MX2008013745A

MX2008013745A - Herramienta tubular para correr tuberias.

Info

Publication number: MX2008013745A
Application number: MX2008013745A
Authority: MX
Inventors: Beat Kuttel; Brian Ellis; Stanislaw Casimir Sulima; Graham Lamb; Faisal Yousef
Original assignee: Nabors Global Holdings Ltd
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2009-02-04
Also published as: CA2649781C; CA2649781A1; CN101438026B; UA94099C2; RU2008142174A; US7445050B2; WO2007127737A3; EP2010748A2; CN101438026A; EP2010748A4; RU2403374C2; WO2007127737A2; US20070261857A1

Abstract

Se describe un aparato 108 para manejar un segmento tubular 102, acoplando el segmento tubular 102 con una sarta tubular 104 y manejando la sarta tubular 104 en un orificio de pozo 106; el aparato tiene un ensamble de acoplamiento tubular 108, que se conecta a una flecha de impulso de un aparato rotatorio para tuberías 112; el ensamble de acoplamiento tubular 108 tiene un ensamble de bola 300 y ahusamiento 302 de auto-acoplamiento que acopla de manera liberable el segmento tubular 102; cuando el ensamble de acoplamiento tubular 108 se conecta a la flecha de impulso y el ensamble de bola 300 y ahusamiento 302 acopla el segmento tubular 102, cualquier rotación en la flecha de impulso da como resultado la rotación del segmento tubular 102; esta rotación permite al segmento tubular 102 acoplarla sarta tubular 104.

Description

HERRAMIENTA TUBULAR PARA CORRER TUBERIAS REFERENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reclama prioridad a la Solicitud de Patente de Estados Unidos No. 1 1 /410,733, titulada "TUBULAR RUNNING TOOL," presentada el 25 de Abril del 2006, cuya descripción se incorpora en la presente por referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La presente invención se refiere a operaciones de perforación de pozos, y, más particularmente, a un aparato para ayudar en el ensamble, desensamble y manejo de sartas tubulares tales como sartas de revestimiento, sartas de perforación y similares. La perforación de pozos subterráneos implica ensamblar sartas tubulares, tal como sartas de revestimiento y sartas de perforación, cada una de las cuales comprende una pluralidad de segmentos tubulares, pesados, alargados que se extienden hacia abajo desde una plataforma de perforación en un agujero de pozo. La sarta tubular consiste en un número de segmentos tubulares, que se acoplan de manera roscada entre sí. Convencionalmente, los trabajadores utilizan un método que requiere mucha mano de obra para acoplar los segmentos tubulares para formar una sarta tubular. Este método implica el uso de trabajadores, típicamente un "enganchador" y un operador de tenazas. El enganchador alinea manualmente el extremo inferior de un segmento tubular con el extremo superior de la sarta tubular existente, y el operador de tenazas acopla las tenazas para girar el segmento, conectándolo de manera roscada con la sarta tubular. Aunque dicho método es efectivo, es peligroso (especialmente ya que tanto el "enganchador", como el "operador de tenazas" típicamente trabajan en plataformas elevadas), es complicado e ineficiente. Adicionalmente, las tenazas requieren de múltiples trabajadores para acoplamiento apropiado del segmento tubular y para acoplar el segmento tubular a la sarta tubular. De este modo, dicho método requiere mucha mano de obra y por lo tanto es costoso. Además, utilizar tenazas puede requerir el uso de andamiajes u otras estructuras, que ponen en peligro a los trabajadores. Se ha propuesto una herramienta para correr tubería, utilizando un ensamble rotatorio para tuberías convencional para ensamblar las sartas tubulares. La herramienta para correr tubería incluye un manipulador, que acopla un segmento tubular y eleva el segmento tubular hasta un elevador ayudado por medios mecánicos, que depende de la energía aplicada para mantener el segmento tubular. El elevador se acopla al aparato rotatorio para tuberías que hace girar el elevador. De este modo, el segmento tubular hace contacto con la sarta tubular y el aparato rotatorio para tuberías hace girar el segmento tubular y lo acopla de manera roscada con la sarta tubular.

Aunque dicha herramienta proporciona beneficios sobre los sistemas más convencionales utilizados para ensamblar sartas tubulares, dicha herramienta sufre de inconvenientes. Uno de dichos inconvenientes es que el segmento tubular puede marcarse por los troqueles del elevador. Otro inconveniente es que un brazo manipulador convencional no puede remover tubulares de juntas individuales y dejarlos en la plataforma de la tubería sin la participación de los trabajadores. Asimismo, será evidente para los expertos en la técnica que continúa habiendo la necesidad de un aparato que acople eficiente un segmento tubular con una sarta tubular y maneje la sarta tubular dentro del agujero de pozo utilizando un aparato rotatorio para tuberías existente. La presente invención dirige estas y otras necesidades.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención proporciona un aparato que mueve un segmento tubular desde o a la puerta b, acopla el segmento tubular con una sarta tubular, y maneja la sarta tubular en un agujero de pozo. Un ejemplo de un aparato de la presente invención incluye un ensamble de acoplamiento tubular que se conecta a una flecha de impulso de un aparato rotatorio para tuberías. El ensamble de acoplamiento tubular tiene un ensamble de bola y ahusamiento de auto-acoplamiento que acopla el segmento tubular. El ensamble de acoplamiento tubular se conecta a la flecha de impulso, de manera que la rotación de la flecha de impulso provoca también la rotación del segmento tubular. El aparato también puede tener un mecanismo de manejo de junta individual. Este mecanismo puede tener un mecanismo de montacargas del elevador controlado a distancia con enlaces del elevador y un brazo manipulador para guiar el segmento tubular desde el sistema de distribución tubular al centro del pozo o desde el centro del pozo al sistema de distribución tubular. Un ejemplo de un método de la presente invención incluye proporcionar el segmento tubular, proporcionando el aparato rotatorio para tuberías, proporcionando el ensamble de acoplamiento tubular, conectando el ensamble de acoplamiento tubular al aparato rotatorio para tuberías, captando un segmento tubular, conectando el ensamble de acoplamiento tubular al segmento tubular utilizando el ensamble de bola y ahusamiento, centralizando el segmento tubular sobre el agujero de pozo utilizando un brazo manipulador, bajando el aparato rotatorio para tuberías para poner al segmento tubular en contacto con la sarta tubular, y haciendo girar la flecha de impulso de manera que el segmento tubular acople la sarta tubular.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista lateral que muestra una modalidad de una herramienta para correr tubería de conformidad con la presente invención.

La figura 2A es una vista lateral parcial de una modalidad de un ensamble de acoplamiento tubular externo de conformidad con la presente invención. La figura 2B es una vista lateral parcial de una modalidad de un ensamble de acoplamiento tubular interno de conformidad con la presente invención. La figura 3 es una vista lateral en corte de una modalidad de un ensamble de bola y ahusamiento de conformidad con la presente invención. La figura 4A es una vista lateral en sección transversal del ensamble de bola y ahusamiento de la figura 3, en donde una bola está en una sección restringida de un ahusamiento. La figura 4B es otra vista lateral en sección transversal del ensamble de bola y ahusamiento de la figura 3, en donde una bola está en una sección ensanchada de un ahusamiento. La figura 4C es una vista superior en sección transversal del ensamble de bola y ahusamiento de la figura 3. La figura 5 es una vista en corte del ensamble compensador.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Con relación a la figura 1 se muestra una herramienta para correr tubería 100 para manejar un segmento tubular 102, acoplando el segmento tubular 102 con una sarta tubular 104, y manejando la sarta tubular 104 en un agujero de pozo 106. La herramienta para correr tubería 100 tiene un ensamble de acoplamiento tubular 108 que se conecta a una flecha de impulso 100 de un aparato rotatorio para tuberías 1 12. El ensamble de acoplamiento tubular 108 tiene un ensamble de bola y ahusamiento 1 14, medido para acoplar de manera liberable el segmento tubular 102. El ensamble de bola y ahusamiento 1 14 acopla el segmento tubular 102, de manera que la rotación de la flecha de impulso 0 de como resultado una rotación controlada correspondiente del segmento tubular 102. La herramienta tubular para correr tubería 100 también puede incluir un bloque 16 que se conecta al aparato rotatorio para tubería 1 12. El bloque 1 16 es capaz de acoplar una pluralidad de cables 1 18, que se conectan a un malacate de la torre de perforación o mecanismo montacargas de sarta tubular 121 . El malacate de la torre de perforación o mecanismo montacargas de sarta tubular 121 permite una elevación o descenso selectivo del aparato rotatorio para tuberías 1 12 con relación al piso de la torre de perforación 134. El segmento tubular 102 se eleva desde un sistema de distribución tubular 122 por medio del bloque 1 16 conectado al aparato rotatorio para tuberías 1 12, utilizando uno o más enlaces del elevador 124 y un mecanismo de montacargas del elevador 126. El mecanismo de montacargas del elevador 126 puede equiparse con dos puertas laterales articuladas que se abren y cierran cuando se maneja el segmento tubular 102. Las puertas laterales tendrán un mecanismo de bloqueo seguro para asegurar el segmento tubular 102 en el mecanismo de montacargas del elevador 126. Alternativamente, puede utilizarse un mecanismo de montacargas del elevador estándar. Los enlaces del elevador 124 y el mecanismo de montacargas del elevador 126 elevan el segmento tubular 102 hasta que el tubular está vertical, alineándose con el agujero de pozo y la herramienta para correr tubería 100. El brazo manipulador 140 ayuda con la alineación del elemento tubular 102 en su extremo inferior. El mecanismo de montacargas del elevador 126 puede operar hidráulica o neumáticamente. Los enlaces del elevador 124 tienen al menos un cilindro hidráulico 141 para controlar el ángulo de los enlaces del elevador 124. El aparato rotatorio para tubería 1 12 con el ensamble de acoplamiento tubular correspondiente 108 y el segmento tubular 102 están incluso conectados a un mecanismo de montacargas del elevador 126, desciende hasta que las roscas en la parte inferior del segmento tubular 102 se alinean con las roscas en la parte superior de la sarta tubular 104, que está presente en el agujero de pozo 106. Ya que el aparato rotatorio para tuberías 1 12 es muy pesado, puede tener un compensador 128 para asegurar que únicamente el peso del segmento tubular 102 y la flecha de impulso 1 10 descansen en las roscas. Esto evita un atornillado o cizallamiento cruzado de las roscas. Alternativamente, si el aparato rotatorio para tuberías 1 12 no tiene la capacidad de compensarse apropiadamente, un compensador externo 129, que trabaja en una manera similar a la descrita anteriormente, puede agregarse a la parte inferior del aparato rotatorio para tuberías 1 12. El compensador 128 ó 129 puede incluir un indicador 500 (mostrado en la figura 5) para mostrar la posición del compensador externo 129 o compensador 128. Una cuña o araña estacionaria o giratoria 130 soporta la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106 cuando el aparato rotatorio para tubería 1 12 no está conectado a la sarta tubular 104. La cuña o araña 30 puede acoplar la sarta tubular 104 utilizando un ensamble de bola y ahusamiento más como el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 del ensamble de acoplamiento tubular 108. Una vez que se soporta el segmento tubular 102 por medio de la sarta tubular 104, el aparato rotatorio para tubería 1 12 continúa bajando, hasta que el ensamble de acoplamiento tubular 108 acopla el segmento tubular 102. Con el fin de facilitar este acoplamiento, la herramienta para correr tubería 100 puede incluir una guía de enchufado 200 (mostrada en la figura 2A y 2B). La guía de enchufado 200 centraliza el segmento tubular 102 alrededor del ensamble de acoplamiento tubular 108. Aunque la guía de enchufado 200 puede estar en cualquier ubicación, se desea en la parte inferior del ensamble de acoplamiento tubular 108. Una vez que las roscas en la parte superior de la sarta tubular 104 se alinean con las roscas en la parte inferior de la parte inferior del segmento tubular 102, y el ensamble de acoplamiento tubular 108 se inserta totalmente, el movimiento hacia abajo del aparato rotatorio para tuberías 1 12 cesa, el ensamble de acoplamiento tubular 108 se acopla y el aparato rotatorio para tuberías 12 se opera de tal manera que la flecha de impulso 1 10 gire. El giro de la flecha de impulso 1 10 da como resultado una rotación controlada del ensamble de acoplamiento tubular 108, y de esta manera el segmento tubular 102. Durante este tiempo, la cuña o araña 30 evitan que la sarta tubular 104 gire. A medida que la flecha de impulso 1 10 gira, el segmento tubular 102 se conecta y se vuelve parte de la sarta tubular 104. Como resultado, el aparato rotatorio para tuberías 1 12 puede soportar la carga suspendida de toda la sarta tubular 104, y la cuña o araña 130 pueden desacoplarse. En este punto, el aparato rotatorio para tuberías 1 12 puede operar para elevar, girar, bajar o realizar cualquier otra operación típica con la sarta tubular 104. Si la sarta tubular 104 es incompleta, el bloque 1 16 puede bajar el aparato rotatorio para tuberías 1 12, bajando así la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106. Este descenso puede proporcionar un espacio libre para agregar un segmento tubular adicional 102 a la sarta tubular 104. Antes de agregar un segmento tubular adicional 102, la cuña o araña 130 vuelve a acoplar la sarta tubular 104 para proporcionar soporte. El aparato rotatorio para tuberías 1 12 entonces se desprende de la sarta tubular 104, de manera que esté libre para fijarse al siguiente segmento tubular 102. La cuña o araña 130 sujetan la sarta tubular 104 en su lugar hasta la adición del siguiente segmento tubular 02. Después de que el segmento 102 se vuelve parte de la sarta tubular 104, el aparato rotatorio para tuberías 1 12 puede de nueva cuenta soportar la sarta tubular 104, y la cuña o araña 130 pueden de nueva cuenta liberarse. El procedimiento se repite hasta que la sarta tubular 104 alcanza la longitud deseada. Una placa de carga 136 permite que la sarta tubular 104 se empuje en el agujero de pozo 106. Si el peso del aparato rotatorio para tubería 1 12 no es suficiente para empujar la sarta tubular 104 en el agujero de pozo, un mecanismo desplegable de torno con cable 138 o ensamble de cilindro hidráulico 144 puede fijarse al aparato rotatorio para tuberías 1 12 para impartir una fuerza de descenso adicional a la sarta tubular 104 por medio del aparato rotatorio para tuberías 1 12 y la placa de carga 136. El ensamble de acoplamiento tubular 108 de manera deseable incluye un ensamble de sello 206 para permitir presión y flujo de fluido entre la flecha de impulso 1 10 y la tira tubular 104. Esto permite una trayectoria de flujo de fluido central sellada desde el aparato rotatorio para tuberías 1 12 a la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106, sin la necesidad de remover el ensamble de acoplamiento tubular 108. El flujo resultante puede ser presurizado o no presurizado, dependiendo de las condiciones en el lugar. Proporcionar la capacidad de llenado en la sarta tubular 104 permite las funciones tales como agregar fluido al anillo de la sarta tubular 104 mientras corre la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106 o que se lleve a cabo la cementación a través de la sarta tubular 104, una vez que la sarta tubular 104 ha corrido en el agujero de pozo 06. Esto puede ocurrir al colocar un cabezal de cementación 132 por arriba del ensamble de acoplamiento tubular 108. La colocación del cabezal de cementación 132 en esta ubicación antes de hacer correr la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106 también evita que ocurran algunas dificultades cuando la sarta tubular 104 termina por arriba del piso de la torre de perforación 134. Adicionalmente, esta colocación permite el movimiento vertical, rotación o par de torsión de la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106 mientras completa una operación de cementación. Aunque las ventajas de colocar el cabezal de cementación 132 por arriba del ensamble de acoplamiento tubular 108 son evidentes, el cabezal de cementación 132 puede incluso descansar por debajo del ensamble de acoplamiento tubular108. El ensamble de bola y ahusamiento 1 14 pueden tener cualquier forma. Sin embargo, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 son de manera deseable cilindricos con una línea central alineándose generalmente con una línea central del segmento tubular 102. El ensamble de bola y ahusamiento 14 puede acoplar el segmento tubular 102 en cualquiera de las superficies exteriores 202 (mostrada en la figura 2A) o una superficie interior 204 (mostrada en la figura 2B) del segmento tubular 102, dependiendo del diámetro del segmento tubular 102. Con el fin de acomodar diferentes diámetros, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 es, de manera deseable intercambiable con otros ensambles de bola y ahusamiento, dependiendo de los requerimientos opcionales específicos. Generalmente, los segmentos tubulares con diámetro más pequeño 102 requerirán el acoplamiento en la superficie exterior 202 y los segmentos tubulares con diámetro mayor 102 requerirán acoplamiento en la superficie interior 204. Sin embargo, la selección del ensamble de bola y ahusamiento 1 14 puede variar como lo dicten las condiciones del lugar. El ensamble de bola y ahusamiento 1 14 se auto-acoplan. Es decir, tienen un acoplamiento auto-energizante. Para acoplar el segmento tubular 102, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 utilizan fricción. Como se muestra en la figura 3, una pluralidad de bolas 300 están contenidas generalmente dentro de una pluralidad de ahusamientos 302, que se colocan alrededor del ensamble de bola y ahusamiento 1 14. Aunque algunos ahusamientos pueden ser orientados en una alineación generalmente vertical, otros pueden orientarse en alineación generalmente horizontal o cualquier otra alineación. Con relación ahora a las figuras 4A-4C, los ahusamientos 302 tienen al menos una sección más ancha 400 y al menos una sección restringida 402. Los ahusamientos 302 pueden tener cualquier forma, siempre que tengan la sección más amplia 400 y la sección restringida 402. Aunque las figuras muestran bolas esféricas 300, las bolas 300 pueden también ser alargadas, semejantes a rodillos, o las bolas 300 pueden tener cualquier forma adecuada. Las bolas 300, debido a la gravedad y peso del manguito 412, típicamente están en la sección restringida 402. Cuando el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 se mueven en una primera dirección 404 hacia el segmento tubular 102, una pared 406 del segmento tubular 102 empuja las bolas 300 hacia la sección más amplia 400 de los ahusamientos 302 (provocando que las bolas 300 se muevan parcialmente en una primera rotación 414), permitiendo el paso libre del segmento tubular 102, como se muestra en la figura 4A. Dependiendo del diámetro del segmento tubular 102, la pared 406 puede corresponder con la superficie interior 204 (mostrada en la figura 2B), o a la superficie exterior 202 (mostrada en la figura 2A). Cuando el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 se mueve en una segunda dirección 408 (provocando que las bolas 300 se muevan en una segunda rotación 416) la fricción entre las bolas 300, ahusamientos 302 y la pared 406 acoplarán totalmente el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 con el segmento tubular 102, como se muestra en la figura 4A. Cuando las bolas 300 están en la sección restringida 402, cualquier fuerza adicional en la segunda dirección 408 que actúa en el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 se traduce en una fuerza compresiva en puntos de contacto 410. Sin embargo, las bolas 300 pueden únicamente impartir pequeñas marcas de peña durante el acoplamiento. Esto es muy diferente de los troqueles de cuña tradicionales, que marcan la superficie de contacto del segmento tubular 102. El inconveniente del marcado es que crea incrementos de tensión en el segmento tubular 102 que pueda dar como resultado la propagación de fisuras. Los ahusamientos 302 pueden tener una forma que permita a las bolas 300 moverse a lo largo de más de un eje. Adicionalmente, los ahusamientos 302 tienen secciones más amplias 400 y restringidas 402. Ya que existen pluralidades de posibles puntos de contacto 410 dentro de cualquier ahusamiento dado 302, la sujeción del ensamble de bola y ahusamiento 1 14 puede ser efectiva en más de una dirección. Dependiendo de la forma de los ahusamientos 302, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 puede proporcionar soporte a una carga gravitacional, evitando la rotación relativa en la dirección de las manecillas del reloj y en la dirección contraria de las manecillas del reloj, o soportan simultáneamente una carga y resisten la rotación relativa. Adicionalmente, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14, puede permitir que se resistan algunas cargas ascendentes por la herramienta para correr tuberías 100. Esto puede lograrse a través del uso de un mecanismo de bloqueo libre de fallos 142 y una placa de carga 136. Esto es particularmente útil cuando se empuja la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106. Para esto, la placa de carga 136 puede permitir que la fuerza descendente se transfiera a la sarta tubular 104. Adicionalmente, un mecanismo desplegable de torno con cable 138 o el ensamble cilindrico hidráulico 144 pueden fijarse al aparato rotatorio para tuberías 1 12 con el fin de impartir una fuerza descendente adicional en la herramienta para correr tubería 100 y forzar la sarta tubular 104 en el agujero de pozo 106. El ensamble de bola y ahusamiento 1 14 pueden tener una capacidad de apoyo de carga estática y dinámica. Esto permite que el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 porten el peso total de la sarta tubular 104 mientras giran y se bajan en o se elevan del agujero de pozo 106. El ensamble de bola y ahusamiento 1 14 es capaz de soportar el par de torsión implicado en la formación y rompimiento, permitiendo al segmento tubular 102 ser agregado o removido de la sarta tubular 104 sin la necesidad de tenazas. Adicionalmente, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 puede proporcionar soporte y/o evitar el movimiento en un número de direcciones. Evitar simultáneamente el movimiento en múltiples direcciones puede realizarse en al menos dos formas. Las bolas y ahusamientos de una sola dirección múltiples pueden tener diferentes orientaciones. Por ejemplo, una bola y un ahusamiento pueden situarse verticalmente en el ensamble de bola y ahusamiento 1 14, aunque otra bola y ahusamiento pueden situarse horizontalmente en el ensamble de bola y ahusamiento 1 14. Esto permite que cada bola y ahusamiento soporten el movimiento en una sola dirección. Alternativamente, una sola bola y ahusamiento pueden configurarse para evitar el movimiento en múltiples direcciones. Como se muestra en la figura 4C, el ahusamiento 302 puede formarse para tener más de una sección restringida 402. El ensamble de bola y ahusamiento 1 14 mostrado en la figura 4C puede evitar el movimiento en al menos dos direcciones. Combinar las vistas de las figuras 4A, 4B y 4C da como resultado una bola y un ahusamiento multidireccionales, que pueden evitar el movimiento en al menos tres direcciones (rotación a la derecha, rotación a la izquierda, y jalar el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 hacia arriba). La forma de los ahusamientos 302 puede modificarse en cualquier número de formas, dependiendo de las direcciones esperadas de carga, los materiales utilizados, el radio de las bolas 300, el radio de la pared 406 a ser sujetados. Por ejemplo, una forma de pseudo-domo puede utilizarse para el ahusamiento 302. Con el fin de liberar el acoplamiento entre el segmento tubular 102 y el ensamble de bola y ahusamiento 1 14, puede utilizarse un manguito 412 (mostrado en las figuras 4A y 4B). El manguito 412 se ajusta entre el segmento tubular 102 y el ensamble de bola y ahusamiento 1 14, y se extiende debido a la gravedad, permitiendo el acoplamiento entre el segmento tubular 102 y el ensamble de bola y ahusamiento 1 14. Cuando se repliega con fuerza, el manguito 412 sirve para desacoplar el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 al evitar que el ensamble de bola y ahusamiento 14 acoplen el segmento tubular 102. Aunque el acoplamiento de las bolas es un procedimiento auto-energizante, el mecanismo de bloqueo libre de fallos 142 con un desbloqueo energizado es deseable para desacoplar. Por lo tanto, el desacoplamiento puede utilizar fuentes hidráulicas, neumáticas o cualquier fuente de energía ya disponible en el sitio. Con el fin de evitar un desacoplo prematuro, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 deseablemente tiene un mecanismo de bloqueo libre de fallos 142 que mantiene al manguito 412 en una posición extendida hasta que se desee desacoplar. Antes de desacoplar, el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 pueden moverse ligeramente en la primera dirección 404, de manera que disminuya la fuerza compresiva en los puntos de contacto 410. El manguito 412 puede entonces moverse fácilmente entre el segmento tubular 102 y el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 en la segunda dirección 408, bloqueando así el ensamble de bola y ahusamiento 1 14 de sujetar el segmento tubular 102. El ensamble de bola y ahusamiento 1 14 entonces se mueve en la segunda dirección 408 lejos de la sarta tubular 104. Aunque se ha discutido el uso de la herramienta para correr tubería 100 para acoplamiento, debe entenderse que un experto en la técnica puede utilizar de igual manera la herramienta para correr tubería 100 para desacoplo con cambios menores. Adicionalmente, aunque se describe el movimiento del ensamble de bola y ahusamiento 1 14 con relación al segmento tubular 102, el segmento tubular 102 puede moverse con relación al ensamble de la bola y ahusamiento 1 14 con el mismo resultado general. Por lo tanto, la presente invención se adapta bien para lograr los fines y ventajas mencionadas como también los que son inherentes a la misma. Las modalidades particulares descritas anteriormente son únicamente ilustrativas, ya que la presente invención puede modificarse y practicarse en diferentes formas pero equivalentes, evidentes para los expertos en la técnica que tienen el beneficio de las enseñanzas de la misma. Además, no se pretenden limitaciones a los detalles de construcción o diseño que se muestran en la misma, diferentes a los descritos en las reivindicaciones que se presentan a continuación. Es por lo tanto evidente que las modalidades ilustrativas particulares descritas anteriormente pueden alterarse o modificarse y todas las variaciones estar consideradas dentro del alcance y espíritu de la presente invención. También, los términos en las reivindicaciones tienen su significado ordinario y simple a menos que se defina explicita y claramente de otra manera por el titular de patente.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 .- Un aparato para manejar un segmento tubular, acoplar o desacoplar el segmento tubular que tiene roscas con una sarta tubular que tiene roscas, y manejar la sarta tubular en un orificio de pozo, que comprende: un ensamble de acoplamiento tubular que se conecta a una flecha de impulso de un aparato rotatorio para tubería, el ensamble de acoplamiento tubular tiene un ensamble de bola y ahusamiento de autoacoplamiento medido para acoplar de manera liberable el segmento tubular; caracterizado porque, cuando el ensamble de acoplamiento tubular se conecta a la flecha de impulso y el ensamble de bola y ahusamiento acoplan el segmento tubular, la rotación de la flecha de impulso da como resultado una rotación correspondiente del segmento tubular, con rotación relativa mínima entre el ensamble de acoplamiento tubular y el segmento tubular.

2. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el aparato rotatorio para tuberías tiene un compensador de manera que únicamente el peso del segmento tubular y la flecha de impulso se encuentra en las roscas durante el acoplamiento del segmento tubular con la sarta tubular.

3. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un ensamble compensador externo adaptado para colocar únicamente el peso del segmento tubular y la fecha de impulso en las roscas durante el acoplamiento del segmento tubular con la sarta tubular

4. - El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende adicionalmente un indicador que muestra la posición del ensamble compensador.

5. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ensamble de acoplamiento tubular además comprende: una guía de enchufado para asegurar que el segmento tubular se centraliza a medida que el ensamble de acoplamiento tubular lo acopla, o un sello para mantener la presión y flujo de fluido entre la flecha de impulso y la sarta tubular, o ambas.

6. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque el ensamble de bola y ahusamiento generalmente son cilindricos, tienen un mecanismo de bloqueo libre de fallos capaz de evitar el desacoplo prematuro, tienen un desbloqueo energizado para desacoplo del segmento tubular, o se reemplaza de manera intercambiable con otro ensamble de bola y ahusamiento medido para acomodar un diámetro tubular diferente, o cualquier combinación de los mismos.

7. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque la medición del ensamble de bola y ahusamiento permite que acople una superficie interior o exterior del segmento tubular.

8. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque el ensamble de acoplamiento tubular se adapta para soportar la fuerza compresiva implicada en el empuje de la sarta tubular en el orificio de pozo, se adapta para soportar la fuerza de tensión implicada en el soporte de la sarta tubular en el orificio de pozo, se adapta para soportar el par de torsión implicado en la rotación de la sarta tubular en el orificio de pozo y el par de torsión requerido para conformar o romper un segmento tubular, se adapta para soportar simultáneamente una fuerza compresiva, que es capaz de soportar simultáneamente una fuerza de tensión, o cualquier combinación de éstos.

9. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque comprende adicionalmente un brazo manipulador adaptado para guiar el segmento tubular entre un sistema de distribución y el orificio de pozo.

10. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque comprende adicionalmente un mecanismo de montacargas del elevador, un brazo manipulador y enlaces del elevador adaptados para elevar el segmento tubular hasta que se alinee sobre el orificio de pozo. 1 1 . - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque el segmento tubular puede guiarse de regreso hacia el sistema de distribución tras la remoción de la sarta tubular. 12. - El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el mecanismo de montacargas del elevador tiene dos puertas articuladas que se abren y cierran con el mecanismo de seguridad de bloqueo cuando se maneja el segmento tubular. 13. - Un aparato para manejar un segmento tubular, acoplar o desacoplar el segmento tubular con una sarta tubular, y manejar la sarta tubular en un orificio de pozo, que comprende: un aparato rotatorio para tuberías que tiene una flecha de impulso y un compensador, de manera que únicamente el peso del segmento tubular y la flecha de impulso se encuentre en las roscas durante el acoplamiento del segmento tubular con la sarta tubular; un ensamble de acoplamiento tubular que se conecta a la flecha de impulso del aparato rotatorio para tuberías, el ensamble de acoplamiento tubular tiene un ensamble de bola y ahusamiento de autoacoplamiento, cilindrico e intercambiable con un desbloqueo energizado controlado por el sistema hidráulico o neumático, y un mecanismo de bloqueo libre de fallos, el ensamble de bola y ahusamiento medido para acoplar de manera liberable una superficie del segmento tubular y un sello para mantener la presión y flujo fluido entre la flecha de impulso y la sarta tubular; y una guía de enchufado para asegurar que el segmento tubular se centralice a medida que el ensamble de acoplamiento tubular acopla al mismo; en donde, cuando el ensamble de acoplamiento tubular se conecta a la flecha de impulso y el ensamble de bola y ahusamiento acopla el segmento tubular, la rotación de la flecha de impulso da como resultado una rotación correspondiente del segmento tubular, con rotación relativa mínima entre el ensamble de acoplamiento tubular y el segmento tubular, y el ensamble de acoplamiento tubular es capaz de soportar la fuerza compresiva, fuerza de tensión, y par de torsión implicados en las operaciones de la sarta tubular. 14 - Un método para acoplar un segmento tubular con una sarta tubular, el método comprende los pasos de: proporcionar el segmento tubular; proporcionar un aparato rotatorio para tuberías que tiene una flecha de impulso; proporcionar un ensamble de acoplamiento tubular que se conecta a la flecha de impulso del aparato rotatorio para tuberías, el ensamble de acoplamiento tubular tiene un ensamble de bola y ahusamiento de autoacoplamiento medido para acoplar de manera liberable el segmento tubular; conectar el ensamble de acoplamiento tubular a la flecha de impulso; conectar el ensamble de acoplamiento tubular al segmento tubular utilizando el ensamble de bola y ahusamiento; centralizar el segmento tubular sobre el pozo; proporcionar la sarta tubular; bajar el aparato rotatorio para tuberías para poner al segmento tubular en contacto con la sarta tubular y hacer girar la flecha de impulso de manera que el segmento tubular acople la sarta tubular. 15.- Un método para desacoplar un segmento tubular con una sarta tubular, el método comprende los pasos de: proporcionar la sarta tubular, incluyendo el segmento tubular; proporcionar un aparato rotatorio para tuberías que tiene una flecha de impulso; proporcionar un ensamble de acoplamiento tubular que se conecta a la flecha de impulso del aparato rotatorio para tuberías, el ensamble de acoplamiento tubular tiene un ensamble de bola y ahusamíento de auto-acoplamiento medido para acoplar de manera liberable el segmento tubular; conectar el ensamble de acoplamiento tubular a la flecha de impuso; bajar el aparato rotatorio para tuberías para poner al ensamble de acoplamiento tubular en contacto con el segmento tubular de la sarta tubular; conectar el ensamble de acoplamiento tubular al segmento tubular utilizando el ensamble de bola y ahusamíento; y hacer girar la flecha de impulso de manera que el segmento tubular desacople la sarta tubular. 16. - El método de conformidad con la reivindicación 14 o 15, caracterizado además porque el ensamble de acoplamiento tubular también tiene un compensador para reducir al mínimo el peso aplicado a la rosca del segmento tubular y un ensamble manipulador para guiar el tubular a ser alineado con la sarta tubular o para guiar el segmento tubular de regreso a un sistema de distribución para propósitos de descarga. 17. - Un aparato para manejar un segmento tubular, que comprende: un ensamble de acoplamiento tubular que tiene un ensamble de bola y ahusamíento de auto-acoplamiento medido para acoplar de manera liberable el segmento tubular; en donde el ensamble de bola y ahusamíento comprende una pluralidad de bolas dentro de una pluralidad de: ahusamientos multidireccionales o ahusamientos de una sola dirección, en donde la pluralidad de ahusamientos de una sola dirección se orientan en al menos dos direcciones diferentes o una combinación de ahusamientos multidireccionales y ahusamientos de una sola dirección.