SISTEMA DE SEGURIDAD Y MÉTODOS PARA EL DESPLIEGUE DE UNA HERRAMIENTA DE PERFORACIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está relaciona con dispositivos y métodos para evitar una activación prematura o no programada de una o más herramientas de perforación. Una de las actividades asociadas con la completación de un pozo de gas o petróleo es la perforación del revestimiento del pozo. Durante este procedimiento, perforaciones, tales como pasajes u orificios, se forman en el revestimiento del pozo para permitir la comunicación de fluido entre la perforación del pozo y la formación productora de hidrocarburos que es interceptada por el pozo . Estas perforaciones usualmente se hacen con una pistola de perforación cargada con cargas explosivas huecas. La pistola se baja dentro de la perforación en cable de acero eléctrico, cable de acero sólido o tubería enrollada u otros medios hasta estar adyacente a la formación productora de hidrocarburo. Después de esto, una señal de superficie activa una cabeza disparadora asociada con la pistola de perforación, la cual entonces detona las cargas explosivas huecas. Los proyectiles formados por la explosión de las cargas explosivas huecas penetran el revestimiento para con esto permitir que los fluidos de la formación fluyan de la formación a través de las perforaciones y dentro de la cadena de producción para fluir a la superficie. Se puede utilizar un número de arreglos para activar la cabeza disparadora. Por ejemplo, la cabeza disparadora puede activarse dejando caer una pesa sobre la cabeza disparadora a través del tubo que se extiende desde la cabeza disparadora hasta la boca del pozo o una plataforma en la superficie de la tierra. La pesa en calda finalmente choca contra el pasador de disparo en la cabeza disparadora, con esto activando un detonador explosivamente acoplado a la pistola de perforación. Otros sistemas de perforación trasportados por tubería emplean una cabeza disparadora diferencial que es activada creando un diferencial de presión a través de un pistón de accionamiento en la cabeza disparadora. El diferencial de presión se crea aplicando una presión incrementada ya sea a través de la cadena de tubería o a través de la zona anular que rodea la cadena de tubería para mover el pistón de accionamiento en la cabeza disparadora. Típicamente, el pistón de accionamiento de cabeza disparadora tendrá una presión hidrostática aplicada a través del pistón de accionamiento a medida que la herramienta se mueve dentro del pozo. Cuando se desea operar la herramienta, el incremento de presión es suficientemente grande para iniciar la detonación de la cabeza disparadora y la pistola de perforación. Muy a menudo, las pistolas de perforación han sido accionadas eléctricamente. La cabeza disparadora y la pistola de perforación se bajan dentro del pozo en un cable de acero. Se envía corriente eléctrica a través del cable de acero para activar la cabeza disparadora. La cabeza disparadora a su vez detona las cargas explosivas huecas en la pistola de perforación. Sin tomar en cuenta el sistema utilizado, es deseable asegurar que las cargas no se detonen de manera prematura. La detonación prematura puede ser de interés particular cuando la pistola de perforación este en la superficie; es decir, no dentro de los confines de una perforación de pozo. Por ejemplo el dispositivo explosivo eléctricamente activado puede ser susceptible a detonación por señales eléctricas pérdidas, señales de radios atraídas por el cable de acero conductor, electricidad estática o relámpagos . Cualquier ruido eléctrico o descargas de cualquiera de estas fuentes pueden provocar que el dispositivo explote prematuramente con el riesgo de dañar el sistema de producción y poner en riesgo a los operadores de la instalación de producción de petróleo. El mal manejo durante el transporte o durante el despliegue manual también puede inadvertidamente activar los sistemas mecánicamente activados. Por consiguiente, se ha desarrollado un número de dispositivos para evitar la detonación prematura de cargas transportadas por una pistola de perforación. En un sistema de seguridad convencional ejemplar, un módulo asociado con la pistola de perforación tiene un alojamiento, un interruptor sensible a la presión y un interruptor sensible a la temperatura. Los interruptores solo permiten que se transmita una señal de comando eléctrica a la herramienta cuando la presión y la temperatura alcanzan valores de temperatura y de presión predeterminados . En otros sistemas de seguridad ejemplares, la aplicación de presión de fluido al exterior de un alojamiento arma un sistema de disparo eléctrico. El sistema de disparo se arma cuando la presión de fluido excede la presión hidrostática del pozo. El sistema de disparo es controlado por un microprocesador que se programa para responder solamente a un valor seleccionado de la presión de fluido que rodea el alojamiento de control. Estos sistemas dependen, en parte, de una predicción confiable de las condiciones de la perforación del pozo. Si la temperatura o presión de la perforación del pozo a la profundidad deseada no concuerdan con los valores preestablecidos, entonces la pistola no se armará. En estos casos, la pistola tendrá que dispararse y el módulo de seguridad reestablecerse . Se podrá apreciar que este procedimiento adicional que lleva a la pérdida de tiempo y a gastos adicionales en cuanto a esfuerzo y dinero. Las pistolas de perforación, sin embargo, son solo un ejemplo de herramientas de perforación que requieran el uso de mecanismos de seguridad que controlan su activación.
Otras herramientas, tales como cortadores de tubo utilizan ácido cáustico para quemar y cortar una sección del tubo. Mientras que el ambiente de la perforación del pozo cerrado permite que estas herramientas de perforación operen de manera segura, una característica común de estas herramientas de perforación es que la activación en la superficie no programada puede provocar daños al personal o al equipo cercano . La presente invención está dirigida a estas y otras desventajas de la técnica anterior. La presente invención proporciona dispositivos y sistemas para controlar la activación de una o más herramientas de perforación. En un aspecto, el sistema evita la activación prematura o no programada de una o más herramientas de perforación activadas por un dispositivo de iniciación. Un sistema preferido se configura para permitir que una señal de iniciación generada por una fuente o generadoras de señal alcance al dispositivo de iniciación solamente después de que la herramienta de perforación ha alcanzado una profundidad predetermina conocida en un lugar que es sustancialmente estático con relación a la superficie de la tierra. El sistema de seguridad preferido incluye un primer dispositivo asociado con la herramienta de perforación y un segundo dispositivo fijo en el lugar estático. El primer dispositivo está configurado para permitir que una señal de iniciación transmitida por el generador alcance el dispositivo de iniciación al alcanzar el lugar estático ("paso de señal")- El segundo dispositivo positivamente acopla al primer dispositivo para proporcionar una indicación positiva de que se ha alcanzado la profundidad especificada. En otra modalidad preferida, el sistema incluye, una derivación, un interruptor y un gatillo. La derivación se acopla operativamente al medio transmisor de señal que conecta el generador al dispositivo de iniciación. La derivación tiene un modo seguro durante el cual evita el paso de la señal y un modo listo para disparar durante el cual permite que pase la señal . El interruptor se conecta mecánicamente a la derivación y puede mover la derivación entre dos modos. El gatillo, sin embargo, se coloca en un lugar relativamente estático (por ejemplo, en la perforación del pozo o en la boca del pozo) y está configurado para acoplar positivamente el interruptor. El gatillo puede ser un miembro rígido, un miembro desviado o utilizar energía hidráulica. Mientras que esta en la superficie, la derivación está implícitamente en el modo seguro. Durante el despliegue de las herramientas, el interruptor acopla el gatillo durante la transición a través de la perforación del pozo o de la boca del pozo. Este acoplamiento puede, por ejemplo, facilitarse mediante la acción cooperativa de pasadores y canales de alineación. El acoplamiento entre el gatillo y el interruptor provocan que la derivación se mueva del modo seguro al modo listo para disparar. En una modalidad preferida, el acoplamiento entre el gatillo y el interruptor durante la extracción de herramienta provoca que la derivación se mueva de un modo listo para disparar al modo seguro . En un aspecto diferente, un sistema de seguridad preferido evita que un tren de energía generado por un dispositivo de iniciación alcance la herramienta de perforación hasta que la herramienta de perforación ha alcanzado la profundidad conocida en el pozo. El mecanismo de seguridad preferido incluye un primer dispositivo asociado con la herramienta de perforación y un segundo dispositivo fijo en un lugar estático. El primer dispositivo está configurado para permitir que la corriente de energía alcance la herramienta de perforación si la herramienta está por debajo de una profundidad especificada por debajo de la superficie de la tierra ("paso de energía"). El dispositivo acopla positivamente al primer dispositivo para proporcionar una indicación de que se ha alcanzado la profundidad predefinida o especificada. En una modalidad preferida, el sistema de seguridad incluye una derivación, un interruptor y un gatillo. La derivación se acopla de manera operativa a un conducto transmisor de energía que conecta el dispositivo de iniciación a la herramienta de perforación. La derivación tiene un modo seguro durante el cual evita el paso de' la energía y un modo listo para disparar durante el cual permite que pase la energía. El interruptor se conecta mecánicamente a la derivación y puede mover la derivación entre los dos modos. El gatillo, sin embargo, se coloca en el lugar relativamente estático (por ejemplo, en la perforación del pozo o la boca del pozo) y está configurado para acoplar positivamente el interruptor. Los componentes operan sustancialmente de la misma manera como se describió previamente. En modalidades relacionadas, el gatillo puede incluir un miembro hidráulicamente accionado tal como dedos o pisones . El miembro puede estar configurado para accionar el interruptor utilizando un movimiento predefinido (por ejemplo, movimiento lineal, de rotación o de pivoteo) . Adicionalmente, el sistema preferido puede incluir un indicador de modo conectado de manera operativa al gatillo que proporciona una indicación si la derivación puede pasar la señal de iniciación al dispositivo de iniciación. Por otra parte, el gatillo puede incluir un miembro desviador para empujar el gatillo contra el interruptor y/o mantener el gatillo en una posición predeterminada. Dispositivos tales como canales formados en un alojamiento y/o pasadores puede utilizarse para guiar el gatillo al interruptor. En una modalidad preferida el sistema incluye dos gatillos: un primer gatillo que provoca que la derivación se mueva de un modo seguro a un modo listo para disparar, y a un segundo gatillo que provoca que la derivación se mueva del modo listo para disparar al modo seguro. En otra modalidad preferida, un alojamiento que rodea la derivación incluye una primera sección que se acopla de manera giratoria a una segunda sección. La derivación evita el paso de la señal cuando la primera y segunda sección tiene una primera alineación angular relativa y permiten el paso de la señal cuando la primera y la segunda sección tienen una segunda alineación angular relativa. Los pisones hidráulicamente accionados asociados con el gatillo están adaptados para mover selectivamente la primera y segunda sección entre la primera y segunda alineación angular relativa. En otra modalidad, la derivación está alojada en un alojamiento que tiene un miembro de manguito externo. El manguito se desliza entre una primera posición en donde la derivación permite el paso de la señal y una segunda posición en donde la derivación evita el paso de la señal. El gatillo bloquea el movimiento del manguito en una dirección predefinida cuando está extendido. La fuerza aplicada al alojamiento en una dirección opuesta a la dirección predefinida provoca el movimiento relativo entre el manguito y el alojamiento. Este movimiento relativo se utiliza para mover el manguito entre la primera y la segunda posición.
Las herramientas de perforación que puede utilizarse con las modalidades de la presente invención incluyen pistolas de perforación, cortadores de tubo, y otras herramientas que liberan una cantidad relativamente sustancial de energía cuando se activan. Se deberá entender que ejemplos de características más importantes de la invención han sido resumidos en lugar de explicados ampliamente para que la siguiente descripción detallada de la misma puede entenderse mejor, y para que las contribuciones a la técnica puedan apreciarse. Por supuesto, existen características adicionales de la invención que serán descritas a continuación y que formarán el objeto de las reivindicaciones anexas a la misma. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento detallado de la presente invención se deberá hacer referencia a la siguiente descripción detalla de la modalidad preferida tomada en conjunto con los dibujos anexos, en los cuales los elementos similares han recibido números similares y en donde: La Figura 1 esquemáticamente ilustra una modalidad preferida de la presente invención la cual se adapta para selectivamente permitir la transmisión de una señal de iniciación a un dispositivo de iniciación asociado con una herramienta de perforación; la Figura 2 esquemáticamente ilustra una modalidad preferida de la presente invención la cual se adapta para selectivamente permitir la transmisión de una corriente de energía a una herramienta de perforación; la Figura 3A esquemáticamente ilustra un modo listo para disparar de una derivación ejemplar que se adapta para selectivamente permitir la transmisión de una señal de iniciación a un dispositivo de iniciación; la Figura 3B esquemáticamente ilustra el modo seguro de una derivación ejemplar el cual se adapta para selectivamente permitir la transmisión de una señal de iniciación a un dispositivo de iniciación; la Figura 4A esquemáticamente ilustra una modalidad ejemplar de un sistema de seguridad proporcionado con la derivación, un interruptor y un gatillo; la Figura 4B esquemáticamente ilustra un gatillo ejemplar que activa un interruptor; la Figura 4C esquemáticamente ilustra una modalidad ejemplar de un sistema de seguridad proporcionado, con una derivación, un interruptor de doble acción, un primer gatillo para provocar que la derivación se mueva al modo listo para disparar, y un segundo gatillo para provocar que la derivación se mueva al modo seguro; la Figura 4D esquemáticamente ilustra una modalidad ejemplar de un sistema de seguridad que utiliza un canal de alineación para guiar el gatillo al interruptor;
la Figura 4E esquemáticamente ilustra un gatillo desviado ejemplar adaptado para moverse entre el canal de alineación mostrado en la Figura 4D; la Figura 4F esquemáticamente ilustra un alojamiento que tiene secciones giratorias y un gatillo ejemplar para girar las secciones; la Figura 4G esquemáticamente ilustra un alojamiento que tiene un manguito deslizante y un gatillo estático que se activa hidráulicamente en una posición retraída; la Figura 4H esquemáticamente ilustra un alojamiento que tiene un manguito deslizante y un gatillo estático activado hidráulicamente en la posición extendida; la Figura 5 esquemáticamente ilustra una modalidad ejemplar de una sistema de seguridad que utiliza un pasador de alineación hidráulicamente activado para alinear el interruptor con el gatillo; la Figura 6A esquemáticamente ilustra el modo seguro de una derivación ejemplar que se adapta para selectivamente permitir la transmisión de una corriente de energía a una herramienta de perforación; la Figura 6B esquemáticamente ilustra el modo listo para disparar la derivación ejemplar que se adapta para selectivamente permitir la transmisión de una corriente a la herramienta de perforación; y la Figura 7 esquemáticamente ilustra una vista en elevación de instalaciones de una superficie adaptada para realizar una o más de las tares predefinidas en la perforación del pozo utilizando una o más herramientas de perforación. La presente invención está relaciona con dispositivo y métodos para evitar la activación prematura o no programada de una o más herramientas de perforación. La presente invenciones es susceptible a modalidades en diferentes formas. Se muestran en los dibujos, y en la presente se describirán en detalle, modalidades específicas de la presente invención con el entendimiento de que la presente descripción deberá considerarse como una ej emplificación de los principios de la invención, y no se pretende limitar la invención a aquello ilustrado y descrito en la presente. Haciendo referencia inicialmente a la Figura 1, se ilustra esquemáticamente un sistema 100 de seguridad hecho de acuerdo con la presente invención. El sistema 100 de seguridad se despliega junto con un sistema 110 de herramienta de perforación convencional. El sistema 110 de herramienta de perforación incluye una herramienta 112 de perforación, un dispositivo 114 de iniciación, una fuente 116 de energía/señal, un medio 118 transmisor de señal/energía. La herramienta 112 de perforación y el dispositivo 114 de iniciación pueden alojarse en un solo alojamiento o en alojamientos separadores o secundarios (colectivamente identificados con el número 120) . En este arreglo convencional, la fuente 116 de señal/energia transmite una señal de iniciación que puede ser energía eléctrica y/o una señal de comando (por ejemplo, datos análogos o digitales) . Esta señal de iniciación se transmite vía el medio 118 de transmisión de señal al dispositivo 114 de iniciación. La señal de iniciación, sin embargo, puede generarse por otras fuentes (ya sean naturales o humanas) , de este modo por simpleza, se deberá entender que el término "señal de iniciación" o "señal" incluye cualquier señal o transmisión de energía independientemente de la fuente, que pueda activar el dispositivo 114 de iniciación. Al recibir la señal de iniciación, el dispositivo 114 de iniciación activa la herramienta 112 de perforación en una manera predeterminada. El sistema 100 de seguridad evita que la señal de iniciación alcance el dispositivo 114 de iniciación hasta que la herramienta 112 de perforación ha cumplido una condición predeterminada. En la modalidad preferida, está condición predeterminada se basa en si la herramienta de perforación está por debajo de una profundidad especificada en la superficie de la tierra. El sistema 100 de seguridad incluye un primer dispositivo 100A asociado con la herramienta 102 de perforación y un segundo dispositivo 100A fijo en un lugar estático predeterminado. El primer dispositivo 100A tiene una relación fija con la herramienta 102 de perforación y está configurado para selectivamente permitir que una señal de transmisión por la fuente 116 alcance el dispositivo 114 de iniciación ("paso de señal") . El segundo dispositivo 100B proporciona una indicación positiva al primer dispositivo 10OA de que la condición predeterminada ha sido cumplida. De preferencia, el segundo dispositivo 100B está (a) colocado a una profundidad específica por debajo de la superficie de la tierra; y (b) acopla positivamente el primer dispositivo 100A para proporcionar una indicación positiva de que se ha alcanzado la profundidad especificada. Un sistema 100 de seguridad preferido incluye un gatillo 102 estático, un interruptor 104, y una derivación 106. La derivación 106 permite la transmisión selectiva de la señal de iniciación de la fuente 116 de energía/señal a la herramienta 112 de perforación. Por otra parte, la derivación 106, en ciertos arreglos, puede también evitar que señales pérdidas alcancen el dispositivo 114 de iniciación. La derivación 106 tiene un (a) modo seguro en donde la transmisión de señal o energía es interrumpida o bloqueada hacia el dispositivo 114 de iniciación y un (b) modo de disparo en donde el dispositivo 114 de iniciación puede recibir una señal o energía. La derivación 106 está alojada en un lugar adecuado en el alojamiento o secundario 120. El interruptor 104 y el gatillo 102 cooperan para mover la derivación 106 entre el modo seguro y el modo listo para disparar. El interruptor 104 se acopla mecánicamente la derivación 106 y, al igual que la derivación 106, se coloca en un alojamiento o secundario 120 que es ya se compartido o conectado, directa o indirectamente a la herramienta 112 de perforación. El gatillo 102, sin embargo, se coloca en un objeto 108 estático. El objeto 108 estático puede ser la boca del pozo, una porción del revestimiento de la perforación del pozo u otra estructura a lo largo de la cual deba pasar la herramienta 112 de perforación cuando se transporta dentro de la perforación del pozo. De preferencia, el gatillo 102 está ubicado a una profundidad predeterminada por debajo de la superficie de la tierra. Está profundidad puede, en alguna aplicaciones, estar definida por la profundidad a la cual la activación de la herramienta 112 de perforación no provocará daño sustancial al personal o al equipo en superficie . En un modo de operación preferido, el movimiento de la herramienta 112 de perforación provoca la interacción mecánica entre el gatillo 102 y el interruptor 104. De este modo, el movimiento de la herramienta 112 de perforación hacia bajo de la perforación provoca que el gatillo 102 acople al interruptor 104 de tal modo que la derivación 106 se pone en el modo listo para disparar. De igual manera el movimiento de la herramienta 112 de perforación hacia arriba provoca que el gatillo acople al interruptor 104 de tal modo que la derivación 106 se pone en el modo seguro. En un arreglo preferido, un indicador 109 de modo en comunicación con el gatillo 102 proporciona un indicación positiva (por ejemplo, visual o auditiva) del modo actual de la derivación 106. Haciendo referencia a -la Figura 2, se ilustra esquemáticamente otro sistema 200 de seguridad hecho de acuerdo con la presente invención. El sistema 200 de seguridad se despliega junto con un sistema 210 de herramienta de perforación convencional. El sistema 210 de herramienta de perforación incluye una herramienta 212 de perforación, un dispositivo 214 de iniciación, un controlador 216 y un conducto 218 transmisor de energía. La herramienta 212 de perforación y el dispositivo 214 de iniciación pueden alojarse en un solo alojamiento o en alojamientos separados o secundarios (colectivamente identificados con el número 220) . En este arreglo convencional, el controlador 216 transmite una señal de iniciación vía un medio 217 de transmisión de señal al dispositivo 214 de iniciación. Al recibir la señal de iniciación, el dispositivo 214 de iniciación genera una corriente o tren de energía que fluyen vía el conducto 218 transmisor de energía a la herramienta 212 de perforación. Este tren o corriente de energía puede incluir energía química, energía cinética, energía térmica u otras formas de energía conocidas transportadas vía una corriente líquida o de vapor, un proyectil u otros medios. El sistema 200 de seguridad evita que el tren de energía alcance la herramienta 212 de perforación hasta que se ha cumplido una condición predeterminada; por ejemplo, si la herramienta 212 de perforación ha alcanzado una profundidad conocida en el pozo. El sistema 200 de seguridad incluye un primer dispositivo 200A asociado con la herramienta 212 de perforación y un segundo dispositivo 200B fijo en un lugar 208 estático. El primer dispositivo 200A tiene una relación fija con la herramienta 212 de perforación y está configurada para selectivamente permitir que una corriente de energía generada por el dispositivo 214 de iniciación alcanza la herramienta 212 de perforación ("paso de energía" o "paso de tren de energía") . Esta condición predeterminada de preferencia es una profundidad específica por debajo de la superficie de la tierra. El dispositivo 200B proporciona una indicación positiva al primer dispositivo 200A de que la condición predeterminada ha sido cumplida. De preferencia, el segundo dispositivo 200B está (a) colocada a una profundidad específica por debajo de la superficie de la tierra; y (b) positivamente acopla al primer dispositivo 200A para proporcionar una indicación positiva de que se ha alcanzado la profundidad específica. El sistema 200 de seguridad preferido incluye un gatillo 202 estático, un interruptor 204 y una derivación 206. La derivación 206 permite la transmisión selectiva del tren de energía del dispositivo 214 de iniciación a la herramienta 212 de perforación. La derivación 206 tiene un (a) modo seguro en donde el flujo de energía se bloquea y un (b) modo de disparo en donde la herramienta 212 de perforación puede recibir al tren de energía. Los otros aspectos importantes de la derivación 206, el interruptor 204, y el gatillo 202 son similares a aquellas características con los mismos nombres mostradas en la Figura 1. De este modo, por brevedad, la discusión de tales características no se repetirá. También, el objeto 208 estático y el indicador 209 de modo operan sustancialmente de la misma manera como se describió haciendo referencia a la Figura 1. Como se deberá apreciar, las enseñanzas ventajosas de la presente invención pueden ejemplificarse en cualquier número de arreglos. Por brevedad, solo se discutirán algunas de tales modalidades . Haciendo referencia ahora a la Figura 3A y a la Figura 3B, se muestra esquemáticamente una derivación 300 ejemplar. Haciendo referencia primero a la Figura 3A, la derivación 300 se coloca en un alojamiento 302 y está en comunicación eléctrica con una fuente de señal/generador o unidad de energía 304 vía un medio 306 transmisor de señal y con un dispositivo 308 de iniciación vía cables 309 de transmisión. De preferencia, la derivación 300 incluye un circuito 310 eléctrico que esta acoplado al medio 306 transmisor. El circuito 310 eléctrico incluye un miembro 314 de movimiento, un puente 316 y terminales 318. El puente 316 está eléctricamente conectado al medio 306 transmisor de señal mientras que las terminales ¦ 318 están conectadas a los cables 309 de transmisión. El miembro 314 de movimiento se mueve mecánicamente entre una primera posición (segura) y una segunda posición (lista para disparar) . En la primera posición, el miembro 314 de movimiento alinea al puente 316 con las terminales 318 de modo que se establece una trayectoria eléctrica entre la unidad 304 de energía y el dispositivo 308 de iniciación. Haciendo referencia ahora a la Figura 3B, en la segunda posición, el miembro 314 de movimiento interrumpe la trayectoria eléctrica desconectando el puente 316 de las terminales 318. El miembro 314 de movimiento puede incluir, por ejemplo, una barra que se mueve axialmente, un disco que gira, un manguito que se desliza o una palanca que pivotea. Otros arreglos mecánicos adecuados serán evidentes para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica. Además, la derivación 300 también puede incorporar cables, (no mostrados) que introducen un corto en el circuito 310 mientras se encuentra en la primera posición para proporcionar una medida de protección adicional contra la transmisión de señal no programada al dispositivo 308 de iniciación . Haciendo referencia ahora a las Figuras 4A y B, se muestra en formato esquemático con un arreglo de interruptor y gatillo ejemplar utilizando principalmente interacción mecánica. El gatillo 400 se fija en una superficie 402 estática y el interruptor 404 se coloca dentro de un alojamiento o secundario 406. El gatillo 400 incluye un brazo 408 con un anillo 410 saliente a un extremo y una unión 412 de pivoteo en el otro extremo, y el miembro 414 desviador. El interruptor 404 está conectado a una derivación 415 que utiliza uniones conocidas (no mostradas) . El alojamiento 406 está proporcionado con una abertura 416 que de preferencia se conforma generalmente al perfil del dedo 410. Una porción de interruptor 404 sale por la abertura 416. El interruptor 404 puede adaptare para deslizarse axialmente, pivotear o girar (por ejemplo, a manera de trinquete) . Durante el uso, el gatillo 400 toma una posición retraída (Figura 4A) mientras que el dedo 410 se desliza a lo largo de una superficie 418 exterior del alojamiento 406. Haciendo referencia ahora a la Figura 4B, una vez que el dedo 410 alcanza la abertura 416, el miembro 414 desviador provoca que el brazo 408 pivotee alrededor de la unión 412 de pivoteo y con esto empuje el dedo 410 contra el interruptor 404. La presión de contacto proporcionada por el dedo 410, de este modo, provoca que el interruptor 404 se mueva en una manera predeterminada. Este movimiento provoca que la derivación 430 se mueva de un modo seguro al modo listo para disparar, o viceversa. Las modalidades de las Figuras 4A y 4B son susceptibles a varios cambios y modificaciones. Por ejemplo, haciendo referencia ahora a la Figura 4C, se muestra una derivación 430, un interruptor 432 de acción dual, un gatillo 434 de armado, y un gatillo 436 de desarmado. La derivación 430 y el interruptor 432 se colocan adecuadamente en un alojamiento 437. El interruptor 430 se mueva entre una primera y una segunda posición que corresponde a los modos seguro y listo para disparar de la derivación 430, respectivamente. Los gatillos 434, 436 están fijados en un primer lugar 438 estático relativamente estacionario y un segundo ' lugar 439 estático relativa, respectivamente. Preferiblemente, los gatillos 434, 436 están descentrados de tal modo que el gatillo 436 de desarmado está hacia arriba de la perforación del gatillo 434 de armado. Durante el despliegue de una herramienta de perforación (no mostrado) la derivación 430 está en un modo seguro con el interruptor 432 en la primera posición. A medida que el alojamiento 437 se mueva en la dirección de hacia bajo de la perforación D, el interruptor 432 pasa por el gatillo 436 de desarmado. Debido a que la derivación 430 y el interruptor 432 ya están en el modo seguro, el gatillo 436 de desarmado no realiza ninguna función. El interruptor 432, sin embargo, es accionado con el alojamiento 437 que pasa por el gatillo 434 de armado, con esto colocando a la derivación 430 en el modo listo para disparar con el interruptor 432 en la segunda posición. Durante la extracción de la herramienta de perforación (no mostrada) el alojamiento 437 se mueve en una dirección en forma de ü hacia arriba y el interruptor 432 pasa por el gatillo 434 armado. Debido a que la derivación 430 y el interruptor 432 ya están en el modo listo para disparar, el gatillo 434 de armado no realiza ninguna función. El interruptor 432, sin embargo, se activa cuando el alojamiento 437 pasa por el gatillo 436 de desarmado, con esto colocando la derivación 430 en un modo seguro con el interruptor 432 en la primera posición correspondiente. También se muestra en la Figura 4C el dedo 440 de alineación formado en el brazo 442 en relación separada con el dedo 444. Una abertura 446 en el alojamiento 437 se proporciona para recibir el dedo 440 de alineación. La abertura 446 tiene una relación fija con el interruptor 432 similar a aquella con el dedo 440 de alineación y el dedo 444. De este modo, el brazo 442 solo pivotará una vez que los dedos 440 y 444 están alineados con la abertura 446 y el interruptor 432, respectivamente. Se deberá apreciar que la modalidad de la Figura 4C permite el armado automático de una herramienta de perforación durante el despliegue y el desarmado automático de la herramienta de perforación durante su extracción. De este modo, la herramienta de perforación está en un modo seguro ventajosamente mientras que está en o cerca de la superficie de la tierra. Haciendo referencia ahora a las Figuras 4D y 4E, se muestra aún otra modalidad del aparato 450 de seguridad hecho de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. El aparato 450 de seguridad incluye una derivación (no mostrada), un interruptor 452, un alojamiento 454 y un gatillo 456. Ventajosamente, el alojamiento 454 incluye un canal 455 de alineación que guía longitudinalmente el gatillo 450 dentro de una ranura 458 en la cual se coloca el interruptor 452. Haciendo referencia ahora a la Figura 4F, se muestra aún otra modalidad del aparato 460 de seguridad hecho de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. El aparato 460 de seguridad incluye una derivación (no mostrada), un alojamiento 462 que tiene una sección 464 superior y una sección 466 inferior. Cada sección 464, 466 esta proporcionada con un canal 468, 470 de alineación, respectivamente. Además, las secciones 464, 466 están unidas de tal modo que las secciones 464, 466 pueden girar con relación una de la otra una cantidad suficiente para que los canales 468, 470 entren y salgan de alineación. Esta desalineación y alineación angular relativa provoca que la derivación (no mostrada) se mueva entre los modos seguro y listo para disparar. Colocados en una superficie 472 estática se encuentran un pasador 474 de alineación, una primer compuerta 476 hidráulica, una segunda compuerta 478 hidráulica, una linea 479 de fluido hidráulico, y una fuente hidráulica (no mostrada) . Las compuertas 476, 478 están configuradas para acoplar las secciones 464, 466 superiores e inferiores, respectivamente. Adicionalmente , una o ambas compuertas 476, 478 están adaptadas para girar una o ambas secciones 464, 466 una cantidad predeterminada. Simplemente por claridad, el pasador 474 de alineación se muestra dentro del canal 470 de alienación de sección inferior y no fijo a la superficie 472 estática. Antes del despliegue, el alojamiento 462 se encuentra en una primera posición en donde los canales 468, 470 están desalineados. De este modo durante el movimiento hacia bajo del alojamiento 462, el pasador 474 de alienación se moverá a lo largo del canal 470 de alineación de sección inferior hasta que choque con la sección 464 superior, (como se muestra) . Después de este, las compuertas 476, 478 acoplan el alojamiento 462 y giran o ambas secciones 464, 466 hasta que los canales 468, 470 de alineación están alineados. Al alinearse, la derivación se ha movido, por ejemplo, de un modo seguro al modo listo para disparar, el alojamiento 462 puede continuar sin movimiento hacia bajo. Haciendo referencia a las Figuras 4G y 4H se muestra aún otra modalidad de un aparato 480 de seguridad hecho de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. El aparato 480 de seguridad incluye una derivación 482, un manguito 484, un alo amiento 486, y un gatillo 488. Como se describió previamente, la derivación 482 selectivamente permite que una señal de iniciación transmitida vía un medio 483 transmisor de señal alcance el dispositivo de iniciación (no mostrado) de una herramienta de perforación (no mostrada) . El manguito 484 está acoplado mecánicamente a la derivación 482 en una manera conocida y se desliza entre una primera posición y una segunda posición, las posiciones corresponden a un modo seguro y un modo listo para disparar de la derivación 482, respectivamente. Mientras que el manguito 484 es de preferencia un miembro tipo anillo, otras formas tales como barras que parcial o completamente rodean el alojamiento 486 también pueden ser adecuadas. Por otra parte, el manguito 484 no necesita moverse estrictamente en una manera lineal sino que puede girar, pivotear o mover en alguna otra manera pre-escrita al acoplar el gatillo 488. El gatillo 488 está en un miembro hidráulicamente activado que se mueve desde una posición retraída nominal (Figura 4G) a una posición extendida (Figura 4H) cuando es energizado por el fluido hidráulico proporcionado por la fuente 489 de energía vía una línea 490 de fluido. En la posición retraída, el gatillo 488 permite que el manguito 484 pase libremente hacia bajo de la perforación del pozo. En una posición extendida, el gatillo 488 proporciona un borde rígido contra el cual se empalma el manguito 484. Durante el despliegue, el gatillo 488 está en la posición extendida. Con esto bloqueando el movimiento hacia bajo del manguito 484, el cual está en la primera posición. Una vez que el personal determina que se ha detenido el movimiento hacia bajo se aplica una fuerza hacia bajo de la perforación DF al alojamiento 486. Esta fuerza DF puede aplicarse por el peso de la herramienta de perforación u otros componentes o por equipo de superficie (por ejemplo, un inyector de tubo) (no mostrado) aplicando una fuerza al alojamiento 486. La fuerza DF de este modo provoca, en efecto, que el manguito 484 se mueva en una dirección hacia arriba en forma U desde la primera posición hasta la segunda posición, con esto colocando a la derivación 482 en un modo listo para disparar. Después de esto, el gatillo se mueve a la posición retraída utilizando la fuente 488 de energía. Cierto tiempo después de que el manguito 484 ha librado el gatillo 456, el gatillo 456 puede regresarse a la posición extendida. Deberá ser evidente que los pasos anteriores generalmente se repiten para mover el manguito 484 de la segunda posición a la primera posición para colocar la derivación 482 en un modo seguro. Haciendo referencia ahora a la Figura 5, se muestra un arreglo 500 de seguridad ejemplar que utiliza componentes hidráulicamente accionados. El arreglo 500 de seguridad incluye una derivación 502, un interruptor 504, y un ensamble de gatillo 506. La derivación 502 y el interruptor 504 están colocados en un alojamiento 505 o alojamiento secundario y son similares a aquellos ya descritos. Por lo tanto, no se repetirá la discusión de las características similares. El ensamble 506 de gatillo incluye un dedo 508 activado hidráulicamente y un pasador 510 de alineación hidráulicamente activado, que están axialmente separados a una distancia predeterminada. Ubicados en la superficie se encuentran una fuente 512 hidráulica y un indicador 514 de modo. La fuente 512 hidráulica proporciona fluido hidráulico presurizado al ensamble 506 de gatillo via la linea 516 hidráulica. El alojamiento incluye un reborde 518 que está separado axialmente del interruptor 504 generalmente en la misma distancia que separa el dedo 508 y el pasador 510 de alineación. Durante el despliegue, el dedo 508 está en el estado retraído, mientras que el pasador 510 de alineación está en su estado extendido. Miembros desviadores conocidos (no mostrados) pueden utilizarse para retener el dedo 508 y el pasador 510 en estos estados nominales. A medida que el alojamiento 505 se mueve en la dirección D, el reborde 518 se empalmará al final y descansará sobre el pasador 510 extendido. En este punto, el dedo 508 estará alineado con el interruptor 504. Con estos componentes alineados de este modo, la fuente 512 hidráulica es operada para presurizar el dedo 508. La fuerza hidráulica aplicada empuja el dedo 508 contra y activa el interruptor 504. Esta fuente 512 puede ya sea simultáneamente o en una manera retardada (por ejemplo, insertando válvulas de restricción (no mostrada) ) proporciona fluido hidráulico al pasador 510 de alineación. El fluido hidráulico aplicado empuja al pasador 510 en el estado retraído y con esto permite que el reborde 518 pase sin obstrucción. El indicador 514 visual puede estar configurado para proporcionar una indicación de que el dedo 508 ha sido totalmente extendido, y por lo tanto, la derivación 502 ha sido colocada en un modo listo para disparar. Después de que el alojamiento 505 se mueve en la dirección D hacia bajo de la perforación, la fuente 512 hidráulica puede activarse para regresar el dedo 508 y el pasador 510 a sus estados nominales (retraído y extendido, respectivamente) . Se podrá apreciar que la modalidad de la Figura 5 también es susceptible a varias modificaciones y adaptaciones. Por ejemplo, en una manera análoga a la Figura 4C, se pueden utilizar dos ensambles de gatillo (no mostrados) para activar la derivación. Alternativamente, el dedo y el interruptor pueden adaptarse para acoplarse en una manera de bloqueo de modo que la activación del dedo moverá el interruptor de una primera posición a una segunda posición, y de una segunda posición a una primera posición.
En aún otro arreglo, el interruptor puede modificarse para moverse entre dos o más posiciones al ser activado (en una manera tipo trinquete) . Por supuesto, el dedo y los interruptores no se limitan al movimiento lineal. Aún otras modificaciones y adaptaciones serán evidentes para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica. Haciendo referencia ahora a las Figuras 6A y 6B, se muestra otra modalidad de la presente invención para evitar una detonación o activación en superficie no programada o prematura de una herramienta de perforación que utiliza una corriente o tren de energía como el método para iniciar la activación de una o más cargas explosivas. Se utiliza un aparato 600 de seguridad de energía preferido junto con un dispositivo 602 de iniciación adaptado para activar una herramienta 604 de perforación con un tren 606 de energía. El dispositivo 602 de iniciación puede operarse por un controlador de superficie (no mostrado) vía una línea 608 de telemetría o un controlador local (no mostrado) . Los diferentes componentes pueden estar en un solo alojamiento o distintos o alojamientos separados denominados con el número 609. El aparato 600 de seguridad de energía incluye una derivación 610 proporcionada con un pasaje 612. El pasaje 612 está formado para permitir la transferencia del tren 606 de energía que viaja de un primer conducto 614 asociado con el dispositivo 602 de iniciación a un segundo conducto 616 asociado con la herramienta 604 de perforación. La derivación 610 está adaptada para proporcionar una alineación/desalineación selectiva entre el pasaje 612 y los conductos 614, 615. Por ejemplo, la derivación 610 puede ser una barra o una placa adaptada para deslizarse axialmente en una dirección transversal al eje de la herramienta de perforación. Alternativamente la derivación 610 puede ser un disco que gira. De este modo, la derivación 610 tiene un modo seguro en donde la desalineación entre el pasaje 612 y los conductos 614, 616 evitan que el tren 616 de energía alcance la herramienta 604 de perforación; y un modo listo para disparar en donde el pasaje 612 y los conductos 614, 616 están alineados (Figura 6B) , para proporcionar una trayectoria para el tren 606. En algunos casos, un bloqueo parcial entre el conducto 614 y el conducto 616 puede ser suficiente para evitar la activación de la herramienta de perforación (no mostrada) . Se deberá entender que cualquiera de los interruptores y gatillos antes descritos pueden utilizarse con el aparato 600 de seguridad de energía para activar la derivación 610. Por consiguiente, por brevedad, su descripción no se repetirá. Haciendo referencia ahora a la Figura 7, se muestra una instalación 700 de producción de hidrocarburos y/o " construcción de pozo colocadas sobre una formación subterránea de interés 702. Una modalidad preferida de un aparato de seguridad hecho de acuerdo con la presente invención puede ser ventajosamente utilizada para desplegar una herramienta 704 de perforación adaptada para realizar una o más de las tareas de perforación predeterminada en la herramienta 705 de pozo. La instalación 700 puede incluir equipo y estructuras conocidas tales como una plataforma 706 en la superficie 708 de la tierra, una torre 710 de perforación, una boca 712 de pozo y tubería 714 revestida o no revestida. Una cadena 716 de trabajo se suspende dentro de la perforación 705 de pozo desde la torre 710. La cadena 716 de trabajo puede incluir tubería de perforación, tubería enrollada, línea de cable de acero sólido, o cualquier otro medio de transmisión conocido. La cadena 716 de trabajo puede incluir líneas de telemetría u otros medios de transmisión de señal/energía que establecen una comunicación telemétrica de uno o dos sentidos desde la superficie hasta la herramienta 704 de perforación conectada a un extremo de la cadena 716 de trabajo. Un sistema de telemetría adecuado (no mostrado) pueden ser del tipo conocido como pulsaciones de fango, señales eléctricas, acústicas u otros sistemas adecuados. Por brevedad se muestra un sistema de telemetría que tiene un controlador de superficie (por ejemplo, una fuente de energía) 718 adaptada para transmitir señales eléctricas vía un cable o línea 720 de transmisión de señal colocada en la cadena 716 de trabajo. Un dispositivo 730 de seguridad preferido que se utiliza con la herramienta 704 de perforación incluye una derivación 732 y un interruptor 734 proporcionado en la herramienta 704 de perforación y el gatillo 736 fijo en un lugar estático en la boca 712 de pozo, en el revestimiento/tubería 71 , u otra ubicación de sub-superficie adecuada. El gatillo 736 puede acoplarse hidráulicamente a una fuente 738 hidráulica vía una línea 740 hidráulica. Por claridad, se describirá el uso del dispositivo
730 de seguridad haciendo referencia a pistolas de perforación. Se deberá apreciar, sin embargo, que el dispositivo 730 de seguridad, por cualesquier medios, se limita a tal uso. De preferencia el dispositivo 730 de seguridad se incorpora al diseño de la herramienta de perforación. De este modo al ensamblarse en la fábrica, por ejemplo, el dispositivo 730 de seguridad mantiene de manera positiva la herramienta de perforación en un modo seguro sin ninguna intervención humana o cualquier otro tipo de intervención. Haciendo referencia aún a la Figura 7, al llegar a la instalación 700, la herramienta 704 de perforación se fija sobre la cadena 716 de trabajo y se inserta dentro de la boca 712 de pozo por medio de equipo conocido (no mostrado) . A medida que la herramienta 704 de perforación se baja en la perforación 705 de pozo, la herramienta 704 finalmente chocará con el gatillo 736 estático. En un arreglo, el simple movimiento axial de la herramienta 704 cambiará pasivamente la derivación 732 de un modo seguro a un modo listo para disparar. En otro arreglo el movimiento hacia bajó de la herramienta 704 se interrumpe momentáneamente mientras que la derivación 732 se cambia activamente del modo seguro al modo listo para disparar. Después de esto, el controlador 718 de superficie o un controlador local (no mostrado) en la herramienta 704 de perforación pueden activar la herramienta 704 de perforación una vez que se han cumplido los parámetros deseados . Durante la extracción, la herramienta 704 de perforación, su gatillo 736, ya sea activa o pasivamente cambian la derivación de un modo listo para disparar a un modo seguro. De este modo, la herramienta 704 de perforación puede removerse de manera segura de la perforación 705 de pozo con un riesgo mínimo de activación no programada. En las modalidades preferidas de la presente invención, los dispositivos de seguridad utilizan componentes que no generan o radian señales, energía u otras sondas de energía que pudieran proporcionar inadvertidamente una señal de iniciación, Adicionalmente, como ya se menciono, los componentes del sistema preferido pueden colocarse en cualquier lugar adecuado en una cadena de trabajo o una herramienta de perforación. En un arreglo preferido la derivación y/o gatillo se integran dentro de la herramienta de perforación, un alojamiento/secundario asociado u otra cubierta relacionada. Este arreglo reducirá o eliminará ciertos trabajos de ensamble en la plataforma antes del despliegue de la herramienta. La descripción está dirigida a modalidades particulares de la presente invención para el propósito de ilustración y explicación. Será evidente, sin embargo, para aquellos expertos en la técnica que muchas modificaciones y cambios a las modalidades establecidas previamente son posibles sin alejarse del alcance y espíritu de la invención. Se pretende que las siguientes reivindicaciones se han interpretadas para incluir todas las tales modificaciones y cambios .