MX2014006796A - Herramienta de ajuste. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con un dispositivo de liberación para conectar de manera liberable un objeto del fondo de una perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón, a una herramienta de ajuste, el dispositivo de liberación se extiende entre un extremo proximal adaptado para acoplarse a la herramienta de ajuste y un extremo distal adaptado para acoplarse al objeto del fondo de la perforación, el dispositivo de liberación comprende un elemento base que se extiende en una dirección longitudinal y un elemento conector dispuesto a continuación del elemento base, el elemento conector constituye el extremo distal del dispositivo de liberación y está adaptado para acoplarse al objeto del fondo de la perforación, en donde el elemento conector es acoplado de manera liberable al elemento base mediante un mecanismo de liberación activable. Además, la invención se relaciona con una herramienta de ajuste del fondo de una perforación para ajustar un objeto en un barreno de pozo y con un método para desconectar un objeto del fondo de la perforación.

Description

HERRAMIENTA DE AJUSTE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un dispositivo de liberación para conectar de manera liberable un objeto del fondo de una perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón, a una herramienta de ajuste. Además, la invención se relaciona con una herramienta de ajuste del fondo de una perforación para ajusfar un objeto en un barreno de pozo y con un método para desconectar un objeto del fondo de la perforación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Para el ajuste, es decir, para el anclaje, de tapones u otros objetos en el fondo de una perforación, se emplean herramientas de ajuste. Para ajusfar un tapón puede conectarse una herramienta de ajuste a una herramienta viajera conectada al tapón a ajusfar. Cuando el tapón se ha colocado en la posición deseada en el fondo de la perforación, se aplica una fuerza axial al tapón a través de la herramienta viajera, con lo cual el tapón se ajusta en el fondo de la perforación y la herramienta viajera y/o la herramienta de ajuste se libera (n) del tapón. 52-1010-14 Sin embargo, si el proceso de ajuste falla, por ejemplo debido al mal funcionamiento del sistema mecánico del tapón o de la herramienta de ajuste, puede ser que el tapón no quede ajustado de manera adecuada, por lo cual la herramienta de ajuste no se libera del tapón. Si un tapón queda ajustado de manera parcial, puede ser muy difícil, o simplemente imposible, extraer del pozo la herramienta de ajuste, en cuyo caso se requieren herramientas especiales. A fin de recuperar una herramienta atascada es necesario usar equipo pesado adicional de gran potencia para arrastrar la herramienta al exterior, o bien, si la herramienta de ajuste permanece atascada, debe perforarse la herramienta, lo que resulta en la pérdida de tiempo de producción valioso.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es superar de manera completa o parcial dichas desventajas e inconvenientes de la técnica anterior. De manera más específica, un objetivo es proporcionar una herramienta de ajuste mejorada que pueda liberarse de un objeto del fondo de una perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón, en caso de mal funcionamiento del sistema mecánico y/o hidráulico del 52-1010-14 tapón o de la herramienta de ajuste, de manera que la herramienta de ajuste no quede atascada en el fondo de la perforación.

Los objetivos anteriores, junto con varios otros objetivos, ventajas y características, que se harán evidentes a partir de la siguiente descripción, se logran mediante una solución de conformidad con la presente invención por medio de un dispositivo de liberación para conectar de manera liberable un objeto del fondo de la perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón, a una herramienta de ajuste, el dispositivo de liberación se extiende entre un extremo proximal adaptado para acoplarse a la herramienta de ajuste y un extremo distal adaptado para acoplarse al objeto del fondo de la perforación, el dispositivo de liberación comprende: un elemento base que se extiende en una dirección longitudinal, y un elemento conector dispuesto a continuación del elemento base, el elemento conector constituye el extremo distal del dispositivo de liberación y está adaptado para acoplarse al objeto del fondo de la perforación, en donde el elemento conector se acopla de manera liberable al elemento base mediante un 52-1010-14 mecanismo de liberación activable.

En una modalidad, el mecanismo de liberación activable puede comprender una manga de bloqueo activable capaz de deslizarse en la dirección longitudinal y un elemento de llave que tiene una pluralidad de dedos de llave flexibles hacia adentro en una dirección radial y adaptados para asegurarse al elemento conector, la capacidad de los dedos de llave para flexionarse hacia adentro es controlada por la posición de la manga de bloqueo.

En otra modalidad, el mecanismo de liberación puede comprender además un muelle de liberación que empuja a la manga de bloqueo y al elemento de llave en direcciones mutuamente opuestas, con lo cual, tras la activación de la manga de bloqueo, el muelle de liberación se adapta para empujar a la manga de bloqueo hacia una posición de liberación, activando asi el mecanismo de liberación y permitiendo que el elemento conector se separe del elemento base.

Por lo tanto, un objeto del fondo de la perforación conectado al elemento conector puede separarse del resto del dispositivo de liberación mediante la activación del mecanismo de liberación, desacoplando asi los dedos de llave del elemento conector. 52-1010-14 En una modalidad, el mecanismo de liberación puede ser un mecanismo de liberación mecánico activado de manera hidráulica.

Además, la manga de bloqueo activable puede activarse de manera hidráulica.

En otra modalidad, la manga de bloqueo activable puede activarse de manera hidráulica mediante la inyección de un fluido hidráulico a un espacio expansible, definido, por lo menos de manera parcial, por una cara de pistón de la manga de bloqueo, con lo cual el fluido hidráulico suministrado a presión al espacio expansible empujará a la manga de bloqueo en una dirección hacia el extremo distal del dispositivo de liberación, comprimiendo asi al muelle de liberación.

Además, el elemento base puede comprender un canal de fluido para suministrar el fluido hidráulico al espacio expansible.

Más aún, la manga de bloqueo activable puede estar dispuesta de manera deslizante alrededor de por lo menos una parte del elemento base, y en donde el espacio expansible queda definido, por lo menos de manera parcial, por el elemento base y por la cara de pistón de la manga de bloqueo.

Además, el elemento base puede comprender un 52-1010-14 barreno anular que rodea a una parte central saliente del elemento base que se extiende en la dirección longitudinal, y la manga de bloqueo activable puede estar dispuesta de manera deslizante alrededor de la parte central saliente y dispuesta de manera deslizante entre una posición de bloqueo, en donde la manga de bloqueo puede impedir el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave, y una posición de liberación, en donde los dedos de llave pueden flexionarse hacia adentro.

Asimismo, el elemento de llave puede rodear a la manga de bloqueo activable.

Más aún, parte de la manga de bloqueo activable puede abarcar parte del barreno anular, proporcionando asi el espacio expansible adaptado para expandirse mediante el suministro del fluido hidráulico a través del canal de fluido provisto en el elemento base, con lo cual la manga de bloqueo puede ser empujada en la dirección longitudinal hacia el extremo distal del dispositivo de liberación y por lo tanto activarse, y en donde un muelle de liberación puede estar adaptado para empujar a la manga de bloqueo activada en una dirección opuesta hacia la posición de liberación cuando el suministro de fluido hidráulico se detiene. 52-1010-14 Asi, un objeto del fondo de la perforación conectado al elemento conector puede separarse del dispositivo de liberación mediante el desacoplamiento de los dedos de llave del elemento conector cuando el suministro de fluido hidráulico se detiene.

En una modalidad, el elemento base puede comprender un pasador radial saliente que impide que el muelle de liberación empuje a la manga de bloqueo en la dirección que se aleja del extremo distal del dispositivo de liberación y hacia la posición de liberación antes de que la manga de bloqueo activable haya sido activada.

En otra modalidad, el pasador puede ser un pasador de seguridad adaptado para romperse cuando se suministra un fluido hidráulico a la cámara anular, y la manga de bloqueo puede ser empujada en la dirección longitudinal hacia el extremo distal del dispositivo de liberación.

Además, la manga de bloqueo puede comprender una ranura guia que coopera con el pasador, con lo cual la manga de bloqueo puede ser rotada cuando la manga de bloqueo es empujada hacia el extremo distal del dispositivo de liberación mediante el suministro de un fluido hidráulico al espacio expansible.

Dicha ranura guia puede ser una ranura J. 52-1010-14 En una modalidad, el elemento conector puede comprender una primera muesca provista en una superficie exterior del mismo para proporcionar un cuello de pesca.

En otra modalidad, el elemento conector puede comprender una segunda muesca dirigida hacia adentro dispuesta de manera interna en el elemento conector, constituyendo asi un cuello de pesca.

Aún en otra modalidad, un extremo de la manga de bloqueo que define al espacio expansible puede comprender una brida que provee una cara de pistón de frente a la cámara expansible.

Asimismo, el muelle de liberación puede estar en contacto con la brida de la manga de bloqueo y con un extremo del elemento de llave, empujando asi a la manga de bloqueo y al elemento de llave en direcciones mutuamente opuestas.

Además, los dedos de llave pueden comprender salientes en un extremo distal para acoplarse a una muesca del elemento conector.

Más aún, la cámara expansible puede estar conectada para el paso de fluido con el barreno de pozo a través de una válvula de control de flujo de entrada, y la presión en el barreno de pozo puede usarse para suministrar fluido hidráulico al espacio 52-1010-14 expansible .

Además, el elemento conector puede tener una rosca exterior adaptada para conectarse a un objeto del fondo de la perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón.

Asimismo, la rosca exterior del elemento conector puede estar en conformidad con la norma Baker E4-20 o Baker E4-10.

Más aún, los dedos de llave pueden acoplarse a una muesca en el elemento conector.

La invención también se relaciona con una herramienta de ajuste del fondo de la perforación para ajusfar un objeto, tal como un tapón, en un barreno de pozo, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación se extiende entre un extremo proximal adaptado para acoplarse a una columna de herramientas y un extremo distal de frente al objeto a ajusfar, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación comprende : - un cilindro de carrera que define una cámara de pistón, un pistón hidráulico que está dispuesto de manera deslizante en la cámara de pistón para proporcionar una fuerza en la dirección longitudinal mediante el suministro de un fluido hidráulico a la 52-1010-14 cámara de pistón, y un primer vástago de pistón que se extiende desde el pistón hidráulico, en donde la herramienta de ajuste del fondo de la perforación puede comprender un dispositivo de liberación de acuerdo con la invención para conectar de manera liberable el vástago de pistón con un objeto del fondo de la perforación.

Dicha herramienta de ajuste del fondo de la perforación puede comprender un sistema hidráulico que comprende una unidad de bomba impulsada mediante un motor eléctrico para suministrar un fluido hidráulico a la cámara de pistón.

Además, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación puede comprender también un sistema hidráulico que comprende una unidad de bomba impulsada por un motor eléctrico, y la unidad de bomba puede estar adaptada para suministrar un fluido hidráulico a la cámara de pistón y al espacio expansible del dispositivo de liberación, con lo cual el suministro del fluido hidráulico al espacio expansible activa la manga de bloqueo.

Asimismo, el pistón hidráulico puede viajar hasta 400 mm en la dirección axial en el cilindro de carrera. 52-1010-14 En una modalidad, el cilindro de carrera puede comprender una segunda cámara y un segundo vástago de pistón que se extiende desde el pistón hidráulico opuesto al primer vástago de pistón y hacia la segunda cámara.

Dicha segunda cámara del cilindro de carrera puede tener una presión interior sustancialmente igual a una presión en el pozo, con lo cual las fuerzas ejercidas sobre el primer vástago de pistón, debidas a la presión en el pozo, pueden ser balanceadas sustancialmente por la fuerza ejercida sobre el segundo vástago de pistón, debida a la presión en la segunda cámara.

De esta manera puede reducirse la fuerza necesaria para mover el pistón hidráulico, pues la fuerza ejercida sobre el vástago de pistón que apunta en la dirección del movimiento del pistón hidráulico, debida a la presión en el pozo, puede compensarse sustancialmente con la fuerza ejercida en el vástago de pistón opuesto, debida a la presión en el pozo.

Además, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación puede comprender un primer canal de fluido longitudinal provisto en la pared del cilindro de carrera para suministrar un fluido hidráulico a la cámara de pistón a fin de empujar al pistón hidráulico 52-1010-14 en una dirección hacia el extremo proximal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación.

La herramienta de ajuste del fondo de la perforación puede comprender además un segundo canal de fluido longitudinal provisto en la pared del cilindro de carrera para suministrar un fluido hidráulico a la cámara de pistón a fin de empujar al pistón hidráulico en una dirección hacia el extremo distal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación.

En una modalidad, el primer vástago de pistón puede comprender un canal de fluido para suministrar el fluido hidráulico al dispositivo de liberación.

Dicho canal de fluido del primer vástago de pistón puede estar en comunicación fluida con la cámara de pistón y con el canal de fluido del elemento base, con lo cual puede suministrarse fluido hidráulico al dispositivo de liberación a través del canal de fluido del primer vástago de pistón.

Asimismo, el canal de fluido puede ser un barreno central que se extiende en la dirección longitudinal del vástago de pistón.

La herramienta de ajuste del fondo de la perforación de acuerdo con la invención puede comprender además un elemento de bloqueo que comprende 52-1010-14 una pluralidad de dedos de bloqueo flexibles en una dirección radial y adaptados para asegurarse a la muesca en la superficie exterior del elemento conector del dispositivo de liberación cuando el pistón hidráulico es empujado totalmente hacia el extremo proximal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación .

Además, los dedos de bloqueo pueden asegurarse a una muesca en una superficie exterior del elemento conector cuando el pistón hidráulico está totalmente en la posición de carrera ascendente.

En una modalidad, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación puede comprender además un elemento separador que se extiende desde el cilindro de carrera hacia el extremo distal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación.

En otra modalidad, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación de acuerdo con la invención puede comprender una unidad de impulsión para impulsar hacia adelante a toda la herramienta de ajuste del fondo de la perforación en un barreno de pozo .

Por último, la presente invención se relaciona con un método para desconectar un objeto del fondo de la perforación, tal como una herramienta 52-1010-14 viajera o un tapón, de una herramienta de ajuste del fondo de la perforación de acuerdo con la invención, el método comprende los pasos de: suministrar un fluido hidráulico al dispositivo de liberación, con lo cual la manga de bloqueo es empujada hacia el extremo distal del dispositivo de liberación mientras es rotada alrededor de un eje longitudinal, detener el suministro de fluido hidráulico hacia el dispositivo de liberación, con lo cual el muelle de liberación empuja a la manga de bloqueo hacia una posición de liberación que permite el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave, y - aplicar una fuerza de tracción al dispositivo de liberación al mover el pistón hidráulico o al jalar toda la herramienta de ajuste del fondo de la perforación, con lo cual los dedos de llave son empujados fuera de su acoplamiento con el elemento conector.

En una modalidad, la fuerza de tracción necesaria para empujar los dedos de llave fuera de su acoplamiento con el elemento conector puede ser de 100 kg a 300 kg, de preferencia aproximadamente 250 kg .

De ese modo puede evitarse la desconexión no 52-1010-14 intencional entre el elemento de llave y el elemento conector .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención y sus muchas ventajas se describirán con mayor detalle 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 de ajuste del fondo de una perforación provista de un dispositivo de liberación, la Figura 2a muestra un dispositivo de liberación para acoplar de manera liberable un objeto del fondo de la perforación a una herramienta de ajuste , la Figura 2b muestra el dispositivo de liberación con la manga de bloqueo en una posición de bloqueo, la Figura 2c muestra el dispositivo de liberación con la manga de bloqueo que ha sido movida a una posición de liberación, la Figura 3a muestra la posición del pasador en la ranura guia antes de que la manga de bloqueo se active, 52-1010-14 la Figura 3b muestra la posición del pasador en la ranura guia cuando la manga de bloqueo está activada y en una posición de bloqueo, la Figura 3c muestra la posición del pasador en la ranura guia cuando la manga de bloqueo está en la posición de liberación, la Figura 4 muestra la herramienta de ajuste del fondo de la perforación insertada en un barreno de pozo con un objeto a ajusfar conectado al dispositivo de liberación, y la Figura 5 muestra otra modalidad del dispositivo de liberación.

Todas las figuras son bastante esquemáticas y no están necesariamente a escala, y sólo 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 de ajuste del fondo de la perforación 1 que se extiende entre un extremo proximal la y un extremo distal Ib. Durante el uso, el extremo proximal la constituye una interfaz hacia el resto de la columna de herramientas, y el extremo distal Ib queda de frente al objeto 80 a 52-1010-14 ajustar, como se muestra en la Figura 4. La herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 comprende un cilindro de carrera 20 que constituye la mayor parte de la extensión longitudinal de la herramienta de ajuste del fondo de la- perforación 1 y un elemento separador 25 que se extiende desde el cilindro de carrera 20 hacia el extremo distal Ib de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1. El cilindro de carrera 20 define una cámara de pistón 201 en la cual un pistón hidráulico 22 se dispone de manera deslizante y móvil entre una posición de carrera descendente, en donde el pistón hidráulico 22 es empujado totalmente hacia el extremo distal Ib de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1, como se muestra en la Figura 1, y una posición de carrera ascendente, en donde el pistón hidráulico 22 es empujado totalmente hacia el extremo proximal la de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1. Al inyectar un fluido hidráulico en la cámara de pistón en lados respectivos del pistón hidráulico, el pistón hidráulico proporciona una fuerza ya sea en la dirección de carrera ascendente hacia la posición de carrera ascendente o en la dirección de carrera descendente hacia la posición de carrera descendente. Cuando el pistón hidráulico se 52-1010-14 mueve en la dirección de carrera ascendente, se bombea fluido hidráulico desde el lado proximal del pistón hidráulico hacia el lado distal del pistón hidráulico mediante una unidad de bomba 32, como se muestra en la Figura 4. Por otra parte, cuando el pistón hidráulico se mueve en la dirección de carrera descendente, se bombea fluido hidráulico desde el lado distal del pistón hidráulico hacia el lado proximal del pistón hidráulico. La unidad de bomba 32 mostrada en la Figura 4 se conecta para el paso de fluido con la cámara de pistón 201 a través de los canales de fluido 27, 28 provistos en la pared del cilindro de carrera 20.

En lo subsiguiente se hará referencia al lado del pistón hidráulico de frente al extremo distal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación de la Figura 1 como el lado distal 22a, y al lado del pistón hidráulico de frente al extremo proximal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación como el lado proximal 22b. Un primer vástago de pistón 21 se extiende desde el pistón hidráulico 22 hacia el extremo distal Ib de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1. En el extremo del primer vástago de pistón opuesto al pistón hidráulico 22 se proporciona un dispositivo de liberación 10. En la 52-1010-14 Figura 1, el cilindro de carrera puede comprender una segunda cámara 202 y un segundo vástago de pistón 23 que se extiende desde el pistón hidráulico en una dirección opuesta a la dirección del primer vástago de pistón 21. El segundo vástago de pistón 23 se extiende dentro de la segunda cámara 202, en donde la segunda cámara puede tener una presión interior sustancialmente igual a una presión en el pozo. Asi, las fuerzas ejercidas sobre el primer vástago de pistón debidas a la presión en el pozo pueden ser balanceadas sustancialmente por la fuerza ejercida sobre el segundo vástago de pistón debida a la presión en la segunda cámara 202.

El dispositivo de liberación 10 está adaptado para acoplar la herramienta de ajuste al objeto del fondo de la perforación a ajusfar, como se describe a continuación. El dispositivo de liberación 10 de la Figura 2a se extiende entre un extremo proximal 10a que está acoplado al primer vástago de pistón 21 de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 y un extremo distal 10b para ser acoplado al objeto del fondo de la perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón. El dispositivo de liberación 10 comprende un elemento base 16 que se extiende en una dirección longitudinal y que se acopla de manera 52-1010-14 liberable a un elemento conector 11 a fin de ser conectado al objeto del fondo de la perforación. El elemento conector 11 está dispuesto a continuación del elemento base 16 y por lo tanto constituye el extremo distal 10b del dispositivo de liberación 10.

Para posibilitar la liberación del elemento conector, el dispositivo de liberación comprende un mecanismo de liberación activable 60 que comprende una manga de bloqueo activable 14, un elemento de llave 13 que rodea a la manga de bloqueo activable 14, y un muelle de liberación 15 que empuja a la manga de bloqueo 14 y al elemento de llave 13 en direcciones mutuamente opuestas. El mecanismo de liberación 60 es retenido en un barreno anular 161 que rodea a una parte central saliente 12 del elemento base 16, con lo cual la manga de bloqueo 14 en particular es móvil en la dirección longitudinal del dispositivo de liberación 10 a lo largo de la parte central 12. Como se muestra en la Figura 2a, el elemento base 16 está construido a partir de dos partes cooperantes, es decir, la parte central 12 y una parte base 16a unidas mediante una conexión roscada 124. Al estar construida la parte central 12 como una parte individual, las partes del mecanismo de liberación 60 pueden colocarse con facilidad antes de ensamblar el elemento base 16. 52-1010-14 Hacia el extremo distal 10b del dispositivo de liberación 10, la parte central 12 comprende una brida 125 que proporciona un tope, con lo cual restringe el movimiento longitudinal adicional de la manga de bloqueo 14 y del elemento de llave 13. El elemento de llave 13 comprende una pluralidad de dedos de llave 131 que comprenden salientes 132. Los dedos de llave 131 son flexibles en una dirección radial hacia adentro, y las salientes 132 están adaptadas para asegurarse a una muesca 111 en el elemento conector 11. Además, cuando la manga de bloqueo 14 está en la posición mostrada en las Figuras 2a y 2b, impide el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave 131 y se dice que la manga de bloqueo 14 está en una posición de bloqueo. Al restringir el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave 131 y al mismo tiempo restringir el movimiento longitudinal del elemento de bloqueo más allá de la brida 125 de la parte central 12 del elemento base 16, el elemento conector 11 se acopla de manera liberable al elemento base 16.

Para liberar el elemento conector 11 del elemento base 16, la manga de bloqueo debe ser movida a una posición de liberación, como se muestra en la Figura 2c. Cuando la manga de bloqueo está en la 52-1010-14 posición de liberación, los dedos de llave 131 pueden desviarse de manera radial hacia adentro al aplicar una fuerza de tracción al elemento conector 11.

La Figura 4 muestra la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 insertada en un barreno de pozo 70 con el objeto 80 a ajustar conectado al dispositivo de liberación 10. Con referencia de nuevo a la Figura 1 y a la vista ampliada de parte del dispositivo de liberación mostrado en la Figura 2a, la manga de bloqueo 14 está en la posición de bloqueo, con lo cual el elemento conector 11 queda bloqueado al elemento base 16 del dispositivo de liberación 10. Para ajustar un objeto, tal como un tapón, con frecuencia se proporciona una herramienta viajera entre el dispositivo de liberación y el tapón. En ese caso, el dispositivo de liberación se conecta a la herramienta viajera y por lo tanto de manera indirecta al tapón. Para ajustar el objeto, el dispositivo de liberación 10 es arrastrado en la dirección de carrera ascendente al inyectar un fluido hidráulico dentro de la cámara de pistón 201 en el lado distal 22a del pistón hidráulico 22, con lo cual el pistón hidráulico se mueve en la dirección de carrera ascendente. Se suministra fluido hidráulico a la cámara de pistón 201 en el lado distal 22a del pistón hidráulico 22 a 52-1010-14 través del canal de fluido 28 provisto en la pared del cilindro de carrera 20. El fluido hidráulico que ingresa a la cámara de pistón en el lado distal del pistón hidráulico también ingresará a un canal de fluido 211 provisto en el primer vástago de pistón 21. El canal de fluido 211 está en comunicación fluida con el dispositivo de liberación 10 y suministra fluido hidráulico al canal de fluido 121 en el elemento base 16. El canal de fluido 121 está en comunicación fluida con el espacio expansible 18, y el fluido hidráulico suministrado a presión al espacio expansible empujará por lo tanto a la manga de bloqueo en una dirección hacia el extremo distal del dispositivo de liberación, con lo cual comprime al muelle de liberación. Mover la manga de bloqueo hacia el extremo distal mantiene la manga de bloqueo en una posición de bloqueo mientras el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave 131 continúa restringido.

En las Figuras 3a y 3b se muestran una ranura guia 141 provista en la manga de bloqueo y un pasador 123 que se extiende de manera radial desde el elemento base. El pasador 123 se extiende dentro de la ranura guia 141 y coopera con la ranura guia al seguir la trayectoria de la ranura. Cuando la manga de bloqueo se mueve hacia el extremo distal del dispositivo de 52-1010-14 liberación debido al fluido hidráulico, la manga de bloqueo es ligeramente rotada debido a la cooperación entre el pasador 123 y la ranura guia 141 en forma de J, también llamada ranura J. Asi, el pasador se mueve en la ranura desde un extremo de la ranura, como se muestra en la Figura 3a, hacia una posición intermedia, como se muestra en la Figura 3b. Mediante este movimiento de la manga de bloqueo 14, se dice que la manga de bloqueo es activada cuando el pasador 123 que se extiende dentro de la ranura guia 141 deja de restringir el movimiento de la manga de bloqueo 14 hacia el extremo proximal del dispositivo de liberación debido a la fuerza del muelle de liberación y si se libera la presión hidráulica en la manga de bloqueo. En la posición de la manga de bloqueo 14, mostrada en la Figura 3a, la manga de bloqueo 14 no puede moverse hacia el extremo proximal 10a del dispositivo de liberación 10 debido al pasador 123, mientras que en la posición mostrada en la Figura 3b, el movimiento de la manga de bloqueo 14 en esta dirección deja de estar restringido. Cuando el muelle de liberación 15 empuja a la manga de bloqueo 14 hacia el extremo proximal 10a del dispositivo de liberación 10, el pasador 123 se mueve al otro extremo de la ranura guia 141, como se muestra en la Figura 3c y 52-1010-14 como se describirá con mayor detalle a continuación. La funcionalidad del pasador y de la ranura guia cooperantes puede sustituirse mediante un pasador de seguridad que impida el movimiento longitudinal de la manga de bloqueo antes de la activación. Usando un pasador de seguridad, la activación de la manga de bloqueo mediante el suministro de fluido hidráulico al dispositivo de liberación resultarla en la ruptura del pasador de seguridad, con lo cual la manga de bloqueo podría moverse con libertad.

Es del conocimiento de los expertos en la técnica que los objetos a ajustar en un pozo, tales como un tapón, pueden tener diseños variables que implementen numerosos y variados mecanismos de anclaje. Sin embargo, lo común en la mayoría de objetos a ajustar es que, después de ajustar el objeto, una parte del objeto se separe de la parte del objeto que comprende el mecanismo de anclaje real. La parte separada del objeto puede por lo tanto recuperarse del pozo.

Cuando se ajusta el objeto en el pozo, el dispositivo de liberación 10 mostrado en la Figura 2b es arrastrado en la dirección de carrera ascendente, como se explicó anteriormente. Debido a que la herramienta viajera o el objeto que se ajusta está 52-1010-14 conectado mediante una rosca a una rosca exterior 112 del elemento conector 11, parte de la herramienta viajera o del objeto que se ajusta queda en contacto con el elemento separador 25, con lo cual el mecanismo de anclaje del objeto a ajustar se activa y el objeto se ajusta en el pozo, como puede entenderlo con facilidad la persona experta en la técnica. Además, ajustar el objeto separa la herramienta viajera, y/o una parte del objeto, de la parte del objeto que comprende el mecanismo de anclaje. Asi, si el proceso de ajuste procede según el plan, será posible mover el pistón hidráulico de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación totalmente a la posición de carrera ascendente. Cuando el pistón hidráulico 22 de la Figura 1 está en la posición de carrera ascendente, el dispositivo de liberación 10 se mueve a una posición extrema dentro del elemento separador 25 opuesto a la abertura, como se muestra en la Figura 2c. Dentro de esta parte del elemento separador 25 se proporciona un elemento de bloqueo 17 que comprende una pluralidad de dedos de bloqueo flexibles 171. Los dedos de bloqueo flexibles 171 son desplazables en una dirección radial hacia afuera. Cuando el dispositivo de liberación 10 se mueve a la posición extrema mencionada anteriormente dentro del elemento separador 52-1010-14 25, los dedos de bloqueo flexible 171 se desvian en una dirección radial hacia afuera, con lo cual el elemento de bloqueo 17 se acopla al dispositivo de liberación 10. Como se muestra en la Figura 2c, los dedos de bloqueo flexible 171 se acoplan a una muesca 113 en una superficie exterior del elemento conector 11, fijando por lo tanto el dispositivo de liberación. El elemento conector 11 comprende por lo tanto dos cuellos de pesca separados, constituidos por la muesca dirigida hacia adentro 111, dispuesta de manera interna en el elemento conector, y la muesca dirigida hacia afuera 113, provista en la superficie exterior del elemento conector 11, como se describió anteriormente. Tanto la muesca dirigida hacia adentro 111 como la muesca dirigida hacia afuera 113 pueden usarse para pescar al elemento conector y por lo tanto al objeto del fondo de la perforación.

Si ajustar el objeto no separa la herramienta viajera, y/o una parte del objeto, de la parte del objeto que comprende el mecanismo de anclaje, y el mecanismo de anclaje se activa de manera parcial obstruyendo la recuperación de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación, el dispositivo de liberación puede activarse para desacoplar la herramienta de ajuste del fondo de la perforación de 52-1010-14 la herramienta viajera y/o del objeto, dejando asi en el pozo una parte del dispositivo de liberación, es decir, el elemento conector.

Para activar el dispositivo de liberación mostrado en la Figura 1, se detiene el suministro de fluido hidráulico a la cámara de pistón 201 y por lo tanto al dispositivo de liberación. Cuando el fluido hidráulico deja de ejercer una fuerza sobre la manga de bloqueo 14 mostrada en la Figura 2a, la manga de bloqueo 14 es empujada hacia el extremo proximal 10a del dispositivo de liberación 10 hacia la posición de liberación mediante el muelle de liberación 15. En la posición de liberación, la manga de bloqueo 14 deja de impedir el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave 131, como se muestra en la Figura 2c.

Posteriormente, la aplicación de una fuerza de tracción al elemento conector resultarla en que el elemento conector se desacople del elemento base. La fuerza de tracción puede proporcionarse al arrastrar toda la columna de herramientas que comprende la herramienta de ajuste del fondo de la perforación, como se describe más adelante. El desacoplamiento del elemento conector puede requerir una fuerza de tracción sustancial en la magnitud de 100 kg a 300 kg para evitar el desacoplamiento no intencional. Cuando 52-1010-14 el elemento conector se ha desacoplado, el resto de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación se libera de la herramienta viajera, y/o del objeto que se ajusta, y la herramienta de ajuste del fondo de la perforación puede recuperarse del pozo.

De manera similar, el suministro de fluido hidráulico al dispositivo de liberación puede detenerse cuando el elemento de bloqueo 17 se acopla al elemento conector y por lo tanto fija al dispositivo de liberación 10. Puesto que el elemento de bloqueo 17 asegura al elemento conector 11, no es necesario mantener la manga de bloqueo 14 en la posición de bloqueo para impedir que el elemento conector 11 se desacople del elemento base 16. Como se describió en lo anterior, detener el suministro de fluido hidráulico resulta en que la manga de bloqueo sea empujada a la posición de liberación mediante el muelle de liberación 15, con lo cual el mecanismo de liberación 60 deja de retener al elemento conector 11.

La Figura 4 muestra la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 insertada en un entubado 160 en un barreno de pozo 70. En adición a lo ya mencionado, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 mostrada comprende una unidad de bomba 32 para bombear fluido hidráulico al cilindro de 52-1010-14 carrera 20 en lados respectivos del pistón hidráulico, una sección de anclaje 30 para anclar la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 en el barreno de pozo 70, y una unidad de impulsión 40 para impulsar toda la herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 hacia adelante en secciones inclinadas de un barreno de pozo 70. En función de las necesidades especificas de la operación de ajuste, la herramienta del fondo de la perforación puede estar provista o no de la unidad de impulsión 40 y/o de la sección de anclaje 30.

En la Figura 5, el elemento conector 11 tiene una parte central lia con una brida. Las salientes 132 de los dedos de llave 131 del elemento de llave 13 se acoplan a una muesca 111 en el elemento conector 11 provisto por la brida 19. La manga de bloqueo 14 está dispuesta en la cavidad anular en el elemento base 16, y el muelle 15 está dispuesto entre la manga de bloqueo y los dedos de llave, y el dispositivo de liberación 10 por lo tanto restringe el movimiento longitudinal adicional de la manga de bloqueo 14 y del elemento de llave 13. Los dedos de llave 131 son flexibles en una dirección radial hacia adentro, y las salientes 132 están adaptadas para asegurarse a una muesca 111 en el elemento conector 11. Además, cuando 52-1010-14 la manga de bloqueo 14 se encuentra en la posición mostrada en la Figura 5, se impide el movimiento radial hacia ^adentro de los dedos de llave 131, y se dice que la manga de bloqueo 14 se encuentra en la posición de bloqueo. Al restringir el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave 131 y al mismo tiempo restringir el movimiento longitudinal del elemento de bloqueo, el elemento conector 11 queda acoplado de manera liberable al elemento base 16. En caso de que el dispositivo de liberación 10, de manera intencional o no intencional, caiga o se libere del objeto del fondo de la perforación, la brida 19 y la muesca 11 pueden usarse como un cuello de pesca para recuperar el objeto del fondo de la perforación.

Por fluido o 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, terminación o agujero abierto, y por petróleo se entiende cualquier tipo de composición de petróleo, tal como petróleo crudo, un fluido que contiene petróleo, etc. Por lo tanto fluidos de gas, petróleo o agua pueden comprender otros elementos o 52-1010-14 sustancias distintos de 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 .

En caso de que las herramientas no sean sumergibles del todo dentro del entubado, puede usarse un tractor del fondo de la perforación para empujar las herramientas por completo hasta su posición en el pozo. Un tractor del fondo de la perforación es cualquier tipo de herramienta de impulsión capaz de empujar o arrastrar herramientas en el fondo de la perforación de un pozo, tal como un Well Tractor®.

Aunque la invención se ha descrito en lo anterior 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. 52-1010-14

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de liberación 10 para conectar de manera liberable un objeto 80 del fondo de una perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón, a una herramienta de ajuste, el dispositivo de liberación se extiende entre un extremo proximal 10a adaptado para acoplarse a la herramienta de ajuste y un extremo distal 10b adaptado para acoplarse al objeto del fondo de la perforación, el dispositivo de liberación comprende: un elemento base 16 que se extiende en una dirección longitudinal, caracterizado porque el dispositivo de liberación comprende además: un elemento conector 11 dispuesto a continuación del elemento base, el elemento conector constituye el extremo distal del dispositivo de liberación y está adaptado para acoplarse al objeto del fondo de la perforación, en donde el elemento conector es acoplado de manera liberable al elemento base mediante un mecanismo de liberación activable 60 que comprende una manga de bloqueo activable 14 capaz de deslizarse en la dirección longitudinal y un elemento de llave 13 que tiene una pluralidad de dedos de llave 131 flexibles en una dirección radial hacia adentro y adaptados para 52-1010-14 asegurarse al elemento conector, la capacidad de los dedos de llave para flexionarse hacia adentro es controlada por la posición de la manga de bloqueo, y en donde el mecanismo de liberación comprende además un muelle de liberación 15 que empuja a la manga de bloqueo y al elemento de llave en direcciones mutuamente opuestas, y en donde la manga de bloqueo activable se activa de manera hidráulica mediante la inyección de un fluido hidráulico en el espacio expansible 18, definido, por lo menos de manera parcial, por una cara de pistón 142 de la manga de bloqueo, con lo cual el fluido hidráulico suministrado a presión al espacio expansible empuja a la manga de bloqueo en una dirección hacia el extremo distal del dispositivo de liberación, comprimiendo asi al muelle de liberación, y en donde la activación de la manga de bloqueo provoca que el muelle de liberación empuje a la manga de bloqueo hacia una posición de liberación, activando por lo tanto el mecanismo de liberación y permitiendo que el elemento conector se separe del elemento base.

2. Un dispositivo de liberación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento base comprende un canal de fluido 121 para suministrar el fluido hidráulico al espacio expansible. 52-1010-14

3. Un dispositivo de liberación de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la manga de bloqueo activable está dispuesta de manera deslizante alrededor de por lo menos una parte del elemento base, y en donde el espacio expansible está definido, por lo menos de manera parcial, por el elemento base y por la cara de pistón de la manga de bloqueo.

4. Un dispositivo de liberación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento base comprende un barreno anular 161 que rodea a una parte central saliente 12 del elemento base que se extiende en la dirección longitudinal, y la manga de bloqueo activable está dispuesta de manera deslizante alrededor de la parte central saliente y dispuesta de manera deslizante entre una posición de bloqueo, en donde la manga de bloqueo impide el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave, y una posición de liberación, en donde los dedos de llave pueden flexionarse hacia adentro.

5. Un dispositivo de liberación de acuerdo con la reivindicación 4, en donde parte de la manga de bloqueo activable abarca parte del barreno anular, proporcionando asi el espacio expansible adaptado para expandirse mediante el suministro del fluido hidráulico a través del canal de fluido provisto en el elemento 52-1010-14 base, con lo cual la manga de bloqueo es empujada en la dirección longitudinal hacia el extremo distal del dispositivo de liberación y por lo tanto activada, y en donde un muelle de liberación 15 está adaptado para empujar la manga de bloqueo activada en una dirección opuesta hacia la posición de liberación cuando el suministro de fluido hidráulico se detiene.

6. Un dispositivo de liberación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento base comprende un pasador radial saliente 123 que impide que el muelle de liberación empuje a la manga de bloqueo en la dirección que se aleja del extremo distal del dispositivo de liberación y hacia la posición de liberación antes de que la manga de bloqueo activable haya sido activada.

7. Un dispositivo de liberación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la manga de bloqueo comprende una ranura guia 141 que coopera con el pasador, con lo cual la manga de bloqueo es rotada cuando la manga de bloqueo es empujada hacia el extremo distal del dispositivo de liberación mediante el suministro de un fluido hidráulico al espacio expansible .

8. Un dispositivo de liberación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en 52-1010-14 donde el elemento conector comprende una primera muesca 113 provista en una superficie exterior del mismo para proporcionar un cuello de pesca.

9. Un dispositivo de liberación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento conector comprende una segunda muesca dirigida hacia adentro 111 dispuesta de manera interna en el elemento conector, constituyendo asi un cuello de pesca .

10. Una herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 para ajusfar un objeto, tal como un tapón, en un barreno de pozo, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación se extiende entre un extremo proximal la adaptado para acoplarse a una columna de herramientas y un extremo distal Ib de frente al objeto a ajusfar, la herramienta de ajuste del fondo de la perforación comprende: un cilindro de carrera 20 que define una cámara de pistón 201, un pistón hidráulico 22 que está dispuesto de manera deslizante en la cámara de pistón para proporcionar una fuerza en la dirección longitudinal mediante el suministro de un fluido hidráulico a la cámara de pistón, y -un primer vástago de pistón 21 que se 52-1010-14 extiende desde el pistón hidráulico, en donde la herramienta de ajuste del fondo de la perforación comprende un dispositivo de liberación 10 de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores para conectar de manera liberable el vástago de pistón con un objeto del fondo de la perforación.

11. Una herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 de acuerdo con la reivindicación 8, que además comprende un sistema hidráulico que comprende una unidad de bomba impulsada por un motor eléctrico, la unidad de bomba está adaptada para suministrar un fluido hidráulico a la cámara de pistón y al espacio expansible del dispositivo de liberación, con lo cual el suministro del fluido hidráulico al espacio expansible activa la manga de bloqueo.

12. Una herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde el primer vástago de pistón comprende un canal de fluido 211 para suministrar el fluido hidráulico al dispositivo de liberación .

13. Una herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el canal de fluido del primer vástago de pistón está en comunicación fluida con la cámara de pistón y 52-1010-14 con el canal de fluido del elemento base, con lo cual puede suministrarse fluido hidráulico al dispositivo de liberación a través del canal de fluido del primer vástago de pistón.

14. Una herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde la herramienta de ajuste del fondo de la perforación comprende además un elemento de bloqueo 17 que comprende una pluralidad de dedos de bloqueo 171 flexibles en una dirección radial y adaptados para asegurarse a la muesca en la superficie exterior del elemento conector del dispositivo de liberación cuando el pistón hidráulico es empujado totalmente hacia el extremo proximal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación.

15. Una herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, que además comprende un elemento separador 25 que se extiende desde el cilindro de carrera hacia el extremo distal de la herramienta de ajuste del fondo de la perforación.

16. Una herramienta de ajuste del fondo de la perforación 1 de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 15, que además comprende una unidad de impulsión 40 para impulsar toda la 52-1010-14 herramienta de ajuste del fondo de la perforación hacia adelante en un barreno de pozo 70.

17. Un método para desconectar un objeto del fondo de la perforación, tal como una herramienta viajera o un tapón, de una herramienta de ajuste del fondo de la perforación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a .16, el método comprende los pasos de: suministrar un fluido hidráulico al dispositivo de liberación, con lo cual la manga de bloqueo es empujada hacia el extremo distal del dispositivo de liberación mientras es rotada alrededor de un eje longitudinal, detener el suministro de fluido hidráulico al dispositivo de liberación, con lo cual el muelle de liberación empuja a la manga de bloqueo hacia una posición de liberación, permitiendo el movimiento radial hacia adentro de los dedos de llave, y aplicar una fuerza de tracción al dispositivo de liberación al mover el pistón hidráulico o al jalar toda la herramienta de ajuste del fondo de la perforación, con lo cual los dedos de llave son empujados fuera de su acoplamiento con el elemento conector . 52-1010-14