MXPA06010232A

MXPA06010232A - Metodo y dispositivo para el establecimiento de un pozo subterraneo.

Info

Publication number: MXPA06010232A
Application number: MXPA06010232A
Authority: MX
Inventors: Ola Michael Vestavik
Original assignee: Reelwell As
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2007-03-07
Also published as: EA200601625A1; WO2005085580A1; GB2427425B; US8122958B2; CA2559140C; US20150184477A1; AU2005219816A1; NO20040993D0; GB0618887D0; US20070169943A1; NO20040993L; EA009165B1; GB2427425A; NO325291B1; CA2559140A1; CN1930361A; US20100314107A1; US20100319935A1; BRPI0508129B1; CN1930361B

Abstract

Un metodo y un dispositivo para el establecimiento o creacion de una perforacion subterranea (10) y la colocacion de un revestimiento (6) en la perforacion (10), en donde la herramienta en movimiento (1) incluye una herramienta de perforacion (14), una tuberia de revestimiento expansible (6), una herramienta de expansion (32) y un obturador de empaque (30), el cual es situado para sellar contra la pared de la perforacion (10), es colocado en la parte inferior de la perforacion (10), por medio de lo cual, la perforacion (10) es taladrada hasta la longitud necesaria con el fin de colocar la tuberia de revestimiento expansible (6), y en operaciones subsiguientes la tuberia de revestimiento es reforzada y es realizada la cadena o trabajos de terminacion, habiendo ensamblado cables para el control y monitoreo en el fondo del pozo.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA EL ESTABLECIMIENTO DE UN POZO SUBTERRÁNEO Campo de la Invención Esta invención se refiere a un método para el establecimiento de una perforación o pozo subterráneo, en particular, un pozo de petróleo. El término establecimiento significa la perforación, completa o parcialmente, de un agujero y además la alineación del mismo, de modo que la pared del agujero sea sellada, y se coloque una columna de terminación en el pozo para la extracción o la inyección. Si el agujero existiera con anterioridad, el método también podría ser utilizado con el fin de alinear el agujero o con el fin de colocar una columna de terminación, por medio de lo cual la posibilidad de medición y control en el fondo del pozo es mejorada. De manera más particular, la invención se refiere a un método, en el cual un revestimiento es transportado hacia la perforación junto con la herramienta de perforación y se sitúa en la perforación antes que la herramienta de perforación sea jalada hacia la superficie. El método es particularmente adecuado para uso en la así llamada perforación desviada, en la cual la dirección del pozo o perforación podría desplazarse en forma considerable a partir de una dirección vertical.

Además, el método incluye el posicionamiento de una columna de terminación, quizás con cables eléctricos u ópticos integrados, y posiblemente con sensores y actuadores para la terminación del pozo a fin de realizar la extracción o inyección del mismo. La invención también incluye un dispositivo que pone en práctica el método.

Antecedentes de la Invención En la descripción, los términos superior e inferior se refieren a las posiciones relativas cuando la herramienta se encuentra en una perforación vertical . Cuando se realice la perforación en un pozo desviado subterráneo, puede ser difícil tener un empuje suficiente transferido hacia la barrena de perforación. La razón podría ser que una parte sustancial del peso de la columna de perforación y el peso de los posibles collares de perforación colocados por encima de la barrena de perforación sea absorbida por la fricción entre la pared de la perforación y la columna de perforación. Este cambio o desplazamiento que mueve la tubería de revestimiento, por ejemplo, hacia adelante en el pozo o perforación de desviación puede ser difícil, cuando estén involucradas porciones de perforación relativamente largas y aproximadamente horizontales. La razón para esto son las fuerzas considerables de fricción que se generan entre la perforación y la tubería de revestimiento a medida que la tubería de revestimiento está siendo movida, y estas fuerzas tienen que ser superadas. La Patente Noruega 179,261 trata con un dispositivo, en el cual se sitúa por encima de la barrena de perforación un pistón que puede moverse en forma sellada contra el pozo o perforación. La presión de fluido en la perforación ejerce una fuerza sobre el pistón, que se sitúa para mover la barrena de perforación dentro de la perforación. El documento describe el grado limitado del revestimiento y la terminación de las perforaciones. La invención tiene como su objetivo remediar los inconvenientes de la técnica anterior.

Breve Descripción de la Invención El objetivo es realizado de acuerdo con la invención a través de las características especificadas en la descripción de más adelante y en las siguientes reivindicaciones . Un montaje inferior de herramienta incluye una herramienta de perforación de un tipo conocido por sí mismo, que se sitúa para perforar o taladrar un pozo con un diámetro más grande que el orificio a través del cual puede moverse la herramienta de perforación. El montaje inferior de herramienta también incluye un motor de impulsión para la herramienta de perforación, las válvulas e instrumentos necesarios que controlan la herramienta de perforación. Es ventajoso también el suministro de un montaje inferior de herramienta con herramientas de registro que miden los parámetros de las posiciones, la presión y la formación, y un preventor de reventones (BOP) montado sobre la línea de flujo de retorno para el control de presión y con el fin de evitar un estallamiento o explosión. El montaje inferior de herramienta es conectado al menos con dos conductos de tubería que se extienden hasta la superficie. Una columna de perforación en la forma de una tubería de doble arrollamiento puede utilizarse con ventaja, en la cual la tubería enrollada se extiende en el interior de una tubería enrollada exterior de una dimensión más grande, o podría existir una tubería de doble canal de algún otro tipo o tuberías enrolladas de lado por lado. Una columna de perforación de este tipo tiene al menos dos conductos separados . La columna de perforación o sondeo en la forma de una tubería de doble enrollado o serpentín es elegida como un ejemplo, aunque el método y dispositivo de acuerdo con la invención también pueden ser aplicados para tuberías unidas que pueden ser enrolladas y tuberías unidas que no son enrolladas . La columna de perforación se extiende a partir del montaje inferior de herramienta hasta la superficie, el primer conducto de tubería enrollada se utiliza para bombear hacia abajo el fluido de perforación, mientras que un segundo conducto de tubería enrollada, quizás el conducto interior, se utiliza para el retorno del fluido y los detritus de la perforación. Una tubería de revestimiento, que se conecta a través de su porción inferior con el montaje inferior de herramienta, encierra la tubería enrollada a lo largo de su longitud desde el montaje inferior de herramienta hacia arriba. La tubería de revestimiento podría ser, en forma favorable, de un tipo susceptible de ser deformado y expandido que sea situada para hacer plásticamente deformada y expandida antes y después de que sea colocada en la perforación. A partir de aquí, la tubería de revestimiento será referida como la tubería de revestimiento expansible, aún cuando en una forma del método una modalidad podría ser elegida, en la cual este tipo de tubería no sea expandida. Un montaje superior de herramienta encierra, en un modo movible y de sellado, la tubería enrollada y se conecta con la porción superior de la tubería de revestimiento expansible. El montaje superior de herramienta incluye un obturador de empaque susceptible de ser desplazado, el cual sella contra la pared del pozo o perforación. Este obturador de empaque posiblemente podría ser expandido, siendo situado de manera que sea expandido para sellar contra la pared de la perforación controlada desde la superficie, por ejemplo, por medio de una contrapresión sobre el obturador de empaque. Este obturador de empaque también podría tener una válvula controlable incrustada, que puede permitir el flujo a través de los obturadores de empaque en una situación particular, por ejemplo, cuando el equipo de perforación sea bajado hacia el pozo. El montaje superior de herramienta también podría incluir un anclaje de rodamiento, que es situado para absorber los momentos de torsión, por ejemplo, de la herramienta de perforación. Además, el montaje superior de herramienta podría incluir un mandril de expansión para el ensanchamiento de la tubería de revestimiento . Este mandril de expansión podría ser proporcionado con ventaja con ruedas u otras formas de dispositivos de rotación situados para reducir la fricción y facilitar el ensanchamiento de la tubería de revestimiento susceptible de ser expandida. Las ruedas podrían ser utilizadas total o parcialmente como un anclaje de rodamiento con el fin de absorber los momentos de torsión mencionados con anterioridad. De esta manera, una herramienta de desplazamiento de acuerdo con la invención incluye un montaje inferior y superior de herramienta, una tubería de revestimiento y dos conductos de tubería que se extienden a partir del montaje inferior de herramienta hasta la superficie.

El método para la perforación y el establecimiento de una tubería de revestimiento en la perforación incluye el descenso de la herramienta de desplazamiento hasta el fondo de la perforación, en donde una tubería de revestimiento ya ha sido colocada y cementada. La presión del fluido en el anillo por encima del montaje superior de herramienta actúa sobre la herramienta de desplazamiento, provocando que la herramienta de perforación sea presionada contra la parte inferior de la perforación, a medida que el obturador de sellado movible del montaje superior de herramienta sella contra la tubería de revestimiento colocada. El fluido de perforación es bombeado desde la superficie a través del primer conducto de tubería hacia abajo hacia el motor de impulsión de la herramienta de perforación, que se prefiere sea situado en el montaje inferior de herramienta. No obstante, es posible que el motor de impulsión sea colocado en el montaje superior de herramienta. El momento de torsión o torque de la herramienta de perforación podría ser absorbido de manera favorable por medio de la tubería de revestimiento expansible mediante la fricción contra la pared del agujero o mediante el anclaje de deslizamiento que se prefiere sea situado en el montaje superior de herramienta . El fluido de retorno y los detritus fluyen desde la parte inferior del agujero por medio del segundo conducto de tubería hacia la superficie. La entrada hacia el segundo conducto de tubería podría estar ya sea en el centro de la barrena de perforación y podría ser dirigida en tuberías a través del montaje inferior de herramienta, o podría estar en un anillo por detrás de la barrena de perforación y podría ser dirigida a través de uno o más canales y desde allí hacia el segundo conducto de tubería. Cuando el retorno sea a través del centro de la barrena de perforación, esto también permitirá la extracción de muestras con el retorno de la muestra hacia la superficie en el flujo líquido hacia arriba a través del conducto de retorno durante la perforación. También es posible nivelar y colocar el líquido en forma externa en la tubería de revestimiento expansible . Esto también podría ser realizado utilizando válvulas que pueden ser controladas en el montaje inferior de herramienta. Aquí, podrían ser colocadas válvulas que pueden ser controladas desde la superficie. Estas válvulas podrían dirigir el líquido que es bombeado desde la superficie para que fluya por medio del montaje inferior de herramienta y que regrese hacia el montaje superior de herramienta en un anillo entre la tubería enrollada y la tubería de revestimiento susceptible de ser expandida, con el fin de que fluya de regreso hacia abajo en dirección de la parte inferior del agujero en el exterior de la tubería de revestimiento susceptible de ser expandida. De este modo, este anillo podría ser lavado periódica o continuamente de las partículas y de los posibles gases. Además es posible colocar una masa de cementado en el anillo, que podría ser subsiguientemente colocada en el exterior de la tubería de revestimiento expansible, quizás en conexión con la expansión de la tubería. A medida que la herramienta de perforación se extiende en la perforación, la herramienta de desplazamiento es movida hacia abajo hasta que la porción superior de la tubería de revestimiento expansible se aproxime a la porción inferior de la tubería de revestimiento colocada. Si se eligiera expandir la tubería de revestimiento después que sea finalizada la perforación, esto podría ser realizado con el siguiente procedimiento: mediante el incremento de la presión en la perforación por encima del montaje superior de herramienta hasta un nivel predeterminado, el montaje superior de herramienta es liberado de la tubería de revestimiento de expansión, después de lo cual, el mandril de expansión es empujado a través de la tubería de revestimiento de expansión. Con lo cual, la tubería de revestimiento de expansión es ensanchada hasta su dimensión predeterminada. Antes de una expansión posible de la tubería de revestimiento, la masa de cementado que es bombeada hacia abajo desde la superficie, o que se prefiere que sea mejor situada en la tubería de revestimiento expansible durante la operación de perforación, puede ser dirigida hacia el anillo entre la tubería de revestimiento expansible y la pared de la perforación. Durante la expansión, la columna de perforación podría ser mantenida apretada en forma favorable con el fin de proporcionar una compresión adicional sobre la tubería de revestimiento de expansión. Después de una expansión posible, la columna inferior de herramienta será desconectada de la porción inferior de la tubería de expansión, después de lo cual la herramienta de desplazamiento podría ser retirada de la perforación con el fin de que esta sea colocada con una nueva tubería de revestimiento expansible. De preferencia, el proceso es repetido en varias ocasiones con las longitudes deseadas de tubería de revestimiento hasta que haya sido alcanzada la profundidad deseada de la perforación. No existe o sólo existen diferencias insignificantes de diámetro entre las longitudes expandidas de la tubería de revestimiento . Para la perforación en un yacimiento de petróleo, la tubería de revestimiento podría ser reemplazada en algunas porciones del pozo con cribas de arena de paso de flujo de un tipo susceptible de ser expandido o no. Las señales de energía y control podrían ser transmitidas al dispositivo por medio de métodos conocidos por sí mismos, como la telemetría en el fondo del pozo y el cable a lo largo de la columna de perforación. El motor para la impulsión de la barrena de perforación es suministrado con energía desde la columna de perforación, ya sea por medio del fluido de perforación que es bombeado desde la superficie, de la energía eléctrica a través de la columna de perforación o en forma química a través del combustible que está siendo llevado hacia el motor desde la superficie, posiblemente a través de canales separados en la columna de perforación o de sondeo. La columna de perforación, la tubería de revestimiento y la columna de terminación podrían ser de un tipo convencional elaborado de acero de distintas calidades o podrían ser elaborados de otros materiales, por ejemplo, de un metal ligero como el aluminio, posiblemente en combinación con un revestimiento contra el desgaste y un revestimiento de aislante eléctrico en el interior y/o en el exterior. La utilización de nuevos materiales de esta forma permite que la columna de perforación sea más ligera. La columna de perforación podría ser elaborada aproximadamente con menos peso porque, a medida que circula el líquido en el interior de la columna de perforación, se utiliza un líquido con una densidad más baja que el líquido situado externamente en la doble columna de perforación. Del mismo modo, puesto que la columna de perforación, la tubería de revestimiento y la columna de terminación podrían ser de una longitud completa de tubería enrollable, las tuberías unidas pueden ser enrolladas o las tuberías unidas, no son enrolladas. En una modalidad alternativa, la transmisión de la energía eléctrica y la transmisión de las señales podrían ser afectadas porque al menos una tubería en la columna de perforación tiene un material de aislamiento eléctrico aplicado en uno o en ambos lados, por medio de lo cual, al menos una tubería es eléctricamente aislada del potencial a tierra. Con lo cual, será posible enviar cantidades considerables de energía eléctrica con una pérdida relativamente pequeña a través de la tubería de aislamiento debido al área en sección transversal metálica relativamente grande de la tubería. El buen abastecimiento de energía eléctrica podría ser utilizado, de manera favorable, para la transmisión del efecto y las señales, tal como por ejemplo, para la impulsión de un motor eléctrico en el fondo del pozo para la rotación y operación de la barrena de perforación. El conductor eléctrico también puede ser utilizado para la impulsión de una bomba eléctrica en el fondo del pozo para el control de presión del fluido de retorno y para el control de los actuadores en el fondo del pozo, para la adquisición de datos y la telemetría hacia la superficie. Los conductores eléctricos y/u ópticos de secciones transversales relativamente pequeñas para la transmisión de señal entre la superficie y los sensores o actuadores colocados en el fondo del pozo en la columna de perforación podrían ser situados en el material de aislamiento. Estos cables de transmisión de señal posiblemente podrían ser protegidos contra el desgaste, por ejemplo, colocándolos en forma protegida en un material compuesto reforzado. Las columnas permanentes de tubería como las columnas de tubería de revestimiento y de terminación también pueden ser utilizadas de acuerdo con el método descrito con anterioridad para la comunicación con sensores y actuadores en el fondo del pozo con cables incorporados en el material de aislamiento de protección en el interior. o en el exterior. Estas columnas permanentes de tubería tendrán ventajas particulares, por ejemplo, en la recuperación de petróleo, en la cual también pueden ser utilizadas con facilidad para el monitoreo en el fondo del pozo y el control de la extracción o la inyección. Involucrada aquí podría estar una columna de tubería del tipo de tubería de revestimiento de expansión que es forzada y sella contra el revestimiento existente del pozo, con lo cual también se ayuda a garantizar la hermeticidad y también a incrementar la resistencia del revestimiento del pozo. También podría ser una columna del mismo tipo, aunque ésta no sea expandida y que pudiera ser fijada mediante cementado en la perforación, de este modo, se vuelve parte del revestimiento en el pozo.

Junto con los sensores y actuadores en el fondo del pozo, la columna mencionada con anterioridad con los cables incorporados en el material de aislamiento de protección en el interior o en el exterior, podrían ser jalados y colocados en el pozo sin cementado. Esta columna, posiblemente en combinación con el elemento obturador de empaque en el fondo del pozo, con lo cual se constituirá una columna de terminación que puede ser extraída que permite el monitoreo y el control de la extracción y la inyección en distintas zonas. Es ventajoso el suministro en el interior de la tubería de perforación externa con un material de aislamiento eléctrico, en el cual los cables de señal sean extendidos. De este modo, podría proporcionarse en la columna de perforación la posibilidad de una comunicación eléctrica, y para la tubería exterior de la columna de perforación que será utilizada en forma subsiguiente como la así llamada columna de terminación. El método y el dispositivo de acuerdo con la invención ofrecen ventajas a través del establecimiento eficiente de pozos, como con respecto tanto en pozos en tierra como en pozos submarinos. Las ventajas particulares son conseguidas en el establecimiento de pozos submarinos debido a que la tubería de subida es incorporada dentro de la columna de perforación, es decir en principio no es imperativo tener una tubería exterior alrededor de la columna de perforación o un dispositivo adicional de bombeo para el transporte de retorno del fluido de perforación desde el fondo del mar hasta la superficie del mar. Esto significa ventajas particulares en profundidades mayores en el mar debido al ahorro de peso . El método y el dispositivo también ofrecen ventajas a través del incremento en la seguridad durante el proceso de perforación, puesto que una barrera adicional puede ser establecida para el control del pozo. El fluido de perforación por encima del montaje superior de herramienta podría ser, de manera favorable, el así llamado fluido de taponamiento, es decir, que tenga una gravedad específica que sea elegida de manera que la presión dentro del pozo siempre será más grande que la presión del pozo en el yacimiento circundante y por lo tanto, representa una barrera de control de pozo. Un preventor de reventones (BOP) en la parte superior del pozo es otra forma de barrera de control del pozo . De acuerdo con este método, una nueva barrera de control de pozo es formada por el obturador de empaque movible del montaje superior de herramienta en combinación de preferencia, con una válvula de seguridad contra falla en la tubería de flujo de retorno, la válvula es integrada en el montaje inferior de herramienta y puede ser controlada desde la superficie. Estos elementos representan una barrera adicional para prevenir el flujo no controlado del fluido de yacimiento dentro del pozo en situaciones dadas . Estos elementos también ofrecen un incremento en la seguridad y el control, por ejemplo, en la perforación equilibrada por debajo, puesto que permite la extracción controlada desde el pozo durante la perforación. En base al antecedente de lo que ha sido mencionado con anterioridad, el fluido de perforación que es circulado, podría ser diseñado con una densidad muy baja dentro de esta realización que experimenta la seguridad de perforación. El método y dispositivo de acuerdo con la invención permiten de esta manera un monitoreo y control mejorados de la presión dentro del agujero abierto del pozo. En conexión con el uso de una columna de perforación de peso ligero con flotabilidad, como se describió con anterioridad, este método permite la perforación de agujeros particularmente de alcance lejano y prof ndo. Esto podría proporcionar un drenado más eficiente de los campos para la recuperación de petróleo. También podría ser ventajoso en otras áreas de aplicación, tal como por ejemplo, en conexión con la recuperación de la energía geotérmica. Una columna de perforación aproximadamente de menor peso también permitirá que una embarcación de perforación sea menos demandante en cuanto al posicionamiento exacto y el tiempo de respuesta en la perforación, y permite una compensación simplificada de elevación en la perforación de un pozo submarino porque la elevación es compensada a través de la flexión de la columna de perforación. Para un pozo submarino, la columna de perforación podría extenderse a través del mar abierto, o podría ser dirigida desde el fondo del mar hasta la superficie a través de una tubería de guía, que podría ser llenada con agua o con fluido de perforación de una densidad deseada. Esta tubería de guía por sí misma también podría tener elementos integrados de flotación, de modo que no represente por sí misma alguna carga grande en la forma de fuerzas ejercidas sobre la embarcación de perforación.

Breve Descripción de las Figuras A continuación se describe un ejemplo no limitante de un método preferido y una modalidad visualizada en las figuras que la acompañan, en las cuales : La Figura 1 muestra en forma esquemática un pozo, el cual está siendo establecido por medio de una embarcación situada sobre la superficie del mar; La Figura 2 muestra, en forma esquemática, y en una escala más grande una herramienta de desplazamiento que es colocada en la porción de extremo inferior de un pozo o perforación; La Figura 3 muestra, en forma esquemática, la herramienta de desplazamiento una vez que la perforación ha sido adicionalmente taladrada, de modo que la porción de extremo superior de la tubería de revestimiento de expansión corresponde con la porción de extremo inferior de una tubería de revestimiento previamente colocada; La Figura 4 muestra, en forma esquemática, la herramienta de desplazamiento a medida que la tubería de revestimiento expansible es ensanchada hasta su diámetro expandido; La Figura 5 muestra, en forma esquemática, la tubería de revestimiento expansible a medida que el ensanchamiento es completado, el montaje inferior de herramienta que es jalado a través de la tubería de revestimiento expandida; La Figura 6 muestra, en forma esquemática, la herramienta de desplazamiento en una escala más grande; y La Figura 7 muestra un pozo, en el cual son colocadas una tubería de revestimiento de refuerzo y una columna de terminación.

Descripción de la Modalidad Preferida En las figuras, el número de referencia 1 identifica una herramienta de desplazamiento que incluye un montaje inferior de herramienta 2, un montaje superior de herramienta 4, una tubería de revestimiento expansible 6 que se extiende entre los montajes superior e inferior de herramienta 4, 2 y una doble tubería enrollada 8 que se extiende desde el montaje inferior de herramienta 2 hasta la superficie. La herramienta de desplazamiento 1 es colocada en un pozo o perforación 10 que es proporcionada con una tubería de revestimiento 12. El montaje inferior de herramienta 2, véase la Figura 5 , incluye una herramienta de perforación 14 de un tipo conocido por sí mismo, que es de tal configuración que podría ser movida a través de un orificio de un diámetro más pequeño que el diámetro de la perforación 10 en la que la herramienta de perforación 14 es situada para realizar el taladrado o perforación. Un motor 16 impulsa la herramienta de perforación 14, véase la Figura 6. El fluido de perforación y los detritus pueden desplazarse hacia la superficie por medio de una entrada de retorno 22 en el montaje inferior de herramienta 2 conectado con un segundo conducto de tubería 24 de la doble tubería enrollada 8. En forma alterna, la entrada de retorno 22 podría estar en el centro de la barrena de perforación (no se muestra en la figura) también con el fin de transportar las muestras de la parte inferior del agujero directamente hacia el segundo conducto de tubería 24.

El montaje inferior de herramienta 2 es conectado en forma liberable con la porción inferior de la tubería de revestimiento de expansión 6, por ejemplo, por medio de pasadores inferiores de corte 26. La doble tubería enrollada 8 se extiende en forma sellada y movible a través del montaje superior de herramienta 4. En esta modalidad preferida, el montaje superior de herramienta 4 incluye un obturador de empaque movible 28 que sella contra la tubería de revestimiento 12, un anclaje de rodamiento 30 y una tubería de expansión 32. Los componentes 28, 30 y 32 son conocidos por sí mismos y no son descritos en detalle adicional . El montaje superior de herramienta 4 es conectado en forma liberable con la porción superior de extremo de la tubería de revestimiento de expansión 6, por ejemplo, por medio de pasadores superiores de corte 3 . Una vez que la herramienta de desplazamiento 1 ha sido ensamblada sobre la superficie, esta es movida con corriente de agua hacia la perforación 10 posiblemente a través de una tubería de subida 36 y las válvulas de cabeza de pozo 38. De manera subsiguiente, la herramienta de desplazamiento 1 podría ser movida hacia abajo dentro de la perforación a través de las fuerzas de gravedad o por el fluido que es bombeado hacia la perforación 10 por encima del montaje superior de herramienta 4, el obturador de empaque 28 que sella contra la tubería de revestimiento, y por la presión del fluido que actúa sobre el área que se orienta hacia arriba del montaje de herramienta 4. El fluido situado por debajo de la herramienta de desplazamiento 1 puede ser drenado hacia la superficie a través del segundo conducto de tubería 24 de la doble tubería enrollada 8. El drenaje de la herramienta de desplazamiento 1 hacia la superficie puede ser mejorado por medio de una bomba, no se muestra, que se prefiere que sea una bomba de aumento de presión eléctricamente impulsada en el montaje inferior de herramienta 2. Cuando la herramienta de perforación 14 de la herramienta de desplazamiento 1 golpea la parte inferior de la perforación 10, véase la Figura 2, la herramienta de perforación 14 es colocada en un modo conocido por sí mismo para perforar en el diámetro deseado, después de lo cual el motor 16 es encendido. El momento de torsión de la herramienta de perforación 14 es absorbido a través de la tubería de revestimiento de expansión 6 mediante el anclaje de rodamiento 30 del montaje superior de herramienta 4. La presión de alimentación de la herramienta de perforación 14 contra la parte inferior de la perforación 10 puede ser ajustada regulando la presión del fluido contra el lado superior del montaje superior de herramienta 4. Esta presión de alimentación también puede ser ajustada cambiando la densidad o la velocidad de flujo del fluido de perforación de circulación, o puede ser ajustada por medio de una bomba no mostrada, como se describió con anterioridad. Una vez que la distancia que corresponde con la longitud de la tubería de revestimiento expansible 6 ha sido perforada, de modo que la porción *de extremo de la tubería de revestimiento de expansión 6 corresponda o se aproxime a la porción de extremo inferior de la tubería de revestimiento 12, véase la Figura 2, la perforación es detenida. Si se deseara, la tubería de revestimiento expansible 6 podría ser proporcionada en forma interna con una masa de cementado, que es forzada durante esta parte de la operación, hacia el anillo 40 entre la tubería de revestimiento expansible 6 y la perforación 10, o el anillo 40 podría ser puesto a nivel. La presión del fluido por encima del montaje superior de herramienta 4 es incrementada, de modo que los pasadores superiores de corte 34 se rompan, después de lo cual, la herramienta de expansión 32 sea movida hacia abajo en dirección de la tubería de revestimiento expansible 6. Con lo cual, a la tubería de revestimiento expansible 6 le es proporcionado el diámetro expandido que se desea. A medida que la herramienta de expansión choca o golpea con el montaje inferior de herramienta 2, los pasadores inferiores de corte 26 se rompen, por medio de lo cual, el montaje inferior de herramienta 2 es liberado de la tubería de revestimiento expansible 6. La herramienta de desplazamiento 1 con la excepción de la tubería de revestimiento expansible 6 es entonces sacada del pozo o perforación 10, véase la Figura 4. La Figura 3 muestra que todo el montaje superior de herramienta 4 es movido hacia la tubería de revestimiento expansible 6 junto con la herramienta de expansión 32. En una modalidad alternativa que no se muestra, las partes del montaje superior de herramienta 4, por ejemplo, el anclaje de rodamiento 30, podrían ser dejadas en la porción superior de la tubería de revestimiento expansible durante la operación de expansión. Después de la perforación hasta que el objetivo deseado de perforación ha sido completado, una o las acciones repetidas de refuerzo de la tubería de revestimiento 12 en el pozo podrían ser realizadas mediante la expansión de una tubería de revestimiento de refuerzo 42, que podría formar la longitud total del pozo o las partes del mismo, contra la tubería de revestimiento 12 que ya permanece en la perforación. En forma alterna, la tubería de revestimiento de refuerzo 42 puede ser cementada en la tubería de revestimiento 12. Esta tubería de revestimiento de refuerzo 42 que hace que la tubería de revestimiento 12 sea reforzada, podría ser favorablemente proporcionada con los cables eléctricos u ópticos incorporados 44, y los sensores y actuadores en el fondo del pozo que no se muestran para el monitoreo y el control de la extracción o inyección. Esta operación de refuerzo podría ser repetida con el fin de incrementar la resistencia del revestimiento de la perforación 10 hasta el nivel deseado. Una vez que el revestimiento de la perforación 10 ha sido completado, allí se coloca, de preferencia cuando los pozos de extracción sean involucrados, una columna de terminación que puede ser extraída 46 en la perforación 10. Esta columna de terminación 46 podría ser proporcionada, en el mismo caso que fue la tubería de revestimiento de refuerzo descrita con anterioridad, con los cables eléctricos u ópticos incorporados 44, y los sensores y actuadores en el fondo del pozo que no se muestran. - De preferencia, la columna de terminación 46 es proporcionada al menos con un obturador de empaque en el fondo del pozo 48 que es situado para sellar contra la tubería de revestimiento 12, posiblemente la tubería de revestimiento de refuerzo 46, con el fin de aislar el anillo entre la columna de terminación 46 y la tubería de revestimiento 12 al menos en una zona de pozo 50. Si se deseara drenar a partir de o inyectar dentro de varias zonas del pozo 50 en forma simultánea, sería ventajoso que la columna de terminación 46 sea proporcionada con dos o más conductos, en la misma forma que la columna de perforación 8. El establecimiento de la perforación 10 se realiza por medio de una embarcación 60 sobre la superficie del mar 62; véase la Figura 1, la embarcación 60 es proporcionada con el equipo de perforación 64. La columna de perforación 8 es normalmente enrollada sobre un cilindro, no se muestra, en la embarcación 60 antes de ser movida hacia abajo en dirección de la perforación 10. La columna de perforación 8 puede ser situada con libertad en el mar o podría ser encapsulada en una tubería de subida 66 . La tubería de subida 66 podría ser proporcionada con elementos de flotación, no se muestran.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método para el establecimiento de una perforación subterránea (10) ' y la colocación de una tubería de revestimiento o un tubo colador (6) y posiblemente, de manera subsiguiente, el tendido de una columna de terminación (46) en la perforación (10) , caracterizado porque la herramienta de desplazamiento (1) que incluye una herramienta de perforación (14) , una tubería de revestimiento expansible o un tubo colador (6) , una herramienta de expansión (32) y un obturador de empaque (30) que es situado para sellar contra la pared de la perforación (10) , se coloca en la parte inferior de la perforación (10) , por medio de lo cual, la perforación (10) es taladrada hasta la longitud necesaria con el fin entonces de colocar la tubería de revestimiento expansible o el tubo colador (6) .
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta de desplazamiento (1) con la excepción de la tubería de revestimiento expansible (6) es extraída de la perforación (10) una vez que ha sido colocada la tubería de revestimiento expansible o el tubo colador (6) .
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta de desplazamiento (1) es movida hacia adelante en dirección de la parte inferior de la perforación (10) por medio de la presión de fluido en la perforación (10) por encima de la herramienta de desplazamiento (1) .
4. El método de conformidad con la reivindicación 3 , caracterizado porque el fluido en la perforación (10) por debajo de la herramienta de desplazamiento (1) es drenado hacia la superficie por medio de un segundo conducto de tubería (24) .
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el fluido en la perforación (10) por debajo de la herramienta de desplazamiento (1) es drenado hacia la superficie por medio de un segundo conducto de tubería (24) ayudado por una bomba en el fondo del pozo.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la masa de cementado que es bombeada por medio, o que es situada en, la tubería de revestimiento expansible (6) es dirigida hacia un anillo (40) entre la tubería de revestimiento expansible (6) y la perforación (10) .
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la tubería de revestimiento de refuerzo (42) es movida hacia la tubería de revestimiento (12) y es conectada con la tubería de revestimiento (12) .
8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la tubería de revestimiento de refuerzo (42) es fijamente expandida dentro de la tubería de revestimiento (12) .
9. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la tubería de revestimiento de refuerzo (42) es fijada en la tubería de revestimiento (12) mediante cementación.
10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la columna de perforación (8) es aproximadamente elaborada con menor peso mediante la circulación de un líquido en la columna de perforación (8) , el líquido tiene una densidad inferior que el líquido en el exterior de la columna de perforación (8) .
11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el centro cilindrico de perforación es taladrado y transportado hasta la superficie durante la perforación por el flujo de líquido a través del montaje inferior de herramienta (2) hacia arriba a través del conducto de retorno en la columna de perforación (8) .
12. Un dispositivo para una herramienta de desplazamiento (1) para la perforación o limpieza y posiblemente la colocación de una tubería de revestimiento o un tubo colador y una columna de terminación en una perforación subterránea (10) , caracterizado porque la herramienta de desplazamiento (1) incluye una herramienta de perforación (14) , una tubería de revestimiento expansible (6) , una herramienta de expansión (32) y un obturador de empaque (30) que es situado para sellar contra la pared de la perforación (10) , la herramienta de perforación (14) es conectada en forma liberable con la porción inferior de la tubería de revestimiento de expansión (6) , y la herramienta de expansión (32) y el obturador de empaque (30) son conectados en forma liberable con la porción superior de la tubería de revestimiento de expansión (6) .
13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta de desplazamiento (1) es conectada con la superficie por medio de una columna de perforación (8) , normalmente en la forma de una doble tubería enrollada.
14. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta de desplazamiento (1) es proporcionada con un anclaje de rodamiento (30) .
15. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta de expansión (1) es proporcionada con rodillos, los cuales son situados para reducir la fricción de deslizamiento y trabajan al mismo tiempo como un ancla de rodamiento.
16. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta de desplazamiento (1) es situada para comunicarse con la superficie al menos a través de un conducto de tubería (18, 24) .
17. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta de perforación (14) es impulsada por un motor de perforación (16) que es suministrado con un fluido presurizado desde la superficie por medio de los conductos de tubería (18, 24) .
18. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta de perforación (14) es impulsada por un motor de perforación (16) , que es suministrado con energía eléctrica desde la superficie al menos por medio de uno de los conductos de tuberías (18, 24) .
19. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque al menos uno de los conductos de tubería (18, 24) de la columna de perforación, la tubería de revestimiento (12) o la columna de terminación (46) es eléctricamente aislada del potencial a tierra por medio de un material de aislamiento eléctrico (45) , y con lo cual, se sitúa para trasmitir por medio del metal o la tubería respectiva, la energía y las señales.
20. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque los alambres eléctricos u ópticos (44) son situados en el material de aislamiento eléctrico (45) .
21. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la columna de perforación (8) es elaborada de metal ligero.
22. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la columna de perforación (8) es reforzada con compuestos de fibra.
23. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la columna de perforación (8) , la tubería de revestimiento expansible (6) y la columna de terminación (46) pueden ser observadas y situadas de manera que sean almacenadas en carretes de tubería en la superficie antes de ser desenrolladas dentro de la perforación (10) .
24. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el equipo de perforación es colocado sobre una embarcación flotante (60) para la perforación del pozo (10) en el fondo del mar, la columna de perforación (8) es extendida a través del mar abierto.
25. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13 , caracterizado porque el equipo de perforación (64) es colocado sobre una embarcación flotante (60) para la perforación de un pozo (10) en el fondo del mar, la columna de perforación (8) es extendida a través de una tubería de subida (66) desde el fondo del mar hasta la embarcación, la tubería de guía (66) es proporcionada con elementos de flotación.
26. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la tubería de guía {66) es telescópica y con lo cual se sitúa para permitir que la embarcación (60) se desplace de su posición por encima del pozo (10) .
27. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta de expansión (32) es dejada fuera y un obturador de empaque (30) que es colocado para sellar contra la pared de la perforación (10) es incorporada en un modo simplificado dentro y forma una parte integrada de la tubería de revestimiento expansible (6) .