MX2012009777A - Aparato y metodo para cementar una tuberia de revestimiento. - Google Patents

Abstract

Un método para cementar una tubería de revestimiento en un pozo incluye montar una instalación de válvulas que se aplica en una posición cerrada a una instalación de herramientas móvil. La instalación de herramientas móvil tiene una cánula insertada a través de la instalación de válvulas, que retiene la instalación de válvulas en una posición abierta. La cánula tiene un retenedor de cemento instalado de manera liberable en ésta. Después de descender la instalación de herramientas móvil hacia el embrague con la columna de tubería de revestimiento, el operador bombea una mezcla de cemento a través de la cánula y la instalación de válvulas. El operador bombea entonces el retenedor de cemento hacia abajo de la columna de tubería de revestimiento hacia el embrague de retención con una porción inferior de la columna de tubería de revestimiento. Después de esto, el operador eleva la cánula desde la instalación de válvulas, haciendo que la instalación de válvulas se mueva hacia la posición cerrada. La instalación de válvulas bloquea el flujo ascendente de fluido proveniente del conducto del pozo a través de la instalación de válvulas en el caso de fuga del retenedor de cemento.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA CEMENTAR UNA TUBERÍA DE REVESTIMIENTO Campo de la Descripción Esta descripción se refiere en general a equipo y métodos para. cementar columnas' de tubería corta de revestimiento dentro de un recinto de pozo y, particularmente, al equipo que se utiliza cuando la columna de tubería corta de revestimiento sirve como la columna de perforación .

ANTECEDENTES Los pozos de petróleo y gas se perforan convencionalmente con tubería de perforación hasta una cierta, profundidad, después se introduce la tubería de revestimiento y se cementa en el pozo. El operador puede entonces perforar el pozo a una mayor profundidad con tubería de perforación y cementar otra columna de tubería de revestimiento. En este tipo de sistema, cada columna de tubería de revestimiento se extiende hasta la instalación de la boca del pozo en la superficie.

En algunas terminaciones de pozo, el operador puede instalar una tubería corta de revestimiento en lugar de una-columna interior de tubería de revestimiento. La tubería corta de revestimiento se compone de uniones de tubería de la misma manera que la tubería de revestimiento. También, normalmente la tubería corta de revestimiento se cementa en el pozo. Sin embargo, la tubería corta de revestimiento no se extiende de regreso hasta la instalación de la boca del pozo en la superficie. Más bien,, se asegura por un sujetador de tubería corta de revestimiento a la última columna de la tubería de revestimiento justo arriba del extremo inferior de la tubería de revestimiento. El operador puede instalar posteriormente una columna de retención de la tubería de revestimiento que se extiende desde la boca del pozo descendentemente hacia el embrague con la instalación de sujetador de tubería corta de revestimiento.

Al instalar una tubería corta de revestimiento, en la mayoría de los casos, el operador perfora el pozo a la profundidad deseada, recupera la columna de perforación, después ensambla y desciende la tubería corta de revestimiento en el pozo. También puede incorporarse un obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento con el sujetador de tubería corta de revestimiento. Una zapata de cemento con una válvula de retención normalmente se asegurará al extremo inferior de la tubería corta de revestimiento a medida que se forma la tubería corta de revestimiento. Cuando se logra la longitud deseada de la tubería corta de revestimiento, el operador une un sujetador de tubería corta de revestimiento al extremo superior de la tubería corta de revestimiento y une una herramienta móvil al sujetador de tubería corta de revestimiento. El operador introduce entonces la tubería corta de revestimiento en el recinto del pozo sobre una columna de tubería de perforación unida a la herramienta móvil. El operador ajusta el sujetador de tubería corta de revestimiento y bombea cemento a través de la tubería de perforación, hacia abajo de la tubería corta de revestimiento y de regreso hacia arriba del espacio anular que rodea la tubería corta de revestimiento. La zapata de cemento evita el contra flujo del cemento de regreso hacia la tubería corta de revestimiento. La herramienta móvil puede suministrar un retenedor limpiador después del cemento para limpiar el cemento del interior de la tubería corta de revestimiento al concluir el bombeo del cemento. El operador ajusta entonces el obturador de empaque superior de la tubería corta de revestimiento, si se utiliza, libera la herramienta móvil de la tubería corta de revestimiento y recupera la tubería de perforación .

Existe una variedad de diseños para sujetadores de tubería corta de revestimiento. Algunos pueden ajustarse en respuesta al movimiento o manipulación mecánicos de la tubería de perforación, incluyendo la rotación. Otros pueden ajustarse al descender una esfera o un dardo en la columna de perforación, aplicando después presión de fluido al interior de la columna después que la esfera o el dardo se posa sobre una base en la herramienta móvil. La herramienta móvil puede unirse al sujetador de tubería corta de revestimiento ó al cuerpo de la herramienta móvil por medio de roscas, elementos cortables o mediante una instalación hidráulicamente accionada .

En otro método para instalar una tubería corta de revestimiento, el operador mueve la tubería corta de revestimiento mientras perfora el recinto del pozo de manera simultánea. Este método es similar a una tecnología relacionada conocida como perforación por tubería de revestimiento. Una técnica emplea una barrena en el extremo inferior de la tubería corta de revestimiento. Una opción es no recuperar la barrena, más bien cementarla en su lugar con la tubería corta de revestimiento. Si el pozo va a perforarse más profundo, la barrena tendría que ser de tipo perforable. Esta técnica no permite emplear componentes que deban recuperarse, la cual puede incluir las herramientas de dirección en el fondo del pozo, instrumentos que miden mientras perforan y barrenas recuperables.

La solicitud publicada US 2009/0107, 675, describe un sistema para recuperar la instalación del fondo del pozo colocando el sujetador de tubería corta de revestimiento antes de cementar la tubería corta de revestimiento. Si la tubería corta de revestimiento se encuentra a la profundidad total deseada después de recuperar la instalación del fondo del pozo, el operador opera entonces una instalación de cementación en una herramienta móvil de regreso hacia el embrague con el sujetador de tubería corta de revestimiento. La instalación de cementación incluye una instalación de retención que se emboca en un embrague sellado con una porción superior de la columna de la tubería corta de revestimiento. También puede incluirse un obturador de empaque con la instalación de cementación para sellar el espacio anular que rodea a la tubería corta de revestimiento. Además, un retenedor de cemento contenido en la instalación de cementación se bombea descendentemente hacia un extremo inferior de la tubería corta de revestimiento y se asegura después de la cementación. El retenedor de cemento evita el contra flujo del cemento.

SUMARIO En el método descrito en la presente, una instalación de válvulas que se orienta hasta una posición cerrada se une a una instalación de herramienta móvil. Una cánula descendentemente extensible de la instalación de herramienta móvil se extiende a través de la instalación de válvulas, manteniendo la instalación de válvulas en la posición abierta. La instalación de herramienta móvil y la instalación de válvulas se colocan en embrague con el conducto del pozo. El operador lleva a cabo entonces una o más operaciones en el conducto del pozo con la instalación de herramienta móvil, incluyendo el bombeo de fluido a través de la cánula y la instalación de válvulas mientras que la instalación de válvulas se encuentra en la posición abierta. El operador eleva después la cánula desde la instalación de válvulas, ocasionando el movimiento de la instalación de válvulas a la posición cerrada. El operador recupera la instalación de herramienta móvil del conducto, dejando la instalación de válvulas embragada con el conducto del pozo.

Mientras se encuentra en la posición cerrada después de elevar la cánula, la instalación de válvulas bloquea el flujo ascendente de un fluido desde debajo de la instalación de válvulas. En una modalidad, la instalación de válvulas también bloquea el flujo descendente de un fluido desde arriba de la instalación de válvulas.

En un método, la operación llevada a cabo mientras se encuentra abierta la instalación de válvulas incluye bombear una mezcla de cemento descendiendo hacia el conducto del pozo y ascendiendo de nuevo hacia un espacio anular que rodea el conducto del pozo para cementar el conducto del pozo dentro de un pozo de sondeo. El operador también puede bombear un retenedor de cemento desde la instalación de herramienta móvil descendiendo hacia el conducto del pozo en embrague de enganche con el conducto del pozo cerca del fondo del conducto del pozo. El retenedor de cemento evita que la mezcla de cemento fluya descendiendo hacia el espacio anular y ascendiendo hacia el conducto del pozo. Después que el retenedor de cemento se ha enganchado, la cánula cierra la instalación de válvulas. El cierre de la instalación de válvulas evita que la mezcla de cemento fluya descendiendo hacia el espacio anular y ascendiendo hacia el conducto del pozo en caso de falla del retenedor de cemento.

Después de elevar la cánula, el operador puede hacer circular un liquido limpiador a través de la cánula mientras que la instalación de válvulas se encuentra en posición cerrada. La instalación de válvulas bloquea el flujo descendente del liquido más allá de la instalación de válvulas hacia el conducto del pozo.

El operador puede armar también una instalación de retención en la instalación de herramienta móvil y asegurar la instalación de válvulas a la instalación de retención. Cuando desciende la instalación de herramienta móvil en el pozo, el operador conecta la instalación de retención de manera sellada en el conducto del pozo. Normalmente, la instalación de retención incluye un obturador de empaque. Después de la cementación, el operador coloca el obturador de empaque sobre la mezcla de cemento y dentro del espacio anular que rodea el conducto del pozo.

En una modalidad, la instalación de válvulas incluye un alojamiento tubular que tiene un eje. Un par de asientos de válvula se encuentran instalados dentro del alojamiento en alineación axial entre si. Un elemento de válvula de charnela se asegura por una articulación a cada uno de los asientos para el movimiento giratorio entre las posiciones abierta y cerrada. Cada uno de los elementos de válvula de charnela está orientado hacia la posición cerrada en contacto con uno de los asientos. Uno de los elementos de válvula gira en una primera dirección cuando se mueve desde la posición cerrada a la posición abierta. El otro de los elementos de válvula gira en una segunda dirección cuando se mueve desde la posición cerrada, de tal manera que cuando ambos se encuentran en la posición cerrada, se evita el flujo del fluido a través del alojamiento en ambas direcciones.

Preferentemente, una interfaz de sello anular se encuentra ubicada axialmente entre los elementos de válvula para embragar de manera sellada una cánula tubular insertada a través de los asientos mientras que los elementos de válvula están en la posición abierta. Los asientos pueden estar en los extremos opuestos de un cuerpo tubular que tiene un diámetro exterior sellado a un diámetro interior del alojamiento. La interfaz de sello anular puede estar ubicada en un orificio del cuerpo axialmente entre los asientos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las Figuras 1A a 1C comprenden una vista semi-seccional de una columna de tubería corta de revestimiento que tiene una instalación del fondo del pozo instalada para perforarse con la columna de tubería corta de revestimiento.

Las Figuras 2A a 2C comprenden una vista semi-seccional de una instalación obturadora y de cementación para su instalación con una columna de tubería corta de revestimiento después de recuperar la instalación del fondo del pozo.

Las Figuras 3A y 3B comprenden una vista semi-seccional de una instalación de herramienta móvil para mover la instalación obturadora y de cementación de las Figuras 2A a 2C.

Las Figuras 4A a F comprenden una vista semi-seccional de la instalación de herramienta móvil de las Figuras 3A y 3B colocada dentro de la instalación obturadora y de cementación de las Figuras 2A a 2C y la instalación obturadora y de cementación insertada en un extremo superior de la columna de tubería corta de revestimiento.

La Figura 5 es una vista semi-seccional de la instalación de válvulas contenida en la instalación de herramienta móvil en las Figuras 3A y 3B y 4A a 4F.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Con referencia a las Figuras 1A y 1C, se ha instalado previamente una columna de tubería de revestimiento 11 y se ha cementado en el recinto del pozo. Una columna de tubería corta de revestimiento 13 se extiende descendiendo desde la columna de tubería de revestimiento 11 hasta la profundidad total del recinto del pozo, pero aún no se ha cementado en su sitio. El término "columna de tubería corta de revestimiento" se refiere a una columna de una tubería de pozo que no se extiende totalmente ascendiendo hacia la boca del pozo, más bien se cementará eventualmente en el recinto del pozo con su extremo superior a corta distancia por arriba del extremo inferior de la columna de tubería corta de revestimiento 13. Los términos "tubería de revestimiento" y "tubería corta de revestimiento" pueden utilizarse de manera intercambiable. En esta modalidad, la columna de tubería corta de revestimiento 13 se habrá implementado normalmente perforando el recinto del pozo al mismo tiempo que desciende la columna de tubería corta de revestimiento 13 en el pozo.

Con referencia a la Figura 1C, un contorno de retenedor de cemento 17, tal como una hendidura anular, también se localiza cerca del extremo inferior de la columna de tubería corta de revestimiento 1-3. Durante la perforación de la tubería corta de revestimiento, una instalación del fondo del pozo (BHA) 19 se extiende desde el extremo inferior de la columna de tubería corta de revestimiento 13. La BHA 19 se muestra en líneas punteadas debido a que en este ejemplo se recuperará antes de que ocurra la cementación. La BHA 19 incluye una barrena 21 y normalmente equipo adicional, tal como un barrenador · y opcionalmente instrumentos topográficos y equipo de perforación direccional.

La columna de tubería corta de revestimiento 13 - 1.1 - también incluye un sub de par de torsión o de contorno 23 (FiguralB), que se encuentra cercano al extremo superior de la columna de tubería corta de revestimiento 13 en esta modalidad.. El sub de par de torsión 23 tiene un -contorno interno 25, tal como estrías verticales. Una herramienta móvil 27 de la tubería corta de revestimiento asegura de manera liberable una sección superior de una columna de trabajo, tal como una tubería de perforación 26 (Figura 1A) , al sub de par de torsión 23 de la columna de tubería corta de revestimiento 13 para transmitir el par de torsión a la columna de tubería corta de revestimiento 13 y para soportar el peso de la columna de tubería corta de revestimiento 13. Una sección de tubería de perforación inferior 28 (Figura 1C) se extiende descendiendo desde el sub de par de torsión 23 a través de la columna de tubería corta de revestimiento 13 y está asegurada a la BHA .19. La rotación de la tubería de perforación 26 (Figura 1A) mediante una plataforma petrolífera de perforación (no mostrada) ocasionará que la sección de tubería de perforación inferior 28 haga girar la BHA 19, aplicando un par de torsión de perforación a la barrena 21. El sub de par de torsión 23 también hace girar la herramienta móvil 27 de la tubería corta de revestimiento, la cual a su vez hace girar el. sub de par de torsión 23 debido a su embrague con el contorno 25. Esto da como resultado ' la rotación de la columna de tubería corta de revestimiento 13 completa y la BHA 19. El fluido de perforación se bombea descendentemente hacia la columna de tubería de perforación superior 26, la columna de tubería de perforación inferior 28 y fuera de la barrena 21 de la BHA 19. La solicitud publicada US 2009/0107675 describe más detalles del sistema de perforación de tubería corta de revestimiento ilustrado en las Figuras 1A a 1C. Otros sistemas para perforar con columna de tubería corta de revestimiento 13 son posibles, incluyendo la localización del sub de par de torsión cercano al extremo inferior de la columna de tubería corta de revestimiento 13 más que en el extremo superior como se muestra en la Figura IB.

Con referencia a la Figura IB, la columna de tubería- corta de revestimiento 13 también incluye un receptáculo inferior de orificio pulido 29 localizado arriba del sub de par de torsión 23. El receptáculo inferior de orificio pulido 29 es un miembro cilindrico que tiene un orificio liso para propósitos de sellado. Un gancho de tubería corta de revestimiento 31 (Figura 1A) se instala al extremo superior del receptáculo inferior de orificio pulido 29. El gancho de tubería corta de revestimiento 31 se encontrará colocado en una posición establecida antes de retirar las columnas de tubería de perforación 26, 28, la herramienta móvil 27 y la BHA 19. El gancho de tubería corta de revestimiento 31 puede ser de un tipo que pueda reajustarse a fin de recuperar la BHA 19 para reparación o remplazo. . Si puede reajustarse, el operador puede mover la BHA 19 hacia atrás, re-embragar la herramienta móvil. 27 con el sub de par de torsión 23 y liberar el gancho de tubería corta de revestimiento 31 para continuar la perforación. Alternativamente, el gancho de tubería corta de revestimiento 31 puede ser de un tipo que se ajuste una sola vez y que permanezca ajustado. El gancho de tubería corta de revestimiento 31 tiene calzas 33 que se sujetan al diámetro interno de la columna de tubería de revestimiento 11 y soportan el peso de la columna de tubería corta de revestimiento 13 cuando se ajusta. Al completar la perforación, el gancho de tubería corta de revestimiento 31 se ajustará cercano pero arriba del extremo inferior de la columna de tubería de revestimiento 11.

Una vez perforado el pozo a la profundidad total, y recuperadas la BHA 19 y la herramienta móvil 27, la columna de tubería corta de revestimiento 13 se encontrará en condiciones para la cementación. Con referencia a: las Figuras 2A a 2C, una instalación obturadora y de cementación 35 descenderá para embragarse con el gancho de tubería corta de revestimiento 31, con el receptáculo superior de orificio pulido 29 y con la porción superior del sub de par de torsión 23. Las Figuras 2A a 2C ilustran la instalación obturadora y de cementación 35 como aparecería antes de descender hacia la tubería de revestimiento 11. La instalación . obturadora y de cementación 35 incluye en su extremo inferior un manguito de unión de sello de retención 37, como se muestra en la Figura 2C. El manguito de unión de sello de retención 37 es un miembro tubular que tiene sellos 41 localizados sobre su diámetro externo. Los sellos 41 están adaptados para embragarse de manera sellada al diámetro interno del receptáculo inferior de orificio pulido 29 (Figura IB) . El manguito de unión de sello de retención 37 tiene un pestillo 39 opcional en su extremo inferior con miembros de sujeción que se embragarán a un contorno ranurado en el extremo, superior del sub de par de torsión 23, como se muestra n la Figura 4D.

Con referencia a la Figura 2B, una instalación de válvulas 43 se conecta al extremo superior del manguito de unión de sello de retención 37 en este ejemplo. La instalación de válvulas 43 comprende un mecanismo que tiene una posición abierta y una posición cerrada. En la posición cerrada, la instalación de válvulas 43 se sella contra la presión desde abajo y opcionalmente contra la presión desde arriba. En la posición abierta, la instalación de válvulas 43 puede dejar fluir el fluido en ambas direcciones. En este ejemplo, la instalación de válvulas 43 comprende un elemento superior de válvula de charnela 45 y un elemento inferior de válvula de charnela 47, cada uno de los cuales gira entre una posición abierta mostrada en la Figura 2B y una posición cerrada mostrada por las lineas punteadas en la Figura 5. Con referencia a la Figura 5, cada elemento de charnela 45 y 47 está conectado por una articulación 49 al asiento 50 de válvula. Aunque los asientos de válvula 50 pueden ser elementos separados, en este ejemplo, un asiento 50 de válvula comprende una porción de extremo superior de un cuerpo central tubular 51. El otro asiento 50 de válvula comprende una porción de extremo inferior del cuerpo 51. También, en este ejemplo, el asiento superior 50 se orienta hacia arriba y el asiento inferior 50 se orienta hacia abajo. Cuando se encuentra en la posición cerrada, como se muestra por las lineas punteadas, la chapaleta superior 45 se sellará contra el asiento 50 orientada hacia arriba, y la charnela inferior 47 se sellará contra el asiento 50 orientada hacia abajo. Cuando se mueven de la posición cerrada a la abierta, una de las chapaletas 45 girará en una dirección y la otra en la dirección opuesta. Por ejemplo, la chapaleta superior 45 gira hacia arriba cuando se abre y la chapaleta inferior 47 gira hacia abajo mientras se abre. Las chapaletas superior e inferior se orientan mediante resortes convencionales (no mostrados) hacia la posición cerrada.

Las posiciones de las chapaletas 45, 47 pueden invertirse; la chapaleta 47 puede orientarse para sellar a' presión desde arriba y la chapaleta 45 desde abajo. En ese caso la chapaleta 47 giraría hacia arriba para abrir y la chapaleta 45 giraría hacia abajo para abrir. Las articulaciones 49 se muestran sobre el mismo lado del cuerpo central 51, que es el lado derecho como se muestra en la Figura 5. Alternativamente, las articulaciones 49 pueden estar en diferentes lados del cuerpo central 51.

El cuerpo central se asegura dentro del orificio de un alojamiento tubular 53 con su diámetro externo en embrague sellado con el orificio del alojamiento tubular 53. El cuerpo central 51 preferentemente está unido de manera rígida al alojamiento tubular 53 y puede estar asegurado dentro del alojamiento tubular 53 de varias maneras, incluyendo espacios anulares de retención, ajuste a presión o soldadura. Las chapaletas 45 y 47 pueden mantenerse en la posición abierta por medio de un miembro tubular central que se explicará subsecuentemente. El orificio del cuerpo central 51 tiene una interfaz de sellado para sellarse contra el miembro tubular. En esta modalidad, la interfaz de sellado comprende sellos 63 instalados en ranuras anulares en el orificio del cuerpo central 51. La instalación de válvulas 43 se forma de un material perforable, tal como aluminio. En lugar de los elementos de válvula de charnela, otra instalación que funcionaría para el mismo propósito incluye válvulas de esfera superior e inferior. El cuerpo central 51 incluye un adaptador superior 59 en su extremo superior y un adaptador inferior 61 en su extremo inferior. De nuevo con referencia a la Figura 2B, los' adaptadores 59, 61 tienen roscas que unen al alojamiento 53 en la instalación obturadora y de cementación 35 (Figura 2A) .

Aún con referencia a la Figura 2A, un obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 se asegura al extremo superior del adaptador superior 59. El obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 puede ser un obturador de empaque convencional para sellar entre la columna de tubería corta de revestimiento 13 y el diámetro interno de la tubería de revestimiento 11 (Figura 1A) . En este ejemplo, el obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 se establece por peso aunque puede establecerse rotacional o hidráulicamente. El obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 tiene un cuerpo 69 que es tubular y que tiene un extremo superior cónico 71. Los elementos del obturador de empaque elastomérico 73 están localizados alrededor del cuerpo 69. Un conjunto de calzas 75 se encuentra colocado en el extremo superior cónico 71. Un cuerpo tubular interno del obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 tiene un conjunto interior de roscas hacia la izquierda 78, pero son posibles otros dispositivos tubulares además de las roscas hacia la izquierda. Una camisa de ajuste 76 rodea al cuerpo tubular interno y se embraga al extremo superior de las calzas 75. El obturador de empaque 67 se muestra en la posición no ajustada en la Figura 2A. Para ajustar, una fuerza descendente sobre la camisa de ajuste 76 ocasionará que las calzas 75 se expandan sobre la superficie cónica 71 y también deformará a los elementos 73 del obturador de empaque radialmente hacia afuera. Las calzas 75 se embragarán al diámetro interno de la tubería de revestimiento 11 ' (Figura 1A) para sostener el obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 en la posición de ajuste.

Un receptáculo superior de orificio pulido 77 puede instalarse en el extremo superior de la camisa de ajuste 76. El receptáculo superior de orificio pulido 77 se utiliza para propósitos de sellado en caso de problemas en el sellado del manguito de unión de sello de retención 37 (Figura 2C) para hacer descender el receptáculo inferior de orificio pulido 29 (Figura 1A) si se requiere otro obturador de empaque para sellar la columna de tubería de revestimiento 11. Antes de la cementación, el obturador de empaque y la instalación superior de tubería corta de revestimiento 35 de las Figuras 2A a 2C descenderán para embragarse con el sub de par de torsión 13, el receptáculo inferior de orificio pulido 29 y el gancho de tubería corta de revestimiento 31, como se muestra en las Figuras 1A y IB. El obturador de empaque y la instalación superior de tubería corta de revestimiento 35 permanecerán en el recinto del .pozo después de la cementación .

Las Figuras 3A y 3B- ilustran una instalación de herramienta móvil 79, de la cual la mayor parte se recuperará después de la cementación. La instalación de herramienta móvil 79 incluye un adaptador 81 en el extremo superior para asegurarla a una columna de trabajo tal como una columna de la tubería de perforación. La instalación de herramienta móvil 79 incluye una herramienta de ajuste del obturador de empaque 83, que se asegura al extremo inferior del adaptador 81. La herramienta de ajuste del obturador de empaque 83 es del tipo utilizado para el obturador de empaque de ajuste 67 (Figura 2A) . En este ejemplo, la herramienta de ajuste del obturador de empaque 83 es una herramienta de tipo mecánico que se ajusta en respuesta a la rotación y al peso impuestos por la columna móvil. Alternativamente, puede ser una herramienta hidráulicamente accionada. La herramienta de ajuste del obturador · de empaque 83 tiene un conjunto de trincas 85 orientadas por resorte que se orientan radialmente hacia afuera. Cuando la instalación de herramienta móvil 79 se inserta en la instalación obturadora y de cementación 35, las trincas 85 se encontrarán localizadas dentro del receptáculo superior de orificio pulido 77 y se impulsa hacia afuera contra la pared lateral del receptáculo 77. En esta posición inicial, las trincas 85 no transmitirán ningún peso descendente. Cuando se embragan a una paleta orientada hacia arriba, tal como el borde del receptáculo superior de orificio pulido 77, las trincas 85 transmitirán una fuerza descendente. La herramienta de ajuste del obturador de empaque 83 puede tener un mecanismo de embrague 87 del tipo convencionalmente utilizado para ajusfar herramientas para obturadores superiores de tubería corta de revestimiento. El mecanismo de embrague 87 transmite la rotación cuando se impone un peso sobre el mismo. La herramienta de ajuste de obturador de empaque 83 tiene un conector roscado hacia la izquierda 89 en su extremo inferior. El conector roscado 89 se asegurará a las roscas hacia la izquierda 78 (Figura 2A) del cuerpo tubular interno del obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 mientras se ensambla en la superficie. El embrague del conector roscado 89 con las roscas 78 conecta la instalación obturadora y de cementación 35 de las Figuras 2A a 2C a la instalación de herramienta móvil 79 de las Figuras 3A y 3B.

La instalación de herramienta móvil 79 incluye una cánula 91 que se extiende hacia abajo desde el conector roscado 89. La cánula 91 es un miembro tubular que se extiende a través de la instalación de válvulas 43 y mantiene los elementos de chapaleta 45 y -47 en la posición abierta. Los sellos 63 (Figura 5) en el cuerpo 51 se sellan contra la cánula 91. Alternativamente, los sellos 63 pueden estar localizados en la cánula 91.

La cánula 91 tiene un retenedor u obturador de cementación 93 conectado de manera liberable a su extremo inferior. En esta modalidad, el retenedor de cemento 93 es del tipo pestillo. Como se muestra en la Figura 3B, el retenedor de cemento 93 tiene un cuerpo interno 95 que puede ser rígido y formado de un material perforable. Un pasaje axial 96 se extiende a través del cuerpo interno 95 para el paso del fluido. Una camisa externa 97 está formada de material elastomérico y tiene nervaduras 99 que. se extienden circunferencialmente . Las nervaduras 99 están adaptadas para formar un sello en la columna de tubería corta de revestimiento 13. El retenedor de cemento 93 tiene un adaptador 101 en su extremo superior que asegura de manera liberable el retenedor de cemento 93 al extremo inferior de la cánula 91 con pernos de corte. El adaptador 101 tiene un asiento interno 103 que se adapta para recibir un objeto de sellado bombeado, tal como un dardo 107 (Figura 4D) . El dardo 107 es un miembro convencional para bombeado que tiene sellos y que una vez en embrague sellado con el adaptador 101, la combinación formará un sello en la columna de tubería corta de revestimiento 13. En esta modalidad, un pestillo 105 se extiende alrededor del cuerpo 95 para embragarse al contorno 17 (Figura 1C) . Alternativamente, el retenedor de cemento 93 puede ser de tipo sin pestillo.

En operación, el pozo se perforará, utilizando preferentemente la columna de tubería corta de revestimiento 13 como la columna de perforación. Una vez que está a la profundidad total, el gancho de tubería corta de revestimiento 31 (Figura 1A) se ajustará en la columna de tubería de revestimiento 11 para soportar el peso de la columna de tubería corta de revestimiento 13. Después el operador recupera la herramienta móvil 27 de la tubería corta de revestimiento, las secciones de tubería de perforación 26, 28 y la instalación del fondo del pozo 19 (Figura 1C) .

Después, el operador ensambla la instalación de herramienta móvil 79 de las Figuras 3A y 3B en la instalación obturadora y de cementación 35 de las Figuras 2A a 2C. Al hacerlo, en este ejemplo, el operador asegurará el conector roscado 89 a las roscas 78 mediante rotación hacia la izquierda. La cánula 91 pasará a través de la instalación de válvulas 43, impulsando y reteniendo las chapaletas 45, 47 en la posición abierta. Los sellos 63 (Figura 5) se sellan alrededor de la cánula 91. El manguito de unión de sello de retención 37 estará separado de tal manera que cuando desciende en la columna de tubería de revestimiento 11, se encontrará sustancialmente localizado dentro del receptáculo inferior de retención 29. El retenedor de cemento 93 (Figura 3B) estará en embrague sellado con el manguito de unión de sello de retención 37. El dardo 107 no se encontrará en posición en este momento. El operador asegura el adaptador 81 a una columna de trabajo, tal como la tubería de perforación 26 (Figura 4A) y desciende la instalación completa .

Con referencia a la Figura 4F, el pestillo 39 en el extremo inferior del manguito de unión de sello de retención 37 entrará al receptáculo inferior de orificio pulido 29 y se enganchará en un contorno anular ranurado formado en el extremo superior del sub de par de torsión 23. Como se muestra en la Figura 4D, el retenedor de cemento 93 estará localizado dentro del gancho de tubería corta de revestimiento 31, y la instalación de válvulas 43 se encontrará arriba, como se muestra en la Figura 4C. El obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 estará localizado dentro de la columna de tubería de revestimiento 11 arriba del gancho de tubería corta de revestimiento 31 como se muestra en las Figuras 4B a 4D.

El operador en ese punto libera preferentemente el embrague de la instalación de herramienta móvil 79 (Figura 4D) de la instalación obturadora y de cementación 35 (Figura 4B) . En esta modalidad, el operador la desembraga haciendo girar la tubería de perforación 26 hacia la derecha, lo cual destornillará el conector roscado 89 de las roscas internas 78 (Figura 4B) . Una vez liberada, el operador jalará hacia arriba la instalación de herramienta móvil 79 a corta distancia con la tubería de perforación 26. Esto ocasionará que la instalación de herramienta móvil 79 se mueva hacia arriba en relación a la instalación . obturadora y de cementación 35, indicando al operador que la instalación de herramienta móvil 79 está liberada de la instalación obturadora y de cementación 35. Después el operador la colocará de nuevo abajo sin colocar el obturador de empaque 67.

El operador se encuentra entonces libre de bombear el cemento hacia la tubería de perforación 26 y a la instalación mostrada en las Figuras 4A a 4F. El cemento fluirá a través del retenedor de cemento 93 (Figura 4D) , del sub de par de torsión 23 (Figura 4F) y fuera del fondo de la columna de tubería corta de revestimiento 13. Cuando se ha suministrado la cantidad de cemento deseada, el operador deja caer entonces el dardo 107 (Figura 4D) hacia la tubería de perforación 26. El dardo 107 cae en embrague sellado con el adaptador 101 del retenedor de cemento 93. Al aplicar presión fluida en la superficie se liberará el perno de corte entre el adaptador 101 y la cánula 91. El retenedor de cemento 93 y el dardo 107 se mueven hacia abajo conjuntamente para embragarse con el contorno 17 (Figura 1C) . Una vez embragues, el retenedor de cemento 93 y el dardo 107 forman un sello en la columna de tubería corta de revestimiento 13 y se evita su movimiento ascendente por el embrague de enganche. Se evitará que el cemento en el espacio anular que rodea la columna de tubería corta de revestimiento 13 fluya ascendentemente dentro de la columna de tubería corta de revestimiento 13 por medio del retenedor de cemento 93 y el dardo 107.

El operador colocará entonces el obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 (Figura 4B) jalando primero hacia arriba a una distancia suficiente para que las trincas 85 (Figura 4A) se muevan por arriba del extremo superior del receptáculo superior de orificio pulido 77. La cantidad de este movimiento ascendente no es suficiente para ocasionar que la cánula 91 se mueva por arriba de la instalación de válvulas 43 (Figura 4C) , por tanto las chapaletas 45, 47 permanecen abiertas. Después el operador desciende la columna de perforación 26 y la instalación de herramienta móvil 79 en relación a la instalación obturadora y de cementación 35. Las trincas 85 harán contacto con el extremo superior del receptáculo superior de orificio pulido 77. El operador afloja el peso, lo cual se transmite a través del receptáculo superior de orificio pulido 77 a la camisa de ajuste 76. La camisa de ajuste 76 se moverá hacia abajo en relación al cuerpo del obturador de empaque 69, lo cual ocasiona que el obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 se ajuste. Sus calzas 75 se sujetarán al diámetro interno de la tubería de revestimiento 11. Los elementos 73 del obturador de empaque se sellarán contra el diámetro interno de la tubería de revestimiento 11.

Después el operador jalará de nuevo la columna de perforación 26 hacia arriba, pero a la distancia suficiente para colocar el extremo inferior de la cánula 91 por arriba de la instalación de válvulas 43. Este movimiento ascendente ocasiona que la cánula 91, que previamente mantenía las chapaletas 45 y 47 (Figura 1C) en la posición abierta, se mueva por arriba dé las chapaletas 45 y 47. Las chapaletas 45 y 47 saltarán entonces a la posición cerrada mostrada por las líneas punteadas en la Figura 5. Esta posición cerrada evita cualquier flujo ascendente del fluido en caso de que el cemento en el espacio anular se filtre más allá del retenedor de cemento 93 (Figura 4D) . El cierre de las chapaletas 45, 47 también evita cualquier flujo descendente de fluido por debajo de la instalación de válvulas 43. La barrera creada permitirá al operador hacer circular un fluido limpiador, tal como agua, hacia abajo y fuera del extremo inferior de la cánula 91 (Figura 4D) . El fluido limpiador circula de nuevo en ascenso hacia el espacio anular que rodea la tubería deperforación 26. Alternativamente, el operador puede hacer circular el fluido limpiador descendentemente en el espacio anular en la tubería de revestimiento 11 que rodea la tubería de perforación 26 y de regreso en ascenso hacia la cánula 91. Este flujo de fluido limpiará el obturador de empaque superior de tubería corta de revestimiento 67 y el receptáculo superior de orificio pulido 77 de cemento y polvo. Si no se requiere la limpieza, el elemento de válvula 43 puede tener un solo elemento de válvula de charnela en ¦ lugar de dos. El elemento único de válvula de charnela bloquearla el flujo de fluido ascendente en caso de filtraciones en el retenedor de cemento 93, pero no bloquearía el flujo descendente de fluido.

Después de la limpieza, el operador es libre de jalar la instalación de herramienta móvil 79, excepto el retenedor de cemento 93, que permanece enganchado en el extremo inferior de la columna de tubería corta de revestimiento 13. Una vez recuperada la instalación de herramienta móvil 79, y cuando el operador desea completar el pozo, hará descender una columna con una barrena hacia la tubería de revestimiento 11. La barrena se emplea para perforar a través de la instalación de válvulas 43, la cual se produce de componentes fácilmente perforables. Esta desintegración de la instalación de válvulas 43 abre por tanto la columna de tubería corta de revestimiento 13 cementada hacia el retenedor de cemento 93 (Figura 3B) . Si se desea, el operador puede desear perforar el retenedor de cemento 93, que también, puede estar formado de materiales perforables. El operador puede entonces completar el pozo de manera convencional, tal como llevando a cabo el entubado y la perforación.

Aunque solamente se ha mostrado una modalidad, será aparente para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un método para llevar a cabo una operación en un conducto de pozo, que comprende: (a) proporcionar una instalación de válvulas que tiene una posición abierta y una posición cerrada, estando orientada la instalación de válvula hacia la posición cerrada; (b) proporcionar una instalación de herramienta móvil con una cánula descendentemente extensible y armar la instalación de válvulas en la instalación de herramienta móvil con la cánula extendiéndose a través de la instalación de válvulas, manteniendo la instalación de válvulas en la posición abierta; (c) colocar la instalación de herramienta móvil y la instalación de válvulas embragadas con el conducto, del pozo; (d) . llevar a cabo una operación seleccionada en el conducto del pozo con la instalación de herramienta móvil, incluyendo el bombeo de un fluido a través de la cánula y la instalación de válvulas mientras la instalación de válvulas se encuentra en la posición abierta; después (e) elevar la cánula desde la instalación de válvulas, ocasionando que la instalación de válvulas se mueva a la posición cerrada.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además recuperar la instalación de herramienta móvil del conducto y dejar la instalación de válvulas embragada con el conducto del pozo.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde, mientras se encuentra en la posición cerrada en la etapa (e) , la instalación de válvulas bloquea el flujo ascendente de un fluido desde abajo de la instalación de válvulas asi como el flujo descendente de un fluido desde arriba de la instalación de válvulas.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: la etapa (d) comprende bombear una mezcla de cemento descendentemente en el conducto del pozo y de regreso en ascenso hacia el espacio anular que rodea el conducto del pozo para cementar el conducto del pozo dentro de un pozo de sondeo .

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: la etapa (b) comprende: armar una instalación de retención en la instalación de herramienta móvil y asegurar la instalación de válvulas a la instalación de retención; y la etapa (c) comprende: conectar la instalación de retención de manera sellada en el conducto del pozo; la etapa (e) comprende además recuperar la instalación de herramienta móvil y dejar la instalación de retención y la instalación de válvulas embragadas con el conducto del pozo.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: la etapa (b) comprende: armar una instalación de obturador de empaque en la instalación de herramienta móvil y asegurar la instalación de válvulas a la instalación de obturador de empaque; y la etapa (d) comprende: bombear una mezcla de cemento descendentemente en el conducto del pozo y de regreso en ascenso hacia un espacio anular que rodea el conducto del pozo; después colocar la instalación de obturador de empaque arriba de la mezcla de cemento y dentro del espacio anular que rodea el conducto del pozo; y la etapa (e) comprende además recuperar la instalación de herramienta móvil y dejar la instalación de válvulas en embrague sellado con el conducto del pozo para bloquear cualquier flujo ascendente de fluido en el conducto del pozo.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde después de elevar la cánula, la etapa (e) comprende además: hacer circular un líquido a través de la cánula mientras que la instalación de válvulas se encuentra en la posición cerrada y con la instalación de válvulas bloqueando el flujo descendente del liquido más allá de la instalación 5 de válvulas en el conducto del pozo.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: la etapa (d) comprende: bombear una mezcla de cemento a través de la cánula 10 y la instalación de válvula, descendentemente en el conducto del pozo y de regreso en ascenso hacia un espacio anular que rodea el conducto del pozo; bombear un retenedor de cemento desde la instalación de herramienta móvil descendentemente en el 15 conducto del pozo en embrague de enganche con el conducto del pozo cercano al fondo del conducto del pozo para evitar que la mezcla de cemento fluya descendentemente hacia el espacio anular y en ascenso hacia el conducto del pozo; y cerrar la instalación de válvulas en la etapa (e) • 20 evitando que la mezcla de cemento fluya descendentemente hacia el espacio anular y en ascenso hacia el conducto del pozo en caso de falla del retenedor de cemento.

9. Un método para instalar una tubería corta de revestimiento en un pozo, que comprende: 25 (a) enganchar la instalación del fondo del pozo a una columna de tubería corta de revestimiento, incluyendo la instalación del fondo del pozo una barrena que sobresale desde el extremo inferior de la columna de tubería corta de revestimiento; (b) hacer girar la barrena para profundizar el pozo; (c) a la profundidad seleccionada, recuperar la instalación del fondo del pozo; (d) armar una instalación de válvulas que se orienta en una posición cerrada a una instalación de herramienta móvil que tiene una cánula insertada a través de la instalación de válvulas reteniendo la instalación de válvulas en una posición abierta, teniendo la cánula un retenedor de cemento instalado de manera liberable a la misma debajo de la instalación de válvulas; después (e) hacer descender la instalación de herramienta móvil para embragarse con la columna de tubería corta de revestimiento; (f) bombear una mezcla de cemento a través de la cánula y la instalación de válvulas, después bombear el retenedor de cemento descendentemente en la columna de tubería corta de revestimiento en embrague de enganche con la porción inferior de la columna de tubería corta de revestimiento; después (g) elevar la cánula desde la instalación de válvulas, ocasionando que la instalación de válvulas se mueva a la posición cerrada, bloqueando el flujo ascendente de fluido proveniente del conducto del pozo a través de la instalación de válvulas en caso de filtración del retenedor de cemento.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende además recuperar la instalación de herramienta móvil del conducto y dejar la instalación de válvulas embragada con el conducto del pozo.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde en la etapa (g) , la instalación de válvulas, mientras se encuentra en la posición cerrada, también bloquea el flujo descendente de un fluido proveniente de arriba de la instalación de válvulas.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde: la etapa (d) comprende: armar una instalación de retención en la instalación de herramienta móvil y asegurar la instalación de válvulas a la instalación de retención; y la etapa (e) comprende: conectar la instalación de retención de manera sellada en el conducto del pozo; y la etapa (g) comprende además recuperar la instalación de herramienta móvil y dejar la instalación de retención y la instalación de válvulas en el conducto del pozo.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la etapa (e) comprende además: hacer circular un liquido limpiador a través de la cánula mientras que la instalación de válvulas se encuentra en la posición cerrada y con la instalación de válvulas bloqueando el flujo descendente del liquido más allá de la instalación de válvulas en el conducto del pozo.

14. Un aparato de herramientas de pozo, que comprende : un alojamiento tubular que tiene un eje; un par de asientos de válvula instalados dentro del alojamiento en alineación axial entre si; un par de elementos de válvula de charnela, cada uno asegurado por una articulación a uno de los asientos para el movimiento giratorio entre las posiciones abierta y cerrada, estando orientada cada una de las válvulas de charnela hacia la posición cerrada en contacto con uno de los asientos; en donde uno de los elementos de válvula gira en una primera dirección cuando sé mueve desde la posición cerrada a la posición abierta; y el otro de los elementos de válvula gira en una segunda dirección cuando se mueve desde la posición cerrada, de tal manera que cuando ambos se encuentran en la posición cerrada, se evita el flujo de fluido a través del alojamiento en ambas direcciones.

15. El aparato de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además: una interfaz de sello anular localizada axialmente entre los elementos de válvula para embragar de manera sellada una cánula tubular insertado a través de los asientos mientras que los elementos de válvula se encuentran en la posición, abierta.

16. El aparato de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además: un cuerpo tubular que tiene un diámetro externo sellado a un diámetro interno del alojamiento; y en donde uno de los asientos se localiza en una porción de extremo del cuerpo y el otro de lós asientos se localiza en otra porción de extremo del cuerpo.

17. El aparato de acuerdo con la reivindicación 16, que comprende además: una interfaz de sello anular localizada en un orificio del cuerpo axialmente entre los asientos.

18. El aparato de acuerdo con la reivindicación 14, en donde: el superior de los elementos de válvula gira hacia arriba a la posición abierta; y el inferior de los elementos de válvula gira hacia abajo a la posición abierta.

19. El aparato de acuerdo con la reivindicación 14, en donde: las articulaciones se localizan en un mismo lado del alojamiento.

20. El aparato de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además: una instalación de retención para el sellado y la inserción de enganche en una porción superior de una columna, de tubería corta de revestimiento, en donde el alojamiento comprende una porción de' la instalación de retención; una instalación de herramienta móvil en embrague liberable con la instalación de retención para mover la instalación de retención; y una cánula tubular que se extiende hacia abajo desde, y forma parte de, la instalación de herramienta móvil, extendiéndose la cánula a través de ambos de los asientos, manteniendo asi los elementos de válvula en la posición abierta hasta que la instalación de herramienta móvil se eleva en relación a la instalación de retención.