MX2013011232A - Unidad de impulsion del fondo de la perforacion que tiene un motor hidraulico con un sistema de engranaje planetario. - Google Patents

Abstract

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, 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 la parte rotacional, el montaje de rueda comprende un anillo de rueda para estar en contacto con una pared interna en el pozo y conectado con o formando parte de la parte rotacional. El montaje de rueda comprende además el motor hidráulico de modo que la parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico, el motor hidráulico comprende una sección rotatoria conectada con la parte rotacional para hacer girar parte del montaje de rueda. Adicionalmente, el montaje de rueda adicionalmente comprende un sistema de engranaje planetario incluido en el alojamiento de motor hidráulico y el motor hidráulico comprende una sección rotatoria que impulsa el anillo de rueda a través del sistema de engranaje planetario. La invención se relaciona además 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 IMPULSIÓN DEL FONDO DE LA PERFORACIÓN QUE TIENE UN MOTOR HIDRÁULICO CON UN SISTEMA DE ENGRANAJE PLANETARIO 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, 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 esta conectada de manera rotatoria con la parte rotacional . La invención se relaciona además 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 un entubado bobinado y son impulsadas hacia delante empujando más la tubería dentro del pozo. Otras 52-919-13 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 ello 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 en 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.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es superar 52-919-13 completamente o parcialmente dichas desventajas 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, y un montaje de rueda para impulsar la unidad de impulsión hacia delante en el pozo, que comprende una parte estacionaria y una parte rotacional, estando la parte estacionaria conectada con el alojamiento de unidad de impulsión y conectada de manera giratoria con una parte rotacional, el montaje de rueda comprende un anillo de rueda para estar en contacto con una pared interna en el pozo y 52-919-13 conectada con o formando parte de la parte rotacional, el montaje de rueda comprende además el motor hidráulico de tal manera que la parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico, el motor hidráulico comprende una sección rotatoria conectada con la parte rotacional para hacer girar parte del montaje de rueda, en donde el montaje de rueda adicionalmente comprende un sistema de engranaje planetario incluido en el alojamiento de motor hidráulico y el motor hidráulico comprende una sección rotatoria que impulsa el anillo de rueda a través del sistema de engranaje plane ario .

En otra modalidad, una unidad de impulsión del fondo de la perforación para inserción en un pozo puede comprender: un alojamiento de unidad de impulsión, - un motor hidráulico que comprende un alojamiento de motor hidráulico, y - un montaje de rueda para impulsar la unidad de impulsión hacia delante en el pozo, comprendiendo una parte estacionaria y una parte rotacional, la parte estacionaria se conecta con el alojamiento de unidad de impulsión y se conecta de manera rotatoria con una parte rotacional, 52-919-13 el montaje de rueda comprende además el motor hidráulico de tal manera que la parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico, el motor hidráulico comprende una sección rotatoria conectada con la parte rotacional para hacer girar parte del montaje de rueda, en donde el montaje de rueda adicionalmente comprende un sistema de engranaje planetario incluido en el alojamiento de motor hidráulico y el motor hidráulico comprende una sección rotatoria conectada con o formando parte de una rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario.

Cuando se hace girar un sistema de engranaje planetario entre el motor hidráulico y la parte de rueda se obtiene un mayor momento de torsión por la reducción de la velocidad rotacional del motor hidráulico .

Cuando el sistema de engranaje planetario se dispone directamente en el alojamiento de motor hidráulico, la anchura de la rueda a lo largo de su eje rotacional se reduce sustancialmente en relación con un sistema de engranaje planetario dispuesto fuera del alojamiento de motor' hidráulico. Una anchura de rueda pequeña proporciona un diámetro menor de la unidad de impulsión, permitiendo que la unidad de 52-919-13 impulsión ingrese también a pozos de diámetro pequeño .

Al tener un motor alojado en un alojamiento de motor hidráulico en el montaje de rueda, se pueden evitar las cadenas de rodillos o las orugas. Cuando se tiene un alojamiento cerrado, la suciedad del fluido del pozo en el que se propulsa a si misma la unidad de impulsión no se atasca en la cadena u oruga que destruye la función de la rueda.

En una modalidad, el montaje de rueda puede 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, y el montaje de brazo puede conectarse con o formar parte de la parte estacionaria del montaje de rueda.

Además, 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, la unidad de impulsión 52-919-13 puede comprender varios montajes de brazo, cada uno conectado en un extremo con el alojamiento de unidad de impulsión y en otro extremo con un montaje de rueda .

Al tener el motor directamente en la rueda, cada rueda puede impulsar la unidad de impulsión hacia delante independien emen e de las otras ruedas de la unidad de impulsión. Cuando pasa un obstáculo, el montaje de brazo más cercano al obstáculo se presiona hacia el alojamiento de unidad de impulsión mientras que las otras ruedas impulsan la unidad de impulsión hacia delante. Por lo tanto, la unidad de impulsión es capaz de pasar por la mayoría de los obstáculos en el pozo o entubado. Adicionalmente , cuando pasa por un espacio, por ejemplo, entre dos entubados tubulares,, las ruedas no situadas en el espacio impulsan la unidad de impulsión hacia delante y por lo tanto, la unidad de impulsión es capaz de propulsarse a sí misma en casi todas las partes del pozo.

Al contar con montajes de brazos movibles que pueden retraerse en el alojamiento de unidad de impulsión, la unidad de impulsión es capaz de pasar por un obstáculo como se describió anteriormente y la unidad de impulsión es capaz de propulsarse a sí 52-919-13 misma hacia delante en ruedas que tienen un diámetro interno que varia en un intervalo más grande que si los brazos no fueran movibles. Cuando se realiza la operación, los montajes de brazo se retraen en el alojamiento y la unidad de impulsión se remueve del pozo jalando una linea de acero conectada a la unidad de impulsión.

En una modalidad, el anillo de rueda puede estar cerrado de un extremo por medio de un miembro de cierre.

También, la sección giratoria puede conectarse con o formar parte de una rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario.

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

Dicho engranaje planetario puede comprender una pluralidad de ruedas dentadas planetarias que engranan la rueda dentada solar y la rueda dentada anular, las ruedas dentadas planetarias se interconectan por medio de un miembro portador que es estacionario.

Adicionalmente, el miembro portador puede estar conectado de forma estacionaria con la parte estacionaria. 52-919-13 Además, el anillo de rueda puede comprender el miembro de cierre.

La sección giratoria puede comprender una primera rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario que impulsa una variedad 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.

Asimismo, 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.

Además, la sección rotatoria del motor hidráulico puede comprender una primera rueda dentada solar del sistema de engranaje planetario y la 52-919-13 primera rueda dentada solar puede impulsar una pluralidad de primeras ruedas dentadas planetarias que se conectan a través del miembro portador.

Dicho 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 .

Adicionalmente , 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.

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

Asimismo, 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 .

Además, el montaje de brazo descrito arriba 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 52-919-13 a través de la parte estacionaria.

Además, el bloque de cilindros hidráulicos puede comprender canales de fluido adaptados para disponerse 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 unidad de impulsión del fondo de la perforación de conformidad con la invención puede comprender además una bomba para suministrar fluido al motor hidráulico.

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

Adicionalmente , el motor hidráulico puede comprender un anillo de leva conectado con o formando parte de la parte estacionaria del montaje de rueda.

En otra modalidad, la sección rotatoria puede ser un bloque de cilindros hidráulicos.

Dicho 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 .

En aún otra modalidad, el motor hidráulico 52-919-13 puede comprender pistones movibles dentro de los cilindros en el bloque de cilindros hidráulicos.

Adicionalmente , la unidad de impulsión que tiene varios montajes dé brazo puede tener un eje central longitudinal y los montajes de brazo pueden conectarse con el alojamiento de unidad de impulsión teniendo una distancia con respecto al eje central y el lado opuesto del eje central. Cuando se tienen por lo menos tres montajes de brazo, éstos se disponen en un patrón zigzagueante a lo largo del eje central en un plano.

Además, la unidad de impulsión puede conectarse a una linea de acero y los montajes de brazo pueden proyectarse desde el alojamiento de unidad de impulsión con un ángulo menos que 90° desde el eje longitudinal de la unidad de impulsión. Los montajes de brazo pueden orientarse hacia atrás en relación con la linea de acero.

La presente invención puede relacionarse además con un sistema del fondo de la perforación que comprende una unidad de impulsión y una herramienta operacional conectada cort la unidad de impulsión para moverse hacia delante en un pozo o barreno.

Dicha herramienta operacional puede ser una herramienta de percusión, una herramienta de llave, 52-919-13 una herramienta de fresado, una herramienta de perforación, una herramienta de registro, etc.

Finalmente, la presente invención se relaciona con un uso de la unidad de impulsión en un pozo o barreno para moverse a 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 algunas 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 5 muestra un montaje de activación 52-919-13 de brazo, la figura 6A muestra una vista en sección transversal de la rueda mostrada en la figura 1, la figura 6B muestra otra vista en sección transversal de la rueda de la figura 6A, la figura 7A muestra una vista en sección transversal de otra modalidad de la rueda mostrada en la figura 3, la figura 7B muestra otra vista en sección transversal de la rueda de la figura 6A, la figura 8 muestra una vista en sección transversal de otra modalidad de la rueda, la figura 9 muestra un sistema del fondo de la perforación, la figura 10 muestra una vista en sección transversal de aún otra modalidad de la rueda, 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 52-919-13 la figura 15 muestra otra vista parcialmente 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 52-919-13 unidad de impulsión 51 en el cual los montajes de 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 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 aloj amiento .-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 52-919-13 impulsión 11 por medio de fluido de la bomba hidráulica 18. En la figura 3, el montaje de brazo 60 se muestra 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 está conectada con el montaje de brazo 60 y está conectada de manera rotatoria con la parte rotacional 92.

Los montajes de brazo 60 entran y salen del alojamiento de unidad de impulsión 51 entre la posición 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 brazo 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 52-919-13 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 conecta a través de un conector 14.

La unidad de impulsión 11 puede insertarse en un pozo y se impulsa a sí misma hacia delante y por lo. tanto es capaz de hacer avanzar una herramienta operacional en el pozo. Para que pueda impulsarse a sí misma e impulsar la herramienta operacional, la unidad de impulsión comprende varios montajes de rueda 90, cada uno dispuesto en un primer extremo 88 del montaje de brazo 60 lejos del extremo 89 más cercano al alojamiento de unidad de impulsión 51 cuando el brazo está en su posición proyectada, como se muestra en la figura 4. El montaje de herramienta comprende una parte estacionaria 91 y una parte rotacional 92. La parte estacionaria 91 se conecta con el montaje de brazo o forma parte del 52-919-13 montaje de brazo y se conecta de manera rotatoria con la parte rotacional. La parte rotacional 92 se conecta fijamente con o forma parte de un anillo de rueda 99 el cual es la parte más externa del montaje de rueda 90 que está en contacto con la superficie interna del entubado 6 o barreno 4. El montaje de rueda gira alrededor de un eje de rotación de rueda 33. Con el fin de impulsarse 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 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. En su exterior, el anillo de rueda 99 tiene muescas 110 para obtener un mejor agarre en la pared del 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 mejorador de la fricción, tal como puntas o ranuras, y el anillo de rueda puede comprender medios de mejoradores de fricción hechos de caucho, elastómero, etc.

En la figura 5, el montaje de activación de brazo se muestra dispuesto en el alojamiento de 52-919-13 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 manera 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 un miembro de anillo 44.

Las figuras 6A y 6B 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 52-919-13 rueda 90. El montaje de rueda 90 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 7A y 7B 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 la cual el montaje de rueda 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.

En las figuras 6A-8, el motor hidráulico 23 es un motor de pistones radiales en el cual la sección rotatoria 84 es un bloque de cilindros hidráulicos que tiene cilindros 83 en los cuales por lo menos cuatro pistones 82 se mueven radialmente en relación con un eje rotácional de rueda del montaje de rueda 90. El montaje de brazo 60 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 23 a través de la parte estacionaria 91 del montaje de rueda 90. El 52-919-13 alojamiento de motor hidráulico 93 del motor hidráulico 23 está constituido por la parte estacionaria 91 y la parte rotacional 92 del montaje de rueda 90. El montaje de rueda 90 comprende un miembro de cierre 26 que cierra el anillo de rueda en 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 de sellado 27 dispuesto entre ellos para proporcionar una conexión sellada y un alojamiento de motor hidráulico sustancialmente hermético. 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 de tal manera que el alojamiento del motor y el alojamiento de rueda son el mismo 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 retraídas en el alojamiento de unidad de impulsión 51, solo ocupen poco espacio, de tal manera que el diámetro de la unidad de impulsión y por lo tanto de la herramienta del fondo de la perforación no aumenta 52-919-13 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 o la rueda 61 tiene un diámetro de rueda Dw y una anchura W como se muestra, en la figura 2, siendo la anchura W menor que 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 motor hidráulico 23 comprende un anillo de leva 24 que forma parte de la parte estacionaria 91 del montaje de rueda 90. En las figuras 6A y 7A, los pistones se mueven en los cilindros y son 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 en las figuras 4A y 5A están dispuestos opuestos a los canales de fluido 86 en el bloque de cilindros hidráulicos 84 de tal manera que el fluido fluye de regreso al cilindro y desplaza los pistones hacia fuera. Otros pistones en el bloque de cilindros hidráulicos 84 se mueven en la dirección opuesta mediante lóbulos en el anillo de leva que desplaza 52-919-13 los pistones de nuevo al interior del cilindro como se muestra en las figuras 4B y 5B. En las figuras 4B y 5B, otros canales de fluido 85 en la parte estacionaria 91 están dispuestos 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 gira. El anillo de leva 24 es por lo tanto estacionario y el bloque de cilindros hidráulicos hace girar la parte rotacional 92 del montaje de rueda 90. Un cojinete de bolas 36A está dispuesto entre el anillo de rueda 99 y la parte estacionaria 91 sobre el exterior del anillo de leva 24, permitiendo que el anillo de rueda 99 gire.

Adicionalmente, un cojinete de bolas 36B está dispuesto entre un eje proyectado 112 de la parte estacionaria 91 del montaje de rueda 90 y la sección rotatoria 84 del motor hidráulico 23. El eje está dispuesto de manera 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 36B está dispuesto alrededor del eje y en una cavidad en el bloque de motor hidráulico. 52-919-13 En las figuras '6A-7B, el miembro de cierre 26 está fijado al anillo de rueda 99 por medio de un tornillo pero puede fijarse de otra manera adecuada. El miembro de cierre 26 tiene muescas que coinciden con las muescas en el bloque de cilindros hidráulicos para transmitir la fuerza rotacional desde el bloque de cilindros hidráulicos hasta el anillo de rueda 99. En las figuras 4A y 4B, el bloque de cilindros 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 6, 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 para sellar al alojamiento de motor.

En las figuras 6A y 6B, el sistema de engranaje planetario 95 comprende una rueda dentada solar 96 fijada al bloque giratorio de cilindros hidráulicos por medio de tornillos. La rueda dentada 52-919-13 solar 96 mueva las ruedas dentadas planetarias 97 las cuales están conectadas a través de un miembro portador 37, tal como una placa portadora que permite que el miembro portador 37 mueva 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 enganchen y muevan el anillo de rueda. Las ruedas dentadas planetarias giran alrededor de un eje rotacional de ruedas dentadas planetarias 34 y están conectadas de manera rotatoria con la placa portadora 37 a través de un cojinete de bolas 36C dispuesto entre una parte proyectada de la placa portadora 37 y un orificio en la rueda dentada planetaria. Las ruedas dentadas planetarias engranan con el anillo de rueda 99 que 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 52-919-13 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 una 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 alojamiento de motor 93. Una anchura de rueda pequeña W proporciona un diámetro más pequeño Du de la unidad de impulsión, permitiendo que la unidad de impulsión entre en pozos también de diámetro pequeño.

El miembro de cierre en las figuras 6A-7B está fijado al anillo de rueda 99 por medio de tornillos, y en una cavidad en el anillo de rueda 99 están provistos 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 8, 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, 52-919-13 consecuentemente, funciona como rueda dentada anular 98 en el sistema de engranaje planetario 95. Por lo tanto, el anillo de rueda es impulsado por el bloque de cilindros hidráulicos moviendo las ruedas dentadas planetarias 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 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 formando parte de la sección rotatoria 84.

En la figura 10, los canales de fluido 86 para suministrar fluido al motor hidráulico 23 en el alojamiento de rueda están dispuestos de manera diferente que en la figura 8 para permitir el suministro radial del canal de fluido al bloque de motor hidráulico.

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 52-919-13 cojinete de bolas 36A comprende dos hileras de bolas 120. En otra modalidad, los cojinetes de bolas pueden reemplazarse por 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 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 del sistema de engranaje planetario 97 mueva 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 giratoria 84 del motor hidráulico 23 está conectada con las ruedas 52-919-13 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 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 52-919-13 i 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 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 52-919-13 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 observarse, los pistones 82 terminan en un cojinete de bolas 121 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 desplazado hacia dentro en el cilindro en dirección del 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 52-919-13 ! 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 hacia el 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 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.

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 están provistos con un cojinete de bolas 121. La parte central del cojinete de bolas está suspendido 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 girar en relación con el pistón. 52-919-13 La invención se relaciona además con un sistema del fondo de la perforación como se muestra en la figura 9, en la cual la unidad de impulsión 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 proporcioná 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), 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 distintas del gas, petróleo 52-919-13 y/o agua, respecti amente.

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. 52-919-13

Claims (20)

RE IVIND ICAC IONE S :

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) , y un montaje de rueda (90) , que comprende una parte estacionaria (91) y una parte rotacional (92) , estando la parte estacionaria conectada con el alojamiento de unidad de impulsión y conectada de manera giratoria con la parte rotacional, el montaje de rueda comprende un anillo de rueda (99) para estar en contacto con una pared interna en el pozo y conectado con o formando parte de la parte rotacional , el montaje de rueda comprende además el motor hidráulico (23) de tal manera que leí parte estacionaria y la parte rotacional constituyen el alojamiento de motor hidráulico, el motor hidráulico comprende una sección rotatoria (84) conectada con la parte rotacional para hacer girar parte del montaje de rueda, en donde el montaje de rueda adicionalmente 52 - 919- 13 comprende un sistema de engranaje planetario (95) incluido en el alojamiento de motor hidráulico y el motor hidráulico comprende una sección rotatoria que impulsa el anillo de rueda a través del sistema de engranaje planetario.

2. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 1, en donde el montaje de rueda está suspendido en el alojamiento de unidad de impulsión.

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 52-919-13 anteriores, en donde el anillo de rueda (99) está cerrado de un extremo por medio de un miembro de cierre (26) .

6. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la sección rotatoria está conectada con o forma parte de una rueda dentada solar (96) del sistema de engranaje planetario.

7. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 6, en donde el sistema de engranaje planetario comprende una rueda dentada anular (98) constituida por el anillo de rueda o el miembro de cierre.

8. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las rei indicaciones anteriores, en donde ¡ el sistema de engranaje planetario comprende una pluralidad de ruedas dentadas planetarias (97) que engranan la rueda dentada solar y la rueda dentada anular, las ruedas dentadas planetarias se interconectan por medio de un miembro portador (37) el cual es estacionario.

9. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la sección rotatoria del motor hidráulico está conectada con una pluralidad de 52-919-13 ruedas dentadas planetarias (97) y las ruedas dentadas planetarias son impulsadas por la sección rotatoria .

10. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la sección rotatoria del motor hidráulico comprende una ' primera rueda dentada solar (96) del sistema de engranaje planetario y la rueda dentada solar impulsa una pluralidad de primeras ruedas dentadas planetarias (97) las cuales se conectan a través de un miembro portador (37) .

11. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 10, en donde el miembro portador del sistema de engranaje planetario 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.

12. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 11, 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.

13. Una unidad de impulsión del fondo de la 52-919-13 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.

14. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 13, en donde el bloque de cilindros hidráulicos comprende canales de fluido (86) 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.

15. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las rei indicaciones anteriores, en donde el motor hidráulico es un motor de pistones radiales .

16. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la sección rotatoria es un bloque de cilindros hidráulicos.

17. Una unidad de impulsión del fondo de la perforación según la reivindicación 16, en donde el bloque de cilindros hidráulicos comprende canales de fluido (86) adaptados para disponerse en alineación 52-919-13 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 .

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 conectada con la unidad de impulsión para avanzar en un pozo o barreno.

19. Un sistema del fondo de la perforación según la reivindicación 18, en donde la herramienta operacional es una herramienta de percusión, una 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 para moverse por si misma y/o una herramienta operacional en un pozo o barreno. 52-919-13