MXPA00003856A - Motor rotativo de paletas de barrenos hacia abajo y bomba rotativa de paletas - Google Patents

Abstract

Un motor rotativo de paletas para barrenar hacia abajo que comprende un alojamiento y un rotor;el alojamiento contiene levas deflectoras de aletas que dividen el espacio entre el alojamiento y el rotor en cámaras;el rotor estáequipado con rodillos cilíndricos en huecos, cuyos rodillos pueden moverse entre una posición extendida y una posición retraída;el fluido de perforación entra a las piezas de la cámara a través de puertos de entrada en la pieza de soporte superior del alojamiento y empuja los rodillos en su posición extendida y en dirección dextrógira haciendo que el rotor se voltee, mientras el fluido de perforación de baja presión se empuja desde las piezas de la cámara correspondientes a través de los puertos de salida en la pieza de soporte inferior del alojamiento y además hacia la broca de barrena que se encuentra más abajo;cuando los rodillos alcanzan a las levas deflectoras de aletas se fuerzan en la posición retraída, su función siendo asumida por los rodillos.

Description

MOTOR ROTATIVO DE PALETAS DE BARRENOS HACIA ABAJO Y BOMBA ROTATIVA DE PALETAS La invención se refiere a un motor rotativo de paletas impulsado hidráulica o neumáticamente para perforación vertical, direccional y horizontal y limpieza/reparación de pozos, a un motor de producción rotativo de paletas para impulsar una bomba rotativa de barrenos hacia abajo y a una bomba rotativa de paletas, adecuados para bombear aceite y/o agua de una reserva subterránea o para bombear agua desde una reserva de superficie. Para impulsar las brocas de barrena, ya se sabe como utilizar motores rotativos de paletas de barrenos hacia abajo. Estos motores están impulsados por el lodo de perforación que se bombea hacia abajo a través de la cadena de perforación para lubricar y enfriar la broca y transportar los cortes de perforación a la superficie de la tierra a través de un espacio anular entre la cadena de perforación y la pared del barreno. Los motores rotativos de paleta con alojamiento interno y externo y con puertos de entrada y salida en el alojamiento interno se describen en WO 93/08374. Los motores rotativos de paletas con alojamiento interno y externo combinados, con puertos de entrada en el rotor y puertos de salida en el alojamiento se describen en WO 94/16198. En los motores anteriores, los rodillos que se ubican en la posición extendida en huecos en el rotor son empujados por el lodo de perforación en cámaras entre el rotor y el alojamiento (interno) desde los puertos de entrada hacia los puertos de salida dextrógiramente. Los rodillos que no se empujan por el lodo de perforación hacia el puerto de salida no se someten a la presión del lodo, ya que se han forzado hacia una posición retraída mediante la extensión longitudinal de levas deflectoras de aletas junto con la superficie de pared interna del alojamiento (interno). Las ventajas de los motores rotativos de paletas conocidos con alojamientos internos y externos en comparación al motor rotativo de paletas con alojamiento interno y externo son su construcción más simple y el mayor par torsor por longitud de unidad del motor. Un inconveniente del motor rotativo de paletas conocido con alojamiento interno y externo combinado, es que la disminución de presión en el motor debe ser igual a la disminución de presión en la broca de barrena, ya que estas disminuciones de presiones son paralelas. Además, se reduce la velocidad de flujo del lodo de perforación a través de la broca de barrena. La presente invención provee diversas modalidades de motores rotativos de paleta que se sobreponen a estos inconvenientes. En este punto, los motores rotativos de paleta de conformidad con la presente invención poseen las características mencionadas en la reivindicación 1. Además, la presente invención provee un motor rotativo de paletas especial para usarse como un motor de producción para impulsar una bomba rotativa de barrenos hacia abajo y un motor rotativo de paletas especial para usarse como motor de perforación con camisa externa.

Las modalidades favorables de estos motores rotativos de paletas y bombas se describen en las subreivindicaciones relacionadas a esto. Finalmente, la presente invención provee un método y sistema para el uso de tales bombas. La presente invención se detallará a profundidad con referencia a los dibujos, en donde se muestra: la figura 1 es una vista en sección transversal desde arriba de un motor rotativo de paletas con un alojamiento interno/externo combinado de conformidad con la invención; la figura 2 es una vista lateral esquemática longitudinal del motor de la figura 1 ; las figuras 3 y 4 son vistas en sección transversal desde arriba de otras modalidades del motor rotativo de paletas de la figura 1 ; la figura 5 es una vista en sección transversal desde arriba de una parte del motor rotativo de paletas de la figura 1 , mostrando dos configuraciones especiales; la figura 6 es una vista en sección transversal desde arriba de un motor rotativo de paletas para usarse como un motor de perforación sin camisa externa. la figura 7 es una vista lateral esquemática longitudinal del motor de la figura 6; las figuras 8, 9, 10 y 11 son vistas en sección transversal desde arriba de las bombas rotativas de paletas de conformidad con la presente invención; las figuras 12 y 14 son vistas en sección transversal desde la parte de arriba de piezas de los motores rotativos de paletas y bombas rotativas de paletas de conformidad con la presente invención, ilustrando modalidades especiales; la figura 13 son vistas en sección transversal desde un motor rotativo de paletas de conformidad con la presente invención, que ilustra los fenómenos hidráulicos que se presentan durante el procedimiento de rotación. En el motor rotativo de paletas con alojamiento interno y externo de conformidad con la invención, el inconveniente de la disminución de presión paralela en el motor y en la broca de barrena se elimina colocando los puertos de entrada y salida en la pieza de soporte superior e inferior del alojamiento, en lugar de en el rotor y en el alojamiento, como se muestra en las figuras 1 y 2. El motor rotativo de paletas en estas figuras comprende un alojamiento tubular 1 y un rotor 2 que corren en las piezas de soporte 3 y 4 en cualquier extremo de dicho alojamiento 1. El alojamiento 1 está conectado en su extremo superior a una cadena de perforación no rotativa. El alojamiento 1 se provee con dos medios de pared de proyección hacia adentro radialmente en forma de leva deflectora de aletas que se extiende longitudinalmente 5, la cual, junto con dicho alojamiento 1 , forma un estator para el motor rotativo de paletas. Las levas deflectoras de aletas 5 juntas ocupan aproximadamente media circunferencia del alojamiento 1 y tienen una parte elevada que corre desde el alojamiento 1 hacia la parte concéntrica de la leva deflectora de aletas 5 y una pieza descendente que hace lo contrario. El rotor 2 se conecta en su extremo inferior a una broca de barrena. El rotor 2 cuenta en su circunferencia con tres pares de ranuras diametralmente opuestas y circunferencialmente separadas en forma de huecos de fondo redondo 6, en donde se colocan aletas alargadas que se extienden longitudinalmente en forma de rodillos cilindricos 7. Los rodillos 7 se mueven entre la posición retraída en donde están contenidos completamente o en gran medida dentro de los huecos 6 y una posición que se proyecta radialmente en donde parcialmente se proyectan desde la superficie externa 2a del rotor 2. Cada rodillo preferiblemente está hecho de metal, de un material plástico flexible deformable resistente al ácido y al calor, o consiste en un centro metálico con una cubierta de dicho material plástico. Un espacio generalmente anular, definido entre el rotor 2 y el alojamiento 1 , está dividido por dos levas deflectoras de aletas 5 en las cámaras 8a, b. Dichas cámaras 8a, b están conectadas a puertos de salida 9 en la pieza de soporte inferior 3 del alojamiento 1 para el paso del lodo de perforación a través del mismo hacia la broca de barrena, dichos puertos de salida 9 están colocados en o cerca de la parte elevada de la leva deflectora de aletas 5. La pieza de soporte superior 4 del alojamiento 1 se provee con puertos de entrada 10 para el paso del lodo de perforación a través del mismo desde el tubo de perforación sobre cada una de las cámaras 8a, b, dichos puertos de entrada 10 estando colocados en o cerca de la pieza descendente de la leva deflectora de aletas 5. Debido a la presión del lodo de perforación que entra a las cámaras 8a, b a través de los puertos de entrada 10 es mayor que la presión del lodo de perforación que deja las cámaras 8a, b a través de los puertos de salida 9, los rodillos 71 que están colocados en las cámaras 8a, b se succionan hacia afuera y se presionan contra el espacio entre los lados de flujo descendentes 6b de los huecos 6 en el rotor 2 y el alojamiento 1 , de esta manera dividiendo las cámaras 8a, b en piezas de alta presión 8a y piezas de baja presión 8b. Los rodillos 71 que se exponen de esta manera al lodo de perforación a alta presión en su lado de flujo hacia arriba 7a, que accesan a través de los puertos de entrada 10, ejerciendo de esta manera un movimiento dextrógiro sobre el rotor 2. Otros dos pares de rodillos se presionan hacia abajo en su posición retraída en los huecos 6 del rotor 2 mediante las levas deflectoras de aletas 5. Cuando el rotor 2 ha girado aproximadamente 30° en dirección dextrógira bajo la influencia de la presión del lodo en los primeros rodillos mencionados 71 en las piezas de cámara 8a, los rodillos retraídos 72 abandonarán la leva deflectora de aletas 5 y se restaurarán de manera flexible en su posición de proyección con su lado de flujo hacia arriba 7a expuesto a la presión del lodo de perforación que entra a través de los puertos de entrada 10 en la pieza de soporte superior 4, asegurando así una fuerza de impulso y rotación continua sobre le rotor 2 con un par torsor sustancialmente en forma directa proporcional a la diferencia de presión en el lodo de perforación entre las piezas de cámara de flujo ascendente 8a y las piezas de cámara de flujo descendente 8b. El lodo de perforación en las piezas de la cámara 8b está comprimido entre los lados de flujo descendente 7b que avanza de los rodillos 71 y las levas deflectoras de aletas opuestas respectivas 5, y se expele a través de los puertos de salida 9 en la pieza de soporte inferior 3 hacia un conducto central 13 en el rotor 2 y se mezcla con otra parte del lodo de perforación que fluye a través del conducto central 13 directamente hacia la broca de barrena. Por supuesto se apreciará que los rodillos 7 en la práctica tienden a girar cuando el rotor 2 gira, de esta manera pasando sobre cualquier materia de partícula atrapada entre los rodillos 7 y el alojamiento 1 o la leva deflectora de aletas 5 sin dañar el lugar. El conducto central 13 en el rotor 2 puede contar con un regulador, para regular las cantidades relativas del lodo de perforación que pasan hacia la broca de barrena a través de las cámaras 8a, b del motor y a través de dicho conducto central 13 en el rotor 2. En la modalidad que se muestra en la figura 3 los puertos de salida 9 se han reemplazado por puertos de salida 11 en el alojamiento 1 y la parte elevada de la leva deflectora de aletas 5, dichos puertos de salida 11 conectan las piezas de la cámara 8b con el espacio anular 12 fuera del alojamiento 1. En la modalidad que se muestra en la figura 4, los puertos de entrada 10 se han reemplazado por puertos de entrada 14 en el rotor 2, dichos puertos de entrada 14 conectan el conducto central 13 en el rotor 2 con las partes inferiores de los huecos 6. En los motores mencionados, el número de levas deflectoras de aletas 5 pueden ser mayor de 2, separadas a una distancia igual a lo largo de la superficie de la pared interior del alojamiento 1 , y el número de huecos 6 en el rotor 2 que corresponden a los rodillos 7 puede ser menor o mayor de 6. Sin embargo, preferiblemente el número de rodillos 7 debe ser por lo menos uno mayor que el número de levas deflectoras de aletas 5 y preferiblemente menor de 2 veces. Será evidente que las esquinas de las piezas elevadas y descendentes de las levas deflectoras de aletas 5 pueden tener una forma redondeada y que su pendiente debe ser tan plana como sea posible, para proporcionar un movimiento uniforme de los rodillos 7 entre su posición retraída y extendida y viceversa. La planeidad de estás pendientes se limita por el requerimiento de que debe evitarse el corto circuito del fluido del lodo de perforación entre los puertos de entrada y salida, ambos en las cámaras 8a, sb y en el área entre la parte concéntrica de las levas deflectoras de aletas 5 y el rotor 2. Las secciones de pared interna del alojamiento 1 y la sección concéntrica de las levas deflectoras de aletas 5 por lo tanto cada una debe tener una anchura mínima. Al viajar en su posición extendida en la superficie de pared interna del alojamiento 1 , los rodillos 7 se presionan contra el espacio entre dicha superficie de pared interna y la superficie externa 2a del rotor 2. Para evitar la contracción de los rodillos 7 entre dicha superficie de pared interna del alojamiento 1 y los lados de entrada de flujo descendente 6b del hueco 6 en el rotor 2, es aprovechable dar una forma a estos lados de flujo descendente 6b tal que los rodillos 7 se encuentran en contacto con los mismos y la superficie externa 2a del rotor 2. De igual manera, para evitar la contracción de los rodillos 7 entre la parte elevada de las levas deflectoras de aleta 5 y los lados de salida de flujo ascendentes 6a de los huecos 6 en el rotor 2, y es aprovechable dar forma a dichos lados de flujo ascendente de salida 6a tal que los rodillos 7 en dicha parte elevada estén en contacto con dichos lados de flujo ascendente 6a en la superficie externa 2a del rotor 2. Ambas configuraciones se ilustran en la figura 5. También, el diámetro de los rodillos 7 debe ser mayor de 2 veces la distancia entre la superficie interna del alojamiento 1 y la superficie externa del rotor 2. En las modalidades que se muestran en las figuras 6 y figura 7, los puertos de salida 11 se ubican en el alojamiento 1 y la pieza elevada de las levas deflectoras de aletas 5. Estos puertos de salida 11 conectan las piezas de la cámara 8b con un espacio anular entre el alojamiento 1 y una camisa externa 15, unidas a dicho alojamiento 1. A través de este espacio anular, el lodo de perforación regresa a través de los puertos de entrada 16 al espacio dentro del alojamiento 1 y además mediante el conducto central 13 en el rotor 2 hacia la broca de barrena. Será evidente que un conducto central continuo 13 en el rotor 2 únicamente se requiere para motores de perforación si la cantidad de lodo de perforación que se requiere para la broca de barrena es mayor de la cantidad que se requiere para impulsar el motor. Si este no es el caso, el conducto central 13 puede omitirse o bloquearse de alguna manera a media vía del motor. Será evidente que los motores no únicamente pueden usarse para perforar o punzar, también para reparar y limpiar barrenos. De esta manera, el fluido de trabajo necesario no es exclusivamente lodo de perforación, también puede consistir en otros líquidos como por ejemplo aceite o agua, mezcla de gas/líquido o un gas como aire. Los motores rotativos de paletas para propósitos de perforación según se describe anteriormente también pueden utilizarse como un motor de producción para impulsar una bomba rotativa para producir fluidos desde una reserva subterránea hacia la superficie en tierra. En su lado de corriente ascendente el alojamiento 1 del motor de producción se une a un tubo de suministro de fluido de energía que se conecta a la superficie en tierra. En su lado inferior, el alojamiento 1 y el rotor 2 se unen al alojamiento y al rotor de una bomba rotativa. El fluido de energía y los fluidos producidos desde la reserva subterránea se mezclan y bombean hacia la superficie en tierra juntos a través de anillo fuera del tubo de suministro de fluido de energía o a través de un tubo de producción paralelo o concéntrico alrededor del tubo de suministro de fluido de energía. En las modalidades en donde los fluidos de energía abandonan el motor de producción dentro del alojamiento del motor, deben tomarse provisiones para llevar este fluido de energía al espacio anular 12 fuera del motor. Las modalidades en donde un conducto central 13 está presente en el rotor 2, este conducto central 13 debe cerrarse u omitirse. Los motores rotativos de paleta según se describió anteriormente pueden también utilizarse como bombas rotativas de paletas. En este punto, el rotor 2 debe unirse y estar accionado por un electromotor de barrenos hacia abajo en una dirección opuesta a las del motor descrito. Cuando esté presente, un conducto central 13 en el rotor 2 debe cerrarse u omitirse. Un ejemplo de una bomba con una entrada de fluido axial y una descarga de fluido se muestra en la figura 8. La construcción de esta bomba es similar a la del motor que se muestra en la figura 1 , con la excepción de que se ha omitido el conducto central 13 en el rotor 2. El fluido se succiona desde la parte interna del alojamiento 1 debajo de la bomba a través de los puertos de salida 9, en la pieza de soporte inferior 3, que posteriormente se convierten en puertos de entrada 9', y se bombea por los rodillos 7 a través de las cámaras 8a, b y los puertos de entrada 10 en la pieza de soporte superior 4, que posteriormente se convierte en puertos de salida 10', hacia la tubería de producción sobre la bomba y además hacia la superficie en tierra. La dirección de rotación de la bomba se muestra con una flecha curva. Otro ejemplo de una bomba rotativa de paleta se muestra en la figura 9. La construcción de esta bomba es similar a la del motor que se muestra en la figura 3, con la excepción de que se ha omitido el conducto central 13 en el rotor 2. En esta bomba los puertos de salida 11 hacia el anillo 12 fuera del alojamiento 1 se convierten en puertos de entrada 11' y los puertos de entrada 10 en la pieza de soporte superior 4 se convierten en puertos de salida 10'. Un ejemplo más de una bomba rotativa de paleta se muestra en la figura 10. La construcción de esta bomba es similar a la del motor que se muestra en la figura 4. En esta bomba, los puertos de salida 9 en la pieza de soporte inferior 3 del alojamiento 1 se convierten en puertos de entrada 9' y los puertos de entrada 14 en el rotor 2 se convierten en puertos de salida 14'.

El extremo inferior del conducto central 13 en el rotor 2 debe cerrarse en esta modalidad. Las bombas rotativas de paleta también pueden accionarse por un motor de producción rotativo de paletas. En este caso, es útil utilizar una bomba con una entrada de fluido axial y descarga de fluido al anillo 12 fuera del alojamiento, como se muestra en la figura 11. En esta modalidad, el flujo se succiona a través de los puertos de entrada 9' en la pieza de soporte inferior 3 del alojamiento 1 y se bombea por los rodillos 7 mediante las cámaras 8a, b y los puertos de salida 17 en el alojamiento 1 y la parte elevada de las levas reflectoras de aleta 5 hacia el anillo 12 fuera del alojamiento 1. Todas las bombas descritas anteriormente pueden adaptarse de tal manera que su dirección de rotación regresa en dirección dextrógira y su velocidad de rotación puede ajustarse a un valor deseado cambiando la velocidad del electromotor o el motor de producción rotativo de paletas. En una manera similar como se describió para los motores, la forma de la pieza elevada y descendente de las levas reflectoras de aletas 5, la forma del los huecos 6 y el tamaño de los rodillos 7, con relación a la distancia entre la superficie interna del alojamiento 1 y la superficie externa del rotor 2, puede optimizarse para asegurar un viaje uniforme de los rodillos 7. Como en los motores, también en las bombas descritas anteriormente el número de levas deflectoras de aletas puede ser mayor de 2 y el número de rodillos puede ser mayor o menor de 6. En los motores y bombas que se han descrito en las figuras 1 , 3, 4, 8, 9, 10 y 11 los puertos de entrada y/o salida 9, 9', 10, 10' desembocan en las cámaras 8a, b o cerca de la pieza elevada/descendente de las levas deflectoras de aletas 5. Esto tiene el inconveniente de que el lado superior o inferior de los rodillos 7 temporalmente bloquea estos puertos durante la rotación del rotor 2, como resultado de lo cual la descarga/suministro del lodo de perforación temporalmente se detiene. Esto puede remediarse ubicando estos puertos parcial o completamente junto al extremo de la parte elevada/descendente de las levas deflectoras de aletas 5. Para mantener una conexión continua con las cámaras 8a, b (parte de) la pieza elevada/descendente debe acortarse en su longitud en el lado respectivo. Esta modalidad se muestra esquemáticamente en la figura 12A para un puerto de entra/salida 10, 10'. Cada conexión puede hacerse más ancha creando un espacio adicional detrás del borde interno de la parte concéntrica de las levas deflectoras de aletas 5. Esto se muestra esquemáticamente en la figura 12B para un puerto de entrada/salida 9, 9'.

Un análisis del procedimiento de rotación muestra que los problemas de vibración e instalación del rotor pueden presentarse como resultado de fenómenos hidráulicos en los motores rotativos de paleta y en las bombas rotativas de paleta de conformidad con la invención. Cuando los rodillos se montan en la pieza superior no corren bajo la pieza dada de las levas deflectoras de aletas, el volumen entre estos rodillos y los rodillos anteriores y posteriores cambia. Para evitar que se presenten presiones muy altas entre los rodillos siguientes, el espacio entre estos rodillos debe estar continuamente en conexión con otros espacios llenos con líquido en el motor o bomba cuando un rodillo viaja en una pieza elevada o descendente de una leva deflectora de aletas. La figura 13A muestra un rodillo 7 que ha descendido de la parte elevada de una leva deflectora de aleta 5 y ha llegado a la superficie interna del alojamiento 1. En ese momento, el volumen de la pieza de la cámara 8A entre este rodillo y el rodillo anterior 7 dentro del alojamiento 1 ya no disminuye, de tal manera que la conexión con el puerto de entrada 10 en dicha parte baja puede restringirse a la línea punteada A-A. La figura 13B muestra un rodillo 7 en el extremo de la elevación de la parte elevada de un leva deflectora de aletas 5. Una mayor rotación del rotor 2 inclinará este rodillo 7 sobre la sección concéntrica de la leva deflectora de aletas 5. Mientras esto sucede, el volumen entre este rodillo 7 y el rodillo precedente en la parte concéntrica de la leva deflectora de aletas 5 disminuye por V. Debido a que la conexión se ha establecido entre este espacio y el puerto de salida 9 mediante una pieza concéntrica adyacente pequeña de la leva deflectora de aletas 5, este volumen puede escapar hacia el puerto de salida 9. Esta conexión se ha restringido a la pieza elevada de la leva deflectora de aletas 5, posteriormente el rodillo 7, que viaja en la parte concéntrica de la leva deflectora de aleta 5, se habrá presionado contra el lado de flujo descendente 6b de su hueco 6, después del cual el rotor 2 entrará en reposo como resultado de la presión que incrementa rápidamente entre los rodillos. De esta manera, el acortamiento de la pieza elevada/descendente de una leva deflectora de aletas 5, para realizar la conexión con los puertos de entrada/salida 10, 10', 11 , 11 ', no tienen que ocupar la anchura total de dicha pieza elevada/descendente, pero deben extenderse a la parte concéntrica cercana de esta leva deflectora de aletas 5, como se muestra en la figura 14A para un puerto de entrada/salida 10, 10'. Con los puertos de entrada/salida 11 , 11', 17 del alojamiento 1 , la solución de los problemas con la presión alta/baja entre los rodillos consiste en hacer más anchos estos puertos de entrada/salida 11 , 11 ', 17 de tal manera que ocupen una sección suficientemente ancha de la pieza elevada/descendente de una leva deflectora de aletas 5, además de una pequeña parte de su pieza concéntrica cercana. De manera alternativa, cada puerto puede dividirse en dos puertos, que cubren ambos lados de tal puerto ancho. Esta solución se muestra esquemáticamente para los puertos de entrada/salida 11 , 11', en la figura 14B.

Será evidente que otras soluciones son posibles para resolver los problemas de las presiones demasiado altas/bajas en los motores o bombas rotativos de paletas. Con los puertos de entrada/salida en o cerca de la pieza elevada/descendente de una leva deflectora de aletas 5, una solución consiste por ejemplo en hacer una o más ranuras en la pieza elevada/descendente de estas levas deflectoras de aletas 5. En los motores o bombas rotativos de paletas con puertos de entrada/salida 14, 14' en el rotor 2, las provisiones mencionadas anteriormente no tienen que realizarse. En estos motores y bombas, los espacios entre los rodillos 7 siempre están conectados con otros espacios llenados con líquido en el motor o bomba por medio de dichos puertos de entrada/salida 14,14'. Los motores y bombas de conformidad con la presente invención pueden utilizarse para diversos propósitos con diversos fluidos. Los motores de perforación no únicamente son adecuados para perforar y punzar, también para limpiar/reparar pozos y la presente invención incluye dentro de su alcance un aparato para perforar, punzar/limpiar/reparar, donde los motores de la presente invención se utilizan, así como los métodos para impulsar aparatos de perforación, punzado y de limpieza/reparación utilizando motores de la presente invención. El motor y bombas de producción no únicamente son adecuados para un uso en el campo de aceite, también pueden utilizarse para producir agua para beber, para producir agua caliente en proyectos geotérmicos, o para producir agua drenada en operaciones de minería, por ejemplo minería de lignito de superficie. También pueden emplearse en instalaciones para combatir incendios y enfriar agua en plataformas en mar abierto utilizando agua de mar. Por lo tanto, la invención incluye dentro de su alcance instalaciones de producción de aceite y agua en donde los motores/bombas de la presente invención se utilizan así como los métodos para producir agua desde una reserva subterránea hacia la superficie de la tierra o para bombear agua desde una reserva de agua de superficie utilizando una bomba y/o un motor de la presente invención.

Claims (20)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un motor rotativo de paletas que se impulsa por medio de un fluido, o una bomba rotativa de paletas para bombear un fluido, que comprende un alojamiento (1 ) con extremos axiales ubicados en lados opuestos, entre un eje principal imaginario, y un rotor (2) que gira alrededor de este eje principal en un espacio de rotor dentro del alojamiento (1 ) con un espacio anular entre el rotor (2) y la pared interior del alojamiento (1 ) dicho alojamiento (1 ) está provisto con una pluralidad de levas deflectoras de aletas que se proyectan hacia adentro (5) que dividen el espacio anular entre el rotor (2) y la pared interior del alojamiento (1 ) en cámaras (8a, b), dicho rotor (2) está provisto con una pluralidad de huecos (6) localizados a lo largo de la circunferencia de dicho rotor (2) y se extiende sustancialmente en forma paralela al eje principal, cada hueco (6) tiene un rodillo cilindrico (7) que se puede desplazar desde una posición extendida, en la que el rodillo (7) hace contacto con la pared interior del alojamiento (1 ) entre las levas deflectoras de aletas (5) a una posición retraída, en la cual el rodillo (7) hace contacto con un leva deflectora de aletas (5), dicho rodillo (7) divide a las cámaras (8a, b) en una pieza de cámara de alta presión (8a) y una pieza de cámara de baja precisión (8b), cada leva deflectora de aletas (5) tiene una pieza elevada que corre hacia adentro desde la pared interior del alojamiento (1 ) y fuerza un rodillo de paso (7) desde su posición extendida hasta su posición retraída, y una pieza descendente que corre hacia afuera hacia la pared interior del alojamiento (1 ) y permite que un rodillo de paso (7) se mueva desde su posición retraída hacia su posición extendida, en donde los puertos de entrada y los puertos de salida donde están provistos los fluidos de impulso o los fluidos bombeados, que están conectados al espacio del rotor, caracterizado porque entre los extremos axiales del alojamiento (1 ) se ha provisto un pasaje para que pase el fluido de impulso o el fluido bombeado.

2.- El motor o bomba rotativos de paletas de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizados además porque el alojamiento (1 ) en uno de sus extremos axiales tiene una primera pieza de soporte (4) para el rotor (2), en donde se provee una primera pieza de soporte (4) en o cerca de cada pieza descendente de una leva deflectora de aletas (5) uno o más puertos de entrada, y en donde el alojamiento (1 ) en su otro extremo axial tiene una segunda pieza de soporte (3) para el rotor (2) en la cual se proveen una segunda pieza de soporte (3) en o cerca de cada pieza elevada de una leva deflectora de aletas (5) uno ó más puertos de salida (9).

3.- El motor rotativo de paletas de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque el rotor (2) está provisto con un conducto central (13) que está separado del espacio del rotor y corre la longitud del rotor (2) para proveer un pasaje para el fluido de impulso entre los extremos axiales del alojamiento (1 ).

4.- El motor rotativo de paletas de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el rotor (2) está provisto con un conducto central (13) que está conectado con el espacio del rotor por medio de puertos de entrada (14) a los huecos (6) en el rotor (2) para el suministro del fluido de impulso al espacio del rotor.

5.- El motor rotativo de paletas de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el conducto central (13) se ha bloqueado.

6.- El motor rotativo de paletas de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el alojamiento (1 ) en uno de sus extremos axiales tiene una primera pieza de soporte (4) para el rotor (2) en donde la primera pieza de soporte (4) en o cerca de cada pieza descendente de una leva deflectora de aletas (5) uno ó más puertos de entrada (10) están provistos, y el alojamiento (1 ) en su otro extremo axial tiene una segunda pieza de soporte (3) para el rotor (2), y el alojamiento (1 ) en o cerca de cada pieza elevada de una leva deflectora de aletas (5) está provista con uno o más puertos de salida (11 ) que desembocan en la superficie exterior del alojamiento (1) entre sus extremos axiales para la descarga del fluido de impulso desde el espacio del rotor, y que el rotor (2) está provisto con un conducto central (13) que está separado del espacio del rotor y corre a través de la longitud del rotor (2) para proveer un pasaje para el fluido de impulso entre los extremos axiales del alojamiento (1 ). (Figura 3).

7.- El motor rotativo de paletas de conformidad con la reivindicación 1 , destinado para impulsar una broca de barrena, caracterizado además porque el alojamiento (1 ) en uno de sus extremos axiales tiene una primera pieza de soporte (4) para el rotor (2), que el rotor (2) en el lado de la primera pieza de soporte (4) está provisto con un conducto de entrada central (13) que está conectado con el espacio del rotor por medio de puertos de entrada (14) a los huecos (6) en el rotor (2), para el suministro del fluido de impulso hacia el espacio del rotor, en donde el alojamiento (1 ) tiene una segunda pieza de soporte (3) para el rotor (2), y que el alojamiento (1 ) en o cerca de cada pieza elevada de una leva deflectora de aletas (5) está provisto con uno o más puertos de salida (11 ) que están conectados con el espacio del rotor y un canal de conexión afuera de la segunda pieza de soporte (3), cuyo canal de conexión está conectado con un conducto de salida interno en la pieza del rotor (2) que sirve para unir a la broca de barrena.

8.- El motor rotativo de paletas de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el conducto de entrada (13) y el conducto de salida están conectados dentro del rotor (2).

9.- El motor rotativo de paletas de conformidad con las reivindicaciones 3, 4, 6 u 8, caracterizado además porque se provee un regulador para regular la cantidad de fluido de impulso que fluye a través del conducto en el rotor por un lado (2), y la cantidad de fluido de impulso que fluye a través del espacio del rotor por otro lado

10.- La bomba rotativa de paletas de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque los puertos de salida (14') se localizan en los huecos (6) en el rotor (2) y se conectan por un conducto de salida (13) en el rotor (2). (Figura 10).

11.- El motor rotativo de paletas impulsado por un fluido, o una bomba rotativa de paletas para bombear un fluido, que comprende un alojamiento (1 ) con extremos axiales localizados en los lados opuestos, entre un eje principal imaginario, y un rotor (2) que gira alrededor de este eje principal en un espacio del rotor dentro del alojamiento (1 ), con un espacio anular entre el rotor (2) y la pared interior del alojamiento (1 ), dicho alojamiento (1 ) está provisto con una pluralidad de levas deflectoras de aletas que se proyectan hacia adentro (5) que dividen al espacio anular entre el rotor (2) y la pared interior del alojamiento (1 ) en cámaras (8a, b), dicho rotor (2) está provisto con una pluralidad de huecos (6) localizados a lo largo de la circunferencia de dicho rotor (2) y que se extiende sustancialmente en forma paralela al eje principal, cada hueco (6) tiene un rodillo cilindrico (7) que es desplazable desde una posición extendida, en la que el rodillo (7) está en contacto con la pared interior del alojamiento (1 ) entre las levas deflectoras de aletas (5) a una posición retraída en la que el rodillo (7) está en contacto con una leva deflectora de aletas (5), dicho rodillo (7) divide a las cámaras (8a, b) en una pieza de cámara de alta presión (8a) y una pieza de cámara de baja presión (8b), cada leva deflectora de aletas (5) tiene una pieza elevada que corre hacia adentro desde la pared interior del alojamiento (1 ) y fuerza a un rodillo de paso (7) desde su posición extendida a su posición retraída, y una pieza descendente que corre hacia afuera hacia la pared interior del alojamiento (1 ) y permite a un rodillo de paso (7) moverse desde su posición retraída hacia su posición extendida, en donde los puertos de entrada para el fluido de impulso o el fluido bombeado se proveen, conectados al espacio del rotor, caracterizados además porque el alojamiento (1 ) en uno de sus extremos axiales tiene una primera pieza de soporte (4) para el rotor (2), en la que se provee una primera pieza de soporte (4) en o cerca de cada pieza descendente de una leva deflectora de aletas (5) uno ó más puertos de entrada (10), y que el alojamiento (1 ) en su otro extremo axial tiene una segunda pieza de soporte (13) para el rotor (2), y que en o cerca de cada pieza elevada de una leva deflectora de aletas (5) se proveen uno ó más puertos de salida (11 ) que desembocan en la superficie exterior del alojamiento (1 ) entre sus extremos axiales.

12.- El motor rotativo de paletas de conformidad con la reivindicación 11 , y la bomba rotativa de paletas de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizados además porque la bomba rotativa de paletas se impulsa por medio del motor rotativo de paletas, en donde un extremo axial del motor rotativo de paletas de un extremo axial de la bomba rotativa de paletas se dirigen hacia cada uno y se acoplan en línea, y en donde el motor rotativo de paletas tiene puertos de entrada (10) para el suministro de fluido de impulso en el extremo axial de su alojamiento (1 ) que se encuentra alejado de la bomba rotativa de rodillos y los puertos de salida (11 ) en el alojamiento (1), y en donde la bomba rotativa de paletas tiene puertos de entrada (10) en el extremo axial de su alojamiento (1) que está más alejado del motor rotativo de paletas y los puertos de salida (11) en el alojamiento (1 ).

13.- La bomba rotativa de paletas para bombear un fluido, comprende un alojamiento (1 ) con extremos axiales localizados en los lados opuestos, entre un eje principal imaginario, y un rotor (2) que gira alrededor de este eje principal y un espacio de rotor dentro del alojamiento (1 ), con un espacio anular entre el rotor (2) y la pared interior del alojamiento (1 ), dicho alojamiento (1 ) está provisto con una pluralidad de levas deflectoras de aletas que se proyectan hacia adentro (5) que dividen el espacio anular entre el rotor (2) y la pared interior del alojamiento (1 ) en cámaras (8a, b), dicho rotor (2) está provisto con una pluralidad de huecos (6) localizados a lo largo de la circunferencia de dicho rotor (2) y que se extiende sustancialmente en forma paralela al eje principal, cada hueco (6) tiene un rodillo cilindrico (7) que se desplaza desde una posición extendida, en la que el rodillo (7) está en contacto con la pared interior del alojamiento (1 ) entre las levas deflectoras de aletas (5), a una posición retraída en la que el rodillo (7) está en contacto con un leva deflectora de aletas (5), dicho rodillo (7) divide a las cámaras (8a, b) en una pieza de cámara de alta presión (8a) y una pieza de cámara de baja presión (8b), cada leva deflectora de aletas (5) tiene una pieza elevada que corre hacia adentro desde la pared interior del alojamiento (1 ) y fuerza a un rodillo de paso (7) desde su posición extendida hasta su posición retraída, y una pieza descendente que corre hacia fuera hacia la pared interior del alojamiento (1 ) y permite a un rodillo de paso (7) moverse desde su posición retraída hacia su posición extendida, en donde se proveen los puertos de entrada y los puertos de salida para el fluido bombeado, los cuales están conectados al espacio del rotor, caracterizados además porque el alojamiento (1 ) en uno de sus extremos axiales tiene un primera pieza de soporte (4) para el rotor (2) en la que la primera pieza de soporte (4) en o cerca de cada pieza elevada de una leva deflectora de aletas (5) se proveen uno o más puertos de salida (10'), en donde el alojamiento (1 ) en su otro extremo axial tiene una segunda pieza de soporte (3) para el rotor (2), y que en o cerca de cada pieza descendente de una leva deflectora de aletas (5) se provee el alojamiento con puertos de entrada (11') entre sus extremos axiales para suministrar fluido al espacio del rotor. (Figura 9).

14.- El motor rotativo de paletas impulsado por un fluido o una bomba rotativa de paletas para bombear un fluido de conformidad con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque en la pieza descendente de cada leva deflectora de aletas (5) se provee un primer pasaje que, durante el movimiento de rodillo (7) abajo de esta pieza descendente desde la posición retraída a la posición extendida forma una conexión abierta entre la pieza de la cámara que está colocada delante de dicho rodillo (7) y la pieza de la cámara que está situada detrás de dicho rodillo (7).

15.- El motor rotativo de paletas o la bomba rotativa de paletas de conformidad con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque en la pieza elevada de cada leva deflectora de aletas (5) se provee un segundo pasaje en donde, durante el movimiento de un rodillo (7) hacia esta pieza elevada desde la posición extendida hacia la posición retraída forma una conexión abierta entre la pieza de la cámara que está situada delante de dicho rodillo (7) y la pieza de la cámara que está situada detrás de dicho rodillo (7).

16.- El motor rotativo de paletas o la bomba rotativa de paletas de conformidad con las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizada además porque el primer pasaje se forma por medio de un orificio que está conectado con el espacio del rotor y con un puerto de entrada (9', 10) dicho orificio cubre al menos parte de la anchura de la pieza descendente de la leva deflectora de aletas (5) además de una pieza adyacente de la pieza concéntrica de dicha leva deflectora de aletas (5). (Figura 14A).

17.- El motor rotativo de paletas o la bomba rotativa de paletas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 16, caracterizada además porque el segundo pasaje se forma por medio de un orificio que está conectado con el espacio del rotor y con un puerto de salida (9, 10'), dicho orificio cubre al menos parte de la anchura de la pieza elevada de la leva deflectora de aletas (5) junto con una pieza adyacente de la pieza concéntrica de dicha leva deflectora de aletas (5). (Figura 14A).

18.- El motor rotativo de paletas o la bomba rotativa de paletas de conformidad con las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizada además porque el orificio que está conectado con los puertos de entrada y/o salida (10, 10', 9, 9') se obtiene al reducir la pieza elevada o descendente relacionada con la leva deflectora de aletas (5) además de reducir la pieza adyacente de la pieza concéntrica de dicha leva deflectora de aletas (5).

19.- El motor rotativo de paletas o la bomba rotativa de paletas de conformidad con una o más de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizada además porque los puertos de entrada y/o salida (10, 10', 9, 9') se proveen en piezas de soporte para el rotor (2) y se localizan en parte o totalmente entre el borde de la pieza de elevación/descendente de las levas deflectoras de aletas (5) y la pared interior del alojamiento (1 ). (Figuras 12A, 12B).

20.- El motor rotativo de paletas o la bomba rotativa de paletas de conformidad con las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizada además porque el primer pasaje o el segundo pasaje consiste en dos puertos separados (11 , 11', 17). (Figura 14B).