ES2942734T3 - Herramienta de servicio para colgador de tubería de revestimiento expandible y métodos asociados - Google Patents

Abstract

Una herramienta móvil incluye subconjuntos que liberan la herramienta móvil del colgador del revestimiento en respuesta a la aplicación de fuerzas de tracción y compresión alternas después de la aplicación del par de torsión izquierdo. Una herramienta de funcionamiento incluye subconjuntos que fijan el colgador del revestimiento en respuesta al par de torsión izquierdo seguido de una mayor presión, y en respuesta a una mayor presión sin que se aplique un par de torsión izquierdo previo. Una herramienta móvil incluye conexiones roscadas, sin que el par transmitido a través de la herramienta móvil sea transmitido por las conexiones roscadas. Un método para colocar un colgador de revestimiento incluye aplicar una fuerza de compresión a la herramienta en marcha; luego aplicando torsión izquierda a la herramienta en funcionamiento; y luego aplicar una fuerza de tracción a la herramienta en funcionamiento. Un método para soltar un colgador de revestimiento incluye aplicar un par de torsión hacia la izquierda a la herramienta en funcionamiento; (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta de servicio para colgador de tubería de revestimiento expandible y métodos asociados

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a equipos utilizados y operaciones realizadas junto con un pozo subterráneo y, en una modalidad descrita en la presente descripción, proporciona más particularmente una herramienta de servicio para un colgador de tubería de revestimiento expandible y métodos asociados.

Antecedentes de la invención

Los colgadores de tubería de revestimiento expandibles generalmente se usan para asegurar una tubería de revestimiento dentro de una tubería de revestimiento o tubería de revestimiento previamente colocada. Estos tipos de colgadores de tubería de revestimiento generalmente se colocan expandiendo los colgadores de tubería de revestimiento radialmente hacia afuera en contacto de agarre y sellado con la tubería de revestimiento o la sarta de revestimiento anterior. Muchos de estos colgadores de tubería de revestimiento se expanden mediante el uso de presión hidráulica para impulsar un cono o cuña en expansión a través del colgador de tubería de revestimiento, pero se pueden usar otros métodos (como estampación mecánica, expansión explosiva, expansión de metal con memoria, expansión de material hinchable, expansión accionada por fuerza electromagnética, etc).

El proceso de expansión generalmente se realiza por medio de una herramienta en movimiento que se usa para transportar el colgador de tubería de revestimiento y la tubería de revestimiento adjunto al interior del pozo. La herramienta de servicio está interconectada entre una sarta de trabajo (por ejemplo, una sarta tubular hecha de tubería de perforación u otros elementos tubulares segmentados o continuos) y el colgador de tubería de revestimiento.

Si el colgador de tubería de revestimiento se expande usando presión hidráulica, entonces la herramienta de servicio generalmente se usa para controlar la comunicación de la presión del fluido y el flujo hacia y desde varias partes del mecanismo de expansión del colgador de tubería de revestimiento, y entre la sarta de trabajo y la tubería de revestimiento. La herramienta de servicio también se puede usar para controlar cuándo y cómo se libera la sarta de trabajo del colgador de tubería de revestimiento, por ejemplo, después de la expansión del colgador de tubería de revestimiento, en situaciones de emergencia o después de un ajuste fallido del colgador de tubería de revestimiento.

Por lo general, también se espera que la herramienta de servicio proporcione cementación a través de la misma, en aquellos casos en los que la tubería de revestimiento deba cementarse en el pozo. Además, la herramienta de servicio es preferiblemente capaz de transmitir torque desde la sarta de trabajo a la tubería de revestimiento, por ejemplo, para remediar el atascamiento de la tubería de revestimiento en el pozo, permitir que la tubería de revestimiento se use como una sarta de perforación para seguir perforando el pozo (en el cual caso de que se pueda conectar una broca a un extremo de la tubería de revestimiento), etc.

Por lo tanto, se apreciará que muchas funciones son realizadas por una herramienta de servicio de suspensión de revestimiento expandible. Si estas funciones se van a realizar de forma eficaz y fiable, entonces el funcionamiento de la herramienta de servicio debe adaptarse adecuadamente al entorno en donde se va a utilizar.

Desafortunadamente, los diseños anteriores de herramientas de servicio se han quedado cortos en uno o más aspectos. Algunos diseños, por ejemplo, requieren que se deje caer una bola u otro tapón a través de la sarta de trabajo al finalizar la operación de cementación y antes de expandir el colgador de tubería de revestimiento. Sin embargo, a profundidades considerables y/o en pozos muy desviados, la bola puede tardar mucho tiempo en llegar a la herramienta de servicio (tiempo durante el cual se fragua el cemento), o es posible que la bola no alcance la herramienta de servicio en absoluto.

Otros diseños de herramientas de servicio utilizan un mecanismo de liberación que funciona mediante pasadores de corte en respuesta al peso establecido (fuerza de compresión en la sarta de trabajo). Si este peso establecido se aplica prematuramente (por ejemplo, si la tubería de revestimiento se atasca) o no se aplica en absoluto (por ejemplo, en un pozo muy desviado), es posible que el colgador de tubería de revestimiento se libere prematuramente o no se libere en absoluto.

Todavía otros diseños de herramientas de servicio utilizan un mecanismo de liberación que funciona en respuesta al torque derecho (en el sentido de las agujas del reloj) aplicado a la sarta de trabajo, o son incapaces de transmitir un torque sustancial desde la sarta de trabajo a la tubería de revestimiento. Estos diseños no permiten que la tubería de revestimiento se use como una sarta de perforación, y no permiten que se use un torque derecho en algunas circunstancias para liberar una tubería de revestimiento atascada.

Por lo tanto, se apreciará que se necesitan mejoras en la técnica de las herramientas de servicio de los colgadores de tubería de revestimiento expandibles y los métodos asociados para instalar los colgadores de tubería de revestimiento expandibles. Estas mejoras pueden incluir mejoras en la eficiencia operativa, conveniencia de montaje y operación, funcionalidad mejorada, etc. no discutidas anteriormente.

El documento US4911237A da a conocer una herramienta para hacer funcionar un colgador de tubería de revestimiento y una sarta de revestimiento dependiente que comprende un cuerpo tubular que tiene unidades tubulares interior y exterior telescópicamente relacionadas que están interconectadas de forma cortante para corrotación. El documento US3077933A describe un aparato para pozos subterráneos capaz de operar como un ancla de tubería y un colector usado principalmente en pozos de bombeo.

El documento US 2006/196656 A1 describe un método para colocar un colgador de tubería de revestimiento, en donde se aplican fuerzas de compresión y tracción a una herramienta en movimiento. T

Resumen

Para llevar a cabo los principios de la presente invención, se proporciona un método para colocar un colgador de tubería de revestimiento y una herramienta de servicio asociada para transportar y colocar un colgador de tubería de revestimiento.

El método de instalación de un colgador de tubería de revestimiento incluye los pasos de: transportar el colgador de tubería de revestimiento a un pozo utilizando una herramienta de servicio; aplicar una fuerza de compresión a la herramienta de servicio; luego aplicar un torque izquierdo a la herramienta de servicio, cortando de esta manera al menos un elemento de corte; y luego aplicar una fuerza de tracción a la herramienta de servicio.

La herramienta de servicio para transportar y colocar un colgador de tubería de revestimiento en un pozo subterráneo incluye varios subconjuntos capaces de transportar el colgador de tubería de revestimiento a un pozo, colocando el colgador de tubería de revestimiento en respuesta a la aplicación de una primera fuerza de compresión a la herramienta de servicio seguida de la aplicación de un torque izquierdo manual a la herramienta de servicio, cortando de esta manera al menos un elemento de cizallamiento, seguido de la aplicación de una primera fuerza de tracción a la herramienta de servicio.

Estas y otras características, ventajas, beneficios y objetos de la presente invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica tras una cuidadosa consideración de la descripción detallada de las modalidades representativas de la invención que se presentan a continuación y los dibujos adjuntos, en los que se indican elementos similares en las distintas figuras utilizando los mismos números de referencia.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista esquemática en sección transversal parcial de un sistema de colocación de colgadores de tubería de revestimiento y métodos asociados que representan los principios de la presente invención;

Las Figuras 2A-L son vistas en sección transversal de secciones axiales sucesivas de una herramienta de servicio de un colgador de tubería de revestimiento y un colgador de tubería de revestimiento expansible que pueden usarse en el sistema y método de la Figura 1, la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento se ilustran en una configuración de bajada;

Las Figuras 3A y B son vistas en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio después de que se haya aplicado una fuerza de compresión desde una sarta de trabajo a la herramienta de servicio;

Las Figuras 4A-C son vistas en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio al final de una operación de cementación, y después de que se haya cerrado una válvula de aleta de la herramienta de servicio; Las Figuras 5A y B son vistas en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio después de que se aumenta la presión aplicada a la sarta de trabajo para iniciar de ese modo la expansión del colgador de tubería de revestimiento;

La Figura 6 es una vista en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio que ilustra un procedimiento de ajuste alternativo en el caso de que la válvula de aleta no se cierre correctamente;

Las Figuras 7A y B son vistas en sección transversal de porciones de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento después de que se aumenta aún más la presión aplicada a la sarta de trabajo para expandir de esta manera el colgador de tubería de revestimiento;

La Figura 8 es una vista en sección transversal de partes de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento después de que se haya aplicado fuerza de compresión desde la sarta de trabajo a la herramienta de servicio para de esta manera iniciar la liberación de la herramienta de servicio del colgador de tubería de revestimiento expandido;

La Figura 9 es una vista en sección transversal de partes de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento en una configuración similar a la de la Figura 8, pero con el uso de un receptáculo de anclaje de mayor longitud en el colgador de tubería de revestimiento;

La Figura 10 es una vista en sección transversal de partes de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento después de que la herramienta de servicio se haya levantado un poco aplicando fuerza de tracción desde la sarta de trabajo a la herramienta de servicio;

La Figura 11 es una vista en sección transversal de porciones de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento después de que la herramienta de servicio haya sido recogida por la sarta de trabajo;

La Figura 12 es una vista en sección transversal de partes de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento cuando la herramienta de servicio está siendo recuperada del interior del colgador de tubería de revestimiento;

Las Figuras 13A-C son vistas en sección transversal de partes de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento en un procedimiento de colocación alternativo;

La Figura 14 es una vista en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio en el procedimiento de ajuste alternativo después de que se haya aplicado presión a la sarta de trabajo para iniciar la expansión del colgador de tubería de revestimiento;

Las Figuras 15A-C son vistas en sección transversal de partes de la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento en un procedimiento de liberación de contingencia, y después de que se haya aplicado una fuerza de compresión desde la sarta de trabajo a la herramienta de servicio; y

La Figura 16 es una vista en alzado esquemática "desenrollada" de una parte de la herramienta de servicio, que representa varias posiciones de las orejetas en relación con un mandril ranurado y un anillo de torque en los correspondientes diversos procedimientos de marcha, ajuste y liberación de la herramienta de servicio.

Descripción detallada

Debe entenderse que las diversas modalidades de la presente invención descritas en la presente descripción pueden utilizarse en diversas orientaciones, tales como inclinada, invertida, horizontal, vertical, etc., y en diversas configuraciones, sin apartarse de los principios de la presente invención. Las modalidades se describen simplemente como ejemplos de aplicaciones útiles de los principios de la invención, que no se limitan a ningún detalle específico de estas modalidades.

En la siguiente descripción de las modalidades representativas de la invención, los términos direccionales, tales como "arriba", "abajo", "superior", "inferior", etc., se utilizan por comodidad al hacer referencia a los dibujos adjuntos. En general, "arriba", "superior", "hacia arriba" y términos similares se refieren a una dirección hacia la superficie de la tierra a lo largo de un pozo, y "abajo", "inferior", "hacia abajo" y términos similares se refieren a una dirección que se aleja de la superficie de la tierra a lo largo del pozo.

Ilustrado representativamente en la Figura 1 es un sistema de colocación de colgadores de tubería de revestimiento 10 y un método asociado que incorpora los principios de la presente invención. En este sistema 10, se instaló y cementó una sarta de revestimiento 12 dentro de un pozo 14. Ahora se desea instalar una tubería de revestimiento 16 que se extienda hacia fuera desde un extremo inferior de la sarta de revestimiento 12, para revestir más el pozo 14 a mayores profundidades.

Tenga en cuenta que, en esta especificación, los términos "tubería de revestimiento" y "recubrimiento" se utilizan indistintamente para describir materiales tubulares que se utilizan para formar tuberías de revestimiento protectoras en pozos. Las tuberías de revestimiento y cubiertas pueden estar hechos de cualquier material (como metales, plásticos, compuestos, etc.), pueden expandirse o no expandirse como parte de un procedimiento de instalación y pueden ser segmentados o continuos. No es necesario cementar una tubería de revestimiento o recubrimiento en un pozo. Se puede utilizar cualquier tipo de revestimiento o recubrimiento de acuerdo con los principios de la presente invención.

Como se representa en la Figura 1, se utiliza un colgador de tubería de revestimiento expandible 18 para sellar y asegurar un extremo superior de la tubería de revestimiento 16 cerca de un extremo inferior de la sarta de revestimiento 12. Alternativamente, el colgador de tubería de revestimiento 18 podría usarse para sellar y asegurar el extremo superior de la tubería de revestimiento 16 sobre una ventana (no mostrada en la Figura 1) formada a través de una pared lateral de la sarta de revestimiento 12, con la tubería de revestimiento extendiéndose hacia afuera a través de la ventana hacia adentro de un ramal o pozo lateral. Así, se apreciará que son posibles muchas configuraciones diferentes y posiciones relativas de la sarta de revestimiento 12 y la tubería de revestimiento 16 de acuerdo con los principios de la invención.

Una herramienta de servicio 20 está conectada entre el colgador de tubería de revestimiento 18 y una sarta de trabajo 22. La sarta de trabajo 22 se usa para transportar la herramienta de servicio 20, el colgador de tubería de revestimiento 18 y la tubería de revestimiento 16 al pozo 14, conducir la presión y el flujo del fluido, transmitir el par, la fuerza de tracción y compresión, etc. La herramienta de servicio 20 se usa para facilitar el transporte y la instalación de la tubería de revestimiento 16 y el colgador de tubería de revestimiento 18, en parte mediante el uso del par, las fuerzas de tracción y compresión, la presión y el flujo del fluido, etc. proporcionados por la sarta de trabajo 22.

Con referencia adicional ahora a las Figuras 2A-L, se ilustran de manera representativa vistas en sección transversal detalladas de sucesivas porciones axiales del colgador de tubería de revestimiento 18 y la herramienta de servicio 20. Las Figuras 2A-L representan una configuración específica de una modalidad del colgador de tubería de revestimiento 18 y la herramienta de servicio 20, pero muchas otras configuraciones y modalidades son posibles sin apartarse de los principios de la invención.

El colgador de tubería de revestimiento 18 y la herramienta de servicio 20 se muestran en las Figuras 2A-L en la configuración en la que se transportan al pozo 14. La sarta de trabajo 22 se une a la herramienta de servicio 20 en una conexión roscada superior 24, y la tubería de revestimiento 16 se une al colgador de tubería de revestimiento 18 en una conexión roscada inferior 26 cuando el conjunto completo se transporta al interior del pozo 14.

La herramienta de servicio 20 se compone de varios subconjuntos, incluido un subconjunto de adaptador superior 28, un subconjunto de mandril de pistón 30 y un subconjunto de mandril de manguito de válvula 32. El subconjunto del adaptador superior 28 consta de un adaptador superior 34, un deflector 36, un cuerpo de orejeta 38, un manguito de garras de bloqueo 40, garras de bloqueo 42 y un retenedor de garras de bloqueo 44. El adaptador superior 34 conecta la herramienta de servicio 20 a la sarta de trabajo 22.

El cuerpo de orejeta 38 está formado en la parte inferior del adaptador superior 34 y contiene orejetas internas 46 que soportan el peso de la herramienta de servicio 20, el colgador de tubería de revestimiento 18 y el revestimiento 16. Las orejetas internas 46 se ensamblan en ranuras longitudinales 48a, b en un mandril ranurado 50 y ubican el subconjunto adaptador superior 28 en diferentes posiciones con respecto al resto de la herramienta de servicio 20. Las ranuras 48a, b pueden ser del tipo conocido por los expertos en la técnica como "ranuras en J", ya que pueden tener un perfil generalmente en forma de J.

El manguito de garras de bloqueo 40 está hecho en la parte inferior del cuerpo de orejeta 38. Los tornillos 52 se colocan a través de los agujeros en el cuerpo de orejeta 38 y en los agujeros roscados en el manguito de las garras de bloqueo 40, alineando los agujeros a través del cuerpo de orejeta y el manguito de las garras de bloqueo. Alineación de las orejetas del cuerpo de orejeta 46 con las ranuras 48 en el mandril de la ranura 50 alinee estos orificios a través del cuerpo de orejeta y el manguito de las garras de bloqueo y otros orificios 54 en el extremo inferior del manguito de las garras de bloqueo 40 con los orificios del pasador de seguridad 56 en el anillo de torque 62 y mandril del pistón 64. Esto permite el acceso a los pasadores de seguridad 58 después de montar la herramienta de servicio 20, de modo que se puedan añadir o quitar pasadores de seguridad sin desmontar la herramienta de servicio.

Las garras de bloqueo 42 se ensamblan contra el extremo inferior del manguito de las garras de bloqueo 40. El retén de las garras de bloqueo 44 está hecho hasta el extremo inferior del manguito de las garras de bloqueo 40 sobre las garras de bloqueo 42.

El subconjunto del mandril del pistón 30 está ubicado en el subconjunto del adaptador superior 28. Consiste en la zapata 60, el mandril ranurado 50, el anillo de torque 62, el mandril del pistón 64, el bloqueo de liberación 66, el pistón 68, el manguito de liberación de la válvula 70 y la tapa 72. El mandril ranurado 50, como se mencionó anteriormente, está ubicado en el cuerpo de orejeta 38. Cada orejeta interna 46 en el cuerpo de orejeta 38 se coloca en uno de los dos juegos de ranuras longitudinales 48a, b en el mandril ranurado 50.

Los dos conjuntos de ranuras 48a, b (un tronco y otro corto) están conectados entre sí en el extremo inferior del mandril ranurado 50 para que las orejetas 46 puedan moverse de un conjunto al siguiente. Cuando las orejetas 46 están en las ranuras cortas 48a, pueden moverse hacia arriba y acoplarse con un borde externo 74 en el extremo superior de las ranuras cortas.

En esta posición, las orejetas 46 pueden apoyarse contra los lados de las ranuras cortas 48a, transfiriendo el torque izquierdo y derecho desde el cuerpo de orejeta 38 al mandril ranurado 50. El torque derecho también se puede transferir desde el cuerpo de orejeta 38 al mandril ranurado 50 cuando las orejetas 46 están en el extremo inferior de las ranuras cortas 48a.

Cuando las orejetas 46 están en las ranuras largas 48b, pueden moverse hacia arriba y apoyarse contra el extremo inferior de la zapata 60 que se forma en el extremo superior del mandril ranurado 50. El extremo superior de las ranuras largas 48b tiene un bolsillo 76 mecanizado en un lado en donde se pueden girar las orejetas 46 (véase la Figura 16).

El torque izquierdo y derecho se puede transferir desde el cuerpo de orejeta 38 al mandril ranurado 50 cuando las orejetas 46 están en el extremo superior de las ranuras largas 48b. Las orejetas 46 pueden apoyarse contra el lado inferior de los bolsillos 76, lo que permite que las orejetas empujen hacia abajo el mandril ranurado 50.

El anillo de torque 62 está ensamblado en el extremo inferior del mandril ranurado 50 y se mantiene en su lugar con pasadores de seguridad 78 (no visibles en la Figura 2B, consulte la Figura 13B). El anillo de torque 62 tiene ranuras longitudinales 80 en su extremo superior maquinadas de modo que cuando las orejetas 46 están en el extremo inferior de las ranuras cortas 48a, la torque izquierdo se transfiere desde el cuerpo de orejeta 38 al anillo de torsión, los pasadores de seguridad 78 , y el mandril ranurado 50.

Siempre que los pasadores de seguridad 78 entre el anillo de torque 62 y el mandril ranurado 50 no se corten, las orejetas 46 permanecerán en las ranuras cortas 48a. Si las orejetas 46 se mueven al extremo inferior de las ranuras cortas 48a y se aplica suficiente torque de giro a la izquierda para cortar los pasadores de seguridad 78, las orejetas se pueden girar para alinearlas con las ranuras largas 48b.

El mandril de pistón 64 se monta en el extremo inferior del mandril ranurado 50. Tiene un conjunto de ranuras externas 84 formadas en el mismo. El bloqueo de liberación 66 está ensamblado en las ranuras 84 y se mantiene en su lugar con el retén de las garras de bloqueo 44.

El pistón 68 se forma en el extremo inferior del mandril del pistón 64 y se mantiene en su lugar con pasadores de seguridad 58. El extremo inferior del pistón 68 mantiene abierta una válvula de aleta 86.

Un resalte y sello externo 88 en el extremo inferior del pistón 68 sella contra el interior del mandril del pistón 64. También hay un resalte interno en el extremo inferior que proporciona un asiento 90 para una bola.

Encima del recalque externo y el sello 88 hay puertos de fluido 92. Encima de los puertos de fluido 92 hay un resalte externo más pequeño y un sello 93 que sella contra un DI más pequeño en el mandril del pistón 64.

El manguito de liberación de la válvula 70 se forma en el extremo superior del pistón 68 y se extiende a través del mandril ranurado 50, la zapata 60 y el deflector 36. La tapa 72 está hecha en el extremo superior del manguito de liberación de la válvula 70.

El subconjunto del mandril del manguito de la válvula 32 se monta en el extremo inferior del mandril del pistón 64. Consiste en el mandril del manguito de la válvula 94, la válvula de aleta 86, el asiento de la válvula 96, el manguito de la válvula 98, el cuerpo cruzado 100, el manguito cruzado 102, el manguito de ajuste 104 y el retén del cuerpo cruzado 106.

La válvula de aleta 86 está montada en el asiento de la válvula 96 con un pasador y un resorte de torque 108. El asiento de la válvula 96 se forma en el extremo superior del manguito de la válvula 98.

El manguito de la válvula 98 se inserta en el extremo superior del mandril del manguito de la válvula 94 y se mantiene en su lugar con pasadores de seguridad 110. Tiene sellos externos 112 que sellan los puertos de flujo 114 a través del mandril del manguito de la válvula 94. También tiene puertos de flujo 116 que están alineados con los puertos de flujo 114 en el mandril de manguito de válvula 94 cuando el manguito de válvula 98 se desplaza hacia abajo.

El cuerpo cruzado 100 está ensamblado en el exterior del mandril de manguito de válvula 94. Tiene un conjunto de puertos de fluido radiales 118, un conjunto de orificios de acceso de pasador de seguridad radial 120 y un conjunto de puertos de fluido longitudinales 122.

Los puertos de fluido longitudinales 122 permiten que la presión se desvíe alrededor de la válvula de aleta 86 cuando está cerrada y actúa sobre el multiplicador de fuerza 124 y el cono de expansión 126. Los puertos de fluido radiales 118 permiten que el fluido desplazado por el multiplicador de fuerza 124 y el cono de expansión 126 fluya hacia el exterior de la herramienta de servicio 20. Los orificios radiales de acceso al pasador de seguridad 120 permiten acceder a los pasadores de seguridad 110 que sujetan el manguito de válvula 98 en el mandril de manguito de válvula 94 después de ensamblar la herramienta de servicio 20 para que se puedan agregar o quitar pasadores de seguridad sin desmontar la herramienta de servicio.

El retén del cuerpo de cruce 106 está hecho sobre el mandril de manguito de válvula 94 y proporciona un borde inferior al cuerpo de cruce 100, limitando su movimiento hacia abajo.

El manguito de ajuste 104 está hecho en el extremo inferior del cuerpo cruzado 100. Se utiliza para ajustar las tolerancias en el conjunto de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18, asegurando que el cono de expansión 126 esté ensamblado firmemente contra el colgador de tubería de revestimiento.

El manguito cruzado 102 está formado en el extremo superior del cuerpo cruzado 100. Proporciona un desvío concéntrico alrededor de la válvula de aleta cerrada 86 para el fluido que se usa para expandir el colgador de tubería de revestimiento 18. El extremo superior del manguito cruzado 102 se apoya contra el bloqueo de liberación 66 en el mandril del pistón 64.

Los pasadores de torque 128 instalados a través de varios componentes de la herramienta de servicio 20 permiten aplicar torque izquierdo y derecha a la herramienta de servicio sin retroceder ni transmitir torque a través de roscas de conexiones roscadas 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254.

El subconjunto del multiplicador de fuerza 124 se monta en el extremo inferior del mandril del manguito de la válvula 94. Consta del acoplamiento 138, el mandril de sellado del multiplicador de fuerza 140, el acoplamiento central 142, el espaciador del pistón 144, el pistón del multiplicador de fuerza 146 y el cilindro del multiplicador de fuerza 148.

El acoplamiento 138 conecta el mandril de manguito de válvula 94 al mandril de sellado del multiplicador de fuerza 140. El acoplamiento central 142 está hecho en el extremo inferior del mandril de sellado del multiplicador de fuerza 140. Sella contra un interior del cilindro multiplicador de fuerza 148.

El pistón 146 se monta en el extremo superior del cilindro multiplicador de fuerza 148 y se sella contra el exterior del mandril de sellado del multiplicador de fuerza 140. El espaciador de pistón 144 está hecho hasta el extremo superior del pistón 146.

Se crea un área de pistón diferencial anular entre el exterior del mandril de sellado 140 del multiplicador de fuerza y el interior del cilindro 148 del multiplicador de fuerza, contra el cual actúa la presión de expansión. Esto crea una fuerza hacia abajo que empuja el extremo inferior del cilindro multiplicador de fuerza 148 contra el subconjunto de cono de expansión 150, aumentando la cantidad de fuerza de expansión disponible. Los puertos radiales 152 en el extremo inferior del mandril de sellado del multiplicador de fuerza 140 permiten que el fluido desplazado por el movimiento hacia abajo del pistón del multiplicador de fuerza 146 y el cilindro 148 salga al interior del mandril de sellado del multiplicador de fuerza 140 y luego hacia arriba y fuera de los puertos de fluido radial 118 en el cuerpo cruzado 100.

Un subconjunto de mandril de sellado 154 está hecho hasta la parte inferior del acoplamiento central 142. Consiste en el mandril de sellado 156, el manguito de sellado del puerto 158 y el acoplamiento inferior 160.

El manguito de sellado del puerto 158 está conectado al mandril de sellado 156 con pasadores de seguridad 162 y cubre los puertos radiales 216 a través del mandril de sellado. El acoplamiento inferior 160 se realiza en el extremo inferior del mandril de sellado 156.

El subconjunto del cono de expansión 150 está compuesto por el mandril de sellado 156 y consta del mandril de expansión 166, el cono de expansión 126, la zapata de expansión 168, la tapa de retención 170, los rascadores 172, los bujes 174 y los sellos 176.

El cono de expansión 126 se forma sobre el mandril de expansión 166 y se mantiene en su lugar con la zapata de expansión 168. La tapa de retención 170 se coloca en el extremo inferior del mandril de expansión 166 y retiene un sello 176, respaldos de sello 178 y buje 174. Otro buje 174 y el limpiador 172 se mantienen en su lugar en el extremo superior del mandril de expansión 166 con tornillos de fijación 180.

El subconjunto del mandril de pinza 182 está formado en el extremo inferior del acoplamiento inferior 160 y consiste en el mandril del collarín 132, la extensión 184, el retén de las garras de bloqueo 186, las garras de bloqueo 188, las pinzas 136 y el manguito de transferencia de carga 190. Un retenedor de pinza 130 y el mandril de pinza 132 se han combinado en una sola pieza con ranuras fresadas 134 que retienen el conjunto de pinzas 136.

El mandril de pinza 132 tiene un borde externo 192 cerca de su extremo superior y un resalte externo 194 cerca de su extremo inferior. Las ranuras longitudinales 134 están maquinadas en el extremo superior de este recalque 194.

La extensión 184 se forma en el extremo inferior del mandril de pinza 132. La extensión 184 se extiende más allá del extremo inferior del manguito de ajuste 196. En el extremo inferior de la extensión 184 se puede fabricar un dispositivo de tapón de limpieza convencional o un dispositivo de tapón de cemento conocido como "conjunto de tapón SSR".

Las pinzas 136 se forman en las ranuras longitudinales 134 en el mandril del collar 132 y tienen un diámetro ampliado en sus extremos inferiores que se mantienen en las ranuras internas 198 en el manguito de ajuste 196 por el mandril de pinza 132. Esto permite que se transmita el torque izquierdo y derecho entre el mandril de pinza 132 y el manguito de ajuste 196 a través de las pinzas 136 y las ranuras 134, 198.

Las garras de bloqueo 188 se ensamblan contra el extremo superior de las pinzas 136 y se mantienen en su lugar con el retén de las garras de bloqueo 186 que se forma en el extremo superior de las pinzas.

Todas las conexiones de soporte de carga en la herramienta de servicio 20 usan roscas para transferir cargas longitudinales entre componentes. Los pasadores detorque 128 se utilizan para transferir torque entre componentes. Esto evita que se apliquen cargas longitudinales adicionales a las conexiones roscadas debido al torque que actúa a través de las roscas. Los pasadores de torque 128 también permiten alinear fácilmente varias características mecanizadas en componentes adyacentes, tales como ranuras y orificios. Un extremo de cada pasador de torque 128 generalmente se ensambla en orificios, y el otro extremo se extiende en ranuras. Las ranuras permiten el ajuste longitudinal a medida que se giran los orificios de un componente para alinearlos con las ranuras del otro componente.

Hay dos tipos de pasadores de torque 128 que se utilizan en la herramienta de servicio 20. El pasador de torque moleteado está moleteado en su diámetro exterior y roscado en su diámetro interior. Se inserta a través de una ranura en un componente y se introduce en un orificio de tolerancia estrecha en el componente de acoplamiento. El moleteado proporciona un ajuste de interferencia entre el pasador de torque y el orificio de tolerancia estrecha que mantiene el pasador de torque en su lugar. La rosca interna del pasador de torque se puede usar para unir el pasador de torque a una herramienta de inserción y se puede usar para quitar el pasador de torque del orificio de tolerancia estrecha.

El otro tipo de pasador de torque es un tornillo de cabeza hexagonal estándar que ha sido maquinado en cada extremo. La tapa hexagonal está mecanizada para darle a la cabeza un perfil bajo para dejar espacio libre con los componentes en la herramienta de servicio 20. El extremo inferior del tornillo está maquinado para dar un diámetro exterior suave contra el cual se aplica la carga de torsión. Este pasador de torque se forma en un orificio roscado con el extremo inferior maquinado que se extiende hacia una ranura maquinada en el componente de acoplamiento.

Como se describió anteriormente, el colgador de tubería de revestimiento 18 es un colgador de tubería de revestimiento expandible que se ejecuta en la herramienta de servicio 20, que a su vez se monta en la parte inferior de la sarta de trabajo 22. El colgador de tubería de revestimiento 18 consta de varios componentes conectados con conexiones roscadas: un receptáculo de anclaje 200 en la parte superior, un cuerpo de colgador de tubería de revestimiento expansible 202 en el medio y el manguito de ajuste 196 en la parte inferior.

El receptáculo de anclaje 200 proporciona una superficie de sellado 204 para clavar y sellar una cadena de producción después de colocar el colgador de tubería de revestimiento 18. El cuerpo del colgador de tubería de revestimiento expandible 202 es el componente expandible y tiene múltiples bandas de sellado 206 en su superficie exterior para sellar y sujetar contra el interior de la sarta de revestimiento 12.

El manguito de ajuste 196 tiene las ranuras internas 198 en las que se enganchan las pinzas 136 en la parte inferior de la herramienta de servicio 20 para conectar la herramienta de servicio al colgador de tubería de revestimiento 18. El mandril de pinza 132 debajo de las pinzas 136 las sujeta en las ranuras internas 198. La parte inferior del manguito de ajuste 196 tiene una conexión roscada 26 que conecta el colgador de tubería de revestimiento 18 a la tubería de revestimiento 16 debajo.

Procedimiento de operación

La tubería de revestimiento 16 se compone hasta la parte inferior del colgador de tubería de revestimiento 18. Un conjunto de tapones SSR convencional (no mostrado), que consta de un tapón superior, o un tapón superior e inferior, se monta en la parte inferior de la extensión 184 de la herramienta de servicio 20, y se inserta en el interior de la tubería de revestimiento 16 cuando la tubería de revestimiento se compone hasta la parte inferior del colgador de tubería de revestimiento 18. El tapón inferior, si se usa, se libera desplazando una bola por delante del cemento durante la operación de cementación. El tapón superior se libera dejando caer un dardo detrás del cemento. El equipo flotante convencional (no mostrado), como una zapata flotante, un collarín o ambos, se coloca en la parte inferior de la tubería de revestimiento 16 para proporcionar un asiento para colocar los tapones de cementación durante las operaciones de cementación.

Las Figuras 2A-L representan la posición de servicio de la herramienta de servicio 20. Las orejetas internas 46 en el cuerpo de orejeta 38 están colocadas contra el borde 74 en el extremo superior de las ranuras cortas 48a en el mandril ranurado 50 y soportan todo el peso de la herramienta de servicio 20, el colgador de tubería de revestimiento 18 y la tubería de revestimiento 16.

En esta posición, tanto el torque izquierdo como el derecho pueden transferirse desde el cuerpo de orejeta 38 al mandril ranurado 50, girando las orejetas 46 contra los lados de las ranuras cortas 48a en el mandril ranurado 50. Esta es la posición en donde debe estar la herramienta de servicio 20 al comienzo del procedimiento de ajuste estándar del colgador de tubería de revestimiento 18 con la tubería de revestimiento 16 suspendido del fondo del pozo 14.

Con referencia adicional ahora a las Figuras 3Ay B, las vistas en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio 20 se ilustran de manera representativa después de que se haya aplicado una fuerza de compresión desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio.

Ilustrado de manera representativa en las Figuras 3Ay B es la parte superior del subconjunto del adaptador superior 28. Estas vistas representan el subconjunto del adaptador superior 28 después de que se haya movido un poco hacia abajo en relación con el resto de la herramienta de servicio 20. La parte inferior del deflector 36 ahora está apoyada contra la zapata 60.

En esta posición, el torque derecho puede transferirse desde el cuerpo de orejeta 38 al mandril ranurado 50, con las orejetas 46 apoyándose contra los lados de las ranuras cortas 48a en el mandril ranurado. Sin embargo, el torque izquierdo hace girar las orejetas 46 contra los lados de las ranuras 80 en el extremo superior del anillo de torque 62, que se mantiene en su lugar en el mandril ranurado 50 con pasadores de seguridad 78. La cantidad de torque izquierdo que se puede aplicar sin cortar los pasadores de seguridad 78 y girar el anillo de torque 62 (permitiendo de esta manera que el cuerpo de orejeta 38 gire en relación con el mandril ranurado 50) depende de la resistencia y la cantidad de pasadores de seguridad instalados.

El único momento en que la herramienta de servicio 20 debe estar en esta configuración de las Figuras 3A y B es cuando se empuja la tubería de revestimiento 16, la tubería de revestimiento se coloca en la parte inferior, durante el procedimiento alternativo para liberar mecánicamente la válvula de aleta 86 como se describe a continuación, o durante el procedimiento de liberación de contingencia como se describe a continuación. Sin embargo, las Figuras 3A y B demuestran que la herramienta de servicio 20 permanece operativa, aunque se aplica un peso de asentamiento de compresión sustancial desde la sarta de trabajo 22 a la tubería de revestimiento 16 a través de la herramienta de servicio.

Después de que se haya corrido la tubería de revestimiento 16 y se haya suspendido del fondo del pozo 14, el cemento se desplaza a través de la sarta de trabajo 22, la herramienta de corrida 20 y el juego de tapones SSR. Los tapones SSR se sueltan con un dardo y/o una bola y se desplazan hacia el collarín o la zapata del flotador.

Con referencia adicional ahora a las Figuras 4A-C, se ilustran de forma representativa vistas en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio 20 al final de la operación de cementación, y después de que se haya cerrado la válvula de aleta 86 de la herramienta de servicio.

Las Figuras 4A-C representan la posición de una parte de la herramienta en movimiento 20 después de que el cemento y los tapones SSR se hayan desplazado a través de la sarta de herramientas. Los tapones han aterrizado en el collar o zapata del flotador y se ha aplicado presión a la sarta de trabajo 22 para que actúe sobre el área diferencial del pistón 68.

Esta presión aplicada al pistón 68 hace que los pasadores de seguridad 58 se corten, permitiendo que el pistón se desplace hacia arriba y permitiendo que la válvula de aleta 86 se cierre. En este punto, la presión es igual por encima y por debajo de la válvula de aleta 86. La presión de la sarta de trabajo 22 se alivia luego por encima de la válvula de aleta 86 y la válvula de aleta se abre momentáneamente para aliviar el exceso de presión debajo de ella.

Con referencia adicional ahora a las Figuras 5A y B, las vistas de la sección transversal de una parte de la herramienta de servicio 20 se ilustran de manera representativa después de que la presión aplicada a la sarta de trabajo 22 se incremente nuevamente para iniciar de ese modo la expansión del colgador de tubería de revestimiento 18.

Las Figuras 5A y B muestran la posición de la válvula de aleta 86 y el manguito de la válvula 98 después de que se haya aumentado la presión aplicada a la sarta de trabajo 22 por encima de la válvula de aleta 86, la presión actúa sobre la válvula de aleta, cortando los pasadores de cizallamiento 110 y desplazando la válvula de aleta y el manguito de válvula 98 hacia abajo. Un extremo inferior del asiento de la válvula 96 ahora está apoyado contra un extremo superior del mandril del manguito de la válvula 94. Esto abre los puertos de cruce 114, 116, 118, lo que permite la comunicación de fluidos entre el interior y el exterior de la herramienta de servicio 20 y permite que el fluido desplazado durante la expansión del colgador de tubería de revestimiento 18 fluya hacia el espacio anular fuera de la herramienta de servicio.

Con referencia adicional ahora a la Figura 6, se ilustra de forma representativa una vista en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio 20, que representa un procedimiento de ajuste alternativo en el caso de que la válvula de aleta 86 no se cierre correctamente.

La Figura 6 demuestra que se puede dejar caer una bola 208 al asiento 90 en el pistón 68 como un procedimiento de ajuste alternativo, en el caso de que la válvula de aleta 86 no se cierre. Luego se puede aplicar presión para desplazar el pistón 68 hacia abajo contra un borde 210 en el asiento de la válvula 96 como lo indica la flecha 212. De esta manera, se aplica una fuerza de presión desde el pistón 68 al manguito de la válvula 98 para cortar los pasadores de seguridad 110 y desplazar el manguito de la válvula hacia abajo para abrir los puertos de cruce 114, 116, 118.

Este procedimiento de ajuste alternativo se puede usar si no hay indicación de que los tapones del SSR descansen en el collar o la zapata del flotador, o si la sarta de trabajo 22 presiona para desplazar el pistón 68 hacia arriba y liberar la válvula de aleta 86 (como se muestra en las Figuras 4A-C) es superior a la presión de rotura del colgador de tubería de revestimiento 18 o de la tubería de revestimiento 16. Este procedimiento alternativo también se realiza preferentemente con la herramienta de carrera 20 en una parte del pozo 14 que no está lo suficientemente desviada para evitar que la bola 208 caiga al asiento 90.

Con referencia adicional ahora a las Figuras 7A y B, las vistas en sección transversal de partes de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de forma representativa después de que se aumenta más la presión aplicada a la sarta de trabajo 22 para expandir de esta manera el colgador de tubería de revestimiento.

Las Figuras 7A y B representan una parte de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento expandible 18 después de que la presión aplicada a la sarta de trabajo 22 se haya incrementado lo suficiente para expandir el colgador de tubería de revestimiento impulsando el cono de expansión 126 hacia abajo a través del colgador de tubería de revestimiento. La presión en el interior de la sarta de trabajo 22 se comunica a través de los puertos radiales 92 en el pistón 68 y los puertos radiales 214 en el mandril del pistón 64, a través del interior del manguito cruzado 102, a través de los puertos longitudinales 122 formados en el cuerpo cruzado 100, y por el interior del manguito de ajuste 104.

En este punto, la presión puede actuar sobre el área diferencial del subconjunto multiplicador de fuerza 124 y aumentar la fuerza de expansión sobre el subconjunto del cono de expansión 150. Tenga en cuenta que no es necesario que la herramienta de servicio 20 tenga un multiplicador de fuerza, ya que en algunas circunstancias la presión de expansión disponible puede ser lo suficientemente grande y/o la fuerza requerida para la expansión puede ser lo suficientemente baja como para que no se necesite el multiplicador de fuerza.

La presión también desciende por el espacio anular entre el exterior del cilindro multiplicador de fuerza 148 y el interior del receptáculo de anclaje 200 y actúa sobre el subconjunto del cono de expansión 150. La presión de expansión mueve el subconjunto del cono de expansión 150 hacia abajo a través del cuerpo del colgador de tubería de revestimiento 202, expandiéndolo hacia afuera contra el interior de la sarta de revestimiento 12.

La expansión continúa hasta que el subconjunto del cono de expansión 150 hace contacto con el manguito de sellado del puerto 158 y lo empuja fuera de los puertos radiales 216 a través del mandril de sellado 156. El sello 176 en el extremo inferior del subconjunto del cono de expansión 150 luego se mueve a través de los puertos radiales 216. La presión de expansión cae en este punto (debido a la comunicación de fluidos entre el interior del mandril de sellado del multiplicador de fuerza 140 y el interior del cuerpo del colgador de tubería de revestimiento 202 a través de los puertos 216 y los puertos radiales 218 en el mandril de expansión 166), dando una indicación superficial de que el colgador de tubería de revestimiento 18 está completamente expandido.

Con referencia adicional ahora a la Figura 8, una vista en sección transversal de partes de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de manera representativa después de que se haya aplicado una fuerza de compresión desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio para de esta manera iniciar la liberación de la herramienta de servicio del colgador de tubería de revestimiento expandido 18.

La Figura 8 representa una parte de la herramienta de servicio 20 después de que el peso se ha colocado sobre el colgador de tubería de revestimiento expandido 18 (aflojando la sarta de trabajo 22). Esto mueve el mandril de pinza 132 fuera de debajo de las pinzas 136 (es decir, los collarines ya no están soportados hacia afuera por el resalte externo 194 en el retén de pinzas 130), lo que permite la liberación de las pinzas de las ranuras internas 198 en el manguito de ajuste 196. Los dientes de bloqueo 188 ahora están por encima del borde 192 en el mandril de pinza 132, lo que evita que las pinzas 136 vuelvan a ser sostenidos hacia afuera por el retén de pinzas 130.

Con referencia adicional ahora a la Figura 9, una vista en sección transversal de porciones de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de manera representativa en una configuración similar a la de la Figura 8, pero con el uso de un receptáculo 200 de anclaje de mayor longitud en el colgador de tubería de revestimiento.

La Figura 9 representa una parte de la herramienta de servicio 20 en una posición alternativa de reposo. Si se usa un receptáculo 200 de anclaje más largo, el manguito de ajuste 104 se puede configurar de modo que su diámetro exterior pueda insertarse completamente dentro de la parte superior del receptáculo de anclaje (ver Figura 2D). Esto permite que el receptáculo 200 de anclaje más largo se extienda sobre la parte superior de la herramienta de servicio 20. Al colocar la herramienta de servicio 20 para liberar las pinzas 136 del manguito de ajuste 196, el movimiento hacia abajo está limitado por el acoplamiento inferior 160 que se apoya contra el extremo superior del manguito de transferencia de carga 190 y el extremo inferior del manguito de transferencia de carga que se apoya contra el parte superior del extremo recalcado de las pinzas. Obsérvese que en esta configuración, las garras de bloqueo 188 se colocan de nuevo por encima del borde 192 para evitar que las pinzas 136 vuelvan a ser soportadas por el retenedor de pinzas 130.

Con referencia adicional ahora a la Figura 10, una vista en sección transversal de partes de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de manera representativa después de que la herramienta de servicio se haya levantado un poco aplicando fuerza de tracción desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio.

La Figura 10 representa una porción de la herramienta de servicio 20 después de que la herramienta de servicio se haya movido hacia arriba hasta que las garras de bloqueo 188 en el subconjunto del mandril de pinza 182 hagan contacto con el borde 192 en el mandril de pinza 132. En este punto, las pinzas 136 pueden sacarse de las ranuras internas 198 en el manguito de ajuste 196.

En el caso de que las garras de bloqueo 188 no se acoplen al borde 192, la herramienta de servicio 20 se puede girar ligeramente antes de moverse hacia arriba. Esto desalineará las pinzas 136 con las ranuras 134 en el mandril de pinza 132. El movimiento hacia arriba de la herramienta de servicio 20 hará que un borde 220 en el mandril de pinza 132 empuje las pinzas 136 fuera de las ranuras internas 198 en el manguito de ajuste 196.

Con referencia adicional ahora a la Figura 11, una vista en sección transversal de porciones de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de forma representativa después de que la herramienta de servicio haya sido recogida por la sarta de trabajo 22.

La Figura 11 representa una parte de la herramienta de servicio 20 después de que un mayor desplazamiento hacia arriba haya provocado que el acoplamiento central 142 entre en contacto con el pistón multiplicador de fuerza 146. Aún más desplazamiento hacia arriba de la herramienta de servicio 20 hará que el subconjunto multiplicador de fuerza 124 también se desplace hacia arriba.

Con referencia adicional ahora a la Figura 12, una vista en sección transversal de partes de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de forma representativa a medida que la herramienta de servicio se recupera del interior del colgador de tubería de revestimiento.

La Figura 12 representa una parte de la herramienta de servicio 20 después de que el desplazamiento ascendente continuo de la herramienta de servicio haya provocado que el acoplamiento inferior 160 entre en contacto con el subconjunto de cono de expansión 150. Tenga en cuenta que un extremo superior del acoplamiento inferior 160 se apoya contra un extremo inferior de la tapa de retención 170. Con más desplazamiento hacia arriba de la herramienta de servicio 20, el cono de expansión 126 y el resto del subconjunto del cono de expansión 150 se sacarán del colgador de tubería de revestimiento expandido 18, y la herramienta de servicio completa se recuperará del pozo.

Configuración alternativa y procedimientos de operación y liberación de contingencias

Durante el rodaje normal de la tubería de revestimiento 16, el colgador de tubería de revestimiento 18 y la herramienta de servicio 20 suspendida de la sarta de trabajo 22, la herramienta de servicio y el colgador de tubería de revestimiento estarán en la configuración que se muestra en las Figuras 2A-L. Las orejetas internas 46 en el cuerpo de orejeta 38 se colocarán contra los extremos superiores de las ranuras cortas 48a en el mandril ranurado 50 y soportarán todo el peso de la herramienta de servicio 20, el colgador de tubería de revestimiento 18 y la tubería de revestimiento 16.

En esta posición, tanto el torque izquierdo como el derecho pueden transferirse desde el cuerpo de orejeta 38 al mandril ranurado 50, con las orejetas 46 apoyadas contra los lados de las ranuras cortas 48a en el mandril ranurado 50. Esta es la posición en donde debe estar la herramienta de servicio 20 al comienzo del procedimiento de ajuste estándar para expandir el colgador de tubería de revestimiento 18, con la tubería de revestimiento 16 suspendido del fondo del pozo 14.

Sin embargo, si la tubería de revestimiento 16 hace contacto con la parte inferior del pozo 14, o si la tubería de revestimiento se atasca en el pozo, la fuerza de compresión puede transmitirse desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio 20 a través del subconjunto del adaptador superior 28. El subconjunto del adaptador superior 28 se moverá hacia abajo en relación con el subconjunto del mandril del pistón 30 como se muestra en las Figuras 3A B, con la parte inferior del deflector 36 apoyada contra la zapata 60.

En esta posición, el torque derecho puede transferirse desde el cuerpo de orejeta 38 al mandril ranurado 50, con las orejetas 46 apoyándose contra los lados de las ranuras cortas 48a en el mandril ranurado. Sin embargo, el torque izquierdo hace que las orejetas 46 se apoyen contra los lados de las ranuras 80 en el extremo superior del anillo de torque 62, que se mantiene en su lugar en el mandril ranurado 50 con pasadores de seguridad 78.

La cantidad de torque izquierdo que se puede aplicar depende de la fuerza y la cantidad de pasadores de seguridad 78. Cuando el torque izquierdo es lo suficientemente grande como para cortar los pasadores de seguridad 78, las orejetas 46 giran hasta que quedan alineadas con las ranuras largas 48b en el mandril ranurado 50.

La herramienta de servicio 20 debe estar en esta posición (después de aplicar el torque izquierdo y cortar los pasadores de seguridad 78) al comenzar el procedimiento para: 1) soltar mecánicamente la válvula de aleta, o 2) soltar de emergencia la herramienta de servicio del colgador de la tubería de revestimiento 18. Para estar en esta posición, la tubería de revestimiento 16 se colocará en el fondo del pozo 14 o se atascará en un lugar estrecho del pozo.

Con referencia adicional ahora a las Figuras 13A-C, las vistas en sección transversal de partes de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de forma representativa en un procedimiento de colocación alternativo.

Las Figuras 13A-C representan una parte de la herramienta de servicio 20 después de que el subconjunto del adaptador superior 28 se haya movido posteriormente hacia arriba hasta que las orejetas 46 entren en contacto con un extremo inferior de la zapata 60 en el extremo superior de las ranuras largas 48b. Este movimiento hacia arriba del subconjunto del adaptador superior 28 hace varias cosas, entre ellas: 1) las garras de bloqueo 42 se desplazan por encima de un borde externo 222 en el mandril del pistón 64, 2) el retén de las garras de bloqueo 44 se desplaza hacia arriba y libera el bloqueo de liberación 66 en el extremo superior del manguito cruzado 102, y 3) el deflector 36 hace contacto la tapa 72 y tira del pistón 68 hacia arriba, liberando de esta manera la válvula de aleta 86.

En este punto, se puede aplicar un torque en el sentido de las agujas del reloj (en el sentido de las agujas del reloj visto desde la superficie) para hacer girar las orejetas 46 en las cavidades 76 en el extremo superior de las ranuras largas 48b. Esto da a las orejetas 46 un resalte para empujar hacia abajo cuando se suelta la herramienta de servicio 20 del colgador de tubería de revestimiento 18. Si las orejetas 46 no giran dentro de los bolsillos 76, las garras de bloqueo 42 harán contacto con el borde externo 222 en el mandril del pistón 64 para empujar hacia abajo al soltar la herramienta de servicio 20 del colgador de la tubería de revestimiento 18.

Si se desea colocar el colgador de tubería de revestimiento 18, la tubería de revestimiento 16 se puede levantar del fondo del pozo 14 para garantizar que la herramienta de servicio 20 esté en tensión para la operación de expansión.

Con referencia adicional ahora a la Figura 14, se ilustra de forma representativa una vista en sección transversal de una parte de la herramienta de servicio 20 en el procedimiento de ajuste alternativo después de aplicar presión a la sarta de trabajo 22 para iniciar la expansión del colgador de tubería de revestimiento 18.

La Figura 14 representa una parte de la herramienta de servicio 20, que ilustra la posición de la válvula de aleta 86 y el manguito de la válvula 98 después de que se haya aumentado la presión aplicada a la sarta de trabajo 22 por encima de la válvula de aleta. El diferencial de presión a través de la válvula de aleta 86 corta los pasadores de seguridad 110 y desplaza la válvula de aleta y el manguito de la válvula 98 hacia abajo. Esto abre los puertos de cruce 118, 116, 114 y permite la comunicación de fluidos entre el interior y el exterior de la herramienta de servicio 20, y permite que el fluido desplazado durante la expansión del colgador de tubería de revestimiento 18 fluya hacia el espacio anular fuera de la herramienta de servicio.

El procedimiento de configuración a partir de este punto, incluida la recuperación de la herramienta de servicio 20, es el mismo que el procedimiento de configuración estándar descrito anteriormente e ilustrado de forma representativa en las Figuras 8-12.

Con referencia adicional ahora a las Figuras 15A-C, las vistas en sección transversal de partes de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 se ilustran de forma representativa en un procedimiento de liberación de contingencia, y después de que se haya aplicado una fuerza de compresión desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio.

Las Figuras 15A-C representan partes de la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 después de que se haya aplicado una fuerza de compresión al subconjunto del adaptador superior 28 al aflojar la sarta de trabajo 22. Este procedimiento se realiza con el fin de liberar la herramienta de servicio 20 del colgador de tubería de revestimiento 18 después de que se haya aplicado el torque izquierdo para cortar los pasadores de corte 78 como se describe anteriormente.

Como se representa en la Figura 15B, el extremo inferior del mandril del pistón 64 hace contacto con el extremo superior del cuerpo cruzado 100. Como se representa en la Figura 15A, el bloqueo de liberación 66 es empujado fuera de las ranuras externas 84 en el mandril del pistón 64 por el extremo superior del manguito cruzado 102.

El manguito de cruce 102, el cuerpo de cruce 100, el manguito de ajuste 104, el subconjunto multiplicador de fuerza 124, el subconjunto de cono de expansión 150 y el colgador de tubería de revestimiento 18 permanecen estacionarios mientras el resto de la herramienta de servicio 20 se mueve hacia abajo. Como se representa en la Figura 15C, esto mueve el mandril de pinza 132 fuera de debajo de las pinzas 136, liberando las pinzas del manguito de ajuste del colgador de tubería de revestimiento 196.

Los dientes de bloqueo 188 en el subconjunto del mandril de pinza 182 se bloquean sobre el borde 192 en el mandril de pinza 132. Esto evita que las pinzas 136 vuelvan a estar soportadas hacia afuera por el retenedor de pinzas 130. La herramienta de servicio 20 ahora se puede recuperar desde dentro del colgador de tubería de revestimiento 18 como se describió anteriormente.

Con referencia adicional ahora a la Figura 16, se ilustra de manera representativa una vista en alzado esquemática "desenrollada" de una parte de la herramienta de servicio 20, que representa varias posiciones de las orejetas 46 en relación con el mandril ranurado 50 y el anillo de torque 62 en los diversos procedimientos de servicio correspondientes, ajuste y liberación de la herramienta de servicio descrita anteriormente. Las diferentes posiciones de las orejetas 46 se designan como 46a-e en la Figura 16.

En la configuración de bajada de las Figuras 2A-L, las orejetas 46 están en la posición 46a representada en la Figura 16. En esta posición 46a, las orejetas 46 están en las ranuras cortas 48a y soportan el peso del resto de la herramienta de servicio 20, el colgador de tubería de revestimiento 18 y la tubería de revestimiento 16.

Cuando se aplica una fuerza de compresión a la herramienta de servicio 20 como se muestra en las Figuras 3A-C (por ejemplo, al aflojar la sarta de trabajo 22 con la tubería de revestimiento 16 tocando fondo en el pozo 14, o atascado en el pozo), las orejetas 46 se desplazarán a la posición 46b y entrarán en las ranuras 80 en el anillo de torque 62 como se representa en la Figura 16. Siempre que no se aplique un torque izquierdo (en sentido contrario a las agujas del reloj visto desde la superficie) suficiente para cortar los pasadores de corte 78 a la herramienta de servicio 20 mientras las orejetas están en la posición 46b, cualquier número de aplicaciones de fuerza de tracción y compresión puede aplicarse desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio (desplazando de esta manera repetidamente las orejetas 46 entre las posiciones 46a, b como se indica mediante la flecha de dos puntas 226 en la Figura 16), sin provocar la liberación o el ajuste prematuro de la herramienta de servicio.

El torque izquierdo aplicado a la herramienta de servicio 20 que es suficiente para cortar los pasadores de corte 78 hace que las orejetas 46 se desplacen a la posición 46c como se muestra en la Figura 16. Este desplazamiento giratorio hacia la izquierda de la orejeta 46 está indicado por la flecha 228 en la Figura 16. En esta posición de las orejetas 46 (estando alineadas las orejetas 46 con las ranuras largas 48b), la herramienta de servicio 20 está configurada para el procedimiento de ajuste alternativo, o el procedimiento de liberación de contingencia, como se describió anteriormente.

La fuerza de tracción aplicada desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio 20 hace que las orejetas 46 se desplacen hacia arriba en las ranuras largas 48b (como indica la flecha 230) hasta la posición 46d como se muestra en la Figura 16, iniciando de esta manera el procedimiento de ajuste del colgador de tubería de revestimiento alternativo 18. Esta configuración de la herramienta de servicio 20 también se ilustra en las Figuras 13A-C.

Para llevar a cabo el procedimiento de liberación de la herramienta 20 en marcha de contingencia, se aplica un torque derecho desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio para desplazar de esta manera las orejetas 46 en las cavidades 76 como indica la flecha 232 en la Figura 16. En esta configuración, ahora se puede aplicar una fuerza de compresión desde la sarta de trabajo 22 a la herramienta de servicio 20 para liberar la herramienta de servicio del colgador de tubería de revestimiento 18, como se describe anteriormente.

Ahora puede apreciarse que la herramienta de servicio 20 descrita anteriormente y los métodos asociados proporcionan muchos beneficios a la técnica de expandir los colgadores de tubería de revestimiento. Por ejemplo, el funcionamiento de la válvula de aleta 86 permite que el colgador de tubería de revestimiento 18 se expanda inmediatamente después de la cementación en lugar de esperar a que la bola operativa 208 caiga al asiento 90. También permite la operación de la herramienta de servicio 20 cuando se coloca en pozos desviados u horizontales donde la bola operativa 208 podría no alcanzar el asiento 90. La válvula de aleta 86 se puede cerrar con o sin el uso de la bola de operación 208.

Además, el procedimiento de liberación de contingencia de torque izquierdo elimina la posibilidad de una liberación prematura mediante la eliminación de los mecanismos de liberación de emergencia de peso establecido accionados por pasadores de seguridad de diseños anteriores de herramientas de servicio. En su lugar, la herramienta en movimiento 20 puede liberarse aplicando el peso establecido solo después de que se haya aplicado el torque izquierdo para cortar los pasadores de seguridad 78.

El uso de los pasadores de torque 128 permite que se transmita tanto el torque derecho como el izquierdo a través de la herramienta de servicio 20. El torque se transmite a través de la herramienta de servicio 20 a través de los pasadores de torque 128 sin que el torque se transmita a través de las conexiones roscadas 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254 entre los componentes de la herramienta de servicio.

Se apreciará, por lo tanto, que la descripción detallada anterior y los dibujos adjuntos proporcionan varias mejoras nuevas y beneficiosas en la técnica de las herramientas y métodos de servicio de colgadores de tubería de revestimiento. Por ejemplo, un método para liberar la herramienta de desplazamiento del colgador de tubería de revestimiento 20 del colgador de tubería de revestimiento 18 puede incluir los pasos de: aplicar un torque izquierdo a la herramienta de desplazamiento; y luego liberar la herramienta de servicio del colgador de tubería de revestimiento aplicando una fuerza de tracción a la herramienta de servicio. El paso de liberación puede incluir la aplicación de una fuerza de compresión a la herramienta de servicio 20 después de aplicar la fuerza de tracción. El paso de liberación puede incluir además la aplicación de una segunda fuerza de tracción a la herramienta de servicio 20 después de aplicar la fuerza de compresión.

El método incluye preferiblemente expandir radialmente hacia afuera al menos una parte del colgador de tubería de revestimiento 18 en el pozo 14 antes de aplicar el torque izquierdo a la herramienta de servicio 20. El paso de expansión puede incluir aumentar la presión en la sarta de trabajo 22 que se usa para transportar la herramienta de servicio 20 y el colgador de tubería de revestimiento 18 hacia el interior del pozo 14, forzando de esta manera un dispositivo de expansión (por ejemplo, el cono de expansión 126) para que se desplace dentro de la parte del colgador de tubería de revestimiento.

El paso de aplicación del torque izquierdo puede incluir la transmisión del torque a través de la herramienta de servicio 20 sin que el torque sea transmitido por las roscas de cualquier conexión roscada 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254 entre las conexiones finales 24, 26 de la herramienta de servicio.

También se ha descrito anteriormente un método para colocar el colgador de tubería de revestimiento 18, cuyo método incluye los pasos de: transportar el colgador de tubería de revestimiento al interior del pozo 14 utilizando la herramienta de servicio 20; aplicar una fuerza de compresión a la herramienta de servicio; luego aplicando torque izquierdo a la herramienta de servicio; y luego aplicar una fuerza de tracción a la herramienta de servicio.

El método puede incluir además el paso de, después del paso de aplicación de la fuerza de tracción, aplicar una mayor presión en la sarta de trabajo 22 unida a la herramienta de servicio 20. El paso de aplicación de presión aumentada puede incluir impulsar el dispositivo de expansión (por ejemplo, el cono de expansión 126) a través de al menos una parte del colgador de tubería de revestimiento 18 para expandir de esta manera el colgador de tubería de revestimiento.

El paso de aplicación del torque izquierdo puede incluir además la transmisión del torque a través de la herramienta de servicio 20 sin que el torque sea transmitido por las roscas de cualquier conexión roscada 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254 entre el extremo conexiones 24, 26 de la herramienta de servicio.

El método puede incluir la aplicación de una segunda fuerza de compresión a la herramienta de servicio 20 después del primer paso de aplicación de la fuerza de tracción. El método puede incluir además la aplicación de una segunda fuerza de tracción a la herramienta de servicio 20 después del paso de aplicación de la segunda fuerza de compresión, para de esta manera liberar la herramienta de servicio del colgador de tubería de revestimiento 18.

La herramienta de servicio 20 se ha descrito anteriormente para transportar y colocar el colgador de tubería de revestimiento 18 en un pozo subterráneo. La herramienta de servicio 20 puede incluir conexiones roscadas entre las conexiones extremas 24, 26 en extremos opuestos de la herramienta de servicio, conectando las conexiones roscadas múltiples componentes de la herramienta de servicio entre sí. El torque transmitido a través de la herramienta de servicio 20 no se transmite por las roscas de las conexiones roscadas 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254.

Al menos un dispositivo de transmisión de torque en cada una de las conexiones roscadas evita la transmisión de torque por las roscas de las conexiones roscadas. Por ejemplo, el dispositivo de transmisión de torque puede incluir uno o más pasadores de torque 128 recibidos en cada uno de los componentes en una conexión roscada respectiva.

El torque transmitido a través de la herramienta de servicio 20 puede ser un torque derecho o izquierdo. El torque derecho se dirige en el sentido de las agujas del reloj visto desde arriba de la herramienta de servicio 20. El torque izquierdo se dirige en sentido contrario a las agujas del reloj visto desde arriba de la herramienta de servicio 20. Es decir, el torque derecho operaría de otro modo para atornillar o apretar las roscas de la mano derecha, y el torque izquierdo operaría de otro modo para aflojar o desatornillar las roscas izquierdas, si no fuera por los dispositivos de transmisión de torsión.

La herramienta de servicio 20 puede soltarse del colgador de tubería de revestimiento 18 en respuesta al torque de giro izquierdo aplicado a la herramienta de servicio.

La herramienta de servicio 20 puede ser operativa para expandir el colgador de tubería de revestimiento 18 radialmente hacia afuera.

También se ha descrito anteriormente la herramienta de servicio 20 que tiene los subconjuntos 28, 30, 32 capaces de colocar el colgador de tubería de revestimiento 18 en respuesta al torque izquierdo aplicado a la herramienta de servicio seguido de una mayor presión aplicada a la herramienta de servicio, o alternativamente en respuesta a una mayor presión aplicada a la herramienta de servicio sin aplicar un torque izquierdo previo a la herramienta de servicio. Los subconjuntos 28, 30, 32 pueden incluir un subconjunto de adaptador superior, un subconjunto de mandril de pistón y un subconjunto de mandril de manguito de válvula.

El subconjunto del adaptador superior 28 y el subconjunto del mandril del pistón 30 pueden permitir que se aplique una fuerza de compresión sustancialmente ilimitada a la herramienta de servicio 20 sin iniciar la liberación de la herramienta de servicio del colgador de tubería de revestimiento 18.

Los subconjuntos 28, 30, 32 pueden incluir conexiones roscadas 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254 entre las conexiones finales 24, 26 en los extremos opuestos de la herramienta de servicio 20, con las conexiones roscadas conectando múltiples componentes de la herramienta en ejecución entre sí. El torque puede transmitirse a través de la herramienta de servicio 20 sin ser transmitido por las roscas de las conexiones roscadas.

La herramienta de servicio 20 puede liberarse del colgador de tubería de revestimiento 18 en respuesta a la aplicación de fuerzas alternantes de tracción y compresión a la herramienta de servicio después de la aplicación de un torque izquierdo a la herramienta de servicio.

Además, la herramienta de servicio 20 puede incluir subconjuntos 28, 30, 32, 124, 150, 154, 182 capaces de liberar la herramienta de servicio del colgador de tubería de revestimiento 18 en respuesta a la aplicación de fuerzas alternantes de tracción y compresión a la herramienta de servicio después de la aplicación del torque izquierdo a la herramienta deservicio. Los subconjuntos 28, 30, 32, 124, 150, 154, 182 pueden ser capaces además de liberarla herramienta de servicio 20 del colgador de tubería de revestimiento 18 en respuesta a la aplicación de fuerza de compresión a la herramienta de servicio después de que el colgador de tubería de revestimiento se haya expandido.

Por supuesto, un experto en la técnica, luego de una cuidadosa consideración de la descripción anterior de las modalidades representativas de la invención, apreciará fácilmente que se pueden realizar muchas modificaciones, adiciones, sustituciones, eliminaciones y otros cambios en estas modalidades específicas, siempre que dichos cambios estén dentro del alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

En consecuencia, la descripción detallada anterior debe entenderse claramente como proporcionada únicamente a modo de ilustración y ejemplo.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un método para colocar un colgador de tubería de revestimiento (18), el método que comprende los pasos de:

   transportar el colgador de tubería de revestimiento (18) a un pozo (14) utilizando una herramienta de servicio (20); aplicar una primera fuerza de compresión a la herramienta de servicio (20);

   luego aplicar un torque izquierdo a la herramienta de servicio (20), cortando de esta manera al menos un elemento de corte (78); y

   luego aplicar una primera fuerza de tracción a la herramienta de servicio (20).
2. 2. El método de la reivindicación 1, que comprende además el paso de, después del primer paso de aplicación de la fuerza de tracción, aplicar mayor presión en una sarta de trabajo (22) unida a la herramienta de servicio (20), y opcionalmente en donde el paso de aplicación de mayor presión comprende además impulsar un dispositivo de expansión (126) a través de al menos una parte del colgador de tubería de revestimiento (18) para expandir de esta manera el colgador de tubería de revestimiento (18).
3. 3. El método de la reivindicación 1, en donde el paso de aplicación del torque izquierdo comprende además transmitir el torque a través de la herramienta de servicio, el torque izquierdo se desvía de las roscas de cualquier conexión roscada situada entre las conexiones finales de la herramienta de servicio.
4. 4. El método de la reivindicación 1, que comprende además el paso de aplicar una segunda fuerza de compresión a la herramienta de servicio (20) después del paso de aplicación de la primera fuerza de tracción, y opcionalmente que comprende además el paso de aplicar una segunda fuerza detracción a la herramienta de servicio (20) después del segundo paso de aplicación de la fuerza de compresión, para de esta manera liberar la herramienta de servicio (20) del colgador de tubería de revestimiento (18).
5. 5. Una herramienta de servicio (20) para transportar y colocar un colgador de tubería de revestimiento (18) en un pozo subterráneo (14), la herramienta de servicio (20) que comprende:

   subconjuntos (28, 30, 32) capaces de transportar el colgador de tubería de revestimiento (18) en un pozo (14), colocando el colgador de tubería de revestimiento (18) en respuesta a la aplicación de una primera fuerza de compresión a la herramienta de servicio (20) seguido de la aplicación de un torque izquierdo a la herramienta de servicio (20), cortando de esta manera al menos un elemento de cizallamiento (78), seguido de la aplicación de una primera fuerza de tracción a la herramienta de servicio (20).
6. 6. La herramienta de servicio (20) de la reivindicación 5, en donde los subconjuntos (28, 30, 32) son además capaces de liberar la herramienta de servicio (20) del colgador de tubería de revestimiento (18) en respuesta a la aplicación de fuerza de compresión a la herramienta de servicio (20) después de que se haya expandido el colgador de tubería de revestimiento (18).
7. 7. La herramienta de servicio (20) de la reivindicación 5, en donde los subconjuntos (28, 30, 32) son además capaces de fijar el colgador de tubería de revestimiento (18) en respuesta al torque izquierdo aplicado a la herramienta de servicio (20) seguido de mayor presión aplicada a la herramienta de servicio (20).
8. 8. La herramienta de servicio (20) de la reivindicación 5, en donde los subconjuntos (28, 30, 32) incluyen conexiones roscadas colocadas entre conexiones finales en extremos opuestos de la herramienta de servicio (20), conectando las conexiones roscadas múltiples componentes de la herramienta de servicio (20) entre sí.