MX2012009479A - Aparato, sistema y metodo para liberar fluido de una tuberia de elevacion submarina. - Google Patents

Abstract

Se describe un aparato, sistema y método para liberar fluido desde una tubería de elevación submarina. Una carcasa define un espacio interior y una región exterior. La carcasa incluye un primer y segundo extremos adaptados para la conexión sellada respectiva en un ensamble marino de tubería de elevación. La carcasa se puede definir en su espacio interior por una cavidad central adaptada para dejar pasar una sarta de perforación. Una pluralidad de puertos se puede proporcionar para liberar fluido desde la carcasa después de la desconexión de emergencia de la tubería de elevación desde un pozo submarino. Una o más puertas se pueden proporcionar en una configuración que coincide con la carcasa. Las puertas se pueden mover desde una posición sellada que restringe el flujo de fluido a través de los puertos hacia una posición abierta que facilita la liberación de fluido desde la tubería de elevación a través de los puertos.

Description

APARATO, SISTEMA Y METODO PARA LIBERAR FLUIDOS DE UNA TUBERIA DE ELEVACION SUBMARINA Campo de la Invención La invención se dirige al campo de la perforación submarina .

Antecedentes de la Invención Los hidrocarburos se pueden producir a partir de los pozos perforados por debajo de la superficie del mar. En una perforación submarina convencional, una tubería de elevación contiene una sarta de perforación, también conocida como una tubería de perforación. Una columna de lodo de perforación viaja a través de la sarta de perforación desde un equipo de perforación costafuera y hacia abajo, hacia la parte inferior de un hoyo que se perfora. El lodo de perforación regresa entonces con cortes ascendentes a lo largo del exterior de la sarta de perforación en la región anular de la tubería de elevación hacia el equipo de perforación.

Para perforar los pozos submarinos en un ambiente de océano profundo, puede ser útil emplear una técnica de perforación conocida como perforación de gradiente dual. La perforación de gradiente dual es una técnica de perforación que emplea lodo de perforación en la sarta de perforación que baja hacia el hoyo. Esta emplea una trayectoria de regreso de lodo de perforación que no sigue el espacio anular sino que Ref.:234007 viaja por una ruta diferente. En la perforación de gradiente dual es posible emplear un dispositivo de rotación submarino encima del empaque inferior marino de la tubería de elevación. Un dispositivo de rotación submarino funciona para sellar el espacio anular entre la tubería de elevación y la sarta de perforación. Esto separa el lodo de perforación en la región anular por debajo del dispositivo de rotación submarino del agua de mar o fluido equivalente al agua de mar empleado en la región anular por encima del dispositivo de rotación submarino.

Cuando se perfora en ambientes submarinos, a veces es necesario llevar a cabo una desconexión de emergencia del empaque inferior marino de la tubería de elevación desde el conjunto preventor de reventones localizado adyacente al suelo marino. Las desconexiones de emergencia pueden ocurrir, por ejemplo, durante condiciones ambientales severas cuando las condiciones del mar resultan en grandes olas, vientos o corrientes. La desconexión de emergencia durante las operaciones de perforación de gradiente dual puede atrapar agua de mar o fluido equivalente al agua de mar dentro de la tubería de elevación. Un buque de perforación con una tubería de elevación suspendida que se maneja libremente durante las condiciones ambientales severas presentes enfrenta retos debido al peso sustancial de la tubería de elevación suspendida desde el buque. Los buques se mueven hacia arriba y hacia abajo en fuertes tormentas, y tal tubería de elevación suspendida se puede mover verticalmente hacia arriba y hacia abajo, lo que incluye un esfuerzo sobre la tubería de elevación, con el potencial para provocar la falla y pérdida de la tubería de elevación. En tales condiciones sería deseable minimizar el peso o masa de la tubería de elevación. El agua de mar o fluidos equivalentes al agua de mar atrapados en la tubería de elevación añaden peso y masa adicional a la tubería de elevación, lo cual es indeseable.

Un aparato, sistema y método para descargar de manera fiable el agua de mar o fluidos equivalente al agua de mar en caso de que la desconexión de la tubería de elevación sería altamente deseable. La invención se dirige a tales desafíos operacionales .

Sumario de la Invención Un aparato, sistema y método se describe para liberar fluido desde un ensamble marino de tubería de elevación. En una modalidad, es útil liberar el fluido lo más cerca posible del extremo inferior de la tubería de elevación. El aparato, referido a veces como un aparato de unión de descarga, o "RDJ" , puede comprender una carcasa que define un espacio interior y una región exterior. La carcasa puede incluir un primer y segundo extremos adaptados para una conexión sellada respectiva en un ensamble marino de tubería de elevación. La carcasa se puede definir en su espacio interior por una cavidad central, la cavidad central que se adapta para dejar pasar una sarta de perforación y las herramientas, la cubierta o los sellos asociados. Además, la carcasa puede incluir al menos un puerto adaptado para dejar salir el fluido. Una primera puerta se proporciona en una configuración que coincide con la carcasa, la primera puerta que se mueve desde (i) una posición sellada que restringe el flujo de fluido a través del puerto hacia (ii) una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través del puerto desde el espacio interior hacia la región exterior de la carcasa. Un primer ensamble de actuador se puede conectar a la primera puerta y se puede configurar para mover la primera puerta desde la posición sellada hacia la posición abierta en respuesta a una señal o presión hidráulica. El primer ensamble de actuador se puede operar hidráulica o mecánicamente.

En una modalidad de la invención, el primer ensamble de actuador se puede proporcionar en comunicación de fluidos con el fluido hidráulico almacenado. El ensamble de actuador puede tener al menos una válvula u otro dispositivo operable de restricción de flujo. La válvula se puede configurar para operar en respuesta a una señal o pulso de presión para facilitar el flujo presurizado del fluido hidráulico para mover la primera puerta hacia la posición abierta.

El aparato puede incluir una segunda puerta en una configuración que coincide con la carcasa. La segunda puerta se puede controlar de manera independiente a la primera puerta y se puede mover selectivamente desde (i) una posición sellada que restringe el flujo de fluido a través de los puertos hacia (ii) una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través de los puertos desde el espacio interior hacia la región exterior de la carcasa. El aparato puede comprender además un segundo ensamble de actuador conectado a la segunda puerta y se puede configurar para mover la segunda puerta desde la posición sellada- hacia la posición abierta en respuesta a una señal o presión hidráulica. En aún otra modalidad, una tercera puerta se puede emplear, cuya tercera puerta se conecta a un tercer ensamble de actuador. Una cuarta puerta se puede conectar a un cuarto ensamble de actuador. También se pueden emplear puertas adicionales.

En una modalidad de la invención, las primera y tercera puertas se posicionan en aproximadamente lados opuestos de la carcasa para liberar el agua de una manera efectiva y eficiente desde la carcasa del aparato. También la segunda y cuarta puertas se pueden posicionar en aproximadamente lados opuestos de la carcasa, de manera que si cualquiera de los ensambles de actuador no debe desplegarse y activarse por alguna razón, el fluido de perforación (o fluido equivalente al agua de mar) aún se puede liberar desde la carcasa. De esta manera, una redundancia se puede incorporar al aparato y sistema de la invención para asegurar que el fluido se libere desde la carcasa incluso si una porción del sistema falla al operar como se planeó.

Un primer conjunto de ensambles de actuador se puede emplear con cualquier número de puertas en caso de una desconexión de emergencia desde el pozo. Uno o más sistemas de control pueden activar los conjuntos de ensambles de actuador en caso de una desconexión de emergencia desde el pozo, facilitando de esta manera las operaciones redundantes. La falla de funcionamiento de un sistema de control resultará en un fluido de perforación que se libera desde la carcasa en un volumen adecuado, si un segundo sistema de control se emplea de manera independiente.

La carcasa puede ser de forma cilindrica o hexagonal, pero no se deben limitar las opciones a estas formas. En otro aspecto de la invención, un primer conjunto de puertas se puede distribuir en una disposición separada a lo largo de la periferia de la carcasa, con cada una conectándose a un primer conjunto de ensambles de actuador. Además, en otras modalidades, la segunda, cuarta y sexta puertas se pueden distribuir en una disposición separada sobre la carcasa y conectarse a un segundo conjunto de ensambles de actuador.

En otra modalidad de la invención, un primer extremo de la carcasa se puede adaptar para una conexión a una unión de tubería de elevación. El segundo extremo de la carcasa se puede adaptar para una conexión a un dispositivo de rotación submarino, o a otra sección de la tubería de elevación, u otro dispositivo.

Se describe un aparato para liberar fluido desde un ensamble de tubería de elevación. El ensamble de tubería de elevación se puede adaptar para una conexión a una estructura de perforación posicionada sobre la superficie del mar. El ensamble de tubería de elevación se puede configurar para extenderse por debajo del mar hacia un empaque inferior marino de la tubería de elevación ("LMRP", por sus siglas en inglés) o una estructura similar. El LMRP típicamente se monta sobre un preventor de reventones ( "BOP" , por sus siglas en inglés) adyacente a la parte superior del cabezal de pozo submarino. En una modalidad de la invención, el BOP y/o el LMRP se pueden configurar para enviar un fluido hidráulico presurizado hacia el sistema de accionamiento después de la activación del BOP. Esto puede ocurrir cuando el BOP se acciona para cerrarse en un pozo durante una emergencia. En este ejemplo, la tubería de elevación se desconecta, y en ese punto la necesidad de liberar fluido desde la tubería de elevación se puede satisfacer accionando una o más puertas, como se describe en más detalle a continuación.

En algunas modalidades de la invención, el primer conjunto de puertas incluye además aberturas como parte de su estructura. Las aberturas se pueden proporcionar para alinearse con los puertos de la carcasa cuando el primer conjunto de puertas está en la posición abierta. Un segundo conjunto de puertas se puede proporcionar, el segundo conjunto de puertas que está en una configuración que coincide con la carcasa. El segundo conjunto de puertas se puede mover selectivamente desde una posición sellada que restringe el flujo de fluido a través de los puertos hacia una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través de los puertos desde el espacio interior hacia la región exterior de la carcasa. El segundo conjunto de puertas podría emplear también aberturas para alinearse con los puertos respectivos .

La invención puede comprender un sistema para recibir una sarta de perforación. El sistema se puede suspender desde una estructura de perforación, tal como un buque de perforación, una plataforma flotante, plataforma soportada por gátos, u otra estructura. El sistema puede comprender una tubería de elevación, la tubería de elevación que se configura para el transporte del fluido de perforación. Además, el sistema se puede sellar junto con la tubería de elevación.

Un método se proporciona también para liberar los fluidos desde una tubería de elevación de perforación en caso de una desconexión de emergencia de la tubería de elevación desde un pozo. El método puede comprender las etapas de proporcionar un aparato de liberación de fluido en conexión sellada con una tubería de elevación, el aparato de liberación de fluido que comprende una carcasa que define un espacio interior y una región exterior. El aparato empleado en el método puede comprender además al menos un puerto y una puerta en una configuración que coincide con el puerto. La puerta se puede mover desde una posición sellada la cual bloquea el flujo de fluido a través del puerto hacia una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través del puerto. Además, un primer ensamble de actuador mueve la puerta desde la posición sellada hacia la posición abierta. Además, el primer ensamble de actuador se puede activar para mover la puerta hacia la posición abierta. El fluido se puede mover entonces desde el espacio interior de la tubería de elevación a través del puerto hacia la región exterior de la tubería de elevación.

En algunos casos, el primer ensamble de actuador se puede operar hidráulicamente. Si se emplean sistemas hidráulicos, el fluido hidráulico puede estar en comunicación con el ensamble de actuador. El actuador también puede comprender al menos una válvula. Durante la etapa de activación, tal válvula se puede abrir por presión u otros medios para facilitar el flujo presurizado del fluido hidráulico para mover la primera puerta hacia la posición abierta. Se puede emplear una pluralidad de puertos. Una segunda puerta también se puede proporcionar. La segunda puerta se puede mover desde una posición sellada la cual cubre al menos un puerto hacia una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través de al menos un puerto. Cualquier número de puertas se puede usar al llevar a la práctica la invención. Uno o más sistemas de control se pueden configurar para recibir una señal y para activar el ensamble de actuador después de la desconexión de emergencia de la tubería de elevación desde el pozo.

Breve Descripción de las Figuras La invención se puede observar con referencia a una o más de las figuras que siguen: La Fig. 1 ilustra una vista global del sistema y aparato que se emplea al llevar a la práctica la invención; La Fig. 2A muestra el aparato de unión de descarga de la presente invención con las puertas en la posición cerrada; La Fig. 2B ilustra el aparato de unión de descarga de la Fig. 2B con las puertas en la posición abierta, facilitando la liberación del fluido desde el aparato; La Fig. 3 muestra una vista en sección transversal del aparato de la Fig. 2A; La Fig. 4 es una figura esquemática que revela una manera de controlar las puertas de la invención; La Fig. 5A es una vista parcial de la carcasa del aparato de unión de descarga, con atención a una modalidad de una estructura de puerta y ensamble de actuador, con la puerta mostrada en la posición cerrada, y con otros componentes y puertas removidos para propósitos de ilustración; La Fig. 5B muestra el aparato de la Fig. 5A con la puerta mostrada en la posición abierta para liberar fluido desde la carcasa; La Fig. 6 es una vista en sección transversal de un ensamble de actuador en la modalidad de la invención mostrada en las Figs. 2A-5A; La Fig. 7 es una vista ampliada de la puerta como se indica además por la Fig. 3; La Fig. 8A muestra una segunda modalidad del aparato de unión de descarga de la invención con la puerta en la posición cerrada La Fig. 8B muestra la segunda modalidad del aparato de unión de descarga de la invención de la Fig. 8A, excepto que la puerta se muestra en la posición cerrada; La Fig. 9A ilustra la segunda modalidad del aparato de unión de descarga de la invención de la Fig. 8A en una vista en sección transversal; y La Fig. 9B ilustra la segunda modalidad del aparato de unión de descarga de la invención de la Fig. 8B en una vista en sección transversal.

Descripción Detallada de la Invención Aunque la invención se muestra en una o más modalidades detalladas, se debe reconocer que otras modalidades de la invención se podrían concebir de acuerdo con el alcance de la descripción escrita en la presente, y la invención no se limita solamente a las modalidades ilustradas en las figuras.

En la Fig. 1, se muestra un buque de perforación 20 que tiene la torre de perforación 22, el buque de perforación 20 posicionado en un cuerpo de agua 23. Desde la torre de perforación 22 se suspende una tubería de elevación 24 y un ensamble marino de tubería de elevación 29. Un aparato de unión de descarga 25 ("RDJ") se proporciona en línea como parte de la tubería de elevación 24, y se puede conectar a un dispositivo de rotación submarino 26 ("SRD", por sus siglas en inglés). Además, una unidad de procesamiento de sólidos 28 ("SPU", por sus siglas en inglés) se muestra también, la cual reduce el tamaño de los cortes de sólidos que surgen durante la perforación del pozo submarino. Por debajo de la unidad de procesamiento de sólidos 28 está una bomba de lodo y un empaque inferior marino de la tubería de elevación 30 ("LMRP") por encima de un preventor de reventones 32 ( "BOP" ) , el cual se posiciona cerca del suelo marino 34. Una línea de control 36 se extiende desde el preventor de reventones 32 o el LMRP 30 hacia el aparato de unión de descarga 25, como se discute en la presente. Aunque el sistema mostrado y descrito aquí es adecuado para la perforación de gradiente dual, se debe notar que la invención de esta solicitud se podría usar para liberar fluido desde una tubería de elevación en cualquier perforación de gradiente dual o convencional, con modificaciones apropiadas.

En caso de una desconexión de emergencia, el empaque inferior marino de la tubería de elevación 30 se puede desconectar del preventor de reventones 32, lo cual permite que la tubería de elevación 24 con el hardware asociado se maneje libremente por debajo del buque. Seguido de la desconexión de emergencia, es posible liberar fluido desde el interior de la tubería de elevación a través del aparato de unión de descarga 25.

La Fig. 2A muestra una vista del aparato de unión de descarga 25 con las puertas 50a- f (ver también Fig. 3) en la posición cerrada. Note que no todas las puertas 50a-f se ven en la Fig. 2A, pero las puertas 50a-f se pueden ver en la Fig. 3. Se ilustra una carcasa 40, la cual tiene una región exterior 41 y un espacio interior 42. El espacio interior 42 (ver la Fig. 3) típicamente se llena de fluido durante las operaciones de perforación, el cual puede incluir lodo de perforación o en el caso de perforación de gradiente dual puede incluir agua de mar o fluido con un peso equivalente al del agua de mar. La carcasa 40 incluye un primer extremo 43 y un segundo extremo 44, y cada uno de tales extremos 43-44 se adapta para una conexión bridada dentro de la sarta de la tubería de elevación mediante una brida superior de la tubería de elevación 62 y una brida inferior de la tubería de elevación 63, respectivamente.

La puerta 50a se muestra cerca de la porción superior de la Fig. 2A, y esta puerta y otras (no mostradas), son capaces de actuar para abrirse hacia una posición como la mostrada en la Fig. 2B para liberar el fluido sostenido dentro de la tubería de elevación 24 como muestran las flechas direccionales de la Fig. 2B. El puerto 48d se muestra en línea de puntos en la Fig. 2A, ya que está debajo de la puerta 50a y desalineado con la abertura 52a. Cuando la puerta 50a se acciona y se mueve hacia abajo, el puerto 48d se alinea con la abertura 52a, permitiendo el paso del fluido hacia fuera del aparato de unión de descarga 25. Igualmente, los otros puertos 48a, 48b, 48c, 48e, y 48f son capaces de alinearse con las aberturas de puertas respectivas (tal como las aberturas 52b y 52c de la Fig. 2A) para proporcionar una trayectoria de fluido similar. Algunas de estas estructuras también se pueden ver en la Fig. 3.

Un primer ensamble de actuador 54 se configura para mover la puerta 50a, como se discute en la presente. Un segundo ensamble de actuador 55 se muestra también en la Fig. 2A, y se configura para mover la puerta 50b (la puerta 50b se puede ver en la Fig. 3) . Cualquier número de ensambles de actuador se puede configurar para mover tales puertas, y es posible en algunas modalidades para un ensamble de actuador mover múltiples puertas, aunque la modalidad de la invención vista en las Figs . 2A-2B emplea un ensamble de actuador por puerta .

Una sección del puerto de flujo redundante 57 se configura de manera similar, y proporciona capacidad adicional para liberar fluido desde el ensamble 25. En una modalidad de la invención, la sección redundante puede incluir una disposición de puertas deslizantes que se accionan por un cilindro hidráulico que se opera por un circuito de control, como se discute en la presente. Después de recibir una señal piloto del control de BOP, el circuito de descarga puede disparar dos válvulas de posición (no mostradas) que permiten que el fluido hidráulico almacenado accione las puertas hacia la posición abierta para descubrir los puertos. Esta manera de operación se discute aún más en la presente, y también en relación con la Fig. 4.

Los vehículos operados de manera remota pueden interactuar con el aparato 25 mediante la sección de conexión de intervención del ROV que se acopla de manera mecánica 59, la cual incluye múltiples puntos para la interconexión y el accionamiento mediante un vehículo ROV. Esto se puede usar, por ejemplo, para reiniciar el aparato 25 y llevarlo de regreso hacia la posición abierta después de una reconexión de la tubería de elevación 24 al preventor de reventones 32. En otras aplicaciones de la invención, el vehículo ROV se podría usar para accionar el aparato 25 para liberar fluido en caso de un mal funcionamiento del equipo lo que provoca que el aparato 25 falle en el modo automático al desplegar las puertas para liberar el fluido de la tubería de elevación. En tales casos, una intervención manual se puede usar para abrir las puertas y liberar el fluido.

Se puede observar que la línea de regreso de lodo 58 y la línea de choque 61 corren en la longitud del aparato 25. Además, la línea de energía del fluido de agua de mar 64 y línea de conducto rígido 65 también corren en la longitud del aparato 25. La carcasa 40 tiene una región exterior 41 y un espacio interior 42. Los controles 60 se proporcionan y se muestran en las Figs . 2A y 3A, y se pueden emplear para proporcionar medios para operar de manera remota el aparato 25.

La Fig. 3 ilustra una vista en sección transversal del aparato 25, en las cuales se pueden observar las puertas 50a-f alrededor de la periferia del aparato de forma cilindrica o hexagonal 25. En la modalidad mostrada, cada puerta se acopla con un actuador de manera que hay un actuador por cada puerta. Sin embargo, en otras modalidades de la invención, las puertas 50a, 50c y 50e se podrían controlar con un primer ensamble de actuador, mientras que las puertas 50b, 50d, y 50f. se podrían controlar con un segundo ensamble de actuador 55. De esta manera, la falla de un ensamble de actuador resultaría en que la mitad de las puertas no trabajan, pero las otras puertas aún retendrían la capacidad de liberar fluido para liberar el fluido desde la tubería de elevación 24 de manera eficiente. Por lo tanto, la disposición de actuador y puerta se podría desplegar de manera que se calcula para lograr el propósito que se describe en la presente.

Además, un primer sistema de control 56 (mostrado en las Figs. 5A-5B) puede controlar una o más puertas. Un segundo sistema de control (no mostrado en las Figs. 5A-5B) es opcional, y podría controlar otras puertas. En el caso de múltiples sistemas de control, la falla de un sistema de control no evitaría la liberación del fluido desde el aparato 24, ya que la redundancia y la capacidad extra se pueden incorporar al sistema.

La Fig. 4 muestra un esquema de una modalidad de un sistema de control que opera para abrir el aparato de unión de descarga 25. Sin embargo, se debe reconocer que se . odría emplear otro sistema eléctrico, mecánico o hidráulico de un diseño diferente. La energía hidráulica se podría proporcionar desde el preventor de reventones, LMRP, o desde una bomba de lodo submarina. Además, un sistema mecánico u operado eléctricamente también se podría usar, y un experto en la materia reconocerá que hay muchas alternativas disponibles para accionar y operar las puertas para liberar fluido después de un evento de disparo, tal desconexión de emergencia de la tubería de elevación 24 u otro evento que hace que sea deseable drenar el fluido desde la tubería de elevación 24.

La versión simplificada de los circuitos de control como se describe en la Fig. 4 muestra dos (2) acumuladores 74, 75 los cuales pueden ser en forma de acumuladores tipo separador o pistón para almacenar la energía del fluido hidráulico. Un regulador hidráulico de reducción de presión 73 y un manómetro de presión compensado a la profundidad submarina 72 se proporcionan al final para leer directamente la presión hidráulica disponible mediante los intervalos regulares de inspección de vehículos operados de manera remota. Además, una válvula de arme/desarme de dos posiciones 76 se proporciona para un control seguro del aparato 25 y un válvula de disparo de dos posiciones operada por un piloto 77 que proporciona una entrada de señal de desconexión de emergencia (EDS, por sus siglas en inglés) que se aplica desde el control de BOP durante un evento de desconexión de emergencia (es decir un botón - múltiples eventos) . El circuito de control proporciona operadores con un medio simple de desplegar y armar de manera segura el RDJ y después del completaraiento de la perforación del pozo, desarmar y retraer el ensamble.

Las opciones para anular los controles de RDJ mediante un vehículo operado de manera remota ("ROV") se puede incluir de manera que el ROV puede inyectar una señal piloto para disparar una válvula de EDS de 2 posiciones y abriendo de esta manera las puertas 50a-f del RDJ, permitiendo que el fluido salga a través de los puertos hacia el mar. Además, el ROV puede ser capaz de añadir fluido hidráulico a los acumuladores mostrados en el RDJ 74, 75 en caso de alguna situación con los controles de BOP que suministran energía del fluido hidráulico hacia el sistema RDJ. Los controles pueden ser capaces de abrir todas las puertas de RDJ redundantes (tal como las de la sección del puerto de flujo redundante 57) y también de cerrarlas. Las opciones del ROV anuladas se pueden emplear como parte de los diseños de control.

Con referencia a la Fig. 4, el sistema se puede diseñar de manera que la posición cerrada de la puerta se ajusta por defecto, y la activación provoca la liberación del fluido desde la tubería de elevación 24. Por ejemplo, una válvula de retorno por resorte normalmente cerrada de dos posiciones puede abrir bobinas (bobinas no mostradas) . Un elemento de arme /desarme se puede emplear, de manera que una línea de control 36 que tiene múltiples líneas hidráulicas (quizás tres líneas, por ejemplo) se puede extender desde el empaque inferior marino de la tubería de elevación 30 (ver la Fig. 1) hacia el aparato de unión de descarga 25. El aparato 25 se puede fijar además con una válvula de escape recuperable fijada en el vehículo operado de manera remota (ROV) para recuperar la protección de sobrepresión . Además, una modalidad de la invención puede emplear además la posibilidad de la intervención del ROV mediante manipulación manual directa de la conexión de intervención del ROV 59 (ver la Fig. 2A) . Otros métodos o sistemas de intervención del ROV se podrían emplear también.

La Fig. 5A muestra una vista parcial del aparato de unión de descarga 25 con la puerta 50a en la posición cerrada. La Fig. 5B muestra la misma puerta 50a en la posición abierta, después del accionamiento. Ambas Figs 5A y 5B se muestran con otras puertas y aparatos removidos para propósitos de ilustración.

En la Fig. 5A, el primer ensamble de actuador 54 se configura para recibir energía hidráulica a lo largo de la línea hidráulica 67, la cual se conecta además al primer sistema de control 56. El sistema de control 56 se puede activar por un disparador, tal como la energía hidráulica del preventor de reventones 36 después de la desconexión de emergencia de la tubería de elevación 24. Las aberturas en la puerta 50a incluyen por ejemplo la abertura 52, la cual en la Fig. 5A no se alinea con los puertos correspondientes localizados por debajo de esta en la carcasa 40 en la Fig. 5A de manera que el fluido no es capaz de pasar hacia fuera de la abertura 52.

La Fig. 5B muestra el aparato de la Fig. 5A después de la activación a lo largo de línea de control 36, en la cual la energía hidráulica pasa a lo largo de línea hidráulica 67 hacia el primer ensamble de actuador 54, lo cual provoca un movimiento de deslizamiento de la puerta 50a para permitir el paso de los fluidos hacia fuera de la cavidad central 45 de la tubería de elevación 24 a lo largo de las flechas de dirección como la mostrada en la Fig. 5B. En una modalidad, un movimiento de alrededor de seis pulgadas es suficiente para mover la puerta 50a hacia la posición totalmente abierta para alinear el puerto 48a con la puerta 50a. La abertura 52 puede ser de cualquier forma, pero una forma circular puede ser ventajosa. Además, los puertos también puede ser de cualquier forma y tamaño adecuados, y se puede dimensionar para coincidir o no con las aberturas, según sea necesario.

La Fig. 6 muestra una vista en sección transversal del primer ensamble de actuador 54 tomada a lo largo de las líneas 6-6 mostradas en la Fig. 5A. En esta modalidad, un resorte 80 se emplea para llevar el actuador hacia la posición cerrada, con la puerta 50a cerrada a los fluidos. La presión hidráulica a lo largo de línea hidráulica 67 pasa hacia el cuerpo 78 del ensamble 54, que proporciona presión a lo largo del conducto hidráulico 79, forzando de esta manera el fluido hidráulico hacia el cilindro de fluido hidráulico 82. Esto fuerza el vástago 81 hacia abajo cuando la presión del fluido hidráulico comprime el resorte 80 para rellenar el cilindro 82. El movimiento mecánico hacia abajo del vástago 81 fuerza la puerta 50a hacia la posición abierta como la mostrada en la Fig. 5B . La posición de la Fig. 5B se puede mantener tanto tiempo como la presión hidráulica se aplique, y cuando la presión se remueve, la posición cerrada de la Fig. 5A se puede retomar.

La Fig. 7 ilustra una vista en sección transversal de la puerta 50a (como también se ve en la Fig. 3) . La puerta 50a se retiene en la carcasa 40 y cubre el puerto 48a cuando la puerta 50a está en la posición cerrada. El fluido en la cavidad central 45 (la cual rodea el espacio anular de la sarta de perforación durante las operaciones de perforación) se extiende hacia el puerto 48a, y se libera cuando la puerta i 50a se desliza para abrirse. La puerta 50a descansa sobre los sellos 85a, 85b, los cuales evitan la fuga de fluido durante las operaciones de perforación normales, cuando la puerta 50a está en la posición cerrada. Tales sellos pueden ser elastomérico o una combinación de materiales elastoméricos y otros materiales adecuados para uso submarino.

Adicionalmente, los separadores de baja fricción 84a, 84b retienen el lado opuesto (exterior) de la puerta 50a en su posición.

Una modalidad alternativa de la invención se ilustra en las Figs . 8A, 8B, 9A, y 9B . En esta modalidad alternativa, una disposición mecánica diferente se proporciona para liberar el fluido, aunque el mecanismo para operar las puertas en esta modalidad alternativa es también un sistema hidráulico. La Fig. 8A muestra el aparato con las puertas en la posición cerrada (por defecto) , mientras que la Fig. 8B ilustra el aparato con las puertas movidas hacia la posición cerrada para facilitar la pérdida de fluido desde el espacio interior 102 de carcasa 101.

La Fig. 8A ilustra un aparato dé descargar de la tubería de elevación 100 que tiene una carcasa 101. Una tubería de perforación 99 se muestra posicionada dentro del aparato 100. La carcasa 101 incluye el espacio interior 102 (el cual forma el espacio anular que rodea la tubería de perforación 99) y también una región exterior 103 exterior a la carcasa 101. En esta modalidad las puertas 104a-f se proporcionan en una disposición circunferencial alrededor de la periferia de la carcasa 101. Las puertas 104a, 104c, y 104e se conectan al primer ensamble de actuador 106 mediante las líneas hidráulicas 112a, 112b, y 112c respectivamente. Igualmente, las puertas 104b, 104d, y 104f se conectan al segundo ensamble de actuador 107 mediante las líneas hidráulicas 113a, 113b, y 113c respectivamente.

El sistema de control 109 recibe un pulso de presión hidráulica u otra señal a lo largo de la línea de control 110. Esta señal de presión activa el sistema de control 109 lo cual a su vez activa el primer ensamble de actuador 106. Igualmente, el sistema de control 109 activa el segundo ensamble de actuador 107. Cada uno de estos ensambles de actuador 106, 107 actúa sobre sus puertas respectivas. Hay una redundancia incorporada de manera que después de la falla de operación de cualquier ensamble de actuador, el otro ensamble de actuador posiblemente no se afecte, cuando este opera de manera independiente, y el otro actuador puede realizar la tarea de abrir sus puertas respectivas lo suficiente para proporcionar una capacidad adecuada de flujo de fluido para drenar el fluido desde la tubería de elevación 24. Esta modalidad muestra solamente un sistema de control 109, pero se podría emplear múltiples sistemas de control, dependiendo de los requerimientos de ingeniería.

La Fig. 9A muestra una vista en sección transversal de la puerta 104a, que revela como la puerta 104a se puede estructurar. La carcasa 101 incluye la línea . hidráulica 112 que alimenta el cilindro hidráulico 115. En el modo por defecto (puerta cerrada) , los resortes 114 y 116 proporcionan una presión de retroceso para mantener el fluido hidráulico entrando en los cilindros 115, 117 respectivamente. Sin embargo, después de la activación del primer ensamble de actuador 106, el fluido entra en los cilindros 115, 117 ejerciendo presión para deslizar la puerta 104a hacia la posición abierta, exponiendo de esta manera el puerto 119, como se ve en la Fig. 9B. Esto permite la liberación del fluido a través del puerto 119. Una serie de eventos similares puede ocurrir simultáneamente para las otras puertas 104a-f, similar a lo que se muestra en la Fig. 8B . Cualquier número de puertas 104a-f se puede usar, y esta modalidad particular emplea seis (6) puertas, aunque más o menos puertas se podrían emplear, dependiendo de la configuración. Las puertas 104a- f se pueden desplegar simultáneamente o en serie, y en algunos casos, el sistema de control puede activar las puertas en diferentes momentos, si se desea, y si el sistema de control es capaz de realizar la activación por etapas de tiempo.

La invención se puede describir con referencia a las reivindicaciones adjuntas.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un aparato para liberar fluido desde un ensamble de tubería de elevación, caracterizado porque comprende: (a) una carcasa que define un espacio interior y una región exterior, la carcasa que tiene un primer y segundo extremos adaptados para la conexión sellada respectiva en un ensamble de tubería de elevación, la carcasa que se define en su espacio interior por una cavidad central, la cavidad central que se adapta para dejar pasar una sarta de perforación, la carcasa que comprende además al menos un puerto; (b) una primera puerta en una configuración que coincide con la carcasa, la primera puerta que se mueve desde (i) una posición sellada que restringe el flujo de fluido a través del puerto hacia (ii) una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través del puerto desde el espacio interior hacia la región exterior de la carcasa; y (c) un primer ensamble de actuador conectado a la primera puerta y que se puede configurar para mover la primera puerta desde la posición sellada hacia la posición abierta .

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer ensamble de actuador se opera hidráulicamente .

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer ensamble de actuador se opera mecánicamente.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el primer ensamble de actuador está en comunicación de fluidos con un fluido hidráulico almacenado, el ensamble de actuador que tiene además al menos una válvula, la válvula que se configura operacionalmente para facilitar el flujo presurizado del fluido hidráulico para mover la primera puerta entre las posiciones abierta y sellada.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una segunda puerta en una configuración que coincide con la carcasa, la segunda puerta que se controla de manera independiente a la primera puerta, la segunda puerta que se mueve selectivamente desde (i) una posición sellada que restringe el flujo de fluido a través de los puertos hacia (ii) una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través de los puertos desde el espacio interior hacia la región exterior de la carcasa, el aparato que comprende además un segundo ensamble de actuador conectado a la segunda puerta y que se puede configurar para mover la segunda puerta desde la posición sellada hacia la posición abierta.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además una tercera puerta conectada a un tercer ensamble de actuador.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además una cuarta puerta conectada a un cuarto ensamble de actuador.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además una quinta puerta conectada a un quinto ensamble de actuador.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además la carcasa es de forma cilindrica, el aparato que comprende además una sexta puerta conectada a un sexto ensamble de actuador, en donde además la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y sexta puertas se disponen en una disposición separada alrededor de la periferia cilindrica de la carcasa.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además: (d) un primer sistema de control, el primer sistema de control que se configura para activar el primer ensamble de actuador en caso de una desconexión de emergencia del ensamble de tubería de elevación desde el pozo.

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además: (e) un segundo sistema de control y un segundo ensamble de actuador, el segundo sistema de control que se configura para activar el segundo ensamble de actuador en caso de una desconexión de emergencia del ensamble de tubería de elevación desde el pozo.

12. Un sistema para recibir una sarta de perforación, el sistema que se suspende desde una estructura de perforación, caracterizado porque comprende: (a) una tubería de elevación, la tubería de elevación que se configura para el transporte de fluido . de perforación, (b) un aparato en conexión sellada con la tubería de elevación, el aparato que comprende: (i) una carcasa que define un espacio interior y una región exterior, (ii) un puerto; (iii) una primera puerta en una configuración que coincide con la carcasa, la puerta que se mueve desde una posición sellada hacia una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través del puerto; y (iv) un primer ensamble de actuador conectado a la primera puerta y que se puede configurar para mover la primera puerta desde la posición sellada hacia, la posición abierta .

13. Un aparato de liberación de fluido en conexión sellada con una tubería de elevación de perforación, caracterizado porque comprende: una carcasa que define un espacio interior y una región exterior, un puerto, una puerta en una configuración que coincide con la carcasa, la puerta que se mueve desde una posición sellada hacia una posición abierta que facilita el flujo de fluido hacia fuera del aparato a través del puerto, y un primer ensamble de actuador conectado a la puerta y que se puede configurar para mover la puerta desde la posición sellada hacia la posición abierta.

14. Un método para liberar fluidos desde una tubería de elevación de perforación en caso de una desconexión de emergencia de la tubería de elevación desde un pozo, caracterizado porque comprende las etapas de: (a) proporcionar un aparato de liberación de fluido en conexión sellada con una tubería de elevación, el aparato de liberación de fluido que comprende una carcasa que define un espacio interior y una región exterior, el aparato que comprende además al menos un puerto y una puerta en una configuración que coincide con el puerto, la puerta que se mueve desde una posición sellada la cual bloquea el flujo de fluido a través del puerto hacia una posición abierta que facilita el flujo de fluido a través del puerto, (b) proporcionar un primer ensamble de actuador, el primer ensamble de actuador configurado para mover la puerta desde la posición sellada hacia la posición abierta, (c) activar el primer ensamble de actuador para mover la puerta hacia la posición abierta, y (d) hacer fluir el fluido desde el espacio interior de la tubería de elevación a través del puerto hacia la región exterior de la tubería de elevación.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el primer ensamble de actuador se opera hidráulicamente.