MXPA06005932A - Entubado de pozo de sujecion. - Google Patents

Abstract

Un sujetador para sujetar dos tubos concentricos, generalmente dos tubos concentricos en un pozo de petroleo o gas. El sujetador tiene dos componentes ahusados moviles axialmente que se pueden tirar uno sobre otro en una direccion axial para proporcionar una contraccion del diametro interno que asee el tubo de diametro menor. En una realizacion, un separador se fija para permitir que los componentes ahusados se mantengan separados hasta que los tubos se han posicionado correctamente. El separador luego se remueve, y los componentes ahusados se arrastran juntos para efectuar la sujecion. Se puede proporcionar un ariete hidraulico para separar los componentes ahusados si se requiere el reajuste. En otra realizacion, el tubo de mayor tamano se hace con una pared relativamente delgada de manera tal que se pueda distorsionar hacia dentro para asir el tubo de menor tamano.

Description

, ENTUBADO DE POZO DE SUJECIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención Esta invención se relación con la sujeción de entubados de pozo concéntricos, donde un entubado de pozo interior se debe sujetar én posición en relación con un entubado de pozo exterior, para lograr la posición axial relativa deseada entre los entubados, por motivos operacionales se puede requerir la fijación entre entubados de pozo coaxiales en una gama de posiciones en diferentes momentos durante la perforación y/o producción desde los pozos, y la presente invención hace posible sujetar uno o más entubados uno dentro de otro en cualquier posición deseada y posteriormente desengrapar los entubados para el desmontado, o para cambiar sus posiciones relativas y luego reengrapar los entubados en una nueva posición relativa. Como el mecanismo de sujeción está preinstalado y puede activarse externamente, los preventores de explosión pueden mantenerse en su lugar hasta el final de la instalación, la sujeción o la liberación del entubado instalado posteriormente. \ ¿ 2. Descripción del Arte Previo En los pozos de petróleo y gas, es convencional pasar numerosos tubos o entubados por el pozo. El entubado más exterior se fija en la tierra, y los entubados interiores se apoyan cada uno en la cabeza del pozo o en el siguiente entubado exterior mediante soportes de entubado o tubería.

Estos soportes de entubado pueden tomar la forma de un cuerpo con pestañas internas que se unen unas con otras sobre el entubado exterior y un cuerpo con pestañas externas sobre los soportes de entubado interior, ubicados en posiciones fijas sobre cada entubado instalado previamente.

Existen otras aplicaciones, sin embargo, donde un soporte de entubado de posición fija es insatisfactoria, porque el punto de descolgado de un entubado sobre otro puede requerir que sea ajustable.

La invención tiene aplicación particular para esos soportes de entubado y tubería, que requieren el ajuste.

Cuando las cabezas de pozo de perforación o producción tienen que alojar un entubado o tubería sin un punto de colgado predeterminado, se ha sabido utilizar mecanismos de soporte de tipo de deslizamiento de entubado.

También se conoce a partir de la Patente Europea Número EP251595B2 el uso de un anillo de amarre ajustable sobre un soporte de entubado de superficie para alojar un requerimiento de separación.

También se sabe que cuando las cabezas de pozo de producción tienen que alojar el entubado o la tubería con una carga de tensión mayor que el peso de accionamiento, pestañas plegables o mecanismos de traba interna se han utilizado para permitir el paso del soporte de entubado o tubería, y la nueva tensión a un punto predeterminado.

EXTRACTO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una disposición de sujeción preinstalada para sujetar un entubado de pozo tubular instalado posteriormente de un primer diámetro dentro de un entubado tubular instalado previamente de mayor diámetro interno, la disposición comprende una camisa asociada con el entubado de diámetro grande, la camisa tiene un reborde en un extremo que tiene una superficie ahusada externa, la disposición también incluye un componente anular con una superficie ahusada interna, la camisa y el componente anular son relativamente móviles axialmente entre una primera posición en la cual la superficie ahusada del componente anular ejerce una fuerza mínima o ninguna fuerza sobre el reborde y una segunda posición en la cual la superficie ahusada del componente anular ejerce una fuerza radial suficiente para distorsionar el reborde en el alma del entubado de diámetro mayor, para agarrar el entubado del pozo de diámetro menor, la disposición también incluye un dispositivo removible para mantener las superficies en la primera posición, y medios de separación para empujar el componente anular axialmente contra el reborde.

La camisa también puede ser una pieza con el entubado de diámetro grande, pero más probablemente es un componente separado que puede enroscarse en el entubado o ubicarse en una ubicación adecuada y un área receptora en el entubado.

La disposición de sujeción preferentemente también proporciona una función selladora a través de la interconexión entre las superficies ahusadas, a través de un contacto de metal/metal entre las superficies ahusadas, o a través de un cuerpo de sello separado. Cuando la camisa es un componente separado del entubado de diámetro mayor, puede haber un sello de metal/metal entre las superficies ahusadas y, además, un sello separado entre la camisa y el entubado.

El dispositivo para mantener las superficies en la primera posición es preferentemente un anillo separador. El anillo separador puede ser removible, o puede ser un anillo que puede moverse axialmente rotándolo sobre una rosca.

La camisa puede formarse como parte de un soporte de camisa utilizado para sostener un entubado en un pozo.

El componente anular puede ser un carrete de cabeza de pozo, y se puede proporcionar un medio para mover el componente anular axialmente en una dirección fuera de la camisa. Este medio para el movimiento puede comprender una cámara entre la camisa y el componente anular, y la cámara puede pressurizarse para empujar el componente de cabeza de pozo fuera de la camisa.

El medio para empujar el componente anular axialmente contra el reborde puede comprender pernos que se extienden radialmente que se extienden a través de almas roscadas en el componente anular y cada extremo en una grapa ahusada, y cavidades alrededor del entubado de diámetro de mayor tamaño, las cavidades tienen flancos inclinados y están posicionados de manera tal que cuando los pernos atornillan, las grapas entran en las cavidades y toman contacto con los flancos inclinados y cuando los pernos se atornillan adicionalmente, el componente anular se lleva adicionalmente hacia la camisa.

El alma interno del entubado de diámetro mayor puede tener un diámetro interno constante, y la camisa puede estar ubicada entre el entubado de diámetro mayor y .el componente anular y cuando la disposición está en uso, la camisa linda con el entubado de mayor diámetro.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una disposición de sujeción preinstalada para sujetar un entubado de pozo tubular instalado posteriormente de un primer diámetro dentro de un entubado tubular instalado previamente de diámetro interno mayor, en donde el entubado de diámetro mayor tiene un espesor de la pared que es suficientemente delgado para permitir que la pared del entubado se distorsione hacia dentro para asir el entubado de menor tamaño, la disposición también comprende una unidad de compresión que incluye un reborde de compresión que rodea al entubado de diámetro mayor, un anillo de compresión móvil axialmente en relación con el reborde y el medio para producir el movimiento axial relativo entre el anillo y el reborde, el anillo de compresión y el reborde de compresión tienen superficies anulares ahusadas axialmente en direcciones opuestas, de manera tal que el movimiento axial relativo entre el reborde y el anillo produce una reducción en el diámetro interno de la unidad para distorsionar el entubado de diámetro mayor hacia dentro para asir el entubado de diámetro menor.

Las paredes anulares tubulares de los entubados de pozo de petróleo tienen que soportar presiones sustanciales, y este requisito de soportar ciertas presiones es el que generalmente determina el espesor de la pared de los entubados. En la mayor parte de los casos, las paredes de los entubados son demasiado gruesas para permitir la desviación hacia dentro para asir un componente interno. Sin embargo, haciendo a las paredes suficientemente delgadas para permitir esa deflexión, se hace posible lograr la disposición de sujeción ventajosa de la invención. Será una cuestión de ensayo y error, o de cálculo relativamente directo, determinar el espesor apropiado de la pared del entubado para cualquier aplicación particular. Los factores que deben tomarse en cuenta son el espacio entre los entubados de mayor y de menor diámetro (este espacio se debe cubrir cuando la sujeción se hace hermética) , el diámetro total de los entubados y el material del cual están hechos. Es deseable mantener la desviación de la pared del entubado en la gama elástica, permitiendo así que el entubado se expanda a su diámetro original una vez que se ha retirado la sujeción o la fuerza de compresión. Esto permite que la disposición de sujeción se revierta o se desprenda en forma relativamente rápida y fácil sin ninguna alteración del entubado. El sistema de sujeción puede, naturalmente, desviar plásticamente el entubado si lo requiere una aplicación particular. Una de tales aplicaciones sería sujetar más de un entubado interior. En ese caso, es probable que el entubado exterior se deforme plásticamente debido a la mayor fuerza de sujeción requerida para asir adecuadamente el entubado más interior.

El entubado puede dividirse axialmente en diferentes secciones, y luego puede ser apropiado para hacer la sección del entubado que se debe distorsionar de adentro hacia fuera de un material de alto valor/alta resistencia, para ayudar a esa sección a soportar las altas presiones internas y los efectos de la distorsión.

Si no es posible alcanzar la resistencia a la presión necesaria mientras se permite la distorsión necesaria para que tenga lugar la sujeción, entonces el tubo de paredes delgadas puede reforzarse externamente para permitir que resista los esfuerzos de encorvado que surgen cuando hay una alta presión interna.

Los refuerzos pueden tomar la forma de bandas anulares alrededor de la sección del entubado, y estas bandas pueden proporcionar el espesor necesario del material para permitir que una válvula o válvulas se monten en el entubado en el área donde la pared del entubado es relativamente delgada.

La sección del entubado donde está ubicada la unidad de compresión tal vez se separe fácilmente del resto del entubado, de manera tal que se la pueda reemplazar cuando sea necesario.

La unidad de compresión preferentemente tiene un anillo de compresión que está en contacto con la superficie exterior del entubado de diámetro grande y un reborde de compresión que rodea al anillo y es móvil axialmente en relación con el anillo. El anillo puede dividirse en por lo menos uno o más puntos alrededor de su circunferencia para ayudar al montaje y reducir la rigidez radial.

El anillo y el reborde pueden cada uno tener una superficie anular ahusada. Alternativa y preferentemente, el anillo tiene dos superficies ahusadas, ahusándose en direcciones axiales opuestas, y el reborde se divide en dos secciones con aguzamientos axiales opuestos y el medio para producir el movimiento relativo actúa entre las dos secciones del reborde para mover las secciones en direcciones opuestas obre" el anillo.

Preferentemente, el anillo tiene su región de mayor diámetro entre sus dos extremos, y las dos secciones del reborde se arrastran una hacia otra, por ejemplo mediante pernos a través de ambas secciones, para comprimir el anillo y por lo tanto pa sujetar el entubado de diámetro mayor sobre el entubado de diámetro menor. Aunque un método preferido de arrastrar las dos secciones juntas es mediante el uso de un perno, se debe entender que se puede utilizar cualquier mecanismo para llevar las dos secciones juntas.

Además de los accionadores mecánicos, se puede utilizar cualquier accionador para crear la desviación en el entubado exterior. Por ejemplo, se puede utilizar la presión hidráulica ejercida sobre el exterior del entubado exterior o se puede utilizar energía térmica para crear expansión y/o contracción del entubado exterior manipulando así su diámetro interno.

La disposición de sujeción descrita aquí se puede utilizar, como se describió, para sujetar un tubo de paredes planas. En algunas circunstancias sin embargo (particularmente para entubados de diámetro pequeño) puede ser expeditivo proporcionar una pestaña de soporte pequeño para participar de la carga de entubado y/o ubicar los entubados tubulares en una posición axial deseada antes de aplicar una disposición de sujeción descrita aquí para sujetar los entubados en posición.

De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, se proporciona una disposición de sujeción preinstalada para sujetar un entubado tubular instalado posteriormente de un primer diámetro dentro de un entubado tubular instalado previamente de un diámetro interno mayor, la disposición comprende primer y segundo anillos de compresión que tienen superficies externas ahusadas opuestas, un accionador de compresión anular que tiene una superficie ahusada interna que rodea al primer anillo de compresión y una superficie ahusada externa radialmente fuera de la superficie ahusada interna, y un componente anular que tiene dos superficies ahusadas, una de dichas superficies combina con el segundo anillo de compresión, y la otra de las superficies que combinan con la superficie ahusada externa del accionador de compresión, y un medio para mover el componente anular axialmente en relación con los anillos de compresión y el accionador de compresión entre una primera posición en la cual las superficies ahusadas del componente anular no ejercen ninguna fuerza radial sobre los anillos de compresión o el accionador de compresión y una segunda posición en la cual las superficies ahusadas del componente anular ejercen una fuerza radial suficiente para distorsionar los anillos de compresión en el alma del entubado de diámetro mayor, para asir el entubado de diámetro menor.

Breve Descripción de los Dibujos La invención se describe ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en donde: La Figura 1 muestra un corte transversal a través de una disposición de cabeza de pozo de superficie que incorpora una primera realización de una disposición de sujeción de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 muestra una segunda realización de una disposición sujeción.

La Figura 3 muestra un detalle, en mayor escala de una tercera realización de una disposición de sujeción.

La Figura 4 muestra, en mayor escala, un corte transversal a través de una cuarta realización de una disposición de sujeción.

Las Figuras 5 y 6 muestran dos disposiciones alternativas que incorporan la disposición de sujeción de la Figura 4.

La Figura 7 muestra una quinta realización de una disposición de sujeción.

La Figura 8 muestra una sexta realización de una disposición de sujeción.

La Figura 9 muestra una séptima realización de una disposición de sujeción.

La Figura 10 muestra una disposición de sujeción accionada hidráulicamente .

La Figura 11 muestra una disposición de sujeción accionada térmicamente .

La Figura 12 muestra una disposición de sujeción que tiene un mecanismo de traba ajustable.

La Figura 13 muestra una disposición de sujeción que incluye segmentos de deslizamiento.

La Figura 14 muestra una disposición de sujeción que incluye sensores .

La Figura 15 muestra una disposición de sujeción móvil.

La Figura 16 muestra un sistema de sujeción para el ajuste de la tensión y/o la compresión en una cuerda.

La Figura 17 muestra una disposición de sujeción para usar en una cabeza de pozo submarina.

La Figura 18 muestra un sistema de- espacio de tubería vertical que emplea el sistema de sujeción de la presente invención.

La Figura 19 muestra una octava realización de la disposición de sujeción.

La Figura 20 muestra una vista de corte transversal de un entubado ranurado que puede utilizarse en la invención - Descripción de Realizaciones Preferidas La cabeza de pozo ajustable que se muestra en la Figura 1 tiene una cabeza inicial de entubado de superficie 1 montada en una sección del entubado 30. Un entubado intermedio 32 está ubicado en el entubado 30 y tiene un soporte de entubado 2 por medio del cual el entubado se apoya en un reborde 34. El soporte 2 tiene un cuello superior extendido 6 que tiene un perfil externo ahusado.

Un carrete de cabeza de pozo 3 se muestra arriba del soporte de entubado 2. El carrete de cabeza de pozo 3 se muestra arriba del soporte de entubado 2. El carrete de cabeza de pozo tiene un perfil interno ahusado 7 que es igual al perfil externo ahusado del cuello 6 y, en la posición que se muestra en la Figura 1, el carrete está sostenido arriba del soporte 2 sobre un anillo separador 12. Un anillo de sello anular 5 con anillos en 0 10 proporciona un sello entre el carrete 3, la cabeza inicial 1 y el soporte de entubado 2.

Una cámara 5a está presente arriba del anillo de sello 5. Esta cámara puede presurizarse, a través de un pasaje 22, para levantar el carrete 3 arriba de la cabeza inicial 1, y esa acción elevadora tiene el efecto de descargar el peso del carrete de cabeza de pozo 3 desde el anillo separador 12.

El anillo separador 12 es móvil (posiblemente removible) axialmente y se ajusta entre la cabeza inicial 1 y el carrete 3 y, cuando está presente, este anillo separador controla el nivel al cual el carrete 3 puede diminuirse sobre la cabeza inicial 1. En una posición del anillo espaciador, impide todo contacto efectivo entre las superficies ahusadas 6 y 7. En otra posición, no obstruye la unión de las superficies ahusadas.

El anillo puede moverse axialmente rotándolo sobre la rosca 12a de manera tal que se mueva hacia arriba y abajo a lo largo de la cuerda, sobre la rosca. Alternativamente, el anillo puede simplemente removerse para remover toda obstrucción para la unión de las superficies 6 y 7.

Los pernos 9 (solamente uno de los cuales se puede observar en la Figura 1) , que terminan cada uno en una grapa 8 que entra en una cavidad anular ahusada 11, permiten que el carrete 3 se arrastre hacia abajo sobre la cabeza inicial 1. Atornillando los pernos, las grapas 8 empujan contra la pared lateral ahusada de la cavidad 11 y el carrete se tira hacia abajo mediante la acción levadora de las grapas. En la práctica, el carrete se arrastra hacia abajo apretando cada perno alrededor de la circunferencia de la cuerda, a un nivel de ajuste especificado, a su vez. Trabajar alrededor de la circunferencia de la cuerda de esta manera tira gradualmente de las superficies ahusadas 6 y 7 una contra otra para efectuar una acción de sujeción.

Un entubado de producción 36 se corre dentro del pozo sobre un soporte de entubado de superficie ajustable 4. El entubado 36 se une en forma roscada en 38 con el soporte 4. El entubado se ranura en 13 para el flujo, y el soporte se posiciona de manera tal que parte de su longitud esté rodeada por el cuello superior extendido 6 del soporte de entubado 2.

Mientras se corre el entubado 36, el diámetro interno del cuello 6 es tal que el soporte de entubado 4 puede moverse axialmente pasando por el cuello. En esta etapa, el anillo espaciador 12 está en la primera posición donde impide la unión entre las superficies 6 y 7, el cuello superior extendido 6 no sin esfuerzo y por lo tanto el soporte de entubado 4 puede moverse libremente pasando por el cuello 6.

Sin embargo, cuando el soporte de entubado 4 ha alcanzado una posición dentro del soporte de entubado intermedio en la cual se debe sujetar, la cámara anular 5a se presuriza para levantar la cabeza de pozo 3 y permitir que el anillo separador 12 se baje o se remueva. Una vez que esto ha ocurrido, se alivia la presión del sello anular 5 y tanto la gravedad como el ajuste de los pernos ahusados 9, deriva en la cabeza de pozo 3 que se está bajando sobre el soporte de entubado 2 de manera tal que las superficies ahusadas 6,7 entran en contacto una con otra. Al apretar adicionalmente los pernos 9, el efecto de cuña de las superficies 6 y 7 produce que el cuello superior extendido 6 se distorsione en el camino del soporte de entubado de producción 4, a una posición donde agarra el soporte de entubado que en consecuencia se sujeta en el pozo en ese punto.

Si la posición en el pozo del entubado de producción luego debe alterarse, por ejemplo después de tensar el entubado de producción, entonces esto se puede hacer liberando los pernos 9 y luego presurizando el anillo de sello 5 para levantar la cabeza de pozo. Esto alivia la fuerza de cuña que actúa sobre y distorsiona el cuello superior extendido. El cuello luego vuelve a su posición sin esfuerzo donde el soporte de entubado 4 puede moverse con libertad axialmente pasando por el cuello.

Cuando los componentes del entubado han tomado sus nuevas posiciones, por ejemplo después de tensar el entubado de producción, pueden sujetarse en relación uno con otro bajando una vez más la cabeza de pozo utilizando el procedimiento descrito anteriormente para activar la sujeción.

Los pernos 9 con sus grapas de sujeción 8 deben retraerse antes de que la cabeza de pozo pueda levantarse totalmente, y deben insertarse totalmente para aplicar la fuerza de sujeción máxima al soporte de entubado 4.

La Figura 2 muestra una segunda realización que es mayormente similar a la realización de la Figura 1 excepto que el alma interna representada por el entubado intermedio 16 y en el soporte de entubado 15 ahora tiene un diámetro interno uniforme, de manera tal que el soporte de entubado de producción 14 pueda pasar completamente a través del entubado intermedio 16 y su soporte 15 cuando la sujeción no se opera.

Sin embargo, el soporte de entubado de producción 14 puede asirse y sujetarse en el entubado intermedio 15, mediante el mismo mecanismo que se muestra en la Figura 1, y las partes correspondientes de la Figura 2 tienen los mismos números de referencia que tienen en la Figura 1.

La Figura 3 muestra una caja de cabeza de pozo 40 con una cabeza de tubería 17 instalada arriba de ella. Un cuello superior extendido 21 se forma sobre un componente anular 18 gue tiene un diámetro interno sólo ligeramente mayor que el diámetro externo del soporte de tubería 20. La cabeza de tubería tiene una superficie ahusada 23 que coincide con el cuello 21.

Como se describió en relación con las Figuras 1 y 2, la superficie del cuello 21 y la superficie 23 de la cabeza de tubería 17 combinan para formar, cuando la cabeza de tubería se baja sobre el componente 18, una sujeción que sujeta el soporte de tubería 20 en relación con la caja de cabeza de pozo 40.

La Figura 4 muestra un tubo de entubado de pozo 50 dentro del cual se posiciona un soporte de entubado 52. El soporte de entubado 52 es un ajuste estrecho dentro de la pared interna del tubo 50, y un entubado 54 se suspende del extremo inferior del soporte 52. Sobre el soporte 52 es un manguito 56 que puede utilizarse para conectar una herramienta de accionamiento al soporte. La superficie exterior del soporte, en 58, se alivia con un pasaje de flujo 60, y este pasaje, cuando es necesario, se cierra con un sello anular 62.

Sobre la superficie exterior del entubado o la caja de cabeza de pozo 50, y a lo largo de la posición del soporte de entubado 52, se monta un anillo de compresión 64. Este anillo de compresión se extiende directamente alrededor del entubado 50, pero puede dividirse en un punto alrededor de su circunferencia para permitir que se comprima y se reduzca el diámetro. El anillo 64 tiene dos superficies ahusadas de direcciones opuestas 66, 68 y el punto de mayor diámetro del anillo está a mitad de camino entre sus extremos .

Un reborde de compresión 70 está compuesto de dos secciones de reborde 72 y 74 que pueden arrastrarse uno hacia otro ajustando una o ambas tuercas en extremos opuestos del perno 78. Las secciones de reborde 72 y 74 (que son cada una anulares) tienen superficies ahusadas en dirección al interior 80 y 82 que son iguales a las • superficies ahusadas 66, 68 sobre el anillo 64.

Cuando las tuercas 76 se ajustan, las secciones 72, 74 se arrastran una hacia otra y suben por las rampas 66, 68 con el resultado de que el anillo 64 se comprime y se reduce su diámetro. Esta reducción del diámetro se transmite a la parte del entubado 50 inmediatamente dentro del anillo 64, y el entubado 50 se comprime hacia dentro para comprimir el entubado contra la superficie exterior 58 del soporte 52.

Se apreciará que hay pernos 78 con tuercas 76 dispuestas en intervalos regulares alrededor de la circunferencia de la unidad de compresión 70, y para ajustar la unidad de compresión para producir la sujeción, es necesario que los pernos se ajusten secuencialmente alrededor de la circunferencia hasta que se ha alcanzado la fuerza de sujeción correcta.

Está claro que la sujeción puede ser eficaz solamente si existe suficiente capacidad de deformación dentro del tubo de entubado 50. Para lograr esta deformación, es probable que el tubo 50 tenga que ser más delgado que lo que sería de otro modo. Sin embargo no se anticipa que a un experto en el arte le sea difícil diseñar un tubo que tenga la capacidad de deformación necesaria para una aplicación particular de esta invención.

En lugar de los pernos 78 y las tuercas 76, puede ser posible utilizar un mecanismo alternativo que arrastra a las dos secciones del reborde 72, 74 juntas.

La Figura 5 muestra la disposición de la Figura 4, pero en una escala menor con otros componentes auxiliares que también están a la vista.

Debido a que el tubo de entubado 50 es más delgado que lo que se esperaría que fuera (en la ausencia de la disposición de sujeción descrita aquí) otros dispositivos se ajustan alrededor del tubo, para hacer más resistente al tubo y para ayudar al tubo a resistir los esfuerzos de encorvado causados por las elevadas presiones internas.

Bajo la presión de la unidad de presión 70, hay una unidad de refuerzo 84 que se coloca en su lugar deslizándola sobre la parte superior del entubado 50. El anillo 84 tiene una forma anular para apoyar la totalidad de la circunferencia del tubo 50.

En uno o varios puntos alrededor de la circunferencia del tubo de entubado 50 hay una puerta de salida 86 y el anillo de refuerzo 84 tiene un pasaje correspondiente en el cual la inserción roscada 88 está ajustada. Una pestaña de válvula 90 luego se fija sobre el anillo de refuerzo 84. La inserción roscada 88 se forma en la boca de la abertura 86, para formar un sello de metal a metal. Del lado de la pestaña de válvula, la inserción roscada 88 se ajusta con una acanaladura anular 89 en la cual se ajusta un anillo de sello para efectuar un sello entre la pestaña y el cuerpo de la válvula.

La pestaña 90 es la placa de pestaña de una válvula convencional (la válvula en sí no se muestra aquí) , de manera tal que se completa el montaje, la válvula puede abrirse o cerrarse para abrir o cerrar la comunicación entre el interior del entubado y el exterior a través del pasaje 86.

Arriba de la unidad de compresión 70, hay un reborde superior 92 que se desliza o se enrosca sobre la superficie externa del tubo 50, para proporcionar el refuerzo del área superior.

Se observa en la Figura 5 que el tubo de entubado 50 forma parte de un pedazo de material con el carrete de cabeza de pozo 3. Sin embargo en la Figura 6, donde las mismas partes tienen los mismos números de referencia, el tubo 50 es un componente separado del carrete de cabeza de pozo 3, los dos componentes se sellan uno a otro junto con una línea de rosca 96, con intercalación de los sellos en O 98. Esta construcción hace posible fabricar el tubo deformable 50 de un material diferente del carrete 3. También hace posible reemplazar la parte del tubo 50 independientemente del carrete 3. El material y la fabricación de cada una de estas partes en consecuencia pueden optimizarse para la función particular y una cabeza de pozo dañada en el interior puede renovarse cambiando el tubo 50 solamente.

Las Figuras 5 y 6 también muestran un conector de tubería vertical de perforación 100 a través del cual se puede conectar una tubería vertical. El conector 100 se ajusta al anillo de refuerzo 92 y se asegura sobre el anillo mediante grapas en dirección axial 102, en una forma que es conocida por sí. Un anillo sellador de metal 104 proporciona el sello necesario.

Para efectuar la sujeción más fácilmente, el tubo 50 puede ser relativamente delgado, y puede fabricarse económicamente de un material de alto valor. Puede ser necesario un material particularmente resistente a la corrosión, y naturalmente debe ser capaz de la distorsión necesaria para lograr la sujeción. Sin embargo, como el tubo está apoyado alrededor de la mayor parte, si no la totalidad, de su circunferencia externa no necesita una gran resistencia mecánica. La resistencia mecánica puede ser proporcionada por los componentes circundantes. En algunos casos, puede ser necesario proporcionar una fuerza de sujeción que deforma el tubo de entubado 50 más allá de su límite elástico. Por ejemplo, cuando más de una tubería interior se debe sujetar o asir, la fuerza requerida para sujetar el entubado más interior probablemente puede producir la desviación del entubado más exterior. En ciertos casos, puede ser deseable proporcionar un entubado exterior que tiene más flexibilidad. La Figura 20 muestra ese entubado. El entubado ranurado 880 tiene una cantidad de ranuras exterior o externa 882 ubicadas en intervalos a lo largo de su superficie exterior 886. En forma similar, el entubado ranurado 880 también puede tener una cantidad de ranuras interior o interna 884 formadas a intervalos a lo largo de su superficie interior 888. Esta cantidad de ranuras 882, 884 permiten que el entubado 880 se flexione a un • mayor nivel que el entubado no ranurado dentro de la gama elástica o para una fuerza de activación dada. Las ranuras también pueden ayudar a aliviar los esfuerzos de encorvado que pueden ocurrir durante la compresión del entubado. En una realización preferida, las ranuras tienen 0,25 pulgadas de ancho y están posicionadas cada 7,5 grados alrededor de la superficie interior 888 y/o la superficie exterior 886 del entubado 880.

Una ventaja particular de la realización que se muestra en las Figuras 4-6 es que no existe ninguna discontinuidad en la pared del entubado, y en consecuencia ningún camino de pérdida potencial para la pérdida de presión.

Por lo tanto es posible cerrar un anillo en un pozo de gas o petróleo, con la cerradura y el sello que se dispone en cualquier posición conveniente a lo largo de la longitud de la cuerda de entubado .

La Figura 7 muestra dos secciones de entubado adyacentes 203 y 230. La sección de entubado superior 203 tiene un perfil interno ahusado 207 que combina con un perfil externo ahusado 206 de un componente de sujeción 219. El componente 218 se enrosca a la sección de entubado inferior 230 o 220, y los sellos 222 proporcionan la función selladora necesaria.

Alrededor del exterior de la sección de entubado 230, se ajusta un anillo de anclaje 224, el anillo se conecta y es ajustable en relación con la sección de entubado sobre la rosca 226. El anillo 224 tiene una serie de almas roscadas 228 dispuestas alrededor de la circunferencia. Solamente una de estas almas es visible en la figura.

La sección de entubado superior 203 tiene un reborde 232 que tiene una serie de almas 234 cada una de las cuales se registra con una de las almas ciegas roscadas 228 en el anillo 224. Los husillos roscados 236 se ajustan en cada una de las almas.

Cada husillos 236 tiene un extremo inferior que se atornilla en una de las almas ciegas 228. Una tuerca 238 se rosca sobre el husillo, y una placa de empuje 240 con una arandela 249 está arriba de la tuerca. La sección de entubado superior 203 luego se coloca sobre la parte erguida del husillo, y otra tuerca 242 se enrosca sobre la parte superior del husillo.

En uso, las tuercas 242 puede ajustarse para arrastrar la sección de entubado 203 y su superficie ahusada 207 sobre la superficie ahusada 206 del componente de sujeción 218, para sujetar un tubo 300. Se observará a partir de la Figura 7 que las posiciones de las tuercas 238 determinan el nivel al cual la superficie ahusada 207 de la sección de entubado 203 se puede arrastrar sobre la sección ahusada 206 del componente de sujeción 218, y por lo tanto determina la fuerza de sujeción que puede aplicarse al tubo 300. Sin embargo las posiciones de las tuercas 238 en relación con la sección de entubado inferior 230 pueden alterarse girando las tuercas sobre las roscas de los husillos 236.

Las tuercas 238 también pueden utilizarse para liberar la sujeción. Para hacerlo, las tuercas superiores 242 se aflojan, y se utiliza una herramienta para girar las tuercas 236 de manera tal que levanten la sección de entubado 203 para reducir la unión entre las superficies 206 y 207. La presencia de la placa de empuje 240 y las arandelas 249 hace posible girar las tuercas 238 cuando están bajo una carga.

La Figura 7 también muestra un retén de extremo fijo 244, que proporciona el límite final para el movimiento axial relativo entre las superficies ahusadas, y los sellos anulares 246 y 248 entre el componente de sujeción separado 218 y la sección de entubado superior 203.

La Figura 8 muestra la disposición de la Figura 7, pero con la sujeción totalmente ajustada hasta el retén 244. Se observará que existe un contacto de sujeción entre el componente 2118 y el entubado 300 en 252. La vista que se muestra en la Figura 8 está tomada en un punto diferente alrededor de la circunferencia de entubado, y muestra una puerta de monitoreo 250 que se comunica con el espacio entre el componente de sujeción 218 y la sección de entubado superior 203.

La Figura 9 muestra una realización que combina características de realizaciones descritas anteriores.

La Figura 9, un soporte de entubado 352 se debe sujetar dentro de un sección de entubado superior 303 y una sección de entubado inferior 330. .El soporte 352 tiene un pasaje de flujo 360, y tiene un entubado 354 enroscado en su extremo inferior.

Dos anillos de compresión 364 (cada uno similar a la mitad del anillo 64 de la Figura 4) separados por un anillo plano 365 se retienen dentro de una cavidad interna, con forma correspondientemente anular formada por la sección superior e inferior 303, 330. También dentro de esta cavidad hay una camisa anular 301. La camisa 301 se enrosca en 302 sobre una rosca interna sobre la sección 330. 'Se proporcionan sellos 304 para sellar entre la camisa y la sección 330.

La camisa 301 tiene una región superior 305 que tiene una superficie ahusada internamente 306 y una superficie ahusada externamente. La sección superior 303 tiene una superficie ahusada internamente 308 y una superficie ahusada internamente inferior 307.

Cuando los componentes se montan como se muestra en la Figura 9, el ajuste de las tuercas 342 (de las cuales hay varias alrededor de la circunferencia) arrastra la sección superior 303 hacia la sección inferior 330. Esto hace que todas las superficies ahusadas ruedan una sobre otra.

La superficie 308 de la sección superior 303 rueda sobre el anillo de compresión superior 364 y comprime el anillo hacia dentro.

La superficie 307 de la sección superior 303 rueda sobre la parte superior de la camisa 301 y comprime la camisa hacia dentro.

Al mismo tiempo, la parte superior de la camisa 301 se impulsa hacia el espacio ahusado entre el anillo de compresión inferior 364 y la sección superior 303, y esto produce que el anillo de compresión inferior se comprima radialmente hacia dentro para asir el soporte de entubado 352, en cualquier parte del soporte que esté dentro de la circunferencia de los anillos 364.

En esta realización, existen sellos de metal/metal entre las superficies de las secciones superior e inferior, los anillos de compresión 364 y la camisa 301. Las superficies de los anillos de compresión que toman contacto con el soporte 352 pueden acanalarse o estriarse para mejorar el agarre de los anillos sobre el soporte. El anillo de compresión puede hacerse a partir de un componente con dos superficies ahusadas en direcciones opuestas, en lugar de la construcción descrita anteriormente.

El sistema de sujeción/sujeción descritos aquí es fácil y simple de operar y permite que las partes de la sujeción se mantengan separadas, contra influencias gravitacionales, hasta que los componentes que deben sujetarse estén en sus posiciones relativas correctas. También permite que la sujeción sea fácil de abrir y de cerrar para permitir el ajuste de posiciones axiales relativas .

Como se describió previamente, la disposición de sujeción de la presente invención utiliza una fuerza mecánica para crear una fuerza de asimiento sobre la tubería. Específicamente, una cantidad de tuercas se ajustan generalmente para arrastrar un par correspondiente de aguzamientos juntos produciendo así la desviación de la desviación exterior y el asimiento del entubado interior. Se debe entender que se puede utilizar cualquier mecanismo o método para hacer que la desviación del entubado exterior suficiente para crear una fuerza de asimiento o sujeción que se debe ejercer sobre el entubado interior.

En una realización, se puede utilizar una fuerza hidráulica para crear una fuerza de sujeción. La Figura 10 muestra una disposición de sujeción hidráulica preferida 600. La disposición de sujeción hidráulica 600 incluye una cámara hidráulica 602, una puerta de entrada 604 y sellos 606. La cámara 602 está configurada de manera tal que un lado 608 de la cámara se forme con el entubado exterior 610. Los lados restantes de la cámara se forman de manera tal que la cámara forma un bucle o círculo continuo alrededor de la grapa. Se puede introducir un fluido hidráulico en la puerta de la cámara 604. Los sellos 606 impiden escapes o pérdidas del fluido una vez que se ha introducido en la cámara y así mantener la presión dentro de la cámara. Cuando se aumenta la presión en la cámara, mediante la introducción de un volumen aumentado de fluido o a través de la expansión de una sustancia presente en la cámara, el lado 608 se desvía para crear una fuerza de asimiento o sujeción entre él y el entubado interior o soporte 612. Mediante la selección del fluido hidráulico y el uso de equipo de monitoreo, tales como medidores de presión, medidores de deformación y similares, la fuerza específica ejercida por el fluido sobre el entubado exterior 610 puede controlarse con precisión para crear una cantidad o nivel específico de desviación. Se puede utilizar cualquier fluido adecuado, aunque hormigón, plástico, o un fluido similar es preferible porque puede suministrarse a una presión relativamente baja en la cámara, en cuyo punto puede expandirse para crear una fuerza hidráulica para producir la desviación del entubado exterior. Además, el hormigón se endurece con el tiempo, manteniendo así la presión en la cámara sin depender de los sellos, que de lo contrario requerirían el reemplazo con el tiempo.

En otra realización y como se muestra en la Figura 11, la fuerza requerida para la sujeción o asimiento se puede formar utilizando la expansión y/o contracción térmica. Un sistema de calefacción 700 puede incorporar una unidad o cuerpo de calefacción 702 que puede contener cualquier cantidad de elementos de calefacción 704. Los elementos de calefacción pueden ser de cualquier tipo, pero son preferentemente bobinas de calefacción 706 o conductos de calefacción 708. Como con las demás disposiciones de sujeción, que se describió previamente, el sistema de calefacción 700 se posiciona alrededor y en estrecha proximidad o en contacto con el entubado exterior 712. Una vez que está en posición, y antes de la inserción del entubado interior o el soporte 714, el entubado exterior 712 se calienta usando energía térmica provista a través de los elementos de calefacción 706 o los conductos de calefacción 708. Se puede utilizar cualguier método o mecanismo para proporcionar la energía térmica. Generalmente, los elementos de calefacción 706 convierten la energía eléctrica en energía térmica, proporcionando así el calor necesario. Se puede utilizar cualguier fluido adecuado para suministrar energía térmica a través de los conductos de calefacción, por ejemplo, se puede pasar vapor o un líquido caliente a través de los conductos. Cuando la energía térmica se pasa desde el sistema 700 al entubado exterior, éste se expande. Después de la expansión suficiente, el entubado interior o soporte 714 se puede pasar a través del entubado exterior 712 y posicionarse correctamente. Una vez que el soporte está en su lugar, el sistema se deja enfriar, a través de la disipación simple de calor en el sistema o pasando un medio de refrigeración a través del sistema, tal como a través de los conductos. Cuando el entubado exterior se enfría, se encoge a su diámetro original. Seleccionando un portador con un diámetro externo ligeramente mayor que el diámetro interior del entubado exterior a temperatura ambiente, se puede crear una fuerza de asimiento o sujeción con el entubado exterior sobre el soporte.

El sistema de sujeción descrito aquí se puede utilizar en una cantidad relativamente mayor de aplicaciones, algunas de las cuales pueden incluir un material o mecanismos adicionales o pueden incluir otras configuraciones del sistema de sujeción. Se debe entender que se puede encontrar cualquier cantidad de combinaciones y usos para la presente invención.

Por ejemplo y como se muestra en la Figura 12, el sistema de sujeción descrito anteriormente puede incluir además un sistema de bloqueo para impedir el movimiento sustancial del soporte en el caso de que el sistema de sujeción pierda el asimiento. Generalmente, ese sistema de bloqueo se proporciona como un dispositivo de seguridad, aunque son posibles otros usos. El sistema de bloqueo 400 incluye un miembro exterior 402 capaz de unirse a un miembro interior 404. El miembro exterior 402 tiene una parte roscada inferior 406 para unirse a una parte superior roscada en forma similar 408 del miembro interior 404. El miembro exterior también puede incluir una parte de perfil de accionamiento superior 403 para permitir la instalación del sistema de bloqueo 400 mediante la unión de una herramienta de accionamiento que no se muestra. La parte inferior 406 del miembro exterior preferentemente tiene un reborde ahusado 410 para unirse a un reborde ahusado en forma similar 412 sobre la superficie interior 414 del entubado exterior o tubería ascendente 416. El miembro interior tiene una parte superior roscada 408 para unirse al miembro exterior y una parte inferior roscada 418 para unirse a una parte roscada en forma similar sobre el soporte 410. Incluyendo partes roscadas en los miembros interior y exterior, así como en el soporte, el sistema de bloqueo puede ajustarse axialmente según sea necesario. Generalmente, el miembro exterior se ajusta de manera tal que el reborde 410 esté en contacto o inmediatamente arriba del reborde de la tubería ascendente 412. Por lo tanto, si el sistema de asimiento no logra asir o pierde el asimiento, las dos áreas del reborde se unen para impedir el movimiento descendente axial del soporte. Aunque el sistema de bloqueo está generalmente ubicado arriba del sistema de asimiento, como se muestra en la Figura 12, se puede posicionar en cualquier ubicación adecuada.

En aún otra realización, se pueden utilizar segmentos de deslizamiento en conjunto con la disposición de sujeción para proporcionar características de seguridad o soporte adicionales. Como se muestra en la Figura 13, el sistema de sujeción 800 incluye un anillo o componente de sujeción superior 802 y un anillo o componente de sujeción inferior 804 que se arrastran juntos utilizando un perno roscado, por ejemplo, o cualquier otro método o mecanismo adecuado, como se ha descrito previamente. Se puede formar una muesca o acanaladura 806 en el entubado exterior 810 o alternativamente, en el soporte 810 (la acanaladura en el soporte no se muestra) , la acanaladura tiene una forma en ángulo o sustancialmente triangular, de manera tal que un lado sustancialmente más corto 814 está en ángulo hacia fuera desde la superficie interior 816 del entubado exterior 808. Un segundo lado sustancialmente más largo 818 está en ángulo hacia abajo y hacia dentro. Una cuña anular o segmento de deslizamiento 812 puede disponerse en la acanaladura 806. El segmento de deslizamiento 812 tiene forma generalmente triangular o de cuña, que corresponde generalmente a la forma de la acanaladura, pero que es algo más pequeña en general. Debido al mayor tamaño de la acanaladura 806, el segmento de deslizamiento 812 puede deslizarse axialmente en la acanaladura entre una posición inicial o instalada y una posición de seguridad o unida, como se muestra en la Figura 13. El segmento de deslizamiento se instala en la acanaladura antes de mover el soporte a su lugar. El segmento de deslizamiento generalmente se mantiene en una posición inicial superior con un pasador de corte o una estructura similar, una vez que el soporte se instala y se sujeta o se ase, el segmento de deslizamiento se mantiene en la posición inicial hasta que hay una pérdida de la fuerza de sujeción. Una vez que el soporte 806 empieza a moverse axialmente hacia abajo en relación con el entubado exterior 808, el pasador de corte se separa, dejando el segmento de deslizamiento libre para moverse axialmente hacia abajo. Debido al lado inclinado hacia dentro 818 de la acanaladura 806, el segmento de deslizamiento 812 se fuerza hacia dentro y al contacto con el entubado interior 810, formando una fuerza de asimiento mecánico, entre ellos, que aumenta con un movimiento axial mayor del entubado interior 810 y el segmento de deslizamiento 812. Preferentemente, la superficie interior 820 del segmento de deslizamiento está provisto de muescas o dientes para asir mejor el entubado interior. Aunque se describió particularmente, se debe entender que la acanaladura y el segmento de deslizamiento tengan cualquier forma y tamaño adecuados .

Es útil en muchos casos donde la disposición de sujeción déla presente invención se utiliza para poder monitorear en tiempo real la magnitud de la fuerza de sujeción que se está proveyendo. Esto es importante inicialmente para impedir el uso de una magnitud excesiva de fuerza que puede desviar plásticamente el entubado exterior, donde no se desea esa acción, por ejemplo. También es útil para determinar si el sistema está perdiendo fuerza de sujeción mientras está en operación. Como se muestra en la Figura 14, se puede utilizar una cantidad de medidores de deformación 902 para monitorear la fuerza de sujeción ejercida por la disposición de sujeción 900 en cualquier momento dado.

Preferentemente, cada medidor de deformación proporciona datos a un sistema de monitoreo que luego permite que los operadores determinen el estado del sistema. Generalmente, los medidores de deformación están ubicados en la superficie interior 904 del portador 906. Colocando los medidores 902 en intervalos a lo largo de la longitud del área de sujeción, los operadores pueden monitorear no solamente la fuerza de asimiento general que se está ejerciendo, sino también la fuerza que se está ejerciendo en una ubicación particular. En una realización alternativa, se puede ubicar una o una cantidad de medidores de deformación en el exterior de la disposición de sujeción. Sin importar la ubicación, los medidores pueden impedir la falla accidental o inadvertida de la disposición de sujeción detectando las reducciones en la resistencia al asimiento antes de perder el asimiento entre el entubado exterior y el soporte.

Un problema significativo en algunos pozos, especialmente pozos más profundos, es la incapacidad de los operadores de predecir la ubicación precisa del soporte después de que se ha pasado el entubado. Debido a las tolerancias a la producción y a la cantidad relativamente grande de puntos requeridos para pozos profundos, el espacio se torna un problema. La presente invención se puede modificar para aliviar este problema. Como se muestra en la Figura 15, la disposición de sujeción 500 puede montarse de manera tal que le permite moverse o deslizarse a lo largo de la longitud del entubado exterior 502. Se puede emplear cualquier mecanismo adecuado para permitir el movimiento, en una realización, una cantidad de ganchos o bucles 504 se pueden montar a la disposición de sujeción de manera tal que se pueda elevar y bajar utilizando una soga, cadena o cable 506. Permitiendo que la disposición de sujeción se mueva axialmente, el entubado interior se separa más fácilmente porque no se requiere la ubicación precisa del soporte 508. La fuerza de sujeción se puede proporcionar como se describió previamente y no se efectúa mediante el movimiento de la disposición.

Aún otro problema, especialmente en pozos de agua profundos, es que se puede formar tensión o compresión a lo largo de las cuerdas concéntricas, produciendo así problemas en la capacidad de un sistema que limita su capacidad con respecto a la longitud de las tuberías ascendentes concéntricas. La presente invención puede utilizarse para aliviar esos problemas. En forma similar, puede ser deseable en ciertos casos crear tensión o compresión entre cuerdas interior y exterior o parte de ella. Como se muestra en la Figura 16, se puede emplear una cantidad de disposiciones de sujeción 980 para alcanzar esas metas. Las disposiciones de sujeción 980 pueden disponerse o posicionarse en intervalos a lo largo de la longitud de la cuerda. El área o segmento 986 entre cada disposición de sujeción se puede controlar y cambiar por separado para las necesidades específicas de la cuerda particular sujetando o asiendo el entubado en una ubicación predeterminada. La tensión o compresión en un segmento particular 986 se puede controlar de esta manera en incrementos. Generalmente al menos alguna cantidad de disposiciones de sujeción se ubica debajo de la superficie, aunque las disposiciones se pueden ubicar en cualquier posición adecuada. Generalmente, una disposición de sujeción 980 está posicionada alrededor de la tubería ascendente o el entubado exterior 982, que se describió previamente. El entubado interior 984 puede ser de cualquier tipo adecuado para utilizar en la presente invención, pero preferentemente es un segmento especial que tiene paredes engrosadas, tales como los hallados en los soportes.

Un problema común enfrentado al terminar una cabeza de pozo submarina es la incapacidad de controlar correctamente la tensión en el entubado después de que el soporte de entubado submarino se ha apoyado en su reborde en la cabeza de pozo submarina. Actualmente, la tensión del entubado se provee solamente con la carga residual entre el soporte del entubado submarino y su herramienta de accionamiento inmediatamente antes del apoyo en la cabeza de pozo submarina. Este método es relativamente impreciso porque el peso del entubado puede disiparse significativamente o algunas veces totalmente mediante la adhesión diferencial de la cuerda de entubado en el orificio. Incorporando una disposición de sujeción de la presente invención en la cabeza de pozo del subgrupo, se puede agregar una cantidad precisa de tensión al entubado. Como se muestra en la Figura 17, la presente invención puede modificarse para utilizar en una cabeza de pozo de subgrupo 900. Generalmente, un entubado exterior o cabeza de pozo 902 se ancla al fondo del mar. Preferentemente, la disposición de sujeción 904 se incorpora en el entubado exterior o la cabeza de pozo 902 en sí, como se muestra en la Figura 17, aunque puede ser un montaje separado, como se describió previamente. Una camisa anular ahusada externamente 906 está ubicada alrededor del entubado exterior o la cabeza de pozo 902. Un componente anular 908 que tiene una cantidad de almas u orificios 914 a través de él se posiciona sustancialmente alrededor y fuera de la camisa 906. Cada alma tiene un reborde 916 formado en ella, con el propósito de crear un área de pistón entre los grupos de sellos 928, gue se utilizan para tensar hidráulicamente el sistema y retener finalmente un sujetador. El componente anular 908 tiene una superficie ahusada externamente correspondiente para unirse a la camisa 906. El entubado exterior o cabeza de pozo preferentemente se adapta para recibir pernos roscados, tornillos u otros sujetadores 910 adecuados en almas roscadas correspondientemente 912 formadas en él. Los pernos preferentemente tienen una pestaña 918 capaz de unirse al reborde 916 de los orificios 914. El orificio 914 corresponde generalmente al alma roscada 912 de manera tal que el perno 910 pueda pasar a través de los orificios 914 y unirse al alma 912. Cuando el perno 910 se une al alma roscada 912, se crea un área de receptáculo entre la pestaña 918 y el reborde 916. Cuando se introduce un fluido hidráulico en el área de receptáculo anular bajo presión suficiente, el efecto es que el componente anular 908 se empuja hacia abajo. Este movimiento descendente provoca que las superficies ahusadas correspondientes del componente anular y la camisa se unan y creen una fuerza de sujeción que se dirige hacia dentro y que desvía el entubado exterior o el alma de cabeza de pozo hacia dentro también. Simultáneamente con la desviación del entubado exterior o el alma de cabeza de pozo hacia dentro la sección inferior 930 del componente anular 908 ensancha un borde inferior 932 sobre el entubado exterior o la cabeza de pozo 902 hacia fuera de manera que bloquea por rozamiento el entubado exterior o la cabeza de pozo 902 en el receptáculo conductor 920. Cuando el entubado interior 922 y el soporte 924 se mueven a su ubicación, el entubado 922 generalmente se cementa o fija de otro modo en el alma de pozo. Con frecuencia ese deseable tener cierto nivel de tensión en el entubado interior después de que se ha cimentado. La utilización de los métodos del arte previo de los rebordes o deslizamientos es imposible de lograr en aplicaciones de cabeza de pozo submarinas. La presente invención, sin embargo, permite que el entubado interior 922 se posicione debajo de su posición final, en una sección más ancha del entubado exterior o la cabeza de pozo 902, donde el fluido generado, mientras el entubado interior 922 se cementa, puede fluir pasando el soporte de entubado 924. Una vez que el cemento ha solidificado el entubado 922 se puede estirar hacia arriba a su posición utilizando la cuerda de accionamiento del entubado. Esto crea tensión en el entubado 922. Tirando del entubado 922 hacia arriba una distancia predeterminada, o utilizando el equipo de medición adecuado, la tensión en el entubado 922 se puede solidificar en forma relativamente precisa. Una vez que el entubado 922 y el soporte 924 se tiran hacia su posición, se introduce presión hidráulica en forma remota en los receptáculos anulares entre los grupos de sellos 928, generando así una fuerza de sujeción entre el alma del entubado exterior 902 y la superficie exterior del soporte de entubado 924, para mantener la posición del soporte 924 y el entubado 922. Un efecto secundario de la acción de asimiento del entubado exterior o el alma de cabeza de pozo en el soporte de entubado es comprimir numerosos sellos anulares 926, de manera que selle el diámetro exterior del soporte contra el alma interior del entubado exterior o cabeza de pozo 902.

Como con el entubado interior, con frecuencia es difícil predecir la ubicación de extremo precisa de la tubería exterior en la superficie, especialmente en pozos de agua profundos. Debido a las tolerancias de producción en las juntas y al hecho de que la tubería ascendente generalmente se apoya sobre el reborde fijo en la cabeza de pozo de subgrupo, la agitación de la tubería ascendente exterior generalmente consiste en tener gue cortar la tubería ascendente a la longitud deseada una vez que se ha instalado completamente. Este procedimiento consume tiempo y es costoso. La Figura 18 muestra un primer segmento de tubería ascendente 950 que incorpora el área receptora 952 que tiene un diámetro interior aumentado. Un segundo segmento de tubería ascendente 954 tiene un extremo inferior 956 que tiene un diámetro exterior ligeramente menor que el diámetro interior del área receptora 952 del primer segmento de tubería ascendente 950. Además se muestra un corte de tubería de diámetro mayor 962 sobre el cual están fijadas levas de aire invertido 960. Las levas de aire se utilizan para impartir tensión hacia arriba al primer segmento de tubería ascendente 954, para contrarrestar el peso del segmento de tubería ascendente que llega hasta el fondo. La denominada tubería ascendente tensora 960 y 962 está en el extremo superior permanentemente fijado a una disposición de sujeción 958. Las posiciones relativas, con respecto a la cubierta 968, de la disposición de sujeción tensora 958, indicada por X 964 y de la parte superior de la cabeza de pozo de extremo 1970, indicada por Y 966, son importantes para la distribución final de la instalación de producción. La presente invención puede utilizarse para separar más rápida y fácilmente el montaje de sujeción 958 y la cabeza de pozo 970. Después de la instalación y la suspensión temporaria de la tubería ascendente tensora 962 y 960 de la cubierta 968, el primer segmento de tubería ascendente 950 se instala a través del montaje de sujeción suspendido temporario 958. El área receptora 952 se configura de una longitud suficiente para asegurar que por lo menos una sección del área receptora 952, de longitud equivalente al montaje de sujeción 958 está ubicado en el montaje de sujeción, sin perjuicio del hecho de que las tolerancias de producción hacen que la primera sección de tubería ascendente 950 sea de longitud incierta. Posteriormente, el extremo inferior 956 del segundo segmento de tubería ascendente 954 se puede posicionar en el área receptora 952 del primer segmento de tubería ascendente 950. Según la longitud del extremo inferior, se puede lograr un nivel relativamente importante de ajustabilidad. Una vez que el extremo inferior 956 y el área receptora 952 se alienan correctamente, la disposición de sujeción 958 dispuesta alrededor del área receptora 952 se puede utilizar para proporcionar una fuerza de sujeción contra el extremo receptor, montando así la tubería ascendente tensada 960 y 962 al diámetro exterior del primer segmento de tubería ascendente 950 y sujetando el extremo inferior 956 del segundo segmento de tubería ascendente 1954 en el extremo receptor 952. El extremo inferior 956 del segundo segmento de tubería ascendente 954 puede tener paredes engrosadas para proporcionar una resistencia adicional y permitir la aplicación de una fuerza de rozamiento suficiente.

Aungue las realizaciones previas de la presente invención muestran una disposición de sujeción posicionada en exterior de una tubería o miembro tubular exterior, se debe entender que la disposición de sujeción puede ubicarse en cualquier posición adecuada para la sujeción o asimiento de la tubería interior. Por ejemplo, y como se muestra en la Figura 19, la disposición de sujeción 1000 puede comprender una caja 1002 que puede integrarse en una tubería o entubado exterior 1004. Un segmento o anillo de sujeción ahusado, anular interior 1006 se posiciona en contacto con un soporte de tubería interior 1008 o estructuras similares que deben sujetarse o asirse. El anillo de sujeción preferentemente tiene una superficie interior 1010 que es sustancialmente paralela a la superficie exterior 1012 del soporte 1008 y una superficie exterior ahusada 1014. Un segmento o anillo de sujeción ahusado anular exterior 1016 se posiciona radialmente hacia el exterior del primer anillo 1006 y tiene una superficie interior ahusada 1018 que corresponde y está en contacto con la superficie exterior ahusada del primer anillo 1014 y una superficie exterior 1020 que preferentemente es sustancialmente paralela al soporte 1008. La caja 1002 se forma de manera tal que la superficie inferior o de fondo 1022 forma la superficie superior o techo de una cámara de presión 1024. La cámara de presión incluye una puerta 1026 para introducir un fluido hidráulico en la cámara 1024. Preferentemente, la cámara también incluye un perno o tornillo 1026 que se extiende a través del fondo 1028 de la cámara 11024. Cuando se introduce un fluido en la cámara 1024, el anillo ahusado exterior 1016 se empuja axialmente hacia arriba. Cuando el anillo exterior 1016 se mueve, la superficie interior ahusada correspondiente 1018 y la superficie exterior ahusada 1014 produce una desviación hacia el interior del anillo interior 1006 produciendo así una fuerza de asimiento o de sujeción sea ejercida por el anillo interior 1006 contra el soporte 1008. Una estructura o anillo de retención 1030, que preferentemente impide el movimiento hacia fuera del anillo exterior 1016. Una vez que el anillo exterior 1016 se ha movido lo suficiente para crear una fuerza de sujeción suficiente, el perno 1026 se puede enroscar a través del piso 1028 de la cámara 1024 y se posiciona contra la superficie del fondo 1022 del anillo exterior 1016, creando así un retén o traba mecánica para impedir el movimiento axial descendente del anillo exterior, aún si se pierde o se reduce la presión en la cámara. El anillo interior 1008 puede formarse a partir de una cantidad de secciones independientes o puede ser un solo anillo continuo. Cuando el anillo interior 1008 está formado por secciones, una banda o anillo en O 1030 se puede ubicar alrededor de la superficie exterior 1014 de cada sección para ayudar a mantener las secciones en su lugar durante el uso.

Claims (47)

REIVINDICACIONES

1. Un sujetador desprendible para asegurar un miembro tubular más pegueño que tiene paredes interior y exterior y de un primer diámetro exterior dentro de un miembro tubular de mayor tamaño que tiene un eje central y paredes interior y exterior del segundo diámetro interno mayor, el sujetador comprende: a. un miembro periférico montado sobre el miembro tubular de mayor tamaño; b. un dispositivo de sujeción en comunicación con el miembro periférico para generar fuerzas dentro de los -alcances del miembro periférico para reducir el diámetro interior del miembro tubular de mayor tamaño para unir y asegurar el miembro tubular de menor tamaño y para liberar dichas fuerzas para desconectar el miembro tubular de menor tamaño.

2. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro periférico se monta sobre y rodea periféricamente a la pared exterior del miembro tubular de mayor tamaño.

3. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro periférico se monta sobre el exterior del miembro tubular de mayor tamaño.

4. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el dispositivo de sujeción es no invasivo.

5. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el miembro periférico define una cámara cerrada que rodea al miembro tubular de mayor tamaño y en donde el dispositivo de sujeción comprende un fluido hidráulico que se introduce en la cámara con presión suficiente para comprimir el diámetro interior del miembro tubular de mayor tamaño.

6. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el miembro periférico define una cámara cerrada que rodea al miembro tubular de mayor tamaño y en donde el dispositivo de sujeción comprende un material introducido en la cámara en un estado no asegurado y al curarlo, se expande para comprimir el diámetro interior del miembro tubular de mayor tamaño.

7. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el material es un líquido curable que se expande cuando se cura.

8. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el material es hormigón agregado.

9. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 5, que incluye un sello para sellar la cámara.

10. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el dispositivo de sujeción comprende un elemento de calefacción incrustado dentro del miembro periférico, por lo cual la aplicación de calor al elemento de calefacción opera más lejos para expandir el miembro tubular de mayor tamaño y por lo cual la remoción de calor produjo el miembro tubular de mayor tamaño para comprimir para reducir el diámetro interior de él.

11. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: a. El miembro periférico comprende una camisa anular que tiene una superficie interior para rodear periféricamente y unir la pared exterior del miembro tubular de mayor tamaño y que tiene una superficie externa que está ahusada cónicamente en relación con el eje; y b. el dispositivo de sujeción comprende un anillo anular que tiene una superficie ahusada interna, el anillo anular está adaptado para ser posicionado en alineación axial con la camisa y en relación periférica con ella, por lo cual el movimiento axial del anillo en relación con la camisa deriva en la aplicación de una fuerza de compresión radial sobre la camisa para distorsionar en forma forzada la camisa en la pared exterior del miembro de mayor tamaño, empujar la pared interior del miembro de mayor tamaño radialmente hacia dentro para proporcionar una fuerza de asimiento para sujetar y asegurar el miembro de diámetro menor.

12. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la camisa incluye un reborde en un extremo axial de él, dicho reborde tiene la superficie ahusada externa.

13. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, gue además incluye un sistema de ajuste axial para mover el anillo axialmente en relación con la camisa.

14. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, que incluye un dispositivo para mantener la camisa en posición axial en relación con el anillo.

15. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el dispositivo comprende un anillo separador.

16. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la camisa incluye una parte roscada externamente, cilindrica y en donde el anillo separador incluye roscas internas combinadas con la parte de camisa roscada.

17. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el anillo separador es removible.

18. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el miembro tubular de menor tamaño es el soporte de entubado para sostener un entubado en un pozo.

19. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el anillo anular se adapta para el movimiento axial en relación con la camisa.

20. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 13, que además incluye un ariete anular extensible hidráulicamente asociado con el anillo anular para mover el anillo en relación con la camisa.

21. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 20, el ariete además comprende un sello entre la camisa y el anillo anular.

22. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el eje de la disposición de sujeción es vertical.

23. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, que además incluye pernos que se extienden radialmente a través de almas roscadas en el anillo anular y dirigidas axialmente hacia la camisa.

24. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 23, cada uno de los pernos tiene un extremo que comprende una grapa ahusada, y cavidades alrededor del miembro de mayor tamaño, las cavidades tienen flancos inclinados y están posicionadas de manera tal que cuando los pernos avanzan en las cavidades, las grapas primero entran en contacto con los flancos inclinados y en consecuencia arrastran el anillo anular hacia dentro hacia la camisa.

25. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el alma interna del miembro de diámetro mayor tiene un diámetro interno constante.

26. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la camisa está ubicada entre el miembro de diámetro mayor y el anillo anular.

27. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 111, en donde se alivia el esfuerzo del anillo anular para reducir los esfuerzos de encorvado.

28. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 27, en donde el mecanismo de alivio de esfuerzo es una cantidad de ranuras separadas en forma angular en el anillo.

29. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 28, que incluye ranuras en la pared interior del anillo.

30. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 29, que incluye ranuras en la pared exterior del anillo.

31. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro periférico y el dispositivo de sujeción son selectivamente móviles a lo largo del eje del miembro tubular de tamaño mayor .

32. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 31, que además incluye un dispositivo de sostén para asegurar el miembro periférico y el dispositivo de sujeción en la posición seleccionada .

33. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, que además incluye un dispositivo de bloqueo mecánico posicionado dentro del miembro tubular de mayor tamaño para unir positivamente y bloquear el miembro tubular de menor tamaño en posición.

34. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el miembro tubular de mayor tamaño incluye una parte que se extiende radialmente para sostener la camisa y en donde el anillo tubular se posiciona arriba de la parte que se extiende radialmente en unión circundante periférica con la camisa.

35. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 34, la parte que se extiende radialmente incluye un alma roscada y el anillo anular incluye un alma de aclaramiento en alineación axial con el alma roscada, el sujetador además incluye un perno de montura roscada a través del alma de aclaramiento y tiene una cabeza adaptad par unirse al anillo anular, por lo cual el avance del perno en el alma mueve el anillo anular en relación con la camisa.

36. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, que además incluye un sello entre el miembro tubular de menor tamaño interior y el miembro tubular de mayor tamaño exterior.

37. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye un medidor de esfuerzo sobre la pared interior del miembro tubular de menor tamaño.

38. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una cantidad de montajes de sujetador posicionados en relación separada axialmente a lo largo de la periferia exterior del miembro tubular de mayor tamaño.

39. El sujetador de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una cantidad de anillos separados axialmente y montados sobre la periferia del miembro tubular de mayor tamaño.

40. Un método para sujetar un miembro tubular de menor tamaño dentro de un miembro tubular de mayor tamaño, el método comprende los pasos de: a. colocar el miembro tubular de menor tamaño dentro del miembro tubular de mayor tamaño; b. ejercer una fuerza radialmente hacia dentro sobre el exterior del miembro tubular de mayor tamaño de manera tal que el miembro tubular de mayor tamaño se flexiona hacia dentro ligeramente para sujetar el miembro tubular de menor tamaño; c. liberar las fuerzas radialmente hacia dentro de manera tal gue el miembro tubular de mayor tamaño libera el miembro tubular de menor tamaño.

41. El método de acuerdo con la reivindicación 40, en donde la fuerza radialmente hacia dentro se aplica comunicando un fluido hidráulico en una cámara formada entre el miembro tubular de mayor tamaño y un miembro periférico montado sobre el miembro tubular de mayor tamaño.

42. El método de acuerdo con la reivindicación 40, en donde la fuerza radialmente hacia dentro se aplica calentando un miembro periférico sobre el exterior del miembro tubular de mayor tamaño.

43. El método de acuerdo con la reivindicación 40, en donde la fuerza radialmente hacia dentro se aplica comunicando un fluido curable en una cámara formada entre el miembro tubular de mayor tamaño y un miembro periférico montado sobre el miembro tubular de mayor tamaño.

44. El método de acuerdo con la reivindicación 40, en donde la fuerza radialmente hacia dentro se aplica moviendo un dispositivo de sujeción ahusado en relación con el miembro periférico ahusado montado al miembro tubular de mayor tamaño.

45. El método de acuerdo con la reivindicación 44, en donde el dispositivo de sujeción se mueve accionando un ariete anular extendible hidráulicamente.

46. El método de acuerdo con la reivindicación 44, en donde el dispositivo de sujeción se mueve rotando un tornillo asociado con el dispositivo de sujeción.

47. El método de acuerdo con la reivindicación 40, en donde u miembro periférico primero se mueve hacia la ubicación deseada a lo largo del miembro tubular de mayor tamaño, y luego se utiliza para aplicar la fuerza radialmente hacia dentro.