ES2255617T3 - Dispositivo de centrado. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo centralizador de resorte para soportar un miembro tubular separado de la pared de un orificio, teniendo el dispositivo centralizador de resorte un eje longitudinal, y comprendiendo el dispositivo centralizador de resorte unas primera y segunda partes de aro (2, 3) mutuamente espaciadas y una serie de partes de arco (4) dispuestas entre las mismas, caracterizado porque las primera y segunda partes de aro y las partes de arco están conformadas a partir de una única pieza de material de acero al boro de tal manera que el material se extiende sin soldadura desde cada parte de aro a través de las partes de arco.
Description
Dispositivo de centrado.
La presente invención se refiere a un dispositivo
centralizador de resorte del tipo utilizado para mantener un miembro
tubular separado de la pared de un orificio y a un método de hacer
un dispositivo de este tipo. Se puede usar también tales
dispositivos para separar un miembro tubular dentro de un miembro
tubular existente.
Como es conocido para los expertos en la técnica,
los centralizadores se usan en las industrias de las perforaciones
petrolíferas, gasíferas y acuíferas para centrar un miembro tubular
(en lo sucesivo denominado "elemento tubular") dentro de un
orificio o dentro de un miembro tubular mayor previamente
instalado.
Tales miembros tubulares se construyen
generalmente en tramos manejables, por ejemplo de 12 metros, estando
cada tramo dotado externamente de rosca macho en ambos extremos. Los
tramos se juntan entre sí usando unos acoplamientos hembra roscados
cortos. El conjunto de elementos tubulares con una longitud total
predeterminada se denomina una columna.
Cuando se dispone la columna en un orificio o
elemento tubular existente, es deseable colocar la columna en forma
sustancialmente central dentro de la perforación o elemento tubular
existente, formando así un conducto sustancialmente anular alrededor
del elemento tubular en cuestión. Esto permite el paso de materias
tales como fluidos, lodos de cemento en el espacio alrededor del
elemento tubular. Bajo determinadas circunstancias, resulta
imperativa una centralidad sustancial.
Para intentar alcanzar esta condición, se colocan
centralizadores a intervalos seleccionados a lo largo de la columna.
Se puede lograr la retención de los centralizadores en una posición
deseada restringiendo el movimiento axial por el uso de los así
llamados "aros de retén" que son un anillo sujeto con agarre al
elemento tubular.
El estado de la técnica abarca centralizadores
macizos y de resorte. Los centralizadores macizos (o rígidos) son
comúnmente productos fundidos de una construcción dimensional fija
con un diámetro exterior de tamaño reducido para permitir el paso a
través de la perforación. Los centralizadores de resorte son de un
diámetro exterior flexible con la intención de hacer contacto con la
pared de la perforación en todo momento mientras que son capaces de
doblarse para adaptarse a las obstrucciones o cambios dimensionales
dentro de la perforación.
Los centralizadores macizos tienen un diámetro
interior con un juego para ajustarse sobre un elemento tubular y un
diámetro exterior seleccionado para pasar por dentro de la
perforación en cuestión. Dada la variación axial de diámetro de la
perforación, está claro que los centralizadores macizos no pueden
soportar adecuadamente el elemento tubular en una posición centrada.
Al ser igualmente macizo, un centralizador macizo tiene el riesgo de
atascarse dentro de la perforación.
Los centralizadores de resorte pueden superar
estos problemas. El diseño habitual es un número de resortes de
ballesta templados y revenidos, a los que en la técnica también se
denomina arcos, situados radialmente alrededor de bandas extremas de
acero bajo en carbono en ambos extremos y fijados a las mismas.
Sin embargo, los centralizadores de resorte
habitualmente utilizados presentan dificultades con las condiciones
modernas tales como la profundidad del pozo, el perfil de desviación
angular y el alcance horizontal prolongado en los estratos de
producción de hidrocarburos.
Por consiguiente, pueden hacerse de un diámetro
exterior de diámetro superior para crear un efecto de precarga que
les dé una característica aceptable de flecha en función la de
carga: sin embargo, esto puede crear fuerzas de inserción no
deseables. Esto, a su vez, junto con una construcción en partes
múltiples, da lugar a la posibilidad de desintegración.
Los métodos conocidos para sujetar entre sí las
partes del centralizador convencional incluyen la soldadura y el
enclavamiento mecánico de los resortes de ballesta a las bandas de
extremo - ambos métodos de construcción reducen las prestaciones
máximas posibles de carga/flecha.
Las partes múltiples usadas para construir los
centralizadores convencionales, por ejemplo, una variedad partida y
articulada de una variante de tamaño más común consiste en catorce
partes individuales, estando cada parte individual en riesgo de
desprenderse y caer en el orificio del pozo.
Existe por tanto una necesidad largamente sentida
de un centralizador práctico de una sola pieza.
La patente de EEUU 3312285 (Solum) contiene una
descripción de un centralizador de una sola pieza consistente en dos
aros espaciados por arcos (esclavas) que están curvadas hacia fuera
y sirven para centralizar un miembro tubular. La patente describe
además una técnica de fabricación para un centralizador de este
tipo.
El método de fabricación consiste en cortar una
pieza de partida de una lámina de material metálico por corte o
troquelado. Se dice que el material es un acero seleccionado de un
grupo que incluye "los aceros al carbono simples con un contenido
de carbono relativamente alto o los aceros aleados con un contenido
medio de carbono". La patente contempla específicamente el uso
de "calidades de aceros que no son satisfactorias para la
construcción de centralizadores usando los métodos convencionales
debido a factores tales como la necesidad de soldar los arcos de
resortes a los aros extremos". Se entiende que tales materiales
son aceros de resortes, no dúctiles.
El método de fabricación requiere que la pieza de
partida se coloque en una matriz de conformación que tiene una
cavidad semicilíndrica, seguida de la aplicación de una herramienta
de prensa para conformar la pieza de partida en una forma en U y
seguida a su vez de la aplicación de una matriz inversa para formar
un "cilindro largo".
La pieza de partida es soportada entonces en un
extremo y el otro extremo es empujado hacia el primero para
proporcionar esclavas arqueadas hacia fuera como se requiere.
Finalmente, los extremos a tope de la pieza de
partida se sueldan entre sí por soldadura de arco para crear un
centralizador generalmente cilíndrico.
El centralizador es entonces tratado térmicamente
para obtener la dureza deseada.
Los experimentos han revelado un número de
deficiencias en la técnica descrita en la patente EEUU 3312285. De
hecho, no se cree que la descripción de la patente proporcione un
método práctico para fabricar un centralizador. Además, no se cree
que un dispositivo que se fabrique de un material al cual se puede
aplicar el método de la patente tenga las propiedades deseadas de un
centralizador práctico.
En primer lugar se observa que el uso de un
sistema doble de matrices de conformación en frío del tipo descrito
en la patente sobre un acero de resortes no daría lugar a una pieza
de partida cilíndrica. Antes bien, los extremos de la pieza de
partida que hayan sido puestos a tope por la matriz, saltarían
apartándose una vez se retirara la matriz. Por tanto, sería
necesario bien realizar la etapa de conformación como un proceso de
conformación en caliente, o alternativamente restringir físicamente
la pieza de partida en su estado cilíndrico. La última técnica no
permitiría la etapa de arqueamiento hacia fuera como se describe en
la patente.
Se ha encontrado que la conformación de la pieza
de partida en un cuerpo generalmente cilíndrico por la técnica de la
matriz descrita da lugar a partes de aro extremo curvadas. Sin
embargo, las partes de arco intermedias, las cuales están separadas
por aberturas longitudinales, no se conforman al perfil curvado de
las partes de aro debido a la presencia de las aberturas. Las partes
de arco, por tanto, tienden a formar zonas planas, o curvas de
curvaturas relativamente impredecibles.
Durante la conformación de un arco longitudinal a
presión, los arcos no se conforman de forma uniforme ni predecible.
Además, salvo que se use conformación en caliente, las tolerancias
en los arcos son inaceptables. Más aún, puesto que el material
utilizado es acero de resortes, es necesario curvar en exceso los
arcos y no es posible determinar en forma consistente hasta que
punto curvar en exceso los arcos para dar lugar a una forma final
deseada.
En base a los experimentos realizados, se ha
encontrado que un centralizador de acuerdo con la patente EEUU
3312285 requiere el uso de conformación en caliente. Esto a su vez
significa el uso de herramientas caras de conformación a alta
temperatura con el elevado costo de herramientas resultante. Se
requieren al menos dos y tal vez tres etapas de calentamiento para
la conformación, seguidas de una fase de calentamiento/enfriamiento
en baño para obtener la dureza requerida. A continuación se requiere
una etapa adicional de calentamiento para revenido a aproximadamente
450ºC.
Con independencia del alto costo de la
conformación en caliente de este modo, existe el riesgo del
crecimiento del grano dentro de la estructura cristalina del
material, el cual daría lugar a debilidad y al riesgo de rotura.
Además, cada una de las etapas de calentamiento tiene probabilidad
de dar lugar a distorsión, lo cual reduce el rendimiento y aumenta
el costo.
Es conocido que la forma de los arcos es
deseablemente parabólica en la dirección longitudinal. La técnica
descrita en la patente EEUU 3312285 hace esta forma difícil de
alcanzar en una base consistente. La etapa de soldadura por arco
requiere un precalentamiento y un enfriamiento lento después de la
soldadura.
Se cree por tanto que el producto y el método de
la patente EEUU no son prácticos. Si se utilizaran materiales
conformables dúctiles convencionales, el método sería capaz de
llevarse a la práctica, pero el producto resultante no tendría las
propiedades requeridas de un centralizador.
Se entiende que los productos según la patente
EEUU 3312285 no se encuentran en el mercado.
Las realizaciones de la presente invención
proporcionan un centralizador de resorte que se puede hacer por
conformación en frío. Las realizaciones de la presente invención se
pueden hacer teniendo arcos uniformes y con una probabilidad de
desintegración reducida.
Según un aspecto de la invención, se proporciona
un dispositivo centralizador de resorte para soportar un miembro
tubular separado de la pared de un orificio, teniendo el dispositivo
centralizador de resorte un eje longitudinal, y comprendiendo el
dispositivo centralizador de resorte unas primera y segunda partes
de aro mutuamente espaciadas y una serie de partes de arco
dispuestas entre las mismas, donde las primera y segunda partes de
aro y las partes de arco están conformadas a partir de una única
pieza de material de acero al boro de tal manera que el material se
extiende sin soldadura desde cada parte de aro a través de las
partes de arco.
En una primera realización, cada parte de aro es
sustancialmente cilíndrica, con lo cual dicho dispositivo
centralizador se extiende todo alrededor de dicho eje
longitudinal.
En una segunda realización, cada parte de aro se
extiende sobre una parte de un cilindro, e incluye una parte de
cuerpo y un dispositivo de sujeción para su unión a una parte de aro
adicional de un dispositivo centralizador contiguo.
Preferiblemente, cada parte de aro se extiende
sobre la mitad de un cilindro, extendiéndose el dispositivo en
combinación con un segundo de dichos dispositivos centralizadores
todo alrededor de dicho eje longitudinal.
En una realización, dicho dispositivo de sujeción
comprende unas primera y segunda partes complementarias de bisagra
que se extienden desde la región del borde opuesta de la parte del
cuerpo.
Ventajosamente, cada una de dichas partes de
bisagra define una abertura respectiva para un pasador de bisagra
respectivo, estando cada abertura dispuesta sustancialmente paralela
a dicho eje longitudinal, teniendo las partes de bisagra al menos
una parte de dedo en proyección que se extiende desde dicha región
de borde en una región proximal de la misma, teniendo la parte de
dedo o cada parte de dedo una región distal dirigida
sustancialmente hacia dicha región de borde y una región intermedia
a dichas regiones proximal y distal, describiendo dicha región
intermedia un camino curvo, y definiendo una superficie de dicha
región intermedia, al menos en parte, dicha
abertura.
abertura.
Convenientemente, la primera parte de bisagra
tiene una primera pluralidad de primeras partes de dedo espaciadas
en una dirección paralela a dicho eje para definir una segunda
pluralidad de aberturas, donde dicha segunda pluralidad es en número
uno menos que la segunda pluralidad, y la segunda parte de bisagra
tiene dicha segunda pluralidad de partes de dedo para cooperación
con una primera parte de bisagra de un dispositivo adicional.
En otra realización actualmente preferida, dicho
dispositivo de sujeción comprende una primera formación en una
región de sujeción de dicho dispositivo centralizador y una segunda
formación de contraparte en una región de fijación opuesta de dicho
dispositivo centralizador, donde la primera formación de un primer
dispositivo centralizador está adaptada para enclavarse con la
segunda formación de un segundo dispositivo centralizador.
Preferiblemente, la primera formación comprende
al menos una proyección desde una primera cara de dicho dispositivo
centralizador, y al menos una abertura en una segunda cara, donde la
segunda cara es opuesta a la primera cara, y la segunda formación
comprende al menos una abertura en dicha segunda cara y al menos una
proyección desde la primera cara con lo cual la abertura o cada
abertura es para recibir la proyección respectiva, y de este modo se
pueden enclavar por forma dos de dichos dispositivos centralizadores
entre sí.
Según otro aspecto de la invención, se
proporciona un método para hacer un dispositivo centralizador que
tiene un eje longitudinal, comprendiendo el método:
- proporcionar una lámina de acero al boro,
- producir a partir de dicha lámina una pieza de partida que comprende una primera y una segunda partes de alma transversales separadas por partes plurales de alma longitudinales espaciadas;
- conformar en frío dicha pieza de partida para obtener un producto conformado intermedio que tenga una forma de dispositivo final deseada; y
- calentar y enfriar en baño dicho producto intermedio de forma para que adquiera una dureza de acabado deseada.
En una realización, dicha etapa de producir
comprende cortar la lámina mediante láser.
En otra realización, dicha etapa de producir
comprende corte la lámina por chorro de agua.
Preferiblemente, dicho dispositivo centralizador
es sustancialmente semicilíndrico, con lo cual dichas primera y
segunda partes de alma transversales se extienden para formar partes
de aro sustancialmente semicilíndricas y con ello dichas partes de
aro tienen medios de sujeción para sujetarse a partes de aro de un
segundo de dichos dispositivos centralizadores para formar un
centralizador sustancialmente cilíndrico, en el cual dicha etapa de
conformación en frío comprende la conformación de dicho dispositivo
de sujeción.
Ventajosamente, dicha etapa de conformar al menos
parte de dicho dispositivo de sujeción comprende conformar una parte
en gancho de dicha parte de aro.
Preferiblemente, después de dicha etapa de
calentamiento y enfriamiento en baño, el método comprende además
disponer un pasador de bisagra a tope con las partes en gancho de
dos dispositivos centralizadores contiguos, para sujetar de esta
forma mediante bisagra los dispositivos centralizadores entre
sí.
En otra realización, dicha etapa de conformar al
menos parte de dicho dispositivo de sujeción comprende conformar en
una región de sujeción de dicho dispositivo centralizador, al menos
una proyección de una primera región desde una primera cara de la
misma, y al menos una abertura de una primera región en una segunda
cara de la misma, y conformar en una segunda región opuesta de
sujeción al menos una abertura de una segunda región en dicha
segunda cara de la misma en un emplazamiento para cooperar con la al
menos una proyección de una primera región y al menos una proyección
de una segunda región en dicha primera cara de la misma en un
emplazamiento para cooperar con la al menos una abertura de una
primera región.
En un método preferido, dicha etapa de
conformación en frío comprende conformar dichas partes de alma
longitudinales en partes de arco que tienen regiones centrales
relativamente más alejadas del eje longitudinal de dicho dispositivo
centralizador que las regiones extremas de dichas partes de
arco.
Ventajosamente, dicha etapa de conformación de
arco comprende conformar dichas partes de arco de tamaño reducido, y
el método comprende además, después de dicha etapa de calentamiento
y enfriamiento en baño, una etapa adicional de conformación en frío
para formar dichas partes de arco a un diámetro final deseado.
La invención se refiere además a un aro de
retención de acero al boro producido por soldadura.
En una realización preferida, se usa forja antes
del tratamiento térmico para obtener las bridas extremas.
Ventajosamente, se usan técnicas de taladrado por
flujo a fin de obtener partes de protuberancia para las uniones de
tornillo.
A continuación se describirán realizaciones de la
invención a título de ejemplo haciendo referencia a los dibujos
anexos, en los cuales:
La Figura 1 muestra esquemáticamente una
disposición típica de un elemento tubular recibido y centralizado
dentro de una perforación;
la Figura 2 es una vista en planta de una pieza
de partida para conformar un centralizador de resorte;
la Figura 3 es un alzado lateral de un
centralizador de resorte conformado a partir de la pieza de partida
de la Figura 2 y según la primera realización de la invención;
la Figura 4 es un alzado extremo del
centralizador de la Figura 3;
la Figura 5 es una vista en corte a lo largo de
la línea AA del centralizador de la Figura 3;
la Figura 6 es una vista en corte a lo largo de
la línea BB del centralizador de la Figura 3;
la Figura 7 es una vista en corte a lo largo de
la línea BB de un centralizador alternativo al mostrado en la Figura
3;
la Figura 8 es un alzado lateral de un
centralizador de resorte según una segunda realización de la
invención;
la Figura 9 es un alzado por el extremo del
centralizador de la Figura 8;
la Figura 10 muestra una primera configuración de
la parte de resorte para uso en los centralizadores de la
invención;
la Figura 11 muestra una primera configuración de
la parte de resorte para uso en los centralizadores de la
invención;
la Figura 12 es un gráfico que representa la
flecha en función de la carga para diferentes configuraciones de
resortes;
la Figura 13 es un alzado lateral de un
centralizador de resorte según una tercera realización de la
invención;
la Figura 14 es una vista en corte a lo largo de
la línea CC del centralizador de la Figura 13;
la Figura 15 es una vista similar a la de la
Figura 14 de una primera modificación de la realización de la Figura
13;
la Figura 16 es una vista similar a la de la
Figura 14 de una segunda modificación de la realización de la Figura
13;
la Figura 17 es un alzado lateral de un
centralizador de resorte según una cuarta realización de la
invención, que tiene partes de resorte conformadas a partir de
segmentos generalmente rectos;
la Figura 18 es una vista en corte a lo largo de
la línea DD del centralizador de la Figura 17;
la Figura 19 es una vista similar a la de la
Figura 18 de una primera modificación de la cuarta realización de la
invención;
la Figura 20 es una vista similar a la de la
Figura 18 de una segunda modificación de la cuarta realización de la
de la invención;
la Figura 21 es un alzado lateral de un
centralizador de resorte según una cuarta realización de la
invención, que tiene partes de resorte conformadas en espiral;
la Figura 22 es una vista en planta de una pieza
de partida para conformar el centralizador de la Figura 21;
la Figura 23 es un alzado lateral de un
centralizador de resorte según una quinta realización de la
invención, que tiene partes de resorte conformadas en espiral;
la Figura 24 es una vista en corte a través de
una primera configuración de la parte de resorte de las
realizaciones mostradas en las Figuras 17 y 23;
la Figura 25 es una vista en corte a través de
una segunda configuración de la parte de resorte de las
realizaciones mostradas en las Figuras 17 y 23;
la Figura 26 es una alzado lateral de una
realización adicional de un centralizador según la invención, que
tiene aberturas para un flujo incrementado de fluido;
la Figura 27 es una vista por el extremo del
centralizador de la Figura 26;
la Figura 28 muestra una vista parcial por el
extremo de un centralizador en dos partes, que tiene una sujeción de
cierre elástico;
la Figura 29 muestra una vista en perspectiva del
centralizador de cierre elástico de la Figura 28;
la Figura 30 muestra una vista parcial por el
extremo de un centralizador en dos partes, que tiene un dispositivo
de conexión de bisagra;
la Figura 31 muestra un alzado lateral parcial
del centralizador de la Figura 30;
la Figura 32 es una vista por el extremo de un
aro de retención para su uso con los centralizadores de la
invención; y
la Figura 33 muestra un alzado lateral del aro de
retención de la Figura 32;
En las diversas Figuras, las notaciones de
referencia análogas indican partes análogas.
Haciendo referencia a la Figura 1, un elemento
tubular dispuesto dentro de una perforación 39 está formado por una
serie de tramos 35 conectados entre sí por acoplamientos 36. Como es
bien conocido, un centralizador 38 está soportado en cada tramo 35
por medio de un aro de retención 37 respectivo. Cada centralizador
38 está dispuesto para soportar el elemento tubular, formado por
los tramos 35, dentro de la perforación 39 de tal manera que el
elemento tubular esté dispuesto en forma sustancialmente centrada.
Cada centralizador 38 tiene un par de partes de aro extremo opuestas
con seis (tres visibles) partes de resorte arqueadas hacia fuera.
Las partes de resorte están dispuestas sustancialmente equidistantes
alrededor de las circunferencias de las partes de aro. Las
proyecciones de las partes de resorte sobre el elemento tubular son
todas líneas sustancialmente rectas en esta realización.
Se observará que el centralizador superior, como
se ve en el dibujo, tiene un aro de retención 37 dispuesto entre los
dos aros extremos, mientras que el centralizador inferior está
dispuesto entre dos aros de retención 37 espaciados.
Se entenderá que la necesidad de centralización
se encuentra no sólo en la perforación, sino que también se
experimenta dentro del diámetro interior de un conjunto tubular
mayor previamente instalado.
La Figura 2 muestra una pieza de partida 1, la
cual ha sido conformada a partir de una única lámina de acero al
boro. La pieza de partida tiene un eje longitudinal
Z-Z', dos partes de alma 2, 3 transversales
espaciadas por cierto número, aquí seis, de partes de alma 4
longitudinales espaciadas, las cuales se extienden sustancialmente
paralelas (en esta realización) al eje Z-Z'. La
primera y la segunda partes de alma 2, 3 transversales son
generalmente de forma rectangular, son mutuamente paralelas y están
dispuestas en forma sustancialmente perpendicular al eje
Z-Z'. Las seis partes de alma 4 longitudinales se
extienden sustancialmente entre las partes de alma 2, 3
transversales para definir entre las mismas cinco aberturas 9 de
igual tamaño. Las partes de alma 4 longitudinales exteriores están
insertadas desde los extremos de las partes de alma transversales
alrededor de la mitad de la anchura de las aberturas 9 para dejar
libres las partes extremas 10, 11 de las partes de alma
transversales. Las partes extremas libres, en una primera
realización de un centralizador están fijadas entre sí por solape,
de tal manera que cada parte extrema 10 libre solapa su
correspondiente segunda parte extrema 11 libre, con lo cual el
centralizador forma un dispositivo generalmente cilíndrico. En otras
realizaciones, la longitud de las partes extremas libres es mayor, y
en estas realizaciones las partes extremas libres son
subsiguientemente conformadas en dispositivos de conexión, como se
describirá aquí más adelante.
Por supuesto, se entenderá que ésta es una pieza
de partida puramente a título de ejemplo y se usa aquí para ilustrar
el método de la invención.
La pieza de partida está formada por corte o
troquelado a partir de la lámina. Una técnica preferida es un método
de corte controlable por ordenador, de alta precisión, tal como el
corte por láser o el corte por chorro de agua. Una técnica de este
tipo puede permitir una gran flexibilidad, permitiendo, por ejemplo,
producir "piezas especiales" sin necesidad de un herramental
exclusivo costoso.
A continuación, la pieza de partida es conformada
en frío en una forma generalmente cilíndrica. Esto se puede lograr
por laminación o por otras técnicas conocidas por sí mismas en el
oficio.
La naturaleza relativamente dúctil del material
de acero al boro que forma la pieza de partida permite que la pieza
de partida permanezca en su estado cilíndrico después de que haya
tenido lugar la conformación.
La etapa de conformación de cilindro forma
también preferentemente el perfil de la sección transversal de las
partes de alma 4 longitudinales. Como se describirá más adelante,
esta forma de la sección transversal puede ser curvada o, bajo
determinadas circunstancias, pueden ser preferidas otras formas,
tales como una forma plana.
También es posible conformar la sección
transversal de las partes de alma longitudinales después de
conformar el producto intermedio cilíndrico.
Dado el producto intermedio cilíndrico, la etapa
siguiente es conformar en frío las partes de alma longitudinales
para formar las partes de arco curvadas hacia fuera (vistas con
mayor claridad en la Figura 3). Nuevamente, dada la relativa
ductilidad del material de las partes de alma longitudinales, es
posible usar un mandrino de expansión o un dispositivo similar para
obtener la forma deseada. La cantidad de "resorte" es
suficientemente pequeña para que se puedan obtener con facilidad los
perfiles deseados.
La presente realización es soldada a continuación
a lo largo de las partes extremas 10, 11 libres para formar un
miembro cilíndrico sustancialmente continuo, aunque con las partes
de arco 4 curvadas hacia el exterior, y a continuación se requiere
una única etapa de calentamiento seguida de enfriamiento en baño
para proporcionar la dureza deseada del centralizador.
Si se requiere, el dispositivo puede ser entonces
revenido para eliminar tensiones. Este revenido se puede realizar en
el dispositivo completo, o en su lugar se puede realizar un
calentamiento localizado de los arcos. El calor requerido para el
revenido del acero al boro es lógicamente alrededor de 200ºC, menos
de la mitad de la temperatura requerida para revenir acero de
resortes.
Se observará que es posible formar el
centralizador de la invención enteramente sin calor con una única
etapa de calentamiento subsiguiente que produzca la dureza final
deseada y una etapa opcional de revenido de eliminación de tensiones
a una temperatura inferior que la requerida para el acero de
resortes. El resultado es que se usan herramientas de conformación
en frío, lo cual permite una larga vida de las herramientas. Como no
existe necesidad de calentar y enfriar constantemente el
centralizador, no existe riesgo de crecimiento de los granos debido
a los múltiples calentamientos y son evitables tanto las tensiones
como el aumento de la distorsión térmica. Se dispone de técnicas
adecuadas para hacer el ajuste fino de la sección transversal de los
arcos. La conformación en frío permite una conformación fácil y
consistente de la forma longitudinal de los arcos.
Se ha encontrado que las propiedades del acero
tal como se suministra pueden variar de una lámina a otra. Dado el
hecho de que después de la conformación y del tratamiento térmico
las propiedades se hacen más conocidas en una realización preferida
el dispositivo centralizador es conformado en frío de manera que los
arcos tengan un tamaño reducido. La cuantía de esta reducción de
tamaño se puede determinar experimentalmente, pero típicamente puede
ser deseable una reducción de diámetro de aproximadamente 12
milímetros. Después de una etapa de conformación en frío, el
dispositivo es sometido a tratamiento térmico para proporcionar la
dureza deseada y, si fuera necesario, a revenido. A continuación se
realiza una etapa adicional de conformación en frío para conformar
posteriormente los arcos a la configuración final deseada.
Resultará claro para los expertos en la técnica
que esta etapa del método preferido asegura que el producto final
será consistente. También resultará claro para los expertos en la
técnica que la conformación en frío después del tratamiento
térmico mejora adicionalmente las propiedades cristalinas del
material.
En algunas realizaciones de la invención, las
partes extremas 10 y 11 libres están conformadas en dispositivos de
sujeción de cierre elástico. Esto no ha sido normalmente práctico
con los centralizadores de resorte porque los materiales de la banda
extrema tienden a ser dúctiles y como resultado tienen un límite
elástico menor. En situaciones en las que se propone acero de
resortes, podría ser necesaria la conformación a alta temperatura,
con los consiguientes problemas para el herramental, si se intentara
una unión de este tipo. El uso de acero al boro, sin embargo,
proporciona realmente una rigidez más que adecuada en la banda de
extremo/aro para permitir que se realice la conexión de cierre
elástico y se consiga por conformación en frío.
En otras realizaciones de la invención, como se
describirá aquí más adelante, se conforman las partes extremas 10,
11 libres para que formen dispositivos de sujeción de tipo bisagra.
El uso de acero al boro permite el torneado sobre los extremos de
las almas transversales con radios internos por debajo de dos veces
el espesor del material. Mediante el uso del acero al boro, es
posible tornear afiladamente el material con un radio inferior al
espesor del material. Debería contrastarse esto con los aceros de
resortes en los que se requieren radios por encima del doble del
espesor del material, y en los cuales es necesaria la conformación
en caliente.
Se observa que el acero al boro es muy adecuado
para soldar. Sin embargo, varias de las realizaciones aquí descritas
contienen sujeciones de tipo elástico o juntas de bisagra de manera
que se puede evitar la soldadura.
Haciendo referencia a la Figura 3, se muestra un
centralizador 20 completo. Este centralizador, como resultará obvio
a partir de la consideración de la Figura 2, tiene seis arcos. Es
obvio para los expertos en la técnica que se debe seleccionar un
número de arcos para la aplicación que varía típicamente entre tres
y dieciocho. También se contempla que en determinadas aplicaciones
podrían ser necesarios más de dieciocho arcos.
La Figura 4 muestra una vista por el extremo del
centralizador de la Figura 3. Haciendo referencia a la Figura 5, la
sección A-A de la Figura 3 muestra la forma curvada
de la superficie exterior del elemento de arco 4. Se puede
configurar la forma concreta del elemento de arco para obtener las
características deseadas de carga-flecha. Esto se
trata aquí en forma más completa haciendo referencia a la Fig.
12.
Haciendo referencia a la Figura 6, la forma
preferida de la sección transversal del elemento de arco 4 es una
curva. Por el contrario, la Figura 7 muestra un elemento 8 de arco
alternativo que tiene una sección transversal plana, el cual es
menos preferido. Se puede realizar un análisis matemático para
comparar la rigidez de las secciones, usando, por ejemplo, el
teorema del eje paralelo.
Se considera una sección plana a título de
ejemplo que tiene una anchura de 1,5 unidades y un espesor de 0,158
unidades. Ésta es similar a la realización de la Figura 7, y tiene
un segundo momento de área sobre el eje neutro, I_{na} dado por la
ecuación 1:
(1)I_{na} =
0,0005^{4}
Se considera ahora una sección que tiene la misma
anchura y espesor pero con una curvatura de 3,56 unidades. Ésta es
similar a la realización de la Figura 6, y tiene un segundo momento
de área sobre el eje neutro, I_{na} dado por la ecuación 2:
(2)I_{na} =
0,0006^{4}
De aquí se deduce que en los ejemplos anteriores
la curvatura de la sección transversal muestra aproximadamente un
20% de aumento en la rigidez sobre la sección transversal de barra
plana de proporciones similares.
Las técnicas de conformación en frío hechas
posibles por el uso de acero al boro como material del centralizador
proporciona una capacidad para ajustar la curvatura de la sección
transversal. A su vez, esto facilita el ajuste fino de la
resistencia a la fuerza de flexión. Además, se pueden conformar las
regiones de transición de la curva de sección transversal
seleccionada de los arcos a las partes de aro extremo para maximizar
la rigidez de la construcción de flexión.
En algunas realizaciones, es también deseable
formar arcos que tengan una curvatura mayor que la curvatura de un
elemento tubular a insertar en las partes de aro. En este caso, cada
arco tiene una cara interior que está conformada en la dirección
transversal de tal manera que una región transversal central de la
cara interior esté espaciada del eje longitudinal del centralizador
en una primera cantidad, y los bordes transversales del arco estén
espaciados del eje longitudinal en una segunda cantidad, siendo la
primera cantidad mayor que la segunda en más del espesor del
material de las partes de arco. Esto significa que si el arco es
comprimido en el uso, la región central está soportada apartada del
elemento tubular por las partes extremas que están a tope con el
elemento tubular. El resultado es que la región de transición en la
cual el arco se junta con el aro no está permanentemente sometida a
compresión, lo cual daría lugar a que el centralizador fuera
efectivamente inútil.
La Figura 8 muestra una segunda realización de un
centralizador según la presente invención. El centralizador 21 es
generalmente similar al descrito en relación a la Figura 3, aunque
tiene seis elementos de arco 22, uniformemente distribuidos
alrededor de su circunferencia (véase la Figura 9). Adicionalmente
sin embargo, están conformados en el extremo inferior mostrado en la
Figura del centralizador, pequeñas "colas" 23 que se extienden
angularmente hacia fuera desde la parte de aro inferior 3. Las colas
sobresalen en el anillo formado entre el elemento tubular que se
centra y la perforación y tienen el efecto de producir turbulencia
en el fluido que pasa a través de la abertura. Las colas están
formadas en una pieza con el centralizador. Se entenderá por los
expertos en la técnica que las colas pueden ser dispuestas en ambos
extremos del centralizador si se desea.
Haciendo referencia a la Figura 10, se muestra
una realización de la pieza de partida del centralizador en la cual
las partes de alma longitudinal están conformadas para tener una
anchura reducida donde se extienden en los aros extremos 2 y 3. Se
puede usar un centralizador de esta realización en los casos en los
que se necesita limitar la carga más alta para la flecha máxima. Por
el contrario, haciendo referencia a la Figura 11, se muestra una
realización en la que se aumenta la anchura transversal del elemento
de arco donde se extiende en las partes de aro 2 y 3. Se puede usar
una configuración de este tipo en los casos en los que es aceptable
una carga más alta para una flecha máxima.
Haciendo referencia a la Figura 12, una
representación gráfica de la flecha (d) en función de la carga (1)
tiene una curva de trazo continuo para la realización de las Figuras
2-6. En los casos en los que se dispone una forma de
arco parabólica, surge la curva característica de trazo discontinuo.
Una fuerza perpendicular al eje del elemento tubular aplicada al
resorte de ballesta, encontraría en el establecimiento de la flecha
una forma parabólica. La carga es resistida en un mayor grado por la
forma parabólica hasta que la forma es deformada según una curvatura
similar a la de un radio convencional. Este es un efecto preferido,
el cual sería especialmente deseado en los casos en los que se ha
hecho un centralizador de resorte para que sea deslizante o de
ajuste por empuje en la perforación.
La curva de puntos corresponde a una forma de
arco de anchura reducida en los extremos, como se da a título de
ejemplo en la Figura 10, y la curva cruzada se refiere a una forma
de arco de anchura aumentada en los extremos, como se da a título de
ejemplo en la Figura 11.
Haciendo referencia a la Figura 13, en una serie
adicional de realizaciones, los miembros de arco no son separados
por aberturas, sino en su lugar por ranuras estrechas, siendo
retenido el material que forma los cordones 32 entre las ranuras.
Los cordones 32 no son curvados en el momento de conformar el
elemento de arco 31. Sin embargo, los cordones son separados en la
dirección longitudinal por una ranura transversal, de forma que se
obtienen partes de cordón 32 que se extienden hacia abajo desde la
parte de aro 2 superior y partes de cordón que se extienden hacia
arriba desde la parte de aro inferior 3. Se puede seleccionar el
hueco entre los cordones, como se ve mejor en las Figuras
14-16.
En la Figura 14 el hueco entre las partes de
cordón 32 superiores e inferiores es relativamente pequeño. Una
realización de este tipo tiene ventajas bajo determinadas
circunstancias. Cuando se hace correr un centralizador sobre un
elemento tubular en una perforación, es posible que el centralizador
quede agarrado o enganchado, por ejemplo, contra un saliente de la
perforación. Dado que los centralizadores están axialmente limitados
por los aros de retención sobre el elemento tubular -véase 37 en la
Figura 1- existe una probabilidad de que con el peso sustancial del
elemento tubular involucrado, el centralizador pueda ser sometido
axialmente a compresión. En una situación de este tipo, los arcos se
pueden distorsionar hacia fuera más allá de la fluencia del material
y situarse permanentemente en una condición de tamaño excesivo. La
realización mostrada en la Figura 14 usa el espaciamiento entre las
partes de cordón 32 para limitar la reducción de la altura libre del
centralizador a fin de evitar que surja una condición de este
tipo.
tipo.
Haciendo referencia a la Figura 15, el
espaciamiento entre las partes de cordón es mayor que el que se
muestra en la Figura 14 y es suficiente para permitir que se coloque
un aro de retención en el elemento tubular y dentro del cuerpo del
centralizador. En la Figura 16 se muestra una realización adicional
que tiene un espaciamiento sustancial entre las partes de cordón, y
en este caso donde se introduce un aro de retención dentro del
cuerpo del centralizador y se permite un movimiento axial aumentado
entre el centralizador y el aro de retención.
Haciendo referencia a las Figuras 17 y 18, en una
cuarta realización del centralizador 40, la forma de los elementos
de arco 41 es generalmente plana (se ve mejor acudiendo a la Figura
18).
Continuando en referencia a las Figuras 17 y 18,
cada elemento de arco 41 tiene una primera parte 42 sustancialmente
recta que se extiende hacia abajo desde la primera parte de aro 2 y
apartándose lateralmente del eje longitudinal, seguida de una
segunda parte 44 que es sustancialmente paralela al eje y una
tercera línea recta 43 que se inclina hacia atrás para extenderse
en la parte de aro inferior 3.
La cuarta realización tiene propiedades de gran
rigidez. Se requerirían cargas muy elevadas para deflectar los arcos
y, una vez se hubiera excedido el límite elástico del material, no
habría virtualmente recuperación del resorte. Tales centralizadores
rígidos se deberían hacer de tamaño reducido respecto a la
perforación, típicamente de 6 milímetros o más menores que el
diámetro de la perforación. Se podrían emplear en los casos en los
que existiera una expectación de cargas laterales elevadas de mayor
magnitud que la fuerza de recuperación del centralizador. En la
Figura 19 se muestra una modificación de la cuarta realización, en
la cual el material 45 del cordón es retenido y se extiende por
completo entre las partes 2 y 3 de aro superior e inferior. Esta
realización proporciona una alta resistencia longitudinal para
resistir el hundimiento de la altura si el centralizador se
agarrotara cuando marcha por la perforación. En la Figura 20 se
muestra una modificación adicional más en la cual se elimina el
material de los cordones de manera similar a la descrita con
respecto a la Figura 16.
Haciendo referencia a la Figura 21, se muestra
una realización adicional de un centralizador según la invención, en
la cual las partes de arco 51 del centralizador 50 describen una
trayectoria generalmente espiral entre las partes de aro superior e
inferior 2 y 3. La Figura 22 muestra una pieza de partida usada para
la realización de la Figura 21.
Se puede usar la realización de la Figura 21 para
puentear surcos en la perforación dejados después de una operación
de perforación, raspar la superficie de la perforación liberándola
de contaminantes acumulados en la superficie y presentar un ángulo
de corte contra la superficie de la perforación cuando marcha por su
interior. En la Figura 23 se muestra una versión rígida de la
realización de la Figura 21. En esta realización, el centralizador
60 tiene miembros de arco 61 generalmente en espiral, en cierto modo
similares a los mostrados en la Figura 21, pero con segmentos
rectilíneos similares a los descritos con respecto a las Figuras 17
y 18. Las Figuras 24 y 25 muestran formas seleccionadas preferidas
de la sección transversal de las partes de arco 61. En ambos casos,
el material de la parte de arco está curvado hacia dentro de forma
que se apoya en el cilindro definido por las superficies interiores
de los miembros de aro 2, 3. En la Figura 24 la forma del elemento
de arco es generalmente rectangular, mientras que en la Figura 25 es
generalmente semicircular. El efecto de ambos es que las partes de
arco descansarán en un elemento tubular insertado para proporcionar
una resistencia mejorada al hundimiento.
Haciendo ahora referencia a la Figura 26, se
muestra todavía una realización adicional de un centralizador según
la invención. Este centralizador 70 tiene partes de arco 71 que
tienen una región 72 longitudinalmente central de anchura constante
la cual se extiende a cada extremo en una bifurcación 73 en forma de
Y. Las bifurcaciones se extienden por dentro del elemento de aro
superior 2 ó respectivamente por dentro del elemento de aro inferior
3, Cada bifurcación define una abertura 74 que forma un triángulo
isósceles en esta realización particular. La abertura permite que el
fluido pase a través del anillo entre el elemento tubular y la
perforación para fluir también a lo largo del lado inferior del
miembro de arco. De esta manera, se pueden usar los centralizadores
que tienen aberturas de este tipo en los casos en que se necesita
una resistencia al flujo reducida. Se entenderá por los expertos en
la técnica que la elección concreta de una abertura triangular 74 es
sólo a título de ejemplo y que se podrían disponer otras formas.
En referencia a la Figura 27, el alzado por el
extremo muestra más claramente la disposición de las aberturas, las
cuales permiten una resistencia reducida al flujo. Debería
entenderse por los expertos en la técnica que con el aumento en el
alcance de los pozos es deseable reducir la resistencia al flujo.
Conforme aumenta la resistencia al flujo, se debe elevar la presión
para proporcionar el mismo caudal y la presión aumentada puede dar
lugar a la rotura de las formaciones geológicas.
Las realizaciones descritas hasta ahora han sido
estructuras unitarias. Sin embargo, es conocido para los expertos en
la técnica que serán necesarios centralizadores de forma partida en
dos mitades separadas a lo largo de una línea central axial. También
resultará conocido para los expertos en la técnica que se requerirán
centralizadores que tengan más de dos segmentos.
Las Figuras 28 y 29 muestran una primera
formación de sujeción para sujetar entre sí segmentos de un
centralizador.
Haciendo referencia a la Figura 28, la cual es
una vista parcial por el extremo de un centralizador, el aro extremo
2 está formado por dos partes de aro extremo 2A, 2B semicilíndricas,
las cuales se sujetan entre sí por un dispositivo de sujeción de
cierre elástico.
Haciendo referencia a la Figura 29, se muestra un
ejemplo de dispositivos de cierre elástico. Se corta
longitudinalmente la parte final de una parte de aro extremo 2A para
formar tres partes de dedo contiguas 100, 101, 102. La parte de dedo
central 101 está elevada respecto al plano de la parte de aro 2A, y
tiene dos ventanas 103 cortadas en la misma, teniendo las ventanas
un perfil curvo en sus extremos próximos al final de la parte de aro
2A. Las dos partes exteriores de dedo 100, 102 están cortadas en
forma arqueada para definir dos partes de lengüeta 104, las cuales
se encuentran desplazadas hacia arriba desde el plano de la parte de
aro 2A. La forma de las partes de lengüeta 104 es arqueada.
La otra parte extrema de aro 2B está cortada
también longitudinalmente para formar tres partes de dedo 200, 201,
202 en contrapartida. En este caso, los dos dedos exteriores 200,
202 se levantan fuera del plano de la parte de aro extrema 2B y
están provistos de ventanas 203 de forma similar a las ventanas 103
y el dedo central 201 está provisto de unas partes de lengüeta 204
dispuestas hacia arriba de forma similar a las partes de lengüeta
104.
Cuando se empuja a las dos partes de aro 2A, 2B
para que se junten, la parte de lengüeta central 101 de esta primera
parte de aro es susceptible de cabalgar sobre la superficie superior
del dedo central 201 de la segunda parte de aro 2B, mientras que las
partes de dedo exteriores 200, 202 cabalgan sobre los dedos
exteriores 100, 102 de la primera parte de aro 2A. La disposición de
las lengüetas 104, 204 y las ventanas 103, 203 es tal que las
lengüetas entran en las ventanas de contrapartida para enclavar por
forma las dos partes de aro juntas entre sí.
El uso de acero al boro estando tratadas
térmicamente las partes de aro extremas para proporcionar unas
partes de aro de alta rigidez permite que el dispositivo de sujeción
de cierre elástico sujete en forma rápida y segura entre sí las dos
mitades del dispositivo. Una ventaja de una configuración de este
tipo es que para un centralizador en dos mitades sólo se requieren
dos componentes. Esto contrasta con las disposiciones en las que se
pueden requerir pasadores de bisagra y otros dispositivos de
sujeción. Se entenderá por los expertos en la técnica que cuantos
menos componentes se proporcionen, existe un menor riesgo de que se
desprendan los componentes y caigan por la perforación con elevados
costos de reparación.
La Figura 30 muestra una realización alternativa
en la cual los extremos libres de las partes de aro están vueltos
para formar una bisagra, teniendo un pasador de bisagra 110.
Haciendo referencia a la Figura 31, ésta muestra que la primera
parte extrema de aro 2A está cortada para tener tres partes de dedo
121 espaciadas y que la segunda parte extrema de aro 2B está cortada
para tener dos partes de dedo 122 espaciadas. La disposición de las
partes de dedo 121 y 122 es tal que una parte de dedo 121 puede ser
introducida entre los dedos de las partes de dedo 122. Las partes de
dedo tienen una región proximal 123 que se extiende hacia fuera
desde el aro extremo 2A, 2B respectivo. Una parte distal 124 que se
apoya contra una cara de la parte proximal 123, y una parte
intermedia 125 en gancho cuya cara interior define una abertura para
el pasador de bisagra.
En la práctica, la bisagra se monta colocando
entre los dedos las partes de dedo, se inserta el pasador de bisagra
y se ofrece el conjunto al elemento tubular. El conjunto abierto es
entonces cerrado alrededor del elemento tubular, y se inserta un
segundo pasador de bisagra en la segunda bisagra. Los extremos de
los pasadores de bisagra se deforman, por ejemplo por amartillado, a
fin de retenerlos en su sitio.
Haciendo ahora referencia a las Figuras 32 y 33,
un aro de retención deslizante 37 consiste en un cuerpo generalmente
cilíndrico de acero al boro que tiene partes de brida superior e
inferior 230, 231, que se extienden hacia fuera y un número de
partes de protuberancia 232 dispuestas alrededor de la
circunferencia de una región central del aro para aceptar los
tornillos prisioneros 234.
Tradicionalmente, los aros de retención se
fabrican a partir de perfil laminado de barra rectangular siendo los
extremos soldados a tope para formar un anillo. El material debe ser
adecuado para la soldadura puesto que la acción de los tornillos
contra un elemento tubular insertado puede causar una carga
circunferencial sustancial en la junta de soldadura. Se hacen otros
productos conocidos a partir de tubo de acero sin soldadura, pero
existen limitaciones en cuanto al tamaño general y a la calidad del
mate-
rial.
rial.
Seleccionando acero al boro, es posible alcanzar
un 98% de las propiedades mecánicas del material de partida en una
zona soldada.
La Figura 33 muestra claramente las bridas
extremas, las cuales se producen por forjado. El forjado se realiza
en un estado no tratado térmicamente del material y las partes de
protuberancia 232 se forman mediante técnicas conocidas de taladrado
por flujo. Después de que el dispositivo ha sido conformado
adecuadamente, se somete a tratamiento térmico y enfriamiento en
baño para obtener las propiedades deseadas.
Se han descrito realizaciones de la presente
invención haciendo referencia particular al ejemplo ilustrado. Sin
embargo, se apreciará que se pueden hacer variaciones y
modificaciones a los ejemplos descritos dentro del objeto de la
presente invención.
Claims (18)
1. Un dispositivo centralizador de resorte para
soportar un miembro tubular separado de la pared de un orificio,
teniendo el dispositivo centralizador de resorte un eje
longitudinal, y comprendiendo el dispositivo centralizador de
resorte unas primera y segunda partes de aro (2, 3) mutuamente
espaciadas y una serie de partes de arco (4) dispuestas entre las
mismas, caracterizado porque las primera y segunda partes de
aro y las partes de arco están conformadas a partir de una única
pieza de material de acero al boro de tal manera que el material se
extiende sin soldadura desde cada parte de aro a través de las
partes de arco.
2. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 1, en el que la primera y la segunda partes de aro
son sustancialmente cilíndricas, con lo cual dicho dispositivo
centralizador de resorte se extiende todo alrededor de dicho eje
longitudinal.
3. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 1 ó 2, en el que cada parte de aro se extiende
sobre una parte de un cilindro, e incluye una parte de cuerpo y un
dispositivo de sujeción para su unión a una parte de aro adicional
de un dispositivo centralizador de resorte contiguo.
4. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 3, en el que cada parte de aro se extiende sobre
la mitad de un cilindro, extendiéndose el dispositivo en combinación
con un segundo de dichos dispositivos centralizadores de resorte
todo alrededor de dicho eje longitudinal.
5. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 3, en el que dicho dispositivo de sujeción
comprende una primera y una segunda partes complementarias de
bisagra que se extienden desde la región del borde opuesta de la
parte del cuerpo.
6. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 5, en el que dichas partes de bisagra definen cada
una respectivamente una abertura para un respectivo pasador de
bisagra, estando cada abertura dispuesta sustancialmente paralela a
dicho eje longitudinal, teniendo las partes de bisagra al menos una
parte de dedo en proyección que se extiende desde dicha región de
borde en una región proximal de la misma, teniendo la parte de dedo
o cada parte de dedo una región distal dirigida sustancialmente
hacia dicha región de borde y una región intermedia a dichas
regiones proximal y distal, describiendo dicha región intermedia un
camino curvo, y definiendo una superficie de dicha región
intermedia, al menos en parte, dicha abertura.
7. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 6, en el que la primera parte de bisagra tiene una
primera pluralidad de primeras partes de dedo espaciadas en una
dirección paralela a dicho eje para definir una segunda pluralidad
de aberturas, donde dicha segunda pluralidad es de uno menos en
número que la segunda pluralidad, y la segunda parte de bisagra
tiene dicha segunda pluralidad de partes de dedo para cooperación
con una primera parte de bisagra de un dispositivo adicional.
8. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 3, en el que dicho dispositivo de sujeción
comprende una primera formación en una región de sujeción de dicho
dispositivo centralizador de resorte y una segunda formación de
contraparte en una región de sujeción opuesta de dicho dispositivo
centralizador de resorte, donde la primera formación de un primer
dispositivo centralizador de resorte está adaptada para enclavarse
con la segunda formación de un segundo dispositivo centralizador de
resorte.
9. Un dispositivo centralizador de resorte según
la reivindicación 8, en el que la primera formación comprende al
menos una proyección desde una primera cara de dicho dispositivo
centralizador de resorte, y al menos una abertura en una segunda
cara, donde la segunda cara es opuesta a la primera cara, y la
segunda formación comprende al menos una abertura en dicha segunda
cara y al menos una proyección desde la primera cara con lo cual la
abertura o cada abertura es para recibir la proyección respectiva, y
así se pueden enclavar por forma dos de dichos centralizadores entre
sí.
10. Un método para hacer un dispositivo
centralizador de resorte que tiene un eje longitudinal,
comprendiendo el método:
- proporcionar una lámina de acero al boro,
- producir a partir de dicha lámina una pieza de partida (1) que comprende una primera y una segunda partes de alma (2, 3) transversales separadas por partes de alma (4) plurales longitudinales espaciadas;
- conformar en frío dicha pieza de partida para obtener un producto conformado intermedio que tiene una forma deseada de dispositivo final; y
- calentar y enfriar en baño dicho producto intermedio de forma para que adquiera una dureza de acabado deseada.
11. Un método según la reivindicación 10, en el
que dicha etapa de producir comprende cortar mediante láser la
lámina de acero al boro.
12. Un método según la reivindicación 10 u 11, en
el que dicha etapa de producir comprende cortar por chorro de agua
la lámina de acero al boro.
13. Un método según la reivindicación 10, 11 ó
12, en el que dicho dispositivo centralizador de resorte es
sustancialmente semicilíndrico, con lo cual dichas primera y segunda
partes de alma transversales se extienden para formar partes de aro
sustancialmente semicilíndricas y con ello dichas partes de aro
tienen medios de sujeción para sujetarse a partes de aro de un
segundo de dichos dispositivos centralizadores de resorte para
formar un centralizador de resorte sustancialmente cilíndrico, en el
que dicha etapa de conformación en frío comprende la conformación de
dicho dispositivo de sujeción.
14. Un método según la reivindicación 13, en el
que dicha etapa de conformar al menos parte de dicho dispositivo de
sujeción comprende conformar una parte en gancho de dicha parte de
aro.
15. Un método según la reivindicación 14, en el
que después de dicha etapa de calentamiento y enfriamiento en baño,
el método comprende además disponer un pasador de bisagra a tope con
las partes en gancho de dos dispositivos centralizadores de resorte
contiguos, para sujetar de esta forma mediante bisagra los
dispositivos centralizadores de resorte entre sí.
16. Un método según la reivindicación 13, en el
que dicha etapa de conformar al menos parte de dicho dispositivo de
sujeción comprende conformar en una región de sujeción de dicho
dispositivo centralizador de resorte, al menos una proyección de una
primera región desde una primera cara de la misma, y al menos una
abertura de una primera región en una segunda cara de la misma, y
conformar en una segunda región opuesta de sujeción al menos una
abertura de una segunda región en dicha segunda cara de la misma en
un emplazamiento para cooperar con la al menos una proyección de una
primera región y al menos una proyección de una segunda región en
dicha primera cara de la misma en un emplazamiento para cooperar con
la al menos una abertura de una primera región.
17. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 10-16, en el que dicha etapa de
conformación en frío comprende conformar dichas partes de alma
longitudinales en partes de arco que tienen regiones centrales
relativamente más alejadas del eje longitudinal de dicho dispositivo
centralizador de resorte que las regiones extremas de dichas partes
de arco.
18. Un método según la reivindicación 17, en el
que dicha etapa de conformación de arco comprende conformar dichas
partes de arco de tamaño reducido, y comprende además, después de
dicha etapa de calentamiento y enfriamiento en baño, una etapa
adicional de conformación en frío para formar dichas partes de arco
a un diámetro final deseado.
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