ES2651664T3

ES2651664T3 - Acoplamiento de extensión de agarre para proporcionar una herramienta de agarre con un rango operativo mejorado, y método de uso del mismo

Info

Publication number: ES2651664T3
Application number: ES09797329.1T
Authority: ES
Inventors: Maurice William Slack
Original assignee: Noetic Technologies Inc
Current assignee: Noetic Technologies Inc
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2018-01-29
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: US20110109109A1; DK2313601T3; EP2313601A4; EP2313601B1; NO2313601T3; CN102089492B; WO2010006445A1; HK1155787A1; AU2009270397A1; PL2313601T3; EP2313601A1; US8454066B2; CA2730568C; CA2730568A1; CN102089492A; MX2011000608A; AU2009270397B2

Abstract

En combinación, una herramienta de agarre (100) que tiene elementos de agarre radiales (160) que se mueven radialmente entre una posición retraída y una posición enganchada, y un acoplamiento de extensión de agarre (400), en la que el acoplamiento de extensión de agarre (400) comprende: al menos un cuerpo anular (460, 470) que tiene un orificio interno central y una superficie externa periférica; radios alargados rígidos (480) que tienen una superficie interfacial (493) que se engancha con los elementos de agarre radiales (160) de la herramienta de agarre y que portan una superficie de agarre extendida (54) en un segundo lado opuesto a la superficie interfacial (55), de modo que el movimiento radial de los elementos de agarre radiales (160) hacia la posición enganchada provoca que los radios (480) y la superficie de agarre extendida se muevan radialmente desde una posición retraída correspondiente hasta una posición enganchada correspondiente; y guías de radio (465, 475) en el al menos un cuerpo anular (460, 470), estando las guías de radio (465, 475) en una relación de ajuste estrecho con los radios (480) para restringir los radios (480) en cuanto a una rotación axial o balanceo, al tiempo que permiten que los radios (480) se muevan radialmente desde la posición retraída correspondiente hasta la posición enganchada correspondiente en respuesta al movimiento de los elementos de agarre radiales de la herramienta de agarre.

Description

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DESCRIPCION

Acoplamiento de extension de agarre para proporcionar una herramienta de agarre con un rango operativo mejorado, y metodo de uso del mismo

Campo de la invencion

Esta invencion se refiere intencionadamente a aplicaciones, en las que tienen que agarrarse, manipularse y elevarse tubos y sartas de tubos con una herramienta conectada a una cabeza de accionamiento o bastidor de reaccion para permitir la transferencia de cargas tanto axiales como de torsion a o desde el segmento tubular que esta agarrandose. En el campo de la perforacion de tierra, construccion de pozos y mantenimiento de pozos con equipos de perforacion y de mantenimiento, esta invencion se refiere a cunas, y mas espedficamente, en equipos que emplean accionamientos en la parte superior, se aplica a herramientas de servicio tubulares que se unen al accionamiento en la parte superior para agarrar el segmento proximal de sartas de tubos que estan ensamblandose en, desplegandose en o retirandose del orificio del pozo. Tales herramientas de servicio tubulares soportan diversas funciones necesarias o beneficiosas para estas operaciones, incluyendo el enganche y la liberacion rapidos, elevacion, empuje, rotacion y flujo de fluido a presion al interior y fuera de la sarta de tubos. Esta invencion proporciona acoplamientos para extender o mejorar el rango de agarre de tales herramientas de servicio tubulares.

Antecedentes de la invencion

Hasta hace poco, las tenazas motorizadas eran el metodo establecido usado para el servicio de sartas de revestimiento o de tubos al interior o fuera de pozos de petroleo, en coordinacion con el sistema de elevacion de equipos de perforacion. Este metodo de tenazas motorizadas permite que tales sartas de tubos, compuestas por segmentos de tubena o uniones de tubo con extremos roscados complementarios, se ensamblen de manera relativamente eficiente enroscando entre sf los extremos roscados complementarios (enroscado) para formar conexiones roscadas entre segmentos de tubena secuenciales cuando se anaden a la sarta que esta instalandose en el orificio del pozo; o a la inversa, cuando se retiran y se desmontan (desenroscado). Sin embargo, este metodo de tenazas motorizadas no soporta simultaneamente otras funciones beneficiosas tales como la rotacion, el empuje o el llenado con fluido, despues de que un segmento de tubena se anade a o se retira de la sarta, y mientras la sarta se esta haciendo descender o ascender en el orificio del pozo. El servicio de tubos con tenazas requiere tambien normalmente un despliegue de personal en ubicaciones de riesgo relativamente elevado, tales como en el suelo de un equipo o, mas significativamente, por encima del suelo del equipo, en las denominadas “plataformas auxiliares”.

La aparicion de equipos de perforacion equipados con accionamientos en la parte superior ha posibilitado un nuevo metodo de servicio de tubos, y en particular de revestimiento, en el que el accionamiento en la parte superior esta equipado con una denominada “herramienta de servicio tubular con accionamiento en la parte superior” para agarrar y quizas sellar entre el segmento de tubena proximal y el arbol hueco de accionamiento superior (debe entenderse en este caso que el termino arbol hueco de accionamiento superior pretende incluir generalmente tales componentes de sarta de accionamiento que pueden estar unidos al mismo, actuando el extremo distal del mismo de manera efectiva como extension del arbol hueco). Por tanto, se han desarrollado diversos dispositivos para conseguir generalmente este proposito de “servicio de revestimiento con accionamiento en la parte superior”. El uso de estos dispositivos en coordinacion con el accionamiento en la parte superior permite elevar, rotar, empujar y llenar la sarta de revestimiento con fluido de perforacion mientras se realiza el servicio, eliminando asf las limitaciones asociadas con las tenazas motorizadas. Simultaneamente, la automatizacion del mecanismo de agarre combinada con las ventajas inherentes del accionamiento en la parte superior reduce el nivel de implicacion humana requerida con los procesos de servicio con tenazas motorizadas y por tanto mejora la seguridad.

Ademas, para manipular y realizar el servicio de revestimiento con tales herramientas de servicio tubulares con accionamiento en la parte superior, el peso de la sarta tiene que transferirse desde el accionamiento en la parte superior a un dispositivo de soporte cuando los segmentos de tubena proximales o activos se estan anadiendo a o retirandose de la sarta por lo demas ensamblada. Esta funcion se proporciona normalmente mediante un dispositivo de agarre activado por carga axial “con agarre de cuna anular” que usa “cunas” o mordazas colocadas en un “cuenco de cunas” hueco a traves del cual esta realizandose el servicio del revestimiento, donde el cuenco de cunas tiene un orificio troncoconico con un diametro decreciente hacia abajo y esta soportado en o sobre el suelo del equipo. Las cunas que actuan entonces como cunas anulares entre el segmento de tubena en el extremo proximal de la sarta y la superficie interior troncoconica del cuenco de cunas, agarran por traccion la tubena pero se deslizan o resbalan hacia abajo y por tanto radialmente hacia dentro en la superficie interior del cuenco de cunas a medida que el peso de la sarta se transfiere al agarre. Por tanto, la fuerza radial entre las cunas y el cuerpo de tubena esta autoactivada o “autoenergizada” por carga axial, es decir, considerando la capacidad de traccion la variable dependiente y el peso de la sarta la variable independiente, existe un bucle de realimentacion positivo en el que la variable independiente del peso de la sarta se realimenta positivamente para controlar la fuerza de agarre radial que actua de manera monotona para controlar la capacidad de traccion o la resistencia al deslizamiento, la variable dependiente. De manera similar, tambien debe reaccionarse al par de enroscado y desenroscado aplicado al segmento de tubena activo desde el extremo proximal de la sarta ensamblada. Esta funcion se proporciona normalmente mediante tenazas que tienen agarres que enganchan el segmento de tubena proximal y un brazo

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unido mediante un elemento de union tal como una cadena o un cable a la estructura de equipo para impedir la rotacion y de ese modo reaccionar al par al que de lo contrario no se reacciona mediante las cunas en el cuenco de cunas. La fuerza de agarre de tales tenazas de manera similar normalmente se autoactiva o “autoenergiza” mediante la realimentacion positiva a partir de la carga de par aplicada.

En terminos generales, la herramienta de agarre de la solicitud de patente PCT CA 2006/00710, publicada como WO2006/116870 A1, y la solicitud de fase nacional estadounidense 1l/912.665, publicada como US 2008/0210063 A1, puede resumirse como una herramienta de agarre que incluye un conjunto de cuerpo, que tiene un adaptador de carga acoplado para la transferencia de carga axial al resto del cuerpo, o mas brevemente el cuerpo principal, estando el adaptador de carga adaptado para conectarse estructuralmente a uno de una cabeza de accionamiento o un bastidor de reaccion, estando un conjunto de agarre portado por el cuerpo principal y que tiene una superficie de agarre, conjunto de agarre que esta dotado de medios de activacion para desplazarse o moverse radialmente desde una posicion retrafda hasta una posicion enganchada para enganchar por traccion radialmente la superficie de agarre con o bien una superficie interior o bien una superficie exterior de una pieza de trabajo en respuesta a un movimiento axial relativo o al recorrido axial del cuerpo principal en al menos un sentido, en relacion con la superficie de agarre. Se proporciona un acoplamiento que actua entre el conjunto de cuerpo y el conjunto de agarre que, tras la rotacion relativa en al menos un sentido del adaptador de carga en relacion con la superficie de agarre, da como resultado un desplazamiento axial relativo del cuerpo principal con respecto al conjunto de agarre para mover el conjunto de agarre desde la posicion retrafda a la enganchada segun la accion de los medios de activacion.

Por tanto, esta herramienta de agarre utiliza un mecanismo de agarre activado mecanicamente que genera su fuerza de agarre en respuesta a la activacion por carga axial o por recorrido axial del conjunto de agarre, activacion que se produce o bien junto con o bien independientemente de, la carga axial aplicada externamente y la carga de torsion aplicada externamente, en forma de par a derechas o a izquierdas aplicado, cargas que se portan a traves de la herramienta desde el adaptador de carga del conjunto de cuerpo hasta la superficie de agarre del conjunto de agarre, en un enganche por traccion con la pieza de trabajo.

Resultara evidente que la utilidad de esta u otras herramientas de agarre similares es funcion del rango de tamanos de pieza de trabajo, expresados normalmente como diametros mmimo y maximo para piezas de trabajo tubulares, a las que puede darse cabida entre las posiciones de la superficie de agarre completamente retrafda y completamente extendida de una herramienta de agarre dada, es decir, el tamano radial y el recorrido radial de la superficie de agarre. La utilidad de una herramienta de agarre dada puede mejorarse si puede dar cabida a un rango mayor de tamanos de piezas de trabajo. La presente invencion se refiere a satisfacer esta necesidad en aplicaciones en las que un mayor tamano radial y recorrido radial son beneficiosos, tal como sucede a menudo cuando se adaptan herramientas de agarre para realizar el servicio de tubos de campos de petroleo.

Los documentos EP1619349A2 (Weatherford Lamb), WO2006/133706 A1 (Scandinavian), US2864148 A (Wait), US3552507 A (Brown), US 3792869 A (Braun) y SU663817 A1 (Vnii) describen ejemplos de la tecnica relacionada.

El documento WO2006/133706 A1 da a conocer una herramienta de agarre que tiene elementos de agarre radiales que se mueven radialmente entre una posicion retrafda y una posicion enganchada.

Sumario de la invencion

Segun un aspecto de la presente invencion se proporciona una combinacion de una herramienta de agarre y un acoplamiento de extension de agarre segun la reivindicacion 1.

Segun otro aspecto de la presente invencion hay un metodo de mejora del rango operativo de una herramienta de agarre segun la reivindicacion 10. Esto implica situar una de una pieza de trabajo o una herramienta de agarre cilmdrica dentro del orificio interno central del al menos un cuerpo anular y la otra de la pieza de trabajo o la herramienta de agarre cilmdrica alrededor de la superficie externa periferica del al menos un cuerpo anular. Esto coloca los radios en un espacio anular entre los elementos de agarre de la herramienta de agarre y la pieza de trabajo. Un primer extremo de cada uno de los radios engancha los elementos de agarre y un segundo extremo de cada uno de los radios engancha o bien directa o bien indirectamente la pieza de trabajo. Cuando los elementos de agarre de la herramienta de agarre se mueven radialmente para aplicar presion sobre el primer extremo de cada uno de los radios, los radios se mueven radialmente desde una posicion retrafda hasta una posicion extendida y actuan como extensiones radiales de los elementos de agarre de la herramienta de agarre.

Tal como se indico anteriormente, los radios pueden actuar o bien directa o bien indirectamente sobre la pieza de trabajo. A continuacion en el presente documento se describira adicionalmente una configuracion en la que los radios enganchan indirectamente la pieza de trabajo. En esa realizacion, elementos de agarre esclavos se situan en un segundo extremo de cada uno de los radios. El movimiento radial de los elementos de agarre de la herramienta de agarre se transfiere por medio de los radios a los elementos de agarre esclavos.

Tal como se indico anteriormente, o bien la pieza de trabajo o bien la herramienta de agarre puede situarse dentro del orificio interno central. Cuando la pieza de trabajo esta situada dentro del orificio interno central, una superficie

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interior de la herramienta de agarre esta situada alrededor de la periferia del cuerpo y el segundo extremo de cada uno de los radios engancha directa o indirectamente una superficie exterior de la pieza de trabajo. Cuando la herramienta de agarre esta situada dentro del orificio interno central, una superficie interior de la pieza de trabajo esta situada alrededor de la periferia del cuerpo y el segundo extremo de cada uno de los radios engancha directa o indirectamente la superficie interior de la pieza de trabajo.

Breve descripcion de los dibujos

Estas y otras caractensticas de la invencion resultaran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion, en la que se hace referencia a los dibujos adjuntos, siendo los dibujos solo con proposito de ilustracion y no pretendiendo limitar de ningun modo el alcance de la invencion a la realizacion o realizaciones particulares mostradas, en los que:

La Figura 1 es un esquema de un acoplamiento de extension de superficie de agarre ubicado de manera interna con respecto a una pieza de trabajo tubular.

La Figura 2 es una vista externa de una herramienta de servicio tubular de agarre interno con conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre.

La Figura 3 es una vista trimetrica externa de un conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre.

La Figura 4 es una vista trimetrica externa de una placa de grna primaria.

La Figura 5 es una vista trimetrica externa de una placa de grna secundaria.

La Figura 6 es una vista en seccion transversal de un conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre.

La Figura 7 es una vista en seccion transversal de un conjunto de radio.

La Figura 8 es una vista en seccion transversal axial de un acoplamiento de extension de superficie de agarre mostrado como si apareciera ubicado de manera interna con respecto a y coaxialmente con una pieza de trabajo.

Descripcion de las realizaciones preferidas

Principios generales

Haciendo referencia ahora a la Figura 1 que muestra un esquema de una seccion transversal a traves de un plano radial de acoplamiento de extension de superficie de agarre 50 compuesto por radios 51 y grnas de radio 52 mostrados como una pluralidad de elementos dispuestos dentro de la pieza de trabajo tubular 53 y se entiende que actuan juntos como un cuerpo ngido (unidos entre sf fuera del plano de vista bidimensional). Los radios 51 estan dispuestos con la superficie de agarre extendida 54 en un ajuste estrecho con la pieza de trabajo tubular 53 y el agarre de la herramienta de agarre o la superficie interfacial 55. Los vectores de fuerza como pueden aplicarse normalmente en la superficie interfacial de herramienta de agarre 55 mediante una herramienta de agarre para aplicar un par a traves del acoplamiento de extension de superficie de agarre 50 a la pieza de trabajo 53 y las fuerzas resultantes en la superficie de agarre 54, se muestran en un radio 51, en donde resultara evidente para un experto en la tecnica que los vectores de fuerza tangencial “Ti” y “To” seran lo mas normalmente menores que el vector de fuerza radial “Ri” y “Ro” tal como se requiere para cumplir las propiedades interfaciales de agarre friccional/pieza de trabajo tfpicas, y como tal, los radios radiales relativamente cortos tenderan a ser estables, mientras que los radios radiales relativamente grandes pueden tender a balancearse y aplicar cargas de palanca excesivas ya que el balanceo se impide mediante una distribucion de cargas no uniforme radial en la zona interfacial 56 entre el radio 51 y la pieza de trabajo 53 y la zona interfacial 55 entre el radio 51 y la herramienta de agarre (no mostrada). Para estabilizar e impedir cargas de palanca radiales excesivas, el acoplamiento de extension 50 esta dotado de al menos una grna de radio ngida 52 dispuesta para actuar entre radios adyacentes 51 y proporcionar una cara de contacto de grna paralela 57 en cada zona interfacial de grna de radio 58 que esta en un ajuste suficientemente estrecho con los radios 51 y tambien suficientemente ngida, de modo que cualquier tendencia del radio 51 a balancearse se impedira mediante el contacto con las zonas interfaciales de grna de radio 58 dando como resultado la tension por contacto de reaccion de momento ilustrada mediante los vectores “w” y “wo” que actuan respectivamente en ubicaciones radialmente internas y externas, mientras que la cara de contacto de grna 57 es suficientemente lisa como para facilitar el enganche con deslizamiento radial en la zona interfacial de grna de radio 58 y para permitir el movimiento radial del radio 51 bajo una carga y en consecuencia permitiendo que la superficie de agarre extendida 54 se mueva radialmente y enganche la pieza de trabajo 53. Ahora resultara evidente que el acoplamiento de extension de superficie de agarre 50 proporciona una estructura que transfiere una carga radial y de torsion desde la zona interfacial de herramienta de agarre 55 hasta la superficie de agarre extendida 54 e impide la tendencia de los radios 51 a rotar o a imponer momentos de reaccion excesivos en cualquier zona interfacial de grna de radio 58 o en la zona interfacial de la pieza de trabajo 53 con la superficie de agarre extendida 54.

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Acoplamiento por extension de superficie de agarre

Haciendo referencia a las Figuras 2 a 8, ahora se describira una realizacion preferida de la presente invencion denominada en este caso acoplamiento de extension de superficie de agarre, descrito anteriormente en general con referencia a la Figura 1. Haciendo referencia en primer lugar a la Figura 2, se muestra una herramienta de servicio tubular de agarre interno 100 configurada con el conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400 adaptado para ser complementary con y portarse por el extremo inferior 109 del conjunto de agarre 120. El conjunto 400 esta compuesto por una pluralidad de radios orientados radialmente 480 (mostrados en este caso como cinco (5) coincidiendo con el numero de mordazas 160), placas de grna de radio primaria y secundaria 460 y 470, respectivamente, un anillo de retencion segmentado 520 y un anillo de retencion roscado 530. La placa de grna de radio primaria 460 esta ubicada coaxialmente en los extremos superiores 481 de los radios 480 y de manera similar la placa de grna de radio secundaria 470 esta ubicada en los extremos inferiores 482 de los radios 480, donde los radios 480 se enganchan con ranuras radiales primaria y secundaria dirigidas hacia dentro, 465 y 475 respectivamente, provistas en las placas de grna 460 y 470, respectivamente, para formar asf grnas de radio tal como se describio anteriormente con referencia a la Figura 1. Haciendo referencia todavfa a la Figura 2, pueden proporcionarse hendiduras 497 para la colocacion de resortes toroidales (no mostrados) para facilitar la retraccion de los radios 480. Haciendo referencia ahora a la Figura 3, que muestra una vista externa trimetrica del conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400 proporcionado por separado de la herramienta de servicio, se proporcionan radios 480 como conjuntos de elementos de alma radialmente internos 490 conectados de manera ngida a elementos de matriz radialmente externos 500 que portan la superficie de agarre extendida 504 configurada para engancharse con una pieza de trabajo (no mostrada).

Haciendo referencia ahora a la Figura 4, que muestra una placa de grna primaria 460 en una vista trimetrica externa, la placa de grna primaria 460 tiene un extremo superior 461, un extremo inferior 462, un orificio interno 463 y una superficie externa 464. La placa de grna primaria 460 tiene una pluralidad de ranuras radiales 465, en este caso cinco, cada una definida por caras de carga 466 y 467 en el extremo inferior 462 que se extienden desde el orificio interno 463 hasta la superficie externa 464. De manera adyacente a y concentrica con el orificio interno 463 y en el extremo inferior 462 de la placa de grna 460 estan ubicadas la ranura de resorte toroidal 468 y la nervadura de lfmite de recorrido 469. En el extremo superior 461 de la placa de grna 460, ubicada de manera concentrica con y adyacente al orificio interno 463, esta la ranura de ubicacion de anillo de retencion 459.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 3, el conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400 esta dotado de un anillo de retencion 520 compuesto por una pluralidad de segmentos de anillo de retencion 521, en este caso cinco, que tienen una cara superior 522, una cara inferior 523, una cara interna 524 y una cara externa 525. El anillo de retencion 520 esta ubicado adyacente a la placa de grna primaria 460, de modo que la cara inferior 523 es complementaria a y esta unida de manera ngida con la ranura de ubicacion de anillo de retencion 459 en la cara superior 461 de la placa de grna 460 mediante pernos (no mostrados). La cara interna 524 del anillo de retencion 520 tiene una seccion de recalcado interna 526 disenada para enganchar, haciendo referencia ahora a la Figura 1, la ranura de retencion axial 148 para restringir asf el movimiento axial relativo de la placa de grna primaria de 460 en la herramienta de agarre 100.

Haciendo referencia ahora a la Figura 5, que muestra la placa de grna secundaria 470 en una vista trimetrica externa, que tiene un extremo superior 471, una cara inferior 472, un orificio interno 473 y una superficie externa 474. La placa de grna secundaria 470 tiene una pluralidad de ranuras radiales 475, en este caso cinco, cada una definida por las caras de carga 476 y 477 en el extremo superior 471 que se extienden desde el orificio interno 473 hasta la superficie externa 474. De manera adyacente a y concentrica con el orificio interno 473 y en el extremo inferior 472 de la placa de grna 470 estan ubicados el reborde de grna de resorte de retencion 478 y la nervadura de lfmite de recorrido 479.

Haciendo referencia ahora a la Figura 6, que muestra una vista en seccion transversal del conjunto 400, el anillo de retencion roscado 530 con la cara superior 531, la superficie interna 532 y la cara inferior 533, tiene un elemento de sellado 534 en la cara superior 531 y un elemento de rosca 535 en la superficie interna 532. El anillo de retencion roscado 530 esta dispuesto de manera concentrica con la placa de grna secundaria 470 que tiene un elemento de rosca 535 disenado para enganchar de manera roscada, haciendo referencia ahora a la Figura 2, la jaula 144 de la herramienta de servicio tubular 100. Haciendo referencia de nuevo a la Figura 6, la cara superior 531 del anillo 530 engancha la cara inferior 472 de la placa de grna 470, restringiendo de ese modo axialmente el movimiento hacia abajo relativo de la placa de grna secundaria 470 y del conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400.

Haciendo referencia ahora a la Figura 7, que muestra un unico conjunto de radio 480 en una vista en seccion, que en esta realizacion de la presente invencion consiste en un alma 490 y una matriz 500, sin embargo, se entiende que la presente invencion no esta limitada a esta disposicion, y que el numero de componentes de radio puede seleccionarse segun se desee, para proporcionar una facilidad de fabricacion, intercambio de piezas entre tamanos, la resistencia de los componentes requerida por y espedficamente en relacion con la extension radial de la matriz y la longitud del voladizo circunferencial. Haciendo referencia todavfa a la Figura 7, el alma generalmente alargada 490 tiene un extremo superior 491, un extremo inferior 492, una superficie interna 493 y una superficie externa 494.

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La superficie externa 494 esta dotada de una pluralidad de pestanas de carga axial 496 dispuestas generalmente entre el extremo superior 491 y el extremo inferior 492, mientras que la superficie interna 493 esta dotada de una pluralidad de ranuras de carga axial 495 dispuestas entre el extremo superior 491 y el extremo inferior 492. El alma 490 tiene una pluralidad de ranuras de resorte de retencion circunferenciales 497, en este caso cuatro, ubicadas una en el extremo superior 491, una en el extremo inferior 492, que dan cabida ambas a resortes toroidales (no mostrados) que retienen directamente el alma 490, y dos ubicadas a lo largo de la superficie interna 493 que proporcionan holgura para resortes toroidales adicionales que retienen directamente la mordaza 160 de la herramienta de servicio tubular 100 (no mostrada), y dos labios de retencion 498, uno a cada lado, orientados axialmente y que se extienden entre el extremo superior 491 y el extremo inferior 492. El grosor del alma 490 esta regido generalmente por el grosor de la mordaza 160 y por el requisito de tener algun grosor de jaula distinto de cero entre dicha mordaza 160, al tiempo que se maximiza el area de contacto de mandril

Haciendo referencia todavfa a la Figura 7, la matriz 500 con un extremo superior 501, un extremo inferior 502, una cara interna 503 y una superficie de agarre externa 504, tiene una pluralidad de ranuras de retencion axiales orientadas lateralmente 505 dispuestas generalmente en la superficie interna 503 entre el extremo superior 501 y el extremo inferior 502. Haciendo referencia ahora a la Figura 3, la matriz 500 esta unida al alma 490 mediante pernos (no mostrados) dispuestos en orificios de perno 509. Haciendo referencia ahora a la Figura 7, la superficie interna 503 de la matriz 500 es complementaria a y se enclava con la superficie externa 494 del alma 490, de modo que ranuras de retencion axiales 505 de la matriz 500 enganchan las pestanas de carga axial 496 del alma 490, y haciendo referencia ahora a la Figura 8, que muestra una vista en seccion orientada axialmente del conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400, labios de retencion laterales 506 de la matriz 500 que sobresalen en voladizo y se enganchan con caras laterales 511 del alma 490 que proporcionan colectivamente medios para transferir una carga axial, circunferencial y radial entre el alma 490 y la matriz 500..Haciendo referencia ahora a la Figura 2, la superficie interna 493 del alma 490 esta disenada para ser complementaria a y enclavarse con la superficie de agarre externa 164 de la mordaza 160 de la herramienta de servicio tubular 100 (no mostrada) y proporcionar medios para transferir una carga entre la herramienta de servicio tubular 100 y el alma 490 de manera analoga a la transferencia de carga entre el alma 490 y la matriz 500.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 8, la superficie de agarre extendida 504 de la matriz 500 esta configurada generalmente con una superficie de potenciacion de la friccion (no mostrada) disenada para proporcionar un equilibrio entre las caractensticas de friccion y penetracion superficial y para proporcionar un area de contacto relativamente grande para distribuir la carga de contacto radial y en consecuencia minimizar la deformacion de la pieza de trabajo 401 al tiempo que engancha por traccion la superficie interna 402 de la pieza de trabajo 401, y proporcionar medios para transferir una carga axial, circunferencial y radial entre la matriz 500 y la pieza de trabajo 401.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 6, la nervadura de lfmite de recorrido 469 y 479 en la placa de grna 460 y, 470, respectivamente, actuan junto con ranuras de retencion de resorte 497 en el extremo superior 491 y el extremo inferior 492 del alma 490 y funcionan como topes ngidos mediante enganche si los conjuntos de radio 480 se mueven radialmente mas alla del lfmite de recorrido disenado. Haciendo referencia ahora a la Figura 3, los radios 480 del conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400 estan ubicados axialmente entre la placa de grna primaria 460 y la placa de grna secundaria 470 y alineados en ranuras de grna 465 y 475, respectivamente, de modo que las caras laterales 511 del alma 490 enganchan por deslizamiento dichas ranuras de grna y funcionan para reaccionar a las fuerzas laterales que resultan en los conjuntos de radio 480 debido a la torsion aplicada a la zona interfacial de herramienta de servicio tubular 499 en la superficie interna 493 del alma 490 tal como se describio anteriormente con referencia a la Figura 1.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 2, el conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400 esta ubicado de manera externa con respecto a y de manera coaxial con la herramienta de servicio tubular 100, donde las superficies interfaciales de herramienta de agarre 499 de los radios 480 estan enganchadas con la superficie de agarre 164 de las mordazas 160 del conjunto de agarre 120 y donde los radios 480 pueden estar alineados circunferencialmente con las mordazas de la herramienta de servicio tubular 100. Se entiende tambien que el numero de radios 480 puede ser igual al numero de mordazas 160 en la herramienta de servicio tubular 100. Haciendo referencia ahora a la Figura 8, resultara evidente para un experto en la tecnica que el acoplamiento de extension de superficie de agarre no esta asociado necesariamente con o unido a una herramienta de servicio tubular espedfica, y como tal dicho conjunto de acoplamiento 400 puede estar dotado de un elemento de union integral entre las placas de grna primaria y secundaria 460 y 470, respectivamente, para impedir el movimiento axial relativo, pero permitir alguna rotacion relativa de cada placa de grna alrededor del eje del conjunto de acoplamiento 400. En este caso, el conjunto 400 puede estar dotado de un medio de retencion axial en una pieza de trabajo 401, de modo que el conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400 se insertara en primer lugar en dicha pieza de trabajo y para agarrar dicha pieza de trabajo, se insertara posteriormente una herramienta de servicio tubular (no mostrada) en el conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400 y la activacion de dicha herramienta de servicio tubular activara el conjunto de acoplamiento de extension de superficie de agarre 400. Resultara evidente que una disposicion tal como esta puede ser beneficiosa en una aplicacion en la que estan agarrandose multiples piezas de trabajo de diferentes tamanos en una sucesion rapida.

En este documento de patente, el termino “que comprende” se usa en su sentido no limitativo para significar que los elementos que siguen al termino estan incluidos, pero que los elementos no mencionados espedficamente no estan excluidos. Una referencia a un elemento mediante el artfculo indefinido “un/una” no excluye la posibilidad de que este presente mas de uno de los elementos, a menos que el contexto requiera claramente que haya uno y solo uno 5 de los elementos.

Resultara evidente para un experto en la tecnica que pueden realizarse modificaciones a la realizacion ilustrada sin abandonar el alcance de la invencion tal como se define a continuacion en el presente documento en las reivindicaciones.

10

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. - En combinacion,

una herramienta de agarre (100) que tiene elementos de agarre radiales (160) que se mueven radialmente entre una posicion retrafda y una posicion enganchada, y un acoplamiento de extension de agarre (400),

en la que el acoplamiento de extension de agarre (400) comprende:

al menos un cuerpo anular (460, 470) que tiene un orificio interno central y una superficie externa periferica;

radios alargados ngidos (480) que tienen una superficie interfacial (493) que se engancha con los elementos de agarre radiales (160) de la herramienta de agarre y que portan una superficie de agarre extendida (54) en un segundo lado opuesto a la superficie interfacial (55), de modo que el movimiento radial de los elementos de agarre radiales (160) hacia la posicion enganchada provoca que los radios (480) y la superficie de agarre extendida se muevan radialmente desde una posicion retrafda correspondiente hasta una posicion enganchada correspondiente; y

grnas de radio (465, 475) en el al menos un cuerpo anular (460, 470), estando las grnas de radio (465, 475) en una relacion de ajuste estrecho con los radios (480) para restringir los radios (480) en cuanto a una rotacion axial o balanceo, al tiempo que permiten que los radios (480) se muevan radialmente desde la posicion retrafda correspondiente hasta la posicion enganchada correspondiente en respuesta al movimiento de los elementos de agarre radiales de la herramienta de agarre.
2. - La combinacion segun la reivindicacion 1, en la que el al menos un cuerpo anular (460, 470) incluye una placa anular superior (460) y una placa anular inferior (470).
3. - La combinacion segun la reivindicacion 2, en la que los radios (480) estan intercalados entre la placa anular superior (460) y la placa anular inferior (470).
4. - La combinacion segun la reivindicacion 1,2 o 3, en la que estan montados elementos de agarre esclavos en un extremo de cada uno de los radios (480).
5. - La combinacion segun cualquier reivindicacion anterior, en la que hay un tope de limitacion de recorrido entre cada uno de los radios (480) y las grnas de radio (465, 475).
6. - La combinacion segun cualquier reivindicacion anterior, en la que los radios (480) se desvfan mediante resortes a la posicion retrafda.
7. - La combinacion segun la reivindicacion 1, en la que los elementos de agarre radiales se activan mecanicamente mediante una combinacion de activacion por recorrido o carga axial y activacion por par en al menos un sentido de rotacion.
8. - La combinacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que los elementos de agarre radiales se mueven radialmente hacia fuera hasta la posicion de agarre.
9. - La combinacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que los elementos de agarre radiales se mueven radialmente hacia dentro hasta la posicion de agarre.
10. - Un metodo de mejora del rango operativo de una herramienta de agarre, comprendiendo el metodo:

proporcionar una herramienta de agarre que tiene elementos de agarre radiales activados por recorrido o carga axial;

proporcionar un acoplamiento de extension de agarre (400), en el que el acoplamiento de extension de agarre (400) comprende:

al menos un cuerpo anular (460, 470) que tiene un orificio interno central y una superficie externa periferica; radios alargados ngidos (480); y

grnas de radio (465, 475) en el al menos un cuerpo anular (460, 470), estando las grnas de radio (465, 475) en una relacion de ajuste estrecho con los radios (480) para restringir los radios (480), al tiempo que permiten que los radios (480) se muevan radialmente desde una posicion retrafda hasta una posicion enganchada;

5

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15

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25

situar una de una pieza de trabajo o una herramienta de agarre cilmdrica dentro del orificio interno central del al menos un cuerpo anular (460, 470) y la otra de la pieza de trabajo o la herramienta de agarre cilmdrica alrededor de la superficie externa periferica del al menos un cuerpo anular (460, 470), estando los radios (480) dispuestos en un espacio anular entre los elementos de agarre radiales de la herramienta de agarre y la pieza de trabajo, enganchando un primer extremo de cada uno de los radios (480) los elementos de agarre radiales y enganchando un segundo extremo de cada uno de los radios (480) o bien directa o bien indirectamente la pieza de trabajo; y

aplicar un recorrido o carga axial para mover los elementos de agarre radiales de la herramienta de agarre radialmente, de modo que los elementos de agarre radiales aplican presion sobre el primer extremo de cada uno de los radios (480), moviendose los radios (480) radialmente desde una posicion retrafda hasta una posicion extendida y actuando como extensiones radiales de los elementos de agarre radiales de la herramienta de agarre.
11. - El metodo segun la reivindicacion 10, que comprende elementos de agarre esclavos situados en el segundo extremo de cada uno de los radios (480), en el que los radios (480) enganchan indirectamente a pieza de trabajo, y el movimiento radial de los elementos de agarre radiales de la herramienta de agarre se transfiere por medio de los radios a los elementos de agarre esclavos.
12. - El metodo segun la reivindicacion 10 u 11, que comprende situar la pieza de trabajo dentro del orificio interno central del al menos un cuerpo anular (460, 470), en el que una superficie interior de la herramienta de agarre esta situada alrededor de la periferia del al menos un cuerpo anular (460, 470) y el segundo extremo de cada uno de los radios (480) engancha directa o indirectamente una superficie exterior de la pieza de trabajo.
13. - El metodo segun la reivindicacion 10, 11 6 12, que comprende situar la herramienta de agarre dentro del orificio interno central del al menos un cuerpo anular (460, 470), en el que una superficie interior de la pieza de trabajo esta situada alrededor de la periferia del al menos un cuerpo anular (460, 470) y el segundo extremo de cada uno de los radios (480) engancha directa o indirectamente una superficie interior de la pieza de trabajo.