MX2010005775A

MX2010005775A - Aparato de perforacion para rendimiento mejorado en perforaciones de pozo de alta presion.

Info

Publication number: MX2010005775A
Application number: MX2010005775A
Authority: MX
Inventors: John D Burleson; John H Hales; John P Rodgers
Original assignee: Halliburton Energy Serv Inc
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2010-11-29
Also published as: US20100300750A1; JP2010281195A; AR076933A1; CN101899966A; EP2264279A2

Abstract

Un aparato de perforación (50) incluye un cuerpo de pistola portador (52) que tiene una pluralidad de secciones radialmente reducidas (54); las secciones radialmente reducidas (54) tienen una capa exterior nanocompuesta (72); un sujetador de carga (62) es colocado dentro del cuerpo de pistola portador (52); una pluralidad de cargas explosivas (56) son soportadas por el sujetador de carga (62); los cargas explosivas (56) tienen, cada una, un extremo de iniciación y un extremo de descarga; los extremos de descarga de las cargas explosivas (56) son colocados cerca de las secciones radialmente reducidas (54) del cuerpo de pistola portador (52) de manera que los chorros formados al momento de la detonación de las cargas explosivas (56) se desplazan a través de las secciones radialmente reducidas (54); las capas exteriores nanocompuestas (72) de las secciones radialmente reducidas (54) permiten el rendimiento mejorado del aparato de perforación (50) en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura.

Description

APARATO DE PERFORACION PARA RENDIMIENTO MEJORADO EN PERFORACIONES DE POZO DE ALTA PRESION CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere, en general, a un aparato para perforar perforaciones de pozo subterráneas utilizando cargas explosivas y, en particular, a un aparato de perforación para rendimiento mejorado en perforaciones de pozo de alta presión y alta temperatura.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Sin limitar el alcance de la presente invención, sus antecedentes se describirán con referencia a la perforación de una formación subterránea de apoyo de hidrocarburos con un aparato de perforación de carga explosiva, como un ejemplo. Después de la perforación de la sección de una perforación de pozo subterránea que atraviesa una formación subterránea de apoyo de hidrocarburos, longitudes individuales de tubulares de metal por lo regular son aseguradas juntas para formar una columna de tubería que es colocada dentro de la perforación de pozo. Esta columna de tubería aumenta la integridad de la perforación de pozo y proporciona una trayectoria a través de la cual fluidos de la formación pueden ser producidos a la superficie. Convencionalmente, la columna de tubería es cementada dentro de la perforación de pozo. Para producir fluidos en la columna de tubería, aberturas o perforaciones hidráulicas deben ser hechas a través de la columna de tubería, el cemento y una distancia dentro de la formación. Por lo regular, estas perforaciones son creadas detonando una serie de cargas explosivas ubicadas dentro de una o más pistolas de perforación que están desplegadas dentro de la columna de tubería a una posición adyacente a la formación deseada. Convencionalmente, las pistolas de perforación son formadas, a partir de un cuerpo de pistola portador hueco hermético a los fluidos, cerrado que está adaptado para ser bajado en una línea de cable o tubería transportada hacia la perforación de pozo. Colocada dentro del cuerpo de pistola portador hueco se encuentra un sujetador de carga que soporta y coloca las cargas explosivas en una distribución espacial seleccionada. Las cargas explosivas tienen material explosivo cónicamente restringido en las mismas. Una mecha de detonación que se utiliza para detonar las cargas explosivas está colocada junto a la parte posterior de las cargas explosivas. La mecha de detonación puede ser activada de manera electrónica o mecánica cuando la pistola de perforación ha sido colocada en la perforación de pozo. En dichos cuerpos de pistola tipo hermético a los fluidos, cerrados, los chorros explosivos producidos al momento de la detonación de las cargas explosivas penetran en el cuerpo de pistola portador hueco antes de penetrar en la pared de la tubería de la perforación de pozo y la formación adyacente. Para reducir la resistencia producida por el cuerpo de pistola portador hueco e incrementar la profundidad de la penetración de la perforación en la formación, el cuerpo de pistola de perforación puede ser provisto con escotaduras u otras secciones radialmente reducidas tal como bandas que salen de porciones de pared relativamente delgadas a través de las cuales pasan los chorros explosivos. Las escotaduras en el cuerpo de pistola portador hueco deben ser colocadas en una distribución espacial que corresponda a la distribución espacial de las cargas explosivas sostenidas dentro del cuerpo de pistola por el sujetador de carga. Sin embargo, se ha descubierto que la reducción en el grosor del cuerpo de pistola portador en y cerca de las escotaduras, limita la fuerza de las pistolas de perforación. Por lo tanto, para perforar en algunas perforaciones de pozo de alta presión y alta temperatura, las pistolas de perforación de un diámetro exterior determinado deben tener un grosor de pared incrementado y/o profundidad de escotadura reducida. En cualquier caso, el rendimiento de dichas pistolas de perforación se ve disminuido. Específicamente, el uso de un cuerpo de pistola portador con grosor de pared incrementado reduce el volumen disponible dentro del cuerpo de pistola portador el cual necesita el uso de cargas explosivas más pequeñas. De igual forma, el uso de un cuerpo de pistola portador con profundidad de escotadura reducida limita la profundidad de penetración de las perforaciones en la , formación . Por lo tanto, surge la necesidad de un aparato de perforación que opere para uso en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura que no requiera un cuerpo de pistola portador con grosor de pared incrementado. También surge la necesidad de un aparato de perforación que opere para uso en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura que no requiera un cuerpo de pistola portador con profundidad de escotadura reducida. Además, surge la necesidad de un aparato de perforación que opere para lograr un rendimiento de perforación mejorado en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención aquí descrita comprende un aparato de perforación para mejorar el rendimiento de perforación en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. El aparato de perforación de la presente invención opera para uso en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura sin requerir un cuerpo de pistola portador con grosor de pared incrementado. Además, el aparato de perforación de la presente invención opera para uso en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura sin requerir un cuerpo de pistola portador con profundidad de escotadura reducida. En un aspecto, la presente invención se enfoca en un aparato de perforación para aplicaciones de alta presión y alta temperatura. El aparato de perforación incluye un cuerpo de pistola portador que tiene una pluralidad de secciones radialmente reducidas que tienen una capa exterior nanocompuesta . Un sujetador de carga está colocado dentro del cuerpo de pistola portador. Una pluralidad de cargas explosivas es soportada por el sujetador de carga. Las cargas explosivas tienen, cada una, un extremo de iniciación y un extremo de descarga y están colocadas de manera que los extremos de descarga quedan colocados cerca de las secciones radialmente reducidas del cuerpo de pistola portador. En una modalidad, las secciones radialmente reducidas del cuerpo de pistola portador están ahuecadas.

En otra modalidad, las secciones radialmente reducidas del cuerpo de pistola portador son bandas. En algunas modalidades, el uso de una capa exterior nanocompuesta no se limita a las secciones radialmente reducidas del cuerpo de pistola portador. Por ejemplo, una porción del cuerpo de pistola portador cerca de las secciones radialmente reducidas puede tener una capa exterior nanocompuesta. De igual forma, todo el cuerpo de pistola portador puede tener una capa exterior nanocompuesta. De manera alternativa o adicional, el cuerpo de pistola portador puede tener una capa interior nanocompuesta o se puede formar enteramente de un material nanocompuesto. En una modalidad, el material nanocompuesto que forma todo o parte del cuerpo de pistola portador puede ser una aleación nanoestructurada tal como una aleación basada en hierro nanoestructurado . En esta modalidad, la aleación basada en hierro se puede derivar de vidrio metálico. También, en esta modalidad, los constituyentes de la aleación basada en hierro pueden ser seleccionados a partir del grupo que consiste de boro, carbono, cromo, hierro, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, silicio, tungsteno y vanadio . En una modalidad, las capas nanocompuestas se pueden aplicar al cuerpo de pistola portador mediante un proceso de rociado térmico. En otra modalidad, las capas nanocompuestas pueden ser aplicadas al cuerpo de pistola portador mediante un proceso de soldadura. En modalidades adicionales, las capas nanocompuestas pueden ser parte integral del material del cuerpo de pistola portador. En otro aspecto, la presente invención se enfoca a un aparato de perforación para aplicaciones de alta presión y alta temperatura. El aparato de perforación incluye un cuerpo de pistola portador que tiene una superficie exterior que está al menos parcialmente formada de un material nanocompuesto . Un sujetador de carga está colocado dentro del portador y una pluralidad de cargas explosivas son soportadas por el sujetador de carga.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Para un. entendimiento más ' completo de las características y ventajas de la presente invención, ahora se hace referencia a la descripción detallada de la invención junto con las figuras acompañantes en las cuales números correspondientes en las diferentes figuras se refieren a partes correspondientes y en las cuales: La figura 1 es una ilustración esquemática de una plataforma de gas y petróleo marítima que opera un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 2 es una vista en corte parcial de un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 3 es una vista en corte parcial de un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 4 es una vista transversal de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 5 es una vista transversal de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 6 es una vista transversal de un cuerpo de pistola portador de un aparato, de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 7 es una vista transversal de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 8 es una vista transversal de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y La figura 9 es una vista transversal de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Aunque a continuación se analiza a ¦ detalle la' elaboración y uso de diversas modalidades de la presente invención, se debería apreciar que la presente invención proporciona muchos conceptos inventivos aplicables los cuales se pueden incorporar en una amplia . variedad de contextos específicos. Las modalidades específicas aquí analizadas son simplemente ilustrativas de formas específicas para hacer y utilizar la invención, y no delimitan el alcance de la presente invención. Haciendo referencia inicial-mente a la figura 1, un aparato de perforación de la presente invención que está operando desde una plataforma marítima de petróleo y gas se ilustra esquemáticamente y por lo general se designa 10. Una plataforma semi-sumergible 12 está centrada sobre una formación de gas y petróleo sumergida 14 ubicada debajo del piso marino 16. Un conducto submarino 18 se extiende desde el piso 20 de la plataforma 12 a la instalación de cabeza de pozo 22 incluyendo dispositivos anti-erupción 24. La plataforma 12 tiene un aparato de elevación 26 y una grúa de maniobra 28 para subir y bajar las columnas de tubos tal como la columna de trabajo 30.

Una perforación de pozo 32 se extiende a través de los diversos estratos de la tierra incluyendo la formación 14. Un entubado 34 está cementado dentro de la perforación de pozo 32 con cemento 36. La columna de trabajo 30 incluye varias herramientas que comprenden un aparato de perforación de carga explosiva 38 que opera para mejorar el rendimiento de perforación en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Cuando se desea perforar la formación 14, la columna de trabajo 30 es bajada a través del entubado 34 hasta que el aparato de perforación de carga explosiva 38 es colocado junto a la formación 14. Por lo tanto, el aparato de perforación de carga explosiva 38 es encendido mediante la detonación de las cargas explosivas que están colocadas dentro del cuerpo de pistola portador 40 y alineadas con las cavidades 42 formadas en la superficie exterior del cuerpo de pistola portador 40. En la presente invención, al menos la superficie exterior de cada cavidad 42 incluye una capa nanocompuesta que aumenta la fuerza del cuerpo de pistola portador 40 en la ubicación de cada cavidad 42. El uso de la capa exterior nanocompuesta permite al cuerpo de pistola portador 40 tener una pared relativamente delgada en la ubicación de cada cavidad 42, mejorando asi el rendimiento de perforación en los pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Debido a esto, al momento de la detonación, los revestimientos de las cargas explosivas forman chorros que pasan a través de las cavidades 42 y forman una serie separada de perforaciones que se extienden hacia fuera a través del entubado 34, el cemento 36 y una profundidad deseada en la formación 14. Aún cuando la figura 1 muestra un pozo vertical, aquellos expertos en la técnica deberían entender que el aparato de perforación de carga explosiva de la presente invención es igualmente conveniente para uso en pozos que tienen otras configuraciones incluyendo pozos desviados, pozos inclinados, pozos horizontales, pozos multilaterales y similares. Por consiguiente, el uso de términos de dirección tal como "arriba", "abajo", "superior", "inferior" y similares, se emplea por conveniencia para hacer referencia a las ilustraciones. También, aunque la figura 1 muestra una operación marítima, aquellos expertos en la técnica deberían entender que el aparato de perforación de carga explosiva de la presente invención es igualmente conveniente para uso en operaciones en tierra. Haciendo referencia ahora a la figura 2, ahí se muestra un aparato de perforación de carga explosiva de la presente invención que generalmente se designa 50. El aparato de perforación 50 incluye un cuerpo de pistola portador 52 hecho de una manga cilindrica que tiene una pluralidad de áreas radialmente reducidas mostradas como escotaduras o cavidades 54. Radialmente alineada con cada una de las cavidades 54 está una carga respectiva de una pluralidad de cargas explosivas 56. Cada una de las cargas explosivas 56 incluye un alojamiento exterior, tal como el alojamiento 58, y un revestimiento, tal como el revestimiento 60. Colocada entre cada alojamiento y revestimiento está una cantidad de alto explosivo. Las cargas explosivas 56 son retenidas dentro del cuerpo de pistola portador 52 mediante un sujetador de carga 6·2 el cual incluye una manga exterior de sujetador de carga 64, una manga interior de sujetador de carga 66. En esta configuración, el tubo exterior 64 soporta los extremos de descarga de cargas explosivas 56, mientras que el tubo interior 66 soporta los extremos de iniciación de cargas explosivas 56. Colocada dentro del tubo interior 66 está una mecha de detonador 70, tal como Primacord, el cual se utiliza para detonar cargas explosivas 56. En la modalidad ilustrada, los extremos de iniciación de cargas explosivas 56 se extienden a través del eje longitudinal central del aparato de perforación 50 permitiendo que la mecha del detonador 70 se conecte al alto- poder explosivo dentro de las cargas explosivas 56 a través de una abertura definida en el ápice de los alojamientos de cargas explosivas 56. Cada una de las cargas explosivas 56 está alineada de manera longitudinal y radial con una de las cavidades 54 en el cuerpo de pistola portador 52 cuando el aparato de perforación 50 está completamente ensamblado. En la modalidad ilustrada, las cargas explosivas 56 son acomodadas en un patrón de espiral de manera que cada carga explosiva 56 es colocada en su propio nivel o altura y va a ser detonada de manera individual de forma que solamente una carga explosiva es encendida a la vez. Sin embargo, aquellos expertos en la técnica entenderán que se pueden utilizar arreglos alternos de cargas explosivas, incluyendo diseños de tipo agrupamiénto en donde más de una carga explosiva está al mismo nivel y es detonada al mismo tiempo, sin apartarse de los principios de la presente invención. Tal como se analiza a continuación, cada una de las cavidades 54 del aparato de perforación 50 tiene una capa exterior nanocompuesta 72 que aumenta la fuerza del cuerpo de pistola portador 52, permitiendo asi que un aparato de perforación 50 opere en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Ahora haciendo referencia a la figura 3, ahí se muestra un aparato de perforación de carga explosiva de la presente invención que generalmente se designa 100. El aparato de perforación 100 incluye una pluralidad de cargas explosivas 102 de las cuales se muestran tres. Las cargas explosivas 102 están montadas dentro de un sujetador de carga 104 que está colocado dentro de un cuerpo de pistola portador 106. En la modalidad ilustrada, el sujetador de carga 104 puede incluir una o más secciones longitudinales, cada una de las cuales es soportada giratoriamente en el cuerpo de pistola portador 106 por un par de soportes 108, únicamente un soporte 108 es visible' en la figura 2. Cada uno de los soportes 108 incluye elementos de rodamiento o cojinetes 110 que contactan el interior del cuerpo de pistola portador 106. Además, cojinetes de empuje opcionales- 112 pueden ser colocados entre soportes 108 en cada extremo del cuerpo de pistola portador 106 y dispositivos 114 unidos en cada extremo del cuerpo de pistola portador 106. Los dispositivos 114 pueden ser series utilizadas para acoplar dos pistolas entre si, un tapón ciego utilizado para terminar una columna de pistola, una cabeza de encendido o cualquier otro tipo de dispositivo el cual puede ser unido a un cuerpo de pistola portador 106 en una columna . de pistola. En esta configuración, se permite que las cargas 102 giren dentro del cuerpo de pistola portador 106.

En la modalidad ilustrada, se utiliza la gravedad para girar las cargas 102 dentro del cuerpo de pistola portador 106 a la orientación deseada. Específicamente, al desviar de forma lateral el centro de gravedad de un ensamble giratorio 118 que incluye el sujetador de carga 104, las cargas explosivas 102 y los pesos 120, el ensamble 118 es desviado por gravedad para girar a una posición específica en la cual el centro de gravedad está ubicado directamente debajo del eje de rotación. El cuerpo de pistola portador 106 es provisto con porciones radialmente reducidas mostradas como bandas 122. Las bandas 122 se extienden de forma circunferencial alrededor del cuerpo de pistola portador 106 hacia fuera sobreponiéndose a cada una de las cargas 102. Por lo tanto, conforme cada una de las cargas explosivas 102 gira dentro del cuerpo de pistola portador 106, éstas pueden permanecer dirigidas para dispararse a través de una de las bandas 122. Al igual que con las cavidades 54 del aparato de perforación 50 antes analizado, las bandas 122 tienen una capa exterior nanocompuesta 124 que aumenta la fuerza del cuerpo de pistola portador 106, permitiendo así que el aparato de perforación 100 opere en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Ahora haciendo referencia a la figura 4, ahí se muestra, en sección transversal, una porción de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de la presente invención que generalmente se designa 150. El cuerpo de pistola portador 150 incluye una pluralidad de áreas radialmente reducidas 152 que pueden representar escotaduras, cavidades o bandas tal como aquéllas analizadas anteriormente y otras configuraciones en las cuales la pared del cuerpo de pistola portador 150 tiene ciertas porciones de pared delgadas. Cada área radialmente reducida 152 tiene, una capa exterior nanocompuesta 154 que aumenta la fuerza del cuerpo de pistola portador 150, permitiendo asi que un aparato de perforación incluyendo el cuerpo de ' pistola portador 150 opere en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Las capas exteriores nanocompuestas 154 tienen una fuerza que es mayor que la fuerza del metal que forma el rest.o del cuerpo de pistola portador 150. Por ejemplo, el cuerpo de pistola portador 150 puede ser formado de acero convencional mientras que las capas exteriores nanocompuestas 154 son formadas de un material nanoestructurado que tiene características nanodimensionadas tal como aleaciones de hierro en nanogranos incluyendo aceros en nanogranos. Tal como aquí se utiliza, un material nanoestructurado incluirá materiales que tienen características de 1 a 500 nanometros y, con mayor preferencia, materiales que tienen características de 1 a 100 nanometros. Las capas exteriores nanocompuestas 154 pueden ser formadas de una aleación basada en hierro que tiene constituyentes de aleación seleccionados del grupo que consiste de boro, carbono, cromo, hierro, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, silicio, tungsteno y vanadio. En un ejemplo, los porcentajes en peso de los constituyentes de aleación se ubican entre alrededor de 0% y 4% de boro, entre alrededor de 0.1% y 8% de carbono, entre alrededor de 0.5% y 21% de cromo, entre alrededor de 55% y 95% de hierro, entre alrededor de 0% y 3% de manganeso, entre alrededor de 0.5% y 8% de molibdeno, entre alrededor de 0% y 5% de níquel, entre alrededor de 0% y 4% de niobio, entre alrededor de 0% y 2% de silicio, entre alrededor de 0% y 7% de tungsteno y entre alrededor de 0% y 4% de vanadio. El material de las capas exteriores nanocompuestas 154 se puede formar utilizando un fenómeno de auto-ensamble en transformaciones de estado sólido que involucran la descomposición de soluciones sólidas súper-saturadas de fase sencilla en micro-estructuras de nanoescala multifase. Las nanoestructuras en estado sólido auto-ensambladas pueden ser preparadas utilizando una variedad de técnicas incluyendo descomposición espinodal, transformaciones eutectoides, desvitrificación del vidrio y similares. De manera alternativa, el material de las capas exteriores nanocompuestas 154 se puede formar utilizando aleación mecánica de metales en polvo. De preferencia, el material de las capas exteriores nanocompuestas 154 se forma utilizando un proceso de desvitrificación del vidrio en donde los constituyentes de la aleación del sistema basado en hierro son tratados por calor en un estado de vidrio metálico, después desvitrificados en un material que tiene la estructura de grano en nanoescala multifase deseada. Las capas exteriores nanocompuestas 154 pueden ser aplicadas a, o formadas sobre el cuerpo de pistola portador 150 utilizando una variedad de técnicas de procesamiento incluyendo procesos de rociado térmico, procesos de soldadura u otras 1 técnicas convenientes o pueden ser integralmente formadas con el cuerpo de pistola portador 150. Por ejemplo, las capas exteriores nanocompuestas 154 pueden ser aplicadas al cuerpo de pistola portador 150 utilizando un proceso de rociado térmico de oxi combustible de alta velocidad (HVOF) que utiliza una combinación de oxigeno y uno o más gases de combustión tales como hidrógeno, propano, propileno, queroseno y similares para rociar sobre la capa nanocompuesta . De igual forma, se puede utilizar un proceso de rociado de arco de doble alambre (TWAS) en donde dos alambres de metal cargados eléctricamente opuestos son alimentados juntos para producir un arco controlado en su cruce para formar un metal fundido el cual es atomizado y expulsado sobre el cuerpo de pistola portador 150 mediante chorros de aire o gas comprimido para formar la capa nanocompuesta. Alternativamente, las capas exteriores nanocompuestas 154 pueden ser aplicadas a, o formadas sobre el cuerpo de pistola portador 150 utilizando una variedad de procesos de soldadura. Por ejemplo, un proceso de soldadura de arco de transferencia de plasma (PTAW) utiliza plasma para fundir polvo de materia prima y formar una capa soldada metalúrgicamente unida y completamente densa del material nanocompuesto en el cuerpo de pistola portador 150. De igual forma, un proceso de soldadura de arco de metal y gas (G AW) utiliza un electrodo de alambre consumible continuo y un gas de recubrimiento que son alimentados a través de una antorcha de soldadura de manera que un arco eléctrico es transferido entre el electrodo de alambre y la superficie del cuerpo de pistola portador 150 y funde el alambre para formar la capa nanocompuesta. De manera similar, un proceso de soldadura de arco abierto (OAW) utiliza un electrodo de alambre consumible continuo que es alimentado a través de una antorcha de soldadura mientras que un arco ¦ eléctrico transferido entre el electrodo de alambre y el cuerpo de pistola portador 150 funde el alambre para formar la capa nanocompuesta. El uso de las capas exteriores nanocompuestas 154 en las áreas radialmente . reducidas 152 del cuerpo de pistola portador 150 permite el rendimiento de perforación mejorado en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura incrementando la fuerza del cuerpo de pistola portador 150 en las áreas radialmente reducidas 152. Además, las capas exteriores nanocompuestas 154 aumentan la capacidad de sobrevivencia del cuerpo de pistola portador 150 después del evento de perforación al reducir al mínimo el hinchamiento, resquebrajamiento, ruptura o división catastrófica del cuerpo de pistola portador 150. Ahora haciendo referencia a la figura 5, ahí se muestra, en sección transversal, una porción de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación 'de la presente invención que generalmente se designa 160. El cuerpo de pistola portador 160 incluye una pluralidad de áreas radialmente reducidas 162 las cuales pueden representar escotaduras, cavidades o bandas tal como aquéllas analizadas anteriormente u otras configuraciones en las cuales la pared del cuerpo de pistola portador 160 tiene ciertas porciones de pared delgada. Cada área radialmente reducida 162 asi como el área cercana a cada área radialmente reducida 162 tiene una capa exterior nanocompuesta 164 que aumenta la fuerza del cuerpo de pistola portador 160, permitiendo asi que un aparato de perforación incluyendo el cuerpo de pistola portador 160 opere en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura . Al igual que con las capas exteriores nanocompuestas 154 antes analizadas, las capas exteriores nanocompuestas 164 tienen una fuerza que es mayor que la fuerza del metal que forma el resto del cuerpo de pistola portador 160 y se puede formar a partir de un material nanoestructurado que tiene características nanodimensionadas tal como las aleaciones de hierro de nanograno antes analizadas. Las capas exteriores nanocompuestas 164 pueden ser aplicadas a, o formadas sobre el cuerpo de pistola portador 160 utilizando una variedad de procesos tal como aquellos antes analizados incluyendo procesos de soldadura y rociado térmico o pueden ser integralmente formadas con el cuerpo de pistola portador 160. El uso de capas exteriores nanocompuestas 164 en y alrededor de las áreas radialmente reducidas 162 del cuerpo de pistola portador 160 permite el rendimiento de perforación mejorado en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura incrementando la fuerza del cuerpo de pistola portador 160. Además, las capas exteriores nanocompuestas 164' aumentan la capacidad de sobrevivencia del cuerpo de pistola portador 160 después del evento de perforación al reducir al mínimo el hinchamiento, resquebrajamiento, ruptura o división catastrófica del cuerpo dé pistola portador 160. Ahora haciendo referencia a la figura 6, ahí se muestra, en sección transversal, una porción de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de la presente invención que generalmente se designa 170. El cuerpo de pistola portador 170 incluye una pluralidad .de áreas radialmente reducidas 172 las cuales pueden representar escotaduras, cavidades o bandas tal como aquéllas analizadas anteriormente u otras configuraciones en las cuales la pared del cuerpo de pistola portador 170 tiene algunas porciones de pared delgadas. La superficie exterior del cuerpo de pistola portador 170 tiene una capa exterior nanocompuesta 174 que incrementa la fuerza del cuerpo de pistola portador 170, permitiendo así que un aparato de perforación incluyendo el cuerpo de pistola portador 170 opere en' pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Al igual que con las capas exteriores nanocompuestas 154, 164 antes analizadas, la capa exterior nanocompuesta 174 tiene una fuerza que es mayor que la fuerza del metal que forma el resto del cuerpo de pistola portador 170 y se puede formar a partir de un material nanoestructurado que tiene características nanodimensionadas tal como las aleaciones de hierro de nanogranos antes analizadas. La capa exterior nanocompuesta 174 se puede aplicar a, o formar sobre el cuerpo de pistola portador 170 utilizando una variedad de procesos tales como aquéllos antes' analizados incluyendo procesos de soldadura y rociado térmico o se puede formar integralmente con el cuerpo de pistola portador 170. El uso de la capa exterior nanocompuesta 174 del cuerpo de pistola portador 170 permite el rendimiento de perforación mejorado en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura incrementando la fuerza del cuerpo de pistola portador 170. Además, la capa exterior nanocompuesta 174 aumenta la capacidad de sobrevivencia del cuerpo de pistola portador 170 después del evento de perforación al reducir al mínimo el hinchamiento, resquebrajamiento, ruptura o división catastrófica del cuerpo de pistola portador 170.

Ahora haciendo referencia a 'la figura 7, ahi se muestra, en sección transversal, una porción de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de la presente invención que generalmente se designa 180. El cuerpo de pistola portador 180 incluye una pluralidad de áreas radialmente reducidas 182 las cuales pueden representar escotaduras, cavidades o bandas tal como aquéllas analizadas anteriormente u otras configuraciones en las cuales la pared del cuerpo de pistola portador 180 tiene algunas porciones de pared delgadas. La superficie interior del cuerpo de pistola portador 180 tiene una capa nanocompuesta 184 que aumenta la fuerza del cuerpo de pistola portador 180, permitiendo asi que un aparato de perforación incluyendo el cuerpo de pistola portador 180 opere en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Al igual que con las capas exteriores nanocompuestas 154, 164, 174 antes analizadas, la capa interior nanocompuesta 184 tiene una fuerza que es mayor que la fuerza del metal que forma el resto del cuerpo de pistola portador 180 y se puede formar de un material nanoestructurado que tiene características nanodimensionadas tal como las aleaciones de hierro de nanogranos antes analizadas. La capa interior nanocompuesta 184 puede ser aplicada a, o formada sobre el cuerpo de pistola portador 180 utilizando una variedad de procesos tales como aquéllos antes analizados incluyendo procesos de soldadura y rociado térmico o se puede formar integralmente con el cuerpo de pistola portador 180. El uso de la capa interior nanocompuesta 184 del cuerpo de pistola portador 180 permite el rendimiento de perforación mejorado en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura incrementando la fuerza del cuerpo de pistola portador 180. Además, la capa interior nanocompuesta 184 aumenta la capacidad de sobrevivencia del cuerpo de pistola portador 180 después del evento de perforación al reducir al mínimo el hinchamiento, resquebrajamiento, ruptura o división catastrófica del cuerpo de pistola portador 180. Ahora haciendo referencia a la figura 8, ahí se muestra, en sección transversal, una porción de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de la presente invención que generalmente se designa 190. El cuerpo de pistola portador 190 incluye una pluralidad de áreas radialmente reducidas 192 las cuales pueden representar escotaduras, cavidades o bandas tal como aquéllas analizadas anteriormente u otras configuraciones en las cuales la pared del cuerpo de pistola portador 190 tiene algunas porciones de pared delgadas. Cada área radialmente reducida 192 tiene una capa exterior, nanocompuesta 194 y la superficie interior del cuerpo de pistola portador 190 tiene una capa nanocompuesta 196 que aumenta la fuerza del cuerpo de pistola portador 190, permitiendo asi que un aparato de perforación incluyendo el cuerpo de pistola portador 190 opere en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Al igual que con las capas exteriores nanocompuestas antes analizadas, las capas nanocompuestas 194, 196 tienen una fuerza que es mayor que la fuerza del metal que forma el resto del cuerpo de pistola portador 190 y se pueden formar de un material nanoestructurado que tiene características nanodimensionadas tal como las aleaciones de hierro de nanogranos antes analizadas. Las capas nanocompuestas 194, 196 pueden ser aplicadas a, o formadas sobre el cuerpo de pistola portador 190 utilizando una variedad de procesos tales como aquéllos antes analizados incluyendo procesos de soldadura y rociado térmico o se pueden formar integralmente con el cuerpo de pistola portador 190. El uso de capas nanocompuestas 194, 196 del cuerpo de pistola portador 190 permite el rendimiento de perforación mejorado en pozos de perforación d.e alta presión y alta temperatura incrementando la fuerza del cuerpo de pistola portador 190. Además, las capas nanocompuestas 194, 196 incrementan la capacidad de sobrevivencia del cuerpo de pistola portador 190 después del evento de perforación al reducir al mínimo el hinchamiento, resquebrajamiento, ' ruptura o división catastrófica del cuerpo de pistola portador 190. Ahora haciendo referencia a la figura 9, ahí se muestra, en sección transversal, una porción de un cuerpo de pistola portador de un aparato de perforación de la presente invención que generalmente se designa 200. El cuerpo de pistola portador 200 se forma a partir de un material nanocompuesto 202 que tiene una fuerza mayor que un cuerpo de pistola portador similarmente dimensionado formado a partir de materiales convencionales, permitiendo así que un aparato de perforación incluyendo el cuerpo de pistola portador 200 opere en pozos de perforación de alta presión y alta temperatura. Al igual que con las capas nanocompuestas antes analizadas, el material nanocompuesto 202 se puede formar de un material nanoestructurado que tiene características nanodimensionadas tal como las aleaciones de hierro de nanogranos antes analizadas. Además de mejorar el rendimiento de perforación, el cuerpo de pistola portador 200 formado de material nanocompuesto 202 aumenta la capacidad de sobrevivencia del cuerpo de pistola portador 200 después del evento de perforación al reducir al mínimo el hinchamiento, resquebrajamiento, ruptura o división catastrófica del cuerpo de pistola portador 200. Aunque esta invención se ha descrito con referencia a modalidades ilustrativas, esta descripción no pretende ser construida en un sentido limitativo. Varias modificaciones y combinaciones de las modalidades ilustrativas así como otras modalidades de la invención, serán aparentes para aquellos expertos en la técnica al momento de hacer referencia a la descripción. Por lo tanto, se pretende que las reivindicaciones anexas abarquen cualquiera de esas modificaciones o modalidades.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama propiedad lo contenido en las siguientes:
REIVINDICACIONES 1. - Un aparato de perforación que comprende: un cuerpo de pistola ¦ portador que tiene una pluralidad de secciones radialmente reducidas, las secciones radialmente reducidas tienen una capa exterior nanocompuesta ; un sujetador de carga colocado dentro del cuerpo de pistola portador; y una pluralidad de cargas explosivas soportadas por el sujetador de carga, las cargas explosivas tienen, cada una, un extremo de iniciación y un extremo de descarga, los extremos de descarga están colocados cerca de las secciones radialmente reducidas del cuerpo de pistola portador. 2. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las secciones radialmente reducidas además comprenden cavidades.
3. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las secciones radialmente reducidas además comprenden bandas.
4. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos- una porción del cuerpo de pistola portador cerca de las secciones radialmente reducidas además comprende una capa exterior nanocompuesta.
5. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de pistola portador además comprende una capa exterior nanocompuesta .
6. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de pistola portador además comprende una capa interior nanocompuesta .
7. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas exteriores nanocompuestas de las secciones radialmente reducidas además comprenden una aleación nanoestructurada.
8. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas exteriores nanocompuestas de las secciones radialmente reducidas además comprenden una aleación basada en hierro.
9. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la aleación basada en hierro se deriva de vidrio metálico.
10. - El aparato de perforación de . conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los constituyentes de aleación de la aleación basada en hierro son seleccionados del grupo que consiste de boro, carbono, cromo, hierro, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, silicio, tungsteno y vanadio.
11. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas exteriores nanocompuestas son aplicadas a las secciones radialmente reducidas mediante un proceso de rociado térmico.
12. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas exteriores nanocompuestas son aplicadas a las secciones radialmente reducidas mediante un proceso de soldadura.
13. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas exteriores nanocompuestas son integrales con el material del cuerpo de pistola portador.
14. - Un aparato de perforación que comprende: un cuerpo de pistola portador que tiene una superficie, la superficie al menos parcialmente formada de un material nanocompuesto; un sujetador de carga colocado dentro del portador; y una pluralidad de cargas explosivas soportadas por el sujetador de carga.
15. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el cuerpo de pistola portador tiene una pluralidad de secciones radialmente reducidas y en donde el material nanocompuesto forma una superficie exterior de las secciones radialmente reducidas del cuerpo de pistola portador.
16. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el material nanocompuesto forma una superficie exterior de al menos una porción del cuerpo de pistola portador cerca de las secciones radialmente reducidas.
17. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la superficie del cuerpo de pistola portador además comprende una superficie exterior.
18. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la superficie del cuerpo de pistola portador además comprende una superficie interior.
19. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el cuerpo de pistola portador es completamente formado de material nanocompuesto .
20. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material nanocompuesto además comprende una aleación nanoestructurada .
21. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material nanocompuesto además comprende una aleación basada en hierro .
22. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la aleación basada en hierro se deriva de un vidrio metálico.
23. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque los constituyentes de aleación de la aleación basada en hierro son seleccionados del grupo que consiste de boro, carbono, cromo, hierro, manganeso, molibdeno, níquel,. niobio, silicio, tungsteno y vanadio.
24. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material nanocompuesto es aplicado al cuerpo de pistola portador mediante un proceso de rociado térmico.
25. - El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material nanocompuesto es aplicado al cuerpo de pistola portador mediante un proceso de soldadura.
26.- El aparato de perforación de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material nanocompuesto es parte integral del material del cuerpo de pistola portador.