ES2965878T3 - Sello mejorado para un pozo - Google Patents
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Abstract
Como se muestra en la Figura 1, la presente invención proporciona un sello activado por presión (10) para una cabeza de pozo (11) y, en particular, proporciona un sello (10) de un espacio anular entre un miembro de carcasa de cabeza de pozo interior (14) y una cabeza de pozo exterior. miembro de carcasa (16). La cabeza del pozo (11) incorpora una disposición de sujeción (22) mediante la cual el miembro exterior (6) está dispuesto para desviarse radialmente hacia dentro con el fin de sujetar y asegurar el miembro interior (14) dentro del orificio del miembro exterior (16). La presente invención proporciona un sello mejorado para usar en dicha disposición de sujeción (22). En particular, el sello (10) incluye un labio de sellado (12) que se ubica dentro de una ranura proporcionada en la superficie de sujeción exterior (15) del miembro interior (14). Se activa y crea un sello cuando el miembro exterior (16) se sujeta hacia dentro, ya que esto hace que el miembro exterior (16) comprima el miembro interior (14) y reduzca el diámetro del miembro interior (14). Este apretón del miembro interior (14) hace que el labio de sellado (12) entre en contacto con el miembro exterior (16) y se presione contra el miembro exterior (16). De este modo, esto crea automáticamente un sello a medida que el miembro exterior (16) sujeta el miembro interior (14). La resistencia de sellado inherente normal aumenta debido a que el labio de sellado (12) es obligado a ensancharse (20) hacia afuera como resultado de la presión dentro del anillo a sellar. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sello mejorado para un pozo
Campo de la invención
La presente invención se relaciona con un sello para un pozo, un miembro de sellado para un pozo, una tubería de revestimiento de pozo que incorpora un sello para un pozo, un pozo que incorpora un sello y un método de sellado de una corona circular en un pozo.
Antecedentes de la invención
Las bocas de pozo se usan en la perforación de petróleo y gas para suspender la tubería de revestimiento, sellar la corona circular entre las sartas de tubería de revestimiento y proporcionar una interfaz con un protector contra explosiones (BOP). Un sello de corona circular es un dispositivo que sella los espacios de corona circular entre la tubería de revestimiento concéntrica adyacente y sartas de tubería.
Las bocas de pozo terrestres o de plataforma convencionales utilizan sellos de corona circular que son ya sea sellos elastoméricos o sellos de metal a metal. Un sello elastomérico se energiza mediante una compresión de ajuste inicial sobre el elastómero. Un sello de metal a metal se energiza mediante un número de medios. Generalmente, un sello de metal a metal se energiza empujando un elemento de sellado sobre un ahusamiento para expandir el elemento de sello hasta que entre en contacto con el diámetro exterior de agujero de boca de pozo y/o percha.
La presente invención proporciona un sello que se mejora mediante activación por presión para proporcionar un sello metal a metal de alta calidad que es específicamente adecuado para aplicaciones de alta presión.
El documento US2005/139360 divulga un sello entre un miembro de tubo interior y un miembro de tubo exterior. Se forma un sello de metal a metal entre una pared circunferencial exterior del miembro interior y una pared circunferencial interior del miembro exterior. En particular, se proporciona un miembro de sellado de metal a metal en la forma de una superficie mecanizada integral en la pared exterior del miembro interior.
El documento WO 02/077496 divulga un sistema de sellado de metal a metal anular para uso en una boca de pozo y, en particular, para uso con elementos tubulares posicionados de una manera de extremo a extremo que definen una junta entre ellos. El sello comprende un cuerpo de sello metálico anular que está posicionado concéntricamente con una superficie de sellado. El sello está cargado por resorte para energizar el sello.
El documento US 2004/163821 divulga una pinza para sujetar dos tubos concéntricos. La disposición de sujeción también puede proporcionar una función de sellado a través de una interfaz entre superficies ahusadas de los tubos concéntricos. Se puede usar un anillo de sellado anular dotado con juntas tóricas.
El documento US 2004/094898 divulga un sello para inhibir un flujo de fluido a través de una interfaz entre dos miembros de junta. En particular, el sello está dispuesto para sellar una interfaz entre un distribuidor superior y un distribuidor inferior de una junta de boca de pozo. El sello incluye un sello de agujero conectado a una porción de sello de aplastamiento mediante una red.
El documento US 4 757 860 divulga equipo de boca de pozo que incluye un ensamblaje de sello para bloquear un espacio después de que se haya cementado una tubería de revestimiento. El espacio está definido entre una percha y un agujero de la cabeza. El ensamblaje de sello incluye un cuerpo con anillos de sello en una superficie exterior y también anillos de sello en una superficie interior del cuerpo. De esa manera el cuerpo ubica y pretende sellar el espacio entre una percha y una cabeza de tubería de revestimiento.
Un objetivo de la presente invención es superar al menos un problema asociado con la técnica anterior ya sea que se haga referencia en este documento o de otra manera.
Resumen de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona una disposición de sellado que comprende una tubería de revestimiento de pozo interior y un sello para sellar una corona circular en un pozo, estando la corona circular formada entre una superficie exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior y una tubería de revestimiento de pozo exterior del pozo en donde la tubería de revestimiento de pozo interior comprende:
un eje longitudinal central que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la tubería de revestimiento de pozo interior; y
una superficie de sujeción exterior que está dispuesta para ser asegurada y sujetada por la tubería de revestimiento de pozo exterior, estando la superficie de sujeción exterior ubicada a una distancia radial inicial desde el eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior;
comprendiendo el sello:
un labio de sellado metálico flexible que se proyecta radialmente hacia afuera y lejos del eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior, teniendo el labio de sellado metálico una superficie de sellado distal para sellar contra una superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior;
en donde, en uso, la presión dentro de la corona circular está dispuesta para impulsar la superficie de sellado hacia la superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior.
Preferiblemente, antes de uso, la superficie de sellado se ubica a una distancia radial inicial en relación con el eje longitudinal central que es menor que o igual a la distancia radial inicial de la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior.
Preferiblemente, en uso (en una configuración sujetada), la superficie de sellado se ubica a una distancia radial en relación con el eje longitudinal central que es (sustancialmente) la misma y/o (sustancialmente) coincidente con la posición radial de la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior y/o una superficie de sujeción interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior.
Preferiblemente, en uso, la presión dentro de la corona circular está dispuesta para impulsar y/o impulsar de manera pivotante el labio de sellado (hacia afuera) hacia la superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior. Preferiblemente la presión dentro de la corona circular está dispuesta en uso, para impulsar una punta de sellado distal del labio de sellado hacia la superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior.
Preferiblemente la presión dentro de la corona circular está dispuesta para energizar el sello.
Antes de uso, el labio de sellado puede proyectarse en un ángulo desde la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior. Preferiblemente el labio de sellado se proyecta en un ángulo agudo desde la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior. Preferiblemente el labio de sellado no es perpendicular en relación con la superficie de sujeción exterior.
Preferiblemente, el labio de sellado se extiende hacia el lado de la corona circular que va a ser sellada. Preferiblemente el ángulo de proyección está dispuesto para disminuir a medida que el labio de sellado se flexiona hacia adentro por la fuerza de sujeción. Preferiblemente el ángulo de proyección se impulsa hacia un ángulo de proyección mayor cuando el labio de sellado es energizado por la presión en la corona circular.
Preferiblemente el labio de sellado comprende una superficie que contiene presión que mira hacia la corona circular. La presión que actúa sobre la superficie que contiene presión está dispuesta para impulsar el labio de sellado hacia la superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior.
Preferiblemente la presión en la corona circular está dispuesta para aumentar la fuerza de sellado del sello. Preferiblemente la fuerza de sellado está dispuesta para aumentar al aumentar la presión en la corona circular. Se puede disponer un aumento en la presión en la corona circular para aumentar la fuerza de sellado del sello.
Preferiblemente la presión de sellado (total) está dispuesta para aumentar al aumentar la presión en la corona circular. Se puede disponer un aumento en la presión en la corona circular para aumentar la presión de sellado del sello. El labio de sellado puede proyectarse desde una superficie de soporte de la tubería de revestimiento de pozo interior y en donde la superficie de soporte es de un diámetro reducido en relación con el diámetro de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo interior.
La superficie de soporte puede ubicarse sobre o adyacente a la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior.
El labio de sellado puede ubicarse dentro de una muesca. La muesca puede proporcionar la superficie de soporte para el labio de sellado y una primera pared lateral y una segunda pared lateral. La primera y segunda paredes laterales pueden proyectarse radialmente hasta una ubicación al menos igual a la proyección radial de la punta de sellado del labio de sellado. Las paredes pueden comprender paredes de lados rectos. Las paredes pueden ser sustancialmente perpendiculares en relación con la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior.
La muesca puede comprender una muesca radial.
La muesca puede ubicarse dentro o adyacente a la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior.
La muesca puede proporcionar una primera muesca en un primer lado (axial) del labio de sellado y una segunda muesca de un segundo lado (axial) del labio de sellado.
La muesca puede permitir que el labio de sellado se flexione libremente hacia adentro.
La muesca puede estar dispuesta para proteger el labio de sellado. Preferiblemente la muesca evita o inhibe que el labio de sellado se apoye con cualquier obstrucción durante el movimiento axial de la tubería de revestimiento de pozo interior (dentro del pozo/tubería de revestimiento de pozo exterior).
Preferiblemente el labio de sellado está dispuesto para ensancharse hacia afuera mediante presión de un fluido en la corona circular.
Preferiblemente el labio de sellado no se extiende radialmente más allá de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo interior.
Más preferiblemente la superficie de sellado distal no se ubica a una distancia radial más allá de la distancia radial de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo interior.
Preferiblemente la fuerza de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo exterior está dispuesta para flexionar el labio de sellado para crear un sello entre la tubería de revestimiento de pozo interior y la tubería de revestimiento de pozo exterior. Preferiblemente la fuerza de sujeción está dispuesta para comprimir la tubería de revestimiento de pozo interior en una zona de sujeción o zona de sellado. Preferiblemente el sello está ubicado en la zona de sujeción o zona de sellado.
Preferiblemente la tubería de revestimiento de pozo interior comprende una tubería de revestimiento de boca de pozo interior. La tubería de revestimiento de pozo exterior puede comprender una tubería de revestimiento de boca de pozo exterior. La tubería de revestimiento de boca de pozo exterior puede ubicarse dentro de una sarta de tubería de revestimiento exterior. La tubería de revestimiento de boca de pozo interior puede ubicarse dentro de una sarta de tubería de revestimiento interior. Preferiblemente la sarta de tubería de revestimiento interior está ubicada dentro y/o es concéntrica con la sarta de tubería de revestimiento exterior.
Preferiblemente la tubería de revestimiento de pozo interior comprende un miembro tubular. La tubería de revestimiento de pozo interior puede comprender un miembro cilíndrico. La tubería de revestimiento de pozo interior puede comprender una percha que puede estar dispuesta, en uso, para suspender una sarta de tubería de revestimiento. Preferiblemente la percha está dispuesta para sujetarse en la boca de pozo y para que una sarta de tubería de revestimiento se suspenda debajo de la boca de pozo.
Preferiblemente la tubería de revestimiento de pozo exterior comprende un miembro tubular. La tubería de revestimiento de pozo exterior puede comprender un miembro cilíndrico. La tubería de revestimiento de pozo exterior puede comprender un alojamiento de boca de pozo.
La superficie de sujeción exterior puede comprender una superficie de agarre.
La superficie de sujeción exterior puede comprender una superficie perfilada. La superficie de sujeción exterior puede comprender una pluralidad de muescas axiales y/o dientes axiales elevados.
La superficie de sujeción exterior (de la tubería de revestimiento de pozo interior) puede comprender una superficie de sellado. La superficie de sujeción exterior (de la tubería de revestimiento de pozo interior) puede proporcionar una superficie de sellado de metal a metal.
La superficie de sujeción interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior puede comprender una superficie de sellado. La superficie de sujeción interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior puede proporcionar una superficie de sellado de metal a metal.
El labio de sellado y/o la superficie de sellado distal pueden proporcionar una superficie de sellado. El labio de sellado y/o la superficie de sellado distal pueden proporcionar una superficie de sellado de metal a metal.
El labio de sellado puede estar dispuesto para proporcionar un sello auxiliar además del sello proporcionado por la superficie de sujeción exterior.
La superficie de sujeción exterior puede proporcionarse en o adyacente a un extremo (superior) de la tubería de revestimiento de pozo interior.
La superficie de sujeción exterior puede comprender una sección cilíndrica de la tubería de revestimiento de pozo interior.
La superficie de sujeción exterior se puede proporcionar en una percha de la tubería de revestimiento de pozo interior.
La tubería de revestimiento de pozo interior puede comprender una pluralidad de sellos.
La tubería de revestimiento de pozo interior puede comprender un primer sello y un segundo sello.
La tubería de revestimiento de pozo interior puede comprender un sello superior y un sello inferior. El sello superior puede estar dispuesto para sellar presión desde (o un volumen) por encima del sello superior y el sello inferior puede estar dispuesto para sellar presión desde (o un volumen) por debajo del sello inferior. El sello superior puede estar dispuesto para sellar y evitar el flujo de fluido y/o el sello inferior puede estar dispuesto para sellar y evitar el flujo de fluido.
Preferiblemente los sellos están dispuestos para sellar la corona circular desde una primera dirección longitudinal y para sellar la corona circular desde una segunda dirección longitudinal (axialmente opuesta).
Preferiblemente los sellos están dispuestos para sellar la corona circular de la presión ubicada sobre la boca de pozo y de la presión ubicada debajo de la boca de pozo.
Preferiblemente el labio de sellado comprende un material plásticamente deformable. Preferiblemente el labio de sellado está dispuesto para flexionarse hacia adentro mediante una fuerza de sujeción dirigida hacia adentro y el labio de sellado puede estar dispuesto para retener la posición (y/o conformación) flexionada hacia adentro después del retiro de la fuerza de sujeción.
Preferiblemente se dispone una fuerza de sujeción dirigida hacia adentro para flexionar el labio de sellado de tal manera que ceda el labio de sellado.
Preferiblemente el labio de sellado está dispuesto para crear un sello de metal a metal con la tubería de revestimiento de pozo exterior.
Preferiblemente el labio de sellado se extiende radialmente hacia afuera desde una base hacia una punta de sellado. La punta de sellado puede comprender una punta de sellado distal. La punta de sellado distal puede comprender una superficie de sellado.
El labio de sellado puede estar dispuesto para flexionarse cuando la tubería de revestimiento de pozo exterior sujeta la tubería de revestimiento de pozo interior.
El labio de sellado puede estar dispuesto para apoyarse en una superficie de sujeción interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior y la tubería de revestimiento de pozo exterior puede estar dispuesta para flexionar el labio de sellado hacia adentro.
Puede disponerse una fuerza de sujeción dirigida hacia adentro para comprimir el labio de sellado hacia adentro. La disposición de sujeción puede estar dispuesta para comprimir el labio de sellado hacia adentro.
Preferiblemente el labio de sellado se extiende radialmente en la misma extensión/distancia que la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior y el labio de sellado puede estar dispuesto para moverse hacia adentro a medida que la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo interior se mueve hacia adentro a medida que se sujeta la tubería de revestimiento de pozo interior dentro de una disposición de sujeción del pozo.
Preferiblemente el labio de sellado (y especialmente la punta de sellado distal) no se extiende más allá de la periferia (o circunferencia) de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo interior.
Preferiblemente el labio de sellado (y especialmente la punta de sellado distal) no se extiende más allá de la periferia (o circunferencia) de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo exterior (cuando está alineado concéntricamente y desplazado axialmente).
Preferiblemente la tubería de revestimiento de pozo interior es movible libremente a través de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo exterior cuando la disposición de sujeción está inactiva (por ejemplo no hay ninguna fuerza de sujeción dirigida hacia adentro que se aplique por o hacia la tubería de revestimiento de pozo exterior).
Preferiblemente (antes de uso y cuando la disposición de sujeción está inactiva) el labio de sellado y más preferiblemente la punta de sellado distal se proyecta radialmente a una posición que es igual o menor que la distancia radial de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo interior.
El sello puede proporcionarse en un miembro de sellado. El miembro de sellado puede ser asegurable a la tubería de revestimiento de pozo interior. El miembro de sellado puede ser asegurable de manera removible a la tubería de revestimiento de pozo interior.
Preferiblemente el miembro de sellado es asegurable en o hacia un extremo de la tubería de revestimiento de pozo interior.
Preferiblemente el miembro de sellado es asegurable adyacente a la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior.
El miembro de sellado puede asegurarse a la tubería de revestimiento de pozo interior mediante medios de aseguramiento que pueden comprender medios de sellado.
El miembro de sellado puede comprender un primer sello y un segundo sello. El primer sello puede estar dispuesto para sellar la corona circular desde arriba (una primera dirección longitudinal o axial) y el segundo sello puede estar dispuesto para sellar la corona circular desde abajo (una segunda dirección longitudinal o axial (opuesta)).
Preferiblemente la tubería de revestimiento de pozo interior proporciona una zona de sellado. La zona de sellado puede comprender la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior que está dispuesta para crear un sello con una tubería de revestimiento de pozo exterior.
La tubería de revestimiento de pozo interior puede comprender un sello de respaldo. El sello de respaldo puede comprender un sello elastomérico. Preferiblemente el sello elastomérico está dispuesto para comprimirse cuando la tubería de revestimiento de pozo interior se sujeta mediante una disposición de sujeción.
El pozo puede comprender un pozo de petróleo.
La disposición de sellado puede estar dispuesta para sellar una corona circular ubicada dentro de un agujero de pozo. La disposición de sellado puede estar dispuesta para sellar una corona circular ubicada dentro de una boca de pozo. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un pozo que comprende una tubería de revestimiento de pozo interior, una tubería de revestimiento de pozo exterior, una disposición de sujeción, y un sello para sellar una corona circular en el pozo, estando la corona circular formada entre una superficie exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior y la tubería de revestimiento de pozo exterior en donde:
la tubería de revestimiento de pozo interior comprende:
un eje longitudinal central que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la tubería de revestimiento de pozo interior; y
una superficie de sujeción exterior que está dispuesta para ser asegurada y sujetada en la tubería de revestimiento de pozo exterior, estando la superficie de sujeción exterior ubicada a una distancia radial inicial desde el eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior;
la disposición de sujeción comprende:
un collar de compresión; y
un anillo de compresión
en donde el anillo de compresión y el collar de compresión tienen superficies anulares ahusadas axialmente dirigidas de manera opuesta de tal manera que el movimiento axial relativo entre el collar de compresión y el anillo de compresión reduce un diámetro interno del collar de compresión para distorsionar la tubería de revestimiento de pozo exterior hacia adentro creando una fuerza de sujeción que agarra la tubería de revestimiento de pozo interior; caracterizado porque
el sello comprende:
un labio de sellado metálico flexible que se proyecta radialmente hacia afuera y lejos del eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior, teniendo el labio de sellado metálico una superficie de sellado distal para sellar contra una superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior; y
en donde el anillo de compresión está dispuesto para ejercer una fuerza radial suficiente para distorsionar el collar de compresión y la tubería de revestimiento de pozo exterior hacia adentro para flexionar el labio de sellado; y el labio de sellado se extiende hacia el lado de la corona circular que va a ser sellada y se define un ángulo de proyección entre una superficie que contiene presión del labio de sellado y una superficie de soporte de la tubería de revestimiento de pozo interior, y el ángulo de proyección del labio de sellado está dispuesto para disminuir a medida que el labio de sellado se flexiona hacia adentro mediante la fuerza de sujeción y en donde el ángulo de proyección se impulsa hacia un ángulo de proyección mayor a medida que el labio de sellado se energiza mediante presión en la corona circular que actúa sobre la superficie que contiene presión que está dispuesta para impulsar la superficie de sellado hacia el superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior.
Preferiblemente, antes de uso, la superficie de sellado se ubica a una distancia radial inicial en relación con el eje longitudinal central que es menor que o igual a la distancia radial inicial de la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención se proporciona un método de sellado de una corona circular en un pozo, estando la corona circular formada entre una superficie exterior de una tubería de revestimiento de pozo interior y una tubería de revestimiento de pozo exterior en donde la tubería de revestimiento de pozo interior comprende:
un eje longitudinal central que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la tubería de revestimiento de pozo interior; y
una superficie de sujeción exterior que está dispuesta para ser asegurada y sujetada en la tubería de revestimiento de pozo exterior, estando la superficie de sujeción exterior ubicada a una distancia radial inicial desde el eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior;
la disposición de sujeción comprende:
un collar de compresión; y
un anillo de compresión
en donde el anillo de compresión y el collar de compresión tienen superficies anulares ahusadas axialmente dirigidas de manera opuesta de tal manera que el movimiento axial relativo entre el collar de compresión y el anillo de compresión reduce el diámetro interno del collar de compresión para distorsionar la tubería de revestimiento de pozo exterior hacia adentro creando una fuerza de sujeción que agarra la tubería de revestimiento de pozo interior; caracterizado porque
el sello comprende:
un labio de sellado metálico flexible que se proyecta radialmente hacia afuera y lejos del eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior, teniendo el labio de sellado metálico una superficie de sellado distal para sellar contra una superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior;
en donde el anillo de compresión está dispuesto para ejercer una fuerza radial suficiente para distorsionar el collar de compresión y la tubería de revestimiento de pozo exterior hacia adentro para flexionar el labio de sellado; y el labio de sellado se extiende hacia el lado de la corona circular que va a ser sellada y se define un ángulo de proyección entre una superficie que contiene presión del labio de sellado y una superficie de soporte de la tubería de revestimiento de pozo interior, y el ángulo de proyección del labio de sellado está dispuesto para disminuir a medida que el labio de sellado se flexiona hacia adentro mediante la fuerza de sujeción y en donde el ángulo de proyección se impulsa hacia un ángulo de proyección mayor a medida que el labio de sellado se energiza mediante presión en la corona circular que actúa sobre la superficie que contiene presión que está dispuesta para impulsar la superficie de sellado hacia el superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior;
comprendiendo el método sujetar la tubería de revestimiento de pozo interior en la tubería de revestimiento de pozo exterior con la disposición de sujeción y comprimir la tubería de revestimiento de pozo interior y flexionar el labio de sellado radialmente hacia adentro.
Preferiblemente, antes de uso, la superficie de sellado se ubica inicialmente a una distancia radial en relación con el eje longitudinal central que es menor que o igual a la distancia radial inicial de la superficie de sujeción exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención se proporciona un sello para sellar una corona circular en un pozo, estando el sello definido en el primer aspecto de la presente invención.
De acuerdo con un quinto aspecto de la presente invención se proporciona un miembro de sellado que comprende un sello para sellar una corona circular en una boca de pozo, estando el sello definido en el primer aspecto de la presente invención.
De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención se proporciona una disposición de sellado que comprende una tubería de revestimiento de pozo interior y un sello para sellar una superficie exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior y una tubería de revestimiento de pozo exterior del pozo en donde la tubería de revestimiento de pozo interior comprende:
un eje longitudinal central que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la tubería de revestimiento de pozo interior; y
una superficie de sujeción exterior que está dispuesta para ser asegurada y sujetada por la tubería de revestimiento de pozo exterior, estando la superficie de sujeción exterior ubicada a una distancia radial inicial desde el eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior;
el sello que comprende:
un labio de sellado metálico flexible que se proyecta radialmente hacia afuera y lejos del eje longitudinal central de la tubería de revestimiento de pozo interior, teniendo el labio de sellado metálico una superficie de sellado distal para sellar contra una superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior;
antes de uso, el labio de sellado se proyecta en un ángulo de proyección desde la superficie exterior de la tubería de revestimiento de pozo interior y se extiende hacia un espacio que va a ser sellado, el ángulo de proyección está dispuesto para disminuir a medida que el labio de sellado se flexiona hacia adentro mediante una fuerza de sujeción y el ángulo de proyección es impulsado hacia un ángulo de proyección mayor a medida que el labio de sellado es energizado por la presión de fluido en el espacio que está sellado.
Preferiblemente el labio de sellado comprende una superficie que contiene presión que mira hacia el espacio.
Preferiblemente la presión que actúa sobre la superficie que contiene presión está dispuesta para impulsar el labio de sellado hacia la superficie interior de la tubería de revestimiento de pozo exterior.
Preferiblemente la presión en el espacio está dispuesta para aumentar la fuerza de sellado del sello. Preferiblemente la fuerza de sellado está dispuesta para aumentar al aumentar la presión en el espacio. Se puede disponer un aumento en la presión en el espacio para aumentar la fuerza de sellado del sello.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá ahora, solamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que siguen, en los cuales:
La figura 1 es una sección transversal de una realización preferida de una tubería de revestimiento de boca de pozo que incluye un sello para sellar una corona circular entre la tubería de revestimiento de boca de pozo y un miembro exterior dentro de una boca de pozo.
La figura 2 es una sección transversal detallada de una realización preferida de una tubería de revestimiento de boca de pozo y un sello para sellar una corona circular entre la tubería de revestimiento de boca de pozo y un miembro exterior dentro de una boca de pozo.
La figura 3 es sección transversal detallada de otra realización de una tubería de revestimiento de boca de pozo y un sello para sellar una corona circular entre la tubería de revestimiento de boca de pozo y un miembro exterior dentro de una boca de pozo.
La figura 4 es una sección transversal detallada de una realización adicional de una tubería de revestimiento de boca de pozo y un sello para sellar una corona circular entre el miembro de tubería de revestimiento de boca de pozo y un miembro exterior dentro de una boca de pozo.
La figura 5 es una sección transversal de una realización aún adicional de una tubería de revestimiento de boca de pozo y un sello para sellar una corona circular entre el miembro de tubería de revestimiento de boca de pozo y un miembro
exterior dentro de una boca de pozo.
Descripción de las realizaciones preferidas
Ahora se describirán realizaciones preferidas específicas de la presente invención en las cuales se usarán componentes específicos de un pozo aunque se debe apreciar que la presente invención se puede usar dentro de cualquier agujero de pozo adecuado. Por ejemplo, el término tubería de revestimiento de pozo puede referirse a una (o una sección de) tubo/conducto/sarta/conductor/tubería vertical/miembro tubular/tubería de revestimiento de boca de pozo, etc. de un pozo. De manera similar un pozo puede referirse a un pozo de petróleo (incluyendo un pozo de gas) desde el cual se extraen hidrocarburos y/o un pozo geotérmico y cualquier de tal pozo similar incluyendo un agujero pozo.
Como se muestra en la figura 1, la presente invención proporciona un sello 10 para una boca 11 de pozo (un pozo) y, en particular, proporciona un sello 10 para una corona circular entre un miembro 14 de tubería de revestimiento de boca de pozo interior (tubería de revestimiento de pozo interior) y un miembro 16 de tubería de revestimiento de boca de pozo exterior (tubería de revestimiento de pozo exterior). La boca 11 de pozo incorpora una disposición 22 de sujeción mediante la cual el miembro 16 exterior está dispuesto para desviarse radialmente hacia adentro con el fin de agarrar y asegurar el miembro 14 interior dentro del agujero del miembro 16 exterior. Tal disposición de sujeción está disponible a partir de Plexus Ocean Systems Limited bajo la marca comercial POS-GRIP
En la realización mostrada en la figura 1, la disposición de sujeción comprende un anillo 18 de compresión o un anillo superior y uno inferior. El anillo 18 de compresión tiene superficies ahusadas interiores que están dispuestas para cooperar con superficies ahusadas proporcionadas en un collar 20. El anillo 18 de compresión está en dos partes (un anillo superior y un anillo inferior). El anillo superior se puede mover relativamente hacia el anillo inferior con el fin de producir una fuerza radial dirigida hacia adentro sobre el collar 20. El collar rodea una circunferencia exterior del miembro 16 de boca de pozo exterior. En particular, el collar 20 puede estar provisto dentro de una muesca 19 provista alrededor del miembro 16 exterior.
El anillo 18 de compresión de esa manera fuerza la pared del miembro 16 exterior hacia adentro. El miembro 16 de boca de pozo exterior comprende una superficie 17 de sujeción interior que, en contracción, está dispuesta para agarrar y sujetar una superficie 15 de sujeción exterior correspondiente del miembro 14 interior. La fuerza aumenta hasta que se logra la fuerza de sujeción requerida y, en este punto, el miembro 14 interior está sujetado de manera segura dentro del miembro 16 exterior. En esta disposición, el miembro 14 interior puede liberarse y resujetarse, si es requerido.
La presente invención proporciona un sello mejorado para uso en tal disposición 22 de sujeción. En particular, el sello 10 incluye un labio 12 de sellado que se ubica dentro de una muesca proporcionada en la superficie 15 de sujeción exterior del miembro 14 interior. Se activa y crea un sello cuando el miembro 16 exterior se sujeta hacia adentro dado que esto hace que el miembro 16 exterior comprima el miembro 14 interior y reduzca el diámetro del miembro 14 interior. Esta compresión del miembro 14 interior hace que el labio 12 de sellado entre en contacto con el miembro 16 exterior y se presione contra el miembro 16 exterior. De esa manera esto crea automáticamente un sello cuando el miembro 14 interior es sujetado por el miembro 16 exterior.
En particular, la presente invención proporciona una disposición de sellado que comprende una tubería 14 de revestimiento de boca de pozo y un sello 10 para sellar una corona circular en una boca de pozo, estando la corona circular formada entre una superficie 15 exterior de la tubería 14 de revestimiento de boca de pozo y un miembro 16 exterior de la boca de pozo. La tubería 14 de revestimiento de boca de pozo comprende un eje 28 longitudinal central que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la tubería 14 de revestimiento de boca de pozo. La superficie 15 de sujeción exterior está dispuesta para ser asegurada y sujetada por el miembro 16 exterior. La superficie 15 de sujeción exterior está ubicada a una distancia radial inicial (es decir antes de la fuerza de sujeción) desde el eje 28 longitudinal central de la tubería 14 de revestimiento de boca de pozo. El sello 10 comprende un labio 12 de sellado metálico flexible (plásticamente deformable o maleable) que se proyecta radialmente hacia afuera y lejos del eje 28 longitudinal central de la tubería 14 de revestimiento de boca de pozo. El labio 12 de sellado metálico tiene una superficie de sellado distal para sellar contra una superficie 17 interior del miembro 16 exterior. Antes de uso (es decir antes de la aplicación de una fuerza de sujeción mediante la disposición de sujeción), la superficie 26 de sellado se ubica a una distancia radial inicial en relación con el eje 28 longitudinal central que es menor que o igual a la distancia radial inicial de la superficie 15 de sujeción exterior del miembro 14 interior.
En una realización preferida el labio de sellado metálico comprende acero y/o acero de baja aleación y/o puede comprender inconel.
El labio 12 de sellado se ubica en una muesca y el labio 12 de sellado actúa efectivamente como una partición y define dos muescas 30, 32 ubicadas en la superficie 15 de sujeción exterior del miembro 14 interior. Por consiguiente, una primera muesca 30 se ubica debajo del labio 12 de sellado y una segunda muesca 32 se ubica encima del labio 12 de sellado.
En la realización preferida, como se muestra en la figura 1 y figura 2, el sello 10 que incluye el labio 12 de sellado se proporciona como parte integral del miembro 14 de boca de pozo interior. Sin embargo, como se muestra en la figura 3, figura 4 y figura 5, el sello 10 se puede proporcionar en un miembro de sellado que luego se asegura al miembro 14 interior.
Como se muestra en la figura 1 y figura 2, el labio 12 de sellado comprende un labio 12 de sellado circular que se extiende alrededor de la circunferencia del miembro 14 interior. En particular, el labio 12 de sellado proporciona un labio de sellado anular. El labio 12 de sellado se extiende desde una base proporcionada entre las dos muescas 30, 32 y se extiende hasta una punta 26 de sellado que, de esa manera, se ubica en un extremo distal del sello 10. El labio 12 de sellado se extiende desde la base relativamente hacia afuera en un ángulo (e) de proyección hasta el miembro 14 interior. En particular, el labio 12 de sellado está en ángulo hacia la columna anular o agujero que va a ser sellado. Este ángulo está dispuesto para disminuir a medida que el labio 12 de sellado se flexiona hacia adentro por la fuerza de sujeción.
En la figura 1, se muestra una boca 11 de pozo en la cual el miembro 14 interior tiene un sello 10 inferior y un sello 10 superior. En el sello 10 inferior mostrado en la figura 1, el labio 12 de sellado está en ángulo hacia abajo hacia el espacio anular o columna anular que va a ser sellado. En el sello superior, el labio 12 de sellado está en ángulo hacia arriba hacia el espacio en el agujero del miembro 16 exterior que de ese modo será sellado.
La punta 26 de sellado del labio 12 de sellado tiene una superficie de sellado exterior curvada o arqueada que está dispuesta para apoyarse y cooperar con la superficie 17 de sujeción interior del miembro 16 exterior. Específicamente, una punta 26 de sellado distal del labio 12 de sellado puede entrar en contacto con la superficie 17 interior del miembro 16 exterior. Por consiguiente, cuando se activa la disposición 22 de sujeción, la superficie 17 de sujeción interior del miembro 16 exterior se mueve radialmente hacia adentro y entra en contacto y se apoya con la superficie de sellado inicial del labio 12 de sellado. El movimiento radial adicional del miembro 16 exterior hacia adentro flexionará y desviará el labio 12 de sellado hacia adentro de tal manera que el labio 12 de sellado permanecerá en contacto directo con la superficie 17 de sujeción interior del miembro 16 exterior. Por consiguiente, la presente invención proporciona un sello mejorado que proporciona un sello de metal a metal de alta calidad que es particularmente adecuado para aplicaciones de alta presión. Este sello aumenta la capacidad de los sellos anteriores usados en esta situación que generalmente comprenden una junta tórica elastomérica. La compresión radial de la boca 11 de pozo crea todo o parte del sello inicial y la carga de bloqueo, y el sello se energiza por presión para permitir el sellado a presiones más altas.
El miembro 14 interior proporciona una zona de sujeción que incluye un área o sección de contacto que comprende dientes 60. Estos dientes 60 comprenden dientes periféricos y ayudan a la sujeción entre el miembro 16 exterior y el miembro 14 interior. Sin embargo, estos dientes 60 no sellan la corona circular. Por consiguiente, el fluido presurizado fluirá desde la corona circular y hacia una cavidad 31 que contiene presión ubicada dentro de la muesca 30. Esta cavidad 31 que contiene presión está definida entre una pared 27 que contiene presión del labio 12 de sellado y una superficie 29 de soporte del miembro 14 interior. El fluido presurizado en la corona circular se extiende en la cavidad 31 y ejercerá una presión contra la superficie 27 que contiene presión del labio 12 de sellado y, por lo tanto, este fluido presurizado impulsará al labio 12 de sellado a ensancharse y extenderse y, en particular, impulsará a aumentar el ángulo (e) de proyección del labio de sellado. Esto estará en oposición directa a la fuerza de flexión (creada por la disposición 22 de sujeción o compresión hacia adentro del miembro 16 exterior) y esto aumentará y/u optimizará de esa manera la fuerza de sellado del sello. Por ejemplo, el sello será energizado por la presión dentro de la corona circular. En general, la presente invención proporciona un sello energizado por presión para sellar una corona circular dentro de una boca de pozo.
En un ejemplo, la fuerza de sujeción de la disposición 22 de sujeción puede proporcionar una tensión de contacto de 20 000 psi (137.9 MPa) y puede ser requerido que la disposición de sellado selle una presión de corona circular de hasta 20000 psi (137.9 MPa). Por lo tanto un sello simple de la técnica anterior puede estar al límite en este ejemplo teórico. En la práctica se puede proporcionar una tensión de contacto de 20 000 psi (137.9 MPa) para asegurar un sello de hasta 10 000 psi (68.9 MPa). La adición de una diferencia de 10 000 psi (68.9 MPa) proporciona un gran margen de seguridad. Sin embargo, con la presente invención, el sello se energiza por presión y, por lo tanto, la fuerza de sellado será mayor que la fuerza de sujeción pura. La presión del fluido dentro de la corona circular complementa la fuerza de sujeción con el fin de proporcionar un sello con capacidades de fuerza de sellado aumentadas. Más específicamente, la fuerza de sellado será mayor que la fuerza de sujeción dado que el sello está siendo impulsado contra la superficie interior del miembro exterior mediante la presión en la corona circular.
El efecto de sello energizado por presión generalmente actuará para aumentar la fuerza de un único sello (o labio de sellado) en una dirección, es decir desde abajo en la figura 2. En esta disposición, el sello puede ser capaz de sellar una presión de 17000 psi (117.2 MPa) desde abajo y una presión de 10000 psi (68.9 MPa) desde arriba. Sin embargo, si la disposición de boca de pozo requiriera una fuerza de sellado de 17000 psi (117.2 MPa) desde arriba y también desde abajo, entonces se podría usar una disposición de doble sello, como se muestra en la figura 1. En este ejemplo, el sello superior se energiza a partir de la presión sobre la boca de pozo y el sello inferior se energiza mediante la presión desde abajo de la boca de pozo.
El labio 12 de sellado se extiende hacia afuera desde una superficie 29 de soporte en el miembro 14 interior. El labio 12 de sellado está dispuesto en un ángulo (e) de proyección agudo de tal manera que el ángulo (e) de proyección será impulsado a aumentar por la presión en la corona circular que está siendo sellada. Por consiguiente, la fuerza de sujeción flexionará el labio 12 de sellado hacia adentro (y disminuirá el ángulo (e) de proyección) mientras que la presión dentro de la corona circular impulsará el labio 12 de sellado a ensancharse hacia afuera (y aumentará el ángulo (e) de proyección). Esta fuerza de impulso que tiende a ensanchar el labio 12 de sellado hacia afuera aumenta de esa manera la fuerza de sellado del sello por encima de la fuerza de sujeción (o tensión de contacto) de la disposición de aseguramiento/sujeción.
Con la disposición de sujeción de boca de pozo para la cual se usa este sello 10, el miembro 14 de boca de pozo interior y el miembro 16 de boca de pozo exterior están dimensionados de tal manera que la superficie 15 de sujeción exterior del miembro 14 de boca de pozo interior está dispuesta para ubicarse dentro de la superficie 17 de sujeción interior del miembro 16 de boca de pozo exterior. El labio 12 de sellado está dispuesto de tal manera que no se proyecte más allá de la circunferencia de la superficie 15 de sujeción exterior del miembro 14 de boca de pozo interior. Por consiguiente, el labio 12 de sellado no interfiere con el posicionamiento y movimiento del miembro 14 de boca de pozo interior. Además, el labio 12 de sellado está protegido dentro de la muesca.
La disposición de sujeción está dispuesta para apretar y comprimir la superficie 15 de sujeción exterior del miembro 14 interior y esto asegura de esa manera que el labio 12 de sellado se active cuando la sujeción comienza a sujetar el miembro 14 interior. La compresión adicional del miembro 14 interior que puede ser requerida para lograr la fuerza de sujeción requerida también retendrá el sello para la corona circular cuando el labio 12 de sellado se flexiona hacia adentro.
Ahora se describirán además las realizaciones preferidas del sello.
La figura 1 y figura 2 representan una sección transversal a través de un sello de metal a metal de conjunto de compresión radial energizado por presión con respaldo de elastómero. En las figuras, el sello está establecido. Esta invención proporciona un sello que sella el espacio anular entre el miembro 14 interior y el miembro 16 exterior. En la aplicación principal de esta invención, el miembro 14 interior es una percha de tubería de revestimiento o percha de tubería, y el miembro 16 exterior es un alojamiento de boca de pozo (como se muestra en la figura 1 y se describe además a continuación).
El perfil de sello puede ser ya sea integral al diámetro exterior del miembro 14 interior o un componente separado (miembro 44 de sellado) que se instala en el diámetro exterior del miembro 14 interior (como se muestra en la figura 3, figura 4, y figura 5). Tanto en el sello integral como en el miembro de sellado separado, el perfil de sello es paralelo a un perfil coincidente liso en el diámetro interior del miembro 16 exterior. El perfil de sello consiste en un labio 12 de sellado metálico flexible, una muesca 30, 32 a cada lado del labio 12 de sellado para permitir que el labio 12 de sellado se deforme con presión, y puede incluir un sello 40 de elastómero de respaldo.
Una característica clave de la invención es que no hay interferencia inicial entre los dos miembros 14, 16. Cuando todos los componentes están en posición, la compresión externa del miembro 16 exterior (que puede ser proporcionada por un sistema de compresión POS-GRIP como se describe en una invención previa y se muestra en la figura 1) pone en contacto las dos superficies 15, 17. La presión de contacto a lo largo de esta interfaz fuerza a las piezas a ser concéntricas y activa los sellos de metal a metal con respaldos resilientes (si están presentes). La compresión externa puede crear una interfaz sujetada de manera sellada.
Una vez activado, el sello 10 tiene suficiente carga de contacto para sellar presiones bajas. El labio 12 de sellado está orientado verticalmente o en ángulo de tal manera que la presión "dentro" del sello 10 (en muesca 30) actúa sobre el labio 12 de sellado para producir una fuerza radial que energizará además el sello 10, mejorando de este modo la capacidad del sello 10 para sellar presiones más altas.
Como se muestra en la figura 3, figura 4 y figura 5, hay un número de configuraciones posibles para esta invención usando el sello de metal a metal de conjunto de compresión radial energizado por presión en un componente separado. En todas estas configuraciones, el sello metálico está integrado en un miembro de sellado metálico. Cuando el sello 10 es un miembro de sellado separado, el sello 10 presenta un sello 50 exterior que sella contra el miembro 16 exterior (como se muestra en la figura 1 y figura 2), y un sello 52 interior que sella contra el miembro 14 interior. El sello 52 interior puede lograr el sello por cualquier medio, incluyendo mediante los medios descritos en esta invención. Por ejemplo, el sello 52 interior podría ser un simple sello de tope (como se muestra en las figuras 3 y figura 5) que se coloca en su lugar sobre un agujero paralelo o un ahusamiento. Alternativamente, el sello 52 interior podría ser un sello de labio (como se muestra en la figura 4) que se establece expandiéndose sobre unos "yunques de activación" 71, 72.
El miembro 44 de sellado separado se fija al miembro 14 interior por medio de un mecanismo de fijación que permite que se instale y se retire el miembro 44 de sellado. Este mecanismo de fijación puede tomar la forma de una "tuerca" 62 roscada separada (como se muestra en la figura 3), un anillo 64 de pestillo dividido (como se muestra en la figura 4) o un número de "grapas" 66 orientadas radialmente (como se muestra en figura 5), que se puede activar y bloquear por cualquier medio. El miembro 44 de sellado separado puede presentar un único sello unidireccional (como se muestra en la figura 2 y figura 5) o dos sellos dirigidos de manera opuesta (como se muestra en las figuras 3 y figura 4) para sellar la presión desde ambos lados del sello 10.
La figura 1 representa una configuración para esta invención en un sistema de boca de pozo. Los componentes principales de este sistema son un sistema de compresión POS-GRIP "Tipo 2" que es parte de un alojamiento de boca de pozo, y una percha 14 de tubería de revestimiento o tubería con dos conjuntos de sellos 10 integrales como se describió anteriormente. El sistema de compresión POS-GRIP proporciona la energía para comprimir el alojamiento de boca de pozo.
En esta configuración preferida, el conjunto superior de sellos 10 sella las presiones desde arriba, y el conjunto inferior de sellos 10 sella las presiones desde abajo. Ya sea la boca de pozo o la percha de tubería de revestimiento o tubería pueden configurarse con puertos 70 de prueba para permitir prueba externa entre los sellos 10.
Esta invención también podría usarse en un sistema de compresión POS-GRIP "Tipo 1", o un conector POS-GRIP Adicionalmente, la presente invención se puede usar ya sea con un sistema y/o conector POS-GRIP de Tipo 1, Tipo 2 o Tipo 3 como se suministra por Plexus Ocean Systems Limited/Plexus Holdings plc.
La disposición de sujeción para la presente invención proporciona una pinza o conector que funciona deformando elásticamente un adaptador de compresión sobre una porción tubular interna y específicamente sobre la tubería 14 de revestimiento de boca de pozo interior (por ejemplo un mandril de sellado superior). La disposición de sujeción o conector produce una carga radial aplicada internamente por un anillo 18 de compresión.
La presente invención proporciona una disposición de sujeción para sujetar de manera sellada una tubería de revestimiento interior a una tubería de revestimiento exterior. En particular, la presente invención proporciona un sello estanco al fluido entre una tubería de revestimiento interior y una tubería de revestimiento exterior.
En la disposición de sujeción, el collar 20 de compresión incluye superficies ahusadas hacia afuera y, en particular, comprende superficies que están en ángulo hacia un pico central. La disposición 10 de sujeción incluye un anillo 18 de compresión que se ubica alrededor de las superficies exteriores del collar 20 de compresión. El anillo 18 de compresión incluye superficies ahusadas hacia adentro y, en particular, incluye dos superficies interiores que están ahusadas de manera opuesta con respecto a las superficies del collar 20. Las superficies ahusadas interiores del anillo 18 de compresión están dispuestas para registrarse y cooperar con las superficies ahusadas proporcionadas en el collar 20 de compresión.
La disposición de sujeción incluye medios de movimiento o medios de activación en la forma de una pluralidad de pernos 56 de activación que se ubican con el anillo 18 de compresión. Los pernos 56 de activación están montados en el anillo 18 de compresión y pueden apretarse para forzar e impulsar los dos componentes de anillo de compresión uno hacia el otro. Las superficies ahusadas del anillo 18 de compresión se deslizan de esa manera sobre la superficie ahusada del collar 20 y fuerzan el collar 20 y la pared del miembro 16 exterior radialmente hacia adentro. La cooperación de las superficies ahusadas hace que la fuerza generada dentro de los pernos se transfiera a una fuerza radial que impulsa la superficie interior del collar 20 de compresión hacia adentro lo cual fuerza de esa manera la pared del miembro 16 exterior hacia adentro. El movimiento de la pared del miembro exterior hacia adentro hace que la superficie 17 de sujeción interior del miembro 16 exterior agarre y se apoye con la superficie 15 de sujeción exterior del miembro 14 de boca de pozo interior. En particular, la fuerza es suficiente para que el miembro 14 de boca de pozo interior sea firmemente agarrado por el miembro 16 exterior.
El anillo 18 de compresión y el collar 20 de compresión tienen superficies anulares ahusadas axialmente dirigidas de manera opuesta de tal manera que el movimiento axial relativo entre el collar 20 de compresión y los componentes de anillo de compresión produce una reducción en el diámetro interno de la unidad (en particular el diámetro interno del collar 20 de compresión) para distorsionar la pared del miembro 16 exterior hacia adentro para agarrar el diámetro del miembro 14 de boca de pozo interior. Las superficies anulares ahusadas de manera opuesta están en ángulo para proporcionar el movimiento hacia adentro requerido (compresión/distorsión) mientras que permiten que los medios de movimiento produzcan el movimiento relativo entre el anillo 18 de compresión y el collar 20 de compresión.
Se aprecia que la cantidad de recorrido del anillo 18 de compresión hasta la posición activada/bloqueada junto con los ángulos de los ahusamientos determinarán la cantidad de deflexión hacia adentro causada por la disposición 10 de sujeción y por tanto la fuerza de agarre.
En otras realizaciones de la disposición de sujeción, el anillo 18 de compresión y el collar 20 de compresión tienen cada uno una superficie anular ahusada. En la unidad ensamblada, en uso, el collar 20 de compresión tiene un diámetro exterior con un primer diámetro en un extremo superior y un diámetro exterior con un segundo diámetro mayor en un extremo inferior. De manera similar, en la unidad ensamblada, el anillo 18 de compresión tiene un diámetro interior con un primer diámetro en un extremo superior y un diámetro interior con un segundo diámetro mayor en un extremo inferior. La disposición de sujeción está dispuesta para desviar la superficie interior del miembro 16 exterior de tal manera que la superficie interior del miembro 16 exterior agarra la superficie 15 exterior del miembro 14 de boca de pozo interior.
La presente invención proporciona de esa manera un sello mejorado que aumenta la clasificación presión inherente del sello. La presente invención proporciona un labio 12 de sellado energizado por presión que puede colocarse en posición en una forma sin contacto, y en el cual, el sello se activa usando una disposición de sujeción POS-GRIP.
Claims (15)
1. Un pozo que comprende una tubería (14) de revestimiento de pozo interior, una tubería (16) de revestimiento de pozo exterior, una disposición (22) de sujeción y un sello (10) para sellar una corona circular en el pozo, estando la corona circular formada entre una superficie exterior de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior y la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior en donde:
la tubería (14) de revestimiento de pozo interior comprende:
un eje longitudinal central que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior; y
una superficie (15) de sujeción exterior que está dispuesta para ser asegurada y sujetada en la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior, estando la superficie (15) de sujeción exterior ubicada a una distancia radial inicial desde el eje longitudinal central de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior;
la disposición (22) de sujeción comprende:
un collar (20) de compresión; y
un anillo (18) de compresión
en donde el anillo (18) de compresión y el collar (20) de compresión tienen superficies anulares ahusadas axialmente dirigidas de manera opuesta de tal manera que el movimiento axial relativo entre el collar (20) de compresión y el anillo (18) de compresión,
uno hacia el otro, reduce un diámetro interno del collar (20) de compresión para distorsionar la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior hacia adentro creando una fuerza de sujeción que agarra la tubería (14) de revestimiento de pozo interior;
caracterizado porque
el sello (10) comprende un labio (12) de sellado metálico flexible que se proyecta radialmente hacia afuera y lejos del eje longitudinal central de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior, desde una superficie de soporte de la tubería de revestimiento de pozo interior y en donde la superficie de soporte es de un diámetro reducido en relación con el diámetro de la superficie de sujeción de la tubería de revestimiento de pozo interior, teniendo el labio (12) de sellado metálico una superficie de sellado distal para sellar contra una superficie interior de la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior; y
en donde, el anillo (18) de compresión está dispuesto para ejercer suficiente fuerza radial para distorsionar el collar (18) de compresión y la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior hacia adentro para flexionar el labio (12) de sellado; y
el labio (12) de sellado se extiende hacia el lado de la corona circular que va a ser sellada y se define un ángulo (0) de proyección entre una superficie (27) que contiene presión del labio (12) de sellado y una superficie (29) de soporte de la tubería de revestimiento de pozo interior, y el ángulo (0) de proyección del labio (12) de sellado está dispuesto para disminuir a medida que el labio (12) de sellado se flexiona hacia adentro por la fuerza de sujeción y en donde el ángulo (0) de proyección se impulsa hacia un ángulo (0) de proyección mayor a medida que el labio (12) de sellado es energizado por presión en la corona circular que actúa sobre la superficie (27) que contiene presión que está dispuesta para impulsar la superficie (26) de sellado hacia la superficie interior de la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior.
2. Un pozo de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual, antes de uso, la superficie (26) de sellado se ubica a una distancia radial inicial en relación con el eje longitudinal central que es menor que o igual a la distancia radial inicial de la superficie (15) de sujeción exterior de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior.
3. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual el labio (12) de sellado está dispuesto para ensancharse hacia afuera por presión de un fluido en la corona circular.
4. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual la fuerza de sujeción de la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior está dispuesta para flexionar el labio (12) de sellado para crear un sello entre la tubería (14) de revestimiento de pozo interior y la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior y en donde la fuerza de sujeción está dispuesta para comprimir la tubería (14) de revestimiento de pozo interior en una zona de sujeción y en el cual el sello (10) está ubicado en la zona de sujeción.
5. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual la tubería (14) de revestimiento de pozo interior comprende una percha que está dispuesta, en uso, para suspender una sarta de tubería de revestimiento y en donde la percha está dispuesta para sujetarse en una boca (11) de pozo y para que una sarta de tubería de revestimiento se suspenda debajo de la boca (11) de pozo.
6. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual la superficie (15) de sujeción exterior comprende una superficie de sellado de metal a metal.
7. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual el labio (12) de sellado comprende un material plásticamente deformable.
8. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual el labio (12) de sellado se extiende radialmente hacia afuera desde una base hacia una punta (26) de sellado y en el cual el labio (12) de sellado se extiende radialmente en la misma extensión/distancia que la superficie (15) de sujeción exterior de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior y el labio (12) de sellado está dispuesto para moverse hacia adentro a medida que la superficie (15) de sujeción exterior de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior se mueve hacia adentro cuando la tubería (14) de revestimiento de pozo interior se sujeta dentro de la disposición (22) de sujeción del pozo.
9. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual la tubería (14) de revestimiento de pozo interior es movible libremente a través de la superficie de sujeción de la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior cuando la disposición (22) de sujeción está inactiva y no hay ninguna fuerza de sujeción dirigida hacia adentro que se<aplique por o hacia la tubería (>16<) de revestimiento de pozo exterior.>
10. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual el labio (12) de sellado se proyecta desde una superficie (29) de soporte de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior y en donde la superficie (29) de soporte es de un diámetro reducido en relación con el diámetro de la superficie (15) de sujeción exterior de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior.
11. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual el labio (12) de sellado se ubica dentro de una muesca (30, 32).
12. Un pozo de acuerdo con la reivindicación 11 en el cual la muesca (30, 32) se ubica dentro o adyacente a la superficie (15) de sujeción exterior de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior.
13. Un pozo de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual el sello (10) se proporciona en un miembro (44) de sellado y en el cual el miembro (44) de sellado es asegurable a la tubería (14) de revestimiento de pozo interior.
14. Un pozo de acuerdo con la reivindicación 13 en el cual el miembro (44) de sellado comprende un primer sello (10) y un segundo sello (10) y en donde el primer sello (10) está dispuesto para sellar la corona circular desde arriba y el segundo sello (10) está dispuesto para sellar la corona circular desde abajo.
15. Un método de sellado de una corona circular en un pozo, estando la corona circular formada entre una superficie exterior de una tubería (14) de revestimiento de pozo interior y una tubería (16) de revestimiento de pozo exterior del pozo; comprendiendo dicho pozo una disposición (22) de sujeción y un sello (10), y en donde la tubería (14) de revestimiento de pozo interior comprende:
un eje longitudinal central que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior; y
una superficie (15) de sujeción exterior que está dispuesta para ser asegurada y sujetada en la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior, estando la superficie (15) de sujeción exterior ubicada a una distancia radial inicial desde el eje longitudinal central de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior;
la disposición (22) de sujeción comprende:
un collar (20) de compresión; y
un anillo (18) de compresión
en donde el anillo (18) de compresión y el collar (20) de compresión tienen superficies anulares ahusadas axialmente dirigidas de manera opuesta de tal manera que el movimiento axial relativo entre el collar (20) de compresión y el anillo (18) de compresión uno hacia el otro reduce un diámetro interno del collar (20) de compresión para distorsionar la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior hacia adentro creando una fuerza de sujeción que agarra la tubería (14) de revestimiento de pozo interior;
caracterizado porque
el sello (10) comprende un labio (12) de sellado metálico flexible que se proyecta radialmente hacia afuera y lejos del eje longitudinal central de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior, desde una superficie de soporte de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior y en donde la superficie de soporte es de un diámetro reducido en relación con el diámetro de la superficie de sujeción de la tubería (14) de revestimiento de pozo interior, teniendo el labio (12) de sellado metálico una superficie de sellado distal para sellar contra una superficie interior de la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior;
en donde el anillo (18) de compresión está dispuesto para ejercer suficiente fuerza radial para distorsionar el collar (18) de compresión y la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior hacia adentro para flexionar el labio (12) de sellado; y
el labio (12) de sellado se extiende hacia el lado de la corona circular que va a ser sellada y se define un ángulo (0) de proyección entre una superficie (27) que contiene presión del labio (12) de sellado y una superficie (29) de soporte de la tubería de revestimiento de pozo interior, y el ángulo (0) de proyección del labio (12) de sellado está dispuesto para disminuir a medida que el labio (12) de sellado se flexiona hacia adentro por la fuerza de sujeción y en donde el ángulo (0) de proyección se impulsa hacia un ángulo (0) de proyección mayor cuando el labio (12) de sellado es energizado por presión en la corona circular que actúa sobre la superficie (27) que contiene presión que está dispuesta para impulsar la superficie (26) de sellado hacia la superficie interior de la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior; y
comprendiendo el método sujetar la tubería (14) de revestimiento de pozo interior en la tubería (16) de revestimiento de pozo exterior con la disposición (22) de sujeción y comprimir la tubería (14) de revestimiento de pozo interior y flexionar el labio (12) de sellado radialmente hacia adentro.
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