ITMI20130997A1 - Dispositivo per assicurare la circolazione continua nella perforazione dei pozzi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo in accordo con il preambolo della rivendicazione 1 per assicurare la circolazione continua nella perforazione dei pozzi, particolarmente durante l’inserimento o la rimozione di una stringa di perforazione in pozzi per l’esplorazione e la produzione di idrocarburi.

Per semplicità di esposizione, la presente descrizione à ̈ fatta in modo non limitativo con particolare riferimento alla fase di inserimento di una nuova stringa di perforazione, essendo le stesse considerazioni riferibili anche alla fase di rimozione delle stringhe di perforazione qualora occorra rimuovere lo scalpello di perforazione dal pozzo, ad esempio per provvedere alla sua sostituzione.

Nella attività di perforazione di un pozzo per idrocarburi, il processo di inserimento di una stringa di perforazione à ̈ una operazione necessaria che occorre effettuare nel progredire nella profondità di perforazione del pozzo.

Durante l’inserimento di una nuova stringa à ̈ importante assicurare la continuità nella circolazione del fango di perforazione per l’intera durata del processo fino al momento in cui la tubazione diviene nuovamente integra e l’intero circuito idraulico ripristinato. Infatti, si à ̈ avuto modo di osservare che interruzioni o variazioni della pressione nella circolazione del fango sono causa di notevoli stress strutturali nel pozzo in perforazione, con conseguenti cedimenti nella struttura non ancora intubata del pozzo in perforazione.

Al fine di assicurare la suddetta continuità nella circolazione del fango di perforazione per l’intera durata della perforazione, e quindi anche durante le fasi di inserimento di nuove stringhe di perforazione o di rimozione delle stringhe esistenti, da diversi anni sono stati proposti dispositivi idonei ad assicurare la costanza della circolazione fango di perforazione anche durante le fasi di inserimento o di rimozione di una stringa di perforazione.

Ad esempio, il documento US 3298385 mostra un dispositivo di accoppiamento predisposto per assicurare la suddetta continuità di circolazione fango di perforazione. In particolare, tale dispositivo presenta un condotto assiale attraverso il quale assicurare il flusso assiale di fango di perforazione ed un condotto laterale in comunicazione con il condotto assiale attraverso il quale poter alimentare un flusso laterale di fango di perforazione. Nel condotto assiale, a monte del condotto laterale sono inseriti mezzi valvolari dotati di un otturatore mobile tra due distinte posizioni di fine corsa nelle quali assicura la chiusura del condotto laterale o del condotto assiale. In condizioni normali, il peso proprio dell’otturatore mobile porta lo stesso in prossimità della sede di otturatore posta in corrispondenza del condotto laterale.

Con riguardo al dispositivo di US 3298385, giova evidenziare che lo stesso, pur essendo idoneo ad assicurare la circolazione continua del fango di perforazione anche durante la fase di aggiunta di una nuova stringa di perforazione (specificatamente la nuova stringa à ̈ avvitata nella madrevite prevista in corrispondenza della estremità superiore del condotto assiale del dispositivo) lo stesso nell’utilizzo comporta una serie di inconvenienti tecnici che ne hanno limitato l’effettiva possibilità di impiego.

In particolare, una volta che tale dispositivo à ̈ inserito all’interno della batteria del pozzo di perforazione interposto fra le stringhe, la posizione dell’otturatore mobile all’interno del condotto assiale non à ̈ ben definita.

Ulteriormente, si evidenzia che eventuali vibrazioni, che dallo scalpello di perforazione si propagano verso l’alto lungo le stringhe, possono determinare un martellamento dell’otturatore contro la sede di otturatore posta in corrispondenza del condotto laterale, con conseguenti usure/rotture dell’otturatore stesso. Molto frequentemente, tale martellamento à ̈ altresì generato dal flusso turbolento del fango di perforazione immesso nel condotto assiale.

L’esigenza da soddisfare à ̈ dunque quella di riuscire a controllare in modo certo la posizione dell’otturatore all’interno del condotto assiale.

Il documento US 7845433 propone una differente soluzione a doppia chiusura, vale a dire con due distinti otturatori (ad esempio del tipo comunemente detto a ciabatta): un primo otturatore destinato ad agire in chiusura sul condotto assiale per interrompere momentaneamente la circolazione del fango che proviene dall’alto dal condotto assiale ed uno destinato ad agire in chiusura sul condotto laterale per consentire di alimentare il tratto di condotto assiale posizionato a valle del primo otturatore con fango di perforazione che affluisce attraverso il condotto laterale.

Nel dispositivo in accordo con US 7845433 à ̈ previsto l’impiego di molle associate all’otturatore al fine di determinare la posizione di riposo assunta dall’otturatore stesso, cercando con ciò di ovviare alle problematiche sopra evidenziate con riferimento al documento US 3298385. Al riguardo à ̈ solo il caso di evidenziare che la soluzione tecnica di assicurare mediante la presenza di molle il posizionamento dell’otturatore all’interno del corpo tubolare del dispositivo risulta essere piuttosto problematica, non solo per i valori di acidità del fango di perforazione, che aggredisce il metallo delle molle, ma anche in considerazione del fatto che il flusso di fango di perforazione che investe le molle determina una elevatissima usura delle molle stesse e ne ostacola il funzionamento.

Oltretutto, la presenza di due distinti otturatori risulta essere doppiamente problematica, dando origine all’interno del dispositivo ad indesiderate condizioni di utilizzo nelle quali non si riesce a controllare o a stabilire l’esatta posizione degli otturatori e l’effettivo stato di apertura o chiusura dei canali assiale o laterale, con conseguente pericolosità per gli operatori che si trovano a testa pozzo, particolarmente in fase di rimozione delle stringhe dalla batteria di perforazione. Infatti, quando si rimuove una stringa vi sono due dispositivi in pressione in esterno al pozzo, uno ad altezza uomo, corrispondente alla quota del piano sonda, o piano di lavoro, e l’altro in cima alla stringa che deve essere rimossa dalla batteria di perforazione.

Al riguardo à ̈ solo il caso di accennare al fatto che le pressioni del fango di perforazioni sono mediamente dell’ordine di 300 atmosfere o superiori, cosicché prima di scollegare una parte del dispositivo bisogna essere assolutamente certi che l’otturatore preposto stia lavorando in apertura o in chiusura secondo la modalità richiesta per la specifica fase di lavorazione.

Il problema alla base della presente invenzione à ̈ quello di escogitare un dispositivo per assicurare la circolazione continua nella perforazione dei pozzi, particolarmente durante l’inserimento o la rimozione di stringa di perforazione in pozzi per l’esplorazione e la produzione di idrocarburi, il quale presenti caratteristiche strutturali e funzionali tali da soddisfare la suddetta esigenza, ovviando nel contempo agli inconvenienti di cui si à ̈ detto con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema à ̈ risolto da un dispositivo per assicurare la circolazione continua nella perforazione dei pozzi in accordo con la rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del dispositivo secondo la presente invenzione per assicurare la circolazione continua nella perforazione dei pozzi, risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, data a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

- la figura 1 rappresenta una vista semplificata in sezione longitudinale del dispositivo secondo l’invenzione con il condotto laterale chiuso dall’otturatore in posizione longitudinale;

- la figura 2 rappresenta una vista in sezione longitudinale del dispositivo di figura 1 con il condotto assiale chiuso dall’otturatore in posizione trasversale;

- la figura 3 rappresenta una vista in esploso dei principali componenti del dispositivo 1;

- le figure 4a e 4b rappresentano il dispositivo secondo l’invenzione nelle configurazioni di figura 1 e, rispettivamente, di figura 2 con l’aggiunta di frecce che indicano la direzione ed il verso del percorso del fango di perforazione nelle due differenti configurazioni di utilizzo a seconda della posizione assunta dall’otturatore;

- la figura 5 mostra una vista schematica semplificata in prospettiva del dispositivo di figura 1 nella quale sono evidenziati i mezzi di posizionamento e centraggio del supporto tubolare porta otturatore;

- la figura 5a mostra il particolare del solo supporto tubolare porta otturatore e della relativa guarnizione;

- la figura 6 rappresenta il particolare del solo corpo tubolare del dispositivo di figura 5;

- la figura 7 mostra un particolare del supporto tubolare porta otturatore di figura 5a e

- la figura 8 mostra schematicamente il posizionamento circonferenziale dei mezzi di posizionamento e centraggio nel corpo tubolare del dispositivo di figura 5.

Con riferimento alle annesse figure, con 1 à ̈ globalmente indicato un dispositivo secondo l’invenzione per assicurare la circolazione continua nella perforazione dei pozzi, nello specifico un dispositivo per assicurare la circolazione continua nella perforazione dei pozzi particolarmente durante l’inserimento o la rimozione di una stringa di perforazione in pozzi per l’esplorazione e la produzione di idrocarburi.

Il dispositivo 1 comprende:

- un corpo sostanzialmente tubolare 2 esteso in una prefissata direzione assiale X-X fra un’estremità di monte 2a ed un’estremità di valle 2b, come risulta dalle figure il corpo tubolare 2 à ̈ cilindrico a sezione circolare;

- un condotto assiale individuato fra l’estremità di monte 2a e l’estremità di valle 2b attraverso cui far fluire fango di perforazione attraverso il dispositivo 1;

- primi mezzi di collegamento filettato in corrispondenza dell’estremità di monte 2a per il collegamento dell’estremità di valle 2b del dispositivo 1 ad una estremità di una stringa di perforazione;

- secondi mezzi di collegamento filettato in corrispondenza dell’estremità di valle 2b per il collegamento dell’estremità di valle 2b del dispositivo 1 ad una estremità di una stringa di perforazione;

- un’apertura laterale 3 ricavata nel corpo tubolare 2 fra l’estremità di monte 2a e l’estremità di valle 2b per individuare nel dispositivo 1 un condotto laterale in comunicazione di fluido con il suddetto condotto assiale, il condotto assiale presenta un asse Y-Y che, preferibilmente, à ̈ perpendicolare all’asse X-X del condotto assiale;

- un tappo 5 rimovibilmente applicato in chiusura a tenuta di pressione all’apertura laterale 3 mediante un impegno filettato di tipo vite-madrevite,

- mezzi valvolari posizionati nel condotto assiale per intercettare il fango di perforazione ed interromperne il flusso dall’estremità di monte 2a all’estremità di valle 2b;

in cui:

- i suddetti mezzi valvolari comprendono un otturatore 6 mobilmente supportato nel condotto assiale per passare da una posizione trasversale rispetto al condotto assiale (cfr. figure 2 e 4b), nella quale l’otturatore 6 si estende trasversalmente all’asse del condotto assiale per interrompere la continuità di fluido fra l’estremità di monte 2a e l’estremità di valle 2b del condotto assiale, ed una posizione longitudinale rispetto al condotto assiale (cfr. figure 1, 4a e 5), nella quale l’otturatore 6 à ̈ sostanzialmente esteso lungo l’asse del condotto assiale ed à ̈ posizionato a ridosso di una porzione di parete laterale interna del corpo tubolare 2;

- nella suddetta posizione trasversale (cfr. figure 2 e 4b) l’otturatore 6 à ̈ posizionato per risultare compreso fra il condotto laterale e l’estremità di monte 2a del corpo tubolare 2, così da risultare posizionato a monte della suddetta apertura laterale 3 con riferimento al verso di avanzamento del fango di perforazione nel condotto assiale dall’estremità di monte 2a verso l’estremità di valle 2b e

- nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5) l’otturatore 6 à ̈ in chiusura a tenuta di pressione con l’apertura laterale 3 per interrompere la continuità di fluido del condotto laterale con il canale assiale del corpo tubolare 2.

Con riguardo alle stringhe di perforazione, si evidenzia che, in accordo con uno standard del settore, le stesse presentano una estremità inferiore con filettatura maschio ed una contrapposta estremità superiore con filettatura madrevite idonea ad essere impegnata in impegno vite-madrevite dall’estremità inferiore di una differente stringa di perforazione. In considerazione di tale standard di realizzazione, nel dispositivo 1 i primi mezzi di collegamento filettato dell’estremità di monte 2a sono una madrevite, mentre i secondi mezzi di collegamento filettato dell’estremità di valle 2b sono una filettatura maschio.

In corrispondenza dell’apertura laterale 3 il corpo tubolare 2 del dispositivo 1 presenta una sede per otturatore destinata ad essere impegnata a tenuta di pressione dall’otturatore 6 quando tale otturatore à ̈ nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5), realizzando con tale sede per otturatore la suddetta chiusura a tenuta di pressione dell’apertura laterale 3 e del canale laterale da essa individuata.

Preferibilmente, la suddetta sede per otturatore à ̈ una sede riportata 7, la quale à ̈ solidalmente associata a tenuta di pressione con il corpo tubolare 2. In accordo con la forma di realizzazione illustrata, la suddetta sede riportata 7 per otturatore à ̈ individuata da una ghiera filettata, la quale presenta:

- una porzione esterna con filettatura maschio in impegno vite-madrevite a tenuta di pressione con una corrispondente madrevite realizzata in corrispondenza dell’apertura laterale 3, nonché

- una porzione interna con filettatura madrevite che realizza il suddetto impegno filettato a tenuta di pressione con la filettatura maschio del tappo 5.

In alternativa à ̈ possibile realizzare la suddetta sede riportata per otturatore in un unico pezzo con il corpo tubolare 2, così come à ̈ possibile utilizzare una sede riportata per otturatore saldata al corpo tubolare o fissata in altro modo rispetto a quello filettato sopra descritto.

Analogamente, si evidenzia come l’impegno filettato che si realizza fra tappo 5 e sede riportata 7 per otturatore corrisponde ad una forma di realizzazione preferita, essendo tuttavia possibile prevedere differenti forme di collegamento rimovibile a tenuta di pressione.

In ogni caso, à ̈ bene che l’ingombro sia della sede riportata 7 che del tappo 5 resti contenuto o sostanzialmente a filo con l’ingombro esterno della parete esterna del corpo tubolare 2, al fine di evitare che eventuali porzioni aggettanti radialmente dal corpo tubolare 2 del dispositivo possano individuare interferenze nel pozzo di perforazione.

Preferibilmente, l’otturatore 6 comprende una porzione/parete convessa, preferibilmente parzialmente sferica, con convessità rivolta verso l’apertura laterale 3. Tale porzione/parete sferica impegna a tenuta di pressione la suddetta sede riportata 7 per otturatore quando l’otturatore 6 à ̈ nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5).

Preferibilmente, i suddetti mezzi valvolari si concretano in una valvola a ciabatta dotata di un otturatore a diaframma 6 collegato mediante mezzi di collegamento a cerniera in corrispondenza di una sua porzione periferica ad un asse di rotazione 8, detto diaframma 6 passando da detta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5) a detta posizione trasversale (cfr. figure 2 e 4b), e viceversa, mediante una rotazione attorno a detto asse di rotazione 8. Tale asse di rotazione 8:

- à ̈ esteso trasversalmente, preferibilmente perpendicolarmente, all’asse longitudinale X-X di detto condotto assiale;

- Ã ̈ posizionato a ridosso della parete interna di detto corpo tubolare 2;

- Ã ̈ posizionato circonferenzialmente in modo da risultare in sostanziale corrispondenza di detta apertura laterale 3 e

- à ̈ posizionato in sostanziale prossimità di detta apertura laterale 3 nel tratto del corpo tubolare 2 compreso fra l’apertura laterale 3 e l’estremità di monte 2a del corpo tubolare 2.

Conseguentemente, quando il corpo tubolare 2 à ̈ posizionato con l’asse longitudinale sostanzialmente verticale ed orientato con l’estremità di monte 2a collocata ad una quota maggiore rispetto all’estremità di valle 2b:

- i suddetti mezzi di collegamento a cerniera e l’asse di rotazione 8 risultano essere posizionati proprio al di sopra dell’apertura passante 3 e

- per effetto della forza peso il diaframma 6 tende a portarsi verso la suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5) nella quale assicura la chiusura a tenuta dell’apertura laterale 3.

In accordo con la forma di realizzazione preferita illustrata nelle figure, l’otturatore 6 ed i suddetti mezzi di collegamento a cerniera sono supportati da un supporto tubolare 9 porta otturatore rappresentato schematicamente in figura 5a il quale à ̈ concentricamente inserito a tenuta di pressione nel condotto tubolare individuato nel corpo tubolare 2 a partire dall’estremità di monte 2a fino ad una posizione assiale di fondo corsa definita da mezzi di posizionamento e centraggio 11,12.

Come risulta dalle figure, fra il supporto tubolare 9 e la parete tubolare interna del corpo tubolare sono previsti mezzi di guarnizione 24 per assicurare la tenuta a pressione. Allo scopo, nella parte esterna del supporto tubolare 9 à ̈ prevista una sede anulare nella quale i mezzi di guarnizioni 24 sono alloggiati in modo da sporgere verso l’esterno per poter interferire con la parete tubolare interna del corpo tubolare 2.

Preferibilmente, i suddetti mezzi di posizionamento e centraggio 11,12 individuano una chiave di inserimento polarizzato idonea a consentire l’inserimento del supporto tubolare 9 nel condotto tubolare individuato nel corpo tubolare 2 fino a detta posizione assiale di fondo corsa solo quando il supporto tubolare 9 à ̈ angolarmente ruotato in modo corretto rispetto all’asse X-X del condotto assiale in modo che, nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5) l’otturatore 6 venga a trovarsi in sovrapposizione a detta apertura laterale 3 (più specificatamente in impegno a tenuta di pressione con la sede 7 per otturatore) per assicurarne la chiusura a tenuta di pressione.

In accordo con la forma di realizzazione illustrata, i suddetti mezzi di posizionamento e centraggio comprendono una pluralità di nottolini di appoggio 11, i quali sono aggettanti radialmente dalla parete tubolare interna del corpo tubolare 2 verso l’interno del condotto assiale, nonché una corrispondente pluralità di cave 12 ricavate nella parete esterna del supporto tubolare 9 .

Più dettagliatamente, il corpo tubolare 2 comprende tre distinti nottolini di appoggio 11, preferibilmente posizionati in corrispondenza dello stesso piano diametrale, i quali sono posizionati in modo che un primo nottolino 11a risulti circonferenzialmente distanziato di un primo angolo rispetto ai due restanti nottolini 11b differente da un secondo angolo di cui sono circonferenzialmente distanziati fra loro i due restanti nottolini 11b. Nell’esempio di figura 8 il primo angolo à ̈ pari a 130° mentre il secondo angolo à ̈ pari a 100°.

In modo corrispondente, il supporto tubolare 9 comprende tre cave 12, di cui una prima cava destinata ad essere impegnata dal primo nottolino 11a e due restanti cave destinate ad essere impegnate dai restanti nottolini 11b.

Giova evidenziare che le suddette cave 12 si concretano in scanalature ricavate nella parete tubolare esterna del supporto tubolare 9 a partire dall’estremità di testa 9b di tale supporto che à ̈ affacciata verso l’estremità di valle 2b del corpo tubolare 2.

In considerazione della suddetta disposizione circonferenziale dei nottolini di appoggio 11 e delle cave 12, à ̈ evidente che l’inserimento del supporto tubolare 9 nel condotto del corpo tubolare 2 a partire dall’estremità di monte 2a dello stesso, fino a portare le estremità di testa 23 delle cave 12 in appoggio sui rispettivi nottolini à ̈ possibile solo al raggiungimento di una sola specifica posizione circonferenziale del supporto tubolare 9 intorno all’asse X-X del corpo tubolare 2.

Ciò costituisce dunque la suddetta chiave di inserimento polarizzato idonea ad assicurare che, nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5), l’otturatore 6 venga a trovarsi posizionato in corrispondenza esatta dell’apertura laterale 3, così da realizzare il suddetto impegno a tenuta di pressione con la sede 7 per otturatore. Preferibilmente, le due suddette restanti cave presentano una larghezza circonferenziale tale da consentire un inserimento dei rispettivi nottolini di appoggio 11b con gioco circonferenziale, mentre la larghezza circonferenziale della cava 12a à ̈ tale da consentire un accoppiamento con gioco circonferenziale limitato del rispettivo nottolino di appoggio 11a. Preferibilmente, la suddetta cava 12a à ̈ conformata in modo da presentare una svasatura di imbocco cfr. figura 7) in corrispondenza dell’estremità di testa 9b del supporto tubolare 9, grazie alla quale l’imbocco nella cava 12a del nottolino di appoggio 11a à ̈ facilitato.

In alternativa, a quanto descritto, i mezzi di posizionamento e centraggio possono essere conformati in modo differente e/o che la chiave di inserimento polarizzato fra il corpo tubolare 2 ed il supporto tubolare 9 si realizzi in modo strutturalmente o funzionalmente diverso da quello sopra descritto, il quale presenta il vantaggio di essere semplice, affidabile, di facile connessione e poco costoso.

Il dispositivo 1 comprende altresì mezzi di ritegno 13 idonei a mantenere il supporto tubolare 9 inserito nel condotto assiale nella suddetta posizione assiale di fondo corsa.

I mezzi di ritegno 13 comprendono:

- una pluralità di elementi di riscontro 14 posizionati nel condotto tubolare in posizione circonferenzialmente sfalsata fra loro ed a ridosso dell’estremità di testa 9a del supporto tubolare 9 affacciata verso l’estremità di monte 2a del corpo tubolare 2, detti elementi di riscontro 14 costituendo mezzi di riscontro per impedire al supporto tubolare 9 di avanzare assialmente verso l’estremità di monte 2a del corpo tubolare 2;

- una sede interna 15 ricavata nella parete tubolare interna di detto corpo tubolare 2 in cui à ̈ alloggiata una prima porzione degli elementi di riscontro 14 e

- una guida di bloccaggio 16 per mantenere la suddetta prima porzione degli elementi di risconto inserita nella sede interna 15.

In accordo con una forma di realizzazione preferita e vantaggiosa, i suddetti elementi di riscontro 14 sono sferici.

Preferibilmente, la suddetta prima porzione degli elementi di riscontro sferici 14 inserita nella sede interna 15 à ̈ una porzione pari al 40÷55% del volume degli elementi di riscontro sferici 14. Più preferibilmente, la suddetta prima porzione degli elementi di riscontro sferici 14 à ̈ una porzione sostanzialmente pari alla metà degli elementi di riscontro sferici 14.

Preferibilmente, la suddetta sede interna 15 comprende un profilo semisferico complementare al profilo di detta prima porzione di detti elementi di riscontro sferici 14.

Preferibilmente la suddetta sede interna 15 Ã ̈ una sede anulare.

Preferibilmente, nella suddetta sede anulare interna 15 à ̈ presente una scanalatura circonferenziale 26 nella quale sono alloggiati dei magneti, preferibilmente in forma di settori anulari o di un anello aperto 18, i quali consentono di trattenere gli elementi di riscontro 14 sferici in posizione nella sede anulare interna 15 durante l’assemblaggio del dispositivo 1, specificatamente prima che sia stata posizionata la guida di bloccaggio 16.

In alternativa o in aggiunta alla presenza dei suddetti magneti posizionati nella sede anulare interna 15 à ̈ possibile prevedere che gli elementi di riscontro 14 siano sfere magnetiche. Ciò può essere ottenuto magnetizzando gli elementi di riscontro sferici 14 o associando ad essi dei magneti.

Per quanto riguarda la suddetta guida di bloccaggio 16 degli elementi di riscontro 14 sferici si evidenzia che la stessa può essere convenientemente trattenuta in posizione all’interno del condotto tubolare 2, contro la parete interna del condotto tubolare 2, mediante un anello seeger 19 che impegna in parte una scanalatura interna circonferenziale 20 ricavata nella parete tubolare interna del corpo tubolare 2 ed in parte una scanalatura circonferenziale 21 ricavata nella parete esterna della guida di bloccaggio 16.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende mezzi magnetici per agire sull’otturatore 6 quando in posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5), o in una posizione prossima ad essa, e trattenerlo in posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5) con un prefissato carico, solo al superamento del quale l’otturatore 6 può muoversi verso la suddetta posizione trasversale (cfr. figure 2 e 4b).

In accordo con una forma realizzativa non illustrata, i suddetti mezzi magnetici possono comprendere uno o più magneti portati dall’otturatore in corrispondenza del lato dell’otturatore 6 affacciato all’apertura laterale 3 quando l’otturatore 6 à ̈ nella suddetta posizione longitudinale, cosicché tali magneti possano interagire con la parete interna del corpo tubolare 2, con la sede 7 per l’otturatore e/o preferibilmente con una porzione del tappo 5.

Preferibilmente, i magneti portati dall’otturatore hanno una forma ad anello e sono applicati al lato dell’otturatore 6 affacciato all’apertura laterale 3 quando l’otturatore 6 à ̈ in posizione longitudinale. Ciò à ̈ particolarmente vantaggioso quando l’otturatore 6 à ̈ sostanzialmente circolare, in quanto l’anello magnetico può essere applicato all’otturatore 6 in modo da risultare ad esso concentrico.

In accodo con la forma di realizzazione illustrata, i suddetti mezzi magnetici sono mezzi magnetici 22 portati dal tappo 5, preferibilmente portato in corrispondenza del lato interno del tappo 5 affacciato verso il suddetto canale assiale.

Preferibilmente, i mezzi magnetici 22 hanno forma ad anello, essendo tuttavia possibile prevedere l’impiego ed il posizionamento sul/nel tappo 5 di magneti aventi forma di settori anulari, di dischi o differentemente conformati.

Eventualmente, à ̈ possibile prevedere che i suddetti mezzi magnetici siano portati sia dal tappo 5 che dall’otturatore 6, in questo caso avendo l’accortezza di posizionare i magneti del tappo e dell’otturatore in modo che risultino sostanzialmente affacciati fra loro à ̈ possano attrarsi magneticamente quando l’otturatore 6 à ̈ nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5).

Preferibilmente, fra il tappo 5 e l’otturatore 6 non vi à ̈ contatto diretto, fra di essi essendo sempre assicurata una distanza minima.

Conseguentemente, quando l’otturatore 6 à ̈ nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5) fra l’otturatore 6 ed il tappo 5 risulta essere individuata una camera chiusa. Al fine di consentire una depressurizzazione di tale camera, in accordo con una forma di realizzazione preferita il tappo 5 comprende un’apertura assiale passante (non illustrata) in corrispondenza della quale à ̈ collocata una valvola di scarico (non illustrata) idonea ad essere azionata fra una configurazione chiusa tenuta di pressione ed una condizione aperta nelle quali impedisce e, rispettivamente, consente il passaggio di fluido attraverso la suddetta apertura passante consentendo il passaggio di fango di perforazione.

Agendo in apertura sulla suddetta valvola di scarico à ̈ dunque possibile fare uscire l’eventuale fango di perforazione ivi trattenuto, migliorando con ciò la stabilità dell’otturatore nella suddetta posizione longitudinale (cfr. figure 1, 4a e 5) mentre assicura la chiusura a tenuta di pressione del suddetto passaggio laterale.

Come si può apprezzare da quanto descritto, il dispositivo 1 secondo la presente invenzione consente di soddisfare la suddetta esigenza e di superare nel contempo gli inconvenienti di cui si à ̈ riferito nella parte iniziale della descrizione con riferimento alla tecnica nota. Infatti, la presenza dei mezzi magnetici consente di bloccare e stabilizzare con un prefissato precarico l’otturatore nella posizione longitudinale, evitando l’insorgere di indesiderati martellamenti dell’otturatore e senza bisogno alcuno di prevedere la presenza di molle o altri mezzi elastici.

Vantaggiosamente, la possibilità di applicare i mezzi magnetici al tappo, consente di verificare di volta in volta l’efficienza dei magneti prima di montare il tappo stesso, provvedendo eventualmente alla sostituzione dell’intero tappo con un altro in piena efficienza, inviando nel contempo il tappo con i magnetici non più pienamente efficienti in assistenza per la sostituzione dei magneti.

È il caso di evidenziare che l’impiego di cosiddetti “supermagneti†comunemente reperibili in commercio rende possibile l’impiego del dispositivo secondo l’invenzione anche con temperature di esercizio dell’ordine di 80-90°C, le quali si riscontrano solo raramente nelle perforazioni.

Ulteriormente, si evidenzia come l’impiego di elementi di riscontro sferici consenta di eliminare problemi di impuntamento e cementazione degli stessi nella sede interna anulare del corpo tubolare quando si rende necessario provvedere alla rimozione del supporto tubolare per effettuare operazioni di manutenzione.

Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti al dispositivo sopra descritto, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per assicurare la circolazione continua nella perforazione di pozzi, particolarmente durante l’inserimento o la rimozione di una stringa di perforazione in pozzi per l’esplorazione e la produzione di idrocarburi, comprendente: - un corpo (2) sostanzialmente tubolare esteso in una prefissata direzione assiale fra un’estremità di monte (2a) ed un’estremità di valle (2b); - un condotto assiale individuato all’interno di detto corpo tubolare (2) fra detta estremità di monte (2a) e detta estremità di valle (2b) attraverso cui far fluire fango di perforazione attraverso il dispositivo (1); - primi mezzi di collegamento filettato in corrispondenza di detta estremità di monte (2a) per il collegamento di detta estremità di valle (2b) del dispositivo ad una estremità di una stringa di perforazione; - secondi mezzi di collegamento filettato in corrispondenza di detta estremità di valle (2b) per il collegamento di detta estremità di valle (2b) del dispositivo ad una estremità di una stringa di perforazione; - una apertura laterale (3) ricavata in detto corpo tubolare (2) fra detta estremità di monte (2a) e detta estremità di valle (2b) per individuare in detto dispositivo un condotto laterale in comunicazione di fluido con detto condotto assiale; - un tappo (5) rimovibilmente applicato in chiusura a tenuta di pressione a detta apertura laterale (3) mediante un impegno filettato di tipo vite-madrevite, - mezzi valvolari (6) posizionati in detto condotto assiale per intercettare detto fango di perforazione ed interromperne il flusso da detta estremità di monte (2a) a detta estremità di valle (2b); in cui: - detti mezzi valvolari (6) comprendono un otturatore (6) mobilmente supportato in detto condotto assiale per passare da una posizione trasversale rispetto a detto condotto assiale, nella quale detto otturatore (6) si estende trasversalmente all’asse di detto condotto assiale per interrompere la continuità di fluido fra detta estremità di monte (2a) e detta estremità di valle (2b) in detto condotto assiale, ed una posizione longitudinale rispetto a detto condotto assiale, nella quale detto otturatore (6) à ̈ sostanzialmente esteso lungo l’asse di detto condotto assiale a ridosso di una porzione di parete laterale interna di detto corpo tubolare (2); - in detta posizione trasversale detto otturatore (6) à ̈ posizionato per risultare compreso fra detto condotto laterale e detta estremità di monte (2a) del corpo tubolare (2), così da risultare posizionato a monte di detta apertura laterale (3) con riferimento al verso di avanzamento del fango di perforazione in detto condotto assiale da detta estremità di monte (2a) verso detta estremità di valle (2b) e - in detta posizione longitudinale detto otturatore (6) à ̈ in chiusura a tenuta di pressione con detta apertura laterale (3) per interrompere la continuità di fluido fra detto condotto laterale e detto canale assiale, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi magnetici (22) per agire su detto otturatore (6) in detta posizione longitudinale e trattenerlo in detta posizione longitudinale con un prefissato carico, al superamento del quale detto otturatore (6) può essere portato verso detta posizione trasversale.
2. 2. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 1, in cui detti mezzi magnetici sono portati da detto tappo (5) per interagire magneticamente in attrazione su detto otturatore (6) quando detto otturatore (6) Ã ̈ in detta posizione longitudinale.
3. 3. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 2, in cui detti mezzi magnetici sono posizionati in corrispondenza del lato di detto tappo (5) affacciato verso detto canale assiale.
4. 4. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 2 o 3, in cui detti mezzi magnetici portati da detto tappo (5) individuano un anello.
5. 5. Dispositivo in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detti mezzi magnetici comprendono uno o più magneti portati da detto otturatore (6) in corrispondenza del lato di detto otturatore affacciato verso detta apertura laterale (3) quando detto otturatore (6) à ̈ in detta posizione longitudinale.
6. 6. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 5, in cui detti uno o più magneti portati da detto otturatore (6) comprendono un anello magnetico applicato al lato di detto otturatore (6) affacciato a detta apertura laterale (3) quando detto otturatore (6) à ̈ in detta posizione longitudinale, preferibilmente detto otturatore (6) à ̈ sostanzialmente circolare e detto anello magnetico à ̈ applicato a detto otturatore (6) in modo da risultare concentrico rispetto al cerchio individuato da detto otturatore (6).
7. 7. Dispositivo in accordo con le rivendicazioni 3 e 6, in cui, quando detto otturatore (6) Ã ̈ in detta posizione longitudinale, detti mezzi magnetici portati da detto otturatore (6) e detti mezzi magnetici portati da detto tappo (5) sono sostanzialmente affacciati e distanziati fra loro, detti magneti affacciati attraendosi magneticamente fra loro.
8. 8. Dispositivo in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui detto tappo (5) comprende un’apertura passante in corrispondenza della quale à ̈ collocata una valvola di scarico idonea ad essere azionata fra una configurazione chiusa ed una condizione aperta nelle quali ostruisce e, rispettivamente, non ostruisce detta apertura passante consentendo il passaggio di fango di perforazione.
9. 9. Dispositivo in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui detto otturatore (6) comprende una porzione/parete convessa, preferibilmente parzialmente sferica, con convessità rivolta verso l’apertura laterale (3), detta porzione/parete sferica impegnando a tenuta di pressione una sede (7) per otturatore individuata in detto corpo tubolare (2) intorno a detta apertura laterale (3).
10. 10. Dispositivo in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente una sede riportata (7) per otturatore solidalmente associata a tenuta di pressione a detto corpo tubolare (2) intorno a detta apertura laterale (3), in cui detta sede riportata (7) per otturatore individua una ghiera filettata avente: - una porzione interna filettata che realizza detto impegno filettato con detto tappo (5) rimovibile e - una porzione filettata esterna impegnata a tenuta di pressione con detto corpo tubolare (2).
11. 11. Dispositivo in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto otturatore (6) comprende un diaframma (6) collegato mediante mezzi di collegamento a cerniera in corrispondenza di una sua porzione periferica ad un asse di rotazione (8), detto diaframma (6) passando da detta posizione longitudinale a detta posizione trasversale, e viceversa, mediante una rotazione attorno a detto asse di rotazione (8), il quale: - à ̈ esteso trasversalmente, preferibilmente perpendicolarmente, all’asse longitudinale (X-X) di detto condotto assiale; - à ̈ posizionato a ridosso della parete interna di detto corpo tubolare (2); - à ̈ posizionato circonferenzialmente in modo da risultare in sostanziale corrispondenza di detta apertura laterale (3) e - à ̈ posizionato in sostanziale prossimità di detta apertura laterale (3) nel tratto di detto corpo tubolare (2) compreso fra detta apertura laterale (3) e detta estremità di monte (2a) di detto corpo tubolare (2), di modo che, quando detto corpo tubolare (2) à ̈ posizionato con l’asse longitudinale (X-X) sostanzialmente verticale ed orientato con l’estremità di monte (2a) collocata ad una quota maggiore rispetto all’estremità di valle (2b), detti mezzi di collegamento a cerniera e detto asse di rotazione (8) sono posizionati al di sopra di detta apertura passante e, per effetto della forza peso, detto diaframma (6) tende a portarsi verso detta posizione longitudinale.
12. 12. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 11, in cui detti mezzi di collegamento a cerniera sono supportati da un supporto tubolare (9) porta otturatore concentricamente inserito a tenuta di pressione in detto condotto tubolare a partire da detta estremità di monte (2a) fino ad una posizione assiale di fondo corsa definita da mezzi di posizionamento e centraggio (11,12).
13. 13. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 12, in cui detti mezzi di posizionamento e centraggio (11,12) individuano una chiave di inserimento polarizzato idonea a consentire l’inserimento di detto supporto tubolare (9) in detto condotto tubolare fino a detta posizione assiale di fondo corsa solo quando detto supporto tubolare (9) angolarmente ruotato rispetto all’asse di detto condotto assiale (X-X) in modo che detto otturatore (6) in posizione longitudinale venga a trovarsi in sovrapposizione di detta apertura laterale (3) per assicurarne la chiusura a tenuta di pressione.
14. 14. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 12 o 13, comprendete mezzi di ritegno (13) per mantenere detto supporto tubolare (9) inserito in detto condotto assiale in detta posizione assiale di fondo corsa, in cui detti mezzi di ritegno (13) comprendono: - una pluralità di elementi di riscontro (14) posizionati in detto condotto tubolare in posizione circonferenzialmente sfalsata fra loro ed a ridosso di un’estremità di testa (9a) di detto supporto tubolare (9) affacciata verso detta estremità di monte (2a) del corpo tubolare (2), detti elementi di riscontro (14) costituendo mezzi di riscontro per impedire a detto supporto tubolare (9) di avanzare assialmente verso detta estremità di monte (2a) del corpo tubolare (2); - una sede interna (15) ricavata nella parete tubolare interna di detto corpo tubolare (2) in cui à ̈ alloggiata una prima porzione di detti elementi di riscontro (14) e - una guida di bloccaggio (16) in impegno con detta parete tubolare interna di detto corpo tubolare (2) per mantenere detta porzione di detti elementi di risconto inserita in detta sede interna (15), in cui detti elementi di riscontro (14) sono elementi di riscontro (14) sferici.
15. 15. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 14, in cui detta prima porzione di detti elementi di riscontro (14) sferici à ̈ una porzione sostanzialmente pari alla metà di detti elementi di riscontro sferici (14).
16. 16. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 14 o 15, in cui detta sede interna (15) Ã ̈ una sede anulare avente un profilo semisferico complementare al profilo di detta porzione sferica di detti elementi di riscontro (14) in essa alloggiati.
17. 17. Dispositivo in accordo con la rivendicazione 16 in cui in detta sede anulare sono alloggiati magneti (18) per trattenere in posizione detti elementi di riscontro (14) sferici in detta sede.
18. 18. Dispositivo in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 17, in cui detti elementi di riscontro sferici (14) sono magnetici o comprendono mezzi magnetici.
19. 19. Dispositivo in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 18, in cui detta guida di bloccaggio (16) Ã ̈ trattenuta in posizione contro detta parete interna di detto condotto tubolare mediante un anello seeger (19).