ES2300611T3 - Metodo y sistema para retirar fluido de una zona subterranea por medio de una cavidad agrandada. - Google Patents
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Abstract
Método para retirar fluido (153) de una zona subteMétodo para retirar fluido (153) de una zona subterránea (115), que comprende: perforar un pozo artirránea (115), que comprende: perforar un pozo articulado (130) desde una superficie (114) hasta la zculado (130) desde una superficie (114) hasta la zona subterránea (115); formar una cavidad agrandadona subterránea (115); formar una cavidad agrandada (120) en el pozo articulado (130), de manera quea (120) en el pozo articulado (130), de manera que la cavidad agrandada (120) actúa como una cámara la cavidad agrandada (120) actúa como una cámara para separar líquido del gas (152) que fluye desdepara separar líquido del gas (152) que fluye desde la zona subterránea (115) a través del pozo artic la zona subterránea (115) a través del pozo articulado (130); insertar una porción de una unidad deulado (130); insertar una porción de una unidad de bombeo (140) que tiene una entrada de bomba (144) bombeo (140) que tiene una entrada de bomba (144) a través de una porción curvada (136) del pozo ar a través de una porción curvada (136) del pozo articulado (130); situar la entrada de la bomba (144ticulado (130); situar la entrada de la bomba (144) dentro de una porción del pozo (130); y accionar) dentro de una porción del pozo (130); y accionar la unidad de bombeo (140) para producir el líquid la unidad de bombeo (140) para producir el líquido a través de la entrada de la bomba (144). o a través de la entrada de la bomba (144).
Description
Método y sistema para retirar fluido de una zona
subterránea por medio de una cavidad agrandada.
La presente invención se refiere en general a la
recuperación de depósitos subterráneos y, más particularmente, a un
método y sistema para retirar fluido de una zona subterránea por
medio de una cavidad agrandada.
Las zonas subterráneas, tales como filones de
carbón, contienen cantidades importantes de gas metano ocluido. Las
zonas subterráneas suelen también estar asociadas con líquido, tal
como agua, que debe ser evacuado de la zona con el fin de producir
el metano. Cuando se separa dicho líquido, los finos de carbón
arrastrados y otros fluidos desde la zona subterránea por medio de
bombeo, puede introducirse gas metano en la entrada de la bomba lo
cual reduce la eficiencia de esta última.
La US2002108746 de Zupanick Joseph et al.
describe un método y sistema para acceder a zonas subterráneas desde
la superficie en donde está presente un pozo sustancialmente
vertical que se extiende desde la superficie a una zona diana, y un
pozo articulado se extiende desde el pozo sustancialmente vertical
hasta la zona diana. El sistema también incluye un canal subterráneo
operable para poner en comunicación los recursos desde el pozo
hasta el pozo sustancialmente vertical.
La US 1488106 de Fitzpatrick Jeremiah describe
una admisión para bombas de pozos de petróleo que tienen un entubado
dispuesto en un extremo inferior del cilindro de trabajo de tales
bombas.
La GB2255033 de Baker Hughes Inc describe un
separador de gas para una bomba eléctrica centrífuga sumergible para
un pozo que separa un gas de un componente líquido de un fluido del
pozo.
La US6357530 de Fleshman Roy et al.
describe un sistema para producir fluidos de producción a partir de
un pozo, al tiempo que separa el gas que se recoge en cavidades
dentro del pozo.
La presente invención proporciona un método y
sistema para retirar fluido de una zona subterránea por medio de
una cavidad agrandada que elimina o reduce sustancialmente al menos
algunos de los inconvenientes y problemas asociados con los métodos
y sistemas anteriores.
De acuerdo con un primer aspecto de la
invención, se proporciona un método para retirar fluido de una zona
subterránea, que comprende:
- perforar un pozo articulado desde una superficie hasta la zona subterránea; formar una cavidad agrandada en el pozo articulado, de manera que la cavidad agrandada actúa como una cámara para separar líquido del gas que fluye desde la zona subterránea a través del pozo articulado; insertar una porción de una unidad de bombeo que tiene una entrada de bomba a través de una porción curvada del pozo articulado; situar la entrada de la bomba dentro de una porción del pozo; y accionar la unidad de bombeo para producir el líquido a través de la entrada de la bomba. La invención proporciona también un sistema para retirar fluido de una zona subterránea, que comprende:
- un pozo articulado que se extiende desde una superficie hasta la zona subterránea; una cavidad agrandada formada en el pozo articulado configurada para actuar como una cámara para separar líquido del gas que fluye desde la zona subterránea a través del pozo; una unidad de bombeo que tiene una entrada de bomba, teniendo la unidad de bombeo una porción que se extiende desde la superficie a través de una porción curvada del pozo articulado, de manera que la entrada de la bomba queda situada dentro del pozo articulado; y en donde la unidad de bombeo puede ser accionada para producir el líquido a través de la entrada de la bomba.
Las ventajas técnicas de modalidades
particulares de la presente invención incluyen formar una cavidad
agrandada de un pozo articulado que permite separar líquido del gas
en el flujo de fluido desde una zona subterránea a través del pozo
en la cavidad agrandada. La cavidad agrandada también permite al
usuario situar una entrada de la bomba descentrada respecto del
flujo de gas a través del pozo articulado. De este modo, los fluidos
y finos de carbón arrastrados, bombeados desde la zona subterránea
a través del pozo articulado, contendrán menos gas, resultando ello
en una mayor eficiencia de la bomba.
La cavidad agrandada puede ser formada en una
porción sustancialmente horizontal o una porción sustancialmente
vertical del pozo articulado. Si la cavidad agrandada se forma en
una porción sustancialmente horizontal del pozo articulado, la
entrada de la bomba se puede situar dentro de la cavidad agrandada,
de manera que queda verticalmente descentrada respecto del eje
longitudinal de la porción sustancialmente horizontal. Si la cavidad
agrandada se forma en una porción sustancialmente horizontal del
pozo articulado, la entrada de la bomba se puede situar dentro de la
cavidad agrandada, de manera que queda horizontalmente descentrada
respecto del eje longitudinal de la porción sustancialmente
vertical. La colocación de la entrada de la bomba de esta manera
permite que el gas de una zona subterránea se desvíe de la entrada
de la bomba cuando los fluidos y/o finos de carbón arrastrados son
bombeados a través del pozo articulado.
Otras ventajas técnicas resultarán fácilmente
evidentes para el experto en la materia a partir de las siguientes
figuras, descripciones y reivindicaciones. Además, aunque
anteriormente se han enumerado ventajas específicas, varias
modalidades pueden incluir todas, algunas o ninguna de las ventajas
enumeradas.
Para poder entender mejor y de forma más clara
las modalidades particulares de la invención y sus ventajas, se
hace referencia ahora a las siguientes descripciones, tomadas en
combinación con los dibujos adjuntos, en donde:
La figura 1 ilustra un ejemplo de un sistema de
pozo para separar fluido de una zona subterránea por medio de una
cavidad agrandada en una porción sustancialmente vertical de un pozo
articulado, de acuerdo con una modalidad de la presente
invención.
La figura 2 ilustra un ejemplo de un sistema de
pozo para separar fluido de una zona subterránea por medio de una
cavidad agrandada en una porción sustancialmente horizontal de un
pozo articulado, de acuerdo con una modalidad de la presente
invención.
La figura 3 ilustra un ejemplo de un sistema de
pozo para separar fluido de una zona subterránea por medio de una
cavidad agrandada en una porción curvada de un pozo articulado, de
acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La figura 4 ilustra un ejemplo de un sistema de
pozo para separar fluido de una zona subterránea por medio de una
cavidad agrandada y de un sumidero de bifurcación de un pozo
articulado, de acuerdo con una modalidad de la presente
invención.
La figura 5 ilustra un ejemplo de un trépano
ensanchador utilizado para formar una cavidad agrandada, de acuerdo
con una modalidad de la presente invención.
La figura 6 ilustra el trépano ensanchador de la
figura 5 con las fresas o cuchillas en una porción
semi-extendida de acuerdo con una modalidad de la
presente invención.
La figura 7 ilustra el trépano ensanchador de la
figura 5 con las fresas en una posición extendida, de acuerdo con
una modalidad de la presente invención.
La figura 8 es un diagrama isométrico que
ilustra la cavidad agrandada que tiene una configuración
generalmente cilíndrica, de acuerdo con una modalidad de la
presente invención.
La figura 1 ilustra un ejemplo de un sistema de
pozo para separar fluido de una zona subterránea. Un pozo
articulado 430 se extiende desde la superficie 414 hasta la zona
subterránea 415. En esta modalidad, la zona subterránea 415
comprende un filón de carbón; sin embargo, las zonas subterráneas de
acuerdo con otras modalidades pueden comprender otras
composiciones, tal como pizarra.
El pozo articulado 430 incluye una porción
sustancialmente vertical 432, una porción sustancialmente horizontal
434 y una porción curvada o redondeada 436 que interconecta las
porciones vertical y horizontal 432 y 434. La porción horizontal 434
reside sustancialmente en el plano horizontal de la zona
subterránea 415. En modalidades particulares, el pozo articulado 430
puede no incluir una porción horizontal, por ejemplo, si la zona
subterránea 415 no es horizontal. En tales casos, el pozo
articulado 430 puede incluir una porción sustancialmente en el mismo
plano que la zona subterránea 415. El pozo articulado 430 puede ser
perforado empleando una sarta de perforación articulada. El pozo
articulado 430 puede ser revestido con un entubado adecuado
438.
El pozo articulado 430 incluye también una
cavidad agrandada 420 formada en una porción sustancialmente
vertical 432. En esta modalidad, la cavidad agrandada 420 comprende
una configuración generalmente cilíndrica; sin embargo, las
cavidades agrandadas de acuerdo con otras modalidades pueden
comprender otras configuraciones. La cavidad agrandada 420 puede
formarse empleando técnicas de instalaciones de ensanchamiento con
trépano adecuadas, como más adelante se describe más detalladamente
con respecto a las figuras 5-7. El pozo articulado
430 incluye fluidos 450. Los fluidos 450 pueden comprender fluido
de perforación y/o lodo de perforación empleados en conexión con la
perforación del pozo articulado 430, agua, gas, por ejemplo gas
metano liberado desde la zona subterránea 415, u otros líquidos y/o
gases. En la modalidad ilustrada, se libera gas metano 452 desde la
zona subterránea 415 una vez perforado el pozo articulado 430.
La cavidad agrandada 420 actúa como una cámara
para la separación de gas y líquido puesto que el área en sección
transversal de la cavidad agrandada 420 es mayor que el área en
sección transversal de otras porciones del pozo articulado 430.
Esto permite que el gas 452 fluya a través y hacia arriba del pozo
articulado 430 mientras que el líquido se separa del gas y permanece
en la cavidad agrandada para su bombeo. Dicha separación se produce
debido a que la velocidad del gas que fluye ascendentemente a través
del pozo articulado disminuye en la cavidad agrandada 420 por
debajo de una velocidad a la cual el gas puede arrastrar líquido,
permitiendo así la separación del gas y del líquido en la cavidad
agrandada 420. Este descenso de la velocidad surge en al área en
sección transversal más grande de la cavidad agrandada 420 con
respecto al área en sección transversal de otras porciones del pozo
articulado 430 a través del cual fluye el gas. Una cavidad
agrandada que tiene un área en sección transversal más grande puede
conducir a una mayor reducción de la velocidad del gas que fluye
hacia arriba y a través del pozo.
Una unidad de bombeo 440 está dispuesta dentro
del pozo articulado 430. En esta modalidad, la unidad de bombeo 440
incluye una sub-sección curvada 442 y una entrada
de bomba 444 dispuesta dentro de la cavidad agrandada 420. La unidad
de bombeo 440 es accionable para evacuar líquido, finos de carbón
arrastrados y otros fluidos del pozo articulado 430. Como se ha
indicado anteriormente, dicho líquido se separa del flujo del gas
452 a través del pozo articulado 430 en la cavidad agrandada 420.
La sub-sección curvada 442 de la unidad de bombeo
440 permite disponer la entrada de la bomba 444 dentro de la
cavidad agrandada 420 en una posición que está horizontalmente
descentrada respecto del flujo del gas 452 a través del pozo
articulado 430 en la cavidad agrandada 420. En esta modalidad, la
entrada de la bomba 444 está descentrada horizontalmente respecto
del eje longitudinal de la porción vertical 432 del pozo articulado
430. Esta posición disminuye la cantidad de gas 452 bombeado a
través de la entrada de la bomba 444 debido a que el gas 452 puede
desviarse de la entrada de la bomba 444 cuando el mismo se libera
de la zona subterránea 430 y fluye a través y hacia arriba del pozo
articulado 430 en donde puede ser ignitado, liberado o recuperado.
Si la entrada de la bomba 444 no está descentrada horizontalmente
respecto del flujo de gas 452 a través del pozo articulado 430 en
la cavidad agrandada 420, el gas 452 puede hacer fluir hacia la
entrada de la bomba 444 cuando es liberado de la zona subterránea
450. En ese caso, se reduciría la eficiencia de la bomba del
sistema.
sistema.
De este modo, la formación de la cavidad
agrandada 420 del pozo articulado 430 permite que el líquido de los
fluidos 450 se separe del flujo de gas 452 a través del pozo. La
cavidad agrandada 420 también permite al usuario situar la entrada
de la bomba 444 descentrada respecto del flujo de gas 452 a través
del pozo articulado 430 en la cavidad agrandada 420. De este modo,
los fluidos y finos de carbón arrastrados bombeados desde la zona
subterránea 415 a través del pozo articulado 430 contendrán menos
gas, resultando ello en una mayor eficiencia de la bomba.
La figura 2 ilustra otro ejemplo de sistema de
pozo para separar fluido procedente de una zona subterránea. El pozo
articulado 530 se extiende desde la superficie 514 hasta la zona
subterránea 515. El pozo articulado 530 incluye una porción
sustancialmente vertical 532, una porción sustancialmente
horizontal 534 y una porción curvada 536 que interconecta las
porciones vertical y horizontal 532 y 534. El pozo articulado 530
está revestido con un entubado adecuado 538. El pozo articulado 530
también incluye una cavidad agrandada 520 formada en la porción
sustancialmente horizontal 534.
El pozo articulado 530 incluye fluidos 550. Los
fluidos 550 pueden comprender fluido de perforación y/o lodo de
perforación usados en conexión con la perforación del pozo
articulado 530, agua, gas, por ejemplo gas metano liberado de la
zona subterránea 515, u otros líquidos y/o gases. En la modalidad
ilustrada, se libera gas metano 552 de la zona subterránea 515 una
vez perforado el pozo articulado 530. La cavidad agrandada 520 actúa
como una cámara para la separación de gas y líquido de manera muy
similar a la cavidad agrandada 420 de la figura 1 anteriormente
expuesta.
Una unidad de bombeo 540 está dispuesta dentro
del pozo articulado 530. En esta modalidad, la unidad de bombeo 540
incluye una sub-sección curvada 542 y una entrada de
la bomba 544 dispuesta dentro de la cavidad agrandada 520. La
unidad de bombeo 540 puede ser accionada para extraer líquido, finos
de carbón arrastrados y otro fluido del pozo articulado 530. Como
se ha indicado anteriormente, dicho líquido se separa del flujo de
gas 552 a través del pozo articulado 530 en la cavidad agrandada
520. La sub-sección curvada 542 de la unidad de
bombeo 540 permite disponer la entrada de la bomba 544 dentro de la
cavidad agrandada 520 en una posición que está descentrada
verticalmente respecto del flujo de gas 552 a través del pozo
articulado 530 de la cavidad agrandada 520. En esta modalidad, la
entrada de la bomba 544 está descentrada verticalmente respecto del
eje longitudinal de la porción horizontal 534 del pozo articulado
530. Esta posición disminuye la cantidad de gas 552 bombeado a
través de la entrada de la bomba 544 debido a que el gas 552 puede
desviarse de la entrada de la bomba 544 cuando se libera de la zona
subterránea 530 y fluye a través y hacia arriba del pozo articulado
530. Si la entrada de la bomba 544 no estuviera descentrada
verticalmente respecto del flujo de gas 552 a través del pozo
articulado 530 en la cavidad agrandada 520, el gas 552 fluiría
probablemente al interior de la bomba 544 cuando se libera de la
zona subterránea 550. En ese caso, se reduciría la eficiencia de la
bomba del sistema.
La cavidad agrandada 520 también permite al
usuario situar la entrada de la bomba 544 descentrada respecto del
flujo de gas 552 a través del pozo articulado 530 en la cavidad
agrandada 520. De este modo, los fluidos y finos de carbón
arrastrados bombeados desde la zona subterránea 515 a través del
pozo articulado 530, contendrán menos gas, dando ello como resultado
una mayor eficiencia de la bomba.
La figura 3 ilustra otro ejemplo de un sistema
de pozo para separar fluido de una zona subterránea. Un pozo
articulado 230 se extiende desde la superficie 214 hasta la zona
subterránea 215. El pozo articulado 230 incluye una porción
sustancialmente vertical 232, una porción sustancialmente horizontal
234 y una porción curvada 236 que interconecta las porciones
vertical y horizontal 232 y 234.
El pozo articulado 230 incluye una cavidad
agrandada 220 formada en la porción curvada 236. El pozo articulado
230 incluye fluidos 250. Los fluidos 250 pueden comprender fluido
de perforación y/o lodo de perforación usados en conexión con la
perforación del pozo articulado 230, agua, gas, por ejemplo gas
metano liberado de la zona subterránea 215, u otros líquidos y/o
gases. En la modalidad ilustrada, se libera gas metano 252 de la
zona subterránea 215 una vez perforado el pozo articulado 230. La
cavidad agrandada 220 actúa como una cámara para la separación de
gas y líquido de manera muy similar a la cavidad agrandada 420 de
la figura 1 anteriormente expuesta.
Una unidad de bombeo 240 está dispuesta dentro
del pozo articulado 230. La unidad de bombeo 240 incluye una entrada
de la bomba 244 dispuesta dentro de la cavidad agrandada 220. La
unidad de bombeo 240 puede ser accionada para extraer líquido,
finos de carbón arrastrados y otros fluidos del pozo articulado 230.
Como se ha indicado anteriormente, dicho líquido se separa del
flujo de gas 252 a través del pozo articulado 230 en la cavidad
agrandada 220. Como se ilustra, la entrada de la bomba 244 está
descentrada respecto del flujo de gas 252 a través del pozo
articulado 230 en la cavidad agrandada 220. Esto disminuye la
cantidad de gas 252 bombeado a través de la entrada de la bomba 244
debido a que el gas 252 puede desviarse de la entrada de la bomba
244 cuando se libera de la zona subterránea 230 y fluye a través y
hacia arriba del pozo articulado 230.
De este modo, la formación de la cavidad
agrandada 220 del pozo articulado 230 permite que los líquidos de
los fluidos 250 se separen del flujo de gas 252 a través del pozo.
La cavidad agrandada 220 también permite al usuario situar la
entrada de la bomba 244 descentrada respecto del flujo de gas 252 a
través del pozo articulado 230 en la cavidad agrandada 220. De este
modo, los fluidos y finos de carbón arrastrados bombeados desde la
zona subterránea 215 a través del pozo articulado 230 contendrán
menos gas, dando ello como resultado una mayor eficiencia de la
bomba.
La figura 4 ilustra otro ejemplo de un sistema
de pozo para separar fluido de una zona subterránea. Un pozo
articulado 130 se extiende de la superficie 114 hasta la zona
subterránea 115. El pozo articulado 130 incluye una porción
sustancialmente vertical 132, una porción sustancialmente horizontal
134, una porción curvada 136 que interconecta las porciones
vertical y horizontal 132 y 134, y un sumidero de bifurcación
137.
El pozo articulado 130 incluye una cavidad
agrandada 120. La cavidad agrandada 120 actúa como una cámara para
la separación de gas 152 y líquido 153 que se encuentran incluidos
en los fluidos liberados desde la zona subterránea 115 una vez
perforado el pozo articulado 130. Esto permite que el gas 152 fluya
a través de y hacia arriba del pozo articulado 130, mientras que el
líquido 153 se separa del gas y permanece en la cavidad agrandada
120 y sumidero de bifurcación 137 para su bombeo. El sumidero de
bifurcación 137 proporciona una zona de recogida desde la cual se
puede bombear el líquido 153.
Una unidad de bombeo 140 está dispuesta dentro
del pozo articulado 130. La unidad de bombeo 140 incluye una entrada
de la bomba 144 dispuesta dentro del sumidero de bifurcación 137.
La unidad de bombeo 140 es accionable para evacuar líquido 153 y
finos de carbón arrastrados desde el pozo articulado 130. Como se
ha indicado anteriormente, dicho líquido 153 se separa del flujo de
gas 152 a través del pozo articulado 130. De este modo, la formación
de la cavidad agrandada 120 del pozo articulado 130 permite que el
líquido 153 se separe del flujo de gas 152 a través del pozo. Así,
los fluidos y finos de carbón arrastrados bombeados desde la zona
subterránea 115 a través del pozo articulado 130 contendrán menos
gas, dando ello como resultado una mayor eficiencia de la bomba.
Como se ha descrito anteriormente, las figuras
1-4 ilustran cavidades agrandadas formadas en una
porción sustancialmente vertical, una porción sustancialmente
horizontal y una porción curvada de un pozo articulado. Ha de
entenderse que las modalidades de esta invención pueden incluir una
cavidad agrandada formada en cualquier porción de un pozo
articulado, en cualquier porción de un pozo sustancialmente
vertical, en cualquier porción de un pozo sustancialmente
horizontal en cualquier porción de cualquier otro pozo tal como un
pozo inclinado.
La figura 5 ilustra un ejemplo de trépano
ensanchador 610 usado para formar una cavidad agrandada, tal como la
cavidad agrandada 420 de la figura 1. El trépano ensanchador 610
incluye dos fresas 614 acopladas pivotalmente en un alojamiento
612. Otros trépanos ensanchadores que pueden ser usados para formar
la cavidad agrandada 420 pueden tener una o más de dos fresas 614.
En esta modalidad, las fresas 614 están acopladas al alojamiento 612
por vía de pasadores 615. Sin embargo, se pueden emplear otros
métodos adecuados para proporcionar el movimiento pivotal o
rotacional de las fresas 614 con respecto al alojamiento 612. El
alojamiento 612 se ilustra como estando dispuesto de un modo
sustancialmente vertical dentro de un pozo 611. Sin embargo, el
trépano ensanchador 610 puede formar una cavidad agrandada mientras
que el alojamiento 612 está dispuesto también en otras posiciones.
Por ejemplo, el trépano ensanchador 610 puede formar una cavidad
agrandada tal como la cavidad agrandada 520 de la figura 2, al
tiempo que se encuentra en una posición sustancialmente
horizontal.
El trépano ensanchador 610 incluye un accionador
616 con una porción situada de manera deslizante dentro de una
cavidad a presión 622 del alojamiento 612. El accionador 616
incluye un paso de fluido 621. El paso de fluido 621 incluye una
salida 625 que permite que el fluido salga por el paso de fluido 621
al interior de la cavidad a presión 622 del alojamiento 610. La
cavidad a presión 622 incluye una ventilación de salida 627 que
permite que el fluido salga de la cavidad a presión 622 al interior
del pozo 611. En modalidades particulares, la ventilación de salida
627 puede estar acoplada a una manguera de ventilación con el fin de
transportar el fluido que sale a través de la ventilación de salida
627 hacia la superficie o hacia otro punto. El accionador 616
también incluye una porción agrandada 620 que, en esta modalidad,
presenta una porción biselada 624. Sin embargo, otras modalidades
pueden incluir un accionador que tiene una porción agrandada que
comprende otros ángulos, formas o configuraciones, tal como una
configuración cúbica, esférica, cónica o currentilínea. El
accionador 616 también incluye acanaladuras a presión 631.
Las fresas 614 se ilustran en una posición
retraída, encajadas alrededor del accionador 616. Las fresas 614
pueden tener una longitud de aproximadamente 2 a 3 pies. Sin
embargo, la longitud de las fresas 614 puede ser diferente en otras
modalidades. Las fresas 614 son ilustradas como presentando
extremos angulados. Sin embargo, los extremos de las fresas 614 en
otras modalidades pueden no estar angulados o pueden estar
curvados, dependiendo de la forma y configuración de la porción
agrandada 620. Las fresas 614 incluyen superficies de corte
laterales 654 y superficies de corte extremas 656. Las fresas 614
también pueden incluir puntas que pueden ser reemplazables en
modalidades particulares a medida que las puntas llegan a
desgastarse durante la operación. En tales casos, las puntas pueden
incluir superficie de corte extrema 656. Las superficies de corte
654 y 656 y las puntas pueden ser revestidas con una variedad de
diferentes materiales de corte, incluyendo, pero no de forma
limitativa, diamantes policristalinos, insertos de carburo de
tungsteno, carburo de tungsteno triturado, revestimiento duro con
bario tubular u otras estructuras y materiales de corte adecuados,
para adaptarse a una formación subterránea particular. Además,
pueden mecanizar o formar diversas configuraciones de superficie de
corte 654 y 656 con las fresas 614 para mejorar las características
de corte de las fresas 614.
En la práctica, se pasa un fluido a presión a
través del paso de fluido 621 del accionador 616. Dicha disposición
puede presentarse a través de un conector de tubería de perforación
conectado al alojamiento 612. El fluido a presión fluye a través
del paso de fluido 621 y sale del paso del fluido a través de la
salida 625 al interior de la cavidad a presión 622. Dentro de la
cavidad a presión 622, el fluido a presión ejerce una primera
fuerza axial 640 sobre una porción agrandada 637 del accionador 616.
La porción agrandada 637 puede estar circunscrita por
empaquetaduras circulares con el fin de impedir que el fluido a
presión fluya alrededor de la porción agrandada 637. La aplicación
de la primera fuerza axial 640 sobre la porción agrandada 637 del
accionador 616 causa el movimiento del accionador 616 con respecto
al alojamiento 612. Dicho movimiento hace que la porción biselada
624 de la porción agrandada 620 entre en contacto con las fresas
614 haciendo que las fresas 614 giren alrededor de los pasadores 615
y se extiendan radialmente hacia el exterior con respecto al
alojamiento 612. Por medio de la extensión de las fresas 614, el
trépano ensanchador 610 forma una cavidad agrandada a medida que
las superficies de corte 654 y 656 de las fresas 614 llegan a
entrar en contacto con las superficies del pozo 611.
El alojamiento 612 puede ser girado dentro del
pozo 611 a medida que las fresas 614 se extienden radialmente hacia
el exterior para facilitar la formación de una cavidad agrandada
642. La rotación del alojamiento 612 se puede conseguir empleando
una sarta de perforación acoplada al conector del entubado de
perforación; sin embargo, se pueden emplear otros métodos adecuados
para girar el alojamiento 612. Por ejemplo, se puede emplear un
motor en el fondo del pozo 611 para girar el alojamiento 610. En
modalidades particulares, se puede emplear tanto un motor en el
fondo como una sarta de perforación para girar el alojamiento 612.
La sarta de perforación puede ayudar también a la hora de
estabilizar el alojamiento 612 en el pozo 611.
La figura 6 es un diagrama que ilustra un
trépano ensanchador 610 de la figura 5 en una posición
semi-extendida. En la figura 6, las fresas 614 están
en una posición semi-extendida con respecto al
alojamiento 612 y comienzan a formar una cavidad agrandada 642.
Cuando se aplica la primera fuerza axial 640 (ilustrada en la
figura 5) y el accionador 616 se mueve con respecto al alojamiento
612, la porción agrandada 637 del accionador 616 llegará
eventualmente a un extremo 644 de la cavidad a presión 622. En este
punto, la porción agrandada 620 se aproxima a un extremo 617 del
alojamiento 612. Las fresas 614 se extienden, tal como se ilustra,
y se forma un ángulo 646 entre las mismas. En esta modalidad, el
ángulo 646 es de aproximadamente 60º, pero el ángulo 646 puede ser
diferente en otras modalidades, dependiendo del ángulo de la porción
biselada 624 o de la forma o configuración de la porción agrandada
620. A medida que la porción agrandada 637 del accionador 616 llega
al extremo 644 de la cavidad a presión 622, el fluido dentro de la
cavidad a presión 622 puede salir de la cavidad a presión 622 al
interior del pozo 611 a través de las acanaladuras de presión 631.
El fluido puede también salir de la cavidad a presión 622 a través
de la ventilación de salida 627. Otras modalidades de la presente
invención pueden aportar otros medios para que el fluido a presión
salga de la cavidad a presión 622.
La figura 7 es un diagrama que ilustra un
trépano ensanchador 610 de la figura 6 en una posición extendida.
Una vez que se ha ejercido una primera fuerza axial suficiente 640
sobre la porción agrandada 637 del accionador 616 para que la
porción agrandada 637 entre en contacto con el extremo 644 de la
cavidad a presión 622, extendiéndose así las fresas 614 a una
posición semi-extendida como se ilustra en la figura
6, se puede aplicar una segunda fuerza axial 648 al trépano
ensanchador 610. La segunda fuerza axial 648 se puede aplicar
moviendo el trépano ensanchador 610 con respecto al pozo 611. Dicho
movimiento se puede efectuar moviendo la sarta de perforación
acoplada al conector del entubado de perforación o por cualquier
otra técnica. La aplicación de la segunda fuerza axial 648 obliga a
que las fresas 614 giren alrededor de los pasadores 615 y se
extiendan radialmente hacia el exterior con respecto al alojamiento
612. La aplicación de la segunda fuerza axial 648 puede extender
aún más las fresas 614 hasta una posición en donde quedan
aproximadamente perpendiculares a un eje longitudinal del
alojamiento 612, como se ilustra en la figura 7. El alojamiento 612
puede incluir un bisel o "tope" con el fin de impedir que las
fresas 614 giren más allá de una posición particular, tal como una
posición aproximadamente perpendicular a un eje longitudinal del
alojamiento 612, como se ilustra en la figura 7.
Como se ha indicado anteriormente, el
alojamiento 612 puede ser girado dentro del pozo 611 cuando las
fresas 614 se extienden radialmente hacia el exterior, para
facilitar la formación de la cavidad agrandada 642. El trépano
ensanchador 610 puede ser también subido y bajado dentro del pozo
611 para definir y configurar adicionalmente la cavidad 642. Ha de
entenderse que con el trépano ensanchador 610 se puede formar una
cavidad subterránea que tiene una configuración distinta de la
configuración de la cavidad 642.
La figura 8 es un diagrama isométrico que
ilustra una cavidad agrandada 660 que tiene una configuración
generalmente cilíndrica que se puede formar empleando el trépano
ensanchador 610 de las figuras 5-7. La cavidad
agrandada 660 se puede formar subiendo y/o bajando el trépano
ensanchador en el pozo y girando el trépano ensanchador. La cavidad
agrandada 660 también es un ejemplo de la cavidad 420 de la figura
1.
Aunque se han ilustrado cavidades agrandadas que
tienen una configuración generalmente cilíndrica, ha de entenderse
que, de acuerdo con modalidades particulares de la presente
invención, se puede emplear una cavidad agrandada que tenga otra
configuración. Además, se puede formar una cavidad agrandada
empleando un trépano ensanchador como aquí se describe o empleando
otras técnicas o métodos adecuados, tal como operaciones de minería
por voladura o solubilización.
Si bien la presente invención ha sido descrita
detalladamente, para el experto en la materia serán evidentes
diversos cambios y modificaciones. Queda contemplado que la
presente invención abarca dichos cambios y modificaciones como
incluidos dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (11)
1. Método para retirar fluido (153) de una zona
subterránea (115), que comprende:
- perforar un pozo articulado (130) desde una superficie (114) hasta la zona subterránea (115); formar una cavidad agrandada (120) en el pozo articulado (130), de manera que la cavidad agrandada (120) actúa como una cámara para separar líquido del gas (152) que fluye desde la zona subterránea (115) a través del pozo articulado (130); insertar una porción de una unidad de bombeo (140) que tiene una entrada de bomba (144) a través de una porción curvada (136) del pozo articulado (130); situar la entrada de la bomba (144) dentro de una porción del pozo (130); y accionar la unidad de bombeo (140) para producir el líquido a través de la entrada de la bomba (144).
2. Método según la reivindicación 1, en donde el
posicionamiento de la entrada de la bomba (144) dentro del pozo
articulado (130) comprende situar la entrada de la bomba (144) en la
cavidad agrandada (120).
3. Método según la reivindicación 1, en donde el
posicionamiento de la entrada de la bomba (144) dentro del pozo
articulado (130) comprende situar la entrada de la bomba (144) de
manera que la entrada de la bomba (144) quede descentrada respecto
del flujo de gas (152) a través del pozo articulado (130).
4. Método según la reivindicación 1, en donde el
pozo articulado (130) comprende una porción sustancialmente
horizontal (143); y la formación de la cavidad agrandada (120) en
el pozo articulado (130) comprende formar una cavidad agrandada
(120) en la porción sustancialmente horizontal (134) del pozo
articulado (130); y posicionar la entrada de la bomba (144) dentro
de la cavidad agrandada (120), de manera que la entrada de la bomba
(144) queda descentrada verticalmente respecto de un eje
longitudinal de la porción sustancialmente horizontal (134) del pozo
articulado (130).
5. Método según la reivindicación 1, en donde la
formación de una cavidad agrandada (120) en el pozo articulado
(130) comprende formar una cavidad agrandada (120) en la porción
curvada (136) del pozo articulado (130); y posicionar la entrada de
la bomba (144) dentro de la cavidad agrandada (120), de manera que
la entrada de la bomba (144) queda descentrada respecto del flujo
de gas (152) a través de la porción curvada (136).
6. Método según la reivindicación 1, en donde el
pozo articulado (130) comprende un sumidero de bifurcación (137) que
recoge el líquido separado del gas (152) en la cavidad agrandada
(120); y el posicionamiento de la entrada de la bomba (144) dentro
de una porción del pozo articulado (130) comprende situar la entrada
de la bomba (144) dentro del sumidero de bifurcación (137) del pozo
articulado (130).
7. Sistema para retirar fluido (153) de una zona
subterránea (115), que comprende:
- un pozo articulado (130) que se extiende desde una superficie (114) hasta la zona subterránea (115); una cavidad agrandada (120) formada en el pozo articulado (130) configurada para actuar como una cámara para separar líquido del gas (152) que fluye desde la zona subterránea (115) a través del pozo (130); una unidad de bombeo (140) que tiene una entrada de bomba (144), teniendo la unidad de bombeo (140) una porción que se extiende desde la superficie (114) a través de una porción curvada (136) del pozo articulado (130), de manera que la entrada de la bomba (114) queda situada dentro del pozo articulado (130); y en donde la unidad de bombeo (140) puede ser accionada para producir el líquido a través de la entrada de la bomba (144).
8. Sistema según la reivindicación 7, en donde
la entrada de la bomba (144) está situada en posición descentrada
respecto del flujo de gas (152) a través del pozo articulado
(130).
9. Sistema según la reivindicación 7, en donde
el pozo articulado (130) comprende una porción sustancialmente
horizontal (134); una cavidad agrandada (120) formada en el pozo
(130) comprende una cavidad agrandada (120) formada en la porción
sustancialmente horizontal (134) del pozo articulado (130); y la
entrada de la bomba (144) está descentrada verticalmente respecto
de un eje longitudinal de la porción sustancialmente horizontal
(134) del pozo articulado (130).
10. Sistema según la reivindicación 7, en donde
la cavidad agrandada (120) formada en el pozo articulado (130)
comprende una cavidad agrandada (120) formada en la porción curvada
(136) del pozo articulado (130); y la entrada de la bomba (144)
está descentrada respecto del flujo de gas (152) a través de la
porción curvada (136).
11. Sistema según la reivindicación 7, en donde
el pozo articulado (130) comprende un sumidero de bifurcación (137)
configurado para recoger el líquido que se separa del gas (152) en
la cavidad agrandada (120); y la entrada de la bomba (144) está
situada dentro del sumidero de bifurcación (137) del pozo articulado
(130).
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