MX2014007043A - Montaje de asiento expansible que aisla zonas de fractura en un pozo. - Google Patents

Abstract

Un montaje expansible de asiento de bola de fractura para uso en operaciones de fracturación de zona de la perforación funciona para permitir el pasaje a través del mismo y para dejar salir del mismo los tapones de bola de fractura sólo de diámetros menores que una magnitud predeterminada. En una forma representativa, el montaje de asiento incluye un apilamiento de anillos situado dentro de un miembro tubular y formado de un primer anillo expansible intercalado, en forma coaxial, entre un anillo de ajuste y un segundo anillo expansible. Cuando un tapón sobredimensionado de bola de fractura es forzado a dirigirse hacia el montaje de asiento, éste comprime en dirección axial el apilamiento de anillos y reduce el diámetro del primer anillo expansible y lo pliega dentro del segundo anillo expansible, con el primer anillo expansible y el anillo de ajuste bloqueando el pasaje a través del mismo y la salida del asiento. Un pasaje de reversa de un tapón de bola de fractura de diámetro adecuadamente grande a través del montaje de asiento regresa en dirección axial el anillo de ajuste y el primer anillo expansible a sus posiciones originales.

Description

MONTAJE DE ASIENTO EXPANSIBLE QÜE AISLA ZONAS DE FRACTURA EN UN POZO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un montaje de asiento de tapón de fractura utilizado en la estimulación de pozo para embragar y crear un sello cuando un tapón, tal como una bola, es dejado caer dentro de una perforación y es colocado en el montaje de asiento de tapón·de fractura para el aislamiento de las zonas de fractura en un pozo. De manera más particular, la presente invención se refiere a un asiento de tapón de fractura que incluye un asiento expansible que permite que las bolas pasen a través de su interior mediante la expansión y posteriormente, restringe la expansión y este es bloqueado cuando la bola designada es dejada caer.

Antecedentes de la Invención En la estimulación de pozo, la capacidad para perforar múltiples zonas en un pozo único y posteriormente, para fracturar cada zona de manera independiente, referida como la "fracturación de zona", ha incrementado el acceso a posibles reservas. Muchos pozos de gas son perforados con la fracturación de zona planeada en el comienzo del pozo. La fracturación de zona ayuda en la estimulación del pozo al crear conductos del yacimiento para los hidrocarburos a fin de alcanzar el pozo. Un pozo perforado con zonas planeadas de fracturación será equipado con una cadena de tubería por debajo de la porción cementada de tubería del revestimiento del pozo. La cadena es segmentada con elementos de obturación, tapones de fractura y montajes de asiento de tapón de fractura para aislar las zonas. Un tapón de fractura, tal como una bola u otra estructura adecuadamente configurada (es referida de aquí en adelante de manera colectiva como una "bola") es dejada caer o es bombeada hacia abajo del pozo y asienta en el montaje de asiento de tapón de fractura, con lo cual, se aísla la presión desde encima.

En forma típica, un montaje de asiento de tapón de fractura incluye un asiento de tapón de fractura que tiene un orificio axial de un diámetro selecto. Hasta el alcance en el que múltiples tapones de fractura son situados a lo largo de una cadena, el diámetro del orificio axial de los respectivos asientos de tapón de fractura se vuelve progresivamente más pequeño con la profundidad de la cadena. Esto permite que una pluralidad de bolas que tienen un diámetro con un incremento progresivo, sea dejada caer (o sea bombeada), del diámetro más pequeño al más grande, hacia abajo del pozo para aislar las distintas zonas, comenzando desde la base del pozo y moviéndose hacia arriba. Cuando es completada la estimulación del pozo en una zona particular, la bola es removida del asiento de tapón de fractura.

Con el propósito de maximizar el número de zonas y por lo tanto, la eficiencia del pozo, es muy pequeña la diferencia en el diámetro axial de orificio de los asientos adyacentes de tapón de fractura y el diámetro de las bolas diseñadas para ser capturadas por estos asientos de tapón de fractura, y también es muy pequeña el área superficial consecuente de contacto entre la bola y su asiento. Debido a la alta presión que impacta la bola durante un proceso de fracturación hidráulica, las bolas frecuentemente se atoran y dificultan su remoción de los asientos de tapón de fractura a pesar de ser diseñadas para regresar a la superficie debido a la presión dentro del yacimiento. En estas instancias, las bolas tienen que ser removidas de la cadena mediante procesos de molienda o perforación que son costosos y consumidores de tiempo.

La Figura 1 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura 10 de la téenica anterior situado a lo largo de una cadena de entubado 12. El montaje de asiento de tapón de fractura 10 incluye un compuesto metálico de alta resistencia u otro asiento de material rígido 14 montado en un manguito deslizante 16 que puede moverse entre una primera posición y una segunda posición. En la primera posición mostrada en la Figura 1, el manguito 16 es situado para impedir el flujo de fluido a través de los puertos radiales 18 del anillo 20 hacia el interior de la cadena de entubado 20. El elemento de obturación 22 es situado a lo largo de la cadena de entubado 12 para restringir el flujo de fluido en el anillo 20 formado entre la tierra 24 y la cadena de entubado 12.

La Figura 2 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura 10 de la téenica anterior de la Figura 1, aunque con una bola 26 posada o colocada en el compuesto metálico de alta resistencia u otro asiento de material rígido 14 y con el manguito deslizante 16 en la segunda posición. Con la bola 26 colocada en el compuesto metálico de alta resistencia u otro asiento de material rígido 14, la presión de fluido 28 aplicada por encima del pozo del montaje de asiento de tapón de fractura 10 empuja el manguito deslizante 16 hacia la segunda posición mostrada en la Figura 2, con lo cual, se exponen los puertos radiales 18 para permitir el flujo de fluido a través de los mismos, desviando el flujo hacia la tierra 24.

Como es mostrado en las Figuras 1 y 2, el compuesto metálico de alta resistencia u otro asiento de material rígido 14 tienen una superficie cónica 30 que forma un cono invertido para la bola o tapón de fractura 26 que se coloca sobre el mismo. Esto ayuda a trasladar la carga sobre la bola 26, de la carga de corte a la carga de compresión, con lo cual, se deforma la bola 26 en el compuesto metálico de alta resistencia u otro asiento de material rígido 14 para formar un sello. En algunas instancias, la superficie de este compuesto metálico de alta resistencia u otros asientos de material rígido 14 han sido contorneadas para coincidir con la forma de la bola o tapón de fractura 26. Un inconveniente de este compuesto metálico de alta resistencia u otros asientos de material rígido 14 es que altas concentraciones de esfuerzo en el asiento 14 son transmitidas a la bola o tapón de fractura 26. Por varias razones, que incluye la gravedad específica y la facilidad de molienda, las bolas o tapones de fractura 26 son frecuentemente elaborados de un plástico compuesto. Asimismo, los esfuerzos por maximizar el número de zonas en un pozo han reducido el margen de seguridad de la falla de la bola o tapón de fractura hasta un punto en donde las bolas o tapones de fractura pueden extruirse, cortarse o agrietarse bajo la alta presión aplicada a la bola o tapón de fractura durante las operaciones de fracturación hidráulica. Como es observado con anterioridad, cuando las bolas 26 se extruyen en el compuesto metálico de alta resistencia u otro asiento de material rígido 14 éstas se atascan o atoran. En esas instancias, la contrapresión desde dentro del pozo por debajo es típicamente insuficiente para purgar la bola 26 del asiento 14, lo cual significa que tiene que ser conducido un proceso de molienda costoso y consumidor de tiempo para remover la bola 28 del asiento 14.

Otros diseños de montaje de asiento de tapón de fractura de la téenica anterior incluyen mecanismos que son accionados mediante pistones deslizantes e introduce en un soporte mecánico de giro hacia adentro por debajo de la bola. Estos diseños también tienen un compuesto metálico de alta resistencia u otro asiento de material rígido, aunque son proporcionados con un soporte adicional del mecanismo de soporte.

Estos diseños de montaje de asiento de tapón de fractura pueden ser descritos que tienen un asiento normalmente abierto que cierra cuando una bola o tapón de fractura es colocado sobre el asiento. Estos diseños de montaje de asiento de tapón de fractura normalmente abierto sufren cuando son contaminados con la presencia pesada de arena y cemento.

Sumario de la Invención El objetivo de la presente invención es proporcionar un asiento de tapón de fractura para uso en operaciones de fracturación de una zona de perforación que permiten y bloquean el pasaje de bolas que sirven como tapones de fractura a través de dicho asiento para aislar distintas zonas de un pozo cuando es completada la estimulación de dicho pozo.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 ilustra un montaje de asiento de tapón de fractura de la teenica anterior posicionado en una perforación.

La Figura 2 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la técnica anterior de la Figura 1 con una bola colocada en el asiento del montaje de asiento de tapón de fractura.

La Figura 3 ilustra un corte transversal de un montaje de asiento de tapón de fractura que incorpora una modalidad del asiento de tapón de fractura de la presente invención.

La Figura 4 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la Figura 3 con el asiento de tapón de fractura que permite que una bola pase hacia una zona más profunda.

La Figura 5 ilustra un corte transversal tomado a lo largo de la línea 5-5 de la Figura 4.

La Figura 6 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la Figura 3 con una bola colocada en el asiento del montaje de asiento de tapón de fractura y la aplicación de presión al montaje de asiento de tapón de fractura que se encuentra en la posición desbloqueada.

La Figura 7 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la Figura 3 con una bola colocada en el asiento del montaje de asiento de tapón de fractura y en el cual el asiento de tapón de fractura se encuentra en una posición entre la posición desbloqueada mostrada en la Figura 6 y una posición bloqueada mostrada en la Figura 8.

La Figura 8 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la Figura 6 con el asiento de tapón de fractura en la posición bloqueada.

La Figura 9 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la Figura 8 una vez que la bola colocada ha sido purgada mediante la presión invertida y una bola corriente abajo hace contacto con el asiento de tapón de fractura que permanece en la posición bloqueada.

La Figura 10 ilustra una vista amplificada de una porción del montaje de asiento de tapón de fractura como es mostrado en la Figura 9.

La Figura 11 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la Figura 9 con una bola corriente abajo que pasa a través del asiento de tapón de fractura una vez que ha sido regresada a la posición desbloqueada por la bola corriente abajo.

La Figura 12 ilustra un corte transversal de una modalidad de un montaje de asiento de tapón de fractura de la presente invención en el cual el asiento de tapón de fractura incorpora un anillo expansible de estilo de anillo metálico. En esta ilustración, una bola está pasando a través del anillo metálico.

La Figura 13 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura de la Figura 12 con una bola colocada en el asiento del montaje de asiento de tapón de fractura y la aplicación de presión al montaje de asiento de tapón de fractura para que se encuentre en una posición bloqueada.

La Figura 14 ilustra un corte transversal de una modalidad de un montaje de asiento de tapón de fractura de la presente invención con una bola colocada en el asiento del montaje de asiento de tapón de fractura.

Descripción Detallada de la Invención El método y aparato de la presente invención proporciona un montaje de asiento de tapón de fractura utilizado en la estimulación de pozo para el embrague y la creación de un sello cuando un tapón, tal como una bola, es dejado caer en una perforación y es colocado en el montaje de asiento de tapón de fractura para el aislamiento de las zonas de fractura en un pozo. El montaje de asiento de tapón de fractura tiene un asiento de tapón de fractura que incluye un anillo de ajuste, un anillo expansible y un anillo inferior que son capaces de bloquearse cuando una bola que es demasiado grande pasa a través del anillo de ajuste, el cual es colocado en el montaje de asiento de tapón de fractura. El anillo de ajuste y anillo inferior forman, de manera colectiva, lo que podría ser denominada una porción de control de expansión de la totalidad del montaje de asiento de tapón de fractura. Cuando una bola o tapón de fractura que es suficientemente pequeño para pasar a través del anillo de ajuste hace contacto con el anillo expansible, el anillo expansible se expande para permitir que pase la bola. Cuando la bola diseñada para tapar el asiento es colocada, ésta embraga con el anillo de ajuste y acciona o mueve el anillo expansible hacia una posición retraída y bloqueada en la cual es evitada la expansión adicional, y por lo tanto, el soporte de la bola.

La Figura 3 ilustra un corte transversal de una modalidad de un montaje de asiento de tapón de fractura 40 de acuerdo con la presente invención. Como es mostrado en la Figura 3, el montaje de asiento de tapón de fractura 40 incluye un anillo expansible 42 que tiene un orificio axial, un anillo de ajuste 44 que tiene un orificio axial y un anillo inferior 46 que tiene un orificio axial. De acuerdo con la modalidad mostrada en la Figura 3, el anillo inferior 46 también es capaz de expandirse cuando una fuerza suficiente es aplicada por el anillo expansible 42 con lo cual, se permite que el anillo expansible 42 se mueva hacia una posición bloqueada. En ciertas modalidades, el anillo de ajuste 44 es integrado con el manguito 48. En otras ciertas modalidades, el anillo de ajuste 44 podría ser retenido axialmente en la posición inicial mostrada en la Figura 3 por medio de pasadores de corte para evitar que el anillo expansible 42 se mueva en forma prematura hacia una posición bloqueada hasta que la bola diseñada para tapar el montaje de asiento de tapón de fractura 40 sea colocada en el anillo de ajuste 44.

El montaje de asiento de tapón de fractura 40 mostrado en la Figura 3 también contiene un anillo de colocación a presión 50 que retiene los componentes del montaje, a saber, el anillo expansible 42, el anillo de ajuste 44 y el anillo inferior 46, dentro del manguito 48. Una arandela Belleville o resorte de disco de cono 52 mantiene la presión en el grupo o apilamiento de anillos, por medio de un espaciador anular 53 que se apoya en el lado superior del anillo de ajuste 44, de modo que es mantenido el contacto entre los anillos y de modo que la arena y el hormigón no pueden penetrar los anillos. El anillo de ajuste 44 tiene un sello de junta tórica 54 que evita que el fluido pase éntre el anillo de ajuste 44 y el manguito 48. El anillo expansible 42 tiene una hendidura 58 y un resorte 56 que desvían la hendidura 58 del anillo expansible 42 a una posición cerrada como es mostrado en la Figura 3. El anillo expansible 42 y el anillo inferior 46 tienen las respectivas superficies cónicas de acoplamiento 60 y 61 que mantienen el anillo expansible 42 y el anillo inferior 46 en una relación axial e inicia la expansión del anillo inferior 46 cuando la presión es aplicada por el anillo expansible 42. El anillo inferior 46 incluye una junta tórica 47 para propósitos de centrado.

La Figura 4 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura 40 con una bola 62 que pasa a través del anillo expansible 42. El diámetro de la bola 62 es más pequeño que el diámetro del orificio axial del anillo de ajuste 44 y por lo tanto, no es suficientemente grande para embragar y colocarse en el anillo de ajuste 44. El diámetro de la bola 62 es más grande que el diámetro del orificio axial del anillo expansible 42 y ejerce una fuerza suficiente sobre el anillo expansible para superar la fuerza elástica del resorte 56 provocando que la hendidura 58 abra y permita que la bola 62 pase a través del orificio axial del anillo expansible 42.

La Figura 5 es una vista axial del montaje de asiento de tapón de fractura tomada a lo largo de la línea 5-5 de la Figura 4 que muestra el anillo expansible 42 con el resorte 56 en tensión y la hendidura 58 en la posición abierta. La bola 62 es presionada dentro del diámetro interior del anillo expansible 42.

La Figura 6 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura 40 con una bola 64 que ha sido dejada caer en la dirección 66 y es embragada y es colocada en el anillo de ajuste 44. Una presión significante del lado corriente arriba de la bola 64 obliga a que el anillo de ajuste 44 se dirija hacia abajo contra el anillo expansible 42. A medida que el anillo de ajuste 44 es adicionalmente forzado hacia abajo en dirección del anillo inferior 46, la fuerza se acumula en la superficie cónica 60 del anillo expansible 42 y la superficie cónica 61 del anillo inferior 46 provoca que se expanda el anillo inferior 46.

La Figura 7 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura 40 con una bola 64 que ha sido dejada caer en la dirección 66 y es embragada y es colocada en el anillo de ajuste 44. La presión del lado corriente arriba de la bola 64 ha provocado que se expanda el anillo inferior 46 hasta el punto en el cual la superficie cónica 61 del anillo inferior 46 es desembragada de la superficie cónica 60 del anillo expansible 42 y el anillo expansible 42 se encuentra en una relación concéntrica con el anillo inferior 46. La presión continua del lado corriente arriba de la bola obliga a que el anillo expansible 42 se dirija hacia abajo con respecto al anillo inferior 46.

La Figura 8 ilustra el montaje de asiento de tapón de fractura 40 en la condición en la cual el anillo expansible 42 ha sido forzado hacia abajo con respecto al anillo inferior 46 hasta que la superficie cónica 60 del anillo expansible 42 embraga con el saliente 49 del manguito 48. Como es mostrado en la Figura 8, el anillo expansible 42 se encuentra en una posición retraída bloqueada que es caracterizada por una relación concéntrica con el anillo inferior 46. La bola 64 ahora es soportada por el anillo de ajuste 44 y el anillo expansible 42. Muchos diseños de asiento de tapón de fractura de la téenica anterior sólo soportan una bola tal como la bola 64 con el diámetro de embrague A. Esto es debido a que este es el diámetro más pequeño de estos diseños que es capaz de permitir que la bola precedente más pequeña 62 pase a través del mismo. El diámetro de embrague B que corresponde con el diámetro del orificio axial del anillo expansible 42 cuando éste se encuentra en la posición bloqueada se agrega en gran medida al soporte de la bola 64 ayudando a evitar el agrietamiento o extrusión de la bola 64.

Cuando la fracturación es completada, las bolas son frecuentemente purgadas hacia la superficie. Las Figuras 9, 10 y 11 muestran el montaje de asiento de tapón de fractura 40 con la bola más grande 64 ahora purgada hacia arriba del pozo. En las Figuras 9 y 10, la bola más pequeña 62 ha embragado con el anillo expansible 42 y la presión en la dirección 72 está aplicando una fuerza hacia arriba sobre el montaje de asiento de tapón de fractura 40. Como es mostrado en las Figuras 9 y 10, el manguito 48 incluye un escalón 74 que evita que el anillo inferior 46 se mueva hacia arriba. De esta manera, a medida que continúa la presión en la dirección 72, el anillo expansible 42 se mueve hacia arriba con respecto al anillo inferior 46 y empuja el anillo de ajuste 44 hacia adelante del anillo expansible 42. Cuando el anillo expansible 42 y el anillo de ajuste 44 son movidos hacia su posición original como es mostrado en la Figura 3, el anillo expansible 42 es permitido que se expanda y la bola 62 pasa a través del mismo, como es mostrado en la Figura 11. La superficie cónica 76 en el espaciador anular 53 evita que el anillo de ajuste 44 se mueva hacia arriba y desvía cualquier arena que pudiera haberse acumulado durante la fracturación.

Otra modalidad de la presente invención es ilustrada en las Figuras 12 y 13. La Figura 12 muestra un montaje de asiento de tapón de fractura 80 que incluye un anillo expansible 82, un anillo de ajuste 84 y un anillo inferior 86. De acuerdo con esta modalidad, el anillo expansible 82 es un anillo·metálico con sólo una expansión final, y con una o más hendiduras axiales que se extienden hacia arriba la longitud del anillo expansible 82. Una lengüeta de corte 88 evita que el anillo expansible 82 se deslice hacia abajo del montaje 80. En la Figura 12, una bola 90 es mostrada pasando a través del anillo expansible 82. Como es mostrado en la Figura 13, cuando una bola 92 diseñada para ser colocada por el montaje de asiento de tapón de fractura 80 es dejada caer sobre el montaje de asiento 80, esta embraga con el anillo de ajuste 84 y mueve el anillo expansible 82 en una relación encajada con el anillo inferior 86. En algunas modalidades, el anillo inferior 86 es integrado con el manguito 94.

Todavía otra modalidad de la presente invención es ilustrada en la Figura 14 en la cual el anillo inferior es integrado en el manguito y en la cual es incluido un miembro de corte, ambos como se mencionan con anterioridad. De manera específica, la Figura 14 muestra un montaje de asiento de tapón de fractura 100 que incluye un anillo expansible 102 y un anillo de ajuste 104. De acuerdo con esta modalidad, el anillo expansible 102 se apoya sobre el saliente cónico 107 que es integrado en el manguito 108. Una lengüeta de corte 106 es proporcionada en el anillo expansible 102 y proporciona la interferencia diametral entre el anillo expansible 102 y el manguito 108. Una bola 112 ha sido dejada caer en la dirección 110 y es embragada y es colocada en el anillo de ajuste 104. Una presión significante del lado corriente arriba de la bola 112 obliga a que el anillo de ajuste 104 se dirija hacia abajo y hacia el anillo expansible 102. A medida que el anillo de ajuste 104 es adicionalmente forzado a dirigirse hacia abajo en dirección del anillo expansible 102, la fuerza se acumula o aumenta en el anillo expansible 102 provocando que la lengüeta de corte 106 se corte y permite que el anillo expansible 102 despeje el saliente cónico 107 y se mueva hacia abajo con respecto al manguito 108 hasta que el anillo expansible 102 es embragado con el saliente 114 el cual es integrado en el manguito 108. Cuando esto ocurre, el anillo expansible 102 se encuentra en una posición bloqueada que es caracterizada por una relación concéntrica con el manguito de anillo inferior 108.

En un modo similar al descrito con anterioridad con respecto a las Figuras 9, 10 y 11, cuando la fracturación es completada, las bolas son frecuentemente purgadas hacia la superficie. Cuando una bola más pequeña que la bola 112 embraga con el anillo expansible 102, la presión en una dirección opuesta a la dirección 110 aplica una fuerza hacia arriba sobre el montaje de asiento de tapón de fractura 100. A medida que continúa la presión en la dirección opuesta a la dirección 110, el anillo expansible 102 se mueve hacia arriba con respecto al manguito 108 y empuja el anillo de ajuste 104 hacia adelante del anillo expansible 102. Cuando el anillo expansible 102 y el anillo de ajuste 104 son movidos hacia su posición original como es mostrado en la Figura 14, es permitido que el anillo expansible 102 se expanda y la bola más pequeña que la bola 62 pasa a través del mismo, en forma similar a la mostrada en la Figura 11.

Es entendido que podrían realizarse variaciones en lo anterior sin apartarse del alcance de la descripción.

En varias modalidades de ejemplo, los elementos y enseñanzas de las distintas modalidades ilustrativas de ejemplo podrían ser combinados en su totalidad o en parte en algunas o todas las modalidades ilustrativas de ejemplo. En adición, uno o más de los elementos y enseñanzas de las distintas modalidades ilustrativas de ejemplo podrían ser omitidos, al menos en parte, y/o podrían ser combinados, al menos en parte, con uno o más de los otros elementos y enseñanzas de las distintas modalidades ilustrativas.

Cualquiera de las transferencias espaciales tales como por ejemplo, "superior", "inferior", "por encima", "por debajo", "entre", "abajo", "vertical", "horizontal", "angular", "hacia arriba", "hacia abajo", "de lado a lado", "de izquierda a derecha", "izquierda", "derecha", "de derecha a izquierda", "de arriba hacia abajo", "de abajo hacia arriba", "arriba", "abajo", "abajo hacia arriba", "arriba hacia abajo", etc., sólo son con propósitos de ilustración y no limitan la orientación o ubicación específica de la estructura descrita con anterioridad.

En varias modalidades de ejemplo, mientras diferentes etapas, procesos y procedimientos son descritos que aparecen como distintas acciones, una o más de las etapas, uno o más de los procesos, y/o uno o más de los procedimientos también podrían ser efectuados en diferentes órdenes, de manera simultánea y/o secuencial. En varias modalidades de ejemplo, las etapas, procesos y/o procedimientos podrían ser unidos en una o más etapas, procesos y/o procedimientos. En varias modalidades de ejemplo, una o más de las etapas de operación en cada modalidad podrían ser omitidas. Además, en algunas instancias, algunas características de la presente descripción podrían ser empleadas sin el uso correspondiente de otras características. Además, una o más de las modalidades y/o variaciones descritas con anterioridad podrían ser combinadas en su totalidad o en parte con cualquiera una o más de otras modalidades y/o variaciones descritas con anterioridad.

Aunque varias modalidades de ejemplo han sido descritas en detalle con anterioridad, las modalidades descritas sólo son de ejemplo y no son limitantes, y aquellas personas expertas en la téenica apreciarán con rapidez que muchas otras modificaciones, cambios y/o sustituciones son posibles en las modalidades de ejemplo sin apartarse materialmente de las nuevas enseñanzas y ventajas de la presente descripción. En consecuencia, se pretende que todas estas modificaciones, cambios y/o sustituciones sean incluidos dentro del alcance de esta descripción como es definido en las siguientes reivindicaciones. En las reivindicaciones, se pretende que cualquiera de las cláusulas de medio-más-función cubra las estructuras descritas en la presente que realizan la función señalada y no sólo los equivalentes estructurales, sino también las estructuras equivalentes.

Claims (34)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de fracturación de perforación, caracterizado porque comprende: un miembro tubular; y un montaje de asiento de tapón de fractura anular llevado, en posición coaxial, dentro del miembro tubular, el montaje de asiento de tapón de fractura anular es operativo para permitir el pasaje axial a través del mismo y para dejar salir del mismo los tapones de bola de fractura sólo de diámetros menores que una magnitud predeterminada, el montaje de asiento de tapón de fractura anular incluye: un anillo expansible, y una estructura de control de expansión, operativa, en respuesta al embrague de entrada y forzado del montaje de tapón de fractura anular mediante un tapón de bola de fractura de movimiento axial que tiene un diámetro igual o más grande que la magnitud predeterminada, para desplazar, en dirección axial, el anillo expansible dentro del miembro tubular y posteriormente, para utilizar el anillo expansible desplazado en dirección axial para bloquear la salida de la bola de fractura de movimiento axial del montaje de asiento de tapón de fractura anular.

2. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la estructura de control de expansión además incluye una segunda estructura de anillo situada, en posición coaxial, en el lado de salida de bola del anillo expansible.

3. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque: el anillo expansible desplazado en dirección axial es plegado dentro de la segunda estructura de anillo.

4. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque: la segunda estructura de anillo es integrada con el miembro tubular y restringe, en forma diametral, la estructura de anillo expansible desplazado en dirección axial de manera que su diámetro interno es insuficiente para permitir el pasaje del tapón de bola de fractura de movimiento axial a través del mismo.

5. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque: el anillo expansible es un primer anillo expansible, y la segunda estructura de anillo es un segundo anillo expansible.

6. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque: el primer anillo expansible desplazado en dirección axial expande el segundo anillo expansible, es restringido con el mismo, en forma diametral, y tiene un orificio central con un diámetro insuficiente para permitir el pasaje del tapón de bola de fractura de movimiento axial a través del mismo.

7. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque: el miembro tubular restringe la expansión adicional del segundo anillo expansible expandido.

8. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la estructura de control de expansión además incluye un anillo de ajuste situado, en posición coaxial, en un lado de entrada de bola del anillo expansible, el anillo de ajuste y el anillo expansible son configurados en modos, de manera que ambos podrían ser embragados, de manera forzada, por el tapón de bola de fractura de movimiento axial y con lo cual, podrían ser desplazados en dirección axial con relación al miembro tubular en la dirección del viaje de tapón de bola de fractura hasta que el anillo expansible alcance una posición límite desplazada.

9. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque: el anillo expansible y el anillo de ajuste además son configurados en un modo, de manera que cuando el anillo expansible alcanza la posición límite desplazada del mismo, cada uno del anillo expansible y el anillo de ajuste bloquea la salida del tapón de bola de fractura de movimiento axial del montaje de asiento de tapón de fractura anular.

10. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque: cuando el anillo expansible alcanza la posición límite desplazada del mismo, el anillo de ajuste hace contacto y bloquea la salida del tapón de bola de fractura de movimiento axial a lo largo de una primera área de contacto circular, y el anillo expansible hace contacto y bloquea la salida del tapón de bola de fractura de movimiento axial a lo largo de una segunda área de contacto circular que tiene un diámetro menor que el diámetro de la primera área de contacto circular.

11. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la estructura de control de expansión además incluye un miembro de anillo de ajuste situado en un lado de entrada de tapón de bola de fractura del anillo expansible, y una segunda estructura de anillo situada en un lado de salida de tapón de bola de fractura del anillo expansible, el anillo de ajuste y el anillo expansible, y el anillo expansible y la segunda estructura de anillo, que tienen superficies inclinadas complementaria y deslizantemente embragadas que funcionan, cuando el anillo de ajuste es movido de manera forzada hacia el extremo de salida de tapón de bola de fractura del montaje de asiento de tapón de fractura anular, para contraer, en forma diametral, el anillo expansible y moverlo hacia una relación plegada hacia adentro con la segunda estructura de anillo.

12. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque: el anillo expansible es un primer anillo expansible, la segunda estructura de anillo es un segundo anillo expansible, y el primer anillo expansible, cuando es plegado hacia dentro en dirección del segundo anillo expansible, expande el segundo anillo expansible y es restringido por sí mismo en el mismo contra la expansión diametral.

13. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque: con el primer anillo expansible es plegado hacia dentro en dirección del segundo anillo expansible, el primer anillo expansible, el segundo anillo expansible, y el anillo de ajuste podrían ser regresados a sus posiciones originales dentro del miembro tubular en respuesta al movimiento de un tapón de bola de fractura a través del montaje de asiento de tapón de fractura anular del extremo de salida de bola del mismo hacia el extremo de entrada de bola del mismo.

14. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: el anillo expansible incluye un anillo dividido restringido, en forma diametral, por un resorte envolvente.

15. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: el anillo expansible es un anillo metálico con un extremo del mismo que puede ser expandido, en forma diametral.

16. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: el anillo expansible es acoplado con el miembro tubular mediante un miembro de corte.

17. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: el miembro tubular es un manguito deslizante.

18 . ün aparato de fracturación de perforación caracterizado porque comprende: un miembro tubular; y un montaje de asiento de tapón de fractura llevado dentro del miembro tubular y que comprende un anillo que tiene un orificio axial que podría ser variado para permitir o impedir el pasaje a través del mismo de un tapón de fractura, el anillo puede moverse en dirección axial dentro del miembro tubular, por medio de un tapón de fractura que pasa a través del montaje de asiento de tapón de fractura en una primera dirección axial, de una primera posición en la cual el anillo es restringido, en forma diametral y es capaz de ser expandido, en forma diametral, y una segunda posición en la cual el anillo es restringido contra la expansión diametral.

19. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque: el anillo en la segunda posición es capaz de ser desplazado, en dirección axial, de regreso a la primera posición del mismo por medio de un tapón de fractura que pasa a través del montaje de asiento de tapón de fractura en una segunda dirección axial opuesta a la primera dirección axial.

20. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la estructura de control de expansión además incluye un anillo de ajuste y una segunda estructura de anillo entre los cuales el anillo es intercalado en forma coaxial.

21. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque: la segunda estructura de anillo es integrada con el miembro tubular.

22. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque: el anillo es un primer anillo expansible, y la segunda estructura de anillo es un segundo anillo expansible.

23. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende: una estructura de desviación operativa para ejercer una fuerza de compresión en dirección axial sobre el primer y segundo anillos expansibles y el anillo de ajuste.

24. Un método de fracturación de perforación, caracterizado porque comprende las etapas de: proporcionar un asiento de tapón de fractura que comprende un miembro tubular que tiene un anillo expansible situado, en posición coaxial, y que puede trasladarse en dirección axial en el mismo; posicionar, en forma operativa, el asiento de tapón de fractura en una perforación; y utilizar el anillo expansible para permitir y bloquear, de manera selectiva, el pasaje de los tapones de fractura a través del asiento de tapón de fractura.

25. El método de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque: la etapa de utilización incluye posicionar el anillo expansible en una primera posición axial dentro del miembro tubular y pasar un tapón de fractura en una dirección hacia el fondo de la perforación a través del anillo expansible sin desplazar en dirección axial el anillo expansible fuera de la primera posición.

26. El método de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque comprende la etapa de: provocar que el tapón de fractura expanda, en forma diametral, el anillo expansible mientras permanece en la primera posición.

27. El método de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque: la etapa de utilización incluye desplazar en dirección axial el anillo expansible de una primera posición dentro del miembro tubular en una dirección hacia el fondo de la perforación a una segunda posición dentro del miembro tubular y utilizar, de manera subsiguiente, el anillo desplazado expansible para bloquear el pasaje de un tapón de fractura a través del asiento de tapón de fractura.

28. El método de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque comprende la etapa, realizada subsiguiente al desempeño de la etapa de utilización, de: regresar el anillo expansible a la primera posición de la segunda posición moviendo el tapón de fractura en una dirección hacia arriba de la perforación a través del asiento de tapón de fractura.

29. Un aparato de fracturación de perforación, caracterizado porque comprende: un miembro tubular; y un montaje de asiento de tapón de fractura anular llevado dentro del miembro tubular, el montaje de asiento de tapón de fractura es operativo para permitir el pasaje axial a través del mismo y para dejar salir del mismo los tapones de bola de fractura sólo de los diámetros menores que una magnitud predeterminada, el montaje de asiento de tapón de fractura anular incluye un apilamiento de anillos en los cuales un anillo expansible es intercalado, en posición coaxial, entre una segunda estructura de anillo y un anillo de ajuste.

30. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque: el anillo expansible es un primer anillo expansible, y la segunda estructura de anillo es un segundo anillo expansible.

31. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque: la segunda estructura de anillo es integrada con el miembro tubular.

32. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque: el anillo de ajuste es un anillo de diámetro fijo.

33. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque: el primer anillo expansible puede ser retraído y plegado en forma diametral hacia el segundo anillo expansible en respuesta a una fuerza de compresión en dirección axial impuesta sobre el apilamiento de anillos.

34. El aparato de fracturación de perforación de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque: el anillo expansible puede ser retraído y plegado en forma diametral hacia la segunda estructura de anillo en respuesta a una fuerza de compresión en dirección axial impuesta sobre el apilamiento de anillos.