MXPA02005119A - Dispositivo para fijar un sello anular. - Google Patents

Abstract

Se describe un dispositivo (10) para fijar un sello anular (25) en un espacio anular formado entre un entubado de diametro mayor (3) y un entubado de diametro menor (4) que se extiende en el entubado de diametro mayor. El dispositivo comprende un bloque portador (15) apropiado para ubicarse en una posicion en el entubado de diametro mayor proximo al espacio anular, el bloque portador se proporciona con un anillo portador (20) axialmente movible con relacion al bloque portador (15) entre una primer posicion y una segunda posicion y se coloca para mover axialmente el sello anular en el espacio anular durante el movimiento del anillo portador desde la primera y segunda posicion del mismo, y adicionalmente comprende una carga explosiva (27) colocada para mover el anillo portador (20) desde la primer posicion a la segunda posicion del mismo y medios detonadores (29) para selectivamente detonar la carga explosiva.

Description

DISPOSITIVO PARA FIJAR UN SELLO ANULAR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la fijación de un sello anular. En particular la presente invención se refiere a un dispositivo para fijar un sello anular en un pozo que se utiliza para recuperar fluidos desde una formación subterránea o para almacenar fluidos en una formación subterránea. Tal pozo es un pozo de sondeo que se alinea con los entubados de pozo en la forma de una columna de tuberia o tuberia de revestimiento. En particular para pozos profundos, el pozo es perforado en etapas, en donde cada etapa se alinea con una columna de tubería, la cual es bajada en el pozo de sondeo, y en donde el diámetro interno del orificio de cada etapa siguiente es menor que el diámetro interno de la etapa (s) anterior. Por consiguiente, la columna de tubería para una etapa siguiente tiene un diámetro externo que es menor que el diámetro interno de la etapa (s) anterior. El espacio anular entre dos entubados es referido como separación anular, por consiguiente el experto es capaz de seleccionar la separación anular que se requiere bajo estas circunstancias para poder bajar el entubado siguiente a través del entubado (s) anterior. REF 138797 . ¡ , • „ ¡ ¡?ajifii n irt-— ~^-~ -~ - El espacio anular entre la superficie externa de una columna de tubería y la superficie interna del pozo de sondeo se llena normalmente con cemento. El cemento se puede colocar a lo largo de la longitud total del entubado o solamente a lo largo de la parte inferior del mismo. Para prevenir una fuga, el extremo superior de un entubado siguiente (que tiene un diámetro externo menor) es ajustado en el extremo inferior del entubado anterior (que tiene un diámetro interno mayor) , para formar una sección de traslape. Un sello anular se fija en la sección de traslape. El dispositivo de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1 es conocido de la Patente Norteamericana No. 5,467,822. El dispositivo conocido comprende un elemento de sello perfilado moldeado, el cual en uso, es presionado axialmente por una fuerza hidráulica y por lo cual se expande radialmente para proporcionar un sello en el espacio anular entre los entubados de pozo co-axiales. La Solicitud de Patente Europea No. 0592160 describe una herramienta para la colocación de explosivos con el objeto de colocar una variedad de dispositivos en la perforación de un pozo. La Patente Norteamericana No. 5,887,660, describe un montaje de empaquetadura de revestimiento que comprende i .. *tlA??AJ *A* un elemento de empaque movible, que puede moverse para obturar el espacio anular entre la empaquetadura y un entubado externo. La Solicitud de Patente Internacional WO99/58809 5 describe una herramienta de desconexión, que puede acoplarse a un extremo del entubado de pozo unido por medio de linguetes que se accionan por un anillo metálico con tendencia a recobrar la forma. Una desventaja de los dispositivos conocidos es 10 que no son apropiados para insertar un sello en un espacio anular entre el extremo de un entubado de diámetro inferior y un entubado de diámetro mayor de una manera rápida y confiable y sin dañar el sello. Un objeto de la presente invención, es 15 proporcionar un dispositivo para fijar el sello anular. De acuerdo con la invención, se proporciona un dispositivo para fijar un sello anular en un espacio anular formado entre un entubado de diámetro mayor y un entubado de diámetro inferior que se extiende en el entubado de diámetro 20 mayor, el dispositivo comprende un bloque portador apropiado para ubicarse en una posición en el entubado de diámetro mayor próximo al espacio anular, el bloque portador se proporciona con un anillo portador axialmente movible con relación al bloque portador entre una primer posición y una 25 segunda posición y colocado para mover axialmente el sello anular en el espacio anular entre el entubado de diámetro mayor y un extremo del entubado de diámetro inferior durante el movimiento del anillo portador desde la primer a la segunda posición del mismo, y adicionalmente comprende una 5 carga explosiva colocada para mover el anillo portador desde la primer posición a la segunda posición del mismo y medios detonadores para selectivamente detonar la carga explosiva. En la especificación y reivindicaciones, la expresión * entubado superior de diámetro mayor" será 10 utilizada para referir a una sección del entubado que tiene un diámetro interno mayor, y la expresión * entubado inferior de diámetro menor" será utilizada para referir a una sección del entubado que tiene un diámetro externo menor. El entubado puede ser cualquier entubado de pozos conveniente, 15 tal como una tubería de entubación o tubería de revestimiento . La invención no solamente se aplica en la sección de traslape, sino también se puede utilizar como un sello temporal en caso de que una columna de tubería siguiente sea 20 unida. La invención ahora será descrita más detalladamente haciendo referencia a la Figura anexa. La Figura 1 muestra " esquemáticamente una sección longitudinal del dispositivo de acuerdo a la invención en 25 dos posiciones, una primer posición en la cual el -?[iiii?? TÉÍ>t,M—fcJ'fc «-* " • •*•*• -->"-*•»*--*--* " '--••--*- ~í H lÉiÉr dispositivo está en la parte inferior del pozo de sondeo (en el lado izquierdo de la Figura 1) una segunda posición en la cual se ha fijado el sello (lado derecho de la Figura 1). La Figura 1 muestra'un pozo de sondeo 1 en una 5 formación terrestre 2. El pozo de sondeo 1 se alinea con un entubado superior de diámetro mayor 3 y un entubado inferior de diámetro menor 4. El espacio anular, entre la pared del pozo de sondeo y los entubados 3 y 4, se llenan con cemento 6. Un soporte de suspensión para tubos (no mostrado) puede 10 estar presente para suspender el entubado inferior 4. El dispositivo 10 de acuerdo a la presente invención comprende un centralizador cilindrico 11 que tiene un extremo libre 12 y un extremo opuesto 13. El extremo opuesto 13 se proporciona con una cubierta 14 con la cual el 15 dispositivo 1 se puede unir al extremo inferior de una columna de tubos (no mostrada) para bajar el dispositivo 10 en el entubado superior 3. El tubo puede ser una columna perforadora, un entubado o una tubería en bobina. El dispositivo 10 adicionalmente comprende un 20 bloque portador 15 colocado cerca del extremo opuesto 13 del centralizador cilindrico 11. El bloque portador 15 tiene una cavidad anular 17, que tiene un extremo abierto orientado hacia el extremo libre 12 del centralizador cilindrico 11. El bloque portador es convenientemente una 25 pieza integral del centralizador cilindrico 11.

Además, el dispositivo 10 comprende un anillo portador 20 colocado de manera deslizable en el centralizador cilindrico 11. El anillo portador 20 se proporciona en un extremo de una saliente anular 21 que 5 puede acoplarse con la cavidad anular 17 y en el extremo opuesto con un sello anular 25. Se proporciona adicionalmente, una carga explosiva 27, que se coloca en la cavidad anular 17. La carga explosiva 27 tiene un detonador apropiado 29, el cual se 10 comunica con la carga explosiva 27 a través de los conductos de transferencia 30 de detonación. El detonador 29 se activa por medio de una señal eléctrica que pasa desde la superficie al dispositivo 10 por medio de un cable 31, el cable 31 pasa a través de una abertura (no designada por 15 medio de un número de referencia) en la cubierta 14. Durante la operación normal, el dispositivo 10 es bajado al extremo inferior de una columna de tubos (no mostrada) en el pozo de sondeo hasta la posición requerida en el fondo del pozo de sondeo, de tal modo que el extremo 20 inferior del sello anular 25 hace contacto en la parte superior del entubado inferior de diámetro menor 4. Esta posición se muestra en el lado izquierdo de la Figura. Para fijar el sello, una señal eléctrica se pasa a través del cable 31 para activar el detonador 29. La activación del 25 detonador 29 provoca que la carga explosiva 27 estalle, y el ~'-^-'"dB^^ •"-•-*-*>• '•*-*»»**-* -*-'** •"'•" - ™* ..-^-^^<-«*-*<•-- anillo portador 20 sea propulsado hacia abajo, presionando el sello 25 en el espacio anular 32 entre el entubado superior de diámetro mayor 3 y el entubado inferior de diámetro menor 4. El movimiento hacia abajo del anillo portador 20 se detiene cuando la superficie inferior 33 del anillo portador hace contacto con la superficie superior del entubado inferior de diámetro menor 4. Esta posición se muestra en el lado derecho de la Figura. Convenientemente, el centralizador cilindrico 11 se proporciona con una pluralidad de hendiduras 35 colocadas cerca del extremo libre y colocadas en intervalos regulares a lo largo de la circunferencia del centralizador cilindrico 11, para permitir el paso de fluidos. El sello anular 25 se puede elaborar de cualquier material conveniente, por ejemplo caucho duro, metal suave o una aleación con tendencia a recobrar la forma. Convenientemente, el diámetro interno del anillo portador 20 es sustancialmente igual al diámetro externo mayor del centralizador cilindrico 11, de modo que cuando se retira el dispositivo 10, siga permaneciendo en su lugar el anillo de sello anular 25. Alternativamente, el detonador 29 se puede activar por medio de una batería y un mecanismo de reloj (no mostrado) , o mediante una señal en la forma de una pulsación de presión.

El dispositivo de acuerdo a la presente invención también se puede utilizar en la cabeza del pozo o en la cabeza del entubado de un pozo. El sello anular convenientemente se elabora de un metal con tendencia a recobrar la forma, y en donde el sello se expande desde una forma primaria en la cual el sello tiene un espesor de pared relativamente fino a una forma secundaria en la cual el sello tiene un espesor de pared relativamente grueso en un cambio de temperatura del sello a través de la temperatura de transición del metal con tendencia a recobrar la forma. Durante la instalación del sello en el espacio anular de la manera descrita anteriormente, el sello está en su forma primaria (fina) . Posteriormente, la temperatura del sello se cambia a través de la temperatura de la transición de modo que el sello tiende ampliarse a la forma secundaria (gruesa) . Puesto que la expansión sin restricción se previene en virtud de la presencia de los dos entubados, la parte de la expansión del sello se traduce en la generación de tensiones compresivas entre el sello y los dos entubados. Las tensiones compresivas aseguran un sello adecuado de metal a metal entre los dos entubados.

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. ... -^...t....-^ ..^.¿. ^ -*-?- - • —--

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes 5 reivindicaciones: 1. Un dispositivo para fijar un sello anular en un espacio anular formado entre un entubado de diámetro mayor y un entubado de diámetro inferior que se extiende en el entubado de diámetro mayor, caracterizado porque el 10 dispositivo comprende un bloque portador apropiado para colocarse en una posición en el entubado (s) de diámetro mayor próximo al espacio anular, el bloque portador se proporciona con un anillo portador axialmente movible con relación al bloque portador entre una primer posición y una 15 segunda posición y colocado para mover axialmente el sello anular en el espacio anular entre el entubado de diámetro mayor y un extremo del entubado de diámetro inferior sobre el movimiento del anillo portador desde la primer a la segunda posición del mismo, y donde una carga explosiva se 20 coloca para mover el anillo portador desde la primer posición a la segunda posición del mismo, además se colocan medios detonadores para selectivamente detonar la carga explosiva . 2. El dispositivo de conformidad con la 25 reivindicación 1, caracterizado porque el bloque portador se m**iii??i?.l i i un U maAt á proporciona con una cavidad anular y el anillo portador se proporciona con una saliente anular que se acopla con la cavidad anular cuando el anillo portador está en la primer posición, y en donde la carga explosiva se coloca en la 5 cavidad anular. 3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque adicionalmente comprende un centralizador cilindrico de diámetro sustancialmente igual al diámetro interno del entubado de 10 diámetro inferior y colocado para extenderse en el entubado de diámetro inferior cuando el bloque portador está colocado en la posición próxima al espacio anular. 4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el medio 15 detonador se coloca en una parte central del bloque portador, y en donde el bloque portador se proporciona con una pluralidad de conductos de transferencia de la detonación que proporcionan la comunicación entre el medio detonador y la carga explosiva. 20 5. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el sello anular se elabora de un metal con tendencia a recobrar la forma, y en donde el sello se expande desde una forma primaria en la cual el sello tiene un espesor de pared 25 relativamente fino a una forma secundaria en la cual el sello tiene un espesor de pared relativamente grueso en un cambio de temperatura del sello a través de la temperatura de transición del metal con tendencia a recobrar la forma.