MX2013011122A - Unidad de impulsion del fondo de la perforacion que tiene un motor hidraulico con un anillo de leva estatico. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con una unidad de impulsión del fondo de la perforación para inserción dentro de un pozo, que comprende un alojamiento de unidad de impulsión, un motor hidráulico que comprende un alojamiento de motor hidráulico, el motor hidráulico comprende un anillo de leva, y un montaje de rueda que comprende una parte estacionaria y una parte rotacional, la parte estacionaria está conectada con el alojamiento de unidad de impulsión y está conectada de manera rotatoria con una parte rotacional, la parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico, dicho motor hidráulico comprende una sección rotatoria conectada con la parte rotacional, el anillo de leva está conectado con o forma parte de la parte estacionaria del montaje de rueda, la parte rotacional comprende un anillo de rueda, en donde un cojinete está dispuesto entre el anillo de leva y el anillo de rueda. La invención se relaciona también con un sistema del fondo de la perforación que comprende la unidad de impulsión y con el uso de dicha unidad de impulsión.

Description

UNIDAD DE IMPULSION DEL FONDO DE LA PERFORACION QUE TIENE UN MOTOR HIDRÁULICO CON UN ANILLO DE LEVA ESTÁTICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una unidad de impulsión del fondo de la perforación para inserción en un pozo, que comprende un alojamiento de unidad de impulsión, un motor hidráulico que comprende un alojamiento de motor hidráulico, el motor hidráulico comprende un anillo de leva, un montaje de rueda que comprende una parte estacionaria y una parte rotacional, la parte estacionaria está conectada con el alojamiento de unidad de impulsión y está conectada de manera rotatoria con una parte rotacional. La invención se relaciona también con un sistema del fondo de la perforación que comprende la unidad de impulsión y con el uso de dicha unidad de impulsión.

TÉCNICA ANTECEDENTE Cuando se opera en el fondo de la perforación de un pozo, las herramientas utilizadas para la operación pueden no ser por si mismas sumergibles. Algunas herramientas se colocan al frente de una tubería bobinada y son impulsadas hacia delante 52-921-13 empujando más la tubería dentro del pozo. Otras herramientas se descienden dentro del pozo por medio de una linea de acero, y la gravedad asegurará entonces que la herramienta se sumerja. Por lo tanto, no todas las herramientas son capaces de moverse en el pozo y por lo tanto necesitan avanzar en el pozo por medio de una herramienta adicional. En particular, este es el caso en la parte horizontal del pozo, debido a que la gravedad no puede ayudar con el movimiento.

Se han desarrollado varias herramientas para este propósito, entre otras una que corre sobre una oruga. Sin embargo, esta herramienta tiene la desventaja de que no siempre puede mantener su apoyo en las partes más irregulares del pozo, y en algunos casos es imposible que dicha herramienta pase por un lugar en donde se juntan dos tubos de pozo pero que no están en contacto dejando por lo tanto un espacio. Otra herramienta tiene ruedas impulsadas por medio de una cadena de rodillos y todo impulsado por un motor. Sin embargo, si el motor es incapaz de impulsar todas las ruedas, la herramienta es incapaz de impulsarse más. Este puede ser el caso si el pozo tiene un obstáculo y una rueda es incapaz de impulsarse a través del obstáculo. 52-921-13 SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es superar completamente o parcialmente dichas ventajas e inconvenientes de la técnica anterior. Más específicamente, un objeto es proporcionar una herramienta del fondo de la perforación mejorada para hacer avanzar una herramienta operacional en todas las partes de un pozo y también en pozos que tienen un diámetro interno pequeño, tal como de 5.4 centímetros (2 1/8 pulgadas) .

Los objetos anteriores, junto con varios otros objetos, ventajas y características, que serán evidentes a partir de la siguiente descripción, se logran mediante una solución de conformidad con la presente invención por medio de una unidad de impulsión del fondo de la perforación que comprende: un alojamiento de unidad de impulsión, un motor hidráulico que comprende un alojamiento de motor hidráulico, el motor hidráulico comprende un anillo de leva, y un montaje de rueda que comprende una parte estacionaria y una parte rotacional, la parte estacionaria está conectada con el alojamiento de unidad de impulsión y está conectada de manera 52-921-13 rotatoria con una parte rotacional, la parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico, dicho motor hidráulico comprende una sección rotatoria conectada con la parte rotacional, el anillo de leva está conectado con o forma parte de la parte estacionaria del montaje de rueda, la parte rotacional comprende un anillo de rueda , en donde un cojinete está dispuesto entre el anillo de leva y el anillo de rueda.

Al disponer el cojinete entre el anillo de leva y el anillo de rueda y por lo tanto en la transición entre la parte rotacional y la parte estacionaria del montaje de rueda entre el anillo de leva y el anillo de rueda, se provee una transición más libre de fricción. Adicionalmente, se provee un alojamiento de motor hidráulico más hermético a fluidos .

En una modalidad, el motor hidráulico puede ser un motor de pistones radiales.

También, el cojinete dispuesto entre el anillo de leva y el anillo de rueda puede ser un cojinete de bolas.

En otra modalidad, el montaje de rueda puede 52-921-13 suspenderse en el alojamiento de unidad de impulsión.

La unidad de impulsión del fondo de la perforación de conformidad con la invención puede comprender además un montaje de brazo movible entre una posición retraída y una posición proyectada en relación con el alojamiento de unidad de impulsión, en donde el montaje de brazo está conectado con o forma parte de la parte estacionaria del montaje de rueda.

Adicionalmente , la unidad de impulsión del fondo de la perforación de conformidad con la invención puede comprender además un montaje de activación de brazo dispuesto en el alojamiento de unidad de impulsión para mover el montaje de brazo entre la posición retraída y la posición proyectada.

En una modalidad, el cojinete puede ser un cojinete de bolas o un cojinete de agujas.

Asimismo, el cojinete puede ser un cojinete de bolas de contacto de cuatro puntos, un cojinete de bolas de doble hilera, un cojinete de bolas de contacto angular de doble hilera o un cojinete de bolas de contacto angular de hilera simple.

El anillo de rueda puede tener una cara curvada orientada hacia una pared interna del pozo y una circunferencia más externa de la cara curvada puede definir un plano que penetra en el cojinete. 52-921-13 En una modalidad, el plano puede penetrar el coj inete .

En otra modalidad, el plano puede penetrar el cojinete en su centro.

En aún otra modalidad, el plano puede penetrar el cojinete de forma descentrada.

Además, pueden disponerse varios cojinetes entre el anillo de leva y el anillo de rueda.

Dichos varios cojinetes pueden disponerse simétricamente en relación con el plano.

Además, el montaje de rueda puede comprender adicionalmente un sistema de engranaje planetario.

Dicho sistema de engranaje planetario puede estar incluido en el alojamiento de motor hidráulico.

Además, la sección rotatoria del motor hidráulico puede conectarse con una rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario.

Dicho sistema de engranaje planetario puede estar incluido en el alojamiento de motor hidráulico.

La rueda' dentada solar del sistema de engranaje planetario puede mover una pluralidad de ruedas dentadas planetarias que se conectan a través de un miembro portador para impulsar una rueda dentada anular del sistema de engranaje planetario.

Además, el anillo de rueda puede comprender 52-921-13 la rueda dentada anular que permite que las ruedas dentadas planetarias engranen y muevan el anillo de rueda .

En una modalidad, la parte rotacional puede comprender un anillo de rueda cerrado de un extremo por medio de un miembro de cierre.

En otra modalidad, el sistema de engranaje planetario puede comprender una rueda dentada anular constituida por el anillo de rueda o el miembro de cierre.

Además, la sección rotatoria puede comprender una primera rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario que impulsa una pluralidad de ruedas dentadas planetarias que se conectan a través de un miembro portador conectado con o que está incluido en el anillo de rueda, la parte estacionaria puede comprender una rueda dentada anular del sistema de engranaje planetario, y la rueda dentada anular puede engranar las ruedas dentadas planetarias.

También, el sistema de engranaje planetario puede comprender una rueda dentada anular constituida por el anillo de rueda o el miembro de cierre.

Adicionalmente , el sistema de engranaje planetario puede comprender ruedas dentadas planetarias que engranan la rueda dentada solar y la 52-921-13 rueda dentada anular, las ruedas dentadas planetarias se interconectan por medio de un miembro portador.

Además, la sección rotatoria del motor hidráulico puede conectarse con una pluralidad de ruedas dentadas planetarias y las ruedas dentadas planetarias pueden impulsarse por medio de la sección rotatoria .

En una modalidad, la parte estacionaria puede comprender la rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario.

En otra modalidad, la parte rotacional puede comprender el anillo de rueda y puede impulsarse por medio de las ruedas dentadas planetarias.

Adicionalmente , la sección rotatoria del motor hidráulico puede comprender una primera rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario y la primera rueda dentada solar puede impulsar una pluralidad de primeras ruedas dentadas planetarias que se conectan a través de un miembro portador.

Asimismo, el miembro portador del sistema de engranaje planetario puede impulsar una pluralidad de segundas ruedas dentadas planetarias y el miembro portador puede comprender la rueda dentada solar que engrana e impulsa las segundas ruedas dentadas planetarias . 52-921-13 Las segundas ruedas dentadas planetarias pueden conectarse por medio de un segundo miembro portador que es parte de la parte rotacional para hacer girar parte del montaje de rueda.

Dicho segundo miembro portador puede conectarse con la parte rotacional del montaje de rueda o puede ser parte de la parte rotacional.

Además, la parte estacionaria puede comprender la rueda dentada anular del sistema de engranaje planetario que engrana las primeras ruedas dentadas planetarias y las segundas ruedas dentadas planetarias .

Adicionalmente , el montaje de brazo puede comprender un brazo de rueda y el brazo de rueda puede comprender canales de fluido para suministrar fluido hacia y desde el motor hidráulico a través de la parte estacionaria .

La unidad de impulsión del fondo de la perforación de conformidad con la invención puede comprender además una bomba para suministrar fluido al motor hidráulico.

Además, la sección rotatoria puede ser un bloque de cilindros hidráulicos.

Dicho motor hidráulico puede comprender pistones movibles dentro de cilindros en el bloque de 52-921-13 cilindros hidráulicos.

Asimismo, el bloque de cilindros hidráulicos puede comprender cilindros en los cuales se mueve un pistón en cada uno de los cilindros, el pistón comprende un cuerpo de pistón y un cojinete de bolas suspendido en un cuerpo de pistón de tal manera que el cojinete de bolas está en contacto con el anillo de leva .

Adicionalmente, bloque de cilindros hidráulicos puede comprender canales de fluido dispuestos en alineación con los canales de fluido en el brazo de rueda de tal manera que el fluido es conducido desde el brazo de rueda hasta los cilindros en el bloque de cilindros hidráulicos.

La presente invención también se relaciona con un sistema del fondo de la perforación que comprende la unidad de impulsión de conformidad con la invención y una herramienta operacional conectada con la unidad de impulsión para avanzar en un pozo o barreno.

La herramienta operacional puede ser una herramienta de percusión, una herramienta de llave, una herramienta de fresado, una herramienta de perforación, una herramienta de registro, etc.

Adicionalmente, la presente invención se 52-921-13 relaciona con un uso de la unidad de impulsión de conformidad con la invención en un pozo o barreno para moverse por si misma y/o mover una herramienta operacional hacia delante en un pozo o barreno.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención y sus muchas ventajas se describirán más detalladamente a continuación con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, los cuales con el propósito de ilustración muestran modalidades no limitantes y en los cuales: La figura 1 muestra una herramienta del fondo de la perforación tal como una unidad de impulsión en un pozo, la figura 2 muestra la rueda mostrada en la figura 1 en otra vista, la figura 3 muestra otra herramienta del fondo de la perforación tal como una unidad de impulsión en un pozo, la figura 4 muestra la rueda mostrada en la figura 3 en otra vista, la figura 5A muestra una vista en sección transversal de la rueda mostrada en la figura 3, la figura 5B muestra otra vista en sección transversal de la rueda de la figura 5?, 52-921-13 la figura 6 muestra un montaje de activación de brazo, la figura 7A muestra una vista en sección transversal de otra modalidad de la rueda mostrada en la figura 1, la figura 7B muestra otra vista en sección transversal de la rueda de la figura 7A, la figura 8A muestra una vista en sección transversal de otra modalidad de la rueda, la figura 8B muestra otra vista en sección transversal de la rueda de la figura 8A, la figura 9 muestra una vista en sección transversal de otra modalidad de la rueda, la figura 10 muestra un sistema del fondo de la perforación, la figura 11 muestra una vista en sección transversal de parte de otra modalidad de la rueda, la figura 12 muestra una vista en sección transversal de otra modalidad de la rueda, la figura 13 muestra una vista en sección transversal de otra modalidad de la rueda que comprende una rueda dentada doble, la figura 14 muestra una vista en sección transversal de aún otra modalidad de la rueda, y la figura 15 muestra otra vista parcialmente 52-921-13 en sección transversal del motor hidráulico en la rueda .

Todas las figuras son bastante esquemáticas y no están necesariamente a escala, y solo muestran aquellas partes que son necesarias con el fin de explicar la invención, omitiéndose otras partes o simplemente sugiriéndose.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 muestra una herramienta del fondo de la perforación 10, tal como una unidad de impulsión 11 dispuesta en un entubado 6, que tiene un interior 4, en un pozo o barreno 5 en la formación 2. La herramienta del fondo de la perforación es energizada a través de una linea de acero 9 la cual se conecta con la herramienta a través de un conector superior 13. La herramienta del fondo de la perforación comprende además una sección electrónica que tiene circuitos electrónicos de cambio de modo 15 y circuitos electrónicos de control 16 antes de suministrar la electricidad a un motor eléctrico 17 que impulsa una bomba hidráulica 18. En la figura 1, la herramienta del fondo de la perforación es una unidad de impulsión 11 que tiene un alojamiento de unidad de impulsión 51 en el cual los montajes de 52-921-13 rueda 90 están conectados de forma suspendida. La unidad de impulsión 11 se divide en varias secciones 54 y se conecta con un dispositivo compensador 20 para compensar la presión dentro de la unidad de impulsión de tal manera que no se produce una presión elevada en el alojamiento de unidad de impulsión que la comba hacia fuera o la colapsa hacia dentro.

Como se muestra en la figura 1, parte del montaje de rueda 90 se proyecta desde el alojamiento de unidad de impulsión 51 y la otra parte se mantiene en una ranura 117 en el alojamiento de la unidad de impulsión como se muestra en la figura 2. El montaje de rueda 90 comprende una parte estacionaria 91 y una parte rotacional 92. La parte estacionaria 91 está conectada con el alojamiento de unidad de impulsión 51 y está conectada de manera giratoria con la parte rotacional 92.

En la figura 3, la herramienta del fondo de la perforación es también una unidad de impulsión 11 que tiene un alojamiento de unidad de impulsión 51 en el cual se mueven montajes de brazo 60 entre una posición retraída y una posición proyectada en relación con el alojamiento de unidad de impulsión 51 a lo largo de un eje longitudinal de la unidad de impulsión 11 por medio de fluido de la bomba 52-921-13 hidráulica. En la figura 3, se muestra un montaje de brazo 60 en su posición proyectada. Como se muestra en la figura 4, parte del montaje de brazo 60 se proyecta desde el alojamiento de unidad de impulsión 51 y la otra parte está conectada con el montaje de rueda 90. El montaje de rueda 90 comprende una parte estacionaria 91 y una parte rotacional 92. La parte estacionaria 91 está conectada con el montaje de brazo 60 o forma parte del montaje de brazo y está conectada de manera rotatoria con la parte rotacional 92.

La unidad de impulsión 11 puede insertarse en un pozo y se impulsa a si misma hacia delante y por lo tanto es capaz de hacer avanzar una herramienta operacional en el pozo. Para poder propulsarse a si misma y propulsar la herramienta operacional 12, la unidad de impulsión comprende varios montajes de rueda 90 ya sea suspendidos directamente en el alojamiento de unidad de impulsión 51 o dispuestos en un primer extremo 88 del montaje de brazo 60 alejados del extremo 89 más cercano al alojamiento de unidad de impulsión 51 cuando el brazo está en su posición proyectada, como se muestres en las figuras 3 y 4.

La parte rotacional 92 está conectada fijamente con o forma parte de un anillo de rueda 99 el cual es la parte más externa del montaje de rueda 52-921-13 90 que está en contacto con una superficie interna del entubado 6 o el barreno 5. Sobre su exterior, el anillo de rueda 99 tiene muescas 110 para obtener un mejor agarre en la pared de entubado o la pared del barreno como se muestra en las figuras 2 y 4. El anillo de rueda 99 también puede tener cualquier medio de mejoramiento de la fricción, tales como puntas o ranuras, y el anillo de rueda puede comprender medios de mejoramiento de fricción hechos de caucho, elastómero, etc.

En las figuras 5A y 5B, el montaje de rueda 90 está conectado con un brazo de rueda 81 del montaje de brazo 60 como se muestra en las figuras 3 y 4. El montaje de rueda 90 gira alrededor de un eje de rotación de rueda 33. Con el fin de propulsarse a si misma hacia delante en el pozo, cada montaje de rueda 90 comprende un motor hidráulico 23. El motor hidráulico 23 tiene un alojamiento de motor hidráulico 93 y una sección rotatoria 84 conectada con la parte rotacional 92 para hacer girar la parte del montaje de rueda 90 y por lo tanto impulsar hacia delante el anillo de rueda 99 y la unidad de impulsión 11 en el pozo .

El motor hidráulico 23 comprende un anillo de leva 24 que forma parte de la parte estacionaria 91 52-921-13 del montaje de rueda 90 como se muestra en las figuras 5A y 5B. La parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico 93, en el cual la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23 gira en relación con el anillo de leva 24 impulsando la parte rotacional 92 del montaje de rueda 90. Por lo tanto, el anillo de leva 24 es estacionario y un cojinete de bolas 36A está dispuesto sobre un exterior del anillo de leva 24 entre el anillo de leva 24 y el anillo de rueda 99 con el fin de proporcionar una transición simple y sustancialmente libre de fricción entre el anillo de rueda rotatoria y el anillo de leva estacionario. Al disponer la transición entre la parte rotacional 92 y la parte estacionaria 91 del montaje de rueda 90 entre el anillo de leva 24 y el anillo de rueda 99, se provee una transición más libre de fricción porque un cojinete de bolas 36A puede disponerse entre ellos. Adicionalmente, se provee un alojamiento de motor hidráulico más hermético a fluidos. En las figuras 5A-7, el cojinete 36A entre el anillo de rueda 99 y el anillo de leva 24 es un cojinete de bolas, pero en otra modalidad, el cojinete puede ser otro cojinete que proporcione una transición sustancialmente libre de fricción entre el anillo de leva 24 y el anillo de rueda 99. 52-921-13 El cojinete entre el anillo de rueda 99 y el anillo de leva 24 puede ser cualquier tipo de cojinete tal como un cojinete de bolas, un cojinete de agujas, un cojinete de bolas de contacto de cuatro puntos, un cojinete de bolas de doble hilera, un cojinete de bolas de contacto angular de doble hilera o un cojinete de bolas de contacto angulas de hilera simple. El cojinete de bolas de doble hilera, tal como un cojinete de bolas de contacto angular de doble hilera, se muestra en la figura 11. El cojinete de bolas de contacto de cuatro puntos se muestra en la figura 5A. El cojinete de agujas se muestra en la figura 7A. El cojinete de contacto angular de hilera simple se muestra en la figura 8A. Los cojinetes se muestran contando con partes separadas que alojan las bolas, pero en otra modalidad, las partes que alojan las bolas en el cojinete pueden incorporarse en el anillo de leva y el anillo de rueda.

El anillo de rueda 99 tiene una cara curvada orientada hacia una pared interna del pozo, y una circunferencia más externa de la cara curvada define un plano que penetra el cojinete, en donde el plano penetra el cojinete. Como se observa, por ejemplo, en la figura 5A, el plano penetra el cojinete de manera un tanto descentrada. Sin embargo, al disponer el 52-921-13 cojinete de tal manera que es penetrado por el plano, la fuerza resultante sobre el anillo de rueda es absorbida en más del 50 % en el cojinete, preferentemente más de 75 % es absorbida en el cojinete. En otra modalidad, el plano penetra el cojinete en su centro. Adicionalmente , pueden disponerse varios cojinetes entre el anillo de leva y el anillo de rueda, y los cojinetes se disponen entonces sustancialmente de forma simétrica en relación con el plano, como se muestra en la figura 12.

El montaje de rueda 90 de la figura 5B comprende un miembro de cierre 26 que cierra el anillo de rueda 99 de un extremo 111, y el motor hidráulico 23 está por lo tanto encerrado por el brazo de rueda 81, el anillo de rueda 99, el miembro de cierre 26 y los miembros selladores 27 entre ellos para proporcionar una conexión sellada y un alojamiento de motor hidráulico sustancialmente hermético a fluidos. De esta manera, el fluido de pozo que rodea a la unidad de impulsión se mantiene fuera del alojamiento de motor hidráulico 93. El motor hidráulico 23 está por lo tanto incluido en el mismo alojamiento que el montaje de rueda 90 de tal manera que el alojamiento de motor y el alojamiento de rueda son el mismo 52-921-13 alojamiento y por lo tanto la misma cámara de fluido. La solución de la presente invención es por lo tanto muy compacta con el objeto de que el montaje de brazo 60 con el montaje de rueda 90, cuando están retraídos en el alojamiento de unidad de impulsión 51, solo ocupen poco espacio, de tal manera que el diámetro de la unidad de impulsión 11 y por lo tanto de la herramienta del fondo de la perforación, no aumente sustancialmente cuando hay ruedas en el extremo de los brazos 60 de la unidad de impulsión.

La unidad de impulsión 11 tiene un diámetro de unidad Du como se muestra en la figura 1, y el montaje de rueda 90 tiene un diámetro de rueda Dw y una anchura W como se muestra en la figura 2, la anchura W es menor que un 1/2 de diámetro de la unidad, preferentemente menor que 1/3 de diámetro de la unidad, más preferentemente menor que 1/4 de diámetro de la unidad.

El miembro de cierre 26 se conecta directamente con el bloque de cilindros hidráulicos para transmitir la fuerza rotacional del motor hidráulico 23 al anillo de rueda 99 con el fin de mover hacia delante la unidad de impulsión 11 en el pozo. En las figuras 5A y 5B, el motor hidráulico 23 es un motor de pistones radiales en el cual la sección 52-921-13 rotatoria 84 es un bloque de cilindros hidráulicos. El bloque de cilindros hidráulicos tiene cilindros 83 en los cuales por lo menos cuatro pistones 82 se mueven radialmente en relación con un eje rotacional de rueda del montaje de rueda 90 para proporcionar la fuerza rotacional. El brazo de rueda 81 comprende canales de fluido 85 para suministrar fluido hacia y desde el motor hidráulico 23 a través de la parte estacionaria 91 del montaje de rueda 90.

En la figura 6, el montaje de activación de brazo 41 se muestra dispuesto en el alojamiento de unidad de impulsión 51 como se indica en la figura 1 para mover los montajes de brazo entre una posición retraída y una posición proyectada. El montaje de brazo está fijado a un extremo de un miembro de cigüeñal 71 el cual gira alrededor de un eje de rotación 32 como lo indican las flechas. Este extremo está conectado de forma rotacional en relación con el alojamiento, y el otro extremo del miembro de cigüeñal se mueve a lo largo del eje longitudinal de la unidad de impulsión 11 por medio de un pistón 47 que se mueve en un alojamiento de pistón 45. El pistón se mueve en una primera dirección por medio de fluido hidráulico suministrado a través del canal 80 por medio de la bomba y en una segunda dirección opuesta por medio de 52-921-13 un miembro de anillo 44.

Los montajes de brazo 60 entran y salen del alojamiento de unidad de impulsión 51 entre las posiciones proyectada y retraída por medio de un montaje de activación de brazo 41 dispuesto en el alojamiento de unidad de impulsión 51 como se indica por medio de las líneas punteadas. Los montajes de activación de brazos 41 son impulsados por la bomba hidráulica para mover los montajes de brazos 60 a través de un cilindro hidráulico 42c. La unidad de impulsión 11 se usa más frecuentemente para mover la herramienta operacional a una posición específica en el pozo o solo hacia delante en el pozo mientras se realiza una operación, tal como mover hacia delante una herramienta de registro mientras se registran datos del fluido y la formación con el fin de optimizar la producción del fluido de petróleo del pozo. Otra herramienta operacional 12 también podría ser una herramienta de percusión que proporciona una fuerza axial en una o más carreras, una herramienta de llave que abre o cierra válvulas en el pozo, herramientas de posicionamiento tal como un localizador de collar de entubado (CCL, casing collar locator), una herramienta de fresado o herramienta de perforación, etc. La herramienta operacional se 52-921-13 conecta a través de un conector 14. las figuras 7? y 7B muestran una vista en sección transversal del montaje de rueda en las figuras 1 y 2. Como se muestra, el montaje de rueda 90 comprende un motor hidráulico 23 que comprende un alojamiento de motor hidráulico 93 de tal manera que la parte estacionaria 91 y la parte rotacional 92 constituyen el alojamiento de motor hidráulico 93 del motor hidráulico 23. El motor hidráulico 23 comprende una sección rotatoria 84 conectada con la parte rotacional 92 para hacer girar parte del montaje de rueda 90. En las figuras 7A y 7B, los montajes de rueda 90 están suspendidos directamente en el alojamiento de unidad de impulsión 51 sin ningún montaje de brazo. Por lo tanto, la parte estacionaria 91 se suspende en el alojamiento de unidad de impulsión y comprende canales de fluido para suministrar fluido hacia y desde el motor hidráulico 23. Adicionalmente, el anillo de leva 24 del motor hidráulico forma 23 parte de la parte estacionaria 91 del montaje de rueda 90 como se muestra en las figuras 5A y 5B. Por lo tanto, el anillo de leva 24 es estacionario y el cojinete de bolas 36A está dispuesto sobre un exterior del anillo de leva 24 entre el anillo de leva 24 y el anillo de rueda 99 con el fin 52-921-13 de proporcionar una transición simple y sustancialmente libre de fricción entre el anillo de rueda rotatorio 99 y el anillo de leva estacionario 24.

El montaje de rueda 90 de las figuras 8?-9 comprende además un sistema de engranaje planetario 95 incluido en el alojamiento de motor hidráulico 93, y la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23 está conectada con una rueda dentada solar 96 del sistema de engranaje planetario 95 por medio de tornillos 87. las figuras 8A y 8B muestran una vista en sección transversal del montaje de rueda 90 dispuesto en un extremo del montaje de brazo como se muestra en las figuras 3 y 4 en las cuales el montaje de rueda 90 también comprende un motor hidráulico 23 en donde la parte estacionaria 91 y la parte rotacional 92 constituyen el alojamiento de motor hidráulico 93 del motor hidráulico 23. El montaje de brazo 60 comprende el brazo de rueda 81, y la parte estacionaria 91 constituye parte del brazo de rueda 81 porque el anillo de leva 24 está formado como parte del brazo de rueda 81.

También en las figuras 7A-9, el motor hidráulico 23 es un motor de pistones radiales en el cual la sección rotatoria 84 es un bloque de cilindros 52-921-13 hidráulicos que tiene cilindros 83 en el cual por lo menos seis pistones 82 se mueven radialmente en relación con un eje rotacional de rueda del montaje de rueda 90. En las figuras 8A-9, el brazo de rueda comprende canales de fluido 85 para suministrar fluido hacia y desde el motor hidráulico 23 a través de la parte estacionaria 91 del montaje de rueda 90 con el fin de hacer girar la rueda 61 (mostrada en las figuras 1 y 3) de la unidad de impulsión y por lo tanto la unidad de impulsión.

En las figuras 5A, 7A y 8A, los pistones se mueven en los cilindros desplazados hacia fuera por el fluido hidráulico del canal de fluido 86 en el bloque de cilindros hidráulicos 84. Esto se debe al hecho de que los canales de fluido 85 en la parte estacionaria 91 están dispuestos opuestos a los canales de fluido 86 en el bloque de cilindros hidráulicos 84 de tal manera que el fluido fluye a la parte posterior del cilindro y desplaza el pistón hacia fuera. Otros pistones en el bloque de cilindros hidráulicos 84 se mueven en la dirección opuesta por medio de lóbulos en el anillo de leva desplazando los pistones de nuevo hacia el cilindro como se muestra en las figuras 5B, 7B y 8B. En las figuras 5B, 7B y 8B, están dispuestos otros canales de fluido 85 en la parte estacionaria 91 52-921-13 opuestos al frente del cilindro de tal manera que el fluido en el cilindro puede vaciarse y el pistón puede moverse hacia el centro del bloque de cilindros hidráulicos 84. De esta manera, el bloque de cilindros hidráulicos 84 qira.

Adicionalmente , un cojinete de bolas 36B está dispuesto entre un eje proyectado 112 de la parte estacionaria 91 del montaj.e de rueda 90 y la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23. El eje está dispuesto de forma estacionaria dentro del bloque de cilindros hidráulicos y forma parte del brazo de rueda 81 o está conectado con el brazo de rueda 81. El cojinete de bolas está dispuesto alrededor del eje 112 y en una cavidad en el bloque de motor hidráulico. En la figura 9, hay cuatro cojinetes de bolas dispuestos entre el eje o la parte proyectada 112 y la sección rotatoria .

En las figuras 5A, 5B, 7A-8B, el miembro de cierre 26 está fijado al anillo de rueda 99 por medio de un tornillo pero puede fijarse de cualquier otra manera. El miembro de cierre 26 tiene muescas que coinciden con las cavidades en el bloque de cilindros hidráulicos para transmitir la fuerza rotacional desde el bloque de cilindros hidráulicos al anillo de rueda 99. En las figuras 5A, 5B y 9, el bloque de cilindros 52-921-13 hidráulicos impulsa el anillo de rueda por medio de miembro de cierre 26. El miembro de cierre 26 puede fijarse de otra manera adecuada para transmitir la fuerza rotacional del bloque de cilindros hidráulicos. En la figura 9, el miembro de cierre 26 está fijado al anillo de rueda 99 por medio de un anillo de montaje a presión 113 dispuesto en una ranura 114 del anillo de rueda 99 para mantener un reborde saliente 115 del miembro de cierre firmemente fijado al anillo de rueda 99. Entre el reborde del miembro de cierre 26 y el anillo de rueda 99, se encuentra dispuesto un miembro sellador 116.

En las figuras 7A-8B, el sistema de engranaje planetario 95 comprende una rueda dentada solar 96 fijada por medio de tornillos al bloque rotatorio de cilindros hidráulicos. La rueda dentada solar 96 impulsa las ruedas dentadas planetarias 97 que se conectan a través de un miembro portador 37, tal como una placa portadora, permitiendo que el miembro portador 37 impulse una rueda dentada anular 98 del sistema de engranaje planetario 95. El anillo de rueda 99 comprende la rueda dentada anular 98, permitiendo que las ruedas dentadas planetarias 97 engranen y muevan el anillo de rueda 99. Las ruedas dentadas planetarias giran alrededor del eje rotacional de 52-921-13 ruedas dentadas planetarias 34 y están conectadas de forma giratoria con el miembro portador 37 a través de un cojinete de bolas 36B dispuesto entre una parte proyectada de la placa portadora 37 y un agujero en la rueda dentada planetaria. Las ruedas dentadas planetarias engranan con el anillo de rueda 99 la cual, consecuentemente funciona como la rueda dentada anular 98 del sistema de engranaje planetario 95. El miembro portador 37 se enrosca en la parte estacionaria 91 y por lo tanto es estacionario.

El sistema de engranaje planetario 95 está incluido en el alojamiento de motor hidráulico 93 y está conectado directamente al bloque de motor hidráulico. Por lo tanto, el fluido hidráulico dentro del bloque de cilindros hidráulicos también rodea las ruedas dentadas del sistema de engranaje planetario 95 porque están incluidas en el mismo alojamiento de motor. Al disponer el sistema de engranaje planetario 95 directamente en el alojamiento de motor hidráulico 93, la anchura W de la rueda a lo largo del eje rotacional 33 del montaje de rueda 90 se reduce sustancialmente en relación con unas solución en donde un sistema de engranaje planetario está dispuesto fuera del alojamiento de motor hidráulico 93, por ejemplo, en un alojamiento separado que comprende el 52-921-13 alojamiento de motor. Una anchura de rueda pequeña proporciona un diámetro menor de la unidad de impulsión, permitiendo que la unidad de impulsión ingrese a pozos también de diámetro pequeño.

El miembro de cierre en las figuras 7A-8B está fijado al anillo de rueda 99 por medio de tornillos, y en una cavidad en el anillo de rueda 99 se proveen miembros selladores 27B. Y cuando se fija el miembro de cierre al anillo de rueda, el miembro sellador se aprieta entre el miembro de cierre 26 y el anillo de rueda 99 para proporcionar entre ellos una conexión hermética a fluidos.

En la figura 9, la rueda dentada solar 96 se provee como parte del bloque de cilindros hidráulicos. Las ruedas dentadas planetarias engranan con el miembro de cierre 26 el cual, consecuentemente, funciona como rueda dentada anular 98 en el sistema de engranaje planetario 95. Por lo tanto, el anillo de rueda 99 es movido por el bloque de cilindros hidráulicos moviendo las ruedas dentadas planetarias 97 que impulsan al miembro de cierre 26 que mueve el anillo de rueda 99.

Las ruedas dentadas planetarias 97 están conectadas a través del miembro portador 37 el cual está conectado a la parte estacionaria 91, haciéndolo 52-921-13 por lo tanto estacionario, como se muestra en las figuras 6A, 6B, 7A, 7B y 8. En la figura 8, cuatro cojinetes de bolas 36B están dispuestos entre la parte proyectada 112 de la parte estacionaria 91 y la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23. De esta manera, la rueda dentada solar 96 puede hacerse como parte de la sección rotatoria 84.

El anillo de rueda 99 gira alrededor de la parte estacionaria 91, y un cojinete de bolas 36A está dispuesto entre ellos. En la figura 11, el cojinete de bolas 36A comprende dos hileras de bolas 120, descritas previamente como cojinetes de bolas de doble hilera. En otra modalidad, el cojinete de bolas puede reemplazarse por medio de cojinetes de agujas. Como puede verse en la figura 11, los pistones 82 del motor hidráulico 23 comprenden cojinetes de bolas 121 dispuestos en un extremo opuesto al extremo del pistón 82 que se mueve dentro del cilindro.

En la figura 12, la sección rotatoria 84 comprende la primera rueda dentada solar 96 del sistema de engranaje planetario 95 de tal manera que la rueda dentada solar forma parte de la sección rotatoria del motor hidráulico 23 y mueve la pluralidad de ruedas dentadas planetarias 97 las cuales están conectadas a través del miembro portador 52-921-13 37. El miembro portador 37 está conectado con el anillo de rueda, y la parte estacionaria 91 comprende la rueda dentada anular 98 del sistema de engranaje planetario 95, permitiendo que la rueda dentada anular 98 engrane las ruedas dentadas planetario 97 impulsando el miembro portador 37 y por lo tanto el miembro de cierre del anillo de rueda. La rueda dentada anular 98 está fijada a la parte estacionaria 91 y por lo tanto es estacionaria.

En la figura 14, la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23 está conectada con las ruedas dentadas planetarias 97, y las ruedas dentadas planetarias son movidas por lo tanto por la sección rotatoria alrededor de la rueda dentada planetaria 96 fijada a una parte central 112 de la parte estacionaria 91. La rueda dentada solar 96 está fijada a la parte central alrededor de la cual gira la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23. La sección rotatoria 84 tiene proyecciones conectadas con las ruedas dentadas planetarias 97 a través de los cojinetes de bolas 36C. Las ruedas dentadas planetarias 97 engranan la rueda dentada anular 98 que forma parte del miembro de cierre conectado con el anillo de rueda 99 a través de un anillo de montaje a presión 113. La sección rotatoria 84 hace girar las 52-921-13 ruedas dentadas planetarias 97 girando alrededor de la rueda dentada solar estacionaria 96 que engrana la rueda dentada anular 98 que está incluida en el miembro de cierre 26.

En la figura 13, el montaje de rueda 90 comprende un sistema de engranaje doble. La sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23 comprende la primera rueda dentada solar 96 del sistema de engranaje planetario 95. Por lo tanto, la rueda dentada solar 96 es una parte proyectada de la sección rotatoria 84 y mueve una pluralidad de primeras ruedas dentadas planetarias 97 que están conectadas a través de un miembro portador 37. El miembro portador 37 tiene proyecciones en un lado conectadas con las primeras ruedas dentadas planetarias 97 del sistema de engranaje planetario 95 a través del cojinete de bolas 36C. En el otro lado, el miembro portador 37 tiene una parte proyectada que forma parte de la rueda dentada solar 96B que mueve una pluralidad de segundas ruedas dentadas planetarias 97B. Las primeras ruedas dentadas planetarias 97 y las segundas ruedas dentadas planetarias 97B engranan una rueda dentada anular estacionaria 98 conectada fijamente con la parte estacionaria 91 por medio de tornillos. La rueda dentada anular 98 también se usa para fijar los 52-921-13 cojinetes de ruedas 36A entre el anillo anular 99 y la parte estacionaria 91.

Las segundas ruedas dentadas planetarias 97B están conectadas por medio de un segundo miembro portador 137 el cual es parte del miembro de cierre conectado con el anillo de rueda 99 por medio de un anillo montado a presión 113 para hacer girar la parte rotatoria del montaje de rueda 90. Por lo tanto, el segundo miembro portador 137 está conectado con la parte rotacional 92 del montaje de rueda 90 o es parte de la parte rotacional 92.

En la figura 15, el montaje de rueda 90 se observa en una vista parcialmente en sección transversal que muestra el anillo de leva 24 y los pistones 82 del motor hidráulico 23. El miembro de cierre 26 ha sido removido para propósitos ilustrativos. Como puede verse, los pistones 82 se mueven en cada uno de los cilindros 83 en el bloque de cilindros hidráulicos. Cada pistón 82 comprende un cuerpo de pistón 88 y un cojinete de bolas 121 está suspendido en el cuerpo de pistón de tal manera que el cojinete de bolas 121 está en contacto con la superficie interna del anillo de leva 24. Cuando un pistón 82 es desplazado hacia fuera por el fluido hidráulico en los canales de fluido 86, otro pistón es 52-921-13 desplazado hacia dentro en el cilindro hacia el eje rotacional 34 de la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23 por medio del anillo de leva 24.

Adicionalmente, los canales de fluido 86 en el bloque de cilindros hidráulicos que suministran fluido al motor son sustancialmente paralelos con el eje rotacional de la rueda. El brazo de rueda 81 comprende canales de fluido 85 alineados con los canales de fluido 86 en el bloque de cilindros hidráulicos de tal manera que el fluido puede fluir libremente desde el brazo hasta el motor cuando el fluido es suministrado para desplazar radialmente hacia fuera el pistón 82 del motor de pistón hidráulico. Sin embargo, los canales de fluido 85, 86 están desalineados cuando el pistón 82 ya no se mueve hacia fuera. Después los canales de fluido se han movido para disponerse opuestos al siguiente pistón para ser desplazados hacia fuera con el fin de impulsar la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23 para girar alrededor del eje rotacional 34. Solo se muestran los canales que suministran fluido al motor. Sin embargo, otros canales están dispuestos en el brazo con el fin de que el fluido fluya en esos otros canales cuando el cilindro se vacia cuando el pistón 82 se mueve hacia dentro en dirección del eje 52-921-13 rotacional. Al tener los canales de fluido 86 del bloque de cilindros hidráulicos sustancialmente paralelos al eje rotacional 34 de la rueda, los canales de fluido son mucho más fáciles de fabricar.

Adicionalmente, los canales de fluido 86 en el bloque de cilindros hidráulicos que suministran fluido al motor son sustancialmente paralelos con el eje rotacional de la rueda. El brazo de rueda 81 comprende canales de fluido 85 alineados con los canales de fluido 86 en el bloque de cilindros hidráulicos de tal manera que el fluido puede fluir libremente desde el brazo hasta el motor. Solo se muestran los canales que suministran fluido al motor. Al tener los canales de fluido del bloque de cilindros hidráulicos sustancialmente paralelos al eje rotacional de la rueda, los canales de fluido son mucho más fáciles de fabricar.

Con el objeto de poder rodar a lo largo del anillo de leva 24, los pistones que se mueven en los cilindros del bloque de cilindros hidráulicos estén provistos con un cojinete de bolas 121. La parte central del cojinete de bolas está suspendida en un cuerpo de pistón del pistón, y una parte más externa del cojinete de bolas está en contacto con el anillo de leva, por lo tanto el cojinete de bolas es capaz de 52-921-13 girar en relación con el pistón.

La invención se relaciona además con un sistema del fondo de la perforación como se muestra en la figura 10, en la cual la unidad de impulsión 11 está conectada con una herramienta la cual, en este caso, es una herramienta de registro que registra datos del fluido y de la formación. La herramienta operacional también podría ser una herramienta de percusión que proporciona una fuerza axial en una o más carreras, una herramienta de llave que abre o cierra válvulas en el pozo, herramientas de posicionamiento tal como un localizador de collar de entubado (CCL, casing collar locator), una herramienta de fresado o herramienta de perforación, etc.

Por fluido de pozo se entiende que es cualquier tipo de fluido que puede estar presente en pozos de petróleo o gas en el fondo de la perforación, tal como gas natural, petróleo, lodos de petróleo, petróleo crudo, agua, etc. Por gas se entiende que es cualquier tipo de composición de gas presente en un pozo, una terminación, o un agujero abierto, y por petróleo se entiende cualquier tipo de composición del petróleo, tal como petróleo crudo, un fluido que contiene petróleo, etc. Por lo tanto un gas, petróleo o agua pueden comprender otros elementos o sustancias 52-921-13 distintas del gas, petróleo y/o agua, respectivamente.

Por entubado se entiende que es cualquier tipo de tubo, tubería, tubular, revestimiento, columna, etc. utilizado en el fondo de la perforación en relación con la producción de petróleo o gas natural .

Aunque la invención se ha descrito arriba en relación con modalidades preferidas de la invención, será evidente para una persona experta en la técnica que son concebibles varias modificaciones sin alejarse de la invención como se define por medio de las siguientes reivindicaciones. 52-921-13

Claims (20)

REIVINDICACIONES :

1. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación (11) para inserción dentro de un pozo, que comprende : - un alojamiento de unidad de impulsión (51) , un motor hidráulico (23) que comprende un alojamiento de motor hidráulico (93), el motor hidráulico comprende un anillo de leva (24), y - un montaje de rueda (90) que comprende una parte estacionaria (91) y una parte rotacional (92), la parte estacionaria está conectada con el alojamiento de unidad de impulsión y está conectada de manera rotatoria con la parte rotacional, la parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico, dicho motor hidráulico comprende una sección rotatoria (84) conectada con la parte rotacional, el anillo de leva está conectado con o forma parte de la parte estacionaria del montaje de rueda, la parte rotacional comprende un anillo de rueda ( 99) , en donde un cojinete (36) está dispuesto entre el anillo de leva y el anillo de rueda.

2. Una unidad de impulsión del fondo de la 52-921-13 perforación según la reivindicación 1, en donde el motor hidráulico es un motor de pistones radiales.

3. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 1 ó 2, en donde adicionalmente comprende un montaje de brazo (60) movible entre una posición retraída y una posición proyectada en relación con el alojamiento de unidad de impulsión, y en donde el montaje de brazo está conectado con o forma parte de la parte estacionaria del montaje de rueda.

4. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 3, en donde adicionalmente comprende un montaje de activación de brazo (41) dispuesto en el alojamiento de unidad de impulsión para mover el montaje de brazo entre la posición retraída y la posición proyectada.

5. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cojinete es un cojinete de bolas o un cojinete de agujas.

6. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cojinete es un cojinete de bolas de contacto de cuatro puntos, un cojinete de bolas de doble hilera, un cojinete de bolas de 52-921-13 contacto angular de doble hilera o un cojinete de bolas de contacto angular de hilera simple.

7. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el montaje de rueda adicionalmente comprende un sistema de engranaje planetario ( 95 ) .

8. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 7, en donde el sistema de engranaje planetario está incluido en el alojamiento de motor hidráulico.

9. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 7 u 8, en donde la sección rotatoria del motor hidráulico se conecta con una rueda dentada solar (96) del sistema de engranaje planetario .

10. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 7 u 8, en donde la rueda dentada solar (96) del sistema de engranaje planetario impulsa una pluralidad de ruedas dentadas planetarias (97) las cuales se conectan a través de un miembro portador (37) para impulsar una rueda dentada anular (98) del sistema de engranaje planetario.

11. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 10, en donde el 52-921-13 anillo de rueda comprende la rueda dentada anular que permite que las ruedas dentadas planetarias engranen e impulsen el anillO de rueda.

12. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la parte rotacional comprende un anillo de rueda (99) cerrado de un extremo por medio de un miembro de cierre (26) .

13. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 7 u 8, en donde la sección rotatoria del motor hidráulico está conectada con una pluralidad de ruedas dentadas planetarias (97) y las ruedas dentadas planetarias son impulsadas por la sección rotatoria.

14. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, en donde la sección rotatoria del motor hidráulico comprende una primera rueda dentada solar (96) del sistema de engranaje planetario y la primera rueda dentada solar impulsa una pluralidad de primeras ruedas dentadas planetarias (97) las cuales se conectan a través de un miembro portador (37) .

15. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 14, en donde el miembro portador del sistema de engranaje planetario 52-921-13 impulsa una pluralidad de segundas ruedas dentadas planetarias (97B) y el miembro portador comprende la rueda dentada solar que engrana e impulsa las segundas ruedas dentadas planetarias.

16. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 15, en donde las segundas ruedas dentadas planetarias están conectadas por medio de un segundo miembro portador (137) que es parte de la parte rotacional (92) para hacer girar parte del montaje de rueda.

17. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el montaje de brazo comprende un brazo de rueda (81) y el brazo de rueda comprende canales de fluido (85) para suministrar fluido hacia y desde el' motor hidráulico a través de la parte estacionaria .

18. Un sistema del fondo de la perforación que comprende la unidad de impulsión según cualquiera de las reivindicaciones 1-17 y una herramienta operacional (12) conectada con la unidad de impulsión para avanzar en un pozo o barreno (5) .

19. Un sistema del fondo de la perforación según la reivindicación 18, en donde la herramienta operacional es una herramienta de percusión, una 52-921-13 herramienta de llave, una herramienta de fresado, una herramienta de perforación, una herramienta de registro, etc.

20. El uso de una unidad de impulsión según cualquiera de las reivindicaciones 1-17 en un pozo o barreno (5) para moverse por si misma y/o mover una herramienta operacional hacia delante en un pozo o barreno . 52-921-13