ES2930763T3 - Aparato de oscilación de fondo de pozo - Google Patents
Aparato de oscilación de fondo de pozo Download PDFInfo
- Publication number
- ES2930763T3 ES2930763T3 ES18834411T ES18834411T ES2930763T3 ES 2930763 T3 ES2930763 T3 ES 2930763T3 ES 18834411 T ES18834411 T ES 18834411T ES 18834411 T ES18834411 T ES 18834411T ES 2930763 T3 ES2930763 T3 ES 2930763T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- valve plate
- rotor
- port
- ports
- downhole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title abstract description 42
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 62
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 51
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/24—Drilling using vibrating or oscillating means, e.g. out-of-balance masses
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/103—Down-hole by-pass valve arrangements, i.e. between the inside of the drill string and the annulus
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B31/00—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
- E21B31/005—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using vibrating or oscillating means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B31/00—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
- E21B31/107—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using impact means for releasing stuck parts, e.g. jars
- E21B31/113—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using impact means for releasing stuck parts, e.g. jars hydraulically-operated
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/14—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools
- E21B34/142—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools unsupported or free-falling elements, e.g. balls, plugs, darts or pistons
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/003—Vibrating earth formations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B6/00—Drives for drilling with combined rotary and percussive action
- E21B6/02—Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being continuous
- E21B6/04—Separate drives for percussion and rotation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/063—Valve or closure with destructible element, e.g. frangible disc
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Una herramienta de oscilación de fondo de pozo incluye un motor de impulsos de desplazamiento positivo tipo Moineau y un conjunto de válvula para usar en una sarta de perforación (100). El motor de impulsos incluye un rotor configurado para girar dentro del orificio de un estator (114). El rotor tiene al menos dos lóbulos helicoidales que se extienden a lo largo del rotor, y el orificio del estator define al menos tres lóbulos helicoidales que se extienden a lo largo del estator. El conjunto de válvula incluye una primera placa de válvula (132) conectada al extremo inferior del rotor y se apoya en la segunda placa de válvula (138) para formar un sello deslizante. La segunda placa de válvula está acoplada fijamente al estator y permanece estacionaria. Las primeras lumbreras de válvula se extienden axialmente a través de la primera placa de válvula, y las segundas lumbreras de válvula se extienden axialmente a través de la segunda placa de válvula. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato de oscilación de fondo de pozo
Campo técnico
La presente descripción se refiere en general a un aparato de oscilación de fondo de pozo. Más particularmente, pero no exclusivamente, la presente descripción se refiere a un aparato de perforación y un procedimiento de perforación, y a un procedimiento de impulso de flujo y un aparato de impulso de flujo para una columna de perforación.
Antecedentes de la técnica
En las industrias de exploración y extracción de petróleo y gas, la formación de un pozo implica convencionalmente el uso de una columna de perforación para perforar un agujero en una formación o sustrato subterráneo. La columna de perforación, que generalmente incluye una broca de perforación unida al extremo inferior de los miembros tubulares, tales como collarines de perforación, tubería de perforación y, opcionalmente, motores de perforación y otras herramientas de perforación de fondo de pozo, puede extenderse miles de pies o metros desde la superficie hasta el fondo. del pozo en el que rota la broca de perforación para penetrar la formación del subsuelo. Los pozos direccionales pueden incluir secciones verticales o casi verticales que se extienden desde la superficie, así como secciones horizontales o casi horizontales que parten de las secciones casi verticales. La fricción entre el pozo y la columna de perforación, particularmente cerca del punto de partida y en las secciones casi horizontales del pozo, puede reducir la fuerza axial que la columna de perforación aplica sobre la broca, a veces denominada peso sobre la broca. El peso sobre la broca puede ser un factor importante para determinar la velocidad a la que la broca penetra en la formación subterránea.
La producción de oscilaciones o vibraciones para excitar la columna de perforación se puede usar para reducir la fricción entre la columna de perforación y el pozo. Las oscilaciones axiales también pueden proporcionar un efecto de percusión o de martillo que puede incrementar la velocidad de perforación que se puede lograr al perforar puertos a través de roca dura. En tales operaciones de perforación, el fluido de perforación, o lodo, se bombea desde la superficie a través de la columna de perforación para salir por las boquillas provistas en la broca de perforación. El flujo de fluido de las boquillas ayuda a desalojar y limpiar el material de la cara de corte y sirve para transportar el material desalojado a través del puerto perforado hasta la superficie.
Sin embargo, las oscilaciones producidas por los sistemas conocidos pueden ser insuficientes para reducir la fricción en algunas secciones de la columna de perforación y pueden causar problemas si se aplican en otras secciones de la columna de perforación. La fricción en las secciones verticales del pozo generalmente no es tan grande como en el punto de partida y en las secciones casi horizontales. Con la poca atenuación producida por la fricción, las oscilaciones producidas en las secciones casi verticales de la columna de perforación y el pozo pueden dañar o crear problemas para el equipo de perforación y otros equipos de superficie. Además, las oscilaciones pueden coincidir con las frecuencias armónicas de la columna de perforación (que pueden depender de la estructura y la composición de la columna de perforación) e interferir constructivamente para producir armónicos dañinos.
Además, las secciones casi horizontales de un pozo direccional pueden ser muy largas y, en algunos casos, significativamente más largas que las secciones verticales. A medida que la columna de perforación penetra más en las partes horizontales del pozo, las herramientas excitadoras en la columna de perforación pueden alejarse más de las zonas de alta fricción del pozo en el punto de partida y las secciones horizontales cercanas. La alta fricción en las secciones horizontales puede atenuar las oscilaciones producidas por herramientas excitadoras distantes.
Con el reciente espectacular incremento en la perforación de esquisto no convencional, surgen muchos desafíos, ya que estos pozos generalmente incluyen secciones laterales de alcance extendido. Estos desafíos incluyen, entre otros: baja tasa de penetración (ROP), adherencia-deslizamiento y mala transferencia de peso sobre la broca (WOB) a lo largo de la columna de perforación. Existe un fuerte deseo en el mercado de una herramienta de perforación que pueda abordar estos desafíos. Lo que se necesita, por lo tanto, es un procedimiento y un aparato de oscilación de fondo de pozo mejorados.
El documento US2014/0246240 describe una herramienta de oscilación de fondo de pozo para una columna de perforación, comprendiendo la herramienta de oscilación de fondo de pozo: un motor de impulsos que incluye: un rotor que tiene al menos dos lóbulos helicoidales a lo largo de una longitud del rotor; y un estator que rodea un puerto de estator, teniendo el estator al menos tres lóbulos helicoidales a lo largo de la longitud del estator, en el que el rotor está ubicado en el puerto del estator y está configurado para rotar dentro del estator; y un conjunto de válvula de impulsos situado aguas abajo del motor de impulsos, incluyendo el conjunto de válvula de impulsos: una primera placa de válvula configurada para realizar una nutación con el rotor, incluyendo la primera placa de válvula una pluralidad de primeros puertos; y una primera placa de válvula configurada para realizar un movimiento de nutación con el rotor, incluyendo la primera placa de válvula una pluralidad de primeros puertos; y una segunda placa de válvula situada aguas abajo de la primera placa de válvula, incluyendo la segunda placa de válvula una pluralidad de segundos puertos, en el que la segunda placa de válvula está acoplada fijamente al estator y se apoya contra la primera placa de válvula para formar un sello deslizante.
Divulgación de la invención
La invención proporciona una herramienta de oscilación de fondo de pozo para una columna de perforación como se especifica en la reivindicación 1.
La invención proporciona varias realizaciones que pueden abordar y mejorar algunas de las deficiencias de la técnica anterior.
De acuerdo con una opción, al menos uno de los segundos puertos es diferente en el área de flujo de los otros segundos puertos. Cada segundo puerto axial radialmente interior puede tener un área de flujo diferente de otros segundos puertos axiales radialmente interiores. Los segundos puertos axiales radialmente interiores pueden estar dispuestos alrededor de un eje longitudinal central de la segunda placa de válvula de forma radialmente simétrica. Alternativamente, los segundos puertos axiales radialmente interiores pueden estar dispuestos alrededor de un eje longitudinal central de la segunda placa de válvula, radialmente asimétricamente.
Además, en esta realización, al menos un primer puerto axial radialmente exterior puede configurarse para comunicarse intermitentemente con al menos un segundo puerto axial radialmente exterior; y el al menos un primer puerto axial radialmente interior puede configurarse para comunicarse intermitentemente con cada uno de la pluralidad de segundos puertos axiales radialmente interiores. Opcionalmente, el al menos un primer puerto axial radialmente interior se comunica a la vez con solo uno de la pluralidad de segundos puertos axiales radialmente interiores .
De acuerdo con otra opción adicional , el rotor puede incluir además un puerto del rotor longitudinal definido en el rotor, y el puerto del rotor puede extenderse a lo largo de toda la longitud del rotor. En todavía otra opción, se puede acoplar al rotor un conjunto de bola descendente que tiene una cavidad central, de modo que la cavidad central esté en comunicación de fluido con el puerto del rotor. El conjunto de bola descendente puede incluir un primer asiento de bola adaptado para recibir una primera bola descendente para cerrar la cavidad central del flujo de fluido de perforación, y un segundo asiento de bola adaptado para recibir una segunda bola descendente para abrir la cavidad central cerrada al flujo de fluido de perforación. La herramienta de oscilación de fondo de pozo puede incluir además una herramienta de impacto que tiene un puerto de herramienta de impacto, estando acoplada la herramienta de impacto al estator de modo que el puerto de la herramienta de impacto y el puerto del estator estén en comunicación de fluido.
La herramienta de oscilación de fondo de pozo puede incluir una herramienta de impacto conectada por encima del estator. La herramienta de oscilación de fondo de pozo se puede configurar para generar impulsos que tengan dos o más amplitudes de impulso diferentes. Alternativamente, la herramienta de oscilación de fondo de pozo se puede configurar para generar impulsos en dos o más frecuencias de impulso diferentes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en alzado lateral de una columna de perforación que incluye una realización del aparato de oscilación de fondo de pozo.
La figura 2 es una vista en alzado lateral en sección transversal de la columna de perforación de la figura 1 sin la broca de perforación.
La figura 3 es una vista en alzado lateral en sección transversal detallada de una sección superior de la columna de perforación de la figura 1 que incluye un mecanismo de control de operación opcional.
La figura 4 es una vista en alzado lateral en sección transversal detallada de una sección inferior de la columna de perforación de la figura 1 que incluye el aparato de oscilación de fondo de pozo.
La figura 5 es una vista en alzado lateral en despiece ordenado de la columna de perforación de la figura 1 sin la broca.
La figura 6 es una vista detallada en alzado lateral en despiece ordenado de la sección inferior de la columna de perforación de la figura 1 que incluye una boquilla que puede colocarse en el puerto del rotor.
La figura 7 es una vista detallada en alzado lateral en despiece ordenado de la sección inferior de la columna de perforación de la figura 1 que incluye los componentes del aparato de oscilación de fondo de pozo.
La figura 8 es una vista en planta superior de una primera placa de válvula de la columna de perforación de la figura 1.
La figura 9 es una vista en planta inferior de la primera placa de válvula de la figura 8.
La figura 10 es una vista en planta superior de una segunda placa de válvula de la columna de perforación de la figura 1.
La figura 11 es una vista en planta inferior de la segunda placa de válvula de la figura 10.
La figura 12 es una vista esquemática de un patrón de apertura de la segunda placa de válvula de la figura 10.
La figura 13 es una vista esquemática de la primera placa de válvula y la segunda placa de válvula a medida que la primera placa de válvula oscila con respecto a la segunda placa de válvula.
La figura 14 es un conjunto de gráficos con respecto a una condición de amplitud constante y longitud de onda constante de la herramienta de oscilación de fondo de pozo. El primer gráfico ilustra la posición del rotor de las dos placas de válvula de la figura 13 y el área de flujo total correspondiente a través de las dos placas de válvula cuando la primera placa de válvula oscila con respecto a la segunda placa de válvula. El segundo gráfico ilustra la posición del rotor de las dos placas de válvula de la figura 13 y el impulso de presión correspondiente en la herramienta de oscilación de fondo de pozo.
La figura 15 es un conjunto de gráficos similares a los mostrados en la figura 14, pero en una operación de modo mixto de la herramienta de oscilación de fondo de pozo con una amplitud variable y una longitud de onda constante de la herramienta de oscilación de fondo de pozo.
La figura 16 es un conjunto de gráficos similares a los que se muestran en la figura 14, pero con respecto a una condición de amplitud variable y longitud de onda variable de la herramienta de oscilación de fondo de pozo.
La figura 17 es una serie de vistas esquemáticas de una realización alternativa, no cubierta por las reivindicaciones, de una primera placa de válvula y una segunda placa de válvula cuando la primera placa de válvula oscila con respecto a la segunda placa de válvula.
Mejor modo de realizar la invención
Con referencia a la figura 1, una columna de perforación 100 se muestra perforando a través de una formación subsuperficial o sustrato S1. La columna de perforación 100 puede incluir un conjunto superior que incluye tramos de tubería de perforación conectados a un conjunto de fondo de pozo 101. El conjunto de fondo de pozo 101 puede incluir secciones superiores 102 con tramos de tubería de perforación, estabilizadores o collarines de perforación, una herramienta de oscilación de fondo de pozo 104 compuesta por una herramienta de impulsos 106 y, opcionalmente, un vaso o herramienta de impacto 108.
La herramienta de impacto 108 puede ser accionada por la herramienta de impulsos 106. La herramienta de impulsos 106 puede producir una serie de impulsos de presión. Estos impulsos de presión pueden proporcionar una acción de percusión en una dirección sustancialmente paralela al eje de la columna de perforación. 100. Un ejemplo de una herramienta de impacto 108 puede incluir un puerto de herramienta de impacto que forma un cilindro en el que un pistón hueco está configurado para deslizarse. La superficie exterior del pistón se puede sellar contra la superficie interior del cilindro mediante sellos, tales como juntas tóricas, mientras que el centro hueco del pistón define un pasaje a través del cual puede fluir el lodo de perforación. El pistón se puede conectar a un mandril, que también tiene un pasaje central hueco o puerto de mandril. El mandril puede extenderse fuera del cilindro y la superficie exterior del mandril también puede sellarse contra la superficie interior del cilindro. Un aumento en la presión del fluido de perforación en la herramienta de impacto 108 en comparación con la presión del fluido de perforación fuera de la herramienta de impacto, puede extender el mandril desde el cuerpo. Se puede colocar al menos un resorte de compresión para proporcionar una fuerza de resorte resistiva en ambas direcciones sustancialmente paralela al eje de la columna de perforación 100. El resorte se puede colocar entre un reborde del mandril y un reborde del cilindro. Las secciones superiores 102 del conjunto de fondo de pozo 101 están conectadas preferiblemente a la herramienta de impacto 108 de modo que la cámara interior o el puerto del cilindro y los conductos del mandril y el pistón estén en comunicación de fluido con el puerto de la columna de perforación y el lodo de perforación pueda fluir desde la columna de perforación 100 por encima a través del puerto del mandril hasta la columna de perforación conectada por debajo. De esta manera, el aumento de la presión del fluido de perforación en la herramienta de impacto 108 empuja el mandril hacia afuera mientras que el resorte resiste las fuerzas que empujan el mandril hacia la cavidad del cuerpo. Por lo tanto, se puede efectuar un efecto de martillo o una acción de impacto de percusión. En muchas realizaciones, la herramienta de impacto 108 se encuentra aguas arriba de la herramienta de impulsos 106 de manera que los impulsos de presión de fluido de la herramienta de impulsos actúen sobre el pistón de la herramienta de impacto.
La broca de perforación 110 se puede conectar en el extremo inferior de la columna de perforación 100. La herramienta de oscilación de fondo de pozo 104 puede estar separada de la broca 110 por la sección de columna de perforación intermedia 103, que pueden incluir más longitudes de tubería de perforación, collarines de perforación, subs tales como estabilizadores, escariadores, herramientas de impacto y abridores de pozos, así como herramientas de fondo de pozo adicionales. Las herramientas de fondo de pozo adicionales pueden incluir motores de perforación para rotar la broca 110 y las herramientas de medición durante la perforación o registro durante la perforación, así como herramientas adicionales de oscilación de fondo de pozo. La herramienta de oscilación de fondo de pozo 104 y, opcionalmente, otros subs, herramientas y motores de fondo de pozo pueden ser accionados por el flujo de lodo de perforación bombeado a través de un puerto pasante que se extiende a lo largo de la columna de perforación 100.
Las figuras 2-4 muestran varios componentes de la columna de perforación 100 en una vista en sección transversal. La figura 2 muestra la herramienta de impacto de perforación 108 conectada a una pared exterior generalmente tubular o cuerpo principal 112 de la sección de potencia 119 de la herramienta de impulsos 106. La herramienta de impulsos
106 se puede conectar al resto de la columna de perforación 100 de modo que su puerto pasante generalmente mantenga una comunicación de fluido con el puerto del resto de la conexión de la columna de perforación. Se puede insertar un inserto de flujo en el cuerpo principal 112 y las boquillas de flujo se pueden atornillar en el inserto de flujo.
La herramienta de impulsos 106 puede incluir generalmente un motor de impulsos y una válvula de impulsos situada en el cuerpo principal 112. Preferiblemente, el motor de impulsos es un motor de desplazamiento positivo que funciona de acuerdo con el principio de Moineau. De esta manera, el motor de impulsos incluye preferiblemente un estator 114 formado dentro, o formado como parte de la pared exterior 112 para rodear un puerto pasante interior. La superficie interior del estator incluye varios lóbulos helicoidales que se extienden a lo largo del estator. 114 y forman crestas y valles en la pared del estator cuando se ve en sección transversal. El motor de impulsos incluye además preferiblemente un rotor 116 en el puerto pasante del motor de impulsos que es capaz de rotar bajo la influencia de un fluido, tal como lodo de perforación, bombeado a través de la columna de perforación 100. De manera similar al estator 114, el rotor 116 incluye una serie de lóbulos helicoidales a lo largo de su superficie exterior. Como es generalmente el caso con el motor tipo Moineau, el estator 114 de la herramienta de impulsos 106 tiene más lóbulos que el rotor 116. Sin embargo, los rotores 116 de acuerdo con realizaciones de la invención incluyen dos o más lóbulos helicoidales y el estator 114 tiene al menos tres lóbulos helicoidales. Teniendo dos o más lóbulos, el rotor 116 rota en el estator 114 con un movimiento de nutación, y sus superficies helicoidales exteriores se acoplan a las superficies helicoidales interiores del estator para formar sellos deslizantes que encierran las cavidades respectivas. A diferencia de un rotor de un solo lóbulo cuyo extremo de rotor exhibe una oscilación lineal o un movimiento de lado a lado superpuesto a su movimiento de rotación principal, los rotores de lóbulos múltiples incluidos preferiblemente en las realizaciones de la presente invención realizan un movimiento de nutación y, por lo tanto, exhiben movimientos de rotación secundarios además de la rotación primaria del rotor.
El fluido de perforación bombeado a través del puerto de la columna de perforación 100 entra en la herramienta de pulsaciones 106 desde las secciones superiores 102 del conjunto de fondo de pozo 101. El flujo de fluido de perforación puede pasar a través de un inserto de flujo y/o boquillas de flujo, si se incluyen, y al interior de las cavidades formadas entre el estator 114 y el rotor 116. La presión del fluido de perforación que ingresa a las cavidades y la diferencia de presión entre los sellos deslizantes hace que el rotor 116 rote a una velocidad definida en relación con el caudal del fluido de perforación.
El rotor 116 puede incluir además un puerto 118 del rotor definido en el mismo. El puerto 118 del rotor puede permitir que al menos parte del fluido de perforación pase a través de la sección de potencia 119 de la columna de perforación 100 sin impartir rotación en el rotor 116. De esta manera, la sección de potencia 119 se puede desactivar por completo abriendo el puerto 118 del rotor completamente. Cerrar el puerto 118 del rotor puede activar la sección de potencia 119 forzando el fluido a fluir entre el estator 114 y el rotor 116 en lugar de a través del puerto del rotor. La columna de perforación 100 puede incluir el puerto 118 del rotor que es capaz de adoptar cualquier grado apropiado entre completamente abierto y completamente cerrado para impartir un caudal deseado a la sección de potencia 119 para causar una rotación correspondiente del rotor 116.
Como se muestra en la figura 3, la junta inferior de las secciones superiores 102 del conjunto de fondo de pozo 101 puede incluir un conjunto de bola descendente 120 para abrir y cerrar mecánicamente la vía del fluido hacia el puerto 118 del rotor. Utilizando componentes tales como un conjunto de bola descendente 120, el puerto 118 del rotor puede ser cerrado o abierto desde la superficie por un operador. Inicialmente, la herramienta de oscilación de fondo de pozo 104 puede estar inactiva mientras la columna de perforación 100 está recorriendo una porción vertical de un puerto para evitar vibraciones dañinas de los componentes de la columna de perforación y el equipo de superficie. Se deja el puerto 118 del rotor completamente abierto sin obstruir la bola descendente entre el estator 114 y el rotor 116. Con el fluido de perforación sin pasar por las cavidades selladas entre el estator 114 y el rotor 116, el rotor no rota y la herramienta de oscilación de fondo de pozo 104 permanece inactiva. Una vez que la activación de la herramienta de oscilación de fondo de pozo 104 es deseada y/o requerida, una pequeña bola que sea lo suficientemente pequeña para pasar a través de la gran sección de apertura del asiento 121A pero demasiado grande para pasar a través de la pequeña sección de apertura de asientos 121B se puede bombear hacia abajo de la columna de perforación 100 desde la superficie La bola pequeña puede cerrar mecánicamente el puerto 118 del rotor cerrando la pequeña sección de apertura del asiento 121B. El redireccionamiento resultante del fluido de perforación puede activar la sección de potencia 119 forzando al fluido de perforación a fluir a través de las cavidades selladas entre el estator 114 y rotor 116, haciendo rotar de esta manera el rotor. La sección de potencia 119 se puede volver a desactivar abriendo completamente el puerto 118 del rotor en una ocasión deseada. Esta reapertura se puede lograr bombeando una bola grande hacia abajo de la columna de perforación 100 de la superficie La bola grande puede ser demasiado grande para pasar a través de la gran sección de apertura del asiento 121A, provocando de esta manera que los pasadores de cizallamiento 123 se rompan cuando se proporciona una tasa de bombeo suficiente del fluido de perforación. Después de que la fuerza requerida debido al fluido de perforación rompa los pasadores de seguridad 123, el conjunto de bola descendente 120 se acorta y permite que el fluido de perforación fluya alrededor de la parte superior del conjunto de bola descendente y hacia las aberturas 125 del conjunto de bola descendente para comunicar nuevamente el fluido de perforación con el puerto 118 del rotor. Si no hay fluido de perforación redirigido a las cavidades selladas entre el estator 114 y el rotor 116, la sección de potencia 119 se vuelve a desactivar. Esta activación y desactivación selectiva permite que sean utilizadas múltiples herramientas de oscilación de fondo de pozo 104 en una columna de perforación 100, y cada una de las herramientas de oscilación de fondo de pozo se puede activar cuando corresponda
en función de las condiciones de perforación.
La capacidad de abrir y cerrar el puerto 118 del rotor puede ser deseable en algunas realizaciones de la columna de perforación 100. Los tipos de herramientas de perforación capaces de utilizar la impulso del fluido de perforación normalmente no se introducen en la columna de perforación hasta que ha comenzado la perforación de una sección lateral del sustrato S1. La razón principal del momento de esta introducción son las vibraciones causadas por estas herramientas cuando se ejecutan en la sección vertical. Estas vibraciones pueden ser problemáticas para los equipos de perforación en la superficie. Tradicionalmente, una vez que se ha alcanzado la profundidad objetivo, la columna debe sacarse del pozo, la herramienta oscilante debe introducirse en la columna y, finalmente, la columna debe volver a introducirse en el pozo. Al incluir la capacidad de introducir la herramienta oscilante en la columna mientras se perfora la sección vertical con la herramienta oscilante en un estado desactivado, la herramienta se puede activar una vez que se alcanza la profundidad objetivo desde la superficie. Este nuevo procedimiento puede resultar en grandes ahorros de costos asociados con el tiempo ahorrado que, de lo contrario, se usaría para introducir y sacar la columna de perforación del pozo. El procedimiento también puede permitir una flexibilidad significativa al operador con respecto a la colocación de la herramienta en relación con la longitud de la sección lateral. El procedimiento puede permitir incluso que un operador coloque múltiples herramientas de oscilación dentro de la misma columna de perforación.
Como se muestra en las figuras 2 y 4, un conector portado 122 se puede conectar al rotor 116. Preferiblemente, el conector portado 122 está configurado para rotar con el rotor 116. Por ejemplo, el conector portado 122 se puede conectar de forma fija al rotor 116 por una junta de ajuste a presión, una junta enchavetada al rotor 116, una junta roscada, o cualquier otra conexión mecánica apropiada. El fluido de perforación que pasa a través del puerto 118 del rotor puede continuar a través de un puerto longitudinal del conector portado 124. En algunas realizaciones, una boquilla 126 puede ser fluido que puede entrar en el puerto 118 del rotor desde aguas arriba de la boquilla. De esta manera, la cantidad de fluido de perforación que deriva las cavidades selladas entre el estator 114 y el rotor 116 puede ser controlada El conector portado 122 puede incluir además al menos un puerto de conector portado 128. El puerto de conector portado 128 se puede configurar para permitir que el fluido de perforación fluya radialmente hacia adentro desde el exterior del puerto de conector portado 122 en una cavidad de conector portado 130. El fluido de perforación que fluye a través de las cavidades selladas entre el estator 114 y el rotor 116, por lo tanto, puede reincorporarse al fluido de perforación que fluye a través del puerto 118 del rotor y el puerto longitudinal del conector portado 124.
Al limitar cuidadosamente la cantidad de flujo de fluido de perforación que pasa a través del puerto 118 del rotor usando, por ejemplo, la boquilla 126 o un dispositivo similar, la cantidad de flujo de fluido de perforación que pasa a través de las cavidades selladas entre el estator 114 y rotor 116 puede controlarse aún más. Esta configuración puede permitir que un operador controle la velocidad de rotación del rotor 116 mientras todavía se mantiene una velocidad de bombeo deseada del fluido de perforación. La configuración permite además que un operador controle el impulso deseado y, por lo tanto, la frecuencia de oscilación axial.
La herramienta de impulsos 106 incluye además una primera placa de válvula 132 que se puede conectar al conector portado 122. Preferiblemente, la primera placa de válvula 132 está configurada para rotar con el conector portado 122 y el rotor 116. En algunas realizaciones, la primera placa de válvula 132 se puede ajustar a presión o enchavetar al conector portado 122, de modo que una superficie superior de la placa de válvula 132 forma una pared inferior de la cavidad del conector portado 130. Una superficie plana inferior de la primera placa de válvula 132 se apoya y preferiblemente se acopla a una superficie plana superior de la segunda placa de válvula 138 para formar un sello deslizante, de modo que la primera placa de válvula 132 pueda deslizarse lateralmente con respecto a la segunda placa de válvula 138 mientras mantiene un sello hermético. La segunda placa de válvula también es parte de una herramienta de impulsos 106. Mientras que la primera placa de válvula 132 está unida y rota con el rotor 116, la segunda placa de válvula 138 es preferiblemente estacionaria y se puede unir de manera fija al cuerpo principal 112 ya sea directamente o a través de una serie de conectores y adaptadores.
Como también se muestra en las figuras 8 y 9, la primera placa de válvula 132 incluye múltiples aberturas o puertos que se extienden axialmente a través de la primera placa de válvula 132 y permiten el flujo de fluido de perforación que se acumula en la cavidad del conector portado 130 para fluir hacia abajo a través de la columna de perforación 100.
La primera placa de válvula 132 puede incluir diversas disposiciones de puertos axiales en las que los puertos tienen diferentes tamaños, formas, desplazamientos radiales con respecto al centro de la placa de la válvula y posiciones angulares alrededor de la placa. La primera placa de válvula 132 incluye uno o más primeros puertos axiales exteriores 134 y uno o más primeros puertos axiales interiores 136 definidos en la primera placa de válvula. La segunda placa de válvula 138 también incluye disposiciones variables de puertos axiales exteriores 140 y puertos axiales interiores 142 en el que los puertos tienen diferentes tamaños, formas, desplazamientos radiales con respecto al centro de la placa de válvula y posiciones angulares alrededor de la placa. La disposición de los puertos en la segunda placa de válvula. 138 puede ser diferente de las disposiciones en la primera placa de válvula 132.
Como también se muestra en las figuras 10 y 11, la segunda placa de válvula 138 incluye uno o más segundos puertos axiales exteriores 140. Los segundos puertos axiales exteriores 140 puede configurarse para permitir que el fluido de perforación pase a su través. El fluido de perforación puede pasar a través de un primer puerto axial exterior respectivo 134 y una segunda rotación axial exterior de la primera placa de válvula 132 en relación con la segunda placa de válvula 138. La segunda placa de válvula 138 además incluye una pluralidad de segundos puertos axiales interiores
142. Como se muestra esquemáticamente en la figura 12, cada uno de los segundos puertos axiales interiores 142 puede ser de diferentes áreas o tamaños de flujo de sección transversal y puede estar dispuesto alrededor del eje longitudinal 146 de la segunda placa de válvula 138 en diferentes posiciones. Muchas realizaciones incluyen tres segundos puertos axiales interiores 142 de tres diámetros de apertura diferentes. En algunas realizaciones, los segundos puertos axiales interiores 142 puede estar igualmente espaciados angularmente alrededor del eje longitudinal de la segunda placa de válvula 138 como se muestra en la figura 13. En otras realizaciones, los segundos puertos axiales interiores 142 pueden tener una separación angular desigual con respecto a la línea de referencia angular 144, sobre el eje longitudinal 146 de la segunda placa de válvula 138 como se muestra en la figura 12. Dicho de otra manera, cada uno de los segundos puertos axiales interiores de diferente tamaño 142 pueden disponerse radialmente asimétricamente de manera que la distancia circunferencial entre las aberturas adyacentes respectivas sea diferente de la distancia circunferencial entre otras aberturas adyacentes respectivas . Los puertos axiales exteriores 134, 140 así como los primeros puertos axiales interiores 136 puede exhibir variaciones similares en tamaños, formas y posiciones como los segundos puertos axiales interiores 142.
Debido a que los primeros puertos axiales interiores 134 definidos en la primera placa de válvula 132 pueden estar inclinados en relación con el eje longitudinal de la primera placa de válvula, los primeros puertos axiales interiores 134 se pueden configurar para comunicarse con solo uno de la pluralidad de segundos puertos axiales interiores 142 definidos en la segunda placa de válvula 138 a la vez En tales casos, como la primera placa de válvula 132 realiza un movimiento de nutación en relación con la segunda placa de válvula 138, los primeros puertos axiales interiores 134 se comunican sucesivamente con cada uno de la pluralidad de segundos puertos axiales interiores 142. Generalmente, como la primera placa de válvula 132 rota de forma deslizante sobre la segunda placa de válvula 138, el fluido de perforación fluye a través de las placas de válvula primera y segunda 132, 138 a presiones y caudales variables a medida que varía el solapamiento entre los primeros puertos axiales y los segundos puertos axiales y, por lo tanto, varía el área de flujo disponible para el fluido de perforación. El caudal fijo forzado a través de un área de sección transversal variable forma impulsos de presión aguas arriba y aguas abajo de las placas de la válvula. Este ciclo de comunicación de los primeros puertos axiales interiores 134 con cada uno de la pluralidad de segundos puertos axiales interiores 142 se muestra esquemáticamente en la figura 13.
La combinación de la comunicación intermitente entre los primeros puertos axiales exteriores 134 con los segundos puertos axiales exteriores 140 y la comunicación intermitente entre los primeros puertos axiales interiores 136 con cada uno de la pluralidad de los segundos puertos axiales interiores 142 permite que el fluido de perforación pase a través de la primera placa de válvula 132 y de la segunda placa de válvula 138 en todo momento. Dicho de otro modo, los puertos o aberturas 134, 136 en la primera placa de válvula 132 y los puertos o aberturas 140, 142 en la segunda placa de válvula 138 se definen de tal manera que al menos una abertura de la primera placa de válvula puede superponerse al menos parcialmente con al menos una abertura de la segunda placa de válvula sin importar en qué posición de rotación se encuentre la primera placa de válvula con respecto a la segunda placa de válvula.
La segunda placa de válvula 138 puede estar conectada a un adaptador 144. En muchas realizaciones, la segunda placa de válvula 138 se puede ajustar a presión o insertar en el adaptador 144. El adaptador 144 a continuación se puede conectar a un acoplamiento de unión, o sub inferior 146. En algunas realizaciones, el adaptador 144 se puede ajustar a presión o insertar en el acoplamiento de la junta 146. El acoplamiento de la junta 146 se puede conectar al cuerpo principal tubular 112 de la sección de potencia 119 y la sección de impulso 106. La conexión puede ser cualquier conexión apropiada incluyendo, pero
Al diseñar las placas de válvula 132, 138 con una geometría de válvula que produce múltiples impulsos de presión del fluido de perforación por revolución del rotor 116, el área mínima de flujo total (TFA) de cada impulso se puede diseñar para que tenga valores diferentes. Cada uno de estos distintos valores mínimos de TFA puede producir una amplitud de impulso diferente. Estas diferentes amplitudes de impulso , a su vez, pueden producir diferentes amplitudes de oscilación una vez que los impulsos actúan sobre una herramienta de excitación que contiene pistones y resortes. Las relaciones de TFA frente a la posición del rotor y la amplitud del impulso frente a la posición del rotor se muestran en las figuras 14-16.
Como se ilustra esquemáticamente en la figura 17, una realización alternativa, no cubierta por las reivindicaciones, de la columna de perforación 100 incluyendo la primera placa de válvula 132, puede tener una segunda placa de válvula alternativa 148. La segunda placa de válvula alternativa 148 puede incluir segundos puertos axiales exteriores 140 cada uno de los cuales está unido a una de las segundas aberturas respectiva radialmente hacia adentro. En algunas realizaciones, cada una de las aberturas puede parecerse a una T o tres lóbulos unidos como una sola abertura. Por supuesto, los puertos 140 pueden tener cualquier forma apropiada, y cada puerto puede ser igual o diferente a los otros puertos respectivos. Las placas de válvula 132, 148 puede funcionar de manera sustancialmente similar a las placas de válvula 132, 138 que se han explicado anteriormente. El diseño que se muestra en la figura 17 puede seguir o representar un hipocicloide.
Con muchas realizaciones descritas en la presente memoria descriptiva, se pueden producir múltiples amplitudes de oscilación durante el funcionamiento utilizando un conjunto de válvula (primera placa de válvula 132 y segunda placa de válvula 138). Muchas realizaciones adicionales pueden producir múltiples amplitudes de oscilación durante el funcionamiento usando solo un conjunto de válvula. La sección de potencia 119 puede convertir la energía hidráulica introducida en la columna de perforación en energía rotacional mecánica. La velocidad de rotación de la sección de
potencia. 119 puede ser estrictamente una función de la bomba de caudal volumétrico a través de la sección de potencia. La sección de potencia 119 a continuación puede impulsar una válvula que puede cambiar el TFA del flujo a través del puerto 118 del rotor. Más particularmente, la sección de potencia 119 puede conducir la primera placa de válvula 132 rotacionalmente con respecto a la segunda placa de válvula 138. La geometría de las aberturas. 136, 142 en las placas de válvulas 132, 138 puede permitir la producción de diferentes valores mínimos y máximos de TFA durante un ciclo de rotación de la sección de potencia 119 como se muestra en la figura 16. Estas configuraciones pueden producir oscilaciones de modo mixto (MMO), que pueden ser beneficiosas con respecto a la mecánica de la columna de perforación. Esta configuración puede permitir además que las herramientas de oscilación de fondo de pozo 104 produzcan oscilaciones con diferentes longitudes de onda. Las diferentes longitudes de onda pueden permitir que las herramientas de oscilación de fondo de pozo 104 produzcan múltiples conjuntos de frecuencias de oscilación usando solo una sección de potencia 119 y un conjunto de válvula 132, 138. La probabilidad de que las vibraciones generadas por estas múltiples oscilaciones coincidan con una frecuencia natural de la columna de perforación 100 puede reducirse considerablemente en comparación con los diseños anteriores de herramientas de oscilación de fondo de pozo. Se considera una buena práctica de perforación evitar la resonancia y los efectos nocivos que pueden acompañarla durante la perforación. La configuración divulgada puede permitir además la reducción de la frecuencia de oscilación de la columna de perforación. 100 mientras se mantiene la velocidad de bombeo deseada del fluido de perforación.
Otro beneficio potencial de la configuración de la descripción actual puede ser la disminución de la velocidad de rotación de la sección de potencia. 119 mientras sigue produciendo una frecuencia de impulso deseada. Por lo general, la frecuencia de las herramientas utilizadas con la columna de perforación 100 es función únicamente de la velocidad de rotación del rotor 116. Si se desea una frecuencia más alta en la columna de perforación típica 100, se requiere una mayor velocidad de rotación. Con la capacidad de producir múltiples impulsos con solo una revolución del rotor 116, sin embargo, la velocidad rotacional del rotor puede no ser necesariamente requerida. Al disminuir la velocidad de rotación requerida del rotor 116, los componentes rotativos de la columna de perforación 100 puede ver menos desgaste y puede tener una vida funcional más larga. La fiabilidad y el rendimiento a largo plazo de la columna de perforación 100, por lo tanto, se puede aumentar considerablemente. Además, la oscilación puede optimizarse para una columna de perforación o un perfil de pozo en particular.
Es importante hacer notar que múltiples configuraciones de las placas de válvula 132, 138 pueden considerarse que están dentro del alcance de la divulgación actual. Las configuraciones de válvulas se pueden diseñar de manera que una determinada configuración de válvula siga la trayectoria hipocicloide del rotor. 116 en la sección de potencia 119.
Esta descripción escrita utiliza ejemplos para divulgar la invención y también para permitir que cualquier persona experta en la técnica practique la invención, incluida la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema. El alcance patentable de la invención está definido por las reivindicaciones. Se pretende que otros ejemplos estén dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.
Claims (10)
1. Una herramienta de oscilación de fondo de pozo para una columna de perforación, comprendiendo la herramienta de oscilación de fondo de pozo:
un motor de impulsos que incluye:
un rotor (116) que tiene al menos dos lóbulos helicoidales a lo largo de una longitud del rotor; y un estator (114) que rodea un puerto de estator, teniendo el estator al menos tres lóbulos helicoidales a lo largo de una longitud del estator, en el que el rotor está ubicado en el puerto de estator y configurado para realizar un movimiento de nutación dentro del estator; y
un conjunto de válvula de impulsos situado aguas abajo del motor de impulsos, incluyendo el conjunto de válvula de impulsos :
una primera placa de válvula (132) configurada para realizar un movimiento de nutación con el rotor, incluyendo la primera placa de válvula una pluralidad de primeros puertos (134, 136); y
una segunda placa de válvula (138; 148) ubicada aguas abajo de la primera placa de válvula, incluyendo la segunda placa de válvula una pluralidad de segundos puertos (140, 142), en el que la segunda placa de válvula está acoplada de manera fija al estator y se apoya contra la primera placa de válvula para formar un sello deslizante,
caracterizado por que:
la pluralidad de primeros puertos (134, 136) incluye al menos un primer puerto axial radialmente exterior (134) definido en la primera placa de válvula (132) y al menos un primer puerto axial radialmente interior (136) definido en la primera placa de válvula;
la pluralidad de segundos puertos (140, 142) incluye al menos un segundo puerto axial radialmente exterior (140) definido en la segunda placa de válvula (138) y una pluralidad de segundos puertos axiales radialmente interiores (142) definidos en la segunda placa de válvula;
cada una de las placas de válvulas primera y segunda (132, 138) tiene un eje central, cada uno de los puertos axiales primero y segundo (134, 136, 140, 142) tiene un eje central, cada uno de los puertos axiales radialmente exteriores (134, 140) tiene un eje central que está radialmente más alejado del eje central de la placa de válvula respectiva (132, 138) que el eje central de cada uno de los puertos axiales radialmente interiores (136, 142) de la misma placa de válvula; y
por que al menos uno de los primeros puertos (134, 136) está en comunicación de fluido con al menos uno de los segundos puertos (140, 142) a través de todas las posiciones de nutación de la primera placa de válvula con respecto a la segunda placa de válvula.
2. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1, en la que:
al menos uno de los segundos puertos (140, 142) tiene un área de flujo diferente de los otros segundos puertos (140, 142).
3. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1, en la que:
cada segundo puerto axial radialmente interior (142) es diferente en área de flujo de otros segundos puertos axiales radialmente interiores (142).
4. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1, en la que:
los segundos puertos axiales radialmente interiores (142) están dispuestos alrededor de un eje longitudinal central de la segunda placa de válvula radialmente simétricamente.
5. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1, en la que:
los segundos puertos axiales radialmente interiores (142) están dispuestos alrededor de un eje longitudinal central de la segunda placa de válvula radialmente asimétricamente.
6. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1, en la que:
el al menos un primer puerto axial radialmente exterior (134) está configurado para comunicarse intermitentemente con el al menos un segundo puerto axial radialmente exterior (140); y
el al menos un primer puerto axial radialmente interior (136) está configurado para comunicarse
intermitentemente con cada uno de la pluralidad de segundos puertos axiales radialmente interiores (142).
7. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1, en la que:
el al menos un primer puerto axial radialmente interior (136) comunica con solo uno de la pluralidad de segundos puertos axiales radialmente interiores (142) a la vez.
8. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1, en la que:
el rotor (116) incluye además un puerto del rotor longitudinal (118) definido en el rotor, extendiéndose el puerto del rotor a lo largo de toda la longitud del rotor.
9. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 8, que comprende además:
un conjunto de bola descendente (120) que tiene una cavidad central, en el que el conjunto de bola descendente está acoplado al rotor (116) de modo que la cavidad central esté en comunicación de fluido con el puerto (118) del rotor e incluye un primer asiento de bola (121B) adaptado para recibir una primera bola descendente para cerrar la cavidad central del flujo de fluido de perforación, y un segundo asiento de bola (121A) adaptado para recibir una segunda bola descendente para abrir la cavidad central cerrada al flujo de fluido de perforación.
10. La herramienta de oscilación de fondo de pozo de la reivindicación 1 que comprende además:
una herramienta de impacto (108) que tiene un puerto de herramienta de impacto, estando acoplada la herramienta de impacto al estator (114) de modo que el puerto de la herramienta de impacto y el puerto del estator estén en comunicación de fluido.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/652,511 US10590709B2 (en) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | Downhole oscillation apparatus |
| PCT/US2018/042413 WO2019018351A1 (en) | 2017-07-18 | 2018-07-17 | DOWNHOLE OSCILLATION APPARATUS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2930763T3 true ES2930763T3 (es) | 2022-12-21 |
Family
ID=65016395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES18834411T Active ES2930763T3 (es) | 2017-07-18 | 2018-07-17 | Aparato de oscilación de fondo de pozo |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US10590709B2 (es) |
| EP (1) | EP3655616B1 (es) |
| CN (1) | CN111148885B (es) |
| CA (1) | CA3069461C (es) |
| ES (1) | ES2930763T3 (es) |
| RU (1) | RU2726805C1 (es) |
| WO (1) | WO2019018351A1 (es) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9194208B2 (en) * | 2013-01-11 | 2015-11-24 | Thru Tubing Solutions, Inc. | Downhole vibratory apparatus |
| AU2016308770B2 (en) * | 2015-08-14 | 2022-03-10 | Impulse Downhole Solutions Ltd. | Lateral drilling method |
| CA2961629A1 (en) | 2017-03-22 | 2018-09-22 | Infocus Energy Services Inc. | Reaming systems, devices, assemblies, and related methods of use |
| WO2019100033A1 (en) * | 2017-11-19 | 2019-05-23 | Stuart Mclaughlin | Digitally controlled agitation switch smart vibration assembly for lateral well access |
| CN108331527B (zh) * | 2018-01-17 | 2019-11-05 | 中国石油大学(华东) | 一种井下马达驱动产生冲击振动作用的钻井提速装置 |
| CA3119835A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | Rubicon Oilfield International, Inc. | Three axis vibrating device |
| CN109882102B (zh) * | 2019-04-15 | 2024-03-22 | 长江大学 | 一种连杆式降摩振荡工具 |
| CA3164492A1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-22 | Nts Amega West Usa, Inc. | Method and apparatus for generating fluid pressure pulses of adjustable amplitude |
| US10829993B1 (en) * | 2019-05-02 | 2020-11-10 | Rival Downhole Tools Lc | Wear resistant vibration assembly and method |
| US20220275685A1 (en) * | 2019-07-22 | 2022-09-01 | National Oilwell DHT, L.P. | On demand flow pulsing system |
| WO2021046175A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | Kevin Mazarac | Tubing obstruction removal device |
| US20210156212A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Ulterra Drilling Technologies, L.P. | Downhole vibration tool for drill string |
| US11525318B2 (en) * | 2019-12-24 | 2022-12-13 | Schlumberger Technology Corporation | Motor bypass valve |
| RU2732322C1 (ru) * | 2019-12-25 | 2020-09-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Осциллятор для бурильной колонны |
| CA3163855A1 (en) | 2020-01-06 | 2021-07-15 | Paul Victor Oberlin | Downhole pressure pulse system |
| US11753901B2 (en) | 2020-03-05 | 2023-09-12 | Thru Tubing Solutions, Inc. | Fluid pulse generation in subterranean wells |
| MX2022012053A (es) | 2020-03-30 | 2023-01-11 | Thru Tubing Solutions Inc | Generacion de pulsos de fluido en pozos subterraneos. |
| CN111561284B (zh) * | 2020-06-23 | 2022-02-08 | 湖北省息壤科技有限公司 | 一种机械振动解堵增注增油方法及机械振动装置 |
| US11261681B1 (en) * | 2020-10-07 | 2022-03-01 | Workover Solutions, Inc. | Bit saver assembly and method |
| US11566483B2 (en) | 2020-11-19 | 2023-01-31 | Saudi Arabian Oil Company | Tri-axtal oscillator for stuck pipe release |
| BR112023017827A2 (pt) * | 2021-03-04 | 2023-12-05 | Nat Oilwell Varco Lp | Sistema de redução de atrito implantável em um furo de poço |
| CN113006680B (zh) * | 2021-03-19 | 2022-10-28 | 成都欧维恩博石油科技有限公司 | 一种低压耗扭力冲击钻井工具及破岩方法 |
| CN113294104B (zh) * | 2021-06-04 | 2022-07-29 | 广州海洋地质调查局 | 一种水合物脉冲射流振荡工具 |
| CN114776256B (zh) * | 2022-03-16 | 2024-05-28 | 三峡大学 | 螺杆驱动低频脉冲分层注水阀和方法 |
| US20230374982A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Anti-spin control for an electric submersible pump permanent magnet motor |
| CN115788278B (zh) * | 2022-12-06 | 2023-10-17 | 四川达坦能源科技有限公司 | 螺杆式脉冲减阻钻具 |
Family Cites Families (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2780438A (en) | 1952-05-21 | 1957-02-05 | Exxon Research Engineering Co | Device for drilling wells |
| US2750154A (en) | 1952-06-02 | 1956-06-12 | Reed Roller Bit Co | Drilling tool |
| US2963099A (en) | 1957-07-18 | 1960-12-06 | Jr Sabin J Gianelloni | Turbodrill |
| US3594106A (en) | 1969-05-09 | 1971-07-20 | Empire Oil Tool Co | Variable speed motor drill |
| FR2145060A5 (es) | 1971-07-07 | 1973-02-16 | Inst Francais Du Petrole | |
| US3768576A (en) | 1971-10-07 | 1973-10-30 | L Martini | Percussion drilling system |
| US4280524A (en) * | 1979-03-23 | 1981-07-28 | Baker International Corporation | Apparatus and method for closing a failed open fluid pressure actuated relief valve |
| US4396071A (en) | 1981-07-06 | 1983-08-02 | Dresser Industries, Inc. | Mud by-pass regulator apparatus for measurement while drilling system |
| US4462469A (en) | 1981-07-20 | 1984-07-31 | Amf Inc. | Fluid motor and telemetry system |
| FR2553819B1 (fr) * | 1983-10-19 | 1986-11-21 | Petroles Cie Francaise | Tube de production et raccord pour tube de production, facilitant la completion d'un puits petrolier |
| US4789032A (en) * | 1987-09-25 | 1988-12-06 | Rehm William A | Orienting and circulating sub |
| US5009272A (en) | 1988-11-25 | 1991-04-23 | Intech International, Inc. | Flow pulsing method and apparatus for drill string |
| US5679894A (en) | 1993-05-12 | 1997-10-21 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for drilling boreholes |
| US5421420A (en) | 1994-06-07 | 1995-06-06 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole weight-on-bit control for directional drilling |
| DK0901562T3 (da) | 1996-05-18 | 2005-01-17 | Andergauge Ltd | Borehulsapparat |
| US6102138A (en) | 1997-08-20 | 2000-08-15 | Baker Hughes Incorporated | Pressure-modulation valve assembly |
| US6026912A (en) | 1998-04-02 | 2000-02-22 | Noble Drilling Services, Inc. | Method of and system for optimizing rate of penetration in drilling operations |
| US7251590B2 (en) | 2000-03-13 | 2007-07-31 | Smith International, Inc. | Dynamic vibrational control |
| US6540020B1 (en) | 2002-06-17 | 2003-04-01 | Tomahawk Downhole, Llc | Motor by-pass valve |
| US20050129547A1 (en) | 2003-05-26 | 2005-06-16 | Burns Bradley G. | Method of circulating through a reciprocating downhole tubing pump and a reciprocating downhole tubing pump |
| GB0324744D0 (en) * | 2003-10-23 | 2003-11-26 | Andergauge Ltd | Running and cementing tubing |
| CN1890451B (zh) | 2003-11-07 | 2010-12-08 | Aps技术公司 | 用于衰减钻柱中的振动的系统和方法 |
| US7086486B2 (en) | 2004-02-05 | 2006-08-08 | Bj Services Company | Flow control valve and method of controlling rotation in a downhole tool |
| US7139219B2 (en) | 2004-02-12 | 2006-11-21 | Tempress Technologies, Inc. | Hydraulic impulse generator and frequency sweep mechanism for borehole applications |
| US7108068B2 (en) | 2004-06-15 | 2006-09-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Floating plate back pressure valve assembly |
| ATE370310T1 (de) * | 2004-10-12 | 2007-09-15 | Schlumberger Technology Bv | Injektionsvorrichtung für bohrlochinjektion einer aktivierten flüssigkeit |
| US7958952B2 (en) | 2007-05-03 | 2011-06-14 | Teledrill Inc. | Pulse rate of penetration enhancement device and method |
| US9109410B2 (en) | 2007-09-04 | 2015-08-18 | George Swietlik | Method system and apparatus for reducing shock and drilling harmonic variation |
| CA2735963C (en) | 2007-09-04 | 2016-03-29 | Stephen John Mcloughlin | A downhole assembly |
| BRPI0822972B1 (pt) | 2008-12-02 | 2023-01-17 | National Oilwell Varco, L.P. | Método para redução de oscilações da vibração torcional agarra e solta, método de perfuração de um poço,método de atualização de um mecanismo de perfuração em uma plataforma de perfuração e aparelho |
| US8181719B2 (en) | 2009-09-30 | 2012-05-22 | Larry Raymond Bunney | Flow pulsing device for a drilling motor |
| GB0919649D0 (en) * | 2009-11-10 | 2009-12-23 | Nat Oilwell Varco Lp | Downhole tractor |
| US8535028B2 (en) * | 2010-03-02 | 2013-09-17 | Cansonics Inc. | Downhole positive displacement motor |
| BR112013025421B1 (pt) | 2011-04-08 | 2020-10-27 | National Oilwell Varco, L.P. | válvula para controlar o fluxo de um fluido de perfuração, e, método de controlar o fluxo de um fluido de perfuração |
| US9212522B2 (en) | 2011-05-18 | 2015-12-15 | Thru Tubing Solutions, Inc. | Vortex controlled variable flow resistance device and related tools and methods |
| US9057245B2 (en) | 2011-10-27 | 2015-06-16 | Aps Technology, Inc. | Methods for optimizing and monitoring underground drilling |
| US9359881B2 (en) | 2011-12-08 | 2016-06-07 | Marathon Oil Company | Processes and systems for drilling a borehole |
| NO333959B1 (no) | 2012-01-24 | 2013-10-28 | Nat Oilwell Varco Norway As | Fremgangsmåte og system for å redusere borestrengoscillasjon |
| US9441627B2 (en) * | 2012-11-01 | 2016-09-13 | National Oilwell Varco, L.P. | Lightweight and flexible rotors for positive displacement devices |
| BR112015011460A2 (pt) * | 2012-11-20 | 2017-07-11 | Halliburton Energy Services Inc | aparelho, sistema, e, método implementado por processador |
| US20140190749A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-07-10 | Acura Machine Inc. | Downhole drilling tool |
| CN105473571A (zh) | 2013-08-05 | 2016-04-06 | 先正达参股股份有限公司 | 作为除草剂的吡咯酮衍生物 |
| US9273529B2 (en) * | 2013-09-13 | 2016-03-01 | National Oilwell Varco, L.P. | Downhole pulse generating device |
| WO2015081432A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | Tll Oilfield Consulting Ltd. | Flow controlling downhole tool |
| CA2933482C (en) | 2014-01-21 | 2018-11-20 | Halliburton Energy Services Inc. | Variable valve axial oscillation tool |
| WO2015134014A1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-11 | Halliburton Energy Services Inc. | Flow control mechanism for downhole tool |
| RU2565316C1 (ru) * | 2014-05-21 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Осциллятор для бурильной колонны |
| RU2652519C1 (ru) | 2014-12-30 | 2018-04-26 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Способ контроля состояния электродвигателя |
| CN105089501B (zh) | 2015-06-09 | 2017-10-24 | 中石化石油机械股份有限公司研究院 | 一种水力振荡器 |
| US10633920B2 (en) * | 2015-08-14 | 2020-04-28 | Impulse Downhole Solutions Ltd. | Selective activation of motor in a downhole assembly |
| CN205558849U (zh) * | 2016-03-21 | 2016-09-07 | 西南石油大学 | 利用涡轮产生冲击振荡的井下工具 |
| EP3420179B1 (en) * | 2016-08-02 | 2022-10-19 | National Oilwell DHT, L.P. | Drilling tool with non-synchronous oscillators and method of using same |
| RU172421U1 (ru) * | 2017-04-20 | 2017-07-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидробур-сервис" | Ударно-вращательное устройство для бурильной колонны |
-
2017
- 2017-07-18 US US15/652,511 patent/US10590709B2/en active Active
-
2018
- 2018-07-17 WO PCT/US2018/042413 patent/WO2019018351A1/en unknown
- 2018-07-17 ES ES18834411T patent/ES2930763T3/es active Active
- 2018-07-17 EP EP18834411.3A patent/EP3655616B1/en active Active
- 2018-07-17 CA CA3069461A patent/CA3069461C/en active Active
- 2018-07-17 CN CN201880060625.3A patent/CN111148885B/zh active Active
- 2018-07-17 RU RU2020107139A patent/RU2726805C1/ru active
-
2019
- 2019-12-18 US US16/718,915 patent/US11091959B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3069461C (en) | 2020-11-10 |
| EP3655616B1 (en) | 2022-08-03 |
| US10590709B2 (en) | 2020-03-17 |
| US20190024459A1 (en) | 2019-01-24 |
| RU2726805C1 (ru) | 2020-07-15 |
| CN111148885A (zh) | 2020-05-12 |
| CN111148885B (zh) | 2021-04-02 |
| EP3655616A1 (en) | 2020-05-27 |
| US11091959B2 (en) | 2021-08-17 |
| US20200123856A1 (en) | 2020-04-23 |
| CA3069461A1 (en) | 2019-01-24 |
| EP3655616A4 (en) | 2021-06-23 |
| WO2019018351A1 (en) | 2019-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2930763T3 (es) | Aparato de oscilación de fondo de pozo | |
| ES2225970T3 (es) | Aparato de fondo de pozo. | |
| US6920946B2 (en) | Inverted motor for drilling rocks, soils and man-made materials and for re-entry and cleanout of existing wellbores and pipes | |
| US8733469B2 (en) | Pulse generator | |
| AU2016206187B2 (en) | Multi fluid drilling system | |
| US10465464B2 (en) | Apparatus and method for creating tunable pressure pulse | |
| BR112013025421B1 (pt) | válvula para controlar o fluxo de um fluido de perfuração, e, método de controlar o fluxo de um fluido de perfuração | |
| US11867015B2 (en) | Downhole friction reduction systems | |
| US20170122052A1 (en) | Pulsing Apparatus for Downhole Use | |
| CA2874639A1 (en) | Axially amplified pulsing tool | |
| US20210156212A1 (en) | Downhole vibration tool for drill string | |
| OA18358A (en) | Multi fluid drilling system |