MXPA02004815A

MXPA02004815A - Sistema de pozo de perforacion que tiene valvula sin retorno.

Info

Publication number: MXPA02004815A
Application number: MXPA02004815A
Authority: MX
Inventors: Wilhelmus Hubertus Paul Heinen
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2003-01-28
Also published as: CN1390274A; AU1703701A; AU765867B2; RU2002115865A; OA12086A; DE60007779T2; DE60007779D1

Abstract

Un sistema de pozo de perforacion que comprende un barreno (5, 7, 9) constituido en la formacion terrestre, el barreno se proporciona con una valvula (60, 26, 62) que tiene un conducto para una corriente de fluido que circula desde un lado corriente arriba de la valvula hasta un lado corriente abajo de la valvula, un miembro de cierre (44) expuesto a la fuerza de arrastre que ejerce la corriente y que es susceptible de moverse, con relacion al conducto (40), entre una posicion abierta en la cual el miembro de cierre permite la circulacion de fluido a traves del conducto y una posicion cerrada en la cual el miembro de cierre bloquea el conducto, la fuerza de arrastre desvia el miembro de cierre hacia la posicion abierta del mismo, y un resorte (48) que ejerce una fuerza de resorte en el miembro de cierre desvia el mismo hacia la posicion cerrada, en donde la fuerza del resorte, cuando el miembro de cierre se encuentra en la posicion cerrada, excede un limite inferior seleccionado de la fuerza de arrastre.

Description

SISfEMit E BOZO DE PERFORACIÓN QUE TIENE VÁLVULA SIN RETORNO Descripción de la Invención La presente invención se refiere a un sistema de pozo de perforación que comprende un barreno constituido en 5 la formación terrestre, el barreno se proporciona con una válvula que tiene un pasaje o conducto para una corriente de fluido que circula desde un lado corriente arriba de la válvula hasta un lado corriente abajo de la válvula. En la práctica de la producción de hidrocarburos fluidos que 10 provienen a partir de un pozo de perforación, las válvulas se aplican generalmente con el objeto de controlar la velocidad de circulación del fluido que se produce o a fin de cerrar el pozo de perforación en caso que se produzca una emergencia. De manera general, este tipo de válvulas 15 permiten la circulación de fluido a través del barreno en ambas direcciones del mismo. El sistema de pozo de perforación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce a partir de la Patente de los Estados Unidos No. 5, 655, 607. En el sistema 20 conocido, se coloca una válvula de paso único en una línea de tubos de perforación de barreno a efecto de controlar la inflación de un obturador, susceptible de ser inflado, que sella el espacio anular entre la línea de tubos de REF. 138416 perforación de barreno y la pared de barreno durante una prueba de presión del pozo de perforación. La Patente de los Estados Unidos No. 5, 293, 905 describe un elemento de cierre u obturador de tubería, el 5 cual puede ser cerrado dentro de la tubería por medio de un mecanismo de bloqueo conforme a la presión en la línea. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de pozo de perforación que comprende un barreno constituido en la formación terrestre, el barreno 10 se proporciona con una válvula que permite la circulación de fluido en una dirección a través del barreno y evita la circulación de fluido en la otra dirección a través del barreno . De acuerdo con la invención, se proporciona un 15 sistema de pozo de perforación que se caracteriza por los aspectos característicos de la reivindicación 1. Una válvula se orienta en forma adecuada en el barreno en un modo en el cual el miembro de cierre es desviado, con la posición abierta del mismo, mediante la fuerza de arrastre ejercida por la corriente que se bombea a través del barreno en dirección descendente del mismo. De preferencia, la válvula se orienta en el barreno en un modo en el cual el miembro de cierre es desviado, con la posición abierta del mismo, medíante la fuerza de arrastre ejercida por la corriente que fluye a través del barreno en dirección ascendente del mismo. La invención será descrita además con mayor detalle y con referencia a los dibujos que la acompañan, en los cuales : La Figura 1 muestra en forma esquemática un sistema de pozo de perforación de acuerdo con la invención, el cual se constituye en la formación terrestre; y La Figura 2 muestra en forma esquemática una modalidad de la válvula que se aplica en el sistema de pozo de perforación de acuerdo con la invención. Con referencia a la Figura 1, se muestra un sistema de pozo de perforación 1 que se constituye en una formación terrestre 3, el sistema de pozo de perforación incluye un barreno principal 5 y dos barrenos de derivación 7 y 9, los cuales se extienden a partir del barreno principal 5 en dirección de la formación terrestre 3 en las respectivas uniones de barreno 10, 12. El barreno principal 5 se encuentra en su extremo superior en comunicación fluida con un equipo de producción de hidrocarburos gaseosos 14, éste equipo se proporciona con una válvula de control de producción 15, la cual se coloca en la superficie. Los barrenos 5, 7 y 9 se extienden en dirección de los respectivos yacimientos de hidrocarburos gaseosos 16, 18 y 20 con presiones de gas recíprocamente diferentes, con lo cual la presión de gas Pi en el yacimiento 20 es más alta que la presión de gas P2 en el yacimiento 18, y la presión de gas P2 en el yacimiento 18 es más alta que la presión de gas P3 en el yacimiento 16. Cada barreno de derivación 7, 9 y el barreno principal 5 se proporcionan con un respectivo de entubado de pozo de perforación (no se muestra) , por medio del cual los entubados de los barrenos de derivación 7, 9 se conectan con el entubado del barreno principal en las respectivas uniones del pozo de perforación 10, 12 en una manera que pueden sellarse. Con referencia adicional a la Figura 2, se proporciona el barreno de derivación 7 con un entubado tubular 22 de pozo de perforación cementado en el barreno de derivación por medio de una capa de cemento 24. La válvula 26 se coloca en forma fija en el entubado 22 por medio de un mandril de cierre o bloqueo, el cual se índica en forma esquemática por el número de referencia 28, la válvula tiene un eje central longitudinal 32 que forma el eje de simetría de la válvula. En la Figura 2, se muestra la válvula 26 en dos modos distintos de operación para dos lados distintos riÉiiflir"^^3^^^"-^-^^^^^^->^^^^^*^^*-i—^^^'^ j^l^gjg ^¡¡g^, con relación al eje de simetría 32. La flecha 30 indica la dirección desde el yacimiento 16 hacia la unión 10 (véase la Figura 1) . La válvula 26 incluye un alojamiento tubular 34 que tiene una entrada de fluido 36, las salidas de fluido 38a, 38b, y un conducto de fluido 40 que proporciona comunicación fluida, por un lado, entre la entrada 36 y por otro lado, entre las salidas 38a y 38b. La entrada de fluido 36 y las salidas de fluido 38a y 38e se colocan de manera que el fluido que circula a través del barreno 7 en la dirección de la flecha 30, fluya por medio de la entrada 36 y el conducto de fluido 40 en dirección de las salidas 38a, 38b. El alojamiento 34 se proporciona con un asiento de válvula anular 42 que se extiende alrededor del conducto de fluido 40, y un miembro de cierre o de sellado 44, el cual es susceptible de moverse con relación al alojamiento 34 en dirección longitudinal del mismo entre una posición abierta (que se indica en el lado superior del eje 32) en la cual el miembro de cierre está alejado del asiento de válvula 42, y una posición cerrada (que se índica en el lado inferior del eje 32) en la cual una superficie de extremo 46 del miembro de cierre 44 hace contacto con el asiento de válvula 42. La forma de la superficie de extremo 46 se une con la forma del asiento de válvula 42, de modo que el conducto de fluido se ^^É**^*. .-«-«H..ÍÍ ..»» cierra cuando el miembro de cierre o sellado se encuentra en la posición cerrada. El resorte de compresión 48 se encuentra desviado en un extremo del mismo, es decir en posición oblicua, contra el miembro de cierre 44 y en el otro extremo del mismo contra un anillo de tope que puede ajustarse 50, el cual se coloca en el alojamiento 34, el resorte 48 ejerce una fuerza F en el miembro de cierre 44 cuando este último se encuentra en la posición cerrada. El miembro de cierre 44 se proporciona con un orificio central 52, el cual tiene un soporte interno 54 que define la transición entre una parte de diámetro más grande 52a y una parte de diámetro más pequeño 52b del orificio 52, la parte de diámetro más grande 52a se encuentra más cerca del asiento de válvula 42 que la parte de diámetro más pequeño 52b. La parte de diámetro más grande 52a del orificio 52 se proporciona con un obturador 56 que puede removerse del orificio 52 en la dirección del conducto de fluido 40 mediante la aplicación, en la parte de diámetro mas pequeño 52b, de una contrapresión de fluido seleccionada con relación a la presión de fluido en el conducto de fluido 40 cuando el miembro de cierre o de sellado se encuentra en la posición cerrada.

El barreno principal 5 (Figura 1) se proporciona con la válvula 60, la cual se coloca entre el yacimiento 18 y la unión de pozo de perforación 12 , y el barreno de derivación 9 se proporciona con la válvula 62 colocada entre el yacimiento 20 y la unión 12. Las válvulas 60, 62 son similares a la válvula 26. Durante la operación normal, el hidrocarburo fluido, por ejemplo, el gas natural se va a producir: a) solo desde el yacimiento 20, b) en forma simultánea a partir de los yacimientos 20 y 18, o c) en forma simultánea desde los yacimientos 20, 18 y 16. Antes de iniciar la producción, la presión del fluido P0 en la parte superior del pozo de perforación principal se encuentra en un nivel, de tal modo que las diferencias de presión a través de las válvulas 26, 60 y 62 son de manera que los miembros de cierre 44 de las respectivas válvulas 26, 60 y 62 se encuentran en sus posiciones cerradas. Cuando se desea producir gas solamente a partir del yacimiento 20, (opción a) , la presión P0 en la parte superior del barreno principal 5 se baja poco a poco, sí se abre la válvula de control de producción 15, hasta que la diferencia de presión (Px - P0) a través de la válvula 62 excede la fuerza F del resorte, después de lo cual la válvula 62 se mueve hacia la posición abierta y el fluido se produce a partir del yacimiento 20 a través del equipo de producción 14. De aquí en adelante, cuando se desee producir gas en forma simultánea, a partir de los yacimientos 20 y 18 (opción b) , la presión P0 en la parte superior del barreno principal 5 se baja además en forma gradual, sí se abre adicionalmente la válvula de control de producción 15, hasta que la diferencia de presión (P2-P0) a través de la válvula 60 excede la fuerza F del resorte, después de lo cual la válvula 60 se mueve hacia la posición abierta y el gas se produce a partir de los yacimientos 18 y 20 en dirección del equipo de producción 14. Cuando en una siguiente fase se desee producir gas, en forma simultánea, a partir de los yacimientos 16, 18 y 20 (opción c) , la presión P0 en la parte superior del barreno principal 5 se baja aún más en forma gradual, sí se abre aún más la válvula de control de producción 15, hasta que la diferencia de presión (P3-P0) a través de la válvula 26 excede la fuerza F del resorte, después de los cual la válvula 26 se mueve hacia la posición abierta y el gas se produce a partir de los yacimientos 16, 18 y 20 en dirección del equipo de producción 14.

En el caso que el fluido se vaya a transferir desde la superficie en dirección de uno o más de los barrenos de derivación 7 ó 9, o hacia la parte inferior del barreno principal 5, se aplica una contrapresión de fluido en el lado corriente debajo de la(s) respectiva (s) válvula (s) 26, 60 y 62 con lo cual se remueve el obturador (s) 56 del orificio (s) 52 de modo que el fluido pueda transferirse a través del orificio (s) 52 en el sentido opuesto a la dirección 30. Además, las válvulas 26, 60 y 62 evitan la circulación de fluido desde un yacimiento hacia otro debido a que las válvulas 26, 60 y 62 evitan la circulación de fluido en el sentido opuesto a la dirección 30. La producción de fluido en un orden distinto a la producción del orden a) , b) y c) descrito con anterioridad puede conseguirse sí se adaptan las fuerzas F de resorte de los resortes 48 de la respectivas válvulas 26, 60 y 62.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere .

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un sistema de pozo de perforación que comprende un barreno constituido en la formación terrestre, el barreno se proporciona con una válvula que tiene un conducto para una corriente de fluido que circula desde un lado corriente arriba de la válvula hacia un lado corriente abajo de la válvula, un miembro de cierre expuesto a la fuerza de arrastre que ejerce la corriente y que es susceptible de moverse, con relación al conducto, entre una posición abierta en la cual el miembro de cierre permite la circulación de fluido a través del conducto y una posición cerrada en la cual el miembro de cierre bloquea el conducto, la fuerza de arrastre desvía el miembro de cierre hacia la posición abierta del mismo, y un resorte, que ejerce una fuerza de resorte en el miembro de cierre, desvía el mismo hacia la posición cerrada, en donde la fuerza del resorte, cuando el miembro de cierre se encuentra en la posición cerrada, excede un límite inferior seleccionado de la fuerza de arrastre, caracterizado porque la válvula se coloca en forma fija en el barreno y el miembro de cierre se expone a iÉÉ^^^É ¡ÉÉÉÉ!*átftftf^^ÍÉMÍÉ^MÉÉf^ la fuerza de arrastre que ejerce la corriente de fluido de hidrocarburo que pasa a través del conducto de fluido de la válvula.
2. El sistema de pozo de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula se orienta en el barreno en un modo que el miembro de cierre se desvía hacia la posición abierta del mismo por medio de la fuerza de arrastre que ejerce la corriente bombeada a través del barreno en dirección descendente del mismo.
3. El sistema de pozo de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula se orienta en el barreno en un modo que el miembro de cierre se desvía hacia la posición abierta del mismo por medio de la fuerza de arrastre que ejerce la corriente que fluye a través del barreno en dirección ascendente del mismo.
4. El sistema de pozo de perforación de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el barreno es uno de una pluralidad de barrenos que se colocan con la finalidad de producir hidrocarburos fluidos que provienen de la formación terrestre en dirección de un equipo común de producción de hidrocarburos fluidos.
5. El sistema de pozo de perforación de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende una pluralidad de válvulas, cada válvula se coloca en un correspondiente barreno de la pluralidad de barrenos.
6. El sistema de pozo de perforación de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque las fuerzas de resorte de los resortes de las válvulas son recíprocamente diferentes.
7. El sistema de pozo de perforación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4-6, caracterizado porque el equipo común de producción de hidrocarburos fluidos se proporciona con medios de válvulas a efecto de controlar la velocidad de circulación de los hidrocarburos fluidos que se producen a partir de cada uno de los barrenos .
8. El sistema de pozo de perforación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3-7, caracterizado porque cada miembro de cierre se proporciona con un orificio que permite la circulación de fluido a partir del lado corriente arriba de la válvula en dirección del lado corriente abajo de la válvula por medio del orificio, el miembro de cierre se proporciona además con un obturador que cierra el orificio, el obturador es susceptible de removerse del miembro de cierre en la dirección del lado corriente arriba de la válvula mediante la aplicación de una presión de fluido seleccionada en el barreno en el lado corriente abajo de la válvula.
9. El sistema de pozo de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de pozo de perforación está constituido de un barreno principal y una pluralidad de barrenos de derivación, cada uno de estos barrenos de derivación se proporciona con una válvula, de conformidad con la reivindicación 1, con el objeto de controlar la transferencia de hidrocarburos fluidos entre el barreno principal y los barrenos de derivación.