MX2007010005A - Manguito de aislamiento de fractura. - Google Patents

Manguito de aislamiento de fractura.

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Gerald Brian Swagerty
Brandon Matthew Cain
Huy Lequang
Bill Albright
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Abstract

Un aparato acoplado operativamente a un pozo que tiene una tuberia de revestimiento de produccion colocada en el mismo, el aparato incluye un primer dispositivo que tiene un diametro interno, un segundo dispositivo que tiene un diametro interno, y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los diametros internos del primer y segundo dispositivos, donde el manguito de aislamiento de fractura tiene un diametro interno que es mayor que o igual a un diametro interno de la tuberia de revestimiento de produccion.

Description

MANGUITO DE AISLAMIENTO DE FRACTURA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION La invención se relaciona con un método y aparato para aislar una porción de un cabezal de pozo durante una operación de fractura. Un pozo de campo petrolero típico comprende diversas sartas de tubería o tubería de bombeo, tales como sartas de tubería de revestimiento. La FIGURA 1 ilustra un pozo convencional particular. El pozo ilustrado incluye un cabezal 10 de tubería de revestimiento que soporta una sarta 15 de tubería de revestimiento externa. Un colgador 20 de tubería de revestimiento se coloca en el cabezal 10 de tubería de revestimiento y soporta una sarta 25 de tubería de revestimiento interna o de producción. Un cabezal 30 de tubería de bombeo se dispone por arriba del cabezal 10 de tubería de revestimiento. Durante las operaciones normales de producción, el cabezal 30 de tubería de bombeo soporta un colgador de tubería de bombeo (no mostrado) y tubería de bombeo de producción (también no mostrado) . La sarta 25 de tubería de revestimiento de producción se extiende descendente en un yacimiento 35 que contiene hidrocarburos. Es común en las operaciones de producción de un campo petrolero "reacondicionar" un pozo de producción lenta o marginal para estimular e incrementar la producción. Tales técnicas de reacondicionamiento pueden incluir fractura a alta presión del yacimiento 35, conocido para la técnica como "fracturar" un pozo o yacimiento. También es común fracturar un pozo nuevo para incrementar la capacidad de producción del pozo. En general, en este proceso, una lechada que contiene arena se bombea hacia abajo en el yacimiento a muy altas presiones. Las partículas de arena se incrustan en pequeñas grietas y fisuras en el yacimiento, abriéndolas en cuña e incrementando, de esta manera, el flujo del fluido producido. Tales procesos de fractura son típicamente más eficientes en las porciones inferiores del sondeo 40. Por ejemplo, como se ilustra en la FIGURA 1, el fluido puede bombearse en la tubería de revestimiento 25 de producción, logrando una fractura eficiente de la zona 45 más ba a. Un tapón 50 intermedio puede entonces instalarse por arriba de la zona 45 más baja, después de lo cual el pozo se fractura otra vez, logrando una fractura eficiente en la zona 55 media. Un segundo tapón 60 intermedio puede entonces instalarse por arriba de la zona 55 media, después de lo cual el pozo se fractura una vez más, logrando una fractura eficiente en la zona 65 superior. Los tapones 50, 60 intermedios se instalan típicamente utilizando un lubpcador de cable metálico. Mientras las tres zonas (por ejemplo, las zonas 45, 55, 65) se ilustran en la FIGURA 1, cualquier número de zonas pueden identificarse en un pozo y pueden realizarse cualquier número de ciclos de fractura.
El cabezal 30 de tubería de bombeo y cualesquiera válvulas asociadas con el cabezal de tubería de bombeo, tal como una válvula 70 en la FIGURA 1, típicamente se evalúan para la presión de yacimiento esperada, es decir, la presión de los fluidos producidos del pozo. La presión de fractura, sin embargo, es típicamente mucho más alta que la presión de yacimiento y con frecuencia excede la capacidad de presión del cabezal de tubería de bombeo y válvula. Más aún, los fluidos utilizados durante la fractura con frecuencia son muy abrasivos y/o corrosivos. Por lo tanto, el cabezal 30 de tubería de bombeo y otros componentes tales de la conexión 78 en brida superior con frecuencia se aislan y protegen del fluido de fractura por una herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo. Una herramienta 65 de aislamiento de cabezal de pozo convencional se monta arriba de un ensamble 80 de ramificación de fractura y comprende una embocadura tubular agrandada que pasa a través del cabezal 30 de tubería de sondeo y se sella a la superficie interior de la tubería de revestimiento 25 de producción. El fluido de fractura puede entonces bombearse a través de la herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo, desviando el cabezal 30 de tubería de sondeo y el ensamble 80 de ramificación de fractura. De esta manera, las conexiones en brida entre el cabezal 30 de tubería de sondeo, el ensamble 80 de ramificación de fractura y las válvulas 70 de compuerta de zona anular del cabezal de tubería de sondeo se aislan de la presión y las características abrasivas/corrosivas del fluido de fractura. Una dificultad que surge en esta disposición es que el diámetro interior de la herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo es sustancialmente más pequeño que el diámetro interior de la sarta 25 de tubería de revestimiento, ya que la herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo se sella a la superficie interior de la sarta 25 de tubería de revestimiento. La FIGURA 1 ilustra que el radio A interior de la herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo es más pequeño que el radio B interior de la sarta 25 de tubería de revestimiento. Ya que el diámetro exterior de los tapones 50, 60 intermedios (o cualquier tapón/herramienta pozo abajo), es sustancialmente el mismo que el de la desviación de la sarta 25 de tubería de revestimiento, los tapones 50, 60 intermedios no pueden pasar a través de la herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo. Por lo tanto, cada vez que un tapón 50, 60 intermedio se instala, la herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo debe de retirarse e instalarse el lubricante de cable metálico. Después de instalar cada tapón 50, 60 intermedio, el lubpcador de cable metálico se retira y la herramienta 75 de aislamiento de cabezal de pozo se reinstala para el siguiente ciclo de fractura. Esta instalación y retiro repetitivos del equipo agrega costo y tiempo significativo para la administración del pozo. La presente invención se dirige a superar, o por lo menos reducir, los efectos de uno o más de los problemas establecidos en lo anterior. En una modalidad ilustrativa, la presente invención se dirige a un aparato operativamente acoplado a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, el aparato incluye un primer dispositivo que tiene un orificio interno, un segundo dispositivo que tiene un orificio interno, y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del primer y segundo dispositivos, en donde el manguito de aislamiento de fractura tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención puede entenderse con referencia a la siguiente descripción tomada junto con los dibujos anexos, en los cuales : La FIGURA 1 es una vista en corte transversal estilizada de una porción de un sondeo y un cabezal de pozo que incluye una herramienta de aislamiento de cabezal de pozo convencional; y La FIGURA 2 es una vista en corte transversal parcial de una modalidad ilustrativa de un manguito de aislamiento de fractura de acuerdo con la presente invención dispuesto en un sistema de fractura y un cabezal de tubería de bombeo ; La FIGURA 3 es una vista agrandada de una porción del cabezal de tubería de bombeo y el manguito de aislamiento de fractura de la FIGURA 2; La FIGURA 4 es una vista en corte transversal parcial de una modalidad ilustrativa de un manguito de aislamiento de fractura de acuerdo con la presente invención alternativo a aquel de la FIGURA 2 dispuesto en un sistema de fractura y un cabezal de tubería de bombeo; La FIGURA 5 es una vista en corte transversal parcial de una modalidad ilustrativa de un manguito de aislamiento de fractura de acuerdo con la presente invención alternativo a aquel de las FIGURAS 2 y 4 dispuesto en un sistema de fractura y un cabezal de tubería de bombeo; La FIGURA 6 es una vista en corte transversal parcial de una modalidad ilustrativa de un manguito de aislamiento de fractura de acuerdo con la presente invención alternativo a aquel de las FIGURAS 2, 4 y 5 dispuesto en un sistema de fractura y un cabezal de tubería de bombeo; y La FIGURA 7 es una vista en elevación lateral de una modalidad ilustrativa de un sistema de fractura de acuerdo con la presente invención. Mientras la invención es susceptible a diversas modificaciones y formas alternativas, las modalidades específicas de la misma se han mostrado a manera de ejemplo en los dibujos y se describen en la presente en detalle. Debe entenderse, sin embargo, que la descripción en la presente de las modalidades específicas no pretende limitar la invención a las formas particulares descritas, sino por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas. Las modalidades ilustrativas de la invención se describen en lo siguiente. Con atención a la claridad, no todas las características de una implementación real se describen en esta especificación. Se apreciará por supuesto que en el desarrollo de cualquier modalidad real tal, numerosas decisiones específicas de la implementación deben hacerse para lograr las metas específicas del desarrollador, tal como cumplimiento de las restricciones relacionadas con el sistema y relacionadas con el negocio, las cuales variarán de una implementación a otra. Más aún, se apreciará que tal esfuerzo de desarrollo podrá ser complejo y lento, pero podría sin embargo ser una empresa de rutina para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica que tienen el beneficio de esta descripción. La presente invención, en una modalidad, se dirige a un manguito de aislamiento de fractura adaptado para aislar porciones de un cabezal de pozo y también es recuperable a través de una ramificación de fractura y, si se presenta, un preventor de reventones. Una modalidad particular de un manguito 100 de aislamiento de fractura se muestra en la FIGURA 2. La FIGURA 2 ilustra una porción de un sistema 105 de fractura, el cual se discutirá en mayor detalle en lo siguiente, y un cabezal 110 de tubería de bombeo. Los componentes del sistema 105 de fractura mostrados en la FIGURA 2 incluyen una válvula 115 maestra de ramificación de fractura inferior y un adaptador 120, dispuesto entre la válvula 115 maestra de ramificación de fractura inferior y el cabezal 110 de tubería de bombeo. El manguito 100 de aislamiento de fractura se muestra en la FIGURA 2 en una posición instalada, dispuesto en un orificio 125 central del adaptador 120 y un orificio 130 central del cabezal 110 de tubería de bombeo. Sin embargo, debe entenderse que el manguito de aislamiento de fractura de la presente invención puede colocarse en los orificios de cualesquiera de dos dispositivos . Cuando se instala como se muestra en la modalidad de la FIGURA 2, el manguito 100 de aislamiento de fractura sustancialmente aisla la conexión entre el adaptador 120 y el cabezal 110 de tubería de bombeo (generalmente en 135) del fluido de fractura. El manguito 100 de aislamiento de fractura también aisla sustancialmente las bocas 140, 145 definidas por el cabezal 110 de tubería de bombeo del fluido de fractura. Más aún, el orificio 125 central del adaptador 120 y una porción 150 superior del orificio 130 central del cabezal 110 de tubería de bombeo se aislan sustancialmente del fluido de fractura. En otras palabras, el manguito 100 de aislamiento de fractura impide al fluido de fractura contactar la porción 150 superior del orificio 130 central del cabezal 105 de tubería de bombeo e impide al fluido de fractura contactar el orificio 125 central del adaptador 120. De esta manera, la conexión 135 entre el adaptador 120 y el cabezal 110 de tubería de bombeo, así como también las bocas 140, 145 se aislan del fluido de fractura presurizado. Nótese que, en general, el fluido de fractura puede ser abrasivo y/o corrosivo . Aún con referencia a la FIGURA 2, la modalidad ilustrada del manguito 100 de aislamiento de fractura comprende un cuerpo 155 y un casquete 160 acoplado de manera roscada con el cuerpo 55. En algunas modalidades, sin embargo, el casquete 160 puede omitirse. Cuando se emplea, el casquete 160 puede tender a minimizar el flujo turbulento y erosión en el área adyacente al casquete 160 y, por ejemplo, detrás de la tubería de revestimiento de producción. El manguito 100 de aislamiento de fractura comprende uno o más sellos 162 (dos sellos 162 se muestran en la modalidad ilustrada) que inhiben el flujo del fluido entre el manguito 100 de aislamiento de fractura y el adaptador 120. El manguito 100 de aislamiento de fractura además comprende sellos 165, 170 que inhiben el flujo del fluido entre el manguito 100 de aislamiento de fractura y el cabezal 110 de tubería de bombeo. En la modalidad ilustrada, los sellos 162, 165 pueden comprender sellos elastoméricos y/o metálicos conocidos en la técnica. Sin embargo, debe entenderse que el manguito de aislamiento de fractura puede sellarse entre cualesquiera de dos componentes. Por ejemplo, el manguito de aislamiento de fractura puede ser de longitud suficiente de manera que un extremo del manguito se selle contra el cabezal 110 de tubería de bombeo mientras el otro extremo del manguito se extiende a través de la válvula 115 y se sella dentro de un orificio interno dentro de un árbol de Navidad (no mostrado) colocado arriba de la válvula 115. En tal configuración, el manguito puede emplearse para proteger la válvula 115 maestra inferior de la erosión durante las operaciones de fractura. El sello 170, en la modalidad ilustrada, comprende empaquetamiento por compresión que previo a la compresión, tiene un diámetro más pequeño que el orificio 125 central del adaptador 120 y el orificio 130 central del cabezal 110 de tubería de bombeo. Dispuestos por arriba y por abajo del sello 170 de compresión se encuentran los espaciadores 175, 180, respectivamente, que se utilizan para cambiar la posición del sello 170 de compresión con respecto al cuerpo 155 del manguito 100 de aislamiento de fractura. Nótese que diferentes cabezales 110 de tubería de bombeo pueden tener bocas 140, 145 localizadas en posiciones diferentes. Por ejemplo, un cabezal 110 de tubería de bombeo puede tener bocas 140, 145 localizadas ligeramente por arriba de las bocas 140, 145 de otro cabezal de tubería de bombeo. Los espaciadores 175, 180 pueden elegirse a partir de una selección de espaciadores 175, 180 de longitudes diferentes de manera que el sello 170 de compresión se disponga por debajo de las bocas 140, 145 asegurando de esta manera que se aislan sustancialmente del fluido de fractura. Alternativamente, los espaciadores 175, 180 pueden dimensionarse para un cabezal 110 de tubería de bombeo particular, de manera que las bocas del cabezal 110 de tubería de bombeo se aislen del fluido de fractura. La FIGURA 3 proporciona una vista en corte transversal agrandada del sello 170 de compresión, los espaciadores 175, 180 y una porción del cabezal 110 de tubería de bombeo. El espaciador 180 define un soporte 185 que corresponde a un soporte 190 de carga definido por el cabezal 110 de tubería de bombeo. Cuando el manguito 100 de aislamiento de fractura se coloca en el cabezal 110 de tubería de bombeo, el soporte 185 del espaciador 180 se dispone sobre el soporte 190 del cabezal 110 de tubería de bombeo. El adaptador 120 comprende tornillos 195 de seguridad (mostrados en la FIGURA 2) que acoplan una ranura 200 achaflanada definida por el manguito 100 de aislamiento de fractura. Los tornillos 195 de seguridad tienen extremos achaflanados que acoplan la superficie achaflanada de la ranura 200 de manera que, a medida que los tornillos se ajustan, el manguito 100 de aislamiento de fractura se impulsa descendentemente (como se representa en la FIGURA 2) . Cuando el soporte 185 del espaciador 180 está en contacto con el soporte 190 de carga del cabezal 110 de tubería de bombeo, el ajuste posterior de los tornillos 195 de seguridad provoca que el sello 170 de compresión se comprima de manera axial y se expanda de manera radial para sellar entre el cuerpo 155 del manguito 100 de aislamiento de fractura y el orificio 130 central del cabezal 110 de tubería de bombeo. Con referencia otra vez a la modalidad de la FIGURA 2, el casquete 160 se dimensiona de manera que, cuando se instala, su superficie 205 inferior se dispone adyacente a una superficie 210 superior de un bu e 215 de tubería de revestimiento de producción. El buje 215 se sella al cabezal 110 de tubería de bombeo mediante los sellos 220 y a una tubería de revestimiento 225 de producción mediante los sellos 230, los cuales se conocen en la técnica. Mientras, en esta modalidad, el casquete 160 no se sella al bu e 215, proporciona protección para la porción del orificio 130 central del cabezal 110 de tubería de bombeo adyacente al mismo al impedir que el flujo turbulento del fluido de fractura contacte esa porción del orificio 130 central. Alternativamente, como se muestra en la modalidad ilustrativa de la FIGURA 4, un manguito 300 de aislamiento de fractura puede sellarse con un buje 305 de tubería de revestimiento de producción. En esta modalidad, el manguito 300 de aislamiento de fractura comprende un casquete 310 que incluye un sello 315 que, a manera de sello, acopla el buje 305. De este modo, el cabezal 110 de tubería de bombeo se aisla sustancialmente de la presión y las características corrosivas/abrasivas del fluido de fractura presurizado. Nótese que el alcance de la presente invención abarca una pluralidad de sellos, tal como el sello 315, para sellar el casquete 310 al buje 305. El buje 305 se sella con respecto al cabezal 110 de tubería de bombeo y con respecto a la tubería de revestimiento 225 de producción como se discute en lo anterior concerniente a la modalidad de la FIGURA 2. Otros aspectos de esta modalidad ilustrativa del manguito 300 de aislamiento de fractura generalmente corresponden a aquellos de la modalidad mostrada en la FIGURA 2. La FIGURA 5 representa otra modalidad alternativa de un manguito de aislamiento de fractura de acuerdo con la presente invención. Esta modalidad ilustrativa corresponde en general a la modalidad de la FIGURA 4, excepto que el sello 170 de compresión, los espaciadores 175, 180 y el casquete 310 se han omitido. En esta modalidad, un manguito 400 de aislamiento de fractura comprende un cuerpo 405 adaptado para sellarse directamente al buje 305 mediante el sello 315. Nótese que, alternativamente, el manguito 400 de aislamiento de fractura puede comprender el cuerpo 155, omitiendo al sello 170 de compresión y los espaciadores 175, 180 incluyendo el casquete 310 acoplado de manera roscada con el cuerpo 155. Nótese que en las modalidades ilustrativas de las FIGURAS 2, 4 y 5, los manguitos 100, 300, 400 de aislamiento de fractura tienen diámetros internos que no son más pequeños que aquel de la tubería de revestimiento 225 de producción. Como se ilustra en la FIGURA 2, el diámetro B interior del manguito 100 de aislamiento de fractura es por lo menos tan grande como el diámetro C interior de la tubería de revestimiento 225 de producción. En consecuencia, los tapones 50, 60 intermedios (mostrados en la FIGURA 1) pueden instalarse a través del manguito 100 de aislamiento de fractura, en lugar de tener que retirar una herramienta de aislamiento de cabezal de pozo o similar previo a instalar los tapones 50, 60 intermedios. Además, el lubricador de cable metálico (no mostrado) , utilizado para instalar los tapones 50, 60 intermedios puede permanecer en su lugar durante el proceso de fractura completo, ya que el manguito 100 de aislamiento de fractura permanece instalado durante el proceso de fractura completo. La FIGURA 6 representa aún otra modalidad alternativa de un manguito de aislamiento de fractura de acuerdo con la presente invención. En esta modalidad, un manguito 500 de aislamiento de fractura comprende un cuerpo 505 adaptado para sellarse contra una superficie 510 interna de la tubería de revestimiento 225 de producción mediante un ensamble 515 de sello. Mientras la presente invención no esté tan limitada, el ensamble 515 de sello en la modalidad ilustrada comprende un ensamble apilado de elementos de sello de anillo en V, como se describe en la Patente Norteamericana de propiedad común No. 4,576,385 para Ungchusri et al . , la cual por esto se incorpora para referencia para todos los propósitos. El cuerpo 505 define un soporte 520 que, cuando se instala, se dispone contra un soporte 525 de carga definido por el adaptador 530. De esta manera, el magüito 500 de aislamiento de fractura puede utilizarse en diversas implementaciones, sin importar las características del cabezal 110 de tubería de bombeo. Nótese que, en una modalidad alternativa, las modalidades de la FIGURA 5 pueden modificarse para incluir un soporte, tal como el soporte 520 de la FIGURA 6, que puede disponerse contra el soporte 525 de carga del adaptador 530. Como en la modalidad de la FIGURA 6, tal manguito de aislamiento de fractura puede utilizarse en diversas implementaciones , sin importar las características del cabezal 110 de tubería de bombeo. Es decir, la modalidad del manguito de fractura ilustrada en la FIGURA 6 puede emplearse con una diversidad de cabezales de tubería de bombeo diferentes que tienen una diversidad de configuraciones diferentes . Las válvulas del sistema 105 de fractura (por ejemplo, la válvula 115 maestra de ramificación de fractura inferior) proporcionan una barrera de seguridad primaria para el flujo no deseado a través del orificio interno de los manguitos 100, 300, 400, 500 de aislamiento de fractura. Con frecuencia es deseable, sin embargo, proporcionar una segunda barrera de seguridad para tal flujo no deseado. En consecuencia, las modalidades de los manguitos 100, 300, 400, 500 de aislamiento de fractura pueden definir uno o más perfiles 235 adaptados para sellarse con una válvula 240 de verificación (por ejemplo, una válvula de contrapresión, un tapón de prueba de ramificación o similares) , mostrada en las FIGURAS 4, 5 y 6. Tales válvulas 240 de verificación se conocen en la técnica. Cuando se emplea, la válvula 240 puede servir como una barrera de presión secundaria contra la presión pozo abajo (la válvula 115 maestra inferior puede constituir la otra barrera de presión) . Los manguitos 100, 300, 400, 500 de aislamiento de fractura y la válvula 240 de verificación pueden retirarse en cualquier ocasión, incluso mientras el sistema 105 de fractura está ba o presión, a través del sistema 105 de fractura o un preventor de reventones (no mostrado) , si se presenta, sin la necesidad de cerrar el pozo. En la modalidad ilustrativa representada en la FIGURA 7, esto puede llevarse a cabo como sigue. Después de que ha ocurrido la fractura y el pozo comienza a fluir, puede ser deseable dejar al pozo fluir durante un día o dos para retirar la arena y restos asociados con las operaciones de fractura. Al dejar al pozo fluir, la válvula 100A se abre, la válvula 100B se cierra y la válvula 115 se cierra. Después de que el pozo ha fluido durante un periodo de tiempo suficiente, puede ser deseable retirar el manguito de aislamiento de fractura sin cerrar el pozo. Para llevar a cabo esto, el casquete 100C del pozo puede retirarse y un lubricador (no mostrado) puede acoplarse operativamente al sistema. Posteriormente, la válvula 115 puede abrirse y el lubricador puede extenderse para acoplar un perfil interno del manguito de aislamiento de fractura. Posteriormente, los tornillos 195 de seguridad pueden desacoplarse del manguito de fractura y el lubpcador puede retraer el manguito de aislamiento de fractura más allá de la válvula 15 la cual entonces se cierra. La presión arriba de la válvula 115 puede entonces ventilarse. En ese punto el lubricador puede retirarse y el casquete 100C de pozo puede reinstalarse. Nótese que durante este proceso el pozo continúa fluyendo. Es generalmente deseable utilizar equipo que tiene capacidades de presión que son iguales a o sólo ligeramente mayores que las presiones esperadas durante una operación pozo abajo ya que el equipo con capacidad de presión mayor es generalmente más costoso de adquirir y mantener que el equipo con capacidad de presión menor. La FIGURA 7 representa una modalidad ilustrativa de un sistema 600 de fractura instalado en el cabezal 110 de tubería de bombeo. En esta modalidad, los elementos del sistema 600 de fractura arriba del adaptador 120 se ajusta a o por arriba de la presión de fractura, lo cual está típicamente dentro de un intervalo de aproximadamente 492.149 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (7,000 libras por pulgada cuadrada) a aproximadamente 632.763 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (9,000 libras por pulgada cuadrada) . El cabezal 110 de tubería de bombeo se ajusta para presión de producción, lo cual es típicamente de menos de 351.535 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (5,000 libras por pulgada cuadrada) y, de esta manera, menor que la presión de fractura. Por ejemplo, los elementos arriba del adaptador 120 pueden ajustarse para 703.07 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (10,000 libras por pulgada cuadrada) de presión máxima, mientras el cabezal 110 de tubería de bombeo se ajusta para 351.535 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (5,000 libras por pulgada cuadrada) de presión máxima. Esta disposición es particularmente deseable, ya que el cabezal 110 de tubería de bombeo se utiliza previo a y después de la fractura, mientras los elementos del sistema 105 de fractura se utilizan sólo durante la fractura y con frecuencia se alquilan. El cabezal 110 de tubería de bombeo puede ajustarse a una presión más baja que la presión de fractura ya que se aisla de la presión de fractura por uno de los manguitos 100, 300, 400, 500 de aislamiento de fractura. Nótese que mientras la FIGURA 7 ilustra el manguito 400 de aislamiento de fractura de la FIGURA 5, cualquier manguito de aislamiento de fractura (por ejemplo, los manguitos 100, 300, 500) de acuerdo con la presente invención puede proporcionar este beneficio. Los manguitos 100, 300, 400 y 500 de aislamiento de fractura descritos en la presente pueden también recuperarse a través de una ramificación de producción y de BOP (preventor de reventones) con y sin condiciones de presión de cabezal de pozo existentes. La presente invención también abarca el uso de elementos del sistema 105 de fractura dispuestos por arriba del adaptador 120 que se ajustan también sólo para presiones de producción, en lugar de presiones de fractura. En tales modalidades, por ejemplo, los sellos utilizados en el sistema 105 de fractura se ajustan a por lo menos la presión de fractura, mientras los cuerpos de válvula, etc. sólo se ajustan a presiones de producción. En un ejemplo, los sellos del sistema 105 de fractura se ajustan a 703.07 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (10,000 libras por pulgada cuadrada) , mientras otros componentes del sistema 105 de fractura se ajustan a 351.535 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado (5,000 libras por pulgada cuadrada) . Esto concluye la descripción detallada. Las modalidades particulares descritas en lo anterior son ilustrativas solamente, ya que la invención puede modificarse o aplicarse en maneras diferentes pero equivalentes aparentes para aquellos con experiencia en la técnica que tienen el beneficio de las enseñanzas en la presente. Adicionalmente, no se pretenden limitaciones a los detalles de construcción o diseño mostrados en la presente, diferentes a como se describe en las reivindicaciones en lo siguiente. Es evidente por lo tanto que las modalidades particulares descritas en lo anterior pueden alterarse o modificarse y todas las variaciones se consideran dentro del alcance y espíritu de la invención. En consecuencia, la protección buscada en la presente es como se establece en las reivindicaciones en lo siguiente .

Claims (42)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocado en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un primer dispositivo que tiene un orificio interno; un segundo dispositivo que tiene un orificio interno; y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del primer y segundo dispositivos, el manguito de aislamiento de fractura tiene un diámetro interno que es mayor o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través de por lo menos un dispositivo colocado por arriba del primer dispositivo, en donde por lo menos un dispositivo es un sistema de fractura colocado por arriba del pozo.
  2. 2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un primer sello entre el orificio interno del primer dispositivo y el manguito de aislamiento de fractura.
  3. 3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende un segundo sello entre el orificio interno del segundo dispositivo y el manguito de aislamiento de fractura.
  4. 4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el manguito de aislamiento de fractura además comprende un perfil formado en una superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura, el perfil adaptado para acoplarse para asegurar el manguito de aislamiento de fractura en una posición operacional .
  5. 5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplarse por un tornillo de seguridad.
  6. 6. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplarse por una estructura que penetra a través de uno del primer y segundo dispositivos.
  7. 7. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura es un perfil no roscado .
  8. 8. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocado en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un adaptador que tiene un orificio interno; un cabezal de tubería de bombeo que tiene un orificio interno; un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del adaptador y el cabezal de tubería de bombeo, el manguito de aislamiento de fractura tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para ser recuperable a través de por lo menos un dispositivo colocado por arriba del adaptador; y un perfil formado en una superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura, en donde el perfil se adapta para acoplarse para asegurar el manguito de aislamiento de fractura en una posición operacional .
  9. 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende un primer sello entre el orificio interno del adaptador y el manguito de aislamiento de fractura.
  10. 10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende un segundo sello entre el orificio interno del cabezal de tubería de bombeo y el manguito de aislamiento de fractura.
  11. 11. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un extremo del manguito de aislamiento de fractura se adapta para colocarse adyacente a un buje de tubería de revestimiento de producción en el pozo.
  12. 12. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un extremo del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplar a manera de sello un buje de tubería de revestimiento de producción en el pozo .
  13. 13. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende un casquete acoplado de manera roscada con un extremo del manguito de aislamiento de fractura, el casquete tiene un diámetro interno que es mayor que o igual al diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción.
  14. 14. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque un extremo del casquete se adapta para colocarse adyacente a un buje de tubería de revestimiento de producción en el pozo.
  15. 15. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque un extremo del casquete se adapta para acoplar a manera de sello un buje de tubería de revestimiento de producción en el pozo.
  16. 16. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende un perfil formado en una superficie interior del manguito de aislamiento de fractura para acoplar un dispositivo de barrera de presión para colocarse dentro del manguito de aislamiento de fractura .
  17. 17. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el dispositivo de barrera de presión comprende por lo menos uno de una válvula de verificación, una válvula de contrapresión y un tapón de prueba.
  18. 18. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplarse por una estructura que penetra a través de uno del primer y segundo dispositivos.
  19. 19. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura es un perfil no roscado .
  20. 20. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque por lo menos un dispositivo colocado por arriba del primer dispositivo es un sistema de fractura colocado arriba del pozo y en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través del sistema de fractura mientras el sistema de fractura se expone a una presión existente en el pozo.
  21. 21. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocado en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un primer dispositivo que tiene un orificio interno; un segundo dispositivo que tiene un orificio interno; y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del primer y segundo dispositivos, en donde el manguito de aislamiento de fractura acopla a manera de sello un orificio interno de por lo menos uno del primer dispositivo y el segundo dispositivo y acopla a manera de sello un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, y un perfil formado en una superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura, el perfil adaptado para acoplarse para asegurar el manguito de aislamiento de fractura en una posición operacional, en donde el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplarse por una estructura que penetra a través de uno del primer y segundo dispositivos.
  22. 22. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el primer dispositivo comprende por lo menos uno de un adaptador y un árbol de Navidad.
  23. 23. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el segundo dispositivo comprende un cabezal de tubería de bombeo.
  24. 24. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado además porque comprende un perfil formado en una superficie interior del manguito de aislamiento de fractura para acoplar un dispositivo de barrera de presión para colocarse dentro del cuerpo.
  25. 25. El aparato de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el dispositivo de barrera de presión comprende por lo menos uno de una válvula de verificación, una válvula de contrapresión y un tapón de prueba.
  26. 26. El aparato de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la estructura es un tornillo de seguridad.
  27. 27. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un primer dispositivo que tiene un orificio interno ; un segundo dispositivo que tiene un orificio interno, en donde el primer dispositivo es una válvula maestra de fractura y el segundo dispositivo es un cabezal de tubería de bombeo; y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del primer y segundo dispositivos, el manguito de aislamiento de fractura tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través de por lo menos un dispositivo colocado arriba del primer dispositivo.
  28. 28. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un primer dispositivo que tiene un orificio interno; un segundo dispositivo que tiene un orificio interno; y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del primer y segundo dispositivos, en donde el manguito de aislamiento de fractura acopla a manera de sello un orificio interno de por lo menos uno del primer dispositivo y el segundo dispositivo y acopla sellando a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, y un perfil formado en una superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura, el perfil adaptado para acoplarse para asegurar el manguito de aislamiento de fractura en una posición operacional, en donde el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplarse por un tornillo de seguridad.
  29. 29. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un primer dispositivo que tiene un orificio interno; un segundo dispositivo que tiene un orificio interno; y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del primer y segundo dispositivos, el manguito de aislamiento de fractura tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través de por lo menos un dispositivo colocado arriba del primer dispositivo, en donde el manguito de aislamiento de fractura además comprende un perfil formado en una superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura, el perfil adaptado para acoplarse para asegurar el manguito de aislamiento de fractura en una posición operacional, y en donde el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplarse por un tornillo de seguridad.
  30. 30. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un primer dispositivo que tiene un orificio interno; un segundo dispositivo que tiene un orificio interno; y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del primer y segundo dispositivos, el manguito de aislamiento de fractura tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través de por lo menos un dispositivo colocado arriba del primer dispositivo, en donde el manguito de aislamiento de fractura además comprende un perfil formado en una superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura, el perfil adaptado para acoplarse para asegurar el manguito de aislamiento de fractura en una posición operacional, y en donde el perfil en la superficie exterior del manguito de aislamiento de fractura se adapta para acoplarse por una estructura que penetra a través de uno del primer y segundo dispositivos.
  31. 31. El aparato de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la estructura es un tornillo de seguridad.
  32. 32. Un aparato adaptado para acoplarse operativamente a un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, el aparato caracterizado porque comprende: un adaptador que tiene un orificio interno; un cabezal de tubería de bombeo que tiene un orificio interno; y un manguito de aislamiento de fractura dispuesto por lo menos parcialmente dentro de los orificios internos del adaptador y el cabezal de tubería de bombeo, el manguito de aislamiento de fractura tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción, en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través de por lo menos un dispositivo colocado por arriba del adaptador, en donde por lo menos un dispositivo colocado arriba del adaptador es un sistema de fractura colocado arriba del pozo y en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través del sistema de fractura mientras el sistema de fractura se expone a una presión existente en el pozo.
  33. 33. Un manguito de aislamiento de fractura adaptado para colocarse en un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, caracterizado porque comprende: un cuerpo adaptado para colocarse por lo menos parcialmente dentro de un orificio interno de cada uno de los dos componentes del pozo, el cuerpo tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción en el pozo y un perfil formado en una superficie exterior del cuerpo, en donde el perfil se adapta para acoplarse para asegurar el cuerpo en una posición operacional, en donde uno de los dos componentes del pozo comprende una válvula maestra de fractura de un sistema de fractura .
  34. 34. Un manguito de aislamiento de fractura adaptado para colocarse en un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, caracterizado porque comprende: un cuerpo adaptado para colocarse por lo menos parcialmente dentro de un orificio interno de cada uno de los dos componentes del pozo, el cuerpo tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción en el pozo y un perfil formado en una superficie externa del cuerpo, en donde el perfil se adapta para acoplarse para asegurar el cuerpo en una posición operacional, en donde uno de los dos componentes del pozo comprende un árbol de Navidad colocado arriba de un sistema de fractura.
  35. 35. Un manguito de aislamiento de fractura adaptado para colocarse en un pozo que tiene una tubería de revestimiento de producción colocada en el mismo, caracterizado porque comprende: un cuerpo adaptado para colocarse por lo menos parcialmente dentro de un orificio interno de cada uno de los dos componentes del pozo, el cuerpo tiene un diámetro interno que es mayor que o igual a un diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción en el pozo y un perfil formado en una superficie externa del cuerpo, en donde el perfil se adapta para acoplarse para asegurar el cuerpo en una posición operacional y en donde el manguito de aislamiento de fractura se adapta para poder recuperarse a través de un sistema de fractura colocado arriba del pozo mientras el sistema de fractura se expone a una presión existente en el pozo.
  36. 36. El manguito de aislamiento de fractura de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque un extremo del cuerpo se adapta para acoplar a manera de sello un buje de tubería de revestimiento de producción en el pozo.
  37. 37. El manguito de aislamiento de fractura de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque comprende un casquete acoplado de manera roscada con un extremo del cuerpo, el casquete tiene un diámetro interno que es mayor que o igual al diámetro interno de la tubería de revestimiento de producción.
  38. 38. El manguito de aislamiento de fractura de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque un extremo del casquete se adapta para acoplar a manera de sello un buje de tubería de revestimiento de producción en el pozo.
  39. 39. El manguito de aislamiento de fractura de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque comprende un perfil formado en una superficie interior del cuerpo para acoplar un dispositivo de barrera de presión para colocarse dentro del cuerpo.
  40. 40. El manguito de aislamiento de fractura de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque el dispositivo de barrera de presión comprende por lo menos uno de una válvula de verificación, una válvula de contrapresión y un tapón de prueba.
  41. 41. El manguito de aislamiento de fractura de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque uno de los dos componentes del pozo comprende la válvula maestra de fractura de un sistema de fractura.
  42. 42. El manguito de aislamiento de fractura de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque uno de los dos componentes del pozo comprende un árbol de Navidad colocado arriba del sistema de fractura.
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