MX2014010260A - Dispositivo de cuña para tubulares de perforacion. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de cuña incluye un alojamiento que forma un barreno axial, un juego de cuñas superior separado axialmente sobre un juego de cuñas inferior, y un accionador de cremallera y piñón que mueve de manera radial el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior entre una posición retraída y una posición extendida para sujetar un tubular dispuesto en el barreno; el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior pueden orientarse para resistir el movimiento descendente de los tubulares sujetados y para permitir el movimiento ascendente del tubular sujetado; uno del juego de cuñas superior y del juego de cuñas inferior puede estar orientado para resistir el movimiento ascendente del tubular sujetado y el otro del juego de cuñas superior y del juego de cuñas inferior puede estar orientado para resistir el movimiento descendente del tubular sujetado.

Description

DISPOSITIVO DE CUÑA PARA TUBULARES DE PERFORACIÓN BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con una o más modalidades, un dispositivo de cuña para sujetar tubulares incluye un alojamiento que forma un barreno axial, un juego de cuñas superior separados axialmente sobre un juego de cuñas inferior, y un accionador de cremallera y piñón conectado al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior, el accionador de cremallera y piñón que mueve radialmente el juego de cuñas superior y juego de cuñas inferior entre una posición retraída y una posición extendida para sujetar tubulares dispuestos en el barreno. El juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior puede orientarse para resistir el movimiento descendente de los tubulares sujetados y para permitir el movimiento ascendente de los tubulares sujetados. Uno del juego de cuñas superior y del juego de cuñas inferior puede estar orientado a resistir el movimiento ascendente del tubular sujetado y el otro del juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior puede estar orientado para resistir el movimiento descendente del tubular sujetado.

Un sistema de seguridad de pozo de acuerdo con una o más modalidades incluye un dispositivo de cuña de seguridad que forma una parte de un barreno y que comprende un alojamiento que coloca un juego de cuñas superior axialmente arriba del juego de cuñas inferior, y un accionador de cremallera y piñón conectados al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior para mover radialmente los juegos de cuñas superior e inferior entre una posición abierta que permite que un tubular se mueva a través del barreno y una posición cerrada para sujetar el tubular y resistir el movimiento descendente del tubular y permitir el movimiento ascendente del tubular, y un dispositivo de cuña bidireccional que forma una parte del barreno y que comprende un alojamiento que dispone un juego de cuñas superior separado axialmente sobre un juego de cuñas inferior, y un accionador de cremallera y piñón conectados al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior para mover radialmente los juegos de cuñas superior e inferior entre una posición abierta que permite que el tubular se mueva a través del barreno y una posición cerrada para sujetar el tubular y resistir el movimiento ascendente del tubular y resistir el movimiento descendente del tubular.

Un método de pozo de seguridad de acuerdo con una o más modalidades incluye activar un dispositivo de cuña bidireccional para sujetar un tubular que se extiende a través de un barreno de un sistema de pozo, en donde el dispositivo de cuña bidireccional comprende un primer juego de cuñas separados axialmente de un segundo juego de cuñas, el primer juego de cuñas resiste el movimiento descendente del tubular sujetado y el segundo juego de cuñas resiste el movimiento ascendente del tubular sujetado; y activar un dispositivo de cuñas de seguridad para sujetar el tubular, en donde el dispositivo de cuñas de seguridad un primer juego de cuñas separados axialmente de un segundo juego de cuñas, en donde el primer juego de cuñas y el segundo juego de cuñas resistan el movimiento descendente del tubular sujetado y permitan el movimiento ascendente del tubular sujetado.

Lo anterior ha delineado algunas características y ventajas técnicas para que la descripción detallada del dispositivo de cuña para tubulares de perforación puedan entenderse. Las características y las ventajas adicionales del dispositivo de cuña para tubulares de perforación se describirán mejor en lo sucesivo, las cuales forman parte de las reivindicaciones de la invención. Este resumen no pretende identificar las características clave o las características esenciales de la materia reivindicada, ni pretende utilizarse como ayuda para determinar el alcance de la materia reivindicada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La divulgación se entiende mejor a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lee con las figuras adjuntas. Se hace hincapié en que, de conformidad con la práctica estándar en la industria, varias características no están dibujadas a escala. De hecho, las dimensiones de varias características se pueden aumentar o reducir arbitrariamente para la claridad de la discusión.

La figura 1 ilustra un dispositivo de cuña que sujeta el tubular de acuerdo con una o más modalidades.

La figura 2 es una vista en sección de un dispositivo de cuña que sujeta el tubular a lo largo de la línea A-A de la figura 1 que ilustra las cuñas retraídas de acuerdo con una o más modalidades.

La figura 3 es una vista en sección de un dispositivo de cuña que sujeta el tubular en una posición cerrada que ¡lustra las cuñas extendidas de acuerdo con una o más modalidades.

La figura 4 ilustra un dispositivo de cuña que sujeta el tubular a lo largo de la figura B-B de acuerdo con una o más modalidades.

La figura 5 ilustra un juego de cuñas superior e inferior de un dispositivo de cuña que sujeta el tubular en una configuración de cuña de seguridad de acuerdo con una o más modalidades.

La figura 6 ilustra un juego de cuñas superior e inferior de un dispositivo de cuña que sujeta el tubular en una configuración de cuña bidireccional de acuerdo con una o más modalidades.

La figura 7 ilustra un pestillo con leva de fijación de un dispositivo de cuña que sujeta el tubular de acuerdo con una o más modalidades.

Las figuras 8 y 9 ¡lustran un sistema de pozo submarino que incorpora los dispositivos de cuña que sujeta el tubular con una o más modalidades.

La figura 10 ilustra un sistema de pozo submarino que incorpora los dispositivos de cuña que sujeta el tubular con una o más modalidades.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Debe entenderse que la siguiente divulgación proporciona muchas modalidades diferentes, o ejemplos, para implementar características diferentes de las diversas modalidades. Ejemplos específicos de componentes y disposiciones se describen a continuación para simplificar la divulgación. Estos son, por supuesto, simplemente ejemplos y no se pretende que sean limitativos. Adicionalmente, la divulgación puede repetir números de referencia y/o letras en los diversos ejemplos. Esta repetición es con el propósito de simplicidad y claridad y no dicta en sí misma una relación entre las diversas modalidades y/o configuraciones discutidas. Además, la formación de una primera característica sobre o en un segunda característica en la descripción que sigue puede incluir modalidades en las cuales la primera y la segunda características se forman en contacto directo, y también puede incluir modalidades en las cuales se pueden formar características adicionales interponiendo la primera y la segunda características de tal manera que la primera y la segunda características no puedan estar en contacto directo.

Como se utilizan en la presente, los términos "arriba" y "abajo"; "superior" e "inferior"; "parte superior" y "parte inferior"; y otros términos similares que indican posiciones relativas a un punto o elemento dados se utilizan para describir algunos elementos de manera más clara. Comúnmente, estos términos se refieren a un punto de referencia como la superficie a partir de la cual se inician las operaciones de perforación como es el punto superior y la profundidad total de la boca de pozo que es el punto más bajo, en donde el pozo (por ejemplo, boca de pozo, orificio de perforación) es vertical, horizontal o inclinado con respecto a la superficie.

La figura 1 ilustra un ejemplo de un dispositivo de cuña que agarra el tubular, por lo general denotado por el número 1010, de acuerdo con una o más modalidades. Dispositivo de cuña 1010 incluye un primer juego de cuñas superior 1012 localizado vertí cal mente sobre un segundo juego de cuñas inferior 1014 en relación con un barreno 40 formado a través de un alojamiento 1016. Los juegos de cuñas superior e inferior 1012, 1014 se accionan mediante un accionador de cremallera y piñón 1018 entre una posición retraída (figura 2) y una posición extendida (Figura 3) para sujetar un tubular 38 (por ejemplo, sarta de tubería, sarta de tubulares; ver figuras 8 a 0) que se dispone a través del barreno 40. De acuerdo con las modalidades, el accionador de cremallera y piñón 1018 se acciona de manera hidráulica.

El juego de cuñas superior 1012 y el juego de cuñas inferior 1014 incluyen cada uno dos o más cuñas individuales 1020. En la modalidad mostrada en la figura 1 , cada juego de cuñas 1012, 1014 incluye seis cuñas 1020. Con referencia adicional a las figuras 5 y 6, cada cuñas 1020 tiene un troquel 1022 portado sobre un portador 1024. Los troqueles 1022 tienen una cara dentada 1021 para sujetar o acoplar un tubular y una pared posterior inclinada (es decir, superficie) 1023 correspondiente a una superficie portadora inclinada 1025 del portador 1024. Cada troquel 1022 está colocado de manera móvil en el portado respectivo 1024 mediante conectores elastoméricos 1026.

La figura 5 ilustra un juego de cuñas superior 1012 y el juego de cuñas inferior 1014 dispuestos en una configuración de cuñas de seguridad, por lo general con el número 48. En esta configuración de cuñas de seguridad, todas las cuñas 1020 están dispuestas para que los respectivos troqueles 1022 sujeten el tubular para resistir el movimiento descendente y permitir el movimiento ascendente del tubular en relación con los troqueles.

La figura 6 ilustra un juego de cuñas superior 1012 y el juego de cuñas inferior 1014 en una configuración de cuñas bidireccional, por lo general con el número 60. En la configuración bidireccional 60, las cuñas 1020 del juego de cuñas superior 1012 se colocan para que los troqueles 1022 sujeten el tubular y resistan el movimiento descendente y las cuñas 1020 del juego de cuñas inferior 1014 se invierten de tal manera que las cuñas 1020 del juego de cuñas inferior 1014 se coloquen para sujetar el tubular para resistir el movimiento ascendente del tubular y permitan el movimiento descendente del tubular.

De acuerdo con una o más modalidades, las cuñas superiores 1020 y las cuñas inferiores 1020 se desplazan de manera angular unas de otras por un ángulo de desplazamiento identificado con el número 1005 en la figura 5. El ángulo de desplazamiento 1005 se muestra en las figuras 1 y 5 para ser aproximadamente 30 grados aunque pueden utilizarse otros ángulos de desplazamiento 1005. El uso de juegos de cuñas separadas de manera axial 1012, 1014, con cuñas desplazadas de forma axial 1020, sirven para centrar el tubular 38 en un barreno 40 y mitigar el pinzamiento del tubular entre las cuñas individuales adyacentes 1020 de un juego de cuñas.

Un manguito guía o alojamiento 1028 se coloca en el alojamiento 1016 y define un barreno 40 axialmente a través de los mismos. El manguito guía 1028 puede formarse en una o más secciones. Las cuñas 1020 se extienden a través del manguito guía 1028. El manguito guía 1028 y los juegos de cuñas superior e inferior 1012, 1014 se disponen dentro de una leva giratoria por lo general con el número de referencia 1030. Cada cuña 1020 está conectada a la leva 1030 mediante un seguidor de levas 1032. En la modalidad mostrada en la figura 1 , las cuñas 1020 del juego de cuñas superior 1012 se conectan a una leva superior 1030 y el juego de cuñas inferior 1014 está conectado a una leva inferior 1030. De acuerdo con una o más modalidades, las levas 1030 están dispuestas dentro de una leva que porta revestimientos que pueden distribuir las cargas concentradas de los seguidores de levas 1030 al alojamiento.

Con referencia en particular a las figuras 1 y 4, el accionador de cremallera y piñón 1018 incluye un engranaje piñón 1034 conectado a la leva 1030 para girar con la leva 1030. El engranaje de piñón 1034 está conectado a las levas superior e inferior respectivas 1030 mediante separadores 1035 en la figura 1. El engranaje cremallera 1036 está conectado al engranaje piñón 1034 y se mueve linealmente mediante el accionador 1040 por ejemplo un accionador hidráulico.

De acuerdo con una o más modalidades, el dispositivo de cuña 1010 incluye una leva de freno 1042. Un ejemplo no limitante de una leva de freno 1042 ahora se describe con referencia en particular a la figura 1 y la sección C-C ilustrada en la figura 3. En este ejemplo, la leva de freno 1042 incluye una zapata 1044 operada de manera lineal mediante un accionador, por ejemplo, accionador hidráulico 1043. Un primer rotor de cierre 1046 está conectado (es decir, ranurado) a un manguito ranurado 1048 de manguito guía 1028 de tal manera que el primer rotor de cierre 1046 está fijo en torsión y se mueve verticalmente. Un segundo rotor de cierre 1050 está conectado con la leva 1030 para girar con la leva 1030. El resorte 1052, por ejemplo, elastómero, está colocado entre el primer y segundo rotores 1046, 1050 para impulsar los rotores y desviar la zapata 1044 para desacoplar de los rotores 1046, 1050. El accionador 1043 se opera para mover la zapata 1044 en acoplamiento con los rotores 1046, 1050 con lo cual cierra el rotor 1050 y las levas 1030 con el rotor estacionario giratorio 1046 y manguito guía 1028 por medio del manguito de empalme 1048. En la posición cerrada, los juegos de cuñas superior e inferior 1012, 1014 se mantienen en posición estacionaria de manera giratoria. Como se describió anteriormente, el primer rotor de cierre 1046 está ranurado para el manguito ranurado 1048 de una manera que el rotor de cierre 1046 se puede mover de manera vertical a lo largo del manguito ranurado 1046, y las levas 1030 pueden flotar y/o articularse en relación con la leva que porta el revestimiento colocado entre las levas 1030 y el alojamiento 1016. Cuando la leva de freno 1042 está en la posición cerrada acoplando los rotores 046, 1050, la conexión ranurada del rotor 1046 y el manguito ranurado 1048 puede permitir que las levas 1030 floten mientras las cuñas 1020 permanecen en acoplamiento de sujeción con el tubular.

La figura 8 es una ilustración esquemática de un sistema de seguridad de pozos submarinos, por lo general con el número de referencia 10, siendo utilizado en un sistema de perforación de pozos submarinos 12. En la modalidad representada, el sistema de perforación 12 incluye un apilamiento de BOP 14 que está asentado en un cabezal de pozo submarino 16 de un pozo 18 (es decir, recinto del pozo) que penetra el fondo del mar 20. El apilamiento de BOP 14 incluye convencionalmente un conjunto de montante marino inferior ("LMRP", por sus siglas en inglés) 22 y preventores de reventón ("BOP") 24. El apilamiento de BOP 14 representado también incluye válvulas de prueba submarinas ("SSTV", por sus siglas en inglés) 26.

El sistema de seguridad de pozo submarino 10 comprende un conjunto de seguridad, o montaje, referido en la presente como un conjunto de seguridad catastrófico ("CSP", por sus siglas en inglés) 28 que está asentado en un apilamiento de BOP 14 y conecta operativamente un montante 30 que se extiende desde una plataforma 31 (por ejemplo, buque, plataforma petrolífera, barco, etc.) al apilamiento de BOP 14 y, de esta manera al pozo 18. El CSP 28 comprende un CSP superior 32 y un CSP inferior 34 que están adaptados para separarse entre sí en respuesta a la iniciación de una secuencia de seguridad con lo cual se desconecta el montante 30 del apilamiento de BOP 14 y del pozo 18, por ejemplo como se ilustra en la Figura 9. La secuencia de seguridad se inicia en respuesta a parámetros que indican la ocurrencia de una falla en el pozo 18 con el potencial de conducir a un reventón del pozo.

El cabezal de pozo 16 es una terminación del recinto del pozo en el fondo del mar y generalmente tiene los componentes necesarios (por ejemplo, conectores, bloqueos, etc.) para conectar componentes tales como BOP 24, válvulas (por ejemplo, válvulas de prueba, árboles de producción, etc.) al recinto del pozo. El cabezal de pozo también incorpora los componentes necesarios para tubería de revestimiento colgante, tubería de producción, y dispositivos de producción y control de flujo de subsuelo en el recinto del pozo.

El LMRP 22 y el apilamiento de BOP 24 están acoplados entre sí por medio de un conector de recinto del pozo que se acopla con un mandril correspondiente en el extremo superior del apilamiento de BOP 14. El LMRP 22 normalmente proporciona la interfaz (es decir, conexión) de los BOP 24 y el extremo inferior 30a de un montante marino 30 por medio de un conector de montante 36 (es decir, adaptador de montante). El conector de montante 36 comprende comúnmente un adaptador de montante para conectar el extremo inferior 30a del montante 30 (por ejemplo, pernos, soldadura, conector hidráulico) y una junta flexible que proporciona un radio de movimiento angular del montante 30 (por ejemplo, 10 grados) con relación al apilamiento de BOP 14, por ejemplo para compensar el desplazamiento del buque 31 y efectos de la corriente a lo largo de la longitud del montante 30. El conector de montante 36 puede comprender adicionalmente uno o más puertos para conectar fluido (es decir, hidráulico) y conductores eléctricos, es decir, cable umbilical de comunicación, el cual se puede extender a lo largo del montante 30 (exterior o interior) de la plataforma de perforación ubicada en una superficie 5 al sistema de perforación de pozo submarino 12. Por ejemplo, es común para una línea de estrangulamiento hidráulica 44 y una línea de ahogo hidráulica 46 extenderse de la superficie para la conexión al apilamiento de BOP 14.

El montante 30 es una sarta tubular que se extiende de la plataforma de perforación 31 abajo al pozo 18. El montante es en efecto una extensión del recinto del pozo que se extiende a través de la columna de agua al buque de perforación 31. El diámetro del montante es lo suficientemente grande para permitir al tubular de perforación, las sartas de tubo de revestimiento, las herramientas de registro y similares pasar a través de él. Por ejemplo, en las Figuras 8 y 9, un tubular 38 (por ejemplo, tubería de perforación, sarta de tubería) se ilustra desplegado desde la plataforma de perforación 31 dentro del montante 30. El lodo de perforación y los cortes de perforación se pueden devolver a la superficie 5 a través del montante 30. El cable umbilical de comunicación (por ejemplo, hidráulico, eléctrico, óptico, etc.) se puede desplegar de manera exterior a o a través del montante 30 al CSP 28 y al apilamiento de BOP 14. Un vehículo operado a distancia ("ROV", por sus siglas en inglés) 124 está representado en la Figura 9 y se puede utilizar para diferentes tareas.

Ahora se hace referencia a la Figura 10, la cual ilustra un paquete de seguridad de pozo submarino 28 de acuerdo con una o más modalidades. El CSP 28 representado en la Figura 10 se describe adicionalmente con referencia a las Figuras 8 y 9. En la modalidad representada, el CSP 28 comprende un CSP superior 32 y un CSP inferior 34. El CSP superior 32 comprende un conector de montante 42 que puede incluir una conexión de brida de montante 42a, y un adaptador de montante 42b que pueden proporcionarse para la conexión de cables umbilicales de comunicación y la extensión de cables umbilicales de comunicación a varios dispositivos de CSP 28 y/o dispositivos de apilamiento de BOP 14. Por ejemplo, una línea de estrangulamiento 44 y una línea de ahogo 46 están representadas extendiéndose desde la superficie con el montante 30 y extendiéndose a través del adaptador de montante 42b para la conexión con las líneas de estrangulamiento y de ahogo del apilamiento de BOP 14. El CSP 28 incluye un conector de estrangulamiento 44a y un conector de línea de ahogo 46a para interconectar la porción superior de la línea de estrangulamiento 44 y de la línea de ahogo 46 con la porción inferior de la línea de estrangulamiento 44 y de la línea de ahogo 46.

Un barreno longitudinal interno 40, mostrado en la figura 10 mediante la línea discontinua a través del CSP 34 se forma a través del montante 30 y los dispositivos del sistema de pozos interconectado (por ejemplo, CSP 28, apilamiento de BOP 14) para pasar el tubular 38 hacia el pozo. Un anillo 41 está formado entre el diámetro externo del tubular 38 y el diámetro del barreno 40.

El CSP superior 32 comprende adicionalmente un dispositivo de cuña 1010 adaptado para cerrar en el tubular 38. En esta modalidad, el dispositivo de cuña 1010 está dispuesto en una configuración de cuña de seguridad 48 (ver, figura 5). El dispositivo de cuña 1010 se acciona en la modalidad mostrada por la presión hidráulica de un acumulador 50 ubicado por ejemplo un compartimiento de acumulador superior 52. En la configuración de cuña de seguridad 48, el dispositivo de cuña 1010 sujeta el tubular 38 y resiste el movimiento vertical descendente cuando se extienden las cuñas.

El CSP inferior 34 incluye un conector 54 para conectar al apilamiento de BOP 14 por ejemplo, por medio del conector de montante 36, esclusas 56 (por ejemplo, esclusas de cierre total), cortes tubulares 58, dispositivo de cuña inferior 1010 y un sistema de ventilación 64 (por ejemplo, colector de válvula) que tienen una o más válvulas 66 (por ejemplo, válvulas de ventilación 66a, válvulas de choque 66b, mandriles de conexión 68). En esta modalidad, el dispositivo de cuña inferior 1010 está dispuesto en una configuración de cuña bidireccional 60 (ver figura 6) con la que cuando el dispositivo de cuña está en la posición extendida, uno de los juegos de cuñas 1012, 1014, acopla el tubular 38 y resiste el movimiento descendente del tubular y el otro juego de cuñas 1012, 1014 resiste el movimiento ascendente del tubular.

En la modalidad mostrada, el CPS inferior 34, además incluye un dispositivo deflector 70 (por ejemplo, dispositivo de contacto, esclusa de ariete) dispuesto sobre un sistema de ventilación 64, y debajo del dispositivo de cuñas inferior 1010, corte tubular 58 y esclusa de cierre total 56). El CSP inferior 34 incluye una pluralidad de acumuladores hidráulicos 50 que están dispuestos y conectados en uno o más compartimientos hidráulicos inferiores 62 para la operación de diversos dispositivos (por ejemplo, dispositivo de cuñas inferior 1010) CSP 28. Como se describirá adicionalmente a continuación, el CSP 28, en particular el CSP inferior 34, puede incluir metanol, u otra sustancia química, una fuente 76 conectada operacionalmente para inyectar dentro del CSP inferior 34, por ejemplo, para evitar la formación de hidratos.

El CSP superior 32 y el CSP inferior 34 están conectados entre sí de manera desmontable por un conector 72. El conector de CSP 72 se representa en las modalidades ilustradas como un conector de pinza, que comprende una primera porción de conector 72a y una segunda porción de conector de mandril 72b. Un dispositivo eyector 74 (por ejemplo, bolardos eyectores) se conecta operacionalmente entre el CSP superior 32 y el CSP inferior 34 para separar el CPS superior 32 y el montante 30 del CSP inferior 34 y el apilamiento de BOP 14 después de que el conector 72 se ha accionado a la posición de desbloqueo. El CSP 28 también incluye una pluralidad de sensores 84 los cuales pueden detectar varios parámetros, tales como y sin limitación, temperatura, presión, deformación (tracción, compresión, momento de torsión), vibración y régimen de flujo del fluido.

El CSP 28 incluye un sistema de control 78, el cual se puede ubicar bajo el mar, por ejemplo en el CSP 28 o en una ubicación remota tal como en la superficie. El sistema de control 78 puede incluir uno o más controladores los cuales se ubican en ubicaciones diferentes. Por ejemplo, en por lo menos una modalidad, el sistema de control 78 incluye un controlador superior 80 (por ejemplo, un bus de datos de control y comando superior) y un controlador inferior 82 (por ejemplo, un bus controlador y comando inferior). El sistema de control 78 se puede conectar por medio de conductores (por ejemplo, cable, fibras ópticas, líneas hidráulicas) y/o de forma inalámbrica (por ejemplo, transmisión acústica) a varios dispositivos submarinos (por ejemplo, dispositivos de cuña 1010, de corte 58) y a sistemas de control de superficie (es decir, plataforma de perforación 31).

En caso de una emergencia, el sistema de seguridad 10 puede accionarse para encender el pozo 18. Con la activación, el dispositivo de cuña inferior 1010 (es decir, cuña bidireccional 60) se opera a la posición extendida o cerrada (por ejemplo, la figura 3) tal como cuñas 1020 del tubular de sujeción 28. Con referencia a la figura 6, las cuñas 1020 del juego de cuñas superior 1012 resisten el movimiento descendente del tubular y el juego de cuñas inferior 1014 resiste el movimiento ascendente del tubular. El tubular 38 entonces se sujeta en el CSP superior 34 al cerrar el dispositivo de cuña superior 1010 (es decir, cuña de seguridad 48). Como se describe con referencia en particular a las figuras 1 , 3 y 5, en este ejemplo, los juegos de cuñas superior e inferior 1012, 1014 resisten el movimiento descendente del tubular y permiten el movimiento ascendente del tubular.

Con el tubular 38 sujetado por el dispositivo de cuña superior 1010 y el dispositivo de cuña inferior 1010, el corte tubular 58 se activa para cortar el tubular 38. El dispositivo de cuña inferior 1010 en la configuración de cuñas bidireccional 60 resiste la expulsión del tubular 38 del pozo 18 y también resiste el movimiento descendente del tubular 38 en el pozo 18. El dispositivo de cuña superior 1010 permite que el tubular 38 se mueva hacia arriba mientras se rompe mediante el corte tubular 58.

De acuerdo con algunos sistemas, tal como el sistema de seguridad mostrado 10, CSP superior 32 y CSP inferior 34 se desconectan uno de otro al operar el conector de CSP 72 a una posición desconectada. El montante 30 y el CSP superior 32 pueden separarse (por ejemplo, expulsado) del CSP inferior 34 y del apilamiento de BOP 14 al activar el dispositivo eyector 74 (por ejemplo, bolardos eyectores), ver por ejemplo, las figuras 8-10.

El accionador de cremallera y piñón 1018 proporciona una escala extendida de movimiento de cuñas 1020 de tal manera que una gran escala de diámetros del tubular 38 pueden sujetarse mediante cuñas 1020. También se observa que en algunas modalidades, por ejemplo como el dispositivo de cuña superior 1010 y dispositivo de cuña inferior 1012 se utilizan en un sistema de seguridad de pozo, que una fuerza de sujeción protegida puede aplicarse al tubular 38. Por ejemplo, con una falla del pozo, el dispositivo de cuña del tubular 1010 puede aplicar una fuerza radial al tubular 38 que choca con el tubular 38 y mantiene una sujeción para minimizar la oportunidad de que el tubular caiga en la boca de pozo y/o sea expulsado de la boca de pozo. De acuerdo con por lo menos una modalidad, el dispositivo de cuña 10 0 está adaptado para soportar una carga tubular de 907184.7 kilogramos.

Un sistema de seguridad de pozo 12 de acuerdo con una o más modalidades incluye un dispositivo de cuña de seguridad 1010 que forma una parte de un barreno 40 y que comprende un alojamiento que coloca un juego de cuñas superior 1012 separado axialmente arriba del juego de cuñas inferior 1014, y un accionador de cremallera y piñón conectados al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior para mover radialmente los juegos de cuñas superior e inferior entre una posición abierta que permite que un tubular 38 se mueva a través del barreno y una posición cerrada para sujetar el tubular y resistir el movimiento descendente tubular y permitir el movimiento ascendente del tubular, y un dispositivo de cuña bidireccional 1010 que forma una parte del barreno y que comprende un alojamiento que dispone un juego de cuñas superior separado axialmente sobre un juego de cuñas inferior, y un accionador de cremallera y piñón conectados al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior para mover radialmente los juegos de cuñas superior e inferior entre una posición abierta que permite que el tubular se mueva a través del barreno y una posición cerrada para sujetar el tubular y resistir el movimiento ascendente del tubular y resistir el movimiento descendente del tubular.

Un método de pozo de seguridad 18 de acuerdo con una o más modalidades incluye activar un dispositivo de cuña bidireccional para sujetar un tubular que se extiende a través de un barreno de un sistema de pozo, en donde el dispositivo de cuña bidireccional comprende un primer juego de cuñas separados axialmente de un segundo juego de cuñas, el primer juego de cuñas resiste el movimiento descendente del tubular sujetado y el segundo juego de cuñas resiste el movimiento ascendente del tubular sujetado; y activar un dispositivo de cuñas de seguridad para sujetar el tubular, en donde el dispositivo de cuñas de seguridad un primer juego de cuñas separados axialmente de un segundo juego de cuñas, en donde el primer juego de cuñas y el segundo juego de cuñas resistan el movimiento descendente del tubular sujetado y permitan el movimiento ascendente del tubular sujetado.

Lo anterior resume características de diversas modalidades de manera que aquellos expertos en la técnica puedan entender mejor los aspectos de la divulgación. Aquellos expertos en la técnica deberán comprender que pueden utilizar fácilmente la divulgación como una base para diseñar o modificar otros procesos y estructuras para llevar a cabo los mismos objetivos y/o lograr las mismas ventajas de las modalidades introducidas en la presente. Aquellos expertos en la técnica también deberán darse cuenta de que tales construcciones equivalentes no se apartan del espíritu y del alcance de la divulgación, y que pueden realizar varios cambios, sustituciones y modificaciones en la presente sin apartarse del espíritu y del alcance de la divulgación. El alcance de la invención se debe determinar solamente por el lenguaje de las reivindicaciones que se presentan a continuación. El término "comprende" dentro de las reivindicaciones se pretende que signifique "incluye por lo menos" de tal manera que la lista recitada de elementos en una reivindicación es un grupo abierto. Los términos "un", "una" y otros términos singulares se pretende que incluyan las formas plurales de los mismos a menos que se excluyan específicamente.

Claims (20)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de cuña para sujetar tubulares, el dispositivo comprende: un alojamiento que forma un barreno axial; un juego de cuñas superior separado de manera axial sobre un juego de cuñas inferior; y un accionador de cremallera y piñón conectado al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior, el accionador de cremallera y piñón mueve de forma radial el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior entre una posición retraída y una posición extendida para sujetar un tubular dispuesto en el barreno.

2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están desplazados angularmente uno de otro.

3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el juego de cuñas superior comprende seis cuñas superiores y el juego de cuñas inferior comprende seis cuñas inferiores.

4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque: el juego de cuñas superior comprende seis cuñas superiores y el juego de cuñas inferior comprende seis cuñas inferiores; y las cuñas superiores y las cuñas inferiores están desplazadas angularmente unas de otras.

5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están orientados para resistir el movimiento descendente de los tubular sujetado y para permitir el movimiento ascendente del tubular sujetado.

6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque uno del juego de cuñas superior y del juego de cuñas inferior están orientados para resistir el movimiento ascendente del tubular sujetado y el otro del juego de cuñas superior y del juego de cuñas inferior están orientados para resistir el movimiento descendente del tubular sujetado.

7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende: una leva colocada en el alojamiento y conectada de manera giratoria al accionador de cremallera y piñón; y un manguito guía que forma el barreno a través del alojamiento, en donde el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están conectados a la leva y se extienden a través del alojamiento guía.

8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende una leva de freno accionable para cerrar la leva y el manguito guía juntos.

9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque uno del juego de cuñas superior y del juego de cuñas inferior están orientados para resistir el movimiento ascendente del tubular sujetado y el otro del juego de cuñas superior y del juego de cuñas inferior están orientados para resistir el movimiento descendente del tubular sujetado.

10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están desplazados angularmente uno de otro; y comprende adicionalmente: una leva colocada en el alojamiento y conectada de manera giratoria al accionador de cremallera y piñón; y un manguito guía que forma el barreno a través del alojamiento, en donde el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están conectados a la leva y se extienden a través del alojamiento guía.

11. Un sistema de seguridad de pozos, que comprende: un dispositivo de cuña de seguridad que forma una parte de un barreno y que comprende un alojamiento que coloca un juego de cuñas superior axialmente arriba de un juego de cuñas inferior, y un accionador de cremallera y piñón conectado al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior para mover radialmente el juego de cuñas superior e inferior entre una posición abierta que permite que un tubular se mueva a través del barreno y una posición cerrada para sujetar el tubular y resista el movimiento descendente del tubular y permita el movimiento ascendente del tubular; y un dispositivo de cuña bidireccional que forma una parte del barreno y que comprende un alojamiento que coloca un juego de cuñas superior separado axialmente arriba de un juego de cuñas inferior, y un accionador de cremallera y piñón conectado al juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior para mover radialmente el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior entre una posición abierta que permite que el tubular se mueva a través del barreno y una posición cerrada para sujetar el tubular y resistir el movimiento descendente del tubular y resistir el movimiento ascendente del tubular.

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un corte tubular conectado en el sistema entre el dispositivo de cuña de seguridad y el dispositivo de cuña bidireccional.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque el juego de cuñas superior del dispositivo de cuña bidireccional está orientado para resistir el movimiento descendente del tubular sujetado y el juego de cuñas inferior del dispositivo de cuña bidireccional está orientado para resistir el movimiento ascendente del tubular sujetado.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque: el dispositivo de cuña de seguridad comprende: una leva colocada en el alojamiento y conectada de manera giratoria al accionador de cremallera y piñón; y un manguito guía que forma el barreno a través del alojamiento, en donde el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están conectados a la leva y se extienden a través del alojamiento guía; y el dispositivo de cuña bidireccional comprende: una leva colocada en el alojamiento y conectada de manera giratoria al accionador de cremallera y piñón; y un manguito guía que forma el barreno a través del alojamiento, en donde el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están conectados a la leva y se extienden a través del alojamiento guía.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque: el dispositivo de cuña de seguridad comprende: una leva colocada en el alojamiento y conectada de manera giratoria al accionador de cremallera y piñón; un manguito guía que forma el barreno a través del alojamiento, en donde el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están conectados a la leva y se extienden a través del alojamiento guía; y una leva de freno accionable para cerrar la leva y el manguito guía juntos; y el dispositivo de cuña bidireccional comprende: una leva colocada en el alojamiento y conectada de manera giratoria al accionador de cremallera y piñón; un manguito guía que forma el barreno a través del alojamiento, en donde el juego de cuñas superior y el juego de cuñas inferior están conectados a la leva y se extienden a través del alojamiento guía; y una leva de freno accionable para cerrar la leva y el manguito guía juntos.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el juego de cuñas superior del dispositivo de cuña bidireccional está orientado para resistir el movimiento descendente del tubular sujetado y el juego de cuñas inferior del dispositivo de cuña bidireccional está orientado para resistir el movimiento ascendente del tubular sujetado.

17. Un método de pozo de seguridad que comprende: accionar un dispositivo de cuña bidireccional para sujetar un tubular que se extiende a través de un barreno de un sistema de pozos, en donde el dispositivo de cuña bidireccional comprende un primer juego de cuñas separado de manera axial de un segundo juego de cuñas, el primer juego de cuñas resiste el movimiento descendente del tubular sujetado y el segundo juego de cuñas resiste el movimiento ascendente del tubular sujetado; y accionar un dispositivo de cuña de seguridad para sujetar el tubular, en donde el dispositivo de cuña de seguridad comprende un primer juego de cuñas separadas de manera axial de un segundo juego de cuñas, en donde el primer juego de cuñas y el segundo juego de cuñas resisten el movimiento descendente del tubular sujetado y permiten el movimiento ascendente del tubular sujetado.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque comprende adicionalmente cortar el tubular entre el dispositivo de cuña de seguridad y el dispositivo de cuña bidireccional mientras que el tubular se sujeta mediante el dispositivo de cuña de seguridad y mediante el dispositivo de cuña bidireccional.

19. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque: el accionamiento del dispositivo de cuña bidireccional comprende mover el primer juego de cuñas y el segundo juego de cuñas de una posición retraída a una posición extendida en respuesta al accionamiento hidráulico de un accionador de cremallera y piñón bidireccional; y el accionamiento del dispositivo de cuña de seguridad comprende mover el primer juego de cuñas y el segundo juego de cuñas de una posición retraída a una posición extendida en respuesta al accionamiento hidráulico de un accionador de cremallera y piñón de seguridad.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque comprende adicionalmente cortar el tubular entre el dispositivo de cuña de seguridad y el dispositivo de cuña bidireccional mientras que el tubular se sujeta mediante el dispositivo de cuña de seguridad y mediante el dispositivo de cuña bidireccional.