a través
de un protector antierupción submarino que se conecta a la
cabeza del pozo, y un protector antierupción de superficie que se
conecta a un tubo ascendente de alta presión.
Además, un objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo para controlar la presión bajo el agua,
especialmente en conexión con la circulación de fluido de
formación.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo para controlar la presión bajo el agua,
en el que el fluido del pozo es derivado por el grupo de protectores
antierupción para ser introducido dentro del tubo ascendente que se
encuentra encima del mismo, de tal manera que las válvulas de
estrangulamiento en el buque de superficie reduzcan la presión.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar el protector antierupción submarino de una manera
específica tal que se pueda eliminar las líneas de alta presión, es
decir, la línea de estrangulamiento y la línea de extinción que
están previstas usualmente entre el sistema de superficie y el
protector antierupción submarino para controlar un pozo
inestable.
Estos objetos son conseguidos en un dispositivo
del tipo mencionado en el preámbulo, que de acuerdo con la presente
invención se caracteriza porque el citado tubo ascendente (3)
y tubo de perforación (14) están diseñados para soportar las
mismas presiones de trabajo que los protectores antierupción (1; 2),
y el tubo ascendente (3) y tubo de perforación (14) forman dos
líneas de circulación separadas con funcionalidad de
estrangulamiento y extinción.
Otros rasgos y ventajas de la presente invención
resultarán evidentes de la siguiente descripción de una realización
de la invención, tomada en conjunción con el dibujo adjunto, así
como de las reivindicaciones anexas de la patente.
La figura 1 ilustra una realización de un
dispositivo de acuerdo con la presente invención, específicamente el
modo en que se puede disponer un protector antierupción submarino
con el fin de evitar el uso de línea de estrangulamiento y línea de
extinción.
En la figura 1 se ilustra una realización de un
dispositivo de acuerdo con la presente invención, para controlar la
presión bajo el agua, y más específicamente cómo se puede disponer
un protector antierupción submarino con el fin de evitar la línea de
estrangulamiento y línea de extinción.
Con el fin de evitar esto, se sugiere de acuerdo
con la invención usar sarta de perforación o tubo de perforación en
combinación con tubo ascendente de alta presión, todo ello adaptado
para ser usado como línea de estrangulamiento y línea de
extinción.
Ya es conocido el uso de un grupo de protectores
antierupción submarino, grupo BOP, y desde este grupo se extenderá
un tubo de conexión hasta el buque de superficie, cuyo tubo de
conexión es diseñado usualmente como tubo ascendente o
"ascendente". Tal tubo ascendente es usualmente un tubo de baja
presión que está dimensionado para 500 libras por pulgada cuadrada o
35 bar. El tubo puede tener un diámetro que es dependiente de la
perforación relacionada con el grupo BOP. Normalmente, la
perforación en un grupo BOP submarino es de 18 3/4' con un diámetro
nominal del tubo ascendente de 21'. En cada tramo de tubo ascendente
están montados dos tubos de alta presión de la misma clase de
presión que el grupo BOP. Estos tubos de alta presión están
diseñados como tubo de estrangulamiento y tubo de extinción. El
diámetro de tales tubos o líneas están comprendido entre
2''-4''. Las líneas están dispuestas de tal manera
que no se puedan intercambiar, estando conectadas también dichas
líneas a salidas en el grupo BOP y acabando en el colector de
estrangulamiento en el buque de superficie.
Si el pozo se vuelve inestable y se incrementa la
presión en el pozo, hay que cerrar el grupo BOP y la comunicación
entre el pozo y la superficie tendrá lugar a través de la línea de
estrangulamiento o línea de extinción. Con el fin de reestabilizar
el pozo, se hace circular al lodo de perforación que tiene un peso
específico apropiado dentro del agujero a través de la sarta de
perforación y nuevamente a través del pozo hasta el grupo BOP que
está cerrado. El retorno se dirigirá por consiguiente a través de la
línea de estrangulamiento o línea de extinción nuevamente al buque o
tren de perforación, porque estas líneas pueden conducir gas y
líquido bajo alta presión.
En consecuencia, en condiciones normales, el
control del pozo usando BOP se efectuará con el BOP de superficie,
implicando esto un método conocido que se usa en trenes y
plataformas de perforación terrestres. Contrariamente a esto, la
presente invención sugiere el uso de un BOP submarino en combinación
con tubo ascendente de alta presión y BOP submarino.
En otras palabras, de acuerdo con la presente
invención se introduce un tubo ascendente de alta presión, que no
tiene montada línea de estrangulamiento o línea de extinción,
estando adaptado el tubo ascendente para tomar alta presión, es
decir, teniendo una clasificación de presión que es la misma que la
del grupo BOP. El tubo ascendente conecta el tubo BOP submarino y el
grupo BOP de superficie, como se ha ilustrado también en la figura 1
adjunta.
En la figura 1 se ilustra un BOP submarino 1,
que, de acuerdo con la invención, está dispuesto como grupo BOP de
desconexión, así como un grupo BOP de superficie 2, que, de acuerdo
con la invención, debe usarse para el servicio del pozo, por
ejemplo, en relación con un pozo inestable.
Si se produce una situación en la que es
necesario liberar el tubo ascendente 3, que está previsto aquí como
un tubo ascendente de alta presión y conecta dicho BOP submarino 1 y
dicho BOP de superficie 2, se desconectará el tubo ascendente 3 del
grupo BOP submarino 1, al mismo tiempo que se cierra y se asegura el
pozo 4.
Lo que tiene lugar principalmente es que se
cerrará un pisón de tubo 5, o más específicamente un pisón de tubo
de perforación de agujero variable submarino (SVDPR) en el grupo BOP
submarino 1, estando diseñado dicho pisón de tubo 5 de manera que
permita descolgar la sarta de perforación 14, y al mismo tiempo
proporcionar una obturación entre el BOP submarino 1 y el tubo de
perforación 6. Posteriormente se cierra un pisón de cizallamiento 7,
o más específicamente un pisón de aislamiento/cizallamiento/sellado
del tubo de perforación (SCDSR), que corta la sarta de perforación
14 y estando cerrado el pisón de cizallamiento 7 se aislará también
o se cerrará el pozo 4 y al mismo tiempo se asegurará el mismo.
Posteriormente, se abre un conector de desconexión rápida de
emergencia 9 (EQDC), para liberar así el tubo ascendente 3
justamente por encima del grupo BOP submarino 1.
La situación actual es que el grupo BOP submarino
1 queda detrás al cortar la sarta de perforación 14 y pende del
grupo BOP de superficie 2, al mismo tiempo que la presión bajo el
grupo BOP submarino 1 es la misma que la presión en el pozo 4. Para
recuperar posteriormente la comunicación con el pozo 4 es necesario
hacer circular a esta presión, y en el presente caso hay que crear
tal circulación por medio de/y entre la sarta de perforación cortada
14 y el pozo aislado 4.
De acuerdo con la tecnología anterior se habría
usado entonces una línea de estrangulamiento y una línea de
extinción para este procedimiento de reestablecimiento.
Sin embargo, de acuerdo con la presente invención
el tubo ascendente 3 se conectará al grupo BOP submarino 1 y la
supervisión de la presión será ejecutada abriendo las válvulas
laterales 15, 16 en el grupo BOP submarino 1. Dichas válvulas
laterales 15, 16 permitirán entonces, por medio de una unidad de
ensayo 10A y válvulas de ramificación de conducto asociadas 10, 11
y 12, 13, la comunicación con el tubo ascendente 3 que a su vez
supervisará y controlará la presión en el pozo 4.
Es necesario hacer circular al pozo con el fin de
conseguir estabilidad, lo que se puede realizar bajando la sarta de
perforación 14 hasta el grupo BOP submarino 1, y cuando la sarta de
perforación 14 ha entrado en dicho grupo BOP submarino 1, se cerrará
un segundo pisón de tubo (SDPR), estando dispuesto este último por
encima del pisón de cizallamiento 7 (SCDSR) descrito anteriormente.
La sarta de perforación 14 constituirá entonces una conexión sellada
entre dicho pisón de tubo 8 (SDPR) y la superficie.
Posteriormente se abrirá el pisón de
cizallamiento 7 (SCDSR) antes mencionado, y se conseguirá la
comunicación con el diámetro interior del tubo de perforación
cortado 6 que pende del pisón de tubo 5 (SVDPR). La presión que
reina dentro del pozo 4, en el lado exterior del tubo de perforación
6, afectará en tal caso a una presión reinante de bajo del pisón de
tubo 5 (SVDPR) que se localiza por debajo de dicho pisón de
cizallamiento 7 (SCDSR).
Por medio de las válvulas laterales
10-13 en el grupo BOP 1, es posible entonces
establecer la comunicación de tal modo que la presión reinante bajo
el pisón de tubo 5 (SVDPR) sea conducida al tubo ascendente 3 por
encima del pisón de tubo superior 8 (SDPR) manteniendo la sarta de
perforación 14 recientemente establecida.
Posteriormente se puede iniciar la circulación
del pozo con el fin de reestablecer la estabilidad usando el lodo
de perforación del peso específico correcto. El lodo de perforación
debe ser bombeado a través de la sarta de perforación 14 hasta el
pisón de tubo superior 8 (SDPR), a través del pisón de cizallamiento
7 (SCDSR), e internamente dentro de la sarta de perforación 14 que
pende del pisón de tubo inferior 5 (SVDPR). El retorno ascenderá en
el pozo 4 por el lado exterior de la sarta de perforación 14 hacia
el pisón de tubo inferior 5 (SVDPR) que está cerrado, será dirigido
a través de las válvulas laterales 15 (LBV) y 16 (UBV), después
dentro del tubo ascendente 3 por encima del pisón de tubo superior 8
(SDPR), para ascender a través del tubo ascendente 3 y hacia el
grupo (BOP) de superficie 2 que es cerrado por medio de un pisón de
tubo 17 (USGSR) y por último a un colector de estrangulamiento
18.
En otras palabras, de acuerdo con la presente
invención se ha establecido dos líneas separadas para posibilidades
de circulación, y ello sin usar línea de estrangulamiento ni línea
de extinción, es decir, disponiendo el grupo BOP submarino 1 de una
manera específica, especialmente con un protector antierupción extra
para permitir así la recepción de la sarta de perforación con este
propósito. Además, la disposición de tubo y válvula para dicho BOP
se diseña de tal manera que se alcance dicho objetivo.
En otras palabras, se ha dado una instrucción
sobre el modo en que se reestablece y ensaya el tubo ascendente de
una manera normal, después de lo cual se pasa la sarta de
perforación dentro del tubo ascendente de alta presión que
anteriormente a esto se encontraba a presión normal. Cuando la sarta
de perforación ha alcanzado el grupo BOP submarino 1, el pisón de
tubo 8 (SDPR) localizado encima del pisón de cizallamiento 7 (SDRSR)
se cierra, y posteriormente se incrementará la presión entre el
pisón del tubo 8 y el pisón de cizallamiento 7 por
"presurización" de la sarta de perforación 14 hasta que se
consiga la misma presión que debajo de dicho pisón de cizallamiento
7. Con posterioridad se puede abrir el pisón de cizallamiento 7, y
conseguir de este modo la comunicación entre la sarta de perforación
14 que pende del BOP 1 y la sarta de perforación 14 que se extiende
también hasta la superficie. Con el fin de lograr la comunicación
entre el pozo 4 y la superficie, es decir, en el espacio anular
("anillo"), se usa el sistema de tubo del grupo BOP submarino 1
de tal manera que se consiga la comunicación entre el anillo del
tubo ascendente 3 y el anillo del pozo 4. El pozo puede circular
ahora para la estabilidad usual, y después a través de las dos
líneas que se han establecido como se ha descrito.
El sistema de tubo ascendente se simplificará en
este proyecto en una sola línea o tubo que se pueden manejar más
fácil y rápidamente desde el buque de superficie. En una situación
en la que el pozo es inestable, se usará el grupo BOP de superficie
2 para la circulación del pozo con el fin de estabilizarlo del mismo
modo que en cualquier otro pozo que tenga un grupo BOP de
superficie.
Claims (11)
1. Dispositivo para controlar la presión bajo el
agua adaptado para usar en una instalación de perforación que
comprende un protector antierupción submarino (1) y un protector
antierupción de superficie (2) entre los cuales está dispuesto un
tubo ascendente (3) para comunicación y en el que un tubo de
perforación (14) pasa a través del tubo ascendente y los protectores
antierupción, caracterizado porque dicho tubo ascendente (3)
y tubo de perforación (14) están diseñados para soportar las mismas
presiones de trabajo que los protectores antierupción (1; 2), y el
tubo ascendente (3) y tubo de perforación (14) forman dos líneas de
circulación separadas con funcionalidad de estrangulamiento y
extinción.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el tubo de perforación (14) y el tubo
ascendente (3) que están previstos entre el protector antierupción
de superficie (2) y el protector antierupción submarino (1),
comunican con un pisón de tubo inferior (5) que está adaptado para
soportar el peso de la sarta de perforación (14) y proporcionar al
mismo tiempo una obturación entre el protector antierupción
submarina (1) y el tubo de perforación (14), así como un pisón de
cizallamiento (7) que está adaptado para cortar la sarta de
perforación (14), y porque encima del protector antierupción
submarina (1) se ha previsto un conector de desconexión rápida de
emergencia (9) que libera el tubo ascendente (3).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en el protector antierupción submarino
(1) se ha previsto un pisón de tubo superior (8) que se localiza
encima de dicho pisón de cizallamiento (7), y que está adaptado para
cerrar el tubo de perforación (14) cuando ha pasado éste dentro del
protector antierupción submarino (1) para permitir así que la sarta
de perforación (14) efectúe una conexión estanca entre el pisón de
tubo superior (8) y la superficie.
4. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el BOP
submarino (1) comprende también válvulas laterales
(10-13, 15, 16) para supervisar y establecer dos
conductos separados o posibilidades de circulación.
5. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
válvulas laterales (15, 16) del grupo BOP submarino (1) comunican
con un punto situado debajo del pisón de tubo inferior (5) con el
fin de conducir la presión de bajo de dicho pisón de tubo (5) al
tubo ascendente (3) por encima del pisón de tubo superior (8) que
está adaptado para sujetar una sarta de perforación recientemente
establecida (14).
6. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para un
lodo de perforación que es bombeado en una sarta de perforación
recientemente establecida (14), se establece un trayecto de
circulación a través del pisón de tubo superior (8), a través del
pisón de cizallamiento inferior (7), e internamente dentro de la
sarta de perforación (14) que pende del pisón de tubo inferior (5),
y porque se establece una comunicación de retorno procedente del
pozo (4) en el lado exterior de la sarta de perforación (14) hacia
el pisón de tubo inferior (5) que está cerrado, y se conduce a
través de las válvulas laterales (15, 16), y después dentro del tubo
ascendente (3) por encima de dicho pisón de tubo superior (8), y
hacia arriba a través del tubo ascendente (3) hacia el grupo (BOP)
de superficie (2).
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el grupo BOP de superficie (2) comprende
un pisón de tubo (17) y conductos de ramificación que comunican con
un colector de estrangulamiento (18).
8. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo comprende una unidad de control hidráulico (10a) que a
través de una o más válvulas (10-13) controla las
condiciones de presión en el grupo BOP submarino (1).
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque la unidad de prueba (10A), comunica con
un primer conducto de ramificación por medio de un primer juego de
válvulas (12, 13) que detecta la presión debajo de dicho pisón de
cizallamiento (7) del grupo BOP submarino (1), así como un segundo
conducto de ramificación que comprende un segundo juego de válvulas
(10, 11) que detecta la presión por debajo del pisón de tubo
inferior (6).
10. Utilización del tubo de perforación (14) y
del tubo ascendente (3) como líneas de circulación separadas para
comunicar el flujo de estrangulamiento y extinción entre un
protector antierupción de superficie (2) y un protector antierupción
submarino (1) en una instalación de perforación, en el que el tubo
de perforación (14) pasa a través del tubo ascendente (3) y los
protectores antierupción (1; 2).
11. Utilización según la reivindicación 10, por
establecimiento de comunicación entre una sarta de perforación (14)
que pende en un grupo BOP submarino (1) y se extiende hasta la
superficie, como primer trayecto de comunicación, así como
comunicación entre un pozo (4) y un grupo BOP de superficie (2) a
través del anillo del tubo ascendente (3) y el anillo del pozo (4),
especialmente para estabilizar la circulación entre los trayectos de
comunicación así establecidos.
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