MX2014013898A

MX2014013898A - Centralizador de recuperacion.

Info

Publication number: MX2014013898A
Application number: MX2014013898A
Authority: MX
Inventors: William Iain Elder Levie; Gregory Paul Roger; Miles Norman Sweep
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2015-08-05
Also published as: US8960278B2; EP2855827B1; CA2871662A1; NO2880254T3; US20130319689A1; CA2871662C; EP3293349B1; WO2013184276A3; EP3293349A1; WO2013184276A2; MX351520B; EP2855827A2

Abstract

Un sistema de centralizador que comprende un centralizador colocado alrededor de un tubular de pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo; y una porción de retención colocada en al menos una ventana, en donde la porción de retención está configurada para proporcionar un acoplamiento sustancialmente fijo entre la primera porción de cuerpo y el tubular de pozo de sondeo.

Description

CENTRALIZADOR DE RECUPERACION ANTECEDENTES DE LA INVENCION * Los pozos de sondeo en ocasiones son perforados en formaciones subterráneas que contienen hidrocarburos para permitir la recuperación de los hidrocarburos. Algunos métodos de servicio de pozo de sondeo emplean tubulares de pozo de sondeo que son bajados en el pozo de sondeo para diversos propósitos durante la vida del pozo de sondeo. Debido a que los pozos de sondeo por lo general no son perfectamente verticales, se utilizan centralizadores para mantener los tubulares de pozo de sondeo alineados dentro del pozo de sondeo. La alineación puede ayudar a evitar cualquier fricción entre el tubular de pozo de sondeo y el costado de la pared o tubería de revestimiento del pozo de sondeo, reduciendo potencialmente la fuerza requerida para llevar el tubular de pozo de sondeo al interior del pozo además de reducir potencialmente cualquier daño que pudiera ocurrir a medida que el tubular de pozo de sondeo se mueve dentro del pozo de sondeo. Centralizadores de muelle comunes utilizan collares de tope ubicados en cualquier extremo del centralizador para mantener la posición del centralizador con relación al tubular de pozo de sondeo a medida que el tubular es llevado dentro y fuera del pozo de sondeo. El centralizador de muelle puede estar libre para moverse dentro de los límites de los collares de tope a medida que los collares de tope empujan el centralizador en la dirección de movimiento dentro del pozo de sondeo. Los centralizadores de muelle con collares de tope no son convenientes para todas las aplicaciones dentro de un pozo de sondeo y aún se pueden realizar mejoras en los centralizadores.

BREVE DESCRIPCION DE IA INVENCIÓN Aquí se divulga un sistema de centralizador que comprende un centralizador colocado alrededor de un tubular de pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende, una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco que conectan la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo, y una porción de retención colocada en al menos una ventana, en donde la porción de retención está configurada para proporcionar un acoplamiento sustancialmente fijo entre la primera porción de cuerpo y el tubular de pozo de sondeo.

Aquí también se describe un método para centralizar un tubular de pozo de sondeo que comprende acoplar un centralizador acoplado a un tubular de pozo de sondeo con una restricción en un pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco que conectan la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo, y en donde el centralizador está acoplado al tubular de pozo de sondeo a través de una porción de retención colocada en al menos una ventana, y comprimiendo radialmente los muelles de arco, en donde la primera porción de cuerpo está acoplada de manera fija con el tubular de pozo de sondeo durante la compresión radial de los muelles de arco.

Además, aquí se divulga un método que comprende proporcionar un tubular de pozo de sondeo, colocar un centralizador alrededor del tubular de pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y una ventana colocada en la primera porción de cuerpo, preparar una superficie del tubular de pozo de sondeo dentro de la ventana, cubrir la ventana con un molde de inyección, e inyectar un material compuesto dentro de un espacio entre el tubular de pozo de sondeo y el molde de inyección para formar una porción de retención, en donde la porción de retención llena sustancialmente la ventana.

Estas y otras características se entenderán de manera más clara a partir de la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con los dibujos acompañantes y las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Para un entendimiento más completo de la presente divulgación y las ventajas de la misma, ahora se hace referencia a la siguiente breve descripción, tomada en conexión con los dibujos acompañantes y la descripción detallada: La figura 1 es una vista en corte de una modalidad de un sistema de servicio de pozo de sondeo de acuerdo con una modalidad; La figura 2 es una vista plana de un centralizador de acuerdo con una modalidad.

La figura 3A es una vista plana de un centralizador de acuerdo con otra modalidad.

La figura 3B es una vista en perspectiva de un centralizador de acuerdo con otra modalidad.

La figura 3C es una vista plana de arriba hacia debajo de un centralizador de acuerdo con otra modalidad.

Las figuras 4A-4C son vistas en sección transversal parcial de modalidades de un centralizador.

Las figuras 5A-5B son vistas planas de un centralizador colocado en un tubular de pozo de sondeo de acuerdo con otra modalidad todavía.

La figura 6 es una vista plana de un centralizador de acuerdo con otra modalidad todavía.

Las figuras 7A y 7B son vistas planas de un centralizador de acuerdo con otra modalidad todavía.

La figura 8A es una vista plana de un centralizador de acuerdo con otra modalidad.

La figura 8B es una vista en perspectiva de un centralizador de acuerdo con otra modalidad.

La figura 9 es una vista en sección transversal parcial de modalidades de un centralizador.

Las figuras 10A y 10B son vistas planas de centralizadores de acuerdo con otra modalidad.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES En los siguientes dibujos y la descripción, partes similares típicamente están marcadas en la especificación y dibujos con los mismos números de referencia respectivamente. Las figuras de los dibujos no necesariamente están a escala. Algunas características de la invención se pueden mostrar exageradas en escala o en cierta forma esquemática y algunos detalles de elementos convencionales pueden no ser mostrados en el interés de la claridad y la concisión.

A menos que se especifique lo contrario, cualquier uso de cualquier forma de los términos "conectar", "acoplar", "enganchar", "unir", o cualquier otro término que describa una interacción entre elementos no pretende limitar la interacción a la interacción directa entre los elementos y también puede incluir interacción indirecta entre los elementos descritos. En el siguiente análisis y en las reivindicaciones, los términos "incluyendo" y "comprendiendo" se utilizan en una forma de significado abierto, y por lo tanto se debieran interpretar para indicar "incluyendo, pero no limitado a...". La referencia a arriba o abajo se hará para propósitos de descripción con "arriba", "superior", "hacia arriba" o "corriente arriba" significando hacia la superficie del pozo de sondeo y con "abajo", "inferior", "hacia abajo" o "corriente abajo" significando hacia el extremo terminal de pozo, sin considerar la orientación del pozo de sondeo. La referencia a dentro o fuera se hará para propósitos de descripción con "adentro",, "interior" o "hacia adentro" significando hacia el centro o eje central del pozo de sondeo, y con "afuera", "exterior" o "hacia fuera" significando hacia el tubular de pozo de sondeo y/o la pared del pozo de sondeo. Las diversas características antes mencionadas, así como otras características y funciones descritas con més detalle a continuación, serán fácilmente aparentes para aquellos expertos en la téenica con la ayuda de esta divulgación al momento de leer la siguiente descripción detallada de las modalidades, y por referencia a los dibujos acompañantes.

Aquí se divulgan centralizadores que tienen diseños de acoplamiento de recuperación para uso con un tubular de pozo de sondeo. El centralizador aquí descrito se puede acoplar a un tubular de pozo de sondeo a través del uso de una o más ventanas en una primera porción de cuerpo y una porción de retención colocada dentro de una o más ventanas, acoplando así el centralizador al tubular de pozo de sondeo. Modalidades adicionales incluyen el uso de una pluralidad de collares límite colocados entre la primera porción de cuerpo y una segunda porción de cuerpo, en donde al menos uno de la pluralidad de collares límite está configurado para acoplar el elemento de cuerpo delantero en la dirección de desplazamiento dentro del pozo de sondeo. El uso de un diseño de acoplamiento de recuperación puede permitir que el centralizador sea jalado dentro del pozo de sondeo, en lugar de ser empujado dentro del pozo de sondeo tal como ocurre con los centralizadores tradicionales. La capacidad para jalar el centralizador dentro del pozo de sondeo puede reducir la fuerza de arranque asociada con el uso del centralizador, ofreciendo una ventaja sobre centralizadores tradicionales.

Además, el uso de los diseños de acoplamiento de recuperación en lugar de los collares de tope tradicionales puede permitir que el centralizador de la presente divulgación sea utilizado en pozo de sondeo de tolerancia estrecha. Además, los centralizadores de la presente divulgación pueden ser rápidamente instalados en tubería existente y pueden no requerir subensambles dedicados para su uso. Los diseños de acoplamiento de recuperación se pueden instalar formando los acoplamientos directamente en el tubular de pozo de sondeo y/o en una porción de cuerpo cuando el centralizador es colocado sobre un tubular de pozo de sondeo, tal como una sección existente de tubería de revestimiento. Este método de producción puede permitir que el centralizador sea instalado en el sitio del pozo o dentro_del campo petrolero en lugar de requerir una instalación de fabricación dedicada y subensambles dedicados para unir los centralizadores a una sarta de tubulares de pozo de sondeo. Estas y otras ventajas serán aparentes en virtud de la descripción aquí contenida.

Haciendo referencia a la figura 1, se muestra un ejemplo de un ambiente operativo de pozo de sondeo. Tal como se muestra, el ambiente operativo comprende una plataforma de perforación 106 que está colocada sobre la superficie de la tierra 104 y se extiende sobre y alrededor de un pozo de sondeo 114 que penetra una formación subterránea 102 con el propósito de recuperar hidrocarburos. El pozo de sondeo 114 puede ser perforado en la formación subterránea 102 utilizando cualquier téenica de perforación conveniente. El pozo de sondeo 114 se extiende sustancialmente en forma vertical lejos de la superficie de la tierra 104 sobre una porción de pozo de sondeo vertical 116, se desvia de la vertical con relación a la superficie de la tierra 104 sobre una porción de pozo de sondeo desviada 136, y se convierte en una porción de pozo de sondeo horizontal 118. En ambientes operativos alternos, todo o partes de un pozo de sondeo pueden ser verticales, pueden estar desviadas a cualquier ángulo conveniente, pueden ser horizontales y/o curvas. El pozo de sondeo puede ser un pozo de sondeo nuevo, un pozo de sondeo existente, un pozo de sondeo recto, un pozo de sondeo de alcance extendido, un pozo de sondeo de carril lateral, un pozo de sondeo multilateral y otros tipos de pozo de sondeo para perforar y completar una o más zonas de producción. Además, el pozo de sondeo se puede utilizar tanto para pozos de producción como para pozos de inyección. En una modalidad, el pozo de sondeo se puede utilizar para propósitos diferentes o adicionales a la producción de hidrocarburos, tal como usos relacionados con la energía geotérmica.

Una sarta de tubular de pozo de sondeo 120 que comprende un centralizador 200 puede ser bajada en la formación subterránea 102 para una variedad de procedimientos de tratamiento o reacondicionamiento durante la vida del pozo de sondeo. La modalidad mostrada en la figura 1 ilustra el tubular de pozo de sondeo 120 en la forma de una sarta de tubería de revestimiento que es bajada dentro de la formación subterránea. Se debiera entender que el tubular de pozo de sondeo 120 que comprende un centralizador 200 es igualmente aplicable a cualquier tipo de tubular de pozo de sondeo que es insertado en un pozo de sondeo, incluyendo como ejemplos no limitativos tubería de perforación, tubería de producción, sartas de barras, y tubería enrollada. El centralizador 200 también se puede utilizar para centralizar diversos subensambles y herramientas de reacondicionamiento. En la modalidad mostrada en la figura 1, el tubular de pozo de sondeo 120 que comprende el centralizador 200 es llevado dentro de la formación subterránea 102 en una manera convencional y posteriormente se puede asegurar dentro del pozo de sondeo 114 llenando un anillo 112 entre el tubular de pozo de sondeo 120 y el pozo de sondeo 114 con cemento.

La plataforma de perforación 106 comprende una torre de sondeo 108 con un piso de plataforma 110 a través del cual el tubular de pozo de sondeo 120 se extiende hacia abajo desde la plataforma de perforación 106 al interior del pozo de sondeo 114. La plataforma de perforación 106 comprende un cabrestante impulsado por motor y otro equipo asociado para extender el tubular de pozo de sondeo 120 dentro del pozo de sondeo 114 a fin de colocar el tubular de pozo de sondeo 120 a una profundidad seleccionada. Mientras que el ambiente operativo mostrado en la figura 1 se refiere a una plataforma de perforación estacionaria 106 para bajar y fijar el tubular de pozo de sondeo 120 que comprende el centralizador 200 dentro de un pozo de sondeo basado en tierra 114, en modalidades alternativas, plataformas de reacondicionamiento móviles, unidades de servicio de pozo de sondeo (tal como unidades de tubería enrollada), y similares se pueden utilizar para bajar el tubular de pozo de sondeo 120 que comprende el centralizador 200 dentro del un pozo de sondeo. Se debiera entender que un tubular de pozo de sondeo 120 que comprende el centralizador 200 de manera alternativa puede ser utilizado en otros ambientes operativos, tal como dentro de un ambiente operativo de pozo de sondeo mar adentro.

En ambientes operativos alternos, una parte vertical desviada u horizontal del pozo de sondeo puede estar revestida y cementada y/o partes del pozo de sondeo pueden no estar revestidas. Por ejemplo, la sección no revestida 140 puede comprender una sección del pozo de sondeo 114 lista para ser revestida con tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, se puede utilizar un centralizador 200 en la tubería de producción en un pozo de sondeo revestido o no revestido. En una modalidad, una parte del pozo de sondeo 114 puede comprender una sección de escariado de fondo. Tal como aquí se utiliza, el escariado de fondo se refiere al agrandamiento de un pozo de sondeo existente por debajo de una sección existente, la cual puede estar revestida en algunas modalidades. Una sección escariada de fondo puede tener un diámetro más grande que una sección por arriba de la sección escariada de fondo. Por lo tanto, un tubular de pozo de sondeo que pasa hacia abajo a través del pozo de sondeo puede pasar a través de un pasaje de diámetro más pequeño por un pasaje de diámetro más grande.

Sin considerar el tipo de ambiente operativo en el que se utilice en centralizador 200, se apreciará que el centralizador 200 sirve para ayudar a guiar el tubular de pozo de sondeo 120 a través del pozo de sondeo 114. Tal como se describe con mayor detalle a continuación, el centralizador 200 comprende una primera porción de cuerpo 202, una segunda porción de cuerpo 204, y una pluralidad de muelles de arco 206 conectando la primera porción de cuerpo 202 a la segunda porción de cuerpo 204. El centralizador 200 sirve para centrar el tubular de pozo de sondeo (por ejemplo, sarta de tubería de revestimiento 120) dentro del pozo de sondeo 114 a medida que el tubular de pozo de sondeo 120 es llevado al interior del pozo de sondeo 114. Se puede utilizar uno o más mecanismos de recuperación para acoplar el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120, y se puede configurar uno o más mecanismos de recuperación para permitir que el centralizador 200 sea jalado dentro del pozo de sondeo y/o en la dirección de desplazamiento dentro del pozo de sondeo. El centralizador 200 aquí descrito se puede utilizar para guiar el tubular de pozo de sondeo 120 a través de restricciones de tolerancia estrecha dentro del pozo de sondeo 114. En una modalidad, el centralizador 200 aquí descrito se puede utilizar en pozos de sondeo de tolerancia estrecha en los cuales no se ajustarían los centralizadores de muelle de arco tradicionales que utilizan collares de tope.

Se utilizan varias fuerzas para caracterizar los centralizadores 200. En general, los muelles de arco 206 proporcionan una fuerza conocida como una "fuerza de restablecimiento" para empujar radialmente (es decir, lateralmente) el tubular de pozo de sondeo lejos de la pared del pozo de sondeo. En una modalidad, la fuerza de restablecimiento es dirigida sustancialmente perpendicular a la pared del pozo de sondeo. Al mismo tiempo, los muelles de arco 206 pueden ser lateralmente compresibles (por ejemplo, en una dirección lejos de la pared del pozo de sondeo y hacia la pared del tubular de pozo de sondeo) para que el tubular del pozo de sondeo pueda ser movido a lo largo del interior del pozo de sondeo sin importar la presencia en el pozo de sondeo de restricciones de diámetro pequeño y otros obstáculos para el movimiento longitudinal del tubular de pozo de sondeo dentro del pozo de sondeo. Al momento de encontrar una restricción dentro del pozo de sondeo durante el transporte, los muelles de arco pueden ser comprimidos para entrar a la restricción. La fuerza requerida para comprimir los muelles de arco e insertar el centralizador en el interior de la restricción, lo cual puede incluir la inserción inicial en el pozo de sondeo, se refiere como la "fuerza de arranque". El contacto entre los muelles de arco y la pared del pozo de sondeo puede conducir a una fuerza de arrastre. La fuerza requerida para superar la fuerza de arrastre se puede referir como la "fuerza de funcionamiento" que es la cantidad de fuerza requerida para mover el tubular de pozo de sondeo en forma longitudinal a lo largo del pozo de sondeo con el centralizador fijo a su exterior. Especificaciones para la cantidad de fuerza de reestablecimiento y uso apropiado de centralizadores se describen en un documento titulado ( Specifications fox Bow-Spring Centralizers, API Specication 10D, 6th edition American Petroleum Institute, Washington, D.C. (1994), el cual se incorpora aquí por referencia en su totalidad. Hablando en términos generales, los centralizadores están hechos para centrar un tubular de pozo de sondeo de diámetro exterior (OD) particular dentro de un pozo de sondeo de diámetro nominal particular o tubular de pozo de sondeo exterior (por ejemplo, una tubería de revestimiento).

Tal como se muestra en la figura 2, el centralizador 200 aquí descrito se puede utilizar en un pozo de sondeo 114 comprendiendo una o más restricciones de tolerancia estrecha. Una restricción de tolerancia estrecha generalmente se refiere a una restricción en la cual el diámetro interior 158 del paso de la restricción es cercano al diámetro exterior 160 de un tubular de pozo de sondeo 120, una herramienta, u otro aparato de pozo de sondeo que pasa a través de la restricción. Las restricciones de tolerancia estrecha pueden ser el resultado de varios diseños de pozo de sondeo tales como la disminución del diámetro de sartas de tubería de revestimiento, secciones con escariado de fondo dentro de un pozo de sondeo, o pozos de sondeo o tuberías de revestimiento colapsadas. Por ejemplo, el paso de una tubería de revestimiento de diámetro más pequeño 120 a través de una tubería de revestimiento dé diámetro más grande 162 puede crear una restricción de tolerancia estrecha entre la superficie exterior 164 de la tubería de revestimiento de diámetro más pequeño 120 y la superficie interior 166 de la tubería de revestimiento de diámetro más grande 162. Ejemplos de tamaños de tubería de revestimiento que pueden tener como resultado restricciones de tolerancia estrecha dentro de un pozo de sondeo 114 se muestran en la tabla 1.

TABLA 1 Ejemplos de Tubería de Revestimiento con Restricciones de Tolerancia Estrecha La designación de una restricción en un pozo de sondeo 114 como una restricción de tolerancia estrecha puede variar dependiendo de un número de factores incluyendo, pero no limitado a, las tolerancias permitidas en el pozo de sondeo, la tortuosidad del pozo de sondeo, la necesidad de utilizar conexiones de nivelación o de casi nivelación, el peso de la tubería de revestimiento utilizada en el pozo de sondeo, la presencia de fluidos y/o sólidos en el pozo de sondeo, etc. las tolerancias permitidas en el pozo de sondeo pueden variar de pozo de sondeo a pozo de sondeo. El término "diferencia de diámetro anular" se puede utilizar aquí para caracterizar las tolerancias en el pozo de sondeo 114 y se refiere al ancho total del anillo (es decir, la suma del ancho anular 150 y el ancho anular 151) en la restricción de tolerancia estrecha. La diferencia de diámetro anular se calcula como la diferencia entre el diámetro interior 158 del paso de restricción y el diámetro exterior 160 del tubular de pozo de sondeo 120 que pasa a través de la restricción. En una modalidad, una restricción de tolerancia estrecha puede tener una diferencia de diámetro anular de aproximadamente 0.125 pulgadas (0.317 c ), aproximadamente 0.2 pulgadas (0.508 cm), aproximadamente 0.3 pulgadas (0.762 cm), aproximadamente 0.4 pulgadas (1.01 cm), aproximadamente 0.5 pulgadas (1.27 cm), aproximadamente 0.6 pulgadas (1.52 cm), aproximadamente 0.7 pulgadas (1.77 cm), aproximadamente 0.8 pulgadas (2.03 cm), aproximadamente 0.9 pulgadas (2.28 c ), aproximadamente 1.0 pulgada (2.54 c ), aproximadamente 1.1 pulgadas (2.79 cm), aproximadamente 1.2 pulgadas (3.04 cm), aproximadamente 1.3 pulgadas (3.30 cm), aproximadamente 1.4 pulgadas (3.55 cm), o aproximadamente 1.5. Aunque se utiliza un limite superior de aproximadamente 1.5 pulgadas (3.81 c ), el limite superior puede ser mayor o menor que 1.5 pulgadas (3.81 cm), dependiendo de las otras consideraciones y de factores (incluyendo, por ejemplo, un factor de riesgo/seguridad) para determinar si una restricción de tolerancia estrecha está presente en un pozo de sondeo. La tortuosidad del pozo de sondeo se refiere a la desviación del pozo de sondeo de un agujero recto. Una restricción en un pozo de sondeo tiene mayor probabilidad de ser considerada una restricción de tolerancia estrecha a medida que aumenta la tortuosidad del pozo de sondeo. Además, un tubular de pozo de sondeo con una conexión de nivelación o casi de nivelación se refiere a tubulares de pozo de sondeo sin o con únicamente elevaciones insustanciales a lo largo de la superficie exterior, por ejemplo en las conexiones entre juntas de los tubulares de pozo de sondeo. El uso de conexiones de nivelación o de casi nivelación puede crear restricciones de tolerancia estrecha a lo largo de grandes partes de los tubulares de pozo de sondeo. Finalmente, el peso del tubular de pozo de sondeo puede afectar tanto la flexibilidad de la sarta de tubulares de pozo de sondeo como la diferencia del diámetro anular entre la pared del pozo de sondeo y la superficie interior 166 de una sarta de tubería de revestimiento de diámetro más grande 162, dependiendo si el pozo de sondeo 114 ha sido revestido, y la superficie exterior 164 de una sarta de tubería de revestimiento de diámetro más pequeño 120. El uso de conexiones grado Pre iu y/o tubería de revestimiento grado Premium puede indicar que la diferencia entre los diámetros de tubería interiores y exteriores es pequeña e indica que existe una restricción de tolerancia estrecha dentro del pozo de sondeo 114.

Haciendo referencia ahora a las figuras 3A, 3B y 3C, se muestra con mayor detalle una modalidad del centralizador 200. Tal como se describió antes, el centralizador 200 comprende una primera porción de cuerpo 202, una segunda porción de cuerpo 204, y una pluralidad de muelles de arco 206 conectando la primera porción de cuerpo 202 a la segunda porción de cuerpo 204. La primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 pueden estar hechas de acero, un material sintético, un material compuesto o cualquier otro materia] de alta resistencia similar. En una modalidad, la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 pueden estar hechas de un material compuesto. La primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 generalmente pueden ser cilindricas en forma y pueden tener un diámetro interno seleccionado para que esté colocado alrededor del exterior de un tubular de pozo de sondeo al cual se van a acoplar. La primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 pueden tener una longitud deseada 210, 212 con base en los requerimientos mecánicos del centralizador 200 y tomando en cuenta el material de construcción y el tamaño y forma de una o más ventanas 302 colocadas en al menos la primera porción de cuerpo 202. Una o más ventanas 302 se describen con más detalle a continuación. Tal como aquí se utiliza, la longitud del centralizador 200 y/o uno o más muelles de arco 206 se refiere a la dimensión del centralizador 200 en la dirección longitudinal (por ejemplo, a lo largo del eje X de la figura 3B) del tubular de pozo de sondeo 120, y el ancho del centralizador 200 y/o uno o más muelles de arco 206 se refiere a la dimensión en una dirección perpendicular a la dirección longitudinal del tubular de pozo de sondeo 120 a lo largo de la superficie del tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, la longitud 210 de la primera porción de cuerpo 202 y la longitud 212 de la segunda porción de cuerpo 204 pueden ser las mismas o diferentes.

Los bordes delantero y/o de arrastre 214, 216 de la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204, respectivamente, se pueden ahusar o pueden estar en ángulo para ayudar en el movimiento del centralizador 200 a través del pozo de sondeo (por ejemplo, a través de una restricción y/o al momento de entrar al pozo de sondeo). En una modalidad, cuando se utilizan collares guia opcionales para mantener el centralizador 200 en posición sobre el pozo de sondeo, los bordes delantero y/o de arrastre de los collares guia se pueden ahusar, y/o los bordes delantero y/o de arrastre 214, 216 pueden no estar ahusados.

Una pluralidad de muelles de arco 206 se pueden acoplar y conectar a las porciones de cuerpo 202, 204. Los muelles de arco 206 se pueden formar en un material que comprende los mismos componentes que la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204, o diferentes materiales a los de la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204. En una modalidad, uno o más de los muelles de arco se puede formar en acero (por ejemplo, acero de muelle) o un material de alta resistencia similar. Dos o más muelles de arco 206 pueden ser utilizados para acoplar las porciones de cuerpo 202, 204. El número de muelles de arco 206 se puede elegir con base en las propiedades del tubular de pozo de sondeo (por ejemplo, peso, tamaño), las propiedades del pozo de sondeo (por ejemplo, orientación, tortuosidad, etc.), las condiciones de servicio del pozo de sondeo (por ejemplo, temperatura, acidez, etc.) y/o la diferencia del diámetro anular. El número de muelles de arco 206 también se puede elegir para reducir las fuerzas de arranque y/o arrastre al mismo tiempo que se incrementa la fuerza de reestablecimiento disponible dentro del pozo de sondeo. Los muelles de arco 206 generalmente se pueden extender en forma longitudinal entre las porciones de cuerpo 202, 204. Sin embargo, se pueden utilizar orientaciones adicionales dependiendo del uso deseado del centralizador.

Por ejemplo, orientaciones helicoidales y/o en ángulo también pueden ser posibles. Cada uno de los muelles de arco 206 puede comprender los mismos materiales y orientación. En una modalidad, cada muelle de arco 206 o cualquier combinación de la pluralidad de muelles de arco 206 puede comprender diferentes materiales y/u orientaciones.

Los muelles de arco 206 se pueden acoplar a la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 utilizando cualquier medio conocido en la téenica. Por ejemplo, los muelles de arco 206 se pueden soldar, soldar fuerte, soldar por difusión, conectar utilizando un conector, y/o formar integralmente junto con la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204. En una modalidad, los muelles de arco 206 se pueden acoplar de manera giratoria a la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204. En esta modalidad, se puede utilizar cualquier tipo de conexión que permita el movimiento relativo para conectar los muelles de arco 206 a la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204. Por ejemplo, los muelles de arco 206 se pueden conectar a la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204 utilizando una manga de enclavamiento. La manga de enclavamiento puede comprender un marcador colocado en la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204 y un carril de enclavamiento correspondiente colocado sobre cada uno de la pluralidad de muelles de arco 206. En una modalidad, la pluralidad de muelles de arco 206 se puede conectar a una porción de cuerpo que tiene un carril de enclavamiento con la capacidad para enclavarse con un marcador colocado en la porción de cuerpo que tiene la porción de retención colocada en una o más ventanas del mismo. En una modalidad, uno o más muelles de arco 206 y/o un collar de enclavamiento se puede utilizar con la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204 y/o cualquiera de una pluralidad de porciones de cuerpo colocadas entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204. la capacidad para que los muelles de arco 206 roten alrededor de un eje longitudinal con respecto a la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204, y por lo tanto roten con respecto al tubular de pozo de sondeo 120, puede ayudar a evitar el daño a los muelles de arco 206 al momento de una rotación del tubular de pozo de sondeo en el pozo de sondeo (por ejemplo, puede ayudar a evitar el doblez de un muelle de arco, el rompimiento de un muelle de arco fuera del centralizador, etc.).

Los muelles de arco 206 generalmente pueden tener un perfil curvo entre las porciones de cuerpo 202, 204 aunque se puede utilizar cualquier forma conveniente (por ejemplo recurvada) que imparta una separación del tubular de pozo de sondee y/o una fuerza de reestablecimiento deseada. En una modalidad, los muelles de arco 206 pueden tener un arco suave entre las porciones de cuerpo 202, 204. En una modalidad, los muelles de arco 206 pueden tener un diseño multi-escalonado. En esta modalidad, los muelles de arco 206 generalmente pueden tener una primera sección arqueada entre las porciones de cuerpo 202, 204 y una segunda sección arqueada colocada a lo largo de la longitud del muelle de arco 206 entre las porciones de cuerpo 202, 204. Las secciones arqueadas primera y/o segunda se pueden formar en una variedad de formas (por ejemplo, un arco de ángulo incrementado, una curva sinusoidal, etc.). Como un resultado del diseño multi-escalonado, la fuerza de reestablecimiento puede incrementar en forma gradual a medida que el muelle de arco 206 es desplazado en una dirección radial hacia el centro del centralizador 200. El desplazamiento inicial puede ocurrir como un resultado de la flexión de una sección arqueada más grande (por ejemplo, una primera sección arqueada). El desplazamiento hacia adentro adicional puede causar que una segunda sección arqueada se flexione y presente una mayor fuerza de reestablecimiento. En una modalidad, se podría implementar una pluralidad de secciones arqueadas a lo largo de un muelle de arco 206 para crear un perfil de fuerza de reestablecimiento según se desee. En una modalidad, cada uno de los muelles de arco 206 puede comprender la misma forma. En otra modalidad, cada muelle de arco 206 o cualquier combinación de la pluralidad de muelles de arco 206 puede comprender diferentes formas.

La fuerza de reestablecimiento también se puede adaptar con base en consideraciones adicionales incluyendo, pero no limitado a, el grosor de un muelle de arco 206 y/o el ancho de un muelle de arco 206. Un muelle de arco 206 puede tener un grosor uniforme a lo largo de la longitud del muelle de arco, o el grosor puede variar a lo largo de la longitud del muelle de arco 206. El grosor del muelle de arco 206 puede ser sustancialmente uniforme a lo largo de la longitud del muelle de arco 206. Tal como aquí se utiliza, "sustancialmente uniforme" se refiere a un grosor que puede variar dentro de las tolerancia de fabricación del componente. En una modalidad, el grosor de cada sección arqueada puede ser mayor que, menor que, o el mismo que el grosor de cualquier otra sección arqueada. En general, la fuerza de reestablecimiento puede aumentar a medida que aumenta el grosor del muelle de arco 206. De manera similar, la fuerza de reestablecimiento puede aumentar a medida que aumenta el ancho del muelle de arco. El grosor, ancho y longitud se pueden limitar con base en las características del tubular de pozo de sondeo y el pozo de sondeo en el cual se coloca el centralizador. Factores de diseño adicionales que pueden afectar la fuerza de reestablecimiento, la fuerza de arranque, y la fuerza de funcionamiento pueden incluir, pero no se limitan a, el tipo de materiales utilizados para formar los muelles de arco (por ejemplo, acero, un material compuesto, etc.). En una modalidad en la cual se utiliza un material compuesto para formar los muelles de arco 206, factores de diseño pueden incluir el tipo de fibra o fibras utilizadas en la formación de los muelles de arco 206, y/o el tipo de material o materiales de matriz utilizados para formar los muelles de arco 206, cada uno de los cuales se analiza con más detalle a continuación. Factores de diseño adicionales todavía pueden incluir el ángulo de devanado de las fibras y el grosor de las fibras.

En una modalidad en la cual los muelles de arco 206 son formados a partir de un material compuesto, los muelles de arco 206 pueden tener una pluralidad de partículas 220 colocadas sobre la superficie exterior de los muelles de arco 206. Tal como aquí se utiliza, la "superficie exterior" de los muelles de arco 206 comprende aquellas porciones de los muelles de arco 206 anticipadas para contactar una superficie de un pozo de sondeo y/o tubular en el cual está colocado el centralizador 200. Las partículas 220 se pueden colocar a lo largo de toda la longitud de los muelles de arco 206 o únicamente aquellas porciones anticipadas para contactar la pared del pozo de sondeo durante el transporte del centralizador 200 y el tubular de pozo de sondeo dentro del pozo de sondeo. Tal como aquí se utiliza, colocado sobre la superficie exterior generalmente se refiere a las partículas 220 que están ubicadas en la superficie exterior de los muelles de arco 206 y puede incluir las partículas 220 que están incorporadas en la superficie exterior, depositadas en y/o sobre la superficie exterior, y/o recubiertas sobre la superficie exterior. Las partículas generalmente pueden ser resistentes a la erosión y/o abrasión para evitar el desgaste en los puntos de contacto entre las superficies del muelle de arco y las paredes del pozo de sondeo o superficies interiores del pozo de sondeo. La forma, tamaño y composición de las partículas se pueden seleccionar para afectar la cantidad de fricción entre los muelles de arco 206 y las paredes de pozo de sondeo durante el transporte del tubular de pozo de sondeo comprendiendo el centralizador 200 dentro del pozo de sondeo. En general, las partículas 220 se pueden seleccionar para reducir las fuerzas de funcionamiento requeridas durante el transporte del tubular de pozo de sondeo dentro del pozo de sondeo. En una modalidad, las partículas 220 pueden comprender una baja energía de superficie y/o coeficiente de fricción, y/o pueden comprender partículas sustancialmente esféricas. Las partículas 220 pueden tener una distribución de tamaños, o pueden ser todas aproximadamente del mismo tamaño. En una modalidad, las partículas pueden estar dentro de una distribución de tamaños que varía de aproximadamente 0.001 pulgadas (0.0025 cm), a aproximadamente 0.2 pulgadas (0.50 cm), de 0.005 pulgadas (0.0127 cm) a aproximadamente 0.1 pulgadas (0.254 cm), de 0.01 pulgadas (0.0254 cm) a aproximadamente 0.005 pulgadas (0.0127 cm). En una modalidad, las partículas pueden ser de aproximadamente 0.02 pulgadas (0.0508 cm) a aproximadamente 0.004 pulgadas (0.0101 cm). Las partículas 220 pueden comprender cualquier material con la capacidad para resistir la abrasión y erosión cuando son colocadas sobre un muelle de arco 200 y contactadas con la pared del pozo de sondeo. En una modalidad, las partículas 220 se pueden formar a partir de metal y/o cerámica. Por ejemplo, las partículas 220 pueden comprender oxido de zirconio. En una modalidad, las partículas 220 pueden ser recubiertas con cualquiera de los agentes de recubrimiento de superficie analizados a continuación para ayudar en la unión entre las partículas 220 y uno o más materiales de construcción del centralizador 200 o cualesquiera componentes del centralizador.

En una modalidad, la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204 y/o uno o más muelles de arco 206 se pueden formar a partir de uno o más materiales compuestos. Un material compuesto comprende una combinación heterogénea de dos o más componentes que difieren en forma o composición a una escala macroscópica. Aunque el material compuesto puede mostrar características que ningún componente posee solo, los componentes retienen sus identidades físicas y químicas únicas dentro del material compuesto. Los materiales compuestos pueden incluir un agente de refuerzo y un material de matriz. En un material compuesto basado en fibra, las fibras pueden actuar como el agente de refuerzo. El material de matriz puede actuar para mantener las fibras en una ubicación deseada y orientación y también sirven como un medio de transferencia de carga entre fibras dentro del material compuesto.

El material de matriz puede comprender un componente de resina, el cual se puede utilizar para formar una matriz de resina. Materiales de matriz de resina convenientes que se pueden utilizar en los materiales compuestos aquí descritos pueden incluir, pero no se limitan a, resinas de termofraguado incluyendo poliésteres ortoftálicos, poliésteres isoftálicos, poliésteres tipo ftálicos/maleicos, ésteres de vinilo, epoxis de termofraguado, fenólicos, cianatos, bismaleiidas, poliimidas nádicas con extremo encapsulado (por ejemplo, PMR-15), y cualquier combinación de los mismos. Materiales de matriz de resina adicionales pueden incluir resinas teroplásticas incluyendo polisulfonas, poliamidas, policarbonatos, óxidos de polifenileno, polisulfuro, poliéter éter cetonas, poliéter sulfonas, poliamida-imidas, polieterimidas, poliimidas, poliarilatos, poliéster cristalino liquido, poliuretanos, poliureas, y cualesquiera combinaciones de los mismos.

En una modalidad, el material de matriz puede comprender una composición de resina de dos componentes. Materiales de resina de dos componentes convenientes pueden incluir una resina endurecible y un agente de endurecimiento que, cuando se combinan, reaccionan para formar un material de matriz de resina curada. Resinas endurecibles convenientes que pueden ser utilizadas incluyen, pero no se limitan a, resinas orgánicas tales como resinas de diglicidil éter de bisfenol A, butoxilmetil butil glicidil éter resinas, resinas de epiclorhidrina de bisfenol A, resinas de bisfenol F, resinas de poliepóxido, resinas novolak, resinas de poliéster, resinas de fenol-aldehido, resinas de urea-aldehido, resinas de furano, resinas de uretano, resinas de glicidil éter, otras resinas de epóxido, y cualesquiera combinaciones de las mismas. Agentes de endurecimiento convenientes que se pueden utilizar incluyen, pero no se limitan a, aminas ciclo alifáticas; aminas aromáticas; aminas alifáticas; imidazol; pirazol; pirazina; pirimidina; piridazina; 1H-indazol; purina; ftalazina; naftiridina; quinoxalina; quinazolina; fenazina; imidazolidina; cinolina; imidazolina; 1, 3, 5-triazina; tiazol; pteridina; indazol; aminas; poliaminas; amidas; poliamidas; 2-etil-4-metil imidazol; y cualesquiera combinaciones de las mismas. En una modalidad, se pueden agregar uno o más componentes adicionales al material de matriz para afectar las propiedades del material de matriz. Por ejemplo, se pueden agregar uno o más componentes elásticos (por ejemplo, caucho de nitrilo) para incrementar la flexibilidad del material de matriz resultante.

Las fibras pueden prestar sus propiedades características, incluyendo sus propiedades relacionadas con la fuerza, al compuesto. Fibras útiles en los materiales compuestos utilizados para formar una porción de cuerpo y/o uno o más muelles de arco pueden incluir, pero no se limitan a, fibras de vidrio (por ejemplo e-vidrio, A-vidrio, E-CR-vidrio, C-vidrio, D-vidrio, R-vidrio, y/o S-vidrio), fibras celulósicas (por ejemplo, rayón viscoso, algodón, etc.), fibras de carbono, fibras de grafito, fibras de metal (por ejemplo, acero, aluminio, etc.), fibras de cerámica, fibras de metal-cerámica, fibras de aramida y cualesquiera combinaciones de las mismas.

La fuerza de la interfaz entre las fibras y el material de matriz se puede modificar o mejorar a través del uso de un agente de recubrimiento de superficie. El agente de recubrimiento de superficie puede proporcionar un enlace físico-químico entre la fibra y el material de matriz de resina, y por lo tanto puede tener un impacto sobre las propiedades mecánicas y químicas del compuesto final. El agente de recubrimiento de superficie se puede aplicar a fibras durante su fabricación o en cualquier otro momento previo a la formación del material compuesto. Agentes de recubrimiento de superficie convenientes pueden incluir, pero no se limitan a, surfactantes, agente antiestética, lubricantes, silazano, siloxanos, alcoxisilanos, aminosilanos, silanos, silanoles, alcohol polivinílico y cualesquiera combinaciones de los mismos.

Un centralizador que comprende un material compuesto utilizado para formar una o más porciones de cuerpo y/o muelles de arco se puede formar utilizando cualesquiera téenicas conocidas para la formación de un material compuesto en una forma deseada. Las fibras utilizadas en el proceso pueden ser abastecidas en cualquiera de un número de formas disponibles. Por ejemplo, las fibras pueden ser suministradas como filamentos individuales devanados en bobinas, hilos que comprenden una pluralidad de fibras enrolladas juntas, estopas, mechas, cintas, telas, otras telas tejidas de fibra, o cualesquiera combinaciones de los mismos. La fibra puede pasar a través de cualquier número de rodillos, tensores u otros elementos estándar para ayudar a guiar la fibra a través del proceso en un baño de resina.

En una modalidad, el proceso de formación puede comenzar con una fibra que es suministrada a un baño de resina. La resina puede comprender cualquier resina o combinación de resinas conocidas en la técnica, incluyendo aquellas aquí enlistadas para las partes específicas del centralizador. El baño de resina puede ser implementado en una variedad de formas. Por ejemplo, el baño de resina puede comprender un baño de rodillo con racleta en donde un cilindro giratorio pulido que está colocado en el baño levanta la resina a medida que gira. La racleta presiona contra el cilindro para obtener un grosor de película de resina preciso en el cilindro y empuja el exceso de resina de regreso al baño. A medida que la fibra pasa sobre la parte superior del cilindro y está en contacto con el cilindro, la fibra puede contactar la película de resina e impregnarla. En otra modalidad, el baño de resina puede comprender un baño de inmersión donde la fibra es parcial o completamente sumergida en la resina y después jalada a través de un conjunto de limpiadores o rodillos que retiran el exceso de resina.

Después de dejar el baño de resina, la fibra humedecida con resina puede pasar a través de varios anillos, ojales y/o peines para dirigir la fibra humedecida con resina a un mandril para formar uno o más muelles de arco. Las fibras pueden ser enrolladas en el mandril para formar la base para uno o más muelles de arco utilizando un proceso automatizado que puede permitir el control de la dirección del devanado y el patrón de devanado. El proceso de devanado puede determinar el perfil del grosor de los muelles de arco en el proceso de formación. Sin pretender quedar limitado por la teoría, se espera que el patrón de devanado y la orientación de las fibras puedan determinar el grado de flexibilidad de los muelles de arco. En una modalidad, partículas, las cuales pueden comprender un agente de recubrimiento de superficie, pueden ser colocadas sobre la superficie exterior de los muelles de arco después que las fibras salen del baño de resina y/o cuando son colocadas en el mandril.

Las fibras devanadas se pueden dejar endurecer o fraguar a un grado deseado en el mandril antes de ser cortadas y retiradas del mandril como un tapete. El tapete entonces se puede dividir en tiras de una dimensión deseada para formar inicialmente uno o más muelles de arco. Para los muelles de arco, las tiras pueden ser colocadas en un molde formado para curar en una forma deseada. En una modalidad, el molde puede comprender un molde de bloque de dos piezas en el cual una o más de las tiras son colocadas y formadas en una forma deseada debido a la forma del molde de dos piezas. Las partículas, las cuales pueden comprender un agente de recubrimiento de superficie, se pueden colocar sobre la superficie exterior de los muelles de arco cuando los muelles de arco son colocados en el molde. El molde entonces puede ser calentado para curar por calor la resina a un estado curado final. En otra modalidad, se pueden utilizar otras téenicas de curado para ocasionar que las tiras endurezcan a un estado curado final. Después de completar el proceso de curado, el molde puede ser desarmado y los muelles de arco retirados.

Una o más partes del cuerpo entonces se pueden preparar de acuerdo con un proceso similar. La fibra y/o combinación de fibras utilizadas para formar una o más partes del cuerpo se pueden pasar a través de un baño de resina tal como se describió antes. Las fibras humedecidas en resina entonces pueden ser enrolladas en un mandril cilindrico de una forma deseada, el cual entonces puede ser el mismo o diferente que el mandril cilindrico utilizado para formar los muelles de arco. En una modalidad, el mandril cilindrico sobre el cual se devanan las fibras de la parte del cuerpo humedecidas con resina puede tener un diámetro aproximadamente igual que el diámetro de un tubular de pozo de sondeo sobre el cual se va a colocar el centralizador final. Las fibras pueden ser devanadas sobre el mandril cilindrico para formar una parte de la porción de cuerpo utilizando un proceso automatizado que puede permitir el control de la dirección del devanado y el patrón de devanado. Después de devanar una parte de las fibras de la porción de cuerpo humedecidas con resina sobre los mandriles cilindricos, los muelles de arco pueden ser colocados sobre el mandril cilindrico en las posiciones deseadas. Los muelles de arco pueden ser mantenidos en su lugar utilizando medios de restricción temporal (por ejemplo, cintas), o la resina utilizada en las fibras de la porción de cuerpo puede ser lo suficientemente pegajosa para mantener los muelles de arco en su lugar durante el resto del proceso de fabricación.

Fibras de la porción de cuerpo humedecidas con resina adicionales entonces pueden ser devanadas sobre el mandril cilindrico, donde al menos una parte de estas se puede colocar encima de los extremos de los muelles de arco. De esta manera, los muelles de arco pueden ser integralmente formados en las porciones de cuerpo. Las fibras pueden ser devanadas sobre el mandril cilindrico para formar el resto de las porciones de cuerpo utilizando un proceso automatizado que puede permitir el control de la dirección del devanado y el patrón de devanado. El centralizador formado entonces puede ser curado para producir un estado curado final en las porciones de cuerpo, los muelles de arco. En una modalidad, se puede utilizar un ciclo de calor para curar térmicamente una resina térmicamente curable, y/o se puede utilizar cualquier otro número de procesos de curado para curar una resina alternativa o adicional utilizada en la formación del centralizador compuesto. El mandril cilindrico entonces puede ser presionado fuera del centralizador. En una modalidad, el centralizador entonces puede ser colocado alrededor de un tubular de pozo de sondeo y asegurado en su lugar utilizando cualquiera de los métodos aquí divulgados.

El proceso de devanado utilizado para formar las porciones de cuerpo y/o los muelles de arco puede determinar la dirección de las fibras y el grosor de las porciones de cuerpo y/o los muelles de arco. La capacidad para controlar la dirección y el patrón del devanado puede permitir que las propiedades del centralizador completado y/o componentes del centralizador posean propiedades de dirección. En una modalidad, la dirección de las fibras en las porciones de cuerpo puede ser diferente que la dirección de las fibras en los muelles de arco. En una modalidad, las fibras en las porciones de cuerpo generalmente pueden estar alineadas en una dirección circunferencial, y las fibras en los muelles de arco generalmente pueden estar alineadas a lo largo del eje longitudinal del centralizador.

En una modalidad, el proceso de formación de centralizador se puede diseñar y/o controlar mediante un proceso automatizado, el cual puede ser iplementado como software que opera en un procesador. El proceso automatizado puede considerar diversas propiedades deseadas del centralizador como entradas y calcular un diseño del centralizador con base en las propiedades de los materiales disponibles y los procesos de fabricación disponibles. En una modalidad, el proceso automatizado puede considerar diversas propiedades de los materiales disponibles para uso en la construcción del centralizador incluyendo, pero no limitado a, diámetro, rigidez, módulos y costo de las fibras. Las propiedades deseadas del centralizador pueden comprender la geometría del centralizador, la fuerza de reestablecimiento, la fuerza de funcionamiento, la fuerza de arranque, y cualesquiera otras consideraciones específicas tal como una elección deseada de los materiales. El uso del proceso automatizado puede permitir que los centralizadores sean diseñados para usos específicos y permitir que se elija el diseño más efectivo en costo al momento de la fabricación. Por lo tanto, la capacidad para adaptar el diseño del centralizador para proporcionar un conjunto deseado de propiedades puede ofrecer una ventaja del centralizador y métodos aquí divulgados.

Aunque se analice en términos de un centralizador completamente compuesto, el proceso de formación aquí descrito también puede aplicar en caso que uno o más de los componentes fuesen formados a partir de un material diferente a un material compuesto. Por ejemplo, si los muelles de arco comprendieran únicamente un material metálico, los muelles de arco podrían ser integralmente formados con una porción de cuerpo compuesta durante el proceso de formación. Además del proceso aquí descrito, se pueden utilizar otros procesos de formación convenientes para el centralizador.

El centralizador se puede acoplar al tubular de pozo de sondeo utilizando una configuración para permitir que el centralizador sea jalado en al menos una dirección de desplazamiento dentro del pozo de sondeo. En una modalidad, el centralizador aquí descrito se puede acoplar a un tubular de pozo de sondeo a través del uso de una o más ventanas en una primera porción de cuerpo y una porción de retención colocada dentro de una o más ventanas, acoplando asi el centralizador al tubular de pozo de sondeo. En otra modalidad, el centralizador se puede acoplar a un tubular de pozo de sondeo utilizando una pluralidad de collares limite colocados entre una primera porción de cuerpo y una segunda porción de cuerpo, donde al menos uno de la pluralidad de collares limite está configurado para acoplar el elemento de cuerpo delantero en la dirección de desplazamiento dentro del pozo de sondeo.

En una modalidad, el centralizador se puede acoplar a un tubular de pozo de sondeo a través del uso de una porción de retención colocada en una o más ventanas en una porción de cuerpo. Tal como se muestra en las figuras 3A y 3B, al menos una ventana 302 puede ser colocada en la primera porción de cuerpo 202. El tubular de pozo de sondeo puede estar longitudinalmente colocado dentro del centralizador 200. La ventana 302 colocada en la primera porción de cuerpo 202 puede comprender un corte de la primera porción de cuerpo 202 que permite el acceso a través de la primera porción de cuerpo 202. Se puede colocar una porción de retención dentro de la ventana 302 para acoplar el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo, tal como se describe con mayor detalle aquí. La ventana 302 puede comprender cualquier forma incluyendo, pero no limitado a, cuadrado, rectangular y ovalado. Cuando la ventana tiene una forma con esquinas, las esquinas pueden ser redondeadas para evitar la formación de una concentración de tensión durante el uso. Por ejemplo, cuando se utiliza una ventana rectangular, las esquinas interiores de la ventana pueden ser redondeadas. El tamaño de las ventanas se puede elegir para permitir la creación de una porción de retención de tamaño suficiente para mantener el acoplamiento mecánico entre el centralizador 200 y el tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, la primera porción de cuerpo 202 puede comprender una pluralidad de ventanas 302. En una modalidad, tanto la primera porción de cuerpo 202 como la segunda porción de cuerpo 204 pueden comprender una o más ventanas 302, y una de la primera porción de cuerpo 202 o la segunda porción de cuerpo 204 puede tener la porción de retención colocada dentro de las ventanas para acoplar el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo en la primera porción de cuerpo 202 o la segunda porción de cuerpo 204.

Las figuras 4A-4C ilustran secciones transversales a la mitad tomadas a lo largo de la linea 4-4 de la figura 3C. Tal como se ilustra en las figuras 4A-4C, una porción de retención 402 puede ser colocada dentro de la ventana 302 para proporcionar la fuerza mecánica a fin de acoplar el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120. La porción de retención 402 generalmente puede tener una forma correspondiente y/o complementaria a la forma de la ventana 302 dentro de la cual está colocada, y la porción de retención 402 puede llenar sustancialmente la ventana 302 dentro de la cual está colocada. La fuerza de sujeción mecánica entre la porción de retención y el tubular de pozo de sondeo se puede basar, al menos en parte, en el área de superficie total entre la porción de retención y el tubular de pozo de sondeo 120, la altura de la porción de retención 402, y la composición de la porción de retención 402. De manera similar, la fuerza de sujeción mecánica entre la porción de retención y el centralizador se puede basar, al menos en parte, en el área disponible para interacción entre la porción de retención y el centralizador, y la composición de la porción de retención 402. El área disponible para interacción generalmente puede incluir los bordes de las ventanas 302 asi como cualquier área de superficie en el diámetro exterior y/o diámetro interior de la porción de cuerpo dentro del cual está colocada la ventana 302. Por lo tanto, la geometría de la porción de retención y la ventana 302 puede afectar la fuerza de sujeción mecánica entre la porción de retención y el centralizador 200. Por ejemplo, cuando se utiliza un material compuesto para formar la porción de retención, el área de superficie total entre el material compuesto y el tubular de pozo de sondeo 120 puede determinar la fuerza de unión de la porción de retención al tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, la porción de retención se puede colocar en menos de todas las ventanas en la primera porción de cuerpo 202. El número de ventanas dentro de las cuales está colocada la porción de retención y el diseño de la porción de retención se puede basar en las consideraciones de la fuerza de retención necesaria y la geometría de la porción de retención y una o más de las ventanas.

Los lados de la porción de retención y la ventana 302 pueden ser sustancialmente perpendiculares al eje longitudinal del centralizador 200 para permitir una interacción entre las superficies sobre un área de superficie más amplia y permitir que la fuerza impartida sobre la porción de retención sea sustancialmente tangencial a la superficie del tubular del pozo de sondeo 120. Tal como aquí se utiliza, la altura 410 de la porción de retención 402 se refiere a la distancia de separación de la porción de retención 402 del tubular de pozo de sondeo 120, la longitud 411 de la porción de retención 402 se refiere a la dimensión de la porción de retención 402 en la dirección longitudinal del tubular de pozo de sondeo 120, y el ancho (por ejemplo, distancia 304 de la figura 3A) de la porción de retención se refiere a la dimensión de la porción de retención en una dirección perpendicular a la dirección longitudinal del tubular de pozo de sondeo 120.

En una modalidad, la porción de retención 402 está configurada para acoplar sustancialmente de manera fija la porción de cuerpo 202 del centralizador 200 que comprende una o más ventanas 302 al tubular de pozo de sondeo 120. La forma y tamaño de la porción de retención 402 puede variar al mismo tiempo que sigue acoplando de manera efectiva una porción de cuerpo del centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120. El acoplamiento fijo de una porción de cuerpo del centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120 puede limitar el movimiento longitudinal del centralizador 200 con respecto al tubular de pozo de sondeo 120. Aunque la porción o porciones de cuerpo adicionales (por ejemplo, la segunda porción de cuerpo 204) pueden estar libres para moverse con relación al tubular de pozo de sondeo 120, el movimiento general del centralizador 200 puede ser convenientemente limitado con relación a un centralizador que es mantenido en posición con topes de collar tradicionales. En algunas modalidades, los muelles de arco 206 y las porciones de cuerpo adicionales pueden estar libres para rotar alrededor del eje longitudinal, y el acoplamiento fijo entre la primera porción de cuerpo 202 y el tubular de pozo de sondeo 120 se puede referir a la limitación del movimiento longitudinal del centralizador 200. En general, el tamaño de la porción de retención 402 se puede elegir con base en el material y método para formar la porción de retención y generalmente se puede dimensionar para llenar sustancialmente la ventana 302 dentro de la cual está colocada. Tal como se muestra en la figura 4A, la porción de retención 402 se puede colocar dentro de una o más de las ventanas 302 y tiene una altura sustancialmente igual que la primera porción de cuerpo 202. La porción de retención 402 puede comprender un.material compuesto que esté formado dentro de la ventana 302 y que llene sustancialmente una o más ventanas 302. La porción de retención 402 se puede acoplar al tubular de pozo de sondeo 120, acoplando asi la primera porción de cuerpo 202 al tubular de pozo de sondeo 120. Tal como se describe con mayor detalle a continuación, el proceso de formación puede tener como resultado que cierta cantidad del material de la porción de retención sea colocada entre la primera porción de cuerpo 202 y el tubular de pozo de sondeo 120. Este material puede ayudar a acoplar adicionalmente el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120.

En una modalidad ilustrada en la figura 4B, la porción de retención 404 se puede colocar dentro de la ventana 302 y puede tener una altura 410 mayor que la altura de la primera porción de cuerpo 202. La longitud 411 de la porción de retención 404 puede ser mayor que la longitud de la ventana 302, teniendo como resultado que la porción de retención 404 traslape la superficie exterior de la primera porción de cuerpo 202. En una modalidad, uno o más bordes 403, 405 de la porción de retención 404 se pueden ahusar para ayudar a alinear el centralizador dentro del pozo de sondeo, por ejemplo cuando entra a una restricción de tolerancia estrecha. La porción de retención 404 se puede acoplar al tubular de pozo de sondeo 120, acoplando asi la primera porción de cuerpo 202 al tubular de pozo de sondeo 120. Al igual que con la modalidad mostrada en la figura 4A, el proceso de formación puede tener como resultado que cierta cantidad del material de la porción de retención sea colocada entre la primera porción de cuerpo 202 y el tubular de pozo de sondeo 120. Este material puede ayuda a acoplar adicionalmente el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120.

En una modalidad ilustrada en la figura 4C, la porción de retención 406 se puede colocar dentro de la ventana 302 y puede tener una altura 410 mayor que la altura de la primera porción de cuerpo 202. La longitud 411 de la porción de retención 406 puede ser mayor que la longitud de la ventana 302 y extenderse pasando el extremo de la primera porción de cuerpo 202. En una modalidad, uno o más bordes 407, 408 de la porción de retención 406 se pueden ahusar para ayudar a alinear el centralizador dentro del pozo de sondeo, por ejemplo cuando se entra a una restricción de tolerancia estrecha. La porción de retención 406 se puede acoplar al tubular de pozo de sondeo 120 tanto en el área que está en el interior de la ventana 302 como en el área que está en o cerca del extremo 214 de la primera porción de cuerpo 202, acoplando así la primera porción de cuerpo 202 al tubular de pozo de sondeo 120. Al igual que con la modalidad mostrada en la figura 4A, el proceso de formación puede tener como resultado que cierta cantidad del material de la porción de retención sea colocada entre la primera porción de cuerpo 202 y el tubular de pozo de sondeo 120, el cual además puede acoplar el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120.

Haciendo referencia a la figura 2, la altura 152 de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, la porción de retención 402 y/o cualesquiera collares guía opcionales puede variar dependiendo del ancho del anillo disponible entre el tubular de pozo de sondeo 120 y el costado del pozo de sondeo 114 o la superficie interior 166 de la tubería de revestimiento, dependiendo si el pozo de sondeo 114 ha sido o no revestido. Debido a las tolerancias disponibles dentro de un pozo de sondeo 114, un operador de pozo puede especificar una tolerancia mínima para el espacio entre la superficie más exterior 168 de un tubular de pozo de sondeo 120, incluyendo el centralizador 200, y la superficie interior 166 del pozo de sondeo 114 o la tubería de revestimiento 162 colocada dentro del pozo de sondeo. Utilizando la tolerancia, la altura de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, la porción de retención 402 y/o cualesquiera collares guía opcionales puede ser menor que la diferencia del diámetro anular menos la tolerancia establecida por el operador del pozo. En una modalidad, la tolerancia puede ser de aproximadamente 0.1 pulgadas (0.254 cm) a aproximadamente 0.2 pulgadas (0.508 cm). En una modalidad, ninguna tolerancia está permitida diferente a las tolerancias del fabricante de la tubería, las cuales se pueden basar en estándares industriales (por ejemplo, estándares del Instituto Americano del Petróleo (API) aplicables a la producción de un tubular de pozo de sondeo), de aproximadamente 1% con base en el diámetro exterior del tubular de pozo de sondeo 120 y la tolerancia de deriva del diámetro interior de la restricción de tolerancia estrecha presente en el pozo de sondeo (por ejemplo, una tubería de revestimiento a través de la cual pasa el tubular de pozo de sondeo que comprende el centralizador). La altura mínima de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, la porción de retención 402, y/o cualesquiera collares guía opcionales se puede determinar con base en las propiedades estructurales y mecánicas de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, la porción de retención 402 y/o cualesquiera collares guía opcionales. La altura de cada una de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, la porción de retención 402, y cualesquiera collares guía opcionales puede ser la misma o diferente. La altura de la porción de retención correspondiente 402 y el par de porciones de cuerpo generalmente puede ser similar para permitir una interferencia suficiente entre la porción de retención 402 y el borde de la ventana 302 en la porción de cuerpo 202 para aplicar la fuerza requerida para jalar el centralizador 200 dentro del pozo de sondeo.

La figura 5A ilustra el centralizador 200 colocado en un tubular de pozo de sondeo 120 y que tiene una porción de retención 402 colocada dentro de una pluralidad de ventanas 302. Aunque la porción·de retención 402 se ilustra como estando colocada dentro de las ventanas 302 similar a la modalidad mostrada en la figura 4A, se puede utilizar cualquier cantidad y diseño de la porción de retención 402 para acoplar el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120. Tal como se muestra en la figura 5A, el centralizador 200 puede ser jalado dentro del pozo de sondeo (por ejemplo, al ser movido hacia abajo en la figura 5A) por la interacción de la porción de retención 402 y la ventana 302. Por ejemplo, el centralizador 200 puede ser jalado dentro del pozo de sondeo a medida que el tubular de pozo de sondeo 120 es llevado dentro del pozo de sondeo debido a la interacción de la porción de retención 402, la cual está acoplada de manera fija al tubular de pozo de sondeo 120, con la ventana 302 en la primera porción de cuerpo 202. Al jalar el centralizador 200 dentro del pozo de sondeo, en lugar de empujar el centralizador 200 dentro del pozo de sondeo, se puede reducir la fuerza de arranque requerida para insertar el centralizador 200 dentro de una restricción (por ejemplo, una restricción de tolerancia estrecha). La tracción puede reducir la fuerza de arranque al permitir que los muelles de arco 206 sean radialmente comprimidos sin que también sean longitudinalmente comprimidos, tal como podría ocurrir en caso que el centralizador 200 fuese empujado dentro de una restricción. La tracción del centralizador 200 durante el transporte dentro del pozo de sondeo también puede ser conveniente para evitar un daño y/o colapso potencial del centralizador 200 dentro del pozo de sondeo al momento de contactar una obstrucción o restricción de tolerancia estrecha.

Se pueden incluir uno o más collares guía opcionales 502, 504 en el tubular de pozo de sondeo 120 para centrar inicialmente el centralizador 200 dentro del pozo de sondeo. Tal como se muestra en la figura 5B, los collares guia 502, 504 se pueden configurar para alinear el tubular de pozo de sondeo 120 y el centralizador 200 dentro del pozo de sondeo, por ejemplo al momento de entrar a una restricción, de manera que una restricción y/o la pared del pozo de sondeo contacta los muelles de arco 206 en una ubicación conveniente para comprimir los muelles de arco 206 en lugar de una porción de cuerpo 202, 204, lo cual pude dañar el centralizador 200. Los collares guía 502, 504 también pueden funcionar para servir como collares tope de respaldo en caso que la unión entre la porción de retención 402 y el tubular de pozo de sondeo 120 falle. Uno o más collares guía opcionales 502, 504 pueden tener bordes delanteros y/o de arrastre ahusados 503, 505 para ayudar a guiar al centralizador 200 a través del pozo de sondeo. En una modalidad, se pueden colocar uno o más canales 506, 508 en los collares guía 502, 504 para permitir que el fluido fluya pasando los collares guía 502, 504 durante el transporte del tubular de pozo de sondeo 120 dentro del pozo de sondeo.

Los collares guía opcionales 502, 504 pueden ser colocados alrededor de un tubular de pozo de sondeo 120 y mantenidos en su lugar utilizando cualquier téenica conocida. Los collares guía 502, 504 pueden estar hechos de acero o un material de alta resistencia similar. En una modalidad, los collares guía 502, 504 pueden ser construidos a partir de un material compuesto. Los collares guía 502, 504 generalmente pueden tener una forma cilindrica y pueden tener un diámetro interno seleccionado para ajustarse alrededor del exterior del tubular de pozo de sondeo 120 al cual se van a fijar. Los collares guía 502, 504 se pueden fijar al exterior del tubular de pozo de sondeo 120 utilizando tornillos de fijación o cualquier otro dispositivo conocido en la técnica para dicho propósito. En una modalidad, los collares guía 502, 504 se pueden construir en un material compuesto y pueden asumir la forma de cualquiera de los collares tope que se muestran en la publicación de solicitud de Patente de los Estados Unidos Números US 2005/0224123 Al, titulada "Centralizador Integral" y publicada el 13 de Octubre de 2005, y US 2007/0131414 Al, titulada "Método para Elaborar Centralizadores para Centralizar una Tubería de Revestimiento de Ajuste Hermético en un Barreno" y publicada el 14 de Junio de 2007, ambas incorporadas aquí por referencia en su totalidad.

Métodos y materiales adicionales pueden ser utilizados para formar los collares guía 502, 504. En una modalidad, se puede formar una proyección en el tubular de pozo de sondeo 120 utilizando un material compuesto que tenga la capacidad para formar una protuberancia en el tubular de pozo de sondeo 120. Proyecciones y métodos convenientes para elaborar el mismo se divulgan en la publicación de solicitud de Patente de los Estados Unidos Número 2005/0224123 Al, a Baynham y asociados, y publicada el 13 de Octubre de 2005, cuya divulgación se incorpora aquí por referencia en su totalidad. Las proyecciones pueden comprender un material compuesto, el cual puede comprender una resina basada en cerámica incluyendo, pero no limitada a, los tipos divulgados en la publicación de solicitud de Patente de los Estados Unidos Números US 2005/0224123 Al, titulada "Centralizador Integral" y publicada el 13 de Octubre de 2005, y US 2007/0131414 Al, titulada "Método para Elaborar Centralizadores para Centralizar una Tubería de Revestimiento de Ajuste Hermético en un Barreno" y publicada el 14 de Junio de 2007, ambas incorporadas por referencia antes. En una modalidad, el collar guia se puede formar utilizando el mismo material y proceso utilizado para formar la porción de retención en las ventanas, tal como se describe con mayor detalle aquí.

Tal como se muestra en la figura 6, la compresión radial, hacia dentro de los muelles de arco 206 crea un alargamiento longitudinal de la distancia 614 entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204, incrementando así la longitud general del centralizador 200. El incremento en la longitud del centralizador 200 es aproximadamente la misma que o mayor que la distancia radial 608 recorrida por el muelle de arco 206 durante la compresión. Debido a que la porción de retención 402 acopla de manera fija el centralizador 200 al tubular de pozo de sondeo 120 en la primera porción de cuerpo 202, la distancia de desplazamiento longitudinal puede ser la mayor en la segunda porción de cuerpo 204. A fin de acomodar este desplazamiento longitudinal, la distancia 610 entre el extremo de la segunda porción de cuerpo 204 y el collar guía 602 puede ser igual a o mayor que la distancia de desplazamiento radal más grande 608 de la pluralidad de muelles de arco 206. En una modalidad, la distancia 610 puede ser aproximadamente 5% a aproximadamente 10% mayor que la distancia 608 para permitir tolerancias de producción durante el acoplamiento del centralizador 200 y el collar guia opcional 602 al tubular de pozo de sondeo 120.

En una modalidad mostrada en la figura 7A, se muestra un diseño de centralizador multi-sección 700 con una tercera porción de cuerpo 702 colocada entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204. Se puede utilizar una primera sección 704 de una pluralidad de muelles de arco para acoplar la primera porción de cuerpo 202 y la tercera porción de cuerpo 702, y una segunda sección 706 de la pluralidad de muelles de arco se puede utilizar para acoplar la tercera porción de cuerpo 702 y la segunda porción de cuerpo 204. La tercera porción de cuerpo 702 puede ser similar en diseño a la primera porción de cuerpo 202, y/o la segunda porción de cuerpo 204. Las porciones de cuerpo 202, 204, 702 y la secciones de muelle de arco 704, 706 pueden comprender cualquiera de los diseños aquí analizados para las porciones de cuerpo y los muelles de arco. En una modalidad, la porción de retención 402 está colocada en una o más ventanas 302 en la primera porción de cuerpo 202. Esta configuración puede permitir que el centralizador multi-sección 700 sea jalado dentro del pozo de sondeo. Tal como se muestra en la figura 7A, el número de muelles de arco en la primera sección 704 y la segunda sección 706 de muelles de arco puede ser el mismo, y los muelles de arco en cada sección se puede alinear a lo largo del eje longitudinal del tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, el número de muelles de arco en la primera sección 704 y la segunda sección 706 de muelles de arco puede ser diferente. Tal como se muestra en la figura 7A, uno o más collares guia 710 opcionalmente se pueden colocar en el tubular de pozo de sondeo 120.

En otra modalidad de un centralizador multi-sección 701, tal como se muestra en la figura 7B, los muelles de arco en cada sección pueden estar radialmente desviados alrededor del eje longitudinal central de manera que los muelles de arco no se alinean a lo largo de una superficie exterior del tubular de pozo de sondeo 120 en una dirección paralela al eje longitudinal del tubular de pozo de sondeo 120. En otras palabras, los muelles de arco pueden estar en una primera alineación radial (por ejemplo, en las posiciones radiales que se originan desde un eje longitudinal central en un plano normal al eje longitudinal) en una primera sección 704, y en una segunda alineación radial en una segunda sección 706. Como un ejemplo no limitativo, una primera sección 704 puede tener tres muelles de arco con los muelles de arco alineados en posiciones radiales correspondientes a aproximadamente 0 grados, aproximadamente 120 grados, y aproximadamente 240 grados. En una segunda sección 706 que también comprende tres muelles de arco, los muelles de arco se pueden alinear en posiciones radiales correspondientes a aproximadamente 60 grados, aproximadamente 180 grados, y aproximadamente 300 grados. En una modalidad, los muelles de arco en cada sección se pueden alinear. Aunque los muelles de arco se han descrito como estando distribuidos de manera uniforme alrededor del eje longitudinal, los muelles de arco también se pueden distribuir de manera desigual alrededor del eje longitudinal.

En otra modalidad, el número de muelles de arco en cada sección puede ser diferente, y/o los muelles de arco en cada sección pueden estar desviados de manera que los muelles de arco no se alinean. Por ejemplo, la primera sección 704 puede tener 5 muelles de arco, y la segunda sección 706 puede tener 3 muelles de arco. En este ejemplo, los muelles de arco en la primera sección y la segunda sección pueden estar acomodados de manera que ninguno de los muelles de arco 704 en la primera sección 704 se alinea a lo largo del eje longitudinal del tubular de pozo de sondeo 120 con alguno de los muelles de arco 706. Como un ejemplo no limitativo, una primera sección 704 puede tener cinco muelles de arco con los muelles de arco alineados en posiciones radiales correspondientes a aproximadamente 0 grados, aproximadamente 72 grados, aproximadamente 144 grados, aproximadamente 216 grados, y aproximadamente 288 grados. En una segunda sección 706 que comprende tres muelles de arco, los muelles de arco pueden estar alineados en posiciones radiales correspondientes a aproximadamente 60 grados, aproximadamente 180 grados y aproximadamente 300 grados. En una modalidad, el uso de múltiples porciones de cuerpo para permitir muelles de arco adicionales entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 puede incrementar la fuerza de reestablecimiento sin un incremento correspondiente en la fuerza de arranque, permitiendo que las propiedades deseadas se adapten con base en el diseño del centralizador.

Se apreciará que aunque se ilustra una tercera porción de cuerpo 702, se puede colocar cualquier número de porciones de cuerpo adicionales entre porciones posteriores de los muelles de arco para conectar la primera porción de cuerpo 202 a la segunda porción de cuerpo 204. En una modalidad, una pluralidad de porciones de cuerpo puede ser acoplada por una pluralidad de porciones de muelles de arco. Aunque a continuación se describe por claridad un centralizador que comprende una sola sección, se entenderá que los mismos conceptos pueden ser aplicados fácilmente por un experto en la téenica para un diseño multi-secciones.

Haciendo referencia a las figuras 4A-4C, la porción de retención 402, 404, 406 puede comprender cualquier material con la capacidad para retener el centralizador 200 en el tubular de pozo de sondeo 120 durante el transporte del tubular de pozo de sondeo 120 dentro del pozo de sondeo. La porción de retención puede comprender un metal, una aleación, un material compuesto, una cerámica, una resina, un epoxy o cualquier combinación de los mismos. La porción de retención se puede colocar dentro de las ventanas utilizando cualesquiera téenicas conocidas para aplicar el material deseado. Por ejemplo, se puede utilizar un método de atomización con flama, pulverización, soldadura, soldadura fuerte, unión por difusión, vaciado, moldeo, curado o cualquier combinación de los mismos para aplicar la porción de retención dentro de la ventana.

En algunas modalidades, la porción de retención comprende un material compuesto. El material compuesto puede comprender una resina basada en cerámica incluyendo, pero no limitado a, los tipos divulgados en la publicación de solicitud de Patente de los Estados Unidos Números US 2005/0224123 Al, titulada "Centralizador Integral" y publicada el 13 de Octubre de 2005, y US 2007/0131414 Al, titulada "Método para Elaborar Centralizadores para Centralizar una Tubería de Revestimiento de Ajuste Hermético en un Barreno" y publicada el 14 de junio de 2007. Por ejemplo, en algunas modalidades, el material de resina puede incluir agentes de unión tales como un adhesivo u otros componentes curables. En algunas modalidades, los componentes que se van a mezclar con el material de resina pueden incluir un endurecedor, un acelerador o un iniciador de curado. Además, en algunas modalidades, un material compuesto de resina basada en cerámica puede comprender un catalizador para iniciar el curado del material compuesto de resina basada en cerámica. El catalizador puede ser térmicamente activado. De manera alternativa, los materiales mezclados del material compuesto pueden ser químicamente activados por un iniciador de curado. De manera más específica, en algunas modalidades, el material compuesto puede comprender una resina curable y materiales rellenadores de partículas de cerámica, opcionalmente incluyendo materiales de fibra de carbono trozados. En algunas modalidades, un compuesto de resinas se puede caracterizar por una alta resistencia mecánica, un alto grado de adhesión de superficie y resistencia a la abrasión por fricción.

En algunas modalidades, el material compuesto puede ser proporcionado previo a la inyección y/o moldeo como componentes de materia prima en dos partes para mezclado durante la inyección y/o moldeo y con lo cual todo se puede hacer reaccionar. La reacción puede ser analíticamente controlada de manera que los diversos componentes en las dos partes separadas del material compuesto no reaccionarán hasta que sean puestas juntas bajo condiciones convenientes de inyección y/o moldeo. Por lo tanto, una parte de la materia prima en dos partes puede incluir un activador, iniciador y/o componente catalítico requerido para promover, iniciar y/o facilitar la reacción de toda la composición mezclada. En algunas modalidades, el equilibrio apropiado de componentes se puede lograr en un molde mediante el uso de equipo de mezclado y dosificación previamente calibrado.

En una modalidad, el centralizador se puede unir al tubular de pozo de sondeo colocando el centralizador en el tubular de pozo de sondeo y colocando la porción de retención dentro de la ventana en la primera porción de cuerpo o la segunda porción de cuerpo. En otras palabras, se puede utilizar un proceso de dos pasos en secuencia para formar una porción de retención en sitio. En una modalidad, una porción de retención compuesta se puede formar directamente en el tubular de pozo de sondeo a través del uso de un molde. En este proceso, la superficie del tubular de pozo de sondeo accesible a través de la ventana se puede preparar utilizando cualquier téenica conocida para limpiar y/o proporcionar una superficie conveniente para unir el material compuesto al tubular de pozo de sondeo. En una modalidad, la superficie del tubular de pozo de sondeo puede ser metálica, por ejemplo acero . La superficie de unión puede ser preparada mediante enarenado, chorreo con arena, chorreo con perlas, tratando químicamente la superficie, tratando con calor la superficie, o cualquier otro proceso de tratamiento para producir una superficie limpia para la unión del material compuesto con el tubular de pozo de sondeo. En una modalidad, el proceso de preparación puede tener como resultado una superficie corrugada, punteada, o de otra manera áspera, a una escala microscópica o macroscópica, para proporcionar un área de superficie incrementada y características de superficie convenientes para mejorar la unión entre la superficie y el material de resina compuesto.

La superficie preparada entonces puede ser cubierta con un molde de inyección. El molde de inyección se puede configurar de manera conveniente para proporcionar la forma de la porción de retención con una altura apropiada. El molde de inyección puede ser proporcionado con un adhesivo sobre una superficie del molde que contacta el tubular de pozo de sondeo. Se apreciará que el adhesivo descrito en esta divulgación puede comprender cualquier material o dispositivo conveniente, incluyendo pero no limitado a cintas, pegamentos y/o materiales endurecibles tales como silicona de vulcanización a temperatura ambiente. El molde de inyección puede ser sellado contra la superficie preparada dentro de la ventana. Después de dicho sellado general contra la superficie preparada, el material compuesto aquí descrito puede ser introducido en un espacio entre el molde de inyección y la superficie preparada utilizando un puerto colocado en el molde de inyección. El material compuesto puede fluir a través del molde y formar la porción de retención sobre la superficie del tubular de pozo de sondeo. En una modalidad, el material compuesto puede llenar sustancialmente la ventana en la cual es colocado.

El material compuesto se puede dejar endurecer y/o fraguar. Por ejemplo, se puede aplicar calor para activar térmicamente una resina térmicamente fraguable, o permitir una cantidad de tiempo suficiente para el curado del material compuesto. Después que el material compuesto ha endurecido lo suficiente y/o ha fraguado, se puede quitar el sello del molde de inyección del tubular de pozo de sondeo. En caso de ser necesario, la porción de retención posteriormente puede ser procesada para proporcionar la forma o configuración deseada. El tubular de pozo de sondeo que comprende el centralizador entonces se puede colocar dentro de un pozo de sondeo.

También se pueden utilizar diseños adicionales para proporcionar un centralizador de recuperación. En una modalidad, se puede colocar una pluralidad de collares limite entre la primera porción de cuerpo y la segunda porción de cuerpo y se puede acoplar al tubular de pozo de sondeo, en donde al menos uno de la pluralidad de collares limite está configurado para acoplar la porción de cuerpo delantera en la dirección de desplazamiento dentro del pozo de sondeo. La pluralidad de collares limite está acoplada al tubular de pozo de sondeo y configurada para acoplar las porciones de cuerpo del centralizador, reteniendo asi el centralizador en el tubular de pozo de sondeo. Las figuras 8A y 8B ilustran un centralizador 800 acoplado a un tubular de pozo de sondeo 120 que tiene una pluralidad de collares limite 802, 804 colocados en el tubular de pozo de sondeo 120 entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204. La pluralidad de muelles de arco 206 se puede extender entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 alrededor del tubular de pozo de sondeo 120 y la pluralidad de collares limite 802, 804. Uno o más collares guia opcionales 806, 808 pueden ser colocados en el tubular de pozo de sondeo 120 con el centralizador 800 colocado en medio.

La figura 9 ilustra una vista en sección transversal parcial del centralizador 800 colocado en el tubular de pozo de sondeo 120. El muelle de arco 206 está acoplado a la primera porción de cuerpo 202. En una modalidad, la primera porción de cuerpo 202 puede comprender un diseño escalonado con una primera sección 803 que tiene una altura 906 mayor que una segunda sección 805, formando un soporte 807 en medio. El muelle de arco 206 se puede acoplar a la segunda sección 805, y la altura combinada 908 del muelle de arco 206 y la segunda sección 805 de la primera porción de cuerpo 202 puede ser la misma que o menor que la altura 906 de la primera sección 803. El collar limite 802 puede tener una altura 910 que sea menor que o igual a la altura 906 de la primera sección 803 de la primera porción de cuerpo 202 y/o la altura 908 del muelle de arco 206 y la segunda sección 805. En una modalidad, la altura 810 del collar límite 802 puede ser menor que o igual a la altura de la segunda sección 805. En una modalidad, la altura 908 del muelle de arco 206 y la segunda sección 805 de la primera porción de cuerpo 202 puede ser mayor que la altura 906 de la primera sección 803. La altura 916 de cualquier collar guía 806 puede ser la misma que la altura 906 de la primera sección 803, o la altura 916 del collar guía 806 puede ser menor que o mayor que la altura 906 de la primera sección 803.

En una modalidad, el collar límite 802 puede comprender una pluralidad de secciones 802, 904. Una primera sección 902 se puede configurar para acoplar la primera porción de cuerpo 202 y una segunda sección 904 se puede configurar para retener el collar límite en el tubular de pozo de sondeo. En una modalidad, la segunda sección 904 puede comprender un material que se acopla, engancha y/o une al tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, la segunda sección 904 puede proporcionar la mayoría de la fuerza de retención mostrada por el collar límite 802. La primera sección 902 puede comprender un componente de interfaz que puede acoplar la segunda sección 904 y evitar la carga de punto de una fuerza aplicada directamente a la segunda sección. Al distribuir una carga aplicada al collar límite 802 a través de la primera sección 902, la carga de punto y la falla potencial resultante de la segunda sección 904 se puede reducir o evitar, mejorando así la capacidad de carga del collar límite 802. Modalidades de un collar límite que comprende un diseño multi-sección se describen en la solicitud de Patente de los Estados Unidos Número 13/093,242 a Levie y asociados; presentada el 25 de Abril de 2011, titulada "Collar Límite Mejorado", publicada como publicación de solicitud de Patente de los Estados Unidos Número US 2012/0267121 Al, la cual se incorpora aquí por referencia en su totalidad.

Haciendo referencia a las figuras 8A, 8B y 9, la pluralidad de collares límite 802, 804 generalmente se puede colocar sobre el tubular de pozo de sondeo 120 con cualquier configuración para permitir que el centralizador 800 sea colocado alrededor de la pluralidad de collares límite 802, 804. En una modalidad, Id pluralidad de collares limite 802, 804 se puede configurar para acoplar la porción de cuerpo 202, 204 en la dirección delantera de desplazamiento dentro del pozo de sondeo, jalando asi el centralizador en la dirección de desplazamiento. Por ejemplo, la pluralidad de collares limite 802, 804 se puede configurar para permitir que el collar limite 802 acople la primera porción de cuerpo 202 cuando el tubular de pozo de sondeo 120 de la figura 8A se mueve a la izquierda, y la pluralidad de collares limite 802, 804 se puede configurar para permitir que el collar limite 804 acople la segunda porción de cuerpo 204 cuando el tubular de pozo de sondeo 120 de la figura 8D se mueve a la derecha.

En una modalidad, la pluralidad de collares limite 802, 804 se puede configurar para limitar la cantidad de traslación longitudinal del centralizador 800 en el tubular de pozo de sondeo 120. El desplazamiento limitado a lo largo del tubular de pozo de sondeo puede ser conveniente para limitar el grado al cual el centralizador 800 puede cielar en el tubular de pozo de sondeo 120 cuando el tubular de pozo de sondeo 120 es ciclado dentro del pozo de sondeo, por ejemplo, cuando trabaja el tubular de pozo de sondeo 120 pasando una restricción de tolerancia estrecha. En una modalidad, la distancia de desplazamiento longitudinal del centralizador 800 en el tubular de pozo de sondeo se puede limitar a menos de aproximadamente 30% de la longitud general 810 del centralizador 800, menos de aproximadamente 20% de la longitud general 810 del centralizador 800, o menos de aproximadamente 15% de la longitud general del tubular de pozo de sondeo.

En una modalidad, la pluralidad de collares limite 802, 804 se puede configurar para tener una distancia 912 entre los collares limite 802, 804, y las porciones de cuerpo 202, 204, respectivamente. La distancia 912 puede ser entre aproximadamente 0.1% y aproximadamente 30%, entre aproximadamente 0.5% y aproximadamente 20%, o aproximadamente 1% y aproximadamente 10% de la longitud general 810 del centralizador 800. En una modalidad, la pluralidad de collares limite 802, 804 se puede configurar para acoplar las porciones de cuerpo 202, 204, respectivamente, cuando el centralizador está en un estado no comprimido. La compresión radial hacia adentro de los muelles de arco 206 crea un alargamiento longitudinal de la longitud general 810 del centralizador 800. El incremento en la longitud del centralizador 800 es aproximadamente la misma que o mayor que la distancia radial 816 recorrida por el muelle de arco 206 durante la compresión. La distancia 912, la cual está presente entre el collar limite 802 y la primera porción de cuerpo 202 y el collar límite 804 y la segunda porción de cuerpo 204, se puede crear mediante la expansión longitudinal del centralizador 800 debido a la compresión de los muelles de arco 206. En otra modalidad todavía, la pluralidad de collares límite 802, 804 se puede configurar para acoplar las porciones de cuerpo 202, 204, respectivamente, cuando el centralizador 800 está en un estado parcialmente comprimido. Los collares límite 802, 804 entonces pueden mantener cierta tensión entre las porciones de cuerpo 202, 204 cuando los muelles de arco 206 no están de otra manera comprimidos (por ejemplo, al estar colocados en un pozo de sondeo). Al momento de comprimir los muelles de arco 206, las porciones de cuerpo 202, 204 se pueden separar creando así una separación de distancia 912. En esta modalidad, la distancia 912 creada por la compresión de los muelles de arco 206 puede ser menor que aproximadamente 30%, menor que aproximadamente 20%, o menor que aproximadamente 10% de la longitud general 810 del centralizador 800. En una modalidad, la distancia 912 creada por la compresión de los muelles de arco 206 puede ser menor que una distancia similar 912 creada por la compresión de los muelles de arco cuando los collares límite 802, 804 no mantienen cierta tensión entre las porciones de cuerpo 202, 204.

Se pueden incluir uno o más collares guía opcionales 806, 808 en el tubular de pozo de sondeo 120 adyacente al centralizador 800. Los collares guia opcionales 806, 808 pueden ser los mismos o similares a los collares guia opcionales descritos con respecto a la figura 5B. Los collares guia opcionales 806, 808 se pueden colocar alrededor de un tubular de pozo de sondeo 120 y mantener en su lugar utilizando cualquiera de las téenicas aquí descritas. Los collares guia 806, 808 se pueden formar a partir de cualquiera de los materiales aquí descritos. Tal como se describió antes, la compresión radial hacia dentro de los muelles de arco 206 crea un alargamiento longitudinal de la longitud general 810 del centralizador 800 por aproximadamente la misma distancia 816 recorrida por el muelle de arco 206 durante la compresión. A fin de acomodar este alargamiento longitudinal y permitir que el collar limite 802 acople la primera porción de cuerpo 202 y jale en centralizador 800 dentro del pozo de sondeo, la distancia 814 entre el extremo de la segunda porción de cuerpo 204 y el collar guia opcional 808 puede ser igual a o mayor que la distancia de desplazamiento radial más grande 816 de la pluralidad de muelles de arco 206. De manera similar, la distancia 812 entre el extremo de la primera porción de cuerpo 202 y el collar guia opcional 806 puede ser igual o mayor que la distancia de desplazamiento radial más grande 816 de la pluralidad de muelles de arco 206. En una modalidad, las distancias 812, 814 pueden ser aproximadamente 5% a aproximadamente 10% mayores que las distancia 816 para permitir las tolerancias de producción durante el acoplamiento del centralizador 800 y los collares guia opcionales 806, 808 al tubular de pozo de sondeo 120.

Haciendo referencia a las figuras 8A y 9, la altura 906 de la primera porción de cuerpo 202 y/o la segunda porción de cuerpo 204, la altura 910 de los collares limite 806, 808 y/o la altura 916 de cualquiera de los collares guia opcionales pueden variar dependiendo del ancho del anillo disponible entre el tubular de pozo de sondeo 120 y el costado del pozo de sondeo o la superficie interior de la tubería de revestimiento, dependiendo si el pozo de sondeo ha sido o no revestido. Debido a las tolerancias disponibles dentro de un pozo de sondeo, un operador de pozo puede especificar una tolerancia mínima para el espacio entre la superficie más exterior de un tubular de pozo de sondeo 120, incluyendo el centralizador 800, y la superficie interior del pozo de sondeo o la tubería de revestimiento colocada dentro del pozo de sondeo. Utilizando la tolerancia, la altura de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, los collares límite 802, 804 y/o cualesquiera collares guía opcionales 806, 808 puede ser menor que la diferencia del diámetro anular menos la tolerancia establecida por el operador del pozo. En una modalidad, la tolerancia puede ser de aproximadamente 0.1 pulgadas (0.254 cm) a aproximadamente 0.2 pulgadas (0.508 cm). En una modalidad, no se puede permitir alguna tolerancia que no sean las tolerancias del fabricante de la tubería, las cuales se pueden basar en los estándares industriales (por ejemplo, estándares del Instituto Americano del Petróleo (API) aplicables a la producción de un tubular de pozo de sondeo), de aproximadamente 1% con base en el diámetro exterior del tubular de pozo de sondeo 1120 y la tolerancia de deriva del diámetro interior de la restricción de tolerancia estrecha presente en el pozo de sondeo (por ejemplo, una tubería de revestimiento a través de la cual pasa el tubular de pozo de sondeo que comprende el centralizador). La altura mínima de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, los collares límite 802, 804, y/o cualesquiera collares guia opcionales 806, 808 se puede determinar con base en las propiedades estructurales y mecánicas de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, los collares límite 802, 804, y/o cualesquiera collares guía opcionales 806, 808. La altura de cada una de la primera porción de cuerpo 202, la segunda porción de cuerpo 204, los collares límite 802, 804 y/o cualesquiera collares guía opcionales 806, 808 puede ser la misma o diferente. La altura del par correspondiente de collar limite y porción de cuerpo generalmente puede ser similar para permitir una interferencia suficiente entre el collar y el borde de la porción de cuerpo para aplicar la fuerza requerida a fin de jalar el centralizador 200 dentro del pozo de sondeo.

En una modalidad mostrada en la figura 10A, se muestra un diseño de centralizador multi-sección 950 con una tercera porción de cuerpo 952 colocada entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204. Se puede utilizar una primera sección 954 de una pluralidad de muelles de arco para acoplar la primera porción de cuerpo 202 y la tercera porción de cuerpo 952, y se puede utilizar una segunda sección 956 de la pluralidad de muelles de arco para acoplar la tercera porción de cuerpo 952 y la segunda porción de cuerpo 204. La tercera porción de cuerpo 952 puede ser similar en diseño a la primera porción de cuerpo 202, y/o la segunda porción de cuerpo 204. Las porciones de cuerpo 202, 204, 952 y las secciones de muelle de arco 954, 956 pueden comprender cualquiera de los diseños aquí analizados para las porciones de cuerpo y los muelles de arco. En una modalidad, el collar limite 802 puede ser colocado adyacente a la primera porción de cuerpo 202 y el collar limite 804 puede ser colocado adyacente a la segunda porción de cuerpo 204. En esta configuración, el centralizador 950 puede ser jalado dentro del pozo de sondeo debido a la interacción del collar limite 802, 804 con la porción de cuerpo respectiva 202, 204 en la dirección de desplazamiento del tubular de pozo de sondeo 120. Tal como se muestra en la figura 10A, el número de muelles de arco en la primera sección 954 y la segunda sección 956 de los muelles de arco puede ser el mismo, y los muelles de arco en cada sección se pueden alinear a lo largo del eje longitudinal del tubular de pozo de sondeo. En una modalidad, el número de muelles de arco en la primera sección 704 y la segunda sección 706 de los muelles de arco puede ser diferente. Cualquiera de las consideraciones con respecto al número de muelles de arco en cada sección 954, 956 y su alineación puede ser la misma o similar a aquellas consideraciones descritas con respecto a las figuras 7A y 7B. Se apreciará que aunque se ilustra una tercera porción de cuerpo 952, se puede colocar cualquier número de porciones de cuerpo adicionales entre porciones subsecuentes de los muelles de arco para conectar la primera porción de cuerpo 202 a la segunda porción de cuerpo 204. En una modalidad, una pluralidad de porciones de cuerpo puede ser acoplada por una pluralidad de porciones de muelles de arco.

En una modalidad mostrada en la figura 10B, una pluralidad de centralizadores 962, 963, cada uno comprendiendo una pluralidad de collares limite colocados entre las porciones de cuerpo, se puede colocar en un tubular de pozo de sondeo entre collares guia opcionales 960. El diseño de los centralizadores que tienen una pluralidad de collares limite colocados entre las porciones de cuerpo puede permitir que los centralizadores 962, 963 sean colocados adyacentes unos a otros con una distancia limitada entre los mismos. Tal como se observó antes, la compresión hacia dentro, radial de los muelles de arco en cada centralizador 962, 963 crea un alargamiento longitudinal de los centralizadores 962, 963, la cual puede ser la misma o mayor que la distancia radial 816 recorrida por el muelles de arco durante la compresión. Por lo tanto, los centralizadores 962, 963 pueden ser colocados adyacentes uno a otro con una distancia de separación 958 que es igual a o mayor que la distancia radial 816, permitiendo asi que cada centralizador individual 962, 963 sea jalado dentro del pozo de sondeo.

Volviendo a la figura 8A, los collares limite 802, 804 pueden comprender cualquier material con la capacidad para retener el centralizador 800 en el tubular de pozo de sondeo 120 durante el transporte del tubular de pozo de sondeo 120 dentro del pozo de sondeo. En una modalidad, los collares limite 802, 804 pueden comprender uno o más collares tope tradicionales que comprendan anillos de metal con acopladores, (por ejemplo, tornillos de fijación) colocados ahí para retener el collar limite en posición con relación al tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, los collares limite 802, 804 pueden comprender un metal, una aleación, un material compuesto, una cerámica, una resina, un epoxy o cualquier combinación de los mismos. Los collares limite 802, 804 pueden ser colocados sobre el tubular de pozo de sondeo 120y acoplados al mismo utilizando cualesquiera téenicas conocidas para aplicar el material deseado. Por ejemplo, se puede utilizar un método de atomización con flama, pulverización, soldadura, soldadura fuerte, unión por difusión, -vaciado, moldeo, curado o cualquier combinación de los mismos para aplicar los collares limite 802, 804 al tubular de pozo de sondeo 120 entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204.

En algunas modalidades, los collares limite 802, 804 comprenden un material compuesto. El material compuesto puede comprender una resina basada en cerámica tal como se describió con mayor detalle antes incluyendo, pero no limitado a, los tipos divulgados en la publicación de solicitud de Patente de los Estados Unidos Número 2005/0224123 Al, titulada "Centralizador Integral" y publicada el 13 de Octubre de 2005, y US 2007/0131414 Al, titulada "Método para Elaborar Centralizadores para Centralizar una Tubería de Revestimiento de Ajuste Hermético en un Barreno" y publicada el 14 de Junio de 2007. De manera más específica, en algunas modalidades, el material compuesto puede comprender una resina curable y materiales de rellenador en partículas de cerámica, opcionalmente incluyendo materiales de fibra de carbono en trozos. En algunas modalidades, un compuesto de resina se puede caracterizar por una alta resistencia mecánica, un alto grado de adhesión de superficie y resistencia a la abrasión por fricción.

En una modalidad, los collares límite 802, 804 se pueden acoplar al tubular de pozo de sondeo colocando el centralizador 800 en el tubular de pozo de sondeo 120 y colocando la pluralidad de collares límite 802, 804 en el tubular de pozo de sondeo 120 entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204. En una modalidad, los collares límite compuestos 802, 804 se pueden formar directamente en el tubular de pozo de sondeo 1120 a través del uso de un molde. En este proceso, toda o partes convenientes de la superficie del tubular de pozo de sondeo 120 entre la primera porción de cuerpo 202 y la segunda porción de cuerpo 204 se pueden preparar utilizando cualquier téenica conocida para limpiar y/o proporcionar una superficie conveniente para unir el material compuesto al tubular de pozo de sondeo 120. En una modalidad, la superficie del tubular de pozo de sondeo 120 puede ser metálica, por ejemplo acero. La superficie de unión se puede preparar mediante enarenado, chorreo con arena, chorreo con perlas, tratando químicamente la superficie, tratando con calor la superficie, o cualquier otro proceso de tratamiento para producir una superficie limpia para la unión del material compuesto al tubular de pozo de sondeo. En una modalidad, el proceso de preparación puede tener como resultado una superficie corrugada, punteada, o de otra manera áspera, a una escala microscópica o macroscópica, para proporcionar un área de superficie incrementada y características de superficie convenientes para mejorar la unión entre la superficie y el material de resina compuesto.

La superficie preparada entonces puede ser cubierta con un molde de inyección. El molde de inyección puede estar configurado de manera conveniente para proporcionar la forma de la pluralidad de collares límite 802, 804 y retener cualesquiera componentes de interfaz opcionales para formar un collar límite multi-sección. El molde se pude configurar para ser colocado entre los muelles de arco y/o ser deslizado sobre el tubular de pozo de sondeo 120 durante la colocación del centralizador 800 alrededor del tubular de pozo de sondeo 120. El molde de inyección puede ser proporcionado con un adhesivo sobre una superficie del molde que contacta el tubular de pozo de sondeo 120. Se apreciará que el adhesivo descrito en esta divulgación puede comprender cualquier material o dispositivo conveniente, incluyendo, pero no limitado a, cintas, .pegamentos y/o materiales endurecibles tales como silicona de vulcanización a temperatura ambiente. El molde de inyección puede ser sellado contra la superficie preparada en el tubular de pozo de sondeo 120. Siguiendo dichos sellado general contra la superficie preparada, el material compuesto aquí descrito puede ser introducido en un espacio entre el molde de inyección y la superficie preparada utilizando un puerto colocado en el molde de inyección. El material compuesto puede fluir a través del molde y formar los collares limite o una parte de los collares limite en la superficie del tubular de pozo de sondeo 120. El material compuesto se puede dejar endurecer y/o fraguar. Por ejemplo, se puede aplicar calor para activar térmicamente una resina térmicamente fraguable, o se puede permitir una cantidad de tiempo suficiente para el curado del material compuesto. Después que el material compuesto ha endurecido y/o fraguado lo suficiente, se puede quitar el sello del molde de inyección del tubular de pozo de sondeo 120 y se puede retirar. El tubular de pozo de sondeo 120 que comprende los collares limite que retienen el centralizador 800 entonces se pueden colocar dentro de un pozo de sondeo.

En uso, el centralizador puede ser utilizado para centralizar un tubular de pozo de sondeo dentro de un pozo de sondeo. Tal como se observa aquí, un tubular de pozo de sondeo puede ser proporcionado con un centralizador acoplado al mismo. El centralizador puede comprender una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo. A medida que el tubular de pozo de sondeo es transportado dentro del pozo de sondeo, la fuerza de reestablecimiento proporcionada por la pluralidad de muelles de arco puede servir para separar el tubular de pozo de sondeo de las paredes del pozo de sondeo. En general, el efecto de centralización puede ocurrir cuando un muelle de arco es comprimido radialmente hacia dentro desde una posición de inicio a una posición comprimida. Como resultado de la fuerza de reestablecimiento de la pluralidad de muelles de arco, el muelle de arco se puede restaurar de la posición comprimida a la posición de inicio. Por ejemplo, cuando el tubular de pozo de sondeo entra a una parte del pozo de sondeo que tiene un diámetro incrementado, los muelles de arco se pueden mover radialmente hacia fuera y pueden acoplar la pared de pozo de sondeo y/o la pared de un tubular de pozo de sondeo exterior.

En una modalidad, se puede utilizar una pluralidad de centralizadores con una o más secciones de tubular de pozo de sondeo. Una sarta de tubulares de pozo de sondeo se refiere a una pluralidad de secciones tubulares de pozo de sondeo conectadas juntas para transporte dentro del pozo de sondeo. Por ejemplo, la sarta de tubulares de pozo de sondeo puede comprender una sarta de tubería de revestimiento transportada dentro del pozo de sondeo para cementación. La sarta de tubería de revestimiento de pozo de sondeo puede pasar a través del pozo de sondeo antes que la primera sarta de tubería de revestimiento sea cementada, o la sarta de tubería de revestimiento puede pasar a través de una o más sartas de tubería de revestimiento que han sido cementadas en su lugar dentro del pozo de sondeo. En una modalidad, la sarta de tubulares de pozo de sondeo puede comprender conexiones Premium, conexiones de nivelación y/o conexiones de casi-nivelación. Se pueden encontrar una o más restricciones de tolerancia estrecha a medida que la sarta de tubulares de pozo de sondeo pasa a través del pozo de sondeo o las sartas de tubería de revestimiento cementadas en el lugar dentro del pozo de sondeo (por ejemplo, a través de longitudes de sartas de tubería de revestimiento concéntricas de diámetro progresivamente más angosto y/o en una sección con escariado de fondo). Tal como aquí se describe, se puede utilizar una pluralidad de centralizadores en la sarta de tubulares de pozo de sondeo para centralizar la sarta de tubulares de pozo de sondeo a medida que es transportada dentro del pozo de sondeo. El número de centralizadores y su separación respectiva a lo largo de una sarta de tubulares de pozo de sondeo se puede determinar con base en un número de consideraciones incluyendo las propiedades de cada centralizador (por ejemplo, la fuerza de reestablecimiento, la fuerza de inicio, la fuerza de arrastre, etc.), las propiedades del tubular de pozo de sondeo (por ejemplo, el tamaño, el peso, etc.), y las propiedades del pozo de sondeo a través del cual está pasando el tubular de pozo de sondeo (por ejemplo, la diferencia de diámetro anular, la tortuosidad, la orientación del pozo de sondeo, etc.). En una modalidad, se puede utilizar un programa de diseño de pozo de sondeo para determinar el número y tipo de centralizadores con base en las diversas entradas tal como aquí se describe. El número de centralizadores y la separación de los centralizadores a lo largo del tubular de pozo de sondeo pueden variar a lo largo de la longitud del tubular de pozo de sondeo con base en las condiciones esperadas dentro del pozo de sondeo.

En una modalidad, una pluralidad de centralizadores que comprenden una primera porción de cuerpo con una segunda porción de cuerpo, y una pluralidad de muelles de arco que conectan la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, se puede acoplar a una sarta de tubulares de pozo de sondeo utilizando cualquiera de las configuraciones aquí divulgadas. Por ejemplo, se puede colocar una porción de retención dentro de una ventana en una porción de cuerpo del centralizador para acoplar sustancialmente de manera fija la porción de cuerpo al tubular de pozo de sondeo. La porción de cuerpo que comprende una o más ventanas puede ser la porción de cuerpo delantera para permitir que el centralizador sea jalado dentro del pozo de sondeo. Como otro ejemplo, se puede colocar una pluralidad de collares límite en el tubular de pozo de sondeo entre la primera porción de cuerpo y la segunda porción de cuerpo para retener el centralizador en el tubular de pozo de sondeo. La sarta de tubulares de pozo de sondeo entonces se puede colocar en el pozo de sondeo colocado en una formación subterráneo. En una modalidad, el pozo de sondeo puede comprender al menos una restricción de tolerancia estrecha dentro del pozo de sondeo.

En una modalidad, un método para centralizador un tubular de pozo de sondeo comprende acoplar un centralizador acoplado a un tubular de pozo de sondeo con una restricción en un pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo, y en donde el centralizador está acoplado al tubular de pozo de sondeo a través de una porción de retención colocada en al menos una ventana; y comprimiendo radialmente los muelles de arco, en donde la primera porción de cuerpo está acoplada de manera fija con el tubular de pozo de sondeo durante la compresión radial de los muelles de arco. En otra modalidad, un método para centralizador un tubular de pozo de sondeo comprende transportar un centralizador acoplado a un tubular de pozo de sondeo en una primera dirección dentro de un pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primera porción de cuerpo con una segunda porción de cuerpo, y una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, en donde el centralizador está acoplado al tubular de pozo de sondeo a través de una pluralidad de collares limite acoplados al tubular de pozo de sondeo entre la primera porción de cuerpo y la segunda porción de cuerpo, y en donde el centralizador es jalado en la primera dirección por un acoplamiento entre un primer collar de la pluralidad de collares limite y la primera porción de cuerpo; y transportar el centralizador en una segunda dirección dentro del pozo de sondeo, en donde el centralizador es jalado en la segunda dirección mediante un acoplamiento entre un segundo collar de la pluralidad de collares limite y la segunda porción de cuerpo. En otra modalidad, todavía, un método para centralizar un tubular de pozo de sondeo comprende transportar un centralizador acoplado a un tubular de pozo de sondeo en una primera dirección dentro de un pozo de sondeo; y transportar el centralizador en una segunda dirección dentro del pozo de sondeo, en donde el centralizador está limitado a una traslación longitudinal de menos de aproximadamente 30% de una longitud general del centralizador con relación al tubular de pozo de sondeo entre ser transportado en la primera dirección y ser transportado en la segunda dirección.

Divulgación adicional Las siguientes son modalidades específicas, no limitativas de acuerdo con la presente divulgación: En una primera modalidad, un sistema de centralizador comprende un centralizador colocado alrededor de un tubular de pozo de sondeo y una porción de retención colocada en al menos una ventana. El centralizador comprende una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo. La porción de retención está configurada para proporcionar un acoplamiento sustancialmente fijo entre la primera porción de cuerpo y el tubular de pozo de sondeo.

Una segunda modalidad puede incluir el sistema de centralizador de la primera modalidad, en donde el centralizador además comprende una tercera porción de cuerpo colocada entre una primera porción de la pluralidad de muelles de arco y una segunda porción de la pluralidad de muelles de arco.

Una tercera modalidad puede incluir el sistema de centralizador de la primera o segunda modalidad, en donde al menos una de la primera porción de cuerpo, la segunda porción de cuerpo, o la pluralidad de muelles de arco están hechos de un material seleccionado del grupo que consiste de: acero, un material sintético, un material compuesto, o cualquier combinación de los mismos.

Una cuarta modalidad puede incluir el sistema de centralizador de cualquiera de la primera a tercera modalidades, que además comprende uno o más collares guia colocados en el tubular de pozo de sondeo.

Una quinta modalidad puede incluir el sistema de centralizador de la cuarta modalidad, en donde al menos un borde de uno o más collares guia está ahusado Una sexta modalidad puede incluir el sistema de centralizador de la cuarta o quinta modalidad, caracterizado porque uno o más collares guia comprenden uno o más canales configurados para proporcionar una trayectoria de fluido a través del collar guia.

Una séptima modalidad puede incluir el sistema de centralizador de cualquiera de la primera a sexta modalidades, en donde al menos una ventana comprende una esquina, y en donde la esquina es redondeada.

Una octava modalidad puede incluir el sistema de centralizador de cualquiera de la primera a séptima modalidades, en donde la porción de retención comprende un material compuesto que llena sustancialmente al menos una ventana.

Una novena modalidad puede incluir el sistema de centralizador de cualquiera de la primera a octava modalidades, en donde la porción de retención tiene una altura sustancialmente igual que la primera porción de cuerpo.

Una décima modalidad puede incluir el sistema de centralizador de cualquiera de la primera a octava modalidades, en donde la porción de retención tiene una altura mayor que la altura de la primera porción de cuerpo.

Una onceava modalidad puede incluir el sistema de centralizador de la décima modalidad, en donde la porción de retención tiene una longitud que es mayor que una longitud de la ventana.

Una doceava modalidad puede incluir el sistema de centralizador de la onceava modalidad, en donde la longitud de la porción de retención se extiende pasando el extremo de la primera porción de cuerpo.

En una decimotercera modalidad, un método para centralizar un tubular de pozo de sondeo comprende acoplar un centralizador acoplado a un tubular de pozo de sondeo con una restricción en un pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primea porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo, y en donde el centralizador está acoplado al tubular de pozo de sondeo a través de una porción de retención colocada en al menos una ventana, y comprimiendo radialmente los muelles de arco, en donde la primera porción de cuerpo está acoplada de manera fija con el tubular de pozo de sondeo durante la compresión radial de los muelles de arco.

Una decimocuarta modalidad puede incluir el método de la decimotercera modalidad, en donde la porción de retención comprende un material compuesto.

Una decimoquinta modalidad puede incluir el método de la decimotercera o decimocuarta modalidad, comprendiendo además: acoplar un collar guia colocado en el tubular de pozo de sondeo adyacente al centralizador con la restricción previo al acoplamiento del centralizador con la restricción.

Una decimosexta modalidad puede incluir el método de cualquiera de la decimotercera a la decimoquinta modalidades, en donde la restricción en el pozo de sondeo comprende una restricción de tolerancia estrecha.

Una decimoséptima modalidad puede incluir el método de cualquiera de la decimotercera a la decimosexta modalidades, en donde el tubular de pozo de sondeo comprende una sarta de tubulares, y en donde la sarta de tubulares además comprende una pluralidad de centralizadores colocados alrededor de la sarta de tubulares.

Una decimoctava modalidad puede incluir el método de cualquiera de la decimatercera a la decimoséptima modalidades, en donde la porción de retención comprende un material compuesto que llena sustancialmente al menos una ventana.

En una decimonovena modalidad, un método comprende proporcionar un tubular de pozo de sondeo; colocar un centralizador alrededor del tubular de pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primera porción de cuerpo; una segunda porción de cuerpo; una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo; y una ventana colocada en la primera porción de cuerpo; preparar una superficie del tubular de pozo de sondeo dentro de la ventana, cubrir la ventana con un molde de inyección; e inyectar un material compuesto en un espacio entre el tubular de pozo de sondeo y el molde de inyección para formar una porción de retención, en donde la porción de retención llena sustancialmente la ventana.

Una veinteava modalidad puede incluir el método de la decimonovena modalidad comprendiendo además: remover el molde de inyección y colocar el tubular de pozo de sondeo que comprende el centralizador dentro de un pozo de sondeo.

Se divulga al menos una modalidad y variaciones, combinaciones y/o modificaciones de las modalidades y/o características de las modalidades pueden ser hechas por un experto en la téenica cuando están dentro del alcance de la divulgación. Modalidades alternativas que resultan de combinar, integrar y/u omitir características de las modalidades también están dentro del alcance de la divulgación. En el caso donde expresamente se indican rangos o limitaciones numéricas, dichos rangos o limitaciones expresas debieran ser entendidas para incluir rangos o limitaciones iterativas de magnitud similar que caen dentro de los rangos o limitaciones expresamente indicados (por ejemplo, de aproximadamente uno a aproximadamente 10 incluye 2, 3, 4, etc.; mayor que 0.10 incluye 0.11, 0.12, 0.13, etc.). Por ejemplo, siempre que se divulgue un rango numérico con un limite inferior Ri y un limite superior Ru, cualquier número que caiga dentro del rango queda específicamente divulgado. En particular, los siguientes números dentro del rango quedan específicamente divulgados: R=Ri+k*(Ru-Ri), en donde k es una variable que oscila de 1% a 100% con un incremento del 1%, es decir, k es 1 por ciento, 2 por ciento, 3 por ciento, 4 por ciento, 5 por ciento..., 50 por ciento, 51 por ciento, 52 por ciento,...95 por ciento, 96 por ciento, 97 por ciento, 98 por ciento, 99 por ciento, o 100 por ciento. Además, cualquier rango numérico definido por dos números R conforme a lo definido en lo anterior también queda específicamente divulgado. El uso del término "opcionalmente" con respecto a cualquier elemento de una reivindicación significa que el elemento es requerido, o alternativamente, el elemento no es requerido, ambas alternativas están dentro del alcance de la reivindicación. El uso de términos más amplios tales como comprende, incluye y tiene debieran ser entendidos para proporcionar apoyo para términos más reducidos tales como que consiste de, que consiste esencialmente de, y comprendido sustancialmente de. Por consiguiente, el alcance de protección no queda limitado por la descripción establecida antes sino que queda definido por las reivindicaciones siguientes, ese alcance incluyendo todos los equivalentes de la materia sujeto de las reivindicaciones. Cada reivindicación es incorporada como una divulgación adicional en la especificación y las reivindicaciones son modalidades de la presente invención.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito la presente invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de centralizador que comprende: un centralizador colocado alrededor de un tubular de pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo; y una porción de retención colocada en al menos una ventana, en donde la porción de retención está configurada para proporcionar un acoplamiento sustancialmente fijo entre la primera porción de cuerpo y el tubular de pozo de sondeo.

2.- El sistema de centralizador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el centralizador además comprende una tercera porción de cuerpo colocada entre una primera porción de la pluralidad de muelles de arco y una segunda porción de la pluralidad de muelles de arco.

3.- El sistema de centralizador de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al menos una de la primera porción de cuerpo, la segunda porción de cuerpo, o la pluralidad de muelles de arco está hecho de un material seleccionado del grupo que consiste de: acero, un material sintético, un material compuesto, o cualquier combinación de los mismos.

4.- El sistema de centralizador de conformidad con cualquiera de las reivindicación 1 a 3, que además comprende uno o más collares guia colocados en el tubular de pozo de sondeo.

5.- El sistema de centralizador de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque al menos un borde de uno o más collares guia está ahusado.

6.- El sistema de centralizador de conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque uno o más collares guia comprenden uno o más canales configurados para proporcionar una trayectoria de fluido a través del collar guia.

7.- El sistema de centralizador de conformidad con cualquiera de las reivindicación 1 a 6, caracterizado porque al menos una ventana comprende una esquina, y en donde la esquina es redondeada.

8.- El sistema de centralizador de conformidad con cualquiera de las reivindicación 1 a 7, caracterizado porque la porción de retención comprende un material compuesto que llena sustancialmente al menos una ventana.

9.- El sistema de centralizador de conformidad con cualquiera de las reivindicación 1 a 8, caracterizado porque la porción de retención tiene una altura sustancialmente igual que la primera porción de cuerpo.

10.- El sistema de centralizador de conformidad con cualquiera de las reivindicación 1 a 8, caracterizado porque la porción de retención tiene una altura mayor que la altura de la primera porción de cuerpo.

11.- El sistema de centralizador de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la porción de retención tiene una longitud que es mayor que una longitud de la ventana.

12.- El sistema de centralizador de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la longitud de la porción de retención se extiende pasando el extremo de la primera porción de cuerpo.

13.- Un método para centralizar un tubular de pozo de sondeo que comprende: acoplar un centralizador acoplado a un tubular de pozo de sondeo con una restricción en un pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primera porción de cuerpo, una segunda porción de cuerpo, una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo, y al menos una ventana colocada en la primera porción de cuerpo, y en donde el centralizador está acoplado al tubular de pozo de sondeo mediante una porción de retención colocada en al menos una ventana; y comprimir radialmente los muelles de arco, en donde la primera porción de cuerpo está acoplada de manera fija con el tubular de pozo de sondeo durante la compresión radial de los muelles de arco.

14.- El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la porción de retención comprende un material compuesto.

15.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, que además comprende: acoplar un collar guia colocado en el tubular de pozo de sondeo adyacente al centralizador con la restricción previo al acoplamiento del centralizador con la restricción.

16.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la restricción en el pozo de sondeo comprende una restricción de tolerancia estrecha.

17.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque el tubular de pozo de sondeo comprende una sarta de tubulares, y en donde la sarta de tubulares además comprende una pluralidad de centralizadores colocados alrededor de la sarta de tubulares.

18.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque la porción de retención comprende un material compuesto que llena sustancialmente al menos una ventana.

19.- Un método que comprende: proporcionar un tubular de pozo de sondeo; colocar un centralizador alrededor del tubular de pozo de sondeo, en donde el centralizador comprende: una primera porción de cuerpo; una segunda porción de cuerpo; una pluralidad de muelles de arco conectando la primera porción de cuerpo a la segunda porción de cuerpo; y una ventana colocada en la primera porción de cuerpo; preparar una superficie del tubular de pozo de sondeo dentro de la ventana; cubrir la ventana con un molde de inyección; e inyectar un material compuesto en un espacio entre el tubular de pozo de sondeo y el molde de inyección para formar una porción de retención, en donde la porción de retención llena sustancialmente la ventana.

20.- El método de conformidad con la reivindicación 19, que además comprende: retirar el molde de inyección; y colocar el tubular de pozo de sondeo que comprende el centralizador dentro de un pozo de sondeo.