MX2014009048A

MX2014009048A - Montaje de valvula de barril central.

Info

Publication number: MX2014009048A
Application number: MX2014009048A
Authority: MX
Inventors: Paul Lambert; Patrick Salvador; Patrick Lu
Original assignee: Atlas Copco Canada Inc
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2014-10-24
Also published as: US20150014065A1; ZA201404677B; WO2013110160A1; AU2013212456A1; ZA201405254B; MX2014008556A; AU2012367201A1; US20140353039A1; WO2013110197A1; CL2014001976A1; CN104080998A; CN104067043A; CA2860030A1

Abstract

Un conjunto de válvula para el uso en un elemento de tubo interno de un conjunto de cabezal para barra testigo, posicionable dentro de un conjunto perforador de un aparato de perforación. El conjunto de válvula opera utilizando dos superficies separadas y un elemento elástico o de resorte con una fuerza Fs. Cuando está presente la presión hidrostática, son creadas fuerzas en estas superficies, estas fuerzas tienen una relación directa con la presión, a medida que aumenta la presión aumentará la fuerza y viceversa. Las áreas de superficie son diseñadas de modo que la válvula se mantendrá cerrada bajo una presión de fluido pre determinada, indicando a la perforadora que el tubo interior ha aterrizado o se ha apoyado. Cuando la perforadora alivia o libera la presión del fluido y la presión disminuye, la diferencia de fuerzas entre las respectivas fuerzas disminuye hasta que la válvula se abre, para la perforación a través de la fuerza desde el elemento elástico o de resorte.

Description

MONTAJE DE VALVULA DE BARRIL CENTRAL Campo de la Invención La presente invención tiene relación en general con barras testigo. Más específicamente, tiene relación con un conjunto de cabezal para barra testigo.

Antecedentes de la Invención Es conocido en varias conexiones, el utilizar válvulas que controlan el suministro de un fluido por medio de ser abiertas cuando ellas son sometidas a una cierta presión de un fluido. Una de tales aplicaciones, está en la perforación en la perforación recuperable de barra testigo, como será descrita a continuación.

Cuando se realizan perforaciones exploratorias, para recoger muestras de rocas desde profundidades de entre varios cientos a un par de miles de metros, son utilizados tubos de doble núcleo que poseen un tubo interior y un tubo exterior. La muestra es recogida en el tubo interior, que por lo general tiene una longitud de unos pocos metros. Cuando el tubo interior está lleno, esto es generalmente detectado por medio de un manómetro o similar, que mide la presión de agua de descarga en el tubo de núcleo. Un dispositivo recuperador suspendido de un cable, es bajado hacia el interior del tubo para retraer o recoger el tubo interno con la muestra, el dispositivo recuperador comprende elementos de agarre en Ref. 249642 forma de una garra o "punta de lanza" dispuestos para conectarse con unos elementos de agarre dispuestos en / en el extremo superior del tubo interior. Cuando el cable de recogida es tensado, el tubo interior es desconectado desde el tubo exterior, y el tubo interior con la muestra puede ser izado. Por el contrario, la prensa y los elementos de agarre en el tubo interior pueden ser utilizados para bajar un nuevo tubo interior. Un equipo de este tipo es generalmente conocido como un sistema recuperable.

Cuando un nuevo tubo interior es insertado, es importante poder determinar que el tubo interno ha alcanzado en forma correcta el fondo del tubo exterior y ha asumido su posición correcta para la perforación, antes que se inicie la perforación. La constatación que el tubo ya no se puede mover, pero está firmemente sostenido es generalmente tomada como una indicación que el tubo interno ha alcanzado su posición correcta. De acuerdo con la tecnología conocida, por lo tanto, los medios de agarre están diseñados a menudo para combinar con algún tipo de elemento de bloqueo, que bloquea firmemente el tubo interior en relación con el tubo exterior cuando el tubo interior ha alcanzado la posición correcta. Este elemento de bloqueo consiste usualmente en un dispositivo en forma de gancho, de preferencia cargado por medio de un resorte, una prensa o garra de bloqueo o de enganche que se acopla con rebajes u hombros dispuestos en el interior del tubo exterior. La inserción actual del tubo interior, es realizada generalmente por el tubo interior, siendo "bombeado" a lo largo dentro del conjunto de perforación o sarta de perforación con la ayuda de agua. Cuando el tubo interior está firmemente en su lugar la presión del agua aumentara en un grado tal que se liberara una válvula dispuesta para la descarga del medio en el tubo interior .

Un problema con tales disposiciones conocidas, es que cuando se inserta el tubo interior en el conjunto perforador o la sarta de perforación, es que en algunas ocasiones queda atrapado, antes que este haya alcanzado la posición correcta para la perforación. Con los diseños actualmente en uso, el incremento en la presión del agua que ocurre luego, liberará la válvula de descarga antes que el tubo interno haya alcanzado su posición correcta y, en el peor de los casos, la perforación será iniciada. Esto implica en primer lugar una situación de desventaja desde el punto de vista económico, debido a que la perforación estará en aire delgado. También existe un riesgo que el núcleo en la parte inferior sea destruido. Por lo tanto, es útil el proporcionar un sistema indicador de aterrizaje, con el fin de asegurar que el tubo interior ha alcanzado su posición correcta.

El estándar actual de la industria, para proporcionar un sistema indicador de aterrizaje utiliza una bola y un buje o casquillo o émbolo (balón conectado al tubo recuperador) y el buje como un conjunto de válvula con una corta duración de la señal .

El estándar actual para una válvula de núcleo testigo, tiene una señal de presión que es muy corta en duración y pueden ser fácilmente perdida por el perforador y no es fiable en perforaciones más profundas y requiere el reemplazo frecuente. Las válvulas previamente conocidas, con señales de presión sostenida no eran fiables debido al lodo y desechos que traban las partes móviles de la válvula. Las válvulas anteriores también fueron limitadas en condiciones de perforación con un nivel freático muy bajos y perforaciones muy profundas, ya que no podían hacer frente a las grandes diferencias en la presión hidrostática .

El sistema descrito en la patente estadounidense 6,708,784 intentó resolver algunos de los problemas previamente descritos. La patente estadounidense 6,708,784 describe un método para una válvula, la válvula comprende un elemento de válvula móvil, que tiene una primera cara orientada que enfrenta un elemento para el suministro de fluido presurizado e influenciado en la dirección de suministro por una fuerza desde el fluido, y un segundo lado influenciado en la dirección opuesta por una fuerza desde el fluido. La válvula está proporcionada con a lo menos una conexión, que conecta el primer lado del elemento de válvula con el segundo lado del elemento de válvula, y comprende también un resorte para la apertura de la válvula, por medio del desplazamiento del elemento de válvula desde una posición cerrada a una posición abierta. El método comprende las siguientes etapas: un fluido presurizado es suministrado a la válvula en la posición cerrada de modo que la válvula permanezca cerrada; el suministro de fluido a presión a la válvula cerrada cesa, un diferencial de fuerza de presión disminuye luego entre los primeros y segundos lados, permitiendo de ese modo que el resorte abra la válvula, y un fluido presurizado es suministrado a la válvula en la posición abierta y la válvula permanece abierta.

Sin embargo, el conjunto de válvula descrita en la patente estadounidense 6,708,784 no se restablece en forma autónoma y no funciona en forma apropiada cuando los desechos y / o los aditivos están presentes en el flujo de descarga.

En consecuencia, se mantiene actualmente una necesidad por un conjunto de válvula para un sistema de indicador de aterrizaje, que sea auto-restablecido y que opere con los desechos y / o aditivos en el flujo de descarga, mientras que opera correctamente en condiciones de bajo nivel de agua y en perforaciones poco profundas.

Breve Descripción de la Invención Es un objeto de la presente invención el proporcionar un conjunto de válvula que esta dirigido a lo menos a una de las necesidades previamente mencionadas.

Por consiguiente, la presente invención proporciona un conjunto de válvula para su uso en un conjunto de cabezal de barra para testigo, posicionable dentro de un conjunto de perforación de un aparato de perforación, el conjunto de válvula comprende : -un hombro de descanso; -a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente, posicionable dentro de una línea de fluido del aparato de perforación en sentido ascendente del hombro de descanso; - a lo menos un puerto de fluido en sentido descendente posicionable dentro de la línea de fluido del aparato de perforación, en sentido descendente del hombro de descanso; -a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido, posicionable dentro de la línea de fluido del aparato de perforación, en sentido ascendente del hombro de aterrizaje; -un elemento de válvula móvil que tiene un primer lado en comunicación fluida con el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente y que tiene una primera superficie que se ve influenciada en la dirección de alimentación por una fuerza desde el fluido presurizado, y un segundo lado que enfrenta en la dirección opuesta, en comunicación fluida con el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente, y que tiene una segunda superficie que es influenciada en la dirección opuesta por una fuerza desde el fluido; en donde el elemento de válvula móvil está también directa o indirectamente influenciado en la dirección de suministro por una fuerza de el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido, -a lo menos un elemento elástico o de resorte para abrir el conjunto de válvula por medio del desplazamiento del elemento de válvula desde una posición cerrada a una posición abierta, en donde el área de la segunda superficie es mayor que la de la primera superficie, de modo que la fuerza influya en el elemento de válvula en una dirección de cierre, en la forma de la fuerza desde el fluido presurizado que actúa sobre la segunda superficie, que excede la fuerza que influye en el elemento de válvula en una dirección de apertura, en una forma de la combinación de una fuerza desde el elemento de resorte y la fuerza desde el fluido presurizado que actúa sobre la primera superficie y la fuerza, en donde el elemento de válvula es retenido en la posición cerrada de la válvula cuando es suministrado el fluido presurizado.

Ventajosamente, luego de una reducción en el suministro de fluido presurizado a la válvula cerrada, un diferencial de fuerza de presión disminuye entre los primeros y segundo lados, y el elemento elástico o de resorte a continuación, empuja el elemento de válvula para ser desplazado desde la posición cerrada a la posición abierta.

De preferencia, el conjunto de válvula comprende adicionalmente a lo menos un dispositivo de bloqueo para bloquear mecánicamente el elemento de válvula en la posición cerrada. Esto elimina o a lo menos reduce el riesgo de apertura accidental de la válvula.

Se prefiere aquí, que el dispositivo de bloqueo comprenda cualquiera de uno del grupo: un pasador / perno / mecanismo de trabado perno prisionero-ranura, un mecanismo de bloqueo del tipo detente o bola.

El elemento de válvula comprende ventajosamente: -un cuerpo de válvula que comprende la segunda superficie; y-una válvula de pistón que comprende: -una unidad de pistón que comprende la primera superficie; -un pasador o vástago de válvula que conecta la unidad de pistón al cuerpo de la válvula; y -un pasador, perno o perno prisionero conectados al elemento de pistón y que se proyectan radialmente, y en donde el dispositivo de bloqueo comprende: -un cuerpo superior del recuperador que tiene una primera ranura perfilada que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la primera ranura comprende una porción principal que se extiende a lo largo de una dirección axial y una porción secundaria que se extiende en una dirección transversal a la dirección axial; y -un tubo recuperador de testigo, desplazable coaxialmente con respecto al cuerpo superior del recuperador y que se traslapa sobre el cuerpo superior del recuperador, el tubo recuperador de testigo tiene una segunda ranura perfilada o ventana de control que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la segunda ranura o ventana de control se extiende a lo largo de la dirección axial y tiene una superficie de control que se extiende en una dirección transversal a la dirección axial, esencialmente en paralelo a la dirección transversal, en la cual la porción secundaria de la primera ranura se extiende, el tubo recuperador de testigo, coopera con un mecanismo trabador de bloqueo del tubo interior, de forma tal que el tubo recuperador de testigo, prevenga que el mecanismo de cerrojo de bloqueo se conecte con los cerrojos del conjunto de cabezal para barra testigo tras el desplazamiento del pasador, perno o perno prisionero en la porción secundaria de la primera ranura perfilada .

De acuerdo con una modalidad preferida, el elemento de válvula móvil comprende ventajosamente: - un cuerpo de válvula para la cooperación con un asiento de válvula, y - una unidad de pistón que está conectada a el cuerpo de la válvula sobre un pasador o vastago de la válvula, en donde la primera superficie está comprendida en la unidad de pistón, y en donde la segunda superficie, está comprendida en el cuerpo de la válvula, las primeras y segundas superficies se enfrentan una a la otra.

Los elementos elásticos o de resorte tienen la forma de un resorte que es activo en contra de la unidad de pistó .

Los elementos elásticos o de resorte están ventajosamente ubicados dentro de un espacio del cilindro el cual es descargado o ventilado a través de una perforación en el pasador o vástago de la válvula, a una posición en sentido descendente del hombro de descanso, donde prevalece la baja presión con el fin de evitar la resistencia contra los movimientos del pistón.

De preferencia, la unidad de pistón está conectada a un dispositivo de bloqueo sobre un pasador o vástago de pistón que pasa a través de una pared de extremo, que limita con el espacio del cilindro. Aquí ventajosamente, el pasador o vástago del pistón está dispuesto para pasar de manera sellada a través de una abertura en la pared de extremo, limitando el espacio del cilindro en una posición cerrada de la válvula y pasar permitiendo una trayectoria de flujo de descarga a través de la abertura en una posición abierta de la válvula.

La unidad de pistón está conectada en forma apropiada a un pasador de pistón, que está conectado a el dispositivo de bloqueo para bloquear mecánicamente en la posición cerrada.

También de preferencia, la unidad de pistón es controlada por medio de un tubo recuperador de testigo, que está conectado a una punta de lanza para la recuperación.

La unidad de pistón está en una variante de la preferencia, compuesta de un pistón superior y un pistón inferior, los cuales son separables, en donde la primera superficie está comprendida en el pistón inferior de la unidad de pistón. De preferencia, la porción superior del pistón y el pistón inferior, están cada uno provistos de un dispositivo de bloqueo individual para bloquear mecánicamente en la posición cerrada.

El cuerpo de la válvula y la unidad de pistón son de preferencia partes de una unidad integral en una sola pieza .

Adicionalmente , en forma ventajosa el elemento de válvula comprende: -un cuerpo de válvula que comprende la segunda superficie; y -una válvula de pistón que comprende: -una unidad de pistón que comprende la primera superficie; -un pasador de la válvula que conecta la unidad de pistón al cuerpo de la válvula; y -un pasador, perno o perno prisionero unido al elemento de pistón y que se proyecta radialmente, en donde el dispositivo o dispositivos de bloqueo comprende (n) : -un cuerpo superior del recuperador que tiene una primera ranura perfilada que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la primera ranura que comprende una porción principal, que se extiende a lo largo de una dirección axial y una porción secundaria que se extiende en una dirección periférica, siendo oblicua a la a la dirección axial; y -un tubo recuperador de testigo desplazable coaxialmente con respecto al cuerpo superior del recuperador y que se traslapa sobre el cuerpo superior de recuperador, el cuerpo superior de recuperador tiene una ventana de control que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la ventana de control se extiende a lo largo de la dirección axial y tiene un borde de control, que se extiende en una dirección periférica siendo oblicuo a la dirección axial, de preferencia esencialmente paralelo a la dirección periférica en la cual la porción secundaria de la primera ranura se extiende, el tubo recuperador de testigo, coopera con un mecanismo de cerrojo de trabado, del elemento de tubo interior, de forma tal que el tubo recuperador de testigo, prevenga que el mecanismo de bloqueo se conecte con los cerrojos del conjunto de cabezal de la barra para testigo, luego del desplazamiento del pasador, perno o perno prisionero con la superficie de control, y en donde una etapa de causar que el dispositivo de bloqueo cese el bloqueo del elemento de válvula en la posición cerrada, comprende adicionalmente una etapa de desplazar el pasador, perno o perno prisionero en la dirección periférica de la porción secundaria a la porción principal de la primera ranura perfilada, luego del despliegue apropiado del mecanismo de cerrojo de trabado, permitiendo de esta manera el movimiento axial de la unidad de pistón.

En una importante variante, el elemento de válvula móvil está comprendido de una o más piezas.

De preferencia un espacio para contener los elementos elásticos o de resorte, es descargado o ventilado a un espacio de baja presión, en particular en sentido descendente del hombro de descanso.

Un pasador de cerrojo está dispuesto de preferencia para evitar que la válvula se abra, en el caso que los cerrojos no estén en una posición extendida para evitar una falla. De preferencia, el pasador del cerrojo está conectado 4 a la unidad de pistón.

La invención también tiene relación con un método para operar un conjunto de válvula, para su uso en un conjunto de cabezal de barra para testigo, posicionable dentro de un conjunto de perforación de un aparato de perforación accionado por fluido a presión, el conjunto de válvula comprende: -un hombro de descanso; -a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente, posicionable dentro de una línea de fluido del aparato de perforación en sentido ascendente del hombro de descanso ,- a lo menos un puerto de fluido en sentido descendente, posicionable dentro de la línea de fluido del aparato de perforación en sentido descendente del hombro de descanso ,- -a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido posicionable dentro de la línea de fluido del aparato de perforación en sentido ascendente del hombro de aterrizaje; -un elemento de válvula móvil que tiene un primer lado en comunicación fluida, con el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente y que tiene una primera superficie que está influenciada en la dirección de suministro, por una fuerza desde el fluido a presión, y un segundo lado que enfrenta en la dirección opuesta, en comunicación fluida, con el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente, y que tiene una segunda superficie que está influenciada en la dirección opuesta por una fuerza desde el fluido; en donde el elemento de válvula móvil está también directa o indirectamente influenciado en la dirección de alimentación por una fuerza desde el fluido presurizado a través del puerto de comunicación de fluido a presión, -a lo menos un elemento elástico o de resorte, para la apertura del conjunto de válvula, por medio del desplazamiento del elemento de válvula desde una posición cerrada a una posición abierta, donde el área de la segunda superficie, es mayor que la de la primera superficie, de modo que la fuerza que influye en el elemento de válvula en una dirección de cierre, en la forma de la fuerza desde el fluido presurizado, que actúa sobre la segunda superficie, exceda la fuerza que influye en elemento de válvula, en una dirección de apertura, en una forma de la combinación de una fuerza desde el elemento elástico o de resorte y la fuerza del fluido presurizado que actúa sobre la primera superficie y la fuerza de el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido, en donde el elemento de válvula es retenido en la posición cerrada de la válvula cuando es suministrado el fluido presurizado, el método comprende las etapas de : suministrar el fluido a presión al elemento de válvula en la posición cerrada con lo cual el conjunto de la válvula permanece cerrada; reducir el suministro de fluido presurizado al conjunto de válvula cerrada; y permitir disminuir un diferencial de fuerza de presión entre los primeros y segundo lados, permitiendo de este modo que el elemento elástico o de resorte empuje el elemento de válvula hacia la posición abierta, y por lo tanto permitir el flujo de fluido a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente.

De preferencia, el conjunto de válvula comprende adicionalmente un dispositivo de bloqueo para trabar o asegurar en forma mecánica el elemento de válvula en la posición cerrada, en donde en la etapa a) , el elemento de válvula está en una posición cerrada bloqueada mecánicamente, y que comprende además la etapa, entre las etapas a) y b ) de: i) causar que el dispositivo de bloqueo cese el bloqueo del elemento de válvula en la posición cerrada.

La etapa i) comprende adicionalmente de preferencia la etapa de permitir que la presión de fluido conecte un cerrojo de bloqueo del mecanismo de cerrojo de bloqueo.

El método incluye adicionalmente la etapa de provocar que el dispositivo de bloqueo cese el bloqueo del elemento de válvula en la posición cerrada, comprende adicionalmente una etapa de desplazar el pasador, perno o perno prisionero en la dirección periférica, desde la porción secundaria a la porción principal de la primera ranura perfilada, luego del despliegue apropiado del mecanismo de cerrojo de bloqueo, permitiendo de esta manera el movimiento axial de la unidad de pistón.

De acuerdo con la presente invención, es también proporcionado un sistema recuperable de perforación de barra testigo, que comprende un perforador de barra testigo que tiene un tubo interior por medio del cual son recogidas las muestras de núcleo, un tubo exterior conectado a una barrena de perforación, y un conjunto de válvula situado en el extremo posterior del tubo interior, el conjunto de válvula de control del suministro de un medio de lavado en forma de un fluido a presión, en el que el conjunto de válvula se construye como ha sido previamente descrito.

El conjunto de válvula de acuerdo con la presente invención, proporciona dos puertos separados, en sentido ascendente del hombro de descanso y permite que la presión de fluido, aplique una fuerza en dos superficies diferentes eliminando pequeños pasajes de fluido que son propensos a la obstrucción por desechos y permitir una obstrucción significativamente menor para la perforación cuando la válvula está abierta. La presión del fluido puede ser requerida para bloquear los cerrojos que conectan con el conjunto de perforación. Esto asegura que el conjunto de la válvula permanecerá cerrado cuando el cabezal ha aterrizado o se ha apoyado, pero la presión de fluido aún no se ha armado. Esta característica, también disminuye en gran medida la presión aplicada por los cerrojos a la pared interior del conjunto de perforación o sarta de perforación, mientras que se está desplazando a través del conjunto de perforación, reduciendo en gran medida el desgaste de los cerrojos y disminuyendo el tiempo de desplazamiento al fondo de la perforación. El conjunto de válvula puede por lo tanto operar en condiciones de bajo nivel de agua y en perforaciones poco profundas .

El conjunto de válvula de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, también puede ser restablecido en forma autónoma, una característica no presente en el sistema descrito en la patente estadounidense 6,708,784. El sistema descrito en la patente estadounidense 6,705,784 también no opera correctamente cuando los desechos presentes, se deslizan entre las superficies deslizantes de las válvulas. Sin embargo, el conjunto de válvula de acuerdo con la presente invención también proporciona un área de superficie de deslizamiento reducida con sellos agregados para bloquear el ingreso de los desechos en estas áreas.

Breve Descripción de las Figuras La breve descripción anterior, así como la descripción detallada de las modalidades preferidas de la presente invención, serán mejor comprendidas cuando sean leídos en conjunto con las figuras adjuntas. Para el propósito de ilustrar la invención, se ilustra en las figuras, los cuales son esquemáticos, modalidades que son actualmente de la preferencia. Se debe entender, sin embargo, que la presente invención no está limitada a las disposiciones y valiosas instrumentalidades mostradas. En las figuras : La figura 1 es una vista en despiece de un conjunto de cabezal, con cuerpos de cerrojo intermedios intercambiables .

Las figuras 2A a 2C son vistas laterales en corte seccional de un conjunto de cabezal de acuerdo con otra modalidad.

Las figuras 3A a 3C son vistas detalladas en corte seccional del conjunto de cabezal correspondientes a las vistas mostradas en las figuras 2A a 2C, que ilustra las líneas de flujo a través del conjunto de válvula.

Las figuras 4A a 4D son vistas laterales parciales detalladas en corte seccional, del conjunto de cabezal con un conjunto de válvula de acuerdo con otra modalidad, que ilustran un uso secuencial del conjunto de válvula.

Las figuras 5A y 5B son vistas laterales parciales de un cuerpo superior del recuperador y el tubo recuperador del testigo, del conjunto de cabezal mostrado en las figuras 2A a 2C.

Las figuras 6A y 6B son una vista parcial en corte seccional de un conjunto de válvula y una vista lateral parcial de un cuerpo superior del recuperador y un tubo recuperador de testigo, respectivamente, del conjunto de cabezal mostrado en las figuras 2A a 2C, durante una fase de descenso de un uso secuencial del conjunto de válvula.

Las figuras 7A y 7B son una vista en sección transversal parcial de un conjunto de válvula y una vista lateral parcial de cuerpo superior del recuperador y un tubo recuperador de testigo, respectivamente, del conjunto de cabezal mostrado en las figuras 2A a 2C, durante una fase de señal de un uso secuencial de la preferencia del conjunto de válvula .

Las figuras 8A y 8B son una vista en corte seccional transversal parcial de un conjunto de válvula y una vista lateral parcial de un cuerpo superior del recuperador y un tubo recuperador de testigo, respectivamente, del conjunto de cabezal mostrado en las figuras 2A a 2C, durante una fase de trabajo de un uso secuencial del conjunto de válvula.

Las figuras 9A y 9B son una vista en sección transversal parcial de un conjunto de válvula y una vista lateral parcial de un cuerpo superior del recuperador y un tubo recuperador de testigo, respectivamente, del conjunto de cabezal mostrado en las figuras 2A a 2C, durante una transición a la fase de retracción / recuperación de un uso secuencial de la preferencia del conjunto de válvula.

Las Figuras 10A y 10B son una vista en sección transversal parcial de un conjunto de válvula y una vista lateral parcial de un cuerpo superior del recuperador y un tubo recuperador de testigo, respectivamente, del conjunto de cabezal mostrado en las figuras 2A a 2C, durante una fase de recuperación / retracción de un uso secuencial del conjunto de válvula.

Las figuras 11A a 11D son vistas en sección transversal de una modalidad de un conjunto de válvula de acuerdo con la invención, durante una fase de descenso, una fase de alta presión, una fase de operación de apertura y una fase de recuperación / retracción.

Las figuras lia a lid son vistas laterales del conjunto de válvula de acuerdo a las figuras 11A a 11D.

Las figuras 12A a 12D son vistas en sección transversal de otra modalidad de un conjunto de válvula de acuerdo con la invención, durante una fase de descenso, una fase de alta presión, una fase de operación abierta y una fase de recuperación / retracción.

Las figuras 13A a 13D son vistas laterales del conjunto de válvula de acuerdo a las figuras 12A a 12D.

Las figura 14A a 14D son vistas en sección transversal de una modalidad adicional de un conjunto de válvula, de acuerdo con la invención, durante una fase de descenso, una fase de alta presión, una fase de operación abierta y una fase de retracción / recuperación.

Las figuras 14a a 14d son vistas laterales del conjunto de válvula de acuerdo a las figuras 14A a 14D.

Descripción Detallada de la Invención Antes de explicar en detalle cualquier modalidad de la presente invención, se debe entender que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de los componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrados en las siguientes figuras. La invención es capaz de otras modalidades y de ser puesta en práctica o de ser llevada a cabo de diversas maneras. También adicionalmente , se debe comprender que la fraseología y terminología aquí utilizada es para el propósito de la descripción y no debe ser considerada como limitante. El uso de "incluyendo", "que comprende" o "que tiene" y variaciones de los mismos en el presente documento pretende abarcar los elementos listados a partir de entonces y equivalentes de los mismos así como artículos adicionales. A menos que se especifique lo contrario o de otra forma, los términos "montado" "conectado", "apoyado", y "acoplado" y sus variantes se utilizan ampliamente y comprenden tanto los montajes directos e indirectos, conexiones, soportes y acoplamientos, y por lo tanto se pretende que incluya conexiones directas entre dos elementos sin ningún tipo de otros elemento interpuesto entre ellos y conexiones indirectas entre los elementos, en el que uno o más de otros elementos están interpuestos entre los mismos. Adicionalmente , "conectado" y "acoplado" no están restringidos a conexiones físicas o mecánicas o acoplamientos. Adicionalmente, las palabras "inferior", "superior", "hacia arriba", "abajo" y "hacia abajo" designan direcciones en las figuras a los que se hace referencia. La terminología incluye las palabras específicamente mencionadas anteriormente, derivados de las mismas, y palabras o similar importancia .

En esta descripción y las figuras, los elementos en una modalidad son intercambiables a elementos similares, correspondientes o equivalentes en las otras modalidades. Un ejemplo de esto es "segunda ranura perfilada", que puede ser cambiado por "ventana de control".

Haciendo referencia ahora a las figuras en detalle, en los que se utilizan números para indicar elementos similares a través de estos, se muestra en la figura 1 una vista en despiece de una modalidad actual de la preferencia de un conjunto de cabezal para barra testigo 10, para un aparato de perforación.

El conjunto de cabezal para barra testigo 10, es posicionable dentro de un conjunto perforador de un aparato de perforación. El conjunto de cabezal para barra testigo 10 comprende un cuerpo superior del recuperador 12 y un cuerpo inferior del recuperador 14. El conjunto de cabezal 10 comprende adicionalmente un cuerpo de cerrojo intermedio 16, separando el cuerpo del superior del recuperador 12, del cuerpo inferior del recuperador 14 y acoplando en forma removible el cuerpo del superior del recuperador 12, al cuerpo inferior del recuperador 14. La figura 1 muestra tres modalidades diferentes de la muestra del cuerpo de cerrojo intermedio 16A, 16B, 16C para ilustrar la intercambiabilidad del cuerpo de cerrojo intermedio 16. En todos los casos, cuerpo de cerrojo intermedio 16 es acoplado en forma removible al cuerpo de cierre superior 12 y el cuerpo de cierre inferior 14. El cuerpo de cerrojo intermedio 16, aloja un dispositivo indicador de aterrizaje 18. Una perforación central común 20, es formada por medio del cuerpo superior de cierre 12, el cuerpo de cerrojo inferior 14 y cuerpo de cerrojo intermedio 16 (ver. figura 2A a 2C) .

De preferencia, como se ilustra en la figura 1, el conjunto de cabezal incluye un cuerpo de cerrojo superior 12, con un conjunto de cerrojo 30 y los puertos de comunicación de presión de fluido 32. El cuerpo del cerrojo inferior 14 sostiene o apoya un hombro de aterrizaje o descanso 34, por medio de un manguito extraíble 36 e incluye puertos de flujo de fluido 38, en sentido descendente del hombro de descanso. El cuerpo de cerrojo intermedio 16, también tiene puertos de flujo de fluido 40, en sentido ascendente del hombro de descanso o aterrizaje, y conecta los cuerpos de cerrojo superior e inferior, 12, 14, con una perforación central 20, que conecta los puertos de flujo de fluido 38, 40. El cuerpo de cerrojo intermedio 16, contiene un mecanismo de válvula interno 42, el cual puede proporcionar una señal de indicación de aterrizaje (ver figura 2A a 2C) . La perforación central común 20, está presente a través de todos los componentes del cuerpo. El conjunto de cabezal incluye de preferencia dos juegos de puertos: el primer juego para la comunicación de presión de fluido con el mecanismo de válvula interno 42, el segundo juego para el flujo de fluidos requerido para la perforación, en el cual, el flujo de fluido es bloqueado o abierto por el mecanismo interno de la válvula 42. Este diseño del puerto de fluido ofrece las ventajas de un flujo de fluidos aumentado durante la perforación, lo que significa que es menos probable recolectar desechos y escombros con barro y por lo tanto los resultados también en un sistema de bombeo más eficiente, en comparación con un conjunto de cabezal donde el fluido circula a través de un sistema de un puerto individual en sentido ascendente del hombro de descanso (hasta aquí sometidos a bloqueo) desde el cuerpo superior del recuperador, al cuerpo de trabado o asegurado inferior, sin puerto de bypass. Dada la naturaleza reconfigurable del conjunto de cabezal, diferentes sistemas de válvula pueden ser utilizados, dependiendo de las condiciones de perforación y también pueden fácilmente actualizados cuando se desarrolla un nuevo tipo de válvula. La figura 1 ilustra un ejemplo de tres diferentes conjuntos de cabezal en el cual los cuerpos de trabado superior 12 e inferior 14, son similares y podrían ser compartidos, pero en donde un cambio del cuerpo de cerrojo o trabado intermedio 16, permite el uso de diferentes diseños de mecanismos de válvula que se pueden adaptar a una condición específica de perforación.

Las siguientes secciones ilustrarán diferentes mecanismos valvulados que pueden ser cambiados a través de diferentes cuerpos de cerrojo intermedios 16, mientras que también se benefician de las ventajas de tener los puertos de comunicación con distinta presión de fluido 32 y puertos de flujo de fluido 40, en sentido ascendente del hombro de descanso .

Válvulas de Fluido Controladas La figura 2A-10B muestra diferentes modalidades de un conjunto de cabezal de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención. Nuevamente el conjunto de cabezal permite cuerpos de trabado o cerrojo intermedios intercambiables 16, entre un cuerpo de trabado superior 12 y un cuerpo de trabado inferior 14. También, el conjunto de válvulas en el cuerpo de trabado intermedio, se beneficia del uso puertos de comunicación de presión separados 32 y puertos de flujo de fluido 40. El conjunto de cabezal incluye un conjunto de válvula 100, para su uso en un conjunto de cabezal para barra testigo 10, posicionable dentro de un conjunto de perforación, de un aparato de perforación. El conjunto de válvula 100, incluye a lo menos un puerto de presión 32, formado en una pared lateral del conjunto de cabezal para barra testigo 100, en sentido ascendente del hombro de descanso. También existe a lo menos un puerto fluido 40, formado en la pared lateral del conjunto de cabezal para barra testigo 100 en sentido ascendente del hombro de descanso. El conjunto de válvula 100, también incluye un elemento de válvula móvil 218 que tiene un primer lado 220 en comunicación fluida con el fluido presurizado por medio del conjunto de cabezal y una primera superficie que está influenciada por una fuerza en la dirección de suministro FA, de el fluido. Un segundo lado 222, se enfrenta en la dirección opuesta, en una comunicación fluida con el fluido presurizado mediante el conjunto de cabezal y tiene una segunda superficie que está influenciada por una fuerza FB del fluido en la dirección opuesta. Un elemento elástico o de resorte, como un resorte 224 o cualquier elemento resistente equivalente es proporcionado para accionar o urgir el conjunto de válvula hacia una configuración abierta, por medio de desplazar el elemento de válvula 218 desde una posición cerrada, bloqueando el a lo menos un puerto de flujo de fluidos 40, a una posición abierta. El elemento elástico o de resorte puede estar diseñado para ser ajustable.

El área de la segunda superficie es mayor que la de la primera superficie de modo que la fuerza que influyen al elemento válvula 218 hacia una dirección de cerrado, en la forma de la fuerza FB del fluido presurizado, actúe sobre la segunda superficie excediendo la fuerza que influyen en el elemento de la válvula en una dirección de apertura, en la forma de la fuerza combinada Fs desde el resorte y la fuerza FA del fluido presurizado actúe sobre la primera superficie, en donde el elemento de válvula se mantiene en la posición cerrada de la válvula cuando es suministrado fluido presurizado, como se ilustra en la FIG. 2A y 3A De preferencia, luego de una reducción en el suministro de fluido presurizado a la válvula cerrada, la fuerza de la presión diferencial disminuye entre los primeros y segundos lados 220, 222 y el resorte 224 insta entonces al elemento de válvula 218 a ser desplazado desde su posición cerrada a la posición abierta, para desbloquear el a lo menos un puerto de fluido 40, como se observa en la Figura 2B y 3B.

De preferencia, el conjunto de válvula comprende adicionalmente un dispositivo de bloqueo, para bloquear en forma mecánica el elemento de válvula en una posición cerrada. En una modalidad posible ilustrada en las figuras 4A a 4D, el dispositivo de bloqueo comprende un manguito de presión 226, conectado mecánicamente a través del tubo recuperador 28, a un cerrojo mecanismo 232, del elemento del tubo interno. Otra posible modalidad de la lengüeta es ilustrado en las figuras 2A y 3C y figuras 5A-10B y serán descritas con más detalle a continuación.

También se proporciona un método para la operación del conjunto de válvula para su uso en un conjunto de cabezal para barra testigo, posicionable dentro de un conjunto perforador, de un aparato de perforación impulsado por fluido presurizado, el método comprende las etapas de: suministrar el fluido presurizado al elemento de válvula 218, en su posición cerrada, con lo cual el conjunto de válvula permanece cerrado; reducir el suministro de fluido presurizado al conjunto de válvula cerrada; y permitir que una fuerza de presión diferencial disminuya entre los primeros y segundos lados 220, 222, de tal modo de permitir a los elementos elásticos o de resorte 224 instar al elemento de válvula 18, hacia la posición abierta, permitiendo el flujo de fluidos a través del a lo menos un puerto de fluido y permanecer abierta .

Cuando el conjunto de válvula 100, comprende adicionalmente un dispositivo de bloqueo para bloquear en forma mecánica el elemento de válvula en su posición cerrada, en la etapa a) , el elemento de válvula está en su posición cerrada mecánicamente bloqueada y el método comprende adicionalmente la etapa, entre las etapas a) y b) de: i) causar que el dispositivo de bloqueo cese de bloquear o trabar el elemento de válvula 218, en su posición cerrada.

El dispositivo de bloqueo puede comprender un manguito de presión 226, conectado mecánicamente a un mecanismo de bloqueo de cierre 232, del conjunto de cabezal y la etapa i) comprende adicionalmente la etapa de permitir que la presión del fluido desplace el manguito de presión 226 y conecte un cerrojo de bloqueo 228, del mecanismo de cerrojo para bloqueo 232.

Como ha sido previamente mencionado, otra modalidad del conjunto de válvula de fluido controlado, y en particular el dispositivo de bloqueo, ilustrado en las figuras 2A - 3C y 5A-10B, ahora será presentado. De preferencia, el elemento de válvula es una válvula de dos piezas compuesto por un cuerpo de válvula 250 y un pistón válvula 252. El cuerpo de la válvula 250 es utilizado para bloquear selectivamente el puerto de fluido 40 e incluye un lado 222, el cual aplica una fuerza para accionar el conjunto de válvula hacia una configuración cerrada. El pistón de la válvula 252, incluye un lado 220, que aplica una fuerza para accionar la válvula hacia una configuración abierta, el pistón de la válvula 252 además comprende un vástago ranurado 254, para permitir que el flujo de fluidos descargue o elimine desechos y un pasador 256, para cooperar con las ranuras perfiladas en el cuerpo superior del recuperador 12 y el tubo recuperador de testigo 28, para permitir selectivamente el bloqueo del conjunto de válvula en una configuración cerrada.

Como es mejor ilustrado en la figura 5A el cuerpo superior del recuperador 12, comprende una ranura perfilada 258 para cooperar con el pasador 256, del pistón de la válvula 252, para bloquear la válvula en una posición cerrada y permitir que la válvula se mueva a la posición abierta, luego de un aumento predeterminado de la presión del fluido 256. Más específicamente, la ranura perfilada 258 permite el movimiento axial del pasador dentro de la porción de la ranura principal 260. Un extremo superior 262 de la ranura 258, se extiende en un ángulo transversal con respecto a la porción de la ranura principal, a lo menos parcialmente radial y hacia el extremo inferior opuesto para evitar que el pasador 256 se mueva hacia abajo. El pasador 256 es sostenido en la posición de la ranura que se extiende radialmente a través del resorte 224, que coloca o insta al conjunto de válvula hacia la posición abierta.

A medida que se eleva la presión del fluido y la fuerza sobre la superficie del lado 220, supera la fuerza del resorte, ambos cuerpo de válvula 250 y pistón 252 se moverán hacia arriba y el pasador 256 en el pistón de la válvula 256 será dirigido por la ranura que se extiende angularmente 262, para mover el pasador 256 radialmente (o rotarlo) hacia la porción de ranura principal 260 para permitir el movimiento axial del pasador y por consiguiente el elemento de válvula, cuando la presión es liberada.

Como se observa en la figura 5B, el tubo recuperador de testigo 28, también tiene una ranura perfilada 270, que coopera con el pasador 256, en el pistón de la válvula 252. El tubo recuperador de testigo 28, mueve automáticamente el pasador 256 a la posición de bloqueo en la ranura perfilada 258, del cuerpo superior del recuperador 12, cuando los cerrojos 142 están replegados. La ranura perfilada, de esta forma ayuda a sostener el tubo recuperador de testigo 28 y el mecanismo de trabado en una posición intermedia, de forma tal que los cerrojos de bloqueo no estén conectados con los cerrojos 142, reduciendo en forma considerable el arrastre de los cerrojos en la barra de perforación durante el descenso.

La ranura perfilada 270, permite el movimiento axial del pasador 256 dentro de una porción de la ranura principal 272. Un extremo inferior 274 de la ranura se extiende en un ángulo con respecto a la porción de la ranura principal 272, a lo menos parcialmente radial y axialmente más baja que la porción de la ranura principal 272, de esta manera girando el perno 256 hacia la posición de bloqueo en el cuerpo superior del recuperador 12, cuando el tubo recuperador 28 es movido hacia arriba para retraer los cerrojos 142. El pasador 256 durante la retracción del cerrojo se puede extender hacia el extremo inferior 274 en una dirección paralela a la ranura principal.

Cuando es liberado desde el pescante y durante el descenso, los elementos elásticos o de resorte 280, tales como un resorte u otro elemento resistente equivalente, en el tubo recuperador 28, empujara el tubo recuperador 28 hacia la posición hacia abajo. La porción del extremo inferior 274 de la ranura perfilada 270 evitará que el tubo recuperador 28, se mueva a la posición completamente hacia abajo mientras que es sostenido en una posición intermedia, previniendo que el cerrojo se conecte con los cerrojos 142, una vez más se reduce en forma considerable el arrastre en la barra de perforación durante el descenso.

Ahora será descrita una secuencia operacional del conjunto de válvula. Se hará referencia a los componentes ilustrados en los dos grupos diferentes de modalidades respectivamente ilustrado en las figuras 2A a 3C, 5A a 10B y figuras 4A a 4D.

Descenso Antes de insertar el conjunto de cabezal del tubo interno en el conjunto perforador, el tubo recuperador de testigo 28, es tirado hacia arriba (lado derecho en las figuras 2A, 4A o 6A) a su primera posición. Esto desconecta el cerrojo de trabado 228 y permite que los cerrojos 142 se muevan libremente desde la posición conectada a la posición retraída y viceversa. Los elementos elásticos o de resorte de la válvula 224 y elementos de resorte 236 son comprimidos. En la modalidad mostrada en la figura 4A, el tubo recuperador de testigo 28, está directamente conectado al manguito de presión 226. El manguito de presión 226, y/o el tubo recuperado de testigo 28, son sostenidos en esta primera posición (con un cerrojo mecánico) a medida que se desplaza a través del conjunto perforador, para reducir el arrastre en la barra de perforación durante el descenso. En la modalidad se observa en las figuras 2A o 6A-6B, el pasador 256, conectada al pistón de la válvula 252, es limitado a través de su interacción con las ranuras perfiladas 258, 270 e impidiendo de esta forma que se mueva hacia abajo para bloquear los cerrojos 142, reduciendo de esta manera el arrastre en la barra de perforación. El cuerpo de la válvula 250 bloquea el flujo de fluido a través del puerto de flujo de fluido 40.

Señal Cuando el conjunto de cabezal 10 se ha apoyado o aterrizado en la posición correcta, para la modalidad mostrada en la figura 4B, aumentará la presión del fluido y actuara sobre la superficie 220 y empujara con una fuerza, en un primer valor predeterminado menor que un segundo valor predeterminado, como por ejemplo, la presión máxima de la bomba, para mover el manguito de presión 226 hacia abajo y conectar con el cerrojo de trabado 228, con el cual está conectado directamente a través del tubo recuperador de testigo 28. En esta configuración, los cerrojos 142 están conectados y bloqueado o trabados dentro del tubo exterior y el elemento de válvula 218, el cual está conectado con el tubo recuperador 28, por medio de una ranura 242, que le permite operar normalmente. Si los cerrojos 142 no están en la posición correcta, el cerrojo de trabado 228 y sus componentes conectados directamente no serán capaces de bajar a la segunda posición y permitir que la válvula opere normalmente. La presión del líquido seguirá siendo alta incluso luego que ha sido liberada a la atmósfera, indicando al perforador que los cerrojos no están conectados en forma apropiada y deben adoptarse medidas de corrección. En la segunda posición, la presión del líquido continúa aumentando y actúa sobre la primera superficie 220, a través del puerto de comunicación 32 y la segunda superficie 222 a través del puerto de flujo de fluido 38.

El área de la primera superficie es menor que el área de la segunda superficie, de forma tal que cuando la presión del líquido está presente, la fuerza generada por la segunda superficie es mayor que la fuerza combinada generada por el área de la primera superficie y la fuerza del resorte 224. Esto mantendrá la válvula en posición cerrada cuando la presión del fluido, está actuando sobre la válvula.

Para la modalidad mostrada en las figuras 7A-7B, bajo condiciones similares de presión de fluido, el aumento de la presión desplazará el cuerpo de la válvula 250 y el pistón de la válvula 252 hacia arriba, el cual a través de la interacción con las ranuras perfiladas 258, 260, induce la rotación del pasador 256 fuera de su configuración cerrada. Esto permite que el pistón de la válvula 252, se mueva y permita que el tubo recuperador 28, descienda mientras los cerrojos 142 están trabados. Sin embargo, si los cerrojos 142 están trabados, el tubo recuperador 28 no se moverá hacia abajo, bloqueando así el movimiento del pistón de la válvula 252 y conjunto de válvula y previniendo de esta forma la apertura del puerto de flujo de fluido 40.

Operación Para la modalidad mostrada en la figura 4C, cuando es detenido el bombeo de fluido y la presión es aliviada, un diferencial de fuerza de presión disminuye entre las primeras y segundas superficies 220, 222 para que los elementos elásticos o de resorte 224 o la fuerza del resorte, puedan desplazar el elemento válvula 218 hacia abajo a una tercera posición abierta. El bombeo podrá ser entonces retrocedido y el fluido de perforación fluirá libremente a través del puerto de flujo de fluido 40 hacia la broca de perforación, para la perforación.

Para la modalidad mostrada en las figuras 8A y las figuras 2B, 8B, una vez que la presión de fluido es aliviada, los elementos elásticos o de resorte 224, o la fuerza del resorte también supera el diferencial de fuerza de presión entre las primeras y segunda superficies 220, 222 para instar al elemento de válvula 218 hacia una posición abierta. En esta configuración, el líquido fluye a través de las ranuras en el pistón de la válvula 254 y el cuerpo de la válvula 250 en la perforación central 20.

Retracción/Recuperación Cuando el tubo interior está lleno de núcleo, el equipo de recuperación o pescante, es enviado hacia abajo al conjunto perforador y se conecta a la punta de lanza 50. Para la modalidad mostrada en la figura 4D, la punta de lanza 50, la cual está conectada con el tubo recuperador 28, es tirada hacia arriba, para la recuperación y mover el tubo recuperador 28 hasta más allá de la primera posición que tenía durante el descenso a su cuarta posición. El elemento de válvula 218 y el cuerpo de válvula 250, estando conectados en forma deslizable al tubo recuperador 28, es movido hasta la primera posición, así como para permitir que el fluido, fluya a través de las aperturas 260. Cuando el pescante es desconectado de la punta de lanza 50, el resorte 236 retornara el conjunto de válvula hasta la primera posición de descenso y estará listo para el próximo desplazamiento hacia abajo a través de la perforación.

Para la modalidad mostrada en las figuras 2A-2C y 9A-9B, bajo condiciones similares, de retracción del tubo recuperador 28, induce a la rotación del pasador 256 hacia una configuración cerrada manteniendo así los cerrojos 142, en una configuración no trabada y minimiza el arrastre de los cerrojos de la barra de perforación durante la recuperación del recuperador en forma de punta de lanza 50. Esta configuración también posiciona el cuerpo de la válvula 250, en una configuración la cual mantiene abierto el puerto de flujo de fluidos 40, durante la operación de recuperación.

Reseteo o Restablecimiento Para la modalidad mostrada en la figura 10A-10B, una vez que el conjunto de válvula es devuelto a la superficie, el cuerpo de la válvula 150, debe ser desplazado en forma manual en la localización superficial de modo de posicionar el cuerpo de la válvula 150 en una configuración cerrada que estará preparada nuevamente para el próximo descenso por la perforación. Para la modalidad mostrada en las figuras 4A a 4D, el reseteo o restablecimiento puede ser realizado en forma automática.

El conjunto de cabezal de barra testigo de la invención en las figuras 11A-11D y lla-lld difiere desde el previamente descrito, en que este comprende un elemento válvula móvil construido en forma diferente 218, en donde las superficies en un primer lado 220 y un segundo lado 222, se enfrentan una contra la otra en lugar de, según la modalidad previamente descrita, ellas se encuentran alejadas unas de las otras. El elemento de válvula móvil 218 de acuerdo con las figuras 11A-11D y lla-lld comprende hasta aquí un cuerpo de válvula 300, para la cooperación con un asiento de la válvula 306, que tiene la forma de una perforación dirigida axialmente . El cuerpo de la válvula 300 está conectado a un pasador de válvula 302, el cual en su otro lado, el lado opuesto estando más cercano a la máquina perforadora, está conectado a una unidad de pistón 307. En el lado opuesto del cuerpo de la válvula 300, la unidad de pistón 307 limita en un espacio del cilindro 311, que también contiene los elementos elásticos 224, tal como un resorte.

En su lado opuesto al pasador de la válvula 302, la unidad de pistón 307 está conectada a un pasador de pistón 305, el cual pasa en forma sellada a través de una apertura en una pared superior que limita con el espacio del cilindro 311 y lo apoya, en su extremo estando más distante de la unidad de los pistones 307, un pasador (no mostrado) para la cooperación con una ranura perfilada, formando juntos un dispositivo de bloqueo esencialmente en correspondencia con lo que ha sido previamente descrito.

El espacio del cilindro 311 es descargado o ventilado sobre una o más aperturas 310, en el pasador del pistón 305 y a través de una perforación superior 308, la cual se extiende axialmente dentro del pasador del pistón 305 y entra en contacto con el fondo de la perforación 309, dentro del pasador de la válvula 302. El fondo de la perforación 309, se abre hacia el interior de un espacio de baja presión, en sentido descendente del cuerpo de la válvula 300 y por lo tanto, conecta el espacio del cilindro 311, con un espacio esencialmente en el interior de los puertos de fluidos 38. Por la presente el elemento de válvula móvil 218, de la modalidad en las figuras 11A-11D y lla-lld básicamente funciona de la misma manera como ha sido previamente descrito y es accionado por la presión del fluido que se mantiene dentro de un espacio 313, entre los primeros y segundos lados 220 y 222 y por medio de una fuerza de accionamiento del pasador del pistón, desde la presión del fluido que permanece dentro del puerto de comunicación de la presión de fluido 32.

Antes de la fase de descenso, cuando el cabezal de la barra testigo es bombeado hacia abajo dentro del conjunto de perforación, el dispositivo de bloqueo o trabado es colocado en la posición de bloqueo, por medio del cual se cierra la válvula y el cuerpo de la válvula se asienta en el asiento de la válvula 306. Esto es ilustrado en las figuras 11A y lia. Adicionalmente , en la figura lia se muestra una ranura perfilada 270, en la cual un pasador 315 está asociado con el pasador del pistón 305 en su posición de bloqueo.

Cuando el conjunto de cabezal de la barra testigo, ha alcanzado un extremo del conjunto perforador y el hombro de descanso 34, se ha asentado sobre el hombro correspondiente dentro del conjunto perforador (no mostrado) , la presión en el flujo del fluido de descarga, aumentará así como también la presión dentro del espacio 313. Por lo tanto las fuerzas que actúan sobre los lados respectivos primeros y segundo elementos de válvula 218 aumentará hasta que la fuerza FB, que actúa en la segunda parte sea mayor que la suma de la fuerza FA, desde el fluido a presión que actúa en el primer lado 220 y la fuerza desde los elementos de resorte 224 y una fuerza adicional resultante, desde la presión de fluido que influyen en el pasador del pistón, debido a que el área de la superficie en el primer lado excede el área de la superficie en el segundo lado.

Por lo tanto el elemento de la válvula móvil 218, se moverá a la izquierda, como se observa en las figuras 11B y 11b y será rotado como ha sido previamente descrito, por el pasador, que alcanza la parte que se extiende axialmente de la ranura de perfilada.

Se debe notar, que también el área del pasador del pistón, siendo sujeta a la presión, que ingresa a través del puerto de comunicación de presión de fluido 32, debe ser considerada al momento de dimensionar las superficies a ser sometidas a presión. Es indicada una fuerza de fluido presurizado que actúa en el pasador del pistón: FP. Esta fuerza actúa en la misma dirección que las fuerzas FA y Fs. El equilibrio de la fuerza como ha sido previamente descrito hasta aquí tiene que ser completado con FP, para ésta y las siguientes modalidades a ser completadas: Las fuerzas que actúan en la dirección de cierre de la válvula de la fuerza: fuerzas FB actúan en el sentido de la apertura de la válvula: FA, Fs, FP De aquí en adelante, cuando la presión es liberada, las fuerzas en los primeros y segundos lados, serán igualadas y la fuerza desde los elementos de resorte 224, presionará el elemento de la válvula móvil 218, a una posición abierta, dejando el asiento de válvula 306 abierto, de modo que el fluido de descarga pueda fluir a través del puerto de fluido en sentido ascendente 40, a través del espacio 313 y hacia fuera a través del puerto de fluido en sentido descendente 38, en el camino de la broca perforadora con lo cual la perforación puede ser iniciada.

El pasador 315 ha alcanzado un extremo a la derecha, como observa en las figuras, en la porción que se extiende axialmente de las respectivas ranuras perfiladas. Simultáneamente, un cerrojo 228 ha ingresado entre los cierres 142 para fijarlo en la posición conectada. Esto es ilustrado en las figuras 11C y 11c.

En las figuras 11D y lid del conjunto es mostrado durante la fase de recuperación, en donde una fuerza es aplicada a la punta de lanza 50, en donde el tubo recuperador 28, es movido o desplazado relativamente ascendente, a la izquierda, como se observa en las figuras, con lo cual el pistón y el pasador del pistón 305 son movidos con el fin de restablecer el dispositivo de bloqueo en la posición bloqueada y pre tensar el resorte por medio de los elementos de resorte 224. Al mismo tiempo, el cerrojo de bloqueo desconecta los cerrojos 142 y los cerrojos son colocados hacia el interior en similitud con lo que ha sido previamente explicado. El elemento de válvula móvil 218 sigue el movimiento del pistón y alcanza una posición cerrada. Esto previene que el fluido presente en el conjunto de perforación fluya a través de los respectivos puertos de fluido en sentido ascendente y descendente 40 y 38, respectivamente durante la fase de recuperación.

Esto no se excluye para desconectar el tubo recuperador 28 desde el pistón. Esto puede tener la ventaja que el agua presente sobre el conjunto de cabezal de la barra testigo no tenga que ser elevada durante esta fase. Posteriormente el reseteo o restablecimiento del pistón y el elemento de la válvula móvil 218, en la posición cerrada podría en tal caso ser realizado en forma manual fuera del conjunto perforador o automáticamente por medio de un mecanismo de liberación de presión para iniciar que un resorte mueva el elemento de válvula a la posición trabada o asegurada .

En la figura lid se observa una segunda ranura perfilada o "ventana de control" 316 en el tubo recuperador 28, la cual sobre una superficie oblicua 317 coopera con el pasador 315, para posicionarlo en su posición de bloqueo en la porción oblicua de la ranura perfilada 270. Esto opera básicamente como ha sido previamente explicado en relación con la primera modalidad descrita.

En esta modalidad inventiva y en el descrito en conjunto con las figuras 12A-12D y 13A-13D, el puerto de comunicación de presión fluido 32 permite que el fluido de descarga, fluya más libremente en el área del dispositivo de trabado o bloqueo y los cerrojos 142 evitan por consiguiente la acumulación de barro y falla de la función. El puerto o puertos de comunicación de presión de fluido 32, también tienen el propósito limitado, de accionar el elemento de válvula móvil 218, a la medida previamente indicada. Esta modalidad del conjunto de cabezal para la barra testigo, permite la creación de una trayectoria de flujo de fluidos con un buen flujo recto reduciendo los desechos y escombros recogidos por los bolsillos, resistencia al flujo de los fluidos y requisitos de la presión de bombeo.

La modalidad en las figuras 12A-12D y 13A-13D difiere en las figuras 11A-11D y lla-lld en que la unidad de pistón está dividida 307, de forma tal que está compuesta de un pistón superior 304 que se conecta al pasador de pistón 305 y un pistón inferior 303 que se conecta con el pasador de la válvula 302. Los pistones de la parte superior e inferior están separados, y un espacio siendo formado, en ocasiones, entre los pistones superior e inferior es descargado o ventilado a través del fondo de la perforación 309, en la misma forma que el espacio del cilindro 311. Sin embargo, cabe señalar que el pistón superior no tiene que estar cooperando en forma sellada con el espacio del cilindro 311, sólo coopera con los elementos de resorte 224.

En esta modalidad, es proporcionado un dispositivo de bloqueo separado para el cuerpo de la válvula, el pasador de la válvula 302 y la parte inferior del pistón 303, constituyendo el elemento de la válvula móvil 218. En la modalidad mostrada, esto es obtenido por medio de tener un pasador en la posición descendente en el cuerpo de la válvula, que coopera con una ranura inferior perfilada 270' .

Adicionalmente, el pistón superior 304, el pasador del pistón 305 junto con un cerrojo 228, tiene un dispositivo de bloqueo correspondiente a lo que se indica en relación con la descripción de la modalidad en las figuras 11A-11D y lla-lld. Al contar con diferentes dispositivos de cierre como en la modalidad en la figura 12A, son obtenidas varias ventajas, entre otras cosas que los elementos de resorte 224, pueden ser restablecidos durante la fase de recuperación cuando un cable de izado es conectado al conjunto de válvula de la barra testigo y es izado hacia la superficie.

Las figuras 12A y 13A muestran el conjunto en una fase de descenso, en el cual este es bombeado hacia abajo dentro de un conjunto perforador, y en donde el cuerpo de la válvula 300, está bloqueada en su posición cerrada. En la figura 13A es mostrada una ranura inferior perfilada 270' en donde un pasador 314, es asentado en una posición bloqueada en una porción oblicuamente extensible de la ranura inferior perfilada 270, indica una ranura superior perfilado, en donde un pasador 315 estando asociado con la barra del pistón 305 está semejantemente en posición de bloqueo.

Las figuras 12B y 13B muestra el conjunto en las figuras 12A y 13A después de haber sido sometidas a alta presión, en donde un elemento de válvula móvil 218, junto con el pistón superior y el pasador del pistón que ha sido presionado a la izquierda, como se observa en las figuras, en donde ambos pasadores 314 y 315 son forzados a alinearse con una porción que se extiende axialmente de las respectivas ranuras perfilada 270 y 270'. La razón para este desplazamiento es similar a lo que ha sido previamente descrito en relación con modalidades anteriormente descritas.

En las figuras 12 y 13C, el conjunto es mostrado luego que la presión ha sido liberada, en donde los elementos de resorte 224, han presionado la unidad del pistón 307, junto con el cuerpo de la válvula 300 a la derecha, como se ve en las figuras, en donde la trayectoria del flujo del fluido entre los puertos de fluido ascendente y descendentes es liberada, para bombear hacia abajo el fluido de descarga, luego de esto la perforación puede comenzar.

Similar a la modalidad en las figuras 11A-11D y lla-lld, la trayectoria del flujo de fluido es esencialmente sin recesos ni restricciones, previniendo de esta forma la falla debido a la acumulación de lodo en lugares sensibles. Los respectivos pasadores 314 y 315 han llegado a un extremo a la derecha, como se observa en las figuras en la porción axialmente extensible de las ranuras perfiladas correspondientes. Simultáneamente, un cerrojo 228 ha ingresado entre los cerrojos 142 para fijarlo en la posición de conexión.

En las figuras 12D y 13D es mostrado el conjunto durante la fase de recuperación, por lo que la fuerza es aplicada a la punta de lanza 50, donde el tubo recuperador 28, se mueve relativamente en forma ascendente, hacia la izquierda, como se observa en las figuras, con lo cual el pistón superior y el pasador del pistón 305, se desplazan con el fin de restablecer el dispositivo de trabado superior y pre tensar el resorte por medio de los aparatos elásticos o de resorte 224. Al mismo tiempo, el cerrojo desconecta los cerrojos 142 y los cerrojos son traídos hacia el interior similar a lo previamente explicado. El elemento de válvula móvil 218 no se ve afectado por el movimiento del tubo recuperador 28 y permanece en la posición abierta, permitiendo que el fluido presente en el conjunto perforador fluya a través de los respectivos puertos de fluido en sentido ascendente o descendente 40 y 38, respectivamente. Esto tiene la ventaja que el re establecimiento posterior del elemento de válvula móvil 218, puede ser elaborado más fácilmente fuera del conjunto perforador. Este puede ser elaborado en forma manual o automáticamente, por medio de un mecanismo de alivio de la presión para accionar un resorte que mueva o desplace el elemento de válvula móvil a la posición trabada.

Cuando los cerrojos 142 están en la posición retraída, desconectada, el cierre de trabado interferirá con los bordes superiores de los cerrojos y asegurar adicionalmente el pistón superior en una posición superior desbloqueada, previniendo que la válvula se abra. Esta es una medida de seguridad y una indicación a la perforadora que el conjunto de cabezal de barra testigo no ha sido posicionada en forma apropiada, que los cerrojos no están conectados en forma correcta y que no se puede iniciar la perforación.

En la figura 13D se observa una ventana de control 316 en el tubo recuperador 28 el cual sobre una superficie oblicua 317 coopera con el pasador 315, para colocarlo en su posición de bloqueo en la parte oblicua de la ranura perfilada 270. Esta función básicamente como ha sido previamente explicada, en relación con la primera modalidad descrita de la invención.

La modalidad en la figura 14A-14D y 14a- 14d opera básicamente como la descrita previamente y tiene características en común con ambas modalidades mostradas en las figuras 11A, 11D y 12A-12D. Básicamente, en esta modalidad, el elemento de válvula móvil 218, comprende un cuerpo de válvula 300 para cooperar con un asiento de la válvula 306, que tiene la forma de una perforación dirigida en forma axial. El cuerpo de la válvula 300, está conectado a un pasador de la válvula 302, el cual en su lado opuesto, el lado opuesto más cercano a la máquina de perforación, está conectado a una unidad de pistón 307. En su lado opuesto al cuerpo de la válvula 300, la unidad de pistón 307 limita con un espacio del cilindro 311, que también contiene los elementos elásticos 224 tal como un resorte. Esta modalidad puede ser diseñada con el fin de eliminar los recesos o bolsillos donde se acumulan los desechos.

En su lado opuesto al pasador de la válvula 302, la unidad de pistón 307, está conectada a un pasador de pistón 305, el cual sobre una porción ampliada 305, durante la fase de descenso, pasa en forma sellada a través de una pared superior, que limita el espacio del cilindro 311 y lo apoya, en su extremo estando más distal desde la unidad de pistón 307, un pasador 315 para la cooperación con una ranura perfilada 270, juntos forman un dispositivo de bloqueo esencialmente en correspondencia con lo previamente descrito.

El espacio del cilindro 311, es descargado o ventilado a través de una o más aperturas 310, en el pasador del pistón 305 y a través de un orificio 309 dentro del pasador de la válvula 302. La perforación 309 se abre hacia el interior del espacio de baja presión en sentido descendente del cuerpo de la válvula 300. Por lo tanto el elemento de válvula móvil 218 de esta modalidad básicamente opera de la misma manera como ha sido previamente descrito en conjunción con las figuras 11A-11D y lla-lld, pero esencialmente se acciona sólo por la presión del fluido existente en un espacio 313, entre los primeros y segundos lados 220 y 222.

Esta modalidad opera en forma similar a la modalidad descrita conjuntamente con las figuras 11A-11D, cuando va descendiendo (figuras 14A y 14a) , en la fase de la alta presión (figuras 14B y 14b) . En la fase abierta (figuras 14C y 14c) , siempre que la porción ampliada haya entrado en el espacio del cilindro dejando un espacio abierto dentro de la apertura del pasador del pistón, para que un afluente del fluido de descarga, descargue a través del espacio del cilindro, de modo de eliminar cualquier residuo que se pueda haber acumulado mientras la válvula fue cerrada. Para ello, la porción ampliada comprende proyecciones separadas a distancia axial, para el contacto con el elemento de válvula 218, de modo de asegurar una trayectoria de flujo de fluidos entre la porción ampliada 305 y la apertura formada en la pared y el elemento de válvula y adicionalmente hacia el interior a través de la perforación 309, dentro del pasador de la válvula 302. En la figura 14C, estas trayectorias de flujo son ilustradas con líneas de flujo.

En la fase de recuperación (figuras 14D y 14d) , el elemento de válvula 218, ha sido separado desde la porción ampliada 305, dejando abierta la trayectoria de flujo entre los puertos 40 y 38, que es similar a la modalidad en las figuras.12A-12D.

En la figura, 14d se observa una ventana de control 316, en el tubo recuperador 28, la cual sobre una superficie oblicua 317, coopera con el pasador 315, para colocarlo en su posición de bloqueo, en la parte oblicua de la ranura perfilada 270. Esta función básicamente como ha sido previamente explicada en relación con la primera modalidad descrita de la invención. El pasador del pistón 305 y su porción ampliada 305, han sido desplazados con el fin de cerrar la apertura en la pared que limita con el espacio del cilindro y prevenir el flujo de descarga. El re establecimiento del pasador 315, durante la fase de recuperación es similar como se describe en conjunto con las figuras 12A-12D y 13A-13D.

El elemento de válvula 218 recupera su posición cerrada una vez iniciada la fase de descenso, por una fuerza en la dirección de cierre, desde la presión de fluido de descarga que supera las fuerzas que actúan en la dirección de la apertura (ver arriba) , trayendo así el elemento de válvula de vuelta a la posición mostrada en la figura 14A.

La presente invención también proporciona un sistema recuperable de perforación de testigo, que comprende un sistema recuperable de perforación de testigo que tiene un tubo interno por medio del cual son recogidas las muestras, un tubo externo conectado con a la broca perforadora, y un conjunto de válvula situado en el extremo posterior del tubo interno, el conjunto de válvula controla el suministro de un medio de descarga en la forma de un fluido presurizado, en donde el conjunto de válvula es construido como ha sido descrito en una de las modalidades previamente descritas.

Aunque las modalidades preferidas de la presente invención han sido descritas en detalle en este documento e ilustradas en las figuras adjuntos, se debe comprender que la invención no está limitada a estas modalidades exactas y que varios cambios y modificaciones podrán ser realizados en ella, sin alejarse del alcance de aplicación de la presente invención. Por ejemplo, el elemento de válvula puede estar compuesto por una o más piezas . Puede estar presente más de un mecanismo de bloqueo o trabado. El mecanismo de bloqueo o trabado puede ser de cualquier otro tipo, como un mecanismo de tipo de bloqueo de retén o bola. La ranura perfilada o la ventana de control en el tubo recuperador de testigo son opcionales .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un conjunto de válvula, para ser utilizado en un conjunto de cabezal para barra testigo, posicionable dentro de un conjunto perforador en un aparato de perforación, el conjunto de válvula caracterizado porque comprende: -un soporte u hombro de descanso; -a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente posicionable dentro de una línea de fluido del aparato de perforación, en sentido ascendente del hombro de descanso; -a lo menos un puerto de fluido en sentido descendente posicionable dentro de la línea de fluido del aparato de perforación, en sentido descendente del hombro de descanso; -a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido, posicionable dentro de la línea de fluido, del aparato de perforación en sentido ascendente del hombro de descanso; -un elemento de válvula móvil que tiene un primer lado, en comunicación fluida con el fluido presurizado a través del puerto fluido en sentido ascendente y que tiene una primera superficie la cual es influenciada en la dirección de suministro por una fuerza, desde el fluido presurizado y un segundo lado mirando en la dirección opuesta, en comunicación fluida con el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente y tiene una segunda superficie que es influenciada en la dirección opuesta por medio de una fuerza desde el fluido; -en donde el elemento de válvula móvil, está también directa o indirectamente influenciado en la dirección de suministro por medio de una fuerza, desde el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido, -a lo menos un elemento de resorte para la apertura del conjunto de válvula por medio de desplazar el elemento de válvula, desde una posición cerrada a una posición abierta, en donde el área de la segunda superficie es mayor que la de la primera superficie, de forma tal que las fuerzas que influyan o actúen sobre el elemento de válvula en una dirección cerrada, en la forma de la fuerza desde el fluido presurizado, actúe sobre la segunda superficie, excediendo la fuerza que influye o actúa sobre el elemento de válvula en la dirección de apertura, en una forma de combinar una fuerza desde el elemento de resorte y la fuerza desde el fluido presurizado, que actúa sobre la primera superficie y la fuerza desde el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido, en donde el elemento de válvula es retenido en una posición cerrada de la válvula cuando es suministrado el fluido presurizado.

2. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque luego de la reducción en el suministro de fluido presurizado para cerrar la válvula, un diferencial de la fuerza de presión disminuye entre los primeros y segundos lados, y el elemento de resorte luego acciona el elemento de válvula para ser desplazado, desde la posición cerrada a la posición abierta.

3. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende adicionalmente a lo menos un dispositivo para trabar o asegurar en forma mecánica el elemento de válvula en la posición cerrada.

4. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de trabado comprende cualquiera desde el grupo: de pasador/perno/perno prisionero-mecanismo de trabado ranurado, un mecanismo de trabado o freno del tipo de bola o seguro.

5. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de válvula comprende : -un cuerpo de válvula que comprende la segunda superficie; y -un pistón de válvula que comprende: -una unidad de pistón que comprende la primera superficie ; - un pasador de válvula que conecta la unidad de pistón al cuerpo de la válvula; y - un pasador, perno o un perno prisionero conectado al elemento del pistón y que se proyecta radialmente, y en donde el dispositivo de bloqueo comprende: -un cuerpo superior del recuperador que tiene una primera ranura perfilada que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la primera ranura comprende una porción principal que se extiende a lo largo de la dirección axial y una porción secundaria que se extiende en dirección transversal a la dirección axial; y - un tubo recuperador de testigo desplazable en forma coaxial con respecto al cuerpo superior del recuperador y que se traslapa sobre el cuerpo superior del recuperador, el tubo recuperador de testigo tiene una segunda ranura perfilada o ventanilla de control que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la segunda ranura o ventanilla de control se extiende a lo largo de la dirección axial y tiene una superficie de control que se extiende en dirección transversal a la dirección axial, esencialmente en paralelo a la dirección transversal en el cual la parte secundaria de la primera ranura se extiende, el tubo recuperador de testigo que coopera con un mecanismo de bloqueo del cierre del elemento de tubo interior, de forma tal que el tubo recuperador de testigo prevenga que el mecanismo de cerrojo o trabado se conecte con los cerrojos del cabezal de la barra testigo, luego del desplazamiento del pasador, perno o del perno prisionero en la porción secundaria de la primera ranura perfilada.

6. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de válvula móvil comprende: un cuerpo de válvula para la cooperación con un asiento para válvula, y una unidad de pistón que coopera con el cuerpo de la válvula, sobre el pasador de la válvula, en donde la primera superficie está comprendida en la unidad de pistón, y en donde la segunda superficie está comprendida en el cuerpo de la válvula, la primera y segunda superficies se enfrentan una a otra .

7. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque los elementos de resorte, tienen la forma de un resorte que se activa en contra de la unidad de pistón.

8. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado porque los elementos de resorte están localizados dentro de un espacio del cilindro, el cual es descargado o ventilado a través de una perforación en el pasador de la válvula, a una posición en sentido descendente del hombro de descanso.

9. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la unidad de pistón, está conectada a un dispositivo de trabado o asegurado sobre un pasador de pistón el cual pasa a través de una pared de extremo, que limita con el espacio del cilindro.

10. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el pasador de pistón está dispuesto para pasar en forma sellada a través de una apertura en la pared de extremo, que limita con el espacio para el cilindro, en una posición abierta de la válvula y pasar permitiendo el flujo de descarga a través de la apertura en una posición abierta de la válvula.

11. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 10, en dependencia de la reivindicación 3, caracterizado porque la unidad de pistón, está conectada al pasador del pistón, el cual está conectado a el dispositivo de trabado o asegurado, para el trabado mecánico en la posición cerrada.

12. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque la unidad de pistón, está controlada por un tubo recuperador de testigo, el cual está conectado a una punta de lanza para la recuperación .

13. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado porque la unidad de pistón, está comprendida de un pistón superior y un pistón inferior, los cuales son separables, en donde la primera superficie está comprendida en el pistón inferior, de la unidad de pistón.

14. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el pistón superior y el pistón inferior, están cada uno provistos con un dispositivo de trabado o asegurado individual, para el bloqueo mecánico en la posición cerrada.

15. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 12 y 14 , caracterizado porque el cuerpo de la válvula y la unidad de pistón son parte de una unidad integral en una sola pieza.

16. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 15, en dependencia de la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de válvula comprende: -un cuerpo de válvula que comprende la segunda superficie ; y -un pistón de válvula que comprende: -una unidad de pistón que comprende la primera superficie ; -un pasador de válvula que conecta una unidad de pistón al cuerpo de la válvula; y -un pasador, perno o perno prisionero conectado al elemento del pistón y que se proyecta en forma radial, en donde el o los dispositivos de asegurado o trabado comprende (n) : -un cerrojo superior que tiene una primera ranura perfilada que coopera con el pasador, perno o pernos de fijación, la primera ranura comprende una porción principal que se extiende a lo largo de la dirección axial y una porción secundaria que se extiende en una dirección periférica estando oblicua a la dirección axial; y -un tubo recuperador de testigo, desplazable en forma coaxial, con respecto al cuerpo superior del recuperador y que se traslapa sobre el cuerpo superior del recuperador, el cuerpo superior del recuperador tiene una ventana de control que coopera con el pasador, perno, o perno prisionero, la ventana de control se extiende a lo largo de la dirección axial y tiene un borde de control que se extiende en dirección periférica, estando oblicuo a la dirección axial, el tubo recuperador de testigo coopera con un mecanismo asegurador o de trabado del elemento de tubo interior, de forma tal que el tubo recuperador del testigo prevenga que el mecanismo de asegurado o trabado, se conecte con los cerrojos del conjunto de cabezal de la barra testigo luego del desplazamiento del pasador, perno o perno prisionero con la superficie de control .

17. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la dirección periférica estando oblicua a la dirección axial, es esencialmente paralela a la dirección periférica, en la cual se extiende la porción secundaria de la primera ranura.

18. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 17, caracterizado porque un espacio para contener los elementos de resorte, es descargado o ventilado a un espacio de baja presión.

19. El conjunto de válvula de conformidad con las reivindicaciones 6 a 18, caracterizado porque un cerrojo o barra de cerrojo está dispuesta para prevenir que la válvula se abra, en el caso que los cerrojos no estén en la posición extendida .

20. El conjunto de válvula de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el cerrojo o barra de cerrojo esta acoplado a la unidad de pistón.

21. Un método para operar un conjunto de válvula para el uso en un conjunto de cabezal de barra de testigo de un aparato de perforación impulsado por un fluido presurizado, caracterizado porque comprende: -un hombro de descanso; -a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente, posicionable dentro de una línea de fluido del aparato de perforación, en sentido ascendente del hombro de descanso,- -a lo menos un puerto de fluido en sentido descendente, posicionable dentro de la línea de fluido del aparato de perforación, en sentido descendente del hombro de descanso; -a lo menos un puerto de comunicación de presión de fluido posicionable dentro de la línea de fluido del aparato de perforación en sentido ascendente del hombro de descanso; -un elemento de válvula móvil, que tiene un primer lado en comunicación fluida con el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente y que tiene una primera superficie que es influenciada en la dirección de suministro por una fuerza desde el fluido presurizado y un segundo lado, enfrentado en la dirección opuesta, en comunicación fluida con el fluido presurizado a través del puerto de fluido en sentido ascendente y tiene una segunda superficie que es influenciada en la dirección opuesta por una fuerza desde el fluido; en donde el elemento de la válvula móvil es también directa o indirectamente influenciado en la dirección de suministro por una fuerza desde el fluido presurizado a través de a lo menos un puerto de comunicación de fluido presurizado, -a lo menos un elemento de resorte, para la apertura del conjunto de válvula por medio de desplazar el elemento de válvula, desde una posición cerrada a una posición abierta, en donde el área de la segunda superficie es mayor que el de la primera superficie, de modo que las fuerzas que influyen en el elemento de válvula en una dirección cerrada, en la forma de la fuerza desde el fluido presurizado, que actúa sobre la segunda superficie, excede la fuerza que influyen en el elemento de válvula en la dirección de apertura, en la forma de una fuerza combinada Fs desde el elemento de resorte y la fuerza desde el fluido presurizado actúa en la primera superficie y la fuerza, desde el fluido presurizado a través del puerto de comunicación, en donde el elemento de válvula es retenido en una posición cerrada de la válvula cuando es suministrado el fluido presurizado, el método comprende las etapas de : suministro del fluido presurizado al elemento de la válvula, en la posición cerrada con lo cual el conjunto de válvula permanece cerrado,- reducir el suministro de fluido presurizado al conjunto de válvula cerrada; y permitir una disminución de una presión diferencial entre los primeros y segundos lados, permitir por consiguiente que el elemento de resorte, urja al elemento de válvula hacia la posición abierta y por consiguiente permitir que el fluido fluya a través de a lo menos un puerto de fluido en sentido ascendente.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el conjunto de válvula comprende adicionalmente, un dispositivo de trabado o asegurado, para el trabado o asegurado mecánico del elemento de válvula, en la posición cerrada, en donde en la etapa a) , el elemento de válvula está en una posición trabada mecánicamente y adicionalmente comprende la etapa, entre las etapas a) y b) de: i) causando que el dispositivo de bloqueo cese de trabar el elemento de válvula en la posición cerrada.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la etapa, i) comprende adicionalmente la etapa de permitir que la presión de fluido, conecte un cerrojo de trabado del mecanismo de trabado o asegurado.

24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el elemento de válvula comprende: -un cuerpo de válvula que comprende la segunda superficie; y -un pistón de la válvula que comprende: -una unidad de pistón, que comprende la primera superficie ; -un pasador de válvula que conecta la unidad del pistón con el cuerpo de la válvula; y - un pasador, perno o perno prisionero conectado a la unidad del pistón y que se proyecta radialmente, en donde el dispositivo de asegurado o trabado comprende: -un cuerpo superior del recuperador que tiene una primera ranura perfilada que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la primera ranura, comprende una porción principal que se extiende a lo largo de la dirección axial y una porción secundaria que se extiende en una dirección periférica estando oblicua a la dirección axial; y -un tubo recuperador de testigo desplazable coaxialmente con respecto al cuerpo superior del recuperador y traslapado sobre el cuerpo superior del recuperador, el tubo recuperador de testigo tiene una ventana de control que coopera con el pasador, perno o perno prisionero, la ventana de control se extiende a lo largo de la dirección axial y tiene un borde de control que se extiende en dirección periférica, estando oblicuo a la dirección axial, de preferencia esencialmente paralelo a la dirección periférica en la cual se extiende la porción secundaria de la primera ranura, el tubo recuperador de testigo, coopera con un mecanismo de asegurado o trabado del elemento de tubo interior, de forma tal que el tubo recuperador de testigo, prevenga que el mecanismo de asegurado o trabado, se conecte con los cerrojos o trabas del cabezal de la barra testigo, luego del desplazamiento del pasador, perno o perno prisionero con la superficie de control y en una etapa cause que el dispositivo de asegurado o trabado cese de bloquear el elemento de válvula en la posición cerrada, donde comprende adicionalmente una etapa de desplazar el pasador, perno o perno prisionero en la dirección periférica desde la porción secundaria a la porción principal de la primera ranura perfilada, luego de la adecuada implementación del mecanismo de asegurado o trabado, permitiendo de esta forma el movimiento axial de la unidad de pistón.

25. Un sistema de barra de perforación de testigo, caracterizado porque comprende una barra de perforación de testigo que tiene un tubo interior por medio del cual son recogidas las muestras, un tubo exterior conectado a la broca de perforación, y un conjunto de válvula, localizado en el extremo posterior del tubo interior, el conjunto de válvula, controla el suministro de un medio de descarga en la forma de un fluido presurizado, en donde el conjunto de válvula está construido de conformidad con las reivindicaciones 1 a 20.