MX2010010613A - Sistema y metodo para operaciones de agrandamiento de orificios en un solo movimiento. - Google Patents

Abstract

Un ensamble de perforación para operaciones simultáneas de agrandamiento de orificios comprende una broca, un escariador de diámetro ajustable, y un abridor de orificio. El escariador está acoplado con y posicionado hacia arriba de la broca. El escariador se ajusta entre un primer diámetro y un segundo diámetro que es mayor que el primer diámetro. El abridor de orificios está acoplado con el escariador y está colocado por encima del mismo.

Description

STEMA Y MÉTODO PARA OPERACIONES DE AGRANDAMI ORIFICIOS EN UN SOLO MOVIMIENTO CAMPO DE LA INVENCION presente invención se refiere general aciones de perforación, y más especificamen ema y método para operaciones de agrandami icios en un solo movimiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION erforar pozos de petróleo y gas, se desea riar una perforación que ha sido i;almente por una broca u otra herrami ado. Este escariado puede remover c ección que haya sido olvidada por el prim ensamble de perforación, creando una per stimiento y previenen u obstaculizan la ins secciones adicionales de tubo de revestimi cción inferior. En el pasado, el materia ier tubo de revestimiento se removía con el xtractor dedicado separado, lo que requier ostos adicionales. Alternativamente, se ut riadores que eran menos que óptimos en tam so con las brocas correspondientes. Estos en reducir la estabilidad del ensam oración, lo que puede resultar en más vibra neficiencia de perforación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN resente descripción se dirige a un sistema operaciones de agrandamiento de orificio en . L n ñanzas de l r sente des qción superior con respecto al escaria a más especifica, la presente invenció ién incluir un estabilizador posicionad ba con respecto al abridor de orificio.

De acuerdo con otro aspecto de la nción, se provee un método que comprende perforación a través de material en un stimiento, usando una broca.' El método r'ende accionar un escariador de diámetro a na primera posición, con un primer diámetro nda posición, con un segundo diámetro que rimer diámetro. El escariador está acoplad cionado hacia arriba con respecto a la br >dó además comprende agrandar una porción oración adyacente al fondo del tu stimiento usando un abridor de Orifico en Ventajas técnicas de modalidades part la presente descripción incluyen la habil ar las herramientas de ensamble de f icio (BHA) deseadas y agrandar la perforaci movimiento, sin el uso de series de per iples. Adicionalmente , la broca y las herr pueden re-utilizarse para movimientos adic tras que el escariador y/o abridor de orifi rarse o incluso ser removido. De este m ran tiempo y dinero.

Ventajas técnicas adicionales de mod iculares de la presente descripción inclu iguración de herramienta de perforación, e dos estructuras cortadoras, en lugar de t lan en actividades de corte al mismo tiei eíficamente des ués de activarse el esc e mejorar la estabilidad general del ensa oración, reducir la vibración, mejo iencia de perforación, mejorar la cal stro, mejorar la exactitud de otras herr localizadas a lo largo de la serie de perf jorar la eficiencia de costos.

Otras ventajas técnicas de la des al serán evidentes para aquellos versados ica a partir de las siguientes ripciones, y reivindicaciones. Además, mien ajas especificas han sido enumeradas anteri as modalidades pueden incluir todas, al una de las ventajas mencionadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS ' lo rar un entendimiento más com leto erforación de acuerdo con la presente invenc figura 2B es una vista parcial del ensa oración de acuerdo con la presente invención La figura 2C es una vista parcial del erforación de acuerdo con la presente invenc La figura 2D es una vista parcial del erforación de acuerdo con la presente invenc La figura 2E es una vista parcial del erforación de acuerdo con la presente invenc La figura 3 es una vista esquemát riador de acuerdo con la presente invención; La figura 4 es una vista de corte tra la broca y escariador de acuerdo con la nción; y La figura 5 es una ilustración de un e foración de acuerdo con una modalidad alt os demás componentes de perforación. Sin emb se con un tamaño de broca estándar asociado con scariador presente, el material de exceso, i to y equipo de collar flotante, se encuentra pr e quedarse atrás en el tubo de revestimient oración . Este material debe ser removido para pe de las secciones de tubo de revestimiento si lo tanto, un abridor de orificio puede utiliza ver el material de exceso que se quedó atrá era sección de tubo de revestimiento de la perfor De acuerdo con las enseñanzas de la ripción, se describe un ensamble de perforac aciones simultáneas de agrandamiento de orif to de esta descripción es permitir la uti rada de elementos de ensambles de fondo de pe : en o eraciones de a randamiento de rimer diámetro. En operación, el escariador man I era posición hasta que ha pasado a través de una bierta de la perforación. Después de atrav riador es entonces accionado a una segunda itiéndole agrandar porciones de la perforación cción inferior con respecto al tubo de recub ionalmente, un abridor de orificio se ac riador y se posiciona en la parte superior con I scariador. El abridor de orificio se usa para ag oración dentro de una porción recubierta oración. De acuerdo con otra modalidad, un bilizadores pueden también incluirse en el ens oración. El o los estabilizadores se acoplan y p a parte superior del abridor de orificio.

Mientras que la realización y uso de lidades de la resente invención se discuten con mble de perforación de acuerdo con la presente ir plataforma semi-sumergible 102 se localiza s ación sumergida de petróleo y gas 12 localizad lecho marino 114. Un conducto submarino 110 se e una cubierta 104 de la plataforma 102 h alación de cabeza de pozo 112. La plataforma 102 ato elevador 106 y una grúa 108 para levantar iones de tubo tales como la sección de trabajo 10 Un pozo de perforación 116 se extiende a t os estratos terrestres, incluyendo la formació rimiento 22 se cubre con cemento dentro del ración 116. La sección de trabajo 100 compr 20, un escariador de diámetro ajustable 3 or de orificio 40. Cada uno de estos compon te con mayor detalle más adelante. Adicionalm ón de traba o 100 uede o no incluir eleme : Aunque la figura 1 muestra un pozo vert mble de perforación ele la presente inven ímente adecuado para uso en pozos con otras orie cciónales, tales como pozos desviados, pozos inc s : horizontales. De acuerdo con esto, los ima" y "por debajo" se definen aquí para ciones alejándose y acercándose, respectivament alación de cabeza de pozo 112. En otras pala I to que se encuentra debajo de otro se encuentra a instalación de cabeza de pozo 112 que el otro bjeto que se encuentra por encima de otro se cerca a la instalación de cabeza de pozo 112 to. También, aunque la Figura 1 muestra una oper abierto, el ensamble de perforación de la nción es igualmente adecuado para uso en op i n l F ura 1 mu a una f nción, específicamente broca 20 y escariador riador de diámetro ajustable 30 se acopla y posi ma de la broca 20. El escariador 30 es ajustab primera posición con un primer diámetro y una ción con un segundo diámetro mayor que el etro.

; La broca 20 se usa para perforar una perfo és de la formación terrestre 28. En la icular mostrada, la broca 20 realiza una perfo és del material en un tubo de recubrimiento 22. lidades particulares, un orificio piloto puede h orado a través del tubo de revestimiento 22, y e olo perforará a través de la formación debajo del stimiento. La broca 20 tiene también un diá ración que corresponde al diámetro de la pe da or la broca. Este diámetro de erforación ormación ele "remolinos" BHA y minimizar fuerzas omentos de torsión ejercidos sobre el ens oración. Adicionalmente, las vibraciones excesiv mizarse .

Como se muestra en la figura 2A, el e dible 30 mantiene la primera posición al pasar revestimiento 22. De manera similar a la broc riador 30 puede ser casi cualquier es ndiendo en la aplicación y resultado deseados. F iderar al elegir el escariador apropiado incluye imitan al tamaño de la broca 20, tamaño del reve agrandamiento de orificio deseado, y desempeño escariador. De acuerdo con una modalidad de la nción, el diámetro de perforación de la broca 20 yor al diámetro primero del escariador 30, permi riador 30 asar a través de la erforación reali ímetros. Por lo tanto, la broca taladra oración con un diámetro de 31.12 centímetros, SO de material en el revestimiento de 40.64 cen exceso de material puede incluir cemento o equ ollar flotante que es dejado atrás de la instala stimiento 22.

La figura 2B es una segunda vista del ens oración de acuerdo con la presente invenc icular, la broca 20 continúa taladrando la pe a abajo desde la zapata de revestimiento 26 y d ormación 28. El escariador 30 permanece en su ción al pasar a través del revestimiento 2 oración. Adicionalmente, el abridor de orifi lado y posicionado encima del escariador ducido en contacto con la formación 28.

; De manera similar a la broca 20 al escari ferencia de los elementos de corte ajustables i' escariador 30. Adicionalmente , los elementos d abridor de orificio 40 puede comprender compri ahte policristalino (PDC) . La selección de un a icio PDC puede proveer fuerza, desempeño y du rádos. Varios tipos diferentes de abridores de en usarse, incluyendo pero sin limitarse a do conos giratorios o con cuchillas ajusta lidades particulares, un segundo escariador pued ugar de un abridor de orificio 40. Alternativame iones de escariador 30 y un abridor de orificio 4 grarse en un solo elemento de sección de taladro proveer el mismo desempeño de cortado que la co bridor de orificio y escariador.

En una modalidad, el abridor de orificio diámetro ue es ma or ue el rimer diáme ñarse de modo que no haga contacto o dañe el stimiento .

' Otras consideraciones al seleccionar un a icio incluyen la presencia. de conexiones atibles con otros elementos de ensamble de per resencia de conexiones que sean compatibles con sé encuentran tanto encima como por debajo del a icio 40 reducirá la necesidad de elementos subma sferencia adicionales. La eliminación de estos e reducir vibraciones en el ensamble de perfo rar la vida general y desempeño del ensa oración. En una modalidad particular, el ab icio 40 se posiciona inmediatamente encima del e sin ningún elemento BHA posicionado en la se oración entre estos. Esto puede lograrse usando icionales de transferencia submarinos. Altérnat entos BHA adicionales entre la broca 20 y el e Adicionalmente , la separación puede selecciona eér desempeño deseado y características de adas .

En la figura 2D el escariador 30 ha pa jo de la zapata de revestimiento 26, y el ab icio 40 ha removido material adicional 24 del stimiento 22 de la perforación. En este p riador 30 se acciona a su segunda posición, ex elementos de cortado 32. Los elementos de corta riador 30 se usan para agrandar la perforación la broca 20 a un diámetro que es · mayor que el abridor de orificio 40.

Como se menciona anteriormente, el escar e ser cualquier escariador, dependiendo de la a sultados deseados. Los factores ara considerar cior de orificio 40. De este modo, una vez riador 30 comienza las operaciones de agranda icio, como se muestra en la figura 2E, el ab icio 40 efectivamente se convierte "invisibl oración. Esto significa que los elementos de c dor de orificio 40 no tocan las paredes oración, y la broca 20 y el escariador 30 se d izar perforación y agrandamiento de ectivamente .

Por ejemplo, en una modalidad partic riador Halliburton XR1200™ puede ser usad riador particular es capaz, con su primer diám r' a través de una perforación de 12.25 pulgada imetros) . Al extenderse a su segundo diámet riador particular es capaz de agrandar la perfo 2; centímetros a un diámetro de 17.5 ul ada iona anteriormente, el escariador 30 incl alidad de miembros de corte móviles 32. Los mi e 32 tienen una primera posición contraída. Esta raída corresponde al primer diámetro del escari esta primera posición, los miembros de cort esalen del escariador 30, y por lo tanto el esca rovee ninguna operación de agrandamiento de ori riador 30, y en particular los miembros de c en accionarse en una segunda posición extendi ción extendida de los miembros de corte 32 corre ndo diámetro del escariador 30, y se ilustra ra 3. En esta segunda posición, el escariador arse para proveer operaciones de agrandami icio .

El segundo diámetro del escariador 30 p ificantemente ma or ue el diámetro de erforaci lidades particulares, este accionamiento puede na presión diferencial de fluido o una pelota de vación. En modalidades alternativas, medios ele dráulicos pueden usarse para accionar el escar tra modalidad, el escariador 30 puede también a artir de la segunda posición con elementos ndidos de vuelta a la primera posición con mie e contraidos. Esto puede también acompañars as técnicas, incluyendo, pero sin limitarse a rencial de fluido a través del escariador o una a de desactivación.

Los elementos de corte del escariador 3 ccionarse de un rango amplio de elementos de C ores considerados al seleccionar los elementos piados incluyendo el desempeño deseado del esca formación material en ue el escariador o e eer estabilidad adicional al ensamble de perfora bilidad agregada es deseable, ya que reducirá la inales y momentos de torsión y limitará los mo rales o desviaciones del ensamble de perforación e,z resultará en calidad aumentada del desempeñ mble de perforación, asi como una vida útil aume ección de perforación.

I Con múltiples elementos localizados a lo 1 ble de perforación, debe tomarse cuidado para problemas en el evento de que uno o más elem ble de perforación falle. Un tipo particular de sta área ocurre cuando la broca 20 no está en el fondo de la perforación. Si el escariador dor de orificio 40 llegara a "estancarse" mientra a 20 se encuentra en esta posición, esto podría rsamente cualquier elemento BHA localizado e Este valor puede variar dependiendo de entos, incluyendo sin limitarse a la inclinación tamaño y número de elementos de perforación.

La figura 4 es una vista de corte transvers a; 20 y el escariador 30 de acuerdo con la nción. En particular, esto muestra el tamañ oración taladrada por la broca 20. Los miembros el escariador 30 pueden verse en su posición e eyendo el segundo diámetro del escariador 30. , ; el escariador puede operarse para exte oración a un diámetro agrandado.

La figura 5 es una ilustración de ens oración de acuerdo con una modalidad alternati ente invención. En particular, esta modali ble de perforación incluye una broca 20, escari ór de orificio 40, y estabilizador 50. El estab Como con otros elementos del ensa oración, características especificas del estabili en seleccionarse de una variedad de estabilizado társe a una aplicación dad. Los factores para c legir un estabilizador 50 incluyen el tamaño del rificio, el tamaño del escariador, y la posición os elementos a lo largo de la sección de perfora modalidad particular, el estabilizador 50 se p imadamente 9.14 metros por encima del abr icio 40 para proveer estabilización óptima. lidades, esta separación puede variar.

Además de los beneficios de estabiliza ilizador 50 puede proveer otros beneficios . idad, el estabilizador proveerá una in ficial de "calibre" que indica que el revestim ido limpiado exitosamente por el abridor de orif lle, se debe entender que varios cambios, sustitu ráciones pueden hacerse sin alejarse del es ee de la invención como se define indicaciones anexas.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN : Habiéndose descrito la invención cede, se reclama como propiedad lo contenid ientes : RE VINDICACIONES 1. Un ensamble de perforación que compr una broca; un escariador de diámetro ajustable y posicionado encima de la broca, en d riador puede ajustarse entre un primer diá segundo diámetro que es mayor que el etro; y un abridor de orificio acoplado clonado encima del escariador; en donde el abridor de orificio incluy cuchillas fijas y tiene un diámetro de cort erforación que es menor que el segundo diám riador . 4. El ensamble de perforación indicación 3, en donde el segundo diáme riador es aproximadamente 50 por ciento ma iámetro de perforación. : 5. El ensamble de perforación indicación 1, en donde el segundo diáme riador es mayor que un diámetro del abr icio . 6. El ensamble de perforación indicación 1, en donde el escariador compr alidad de miembros de corte móviles, en do bros son accionables de una primera espondiente al primer diámetro del escari ' segunda posición correspondiente al uye elementos de comprimido de oristalino (PDC) . . El ensamble de perforación de ac eivindicación 1, en donde el abridor de or scariador se posiciona de manera consecuti 0 de la sección de perforación. ! 10. El ensamble de perforación indicación 1, que además comprende por lo r iento de ensamble de fondo de per cionado entre la broca y el escariador. 11. El ensamble de perforación indicación 1, que además comprende por lo iento de ensamble de fondo de per cionado entre el escariador y el abri icio . 12. El ensamble de perforación segunda posición con un segundo diámetro r que el primer diámetro; y agrandar una porción de la per cente al fondo del revestimiento usando un rificio de cuchilla fija con un diámetro m rimer diámetro y menor que el segundo diám e el abridor de orificio se acopla con y p ma del escariador . 14. El método de la reivindicación ás comprende : pasar el escariador, en la primera pos és del revestimiento; accionar el escariador a la segunda ués de que el escariador ha pasado a tra stimiento; y ! acoplar la perforación hacia aba or ciento de un diámetro de perforación 17. El método de la reivindicación e el accionamiento del escariador de 'a le ocurre en respuesta a una rencial . 18. El método de la reivindicación ás comprende operar por lo menos un elem mble de fondo de perforación posicionado e a y el escariador. 19. El método de la reivindicación ás comprende operar por lo menos un elem o de perforación posicionado entre el escar bridor de orificio. 20. El método de la. reivindicación ás comprende estabilizar uno o más eleme