VÁLVULA DE ALETA FRANGIBLE CON MANGUITO DE IMPACTO HIDRÁULICO
Antecedentes de la Invención Campo de la Invención La presente invención se refiere de manera general a una válvula de aleta que se puede usar para aislar hidráulicamente una porción de un tubo de perforación de pozo, la válvula de alta estando hecha de un material frangible que se puede destrozar con un manguito de impacto hidráulico. La aleta es movible a partir de una posición abierta y una posición cerrada y se puede inclinar a la posición cerrada. La aleta está comprendida de un material frangible, tal como cerámica, que se adapta para destrozarse ante impacto por un manguito de impacto. La presión dentro del tubo por encima de la aleta cerrada puede estimular a la aleta a destrozarse una vez que una fisura se hace en la válvula de aleta por el manguito de impacto. El manguito de impacto puede usarse para inicialmente mantener abierta la válvula de aleta permitiendo flujo de fluidos a través del tubo de perforación de pozo. Cuando se desea aislar hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo, el manguito de impacto se puede mover hacia arriba del tubo de perforación de pozo a una segunda posición permitiendo que la válvula de aleta se cierre. Un mecanismo de traba puede usarse
para selectivamente retener al manguito de impacto en la segunda posición. Por ejemplo, el manguito de impacto puede conectarse a un collar localizada dentro del tubo de perforación de pozo. Un mandril puede insertarse dentro del collar y puede usarse para elevar al collar y el manguito hacia arriba del tubo a la segunda posición. En la segunda posición, el manguito se puede localizar adyacente a un pistón que se conecta de manera liberable al tubo de perforación de pozo. Un dispositivo de corte, tal como un tornillo de corte, puede usarse para conectar de manera liberable al pistón con el tubo. El dispositivo de corte permite la liberación del pistón cuando la presión dentro del tubo se incrementa en una magnitud predeterminada. Después de usar el mandril para mover el manguito a la segunda posición, el collar puede deformarse para liberar al mandril. El pistón puede usarse para sostener al collar y/o el manguito de impacto en la segunda posición hasta que se desee para destrozar la válvula de aleta frangible. La presión dentro del tubo se puede incrementar a la cantidad requerida para someter a esfuerzo de corte al dispositivo de corte, con ello liberando al pistón. La presión elevada dentro de la perforación de pozo impulsa al pistón y así, el manguito de impacto hacia abajo hacia la válvula de aleta cerrada. El impacto del manguito contra la válvula de aleta ocasiona que la válvula de aleta se rompa dentro del tubo de perforación de pozo. El extremo inferior del manguito de impacto puede adaptarse para promover el destrozo
de la válvula de aleta frangible. Además, el extremo inferior del manguito de impacto puede adaptarse para impactar a la válvula de aleta frangible alrededor de su borde exterior. Un segundo mecanismo de traba puede usarse para retener al pistón y/o manguito de impacto en una posición dentro de la perforación de pozo después de que la válvula de aleta frangible ha sido destrozada . Descripción de la Materia Relacionada Hay varios números de elementos de sellado y/o válvulas que se han usado en la industria del petróleo y gas para aislar una porción de un tubo de perforación de pozo. Las válvulas de aleta son frecuentemente un medio de sellado preferido debido a que las válvulas de tipo aleta generalmente requieren menos espacio radial que otras válvulas y/o medios de sellado comer-cialmente disponibles. Las válvulas de aleta están generalmente polarizadas, por un resorte u otro miembro resiliente, para cerrar e hidráulicamente aislar una porción del tubo cuando la aleta no está siendo mantenida abierta. Previo a cerrarse, un mandril o manguito frecuentemente se inserta a través de la válvula de aleta para mantener abierta la válvula. El mandril o manguito entonces se remueve cuando es necesario para aislar una porción de la perforación de pozo por debajo de la válvula de aleta . La aleta cerrada puede ocasionar que se cree un diferencial de presión alto en los lados opuestos de la aleta
cerrada haciendo difícil volver a abrir. Además, puede ser difícil agarrar la aleta con una herramienta para volver a abrir la válvula. Otras válvulas de aleta han sido diseñadas para ser operadas hidráulicamente, lo cual incrementa la complejidad de la válvula. Para superar las dificultades de abrir una válvula de aleta cerrada, un número de válvulas de aleta previas han sido diseñadas para romperse bajo una presión elevada dentro del tubo de perforación de pozo. Estos tipos de válvulas de aleta deben diseñarse para soportar una magnitud de presión para aislar de manera adecuada una porción de la tubería de perforación de pozo, pero destrozarse o romperse ante la aplicación de una magnitud elevada de presión. Sin embargo, es difícil predecir cuando y a que presión se romperá la aleta. En vista de lo anterior, sería deseable proporcionar una válvula de aleta que se diseña para destrozarse por el impacto de un manguito dentro del tubo de perforación de pozo. Sería deseable proporcionar medios para liberar el manguito a una presión predeterminada dentro del tubo de perforación de pozo. El uso de un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte, tal como un pasador de esfuerzo de corte, proporciona una predicción precisa de cuando el manguito será liberado dentro de la perforación de pozo destrozando la válvula de aleta. Sería deseable proporcionar una válvula de aleta comprendida de un material frangible para promover el destrozo de la válvula ante impacto a partir del manguito.
La presente invención se dirige a superar, o por lo menos reducir los efectos de, uno o mas problemas expresados anteriormente . Compendio de la Invención El objeto de la presente divulgación es proporciona un sistema de aleta frangible que puede usarse para aislar selectivamente una porción de un tubo de perforación de pozo. Una forma de realización incluye un miembro tubular, una válvula de aleta dispuesta de manera giratoria dentro del miembro tubular siendo movible entre una posición abierta y una posición cerrada, y un conjunto de accionamiento dispuesto de manera movible dentro del miembro tubular. El conjunto de accionamiento es movible entre una primera posición, una segunda posición, y una tercera posición. En la primera posición, el conjunto de accionamiento vincula a la válvula de aleta manteniendo a la válvula en la posición abierta. En la segunda posición, el conjunto de accionamiento selectivamente vincula al miembro tubular y desvincula la válvula de aleta permitiendo que la válvula de aleta se mueva a la posición cerrada. En la tercera posición, por lo menos un componente del conjunto de accionamiento hace contacto con la válvula de aleta en la posición cerrada tal que fracture a la válvula de aleta. Una forma de realización es un sistema de válvula de aleta que incluye una válvula de aleta de un material frangible, tal como cerámica, que es movible entre una posición abierta y
una posición cerrada que aisla hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo. La válvula de aleta puede incluir medios de empuje para empujar a la válvula de aleta a su posición cerrada. Los medios de empuje pueden ser uno de varios medios, tales como un resorte o miembro resiliente, que ocasionan que la válvula de aleta se cierre, si no se obstruye, como se apreciará por un técnico en la materia teniendo él beneficio de esta divulgación . El sistema incluye un manguito de impactos que puede ser movido de una primera posición que impide el cierre de la válvula de aleta a una segunda posición que permite que la válvula de aleta se cierre. El sistema incluye un mecanismo de traba que se puede usar para retener selectivamente al manguito de impacto en la segunda posición. El mecanismo de traba puede ser varios mecanismos de traba tales como collares, anillos de ajuste a presión, o ganchos cargados con resorte como sería apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación. En una forma de realización el sistema incluye un primer mecanismo de traba conectado a un extremo superior del manguito de impacto. El primer mecanismo de traba es movible a partir de una primera posición a una segunda posición dentro del tubo de perforación de pozo. En la primera posición, el extremo inferior del manguito de impacto sostiene a la válvula de aleta abierta mientras que en la segunda posición el extremo inferior
del manguito de impacto se mueve hacia arriba del tubo permitiendo que la válvula de aleta se cierre. El sistema incluye un pistón que se conecta de manera liberable al tubo por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte. El dispositivo susceptible a esfuerzo de corte puede ser cualquier dispositivo, tal como un pasador de esfuerzo de corte, que libera al pistón cuando la presión dentro del tubo alcanza una magnitud predeterminada. El pistón se puede usar para retener el primer mecanismo de traba y el manguito de impacto en la segunda posición. El pistón se puede posicionar adyacente a un soporte del manguito de impacto. Alternativamente, el pistón puede diseñarse para vincular una porción del manguito de impacto tal que el manguito se mueva cuando el pistón se mueve hacia abajo en el tubo de perforación de pozo. Varios medios se pueden usar para vincular al pistón con el manguito de impacto como será apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación. Una vez que no se desea aislar mas una porción del tubo de perforación de pozo, la presión dentro del tubo se incrementa hasta que el dispositivo susceptible a esfuerzo de corte libera al pistón del tubo de perforación de pozo. La presión dentro del tubo impulsa al manguito de impacto hacia la válvula de aleta cerrada rompiendo o destrozando la válvula de aleta frangible. El sistema puede incluir una compuerta hidráulica a través del tubo de perforación de pozo que puede usarse para proporcionar retro-presión al pistón. El extremo inferior del
manguito de impacto puede incluir una lengüeta adaptada para sostener abierta la válvula de aleta cuando el manguito está en su posición inicial . El extremo inferior del manguito se puede adaptar, tal como incluyendo una punta, para promover el destrozo de la válvula de aleta ante impacto. Además, el extremo inferior del manguito de impacto puede adaptarse para hacer impacto con la válvula de aleta cerrada a lo largo de su borde externo. La válvula de aleta del sistema se adapta para ser capaz de soportar presión dentro del tubo de perforación de pozo que está por encima de la presión predeterminada requerida para someter a esfuerzo de corte al dispositivo susceptible a esfuerzo de corte. El sistema puede incluir un segundo mecanismo de traba para prevenir movimiento adicional del manguito y/o pistón después de que la válvula de aleta cerrada ha sido rota. Una forma de realización es un método para selectivamente aislar hidráulicamente una porción de un tubo de perforación de pozo incluyendo los pasos de proporcionar una válvula de aleta dentro de un tubo de perforación de pozo, la válvula de aleta incluyendo un mecanismo de empuje para mover la aleta a una posición cerrada que aisla hidráulicamente la porción del tubo de perforación de pozo y conectar un manguito a un mecanismo de traba, tal como un collar, dentro del tubo de perforación de pozo. El mecanismo de traba se puede colocar en un mandril que se adapta para mover al mecanismo de traba a partir de una primera posición a una segunda posición dentro del tubo. El método
incluye inicialmente sostener abierta la válvula de aleta con el manguito cuando el mecanismo de traba está en la primera posición y mover al mandril hacia arriba en el tubo de perforación de pozo a una segunda posición que permite que la válvula de aleta se cierre. El método incluye vincular al mecanismo de traba con un pistón que se conecta de manera liberable al tubo de perforación de pozo. El pistón se conecta de manera liberable al tubo de perforación de pozo por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte adaptado para someter a esfuerzo de corte o liberar a una magnitud predeterminada de presión dentro del tubo. El método puede incluir el paso de deformar al mecanismo de traba para liberar al mandril. El método incluye incrementar la presión dentro del tubo de perforación de pozo a la magnitud predeterminada liberando al pistón. El método incluye la presión moviendo al manguito hacia abajo en el tubo de perforación de pozo para romper la válvula de aleta. El método puede incluir vincular al manguito con un segundo mecanismo de traba después de romper la válvula de aleta. El mecanismo de traba puede ser uno de varios dispositivos tales como una grapa de traba o anillo de ajuste a presión como sería apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación. El método puede incluir un paso de bombear presión hidráulica dentro de una compuerta hidráulica en el tubo de perforación de pozo para retro-presionar al pistón. La válvula puede estar comprendida de un material frangible para promover su
destrozo ante impacto por el manguito. El manguito se puede adaptar para impactar a lo largo del borde de la válvula de aleta cerrada . Una forma de realización es un método para selectivamente aislar una porción de un tubo de perforación de pozo que incluye sostener abierta una válvula de aleta con un manguito colocado dentro de un tubo de perforación de pozo y mover al manguito hacia arriba del tubo de perforación de pozo tal que la válvula de aleta se cierre para aislar hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo. El método incluye sujetar al manguito en la segunda posición. El manguito se sujeta en la segunda posición por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte adaptado para someter a esfuerzo de corte bajo una magnitud predeterminada de presión dentro del tubo. El método incluye el paso de incrementar la presión dentro del tubo de perforación de pozo a la magnitud predeterminada. En esta magnitud, los esfuerzos de corte del dispositivo susceptible a esfuerzo de corte liberan al manguito de la segunda posición rompiendo la válvula de aleta. Una forma de realización es un sistema para selectivamente romper una válvula de aleta cerrada que incluye una válvula de aleta de un material frangible que se adapta para ser movible a partir de una posición abierta a una posición cerrada. El sistema incluye un manguito que tiene una posición inicial que sostiene a la válvula de aleta abierta y una segunda posición por
encima de la válvula de aleta que permite que la válvula de aleta se cierre. El sistema incluye medios para mover al manguito a la segunda posición. Los medios para mover al manguito pueden ser un collar conectada al manguito y un mandril usado para mover al collar. Los medios para mover al manguito a la segunda posición pueden variarse dentro del espíritu de la invención como sería apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación. El sistema también incluye medios para selectivamente retener al manguito en la segunda posición hasta que una presión predeterminada se aplica. Ante aplicación de la presión predeterminada, el manguito es liberado rompiendo la válvula de aleta cerrada. Los medios para selectivamente retener al manguito incluyen un pasador de esfuerzo de corte, un tornillo de esfuerzo de corte, o cualquier tal dispositivo que se adapta para someter a esfuerzo de corte o liberar bajo una magnitud predeterminada de presión como sería apreciado por un técnico en la material teniendo el beneficio de esta divulgación. Una forma de realización es un sistema para selectivamente aislar hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo incluyendo una válvula de aleta comprendida de un material frangible que se puede mover entre una posición abierta a una posición cerrada y un resorte que empuja a la válvula de aleta a la posición cerrada. El sistema también incluye un manguito teniendo un extremo superior y un extremo inferior, el
manguito siendo movible a partir de una primera posición a una segunda posición. En la primera posición el extremo inferior del manguito se coloca para sostener abierta la válvula de aleta y en la segunda posición el segundo extremo del manguito permite que la válvula de aleta se cierre. El sistema incluye un pistón conectado de manera liberable al tubo de perforación de pozo por al menos un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte. Una porción del pistón vincula una porción del manguito cuando el manguito está en su segunda posición. El por lo menos un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte somete a esfuerzo de corte cuando la presión dentro del tubo alcanza una cantidad predeterminada así liberando al pistón. Al ser liberado, el pistón forza al manguito hacia abajo en el tubo de pozo de perforación hasta que el extremo inferior del manguito rompe la válvula de aleta cerrada. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible dentro de un tubo de perforación de pozo, la válvula de aleta frangible inicialmente siendo sostenida abierta con un manguito de impacto. La figura 2 muestra una sección transversal parcial de la forma de realización de la figura 1 con el manguito de impacto movido encima de la válvula de aleta frangible permitiendo que la válvula de aleta se cierre hidráulicamente aislando una porción
del tubo de perforación de pozo. La figura 3 muestra una sección transversal parcial de la forma de realización de la figura 1 con el manguito de impacto haciendo impacto en la válvula de aleta frangible. La figura 4 muestra una vista superior de una forma de realización de una válvula de aleta frangible que puede usarse en un tubo de perforación de pozo. La figura 5 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible dentro de un tubo de perforación de pozo que usa un pistón inferior selectivamente conectando a un pistón superior. La figura 6 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible dentro de un tubo de perforación de pozo que incluye un collar y un pistón, un dedo de un collar sostiene abierta la aleta y el pistón se usa para selectivamente romper la válvula de aleta cerrada. La figura 7 muestra un pistón que puede usarse en la forma de realización mostrada en la figura 6. La figura 8 muestra un collar teniendo un dedo que se puede usar en la forma de realización mostrada en la figura 6. La figura 9 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible teniendo un mecanismo de traba secundario, la válvula de aleta frangible inicialmente siendo sostenida abierta con un
manguito de impacto. La figura 10 muestra una sección transversal parcial de la forma de realización de la figura 9 con el manguito de impacto movido encima de la válvula de aleta frangible permitiendo que la válvula de aleta se cierre hidráulicamente aislando una porción del tubo de perforación de pozo. La figura 11 muestra una sección transversal parcial de la forma de realización de la figura 9 con el manguito de impacto haciendo impacto en la válvula de aleta frangible. La figura 12 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible que usa un anillo de ajuste a presión como el mecanismo de traba. La figura 13 es una vista en sección transversal de una forma de realización de un anillo de ajuste a presión que puede usarse como un mecanismo de traba. Aunque la invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, formas de realización específicas han sido mostradas a manera de ejemplo en los dibujos y serán descritas en detalle en la presente. Sin embargo, deberá entenderse que la invención no tiene la intención de limitarse a las formas particulares divulgadas. En su lugar, 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.
Descripción de las Formas de Realización Ilustrativas Formas de realización ilustrativas de la invención se describen a continuación como podrían emplearse en un sistema y método que usa una válvula de aleta frangible para aislar una porción del tubo de perforación de pozo y un manguito de impacto hidráulico usado para romper la válvula de aleta frangible cerrada. En el interés de claridad, no todas las características de una implementacion actual se describen en esta especificación. Por supuesto se apreciará que en el desarrollo de cualquiera tal forma de realización actual, numerosas decisiones específicas de implementacion deben hacerse para lograr las metas específicas de los desarrolladores , tales como cumplimiento con restricciones relacionadas con sistema y relacionadas con negocio, las cuales variarán de una implementacion a otra. Mas aun, deberá apreciarse que tal un esfuerzo de desarrollo puede ser complejo y consumidor de tiempo, pero podría sin embargo ser una empresa de rutina para los técnicos en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación . Aspectos y ventajas adicionales de las varias formas de realización de la invención se volverán aparentes a partir de consideración de la siguiente descripción y dibujos. La figura 1 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible 200 dentro de un tubo de perforación de pozo 300, la válvula de aleta frangible 100 inicialmente siendo mantenida
abierta con un manguito movible 50. La válvula de aleta 100 está comprendida de un material frangible, tal como cerámica, que se adapta para destrozarse ante impacto del manguito 50. La aleta puede estar comprendida de cualquier material frangible que se puede usar para aguantar contra presión dentro de un tubo, pero que se destrozará ante impacto de un manguito como sería apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación. La válvula de aleta 100 es capaz de girar alrededor de una articulación 110 para mover la aleta 100 entre una posición abierta y una posición cerrada. En la posición cerrada la válvula de aleta 100 hidráulicamente aisla una porción de un tubo de perforación de pozo 300. La válvula de aleta 100 puede incluir medios de empuje para empujar a la válvula de aleta a su posición cerrada. Los medios de empuje pueden ser uno de varios medios, tales como un resorte o miembro resiliente, ocasionando que la válvula de aleta se cierre, si no está obstruida, como sería apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación. El sistema de válvula de aleta frangible 200 incluye un collar 70 conectada a un extremo superior del manguito 50. El collar 70 es movible a partir de una primera posición a una segunda posición dentro del tubo de perforación de pozo 300. En la primera posición, el extremo inferior 56 del manguito 50 sostiene la válvula de aleta 100 abierta dentro del tubo 300. La
válvula de aleta 100 puede incluir una lengüeta 105 que vincula al extremo inferior 56 del manguito 50 mientras el manguito 50 está en su primera posición. Como se muestra en la figura 2, cuando el manguito 50 se mueve hacia arriba del tubo 300 a la segunda posición el extremo del manguito 56 permite que la válvula de aleta 100 se cierre, aislando hidráulicamente una porción del tubo 300. El sistema de válvula de aleta frangible 200 incluye un pistón 40 que se conecta de manera liberable al tubo 300 por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 20. El dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 20 puede ser cualquier dispositivo, tal como un pasador de esfuerzo de corte, que libera al pistón 40 cuando la presión dentro del tubo 300 alcanza una magnitud predeterminada. El pistón 40 se puede usar para retener al collar 70 y al manguito 50 en la segunda posición dentro del tubo 300. Por ejemplo, el extremo superior del pistón 40 puede crear una cavidad 75 dentro del tubo 300 dentro de la cual una porción del collar 70 se expande con ello reteniendo al collar 70 y al manguito 50 en la segunda posición hasta que el pistón 40 es liberado del tubo 300. El uso de un collar deformable 70 es para propósitos ilustrativos solamente pues un número de dispositivos, tal como una grapa de traba o un mecanismo hidráulico secundario, podrían usarse para retener al manguito 50 en su segunda posición como sería apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación.
El pistón 40 puede colocarse adyacente a un soporte 57 del manguito 50 cuando el manguito 50 está en su segunda posición. Alternativamente, el pistón 40 puede diseñarse para vincular una porción del manguito 50 tal que el manguito 50 se mueva hacia abajo del tubo 300 con el pistón 40 después de que el pistón 40 es liberado del tubo 300. Varios medios pueden usarse para vincular al manguito 50 con el pistón 40 como sería apreciado por un técnico en la materia teniendo el beneficio de esta divulgación. Una vez que no es mas necesario aislar hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo 300, la presión dentro del tubo 300 se incrementa a la magnitud predeterminada necesaria para liberar al pistón 40 del tubo de perforación de pozo 300. El dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 20 se diseña para liberar al pistón 40 bajo una magnitud predeterminada de presión. Después de la liberación del pistón 40, la presión dentro del tubo 300 impulsa al pistón 40 hacia abajo del tubo de perforación de pozo 300. El pistón 40, el cual se vincula con el manguito de impacto 50, impulsa al manguito de impacto 50 dentro de la válvula de aleta cerrada 100 como se muestra en la figura 3. La válvula de aleta 100 está hecha de un material frangible para promover el rompimiento o destrozo de la válvula de aleta 100 ante el impacto del manguito 50. El extremo inferior 56 del manguito 50 puede incluir una superficie inferior 51 adaptada para promover el rompimiento de la válvula de aleta 100.
El sistema de aleta frangible 200 puede incluir una compuerta hidráulica 55 a través de una pared exterior 305 que se puede usar para proporcionar retro-presión al pistón 40. El sistema puede incluir elementos de sellado 10 para sellar la interfaz entre el pistón 40 y la pared exterior 305. El extremo inferior 56 del manguito 50 puede adaptarse para hacer contacto con la válvula de aleta cerrada 100 a lo largo de su borde externo 101. El uso de un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte en combinación con un manguito de impacto proporciona un sistema de válvula de aleta divulgado que puede efectivamente remover una aleta cerrada de un tubo de perforación de pozo a una presión predeterminada dentro del tubo. Un mandril se puede insertar dentro del collar 70 para mover al collar 70 hacia arriba del tubo de perforación de pozo ¦300 a partir de una primera posición a una segunda posición. En la primera posición, el manguito 50 unido al collar 70 sostiene abierta la válvula de aleta 100. En la segunda posición, el collar 70 puede deformarse para vincular una porción del pistón 40 y liberar al mandril. El pistón puede usarse para retener al collar 70 el manguito 50 en la segunda posición hasta que se desea para romper la válvula de aleta cerrada 100. Como se discute anteriormente, el pistón se conecta de manera liberable al tubo de perforación de pozo por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte adaptado para someter a esfuerzo de corte o liberar una magnitud predeterminada de presión dentro del tubo.
Ante la liberación del pistón 40, el manguito 50 es impulsado hacia la válvula de aleta cerrada 100 para romper la válvula de aleta 100. Alternativamente, una forma de realización puede incluir un manguito que puede moverse por si mismo a partir de una primera posición sosteniendo abierta una válvula de aleta a una segunda posición permitiendo que la válvula de aleta se cierre. Un dispositivo selectivamente liberable puede usarse para retener al manguito en la segunda posición con un tubo de perforación de pozo hasta que se desea para romper la válvula de aleta cerrada. La figura 5 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible 200 dentro de un tubo de perforación de pozo 300, la válvula de aleta frangible 100 inicialmente siendo mantenida abierta con un pistón inferior 150. Como se discute anteriormente, la válvula de aleta 100 está comprendida de un material frangible, tal como cerámica, que se adapta para destrozarse ante impacto del pistón inferior 150. La válvula de aleta 100 es capaz de girar alrededor de una articulación 110 para mover la aleta 100 entre una posición abierta y una posición cerrada. En la posición cerrada la válvula de aleta 100 aisla hidráulicamente una porción de un tubo de perforación de pozo 300. La válvula de aleta 100 puede incluir medios de empuje para empujar a la válvula de aleta a su posición cerrada. El sistema de válvula de aleta frangible 200 incluye un
pistón superior 160 selectivamente conectado al pistón inferior 150 por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 22, tal como un pasador de esfuerzo de corte. El pistón superior 160 es movible a partir de una primera posición a una segunda posición dentro del tubo de perforación de pozo 300. En la primera posición, el pistón superior 160 se mantiene en su lugar dentro del tubo 300 por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 21. Aunque el pistón superior 160 está en la posición inferior, el extremo inferior 151 del pistón inferior 150 sostiene a la válvula de aleta 100 abierta dentro del tubo 300. La válvula de aleta 100 puede incluir una lengüeta 105 que vincula al extremo inferior del pistón inferior 150. Una grapa de traba 180 puede conectarse al pistón superior 160 como se muestra en la figura 5. Una herramienta puede agarrar a la grapa de traba 180 para jalar al pistón superior 160 a una segunda posición dentro del tubo de perforación de pozo 300. En la segunda posición, la grapa de traba 180 puede expandirse dentro de un rebajo 140 en el tubo 300 trabando al pistón superior 160 en su segunda posición. Previo a mover al pistón superior 160 a su segunda posición, una fuerza se aplica a una grapa de traba 180 que es suficiente para someter a esfuerzo de corte al dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 21 permitiendo que el pistón superior 160 y el pistón inferior 150 se muevan hacia arriba del tubo de perforación de pozo 300. El movimiento del pistón inferior 150 hacia arriba del tubo de
perforación de pozo 300 permite que la aleta 100 se cierre hidráulicamente aislando una porción del tubo de perforación de pozo 300. Una vez que no es mas necesario aislar hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo 300, la presión dentro del tubo 300 se incrementa a una magnitud predeterminada necesaria para someter a esfuerzo de corte al dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 22 liberando al pistón inferior 150 del pistón superior 160 dentro del tubo de perforación de pozo 300. El dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 22 se diseña para liberar al pistón inferior 150 a una magnitud predeterminada de presión. Después de la liberación del pistón inferior 150, la presión dentro del tubo de perforación de pozo 300 impulsa al pistón inferior 150 hacia abajo del tubo de perforación de pozo 300 y hacia la válvula de aleta cerrada 100. Como se discute anteriormente, la válvula de aleta 100 se hace de un material frangible para promover el rompimiento o destrozo de la válvula de aleta 100 ante el impacto del pistón inferior 150. El extremo inferior 151 del pistón inferior 150 puede incluir una superficie de fondo adaptada para promover el rompimiento de la válvula de aleta 100. El sistema de aleta frangible 200 puede incluir una compuerta hidráulica 155 a través del tubo de perforación de pozo 300 que se puede usar para proporcionar retro-presión al pistón inferior 150. El extremo inferior 151 del pistón inferior 150
puede adaptarse para hacer contacto con la válvula de aleta cerrada 100 a lo largo de su borde externo delgado. La pared externa 305 del sistema de aleta frangible 200 puede incluir un rebajo 195 dentro del cual una grapa de traba secundaria 190 localizada en el pistón inferior 150 puede expandirse. La grapa de traba secundaria 190 puede usarse para prevenir movimiento adicional del pistón inferior 150 después de romper la válvula de aleta 100. La figura 6 muestra una sección transversal de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible 200 dentro de un tubo de perforación de pozo 300, la válvula de aleta frangible 100 inicialmente siendo mantenida abierta con un dedo 275 de un collar movible 270. La figura 8 muestra una vista en perspectiva de una forma de realización de un collar 270 teniendo un dedo 275. El collar 270 es movible a partir de una primera posición a una segunda posición dentro del tubo de perforación de pozo 300. En la primera posición, el dedo 275 del collar 270 se extiende a través de una ranura 255 de un pistón 250 tal que el dedo mantenga abierta a la válvula de aleta frangible 100. La válvula de aleta 100 puede incluir una lengüeta 105 que vincula al dedo 275 del collar 270. Cuando el collar 270 se mueve hacia arriba del tubo 300 a la segunda posición el dedo 275 libera a la válvula de aleta 100 permitiéndola cerrarse e hidráulicamente aislando una porción del tubo 300. Una porción del collar 270 puede expandirse hacia un rebajo dentro del tubo
300 con ello reteniendo al collar 270 en la segunda posición dentro del tubo 300. El pistón 250 se conecta selectivamente al tubo de perforación de pozo 300 por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 23, tal como un pasador de esfuerzo de corte. La figura 7 muestra una vista en perspectiva de una forma de realización de un pistón 250 teniendo una ranura 255 a través de la cual un dedo de un collar puede extenderse. El pistón 250 permanece en la misma posición dentro del pozo de perforación conforme el collar 270 se mueve de su primera posición a su segunda posición hacia arriba del tubo de perforación de pozo 300. En la segunda posición, el dedo 275 del collar 270 permite que la válvula de aleta frangible 100 se cierre e hidráulicamente aisle una porción del tubo de perforación de pozo 300. Una vez que no es mas necesario aislar hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo 300, la presión dentro del tubo 300 se incrementa a una magnitud predeterminada necesaria para someter a esfuerzo de corte al dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 23 liberando al pistón 250 dentro del tubo de perforación de pozo 300. La presión dentro del tubo de perforación de pozo 300 impulsa al pistón 250 hacia abajo del tubo de perforación de pozo 300 y hacia la válvula de aleta cerrada 100. Como se discute anteriormente, la válvula de aleta 100 se hace de un material frangible para promover el rompimiento o el destrozo de la válvula de aleta 100 ante el impacto del pistón 250.
La pared externa 305 del sistema de aleta frangible 200 puede incluir una grapa de traba secundaria 290 para prevenir el movimiento del pistón 250 después de romper la válvula de aleta 100. La grapa de traba secundaria 290 permanece retraída por el pistón 250 mientras el pistón 250 se desplaza hacia abajo del tubo de perforación de pozo 300 para romper la válvula de aleta 100. Después de romper la válvula de aleta 100, el pistón 250 continúa desplazándose hacia abajo del tubo de perforación de pozo 300 hasta que la grapa de traba secundaria 290 se extiende hacia un área rebajada 295 del pistón previniendo movimiento adicional del pistón 250 dentro del tubo de perforación de pozo 300. La figura 9 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible 200 dentro de un tubo de perforación de pozo 300 teniendo un collar 70 como un primer mecanismo de traba y un anillo de ajuste a presión 90 como un mecanismo de traba secundario. La figura 9 muestra la válvula de aleta frangible 100 siendo mantenida abierta en la posición inicial por un manguito movible 50. La figura 10 muestra al collar 70 jalada hacia arriba a una segunda posición moviendo al manguito 50 por encima de la válvula de aleta 100 permitiendo que la válvula de aleta 100 se cierre e hidráulicamente aisle una porción del tubo de perforación de pozo 300. La figura 11 muestra al manguito 50 haciendo impacto con la válvula de aleta cerrada 100. El anillo de ajuste
a presión 90 ha sido ajustado a presión dentro de un rebajo 95 del pistón 40 impidiendo movimiento adicional del pistón 40 y el manguito 50 hacia arriba o hacia abajo del tubo de perforación de pozo 300. La figura 12 muestra una sección transversal parcial de una forma de realización de un sistema de válvula de aleta frangible 200 dentro de un tubo de perforación de pozo 300, la válvula de aleta frangible 100 inicialmente siendo mantenida abierta con un pistón inferior 150. La válvula de aleta 100 es capaz de girar alrededor de una articulación 110 para mover la aleta 100 entre una posición abierta y una posición cerrada. En la posición cerrada la válvula de aleta 100 aisla hidráulicamente una porción de un tubo de perforación de pozo 300. La válvula de aleta 100 puede incluir medios de empuje para empujar la válvula de aleta a su posición cerrada. El sistema de válvula de aleta frangible 200 incluye un pistón superior 160 conectado selectivamente con el pistón inferior 150 por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 22, tal como un pasador de esfuerzo de corte. El pistón superior 160 es movible a partir de una primera posición a una segunda posición dentro del tubo de perforación de pozo 300. En la primera posición, el pistón superior 160 se mantiene en su lugar dentro del tubo 300 por un dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 21. Mientras el pistón superior 160 está en la posición inferior, el extremo inferior 151 del pistón inferior 150
mantiene a la válvula de aleta 100 abierta dentro del tubo 300. La válvula de aleta 100 puede incluir una lengüeta 105 que vincula al extremo inferior del pistón inferior 150. Una grapa de traba 380 puede conectarse al pistón superior 160 como se muestra en la figura 12. Una herramienta puede agarrar a la grapa de traba 380 para jalar al pistón superior 160 a una segunda posición dentro del tubo de perforación de pozo 300. En la segunda posición, la grapa de traba 380 puede expandirse hacia un rebajo 340 en el tubo 300 trabando al pistón superior 160 en su segunda posición. Previo a mover al pistón superior 160 a su segunda posición, una fuerza se aplica a la grapa de traba 380 que es suficiente para someter a esfuerzo de corte al dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 21 permitiendo que el pistón superior 160 y el pistón inferior 150 se muevan hacia arriba del tubo de perforación de pozo 300. El movimiento del pistón inferior 150 hacia arriba del tubo de perforación de pozo 300 permite que la aleta 100 se cierre hidráulicamente aislando una porción del tubo de perforación de pozo 300. Una vez que no es mas necesario aislar hidráulicamente una porción del tubo de perforación de pozo 300, la presión dentro del tubo 300 se incrementa en una magnitud predeterminada necesaria para someter a esfuerzo de corte al dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 22 liberando al pistón inferior 150 del pistón superior 160 dentro del tubo de perforación de
pozo 300. El dispositivo susceptible a esfuerzo de corte 22 se diseña para liberar al pistón inferior 150 en una magnitud predeterminada de presión. Después de la liberación del pistón inferior 150, la presión dentro del tubo de perforación de pozo 300 impulsa al pistón inferior 150 hacia abajo del tubo de perforación de pozo 300 y hacia la válvula de aleta cerrada 100. La pared exterior 305 del sistema de aleta frangible 200 puede incluir un rebajo 395 dentro del cual un anillo de ajuste a presión 390 localizado en el pistón inferior 150 puede expandirse. El anillo de ajuste a presión 390 puede usarse para prevenir movimiento adicional del pistón inferior 150 después de romper la válvula de aleta 100. La figura 13 muestra la vista de sección transversal de una forma de realización de un anillo de ajuste a presión 390 que puede usarse como un mecanismo de traba secundario para prevenir movimiento adicional del manguito y/o pistón después de que la válvula de aleta ha sido rota. Aunque varias formas de realización han sido mostradas y descritas, la invención no se limita y será entendida incluyendo todas tales modificaciones y variaciones como sería aparente a los técnicos en la materia.