MXPA06012478A - Un martillo de impacto de movimiento alternado. - Google Patents

Un martillo de impacto de movimiento alternado.

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MXPA06012478A
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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/16Plural down-hole drives, e.g. for combined percussion and rotary drilling; Drives for multi-bit drilling units

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Abstract

En el campo de la creacion de pozos de sondeo existe una necesidad para un martillo de impacto de movimiento alternado, con una herramienta que sea giratoria mientras esta bajo carga. Un martillo de impacto (10) de movimiento alternado para el uso en un sitio en el fondo del pozo, comprende un miembro (11) de soporte de herramienta; un miembro (12) de martillo; un mecanismo (13) de gato; un miembro conectador (14); y una transmision (16). La transmision (16) convierte el movimiento lineal del miembro conectador (14) a movimiento giratorio del miembro de martillo (12), con lo cual, cuando una fuerza actua sobre el miembro conectador (14) via el miembro (12) de martillo y el miembro (11) de soporte de herramienta, la operacion del mecanismo (13) de gato provoca el alargamiento inicial del martillo de impacto (10), seguido en sucesion por: (i) el colapso del miembro (12) de martillo y el miembro (11) de soporte de herramienta conjuntamente, tal que el miembro (12) de martillo se separa del miembro conectador (14) e imparte un impulso al miembro (11) de soporte de herramienta, y (ii) el movimiento del miembro conectador (14) hacia el miembro (12) de martillo bajo la influencia de la fuerza, con lo cual la transmision (16) provoca la rotacion del resto del martillo de impacto (10).

Description

UN MARTILLO DE IMPACTO DE MOVIMIENTO ALTERNADO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un martillo de impacto de movimiento alternado y muy particularmente a un martillo de impacto, el miembro de soporte de herramienta del cual es giratorio mientras está bajo carga. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Tal martillo es utilizable en operaciones dirigidas a crear, agrandar o de otro modo trabajar sobre un pozo de sondeo . Más comúnmente, la necesidad para llevar a cabo tales operaciones surge en las industrias del petróleo y el gas. En estas industrias es muy común perforar muchos pozos de sondeo, para fines que incluyen pero no están limitados a: la adquisición de muestras de fluidos geológicos y de formaciones; registro y/o procesamiento de datos del fondo del pozo; y - producción de petróleo y/o gas. Los pozos de sondeo son comúnmente perforados en otras industrias. Los ejemplos incluyen pero no están limitados a: la adquisición de muestras de mineral subterráneo por ejemplo en las industrias del carbón y de la REF:i77161 minería; adquisición de datos del fondo del pozo en formaciones que no tienen hidrocarburo, tales como campos de carbón; y - la prueba y/o producción de pozos de agua y acuíferos . La invención es ampliamente aplicable en todas las industrias como se mencionan anteriormente; aunque ésta es de particular utilidad en las industrias de exploración y producción de petróleo y gas. Los martillos de impacto son utilizados para limpiar, reconformar o ensanchamiento de conductos de pozo, o para realizar un nuevo pozo en una perforación. Existen diversos diseños, todos los cuales operan mediante la impulsión de un miembro pesado en el fondo del agujero contra una fuerza; y subsecuentemente liberando el miembro de modo que la fuerza lo impulsa rápidamente para golpear un miembro adicional. El impulso resultante puede provocar una gamma de efectos deseados en un sitio en el fondo del pozo. El miembro pesado típicamente es acomodado para el movimiento alternado, para proporcionar impulsos repetidos. En la perforación de petróleo y otras operaciones de pozos de sondeo, los operadores pueden utilizar tubería enrollada para elevar y descender las herramientas dentro de un pozo de sondeo. Los operadores acoplan una sarta de herramienta/cadena de trabajo al extremo de un carrete de tubería enrollada alrededor de un carrete de diámetro grande, en un sitio superficial. Al extraer la tubería enrollada desde el carrete, los operadores pueden insertar la herramienta/cadena de trabajo a una profundidad deseada en el pozo, que puede ser decenas de miles de metros desde el sitio de la superficie. Al retraer la tubería enrollada los operadores retiran la herramienta/cadena de trabajo desde el pozo soportado sobre la tubería enrollada. La tubería enrollada es hueca a lo largo de su longitud entera. Por lo tanto, a través del uso de una tubería enrollada es posible suministrar fluidos presurizados hacia sitios debajo del pozo. Esto puede ser para diversos propósitos, uno de los cuales es proporcionar fluido para actuar o energizar cualquiera de las diversas herramientas que forman parte de la cadena de herramientas. Es también conocido el utilizar otros tipos de líneas de suministro de fluidos, por ejemplo tubería unida en un pozo de sondeo . Los barrenos de perforación convencionales y otras herramientas giratorias no son adecuados para el uso ya sea con la tubería enrollada o unida. Esto es debido a que en el uso tales herramientas crean tensiones torsionales que pueden dañar o desconectar la tubería. También, no es práctico hacer girar una cadena formada de varios miles de metros de tubería enrollada o unida. En consecuencia, las herramientas tipo percusión, de movimiento alternante, como se describe anteriormente, que son energizadas por fluidos presurizados suministrados vía la línea de suministro, han sido desarrolladas. La Patente de los Estados Unidos No. 5,156,223 describe un arreglo de martillo de impacto en el cual un barreno de perforación gira entre impactos. El arreglo de la Patente de los Estados Unidos No. 5,156,223 utiliza el peso de la cadena de herramientas para hacer girar el barreno de perforación vía un arreglo de espiga y guía de deslizamiento helicoidal. La rotación de la herramienta tiene lugar mientras que el barreno de perforación es descargado. El propósito de la rotación en el arreglo de la Patente de los Estados Unidos No. 5,156,223 es prevenir la impresión sobre la superficie de perforación. El arreglo descrito en la Patente de los Estados Unidos No. 5,156,223 no está destinado a hacer girar el barreno de perforación mientras éste está bajo carga. La Patente de los Estados Unidos No. 3,946,819, Patente de los Estados Unidos No. 5,803,182 y Patente de los Estados Unidos No. 6,164,393 cada una describe una herramienta de martillo tipo percusión, de movimiento alternante, que opera en respuesta a la presión de fluido comunicada a través de una línea de suministro de fluido. Ninguna de las Patentes de los Estados Unidos Nos. 3,946,819, 5,803,182 y 6,164,393 mencionan la rotación de un miembro de martillo o de barreno de perforación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo a la invención, se proporciona un martillo de impacto de movimiento alternado para el uso en un sitio en el fondo de un pozo que comprende: un miembro de soporte de herramienta; un miembro de martillo; un mecanismo de gato; un miembro conectador; y una transmisión, en donde el miembro de soporte de la herramienta y el miembro conectador están en relación espaciada uno del otro y asegurados al miembro de martillo; el miembro de soporte de herramienta y el miembro de martillo son moviblemente cautivos uno con relación al otro; el mecanismo de gato interconecta operativamente el miembro de soporte de la herramienta y el miembro de martillo, con lo cual la operación del mecanismo de gato provoca la separación limitada del miembro de martillo y el miembro de soporte de herramienta uno con relación al otro; el mecanismo de gato es reversible para permitir el colapso subsecuente del miembro de martillo y el miembro de soporte de herramienta entre sí; el miembro conectador y el miembro de martillo son moviblemente cautivos uno con relación al otro; la transmisión interconecta operativamente el miembro conectador y el miembro de martillo; y la transmisión convierte el movimiento lineal del miembro conectador al movimiento giratorio del miembro de martillo, con lo cual cuando una fuerza actúa sobre el miembro conectador vía el miembro de martillo y la operación del miembro de soporte de herramienta del mecanismo de gato provoca el alargamiento inicial del martillo de impacto, seguido en sucesión por: (i) el colapso del miembro de martillo y el miembro de soporte de herramienta conjuntamente, tal que el miembro de martillo se separa del miembro conectador e imparte un impulso al miembro de soporte de herramienta; y (ii) el movimiento del miembro conectador hacia el miembro de martillo, bajo influencia de la fuerza mediante la cual la transmisión provoca la rotación del resto del martillo de impacto. De acuerdo a una modalidad preferida de la invención el mecanismo de gato incluye: un pistón; una cavidad hueca; un miembro de válvula; y un miembro de control, el pistón está localizado en un extremo superior del pozo en uso, del miembro de soporte de herramienta; la cavidad hueca está localizada dentro del miembro de martillo; el miembro de válvula está localizado adyacente a un extremo superior del pozo en uso, de la cavidad hueca; y el miembro de control es movible dentro de la cavidad hueca entre una primera posición en acoplamiento con el pistón, y una segunda posición en acoplamiento con el miembro de válvula, con lo cual se controla el flujo del fluido a través del miembro de martillo. Convenientemente, el miembro de martillo incluye un miembro de desviación elástico para mover el miembro de control y hacia la segunda posición. El miembro de la válvula preferentemente es o incluye una válvula de platillo. Convenientemente, el martillo de impacto es o incluye un dardo acanalado . Preferentemente el miembro de martillo incluye una tapa de impacto, la tapa de impacto está localizada adyacente a un extremo del fondo del pozo en uso, del miembro de martillo. En una modalidad alternativa, el miembro de martillo incluye una porción roscada adyacente a un extremo superior del pozo, en uso, del mismo.
En una modalidad preferida adicional, la transmisión incluye: un cuerpo de transmisión; un primer miembro de transferencia; y un segundo miembro de transferencia, el primero y segundo miembros de transferencia son moviblemente cautivos uno con relación al otro al menos parcialmente dentro del cuerpo de transmisión; el primer miembro de transferencia convierte el movimiento lineal del miembro conectador al movimiento giratorio del segundo miembro de transferencia. Convenientemente, el primer miembro de transferencia incluye un par de ranuras helicoidales mutuamente acopladas para convertir el movimiento lineal del miembro conectador a movimiento giratorio del segundo miembro de transferencia. Preferentemente el segundo miembro de transferencia incluye al menos uno de un embrague de rueda libre y un embrague de cono, al menos uno de los cuales interconecta operativamente el primero y segundo miembros de transferencia. En otra modalidad preferida de la invención, el cuerpo de transmisión incluye un cojinete de empuje interpuesto entre el cuerpo de transmisión y el segundo miembro de transferencia. Convenientemente, el segundo miembro de transferencia incluye una porción roscada que corresponde a la porción roscada del miembro de martillo, las porciones roscadas correspondientes aseguran removiblemente el miembro de martillo y la transmisión uno al otro. Preferentemente, el miembro conectador incluye una porción de acoplamiento para conectar el martillo de impacto a un extremo del fondo del pozo, en uso, de una línea de suministro de fluido. Ventajosamente, el miembro de soporte de herramienta incluye una herramienta removiblemente asegurada a un extremo del fondo del pozo en uso, del mismo. Es una ventaja de la invención el proporcionar un martillo de impacto de movimiento alternado que es capaz de transmitir momento torsor rotacional a un miembro de soporte de herramienta, mientras que el miembro de soporte de herramienta está bajo carga. Una ventaja adicional de la invención es que la transmisión del momento torsor tiene lugar eficientemente y sin desgaste excesivo del martillo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las Figuras ÍA a 1E muestran una representación esquemática de la secuencia de operación de un martillo de impacto de acuerdo a una modalidad de la invención. La Figura 2 es una vista en elevación, en sección parcial, de un miembro de martillo y de un miembro de soporte de herramienta de acuerdo a una modalidad de la invención.
La Figura 3 es una vista en planta desde un extremo del miembro de soporte de herramienta, y una porción de un miembro de martillo de acuerdo a una modalidad de la invención. La Figura 4 es una vista en elevación seccional del miembro de soporte de herramienta, y la porción de un miembro de martillo mostrado en la Figura 3. La Figura 5 es una vista en elevación seccional de un miembro conectador y la transmisión de acuerdo a una modalidad de la invención. Las Figuras 6A a 6D muestran la secuencia de operación del miembro de martillo y el miembro de soporte de herramienta mostrados en la Figura 2. DESCRIPCIÓN DETALLA DE LA INVENCIÓN Con referencia a los dibujos, un martillo de impacto de movimiento alternado, de acuerdo a la invención, es designado por el número de referencia 10. El martillo de impacto 10 incluye un miembro de soporte de herramienta 11; un miembro de martillo 12; un mecanismo de gato 13; un miembro conectador 14; y una transmisión 16 (Figura ÍA) . La Figura 2 muestra el miembro 11 de soporte de herramienta, el miembro de martillo 12, y el mecanismo de gato 13 con más detalle. El miembro 11 de soporte de herramienta y el miembro 12 de martillo son moviblemente cautivos uno con relación al otro. El mecanismo de gato 13 interconecta operativamente el miembro 11 de soporte de herramienta y el miembro 12 de martillo. El miembro 11 de soporte de herramienta incluye un eje de impacto 17 que tiene un perfil en sección transversal sustancialmente circular. Un extremo superior del pozo del miembro 11 de soporte de herramienta, define un pistón 18. Una herramienta, por ejemplo, un barreno de perforación 19, es removiblemente conectado a un extremo en el fondo del pozo del eje de impacto 17. Pueden ser también utilizados otros tipos de herramientas. El eje de impacto 17, el pistón 18 y el barreno de perforación 19 cada uno incluyen una cavidad hueca central 21, 22, 23. Las cavidades 22, 23 del pistón 18 y el barreno de perforación 19 son formados en comunicación con la cavidad 21 del eje de impacto 17. Las cavidades 21, 22, 23 permiten la transmisión de fluidos presurizados a través del martillo de impacto 10. El miembro de martillo 12 incluye un cuerpo 24 de martillo hueco, alargado. El cuerpo 24 de martillo tiene un perfil en sección transversal sustancialmente circular. Un extremo en el fondo del pozo del cuerpo 24 de martillo tiene una tapa de impacto 26 removiblemente asegurada a éste. La tapa de impacto 26 retiene el pistón 18. Además de la tapa de impacto 26 previene que el eje de impacto 17 gire alrededor de su eje longitudinal.
Un extremo de la parte superior del pozo del miembro de martillo 12 incluye una porción roscada 27. El miembro 12 de martillo incluye además una cavidad hueca 28 localizada en éste. La cavidad hueca 28 es formada en comunicación con el extremo superior del pozo del miembro 12 de martillo y el pistón 18 del miembro 11 de soporte de herramienta. Una válvula de platillo 29 está localizada dentro de la cavidad hueca 28, adyacente a la porción roscada 27. Un miembro de control 31 es moviblemente cautivo dentro de la cavidad hueca 28. En la modalidad preferida, el miembro de control 31 es un dardo acanalado. Son también posibles otros tipos de miembro de control. El miembro de control 31 incluye un extremo 32 de la parte superior del pozo y un extremo 33 en el fondo del pozo. El miembro de control 31 es movible entre una primera posición en contacto con el pistón 18 (Figuras 2 y 6A) , y una segunda posición en contacto con la válvula de platillo 29 (Figura 6D) . El miembro 12 de martillo incluye al menos un miembro de desviación elástico. En la modalidad preferida el miembro 12 de martillo incluye un primer muelle de resorte 34 y un segundo muelle de resorte 35. Otros tipos de miembro de martillo, como serán conocidos para aquellos expertos en la técnica, son también posibles dentro del alcance de la invención. En una modalidad preferida del martillo de impacto 10, el eje de impacto 17 y la tapa de impacto 26 incluyen porciones planas 36A, 36B mutuamente oponibles (Figuras 3 y 4) . La Figura 5 muestra el miembro conectador 14 y la transmisión 16 con más detalle. El miembro conectador 14 y la transmisión 16 son moviblemente cautivas uno con relación al otro. El miembro conectador 14 incluye una porción roscada 37 para conectar de manera removible el martillo de impacto 10 a un extremo en el fondo del pozo en uso, de una línea de suministro de fluido. El miembro conectador también incluye un primer mandril 38 que tiene un perfil en sección transversal, en general circular. El primer mandril 38 es movible dentro de un extremo superior del pozo de la transmisión 16. La transmisión 16 incluye un cuerpo de transmisión 39. El cuerpo de transmisión 39 tiene una forma en general tubular, alargada, hueca. La transmisión 16 incluye además un primer miembro de transmisión 41 y un segundo miembro de transmisión 42. El primero y segundo miembros de transmisión 41, 42 son moviblemente cautivos uno con relación al otro al menos parcialmente dentro del cuerpo 39. El primer miembro de transferencia 41 incluye un par de muescas helicoidales 43, 44 mutuamente acopladas. En la modalidad preferida, el segundo miembro de transferencia 42 incluye un primer embrague 46 de rueda libre y un embrague de cono 47 los cuales interconectan operativamente el primero y segundo miembros de transferencia 41, 42. La modalidad preferida también incluye un segundo embrague 48 de rueda libre interpuesta entre el cuerpo de transmisión 39 y el segundo miembro de transferencia 42. Otros tipos de combinaciones de embrague son también posibles. La transmisión incluye un cojinete de buje 49 interpuesto entre el cuerpo de transmisión 39 y el segundo miembro de transferencia 42. Un anillo dividido 51, 52 está acomodado adyacente a cada lado del cojinete de empuje 49. Los anillos divididos 51, 52 sujetan el segundo miembro de transferencia moviblemente cautivo. El extremo en el fondo del pozo en uso, del segundo miembro de transferencia 42, incluye una porción roscada 53. La porción roscada 53 conecta la transmisión 16 al miembro 12 de martillo vía la porción roscada correspondiente 27 del miembro 12 de martillo. El miembro conectador 14 y la transmisión 16 incluyen una cavidad central hueca 54, 55 formada en comunicación una con la otra. Las cavidades 54, 55 permiten el suministro de fluidos presurizados al miembro de martillo 12.
En el uso, el martillo de impacto 10 de la invención opera como se describe enseguida. Las Figuras 6A a 6D muestran la secuencia de operación del miembro 11 de soporte de herramienta; el miembro 12 de martillo; y el mecanismo 13 de gato. Para iniciar la operación del mecanismo 13 de gato un operador aplica un denominado "asentamiento" al miembro 12 de martillo. El peso de colocación puede caer típicamente en el intervalo de 226.8 kg (500 lbs) a 1,292.7 kg (2,850 lbs). Simultáneamente, el operador aplica una presión de fluido típicamente de entre 35.15 kg/cm2 (500 psi) y 175.75 kg/cm2 (2,500 psi) al martillo de impacto 10, vía la línea de suministro de fluido. La presión del fluido es transmitida al miembro de control 31 vía la cavidad hueca 54 en el miembro conectador; la cavidad hueca 55 en la transmisión 16; y la cavidad hueca 28 en el miembro de martillo 12. La combinación del peso de asentamiento y la presión de fluido provoca que el extremo 33 en el fondo del pozo del miembro de control 31 se asiente contra el pistón 18. El asentamiento del miembro de control 31 contra el pistón 18 previene la descarga de fluido vía el remanente del miembro 11 de soporte de herramienta, por ejemplo las cavidades 21, 22 y 23. En consecuencia, existe una constitución de presión en la cavidad hueca 28 del miembro 12 de martillo. Este incremento de la presión provoca separación limitada del miembro 12 de martillo y del miembro 11 de soporte de herramienta uno con relación al otro. Ya que el extremo en el fondo del pozo del miembro 11 de soporte de herramienta está restringido por el fondo del pozo de sondeo, u otra obstrucción, la separación limitada del miembro de martillo y el miembro 11 de soporte de martillo tiene el efecto de elevar el miembro de martillo 12 en una dirección hacia arriba del pozo (Figura 6B) . El movimiento del miembro 12 de martillo da como resultado la compresión del primero y segundo muelles 34, 35. Cuando el primero y segundo muelles 34, 35 son completamente comprimidos, el movimiento subsiguiente del cuerpo 12 de martillo eleva el miembro de control 31 lejos del pistón 18 (Figura 6C) . El movimiento del miembro de control 31 con relación al pistón 18 rompe el sello entre éstos. Esto permite la descarga del fluido vía las cavidades 21, 22, 23 en el miembro 11 de soporte de herramienta. Como resultado, la presión del fluido dentro de la cavidad hueca 28 cae. Esta reversión del mecanismo 13 de gato permite el colapso del miembro 12 de martillo y del miembro 11 de soporte de herramienta conjuntamente (Figura 6D) . El colapso ocurre debido a la ausencia de presión del fluido para elevar el miembro 12 de martillo. El peso del miembro 12 de martillo y la transmisión conectada a éste provoca que el miembro de martillo 12 se colapse hacia el miembro 11 de soporte. Cuando el miembro 12 de martillo y el miembro 11 de soporte de herramienta se colapsan conjuntamente, el miembro 12 de martillo imparte un impulso al miembro 11 de soporte de herramienta. El impulso es transmitido vía la tapa de impacto 26 al eje de impacto 17. El impulso acciona el barreno de perforación 19 dentro de la superficie de perforación, con lo cual se carga el barreno de perforación 19 y el miembro 11 de soporte de herramienta. Una vez que el miembro de control 31 se mueve lejos del pistón 18, el primero y segundo muelles 34, 35 continúa moviendo el miembro de control 31 hacia su segunda posición, por ejemplo, la válvula de platillo 29. Cuando el extremo 32 de la parte superior del pozo del miembro de control 31 se acopla a la válvula de platillo 29, éste cierra la válvula. Esto interrumpe el flujo del fluido a través del miembro 12 de martillo. La caída resultante en la presión del fluido en la cavidad hueca 28 permite que el miembro de control 31 regrese a su primera posición (Figura 6A) . El ciclo de operación se repite luego. Las Figuras ÍA a 1E muestran en forma esquemática la operación de un martillo de impacto de movimiento alternante, de acuerdo a la invención, en combinación con una línea 56 de suministro de fluido, conocida. La Figura ÍA indica la condición del martillo de impacto 10 después de la aplicación de un peso de asentamiento al miembro 11 de soporte de herramienta. El miembro de control 31 se llega a asentar contra el pistón 18. El incremento en la presión del fluido dentro del miembro 12 de martillo provoca la separación limitada del miembro 12 de martillo y el miembro 11 de soporte de herramienta uno con relación al otro (Figura IB) . La separación del miembro de martillo 12 y el miembro 11 de soporte de herramienta tiene el efecto de elevar el resto del martillo de impacto 10 y la línea 56 de suministro de fluido en una dirección hacia arriba del pozo. Cuando el miembro de control 31 es movido lejos de su posición asentada adyacente al pistón 18, la presión del fluido en el miembro 12 de martillo cae. El miembro 12 de martillo y la transmisión 16 se colapsan luego hacia el miembro 11 de soporte de herramienta bajo su propio peso. El colapso entre sí del miembro de martillo 12 y el miembro 11 de soporte de herramienta imparte un impulso al miembro 11 de soporte de herramienta. El impulso acciona el barreno de perforación 19 dentro de la superficie de perforación. El barreno de perforación 19 y el miembro 11 de soporte de herramienta están ahora bajo carga. Conforme el miembro 12 de martillo y la transmisión 16 se colapsan hacia el miembro 11 de soporte de herramienta; la inercia en la línea 56 de suministro de fluido da como resultado que el miembro 12 de martillo y la transmisión 16 se separan del miembro conectador 14 (Figura ID) . Una vez que el miembro de martillo 12 y el miembro 11 de soporte de herramienta se han colapsado conjuntamente (Figura ID) el peso de asentamiento fuerza la línea 56 de suministro de fluido y el miembro conectador 14 asegurado a ésta, para moverse hacia el miembro 12 de martillo. Este movimiento provoca que la transmisión 16 haga girar el resto del martillo de impacto 10. En la modalidad preferida, la transmisión 16 opera como sigue: El movimiento lineal del miembro conectador 14 hacia el miembro 12 de martillo, da como resultado el movimiento lineal del primer mandril 38 con relación al cuerpo de transmisión 39 (Figura 5) . La muescas helicoidales 43, 44 mutuamente acopladas, convierten este movimiento lineal a movimiento rotacional del primer miembro de transferencia 41. Las muescas helicoidales mutuamente acopladas son más robustas que, por ejemplo, un arreglo de espiga y guía de deslizamiento helicoidal. Además, las cargas compresiva y torsional son uniformemente distribuidas cuando se utilizan un par de muescas, con lo cual se reduce la cantidad de desgaste y de daño que ocurre.
El primer embrague 46 de rueda libre y el embrague de cono 47 transmiten el movimiento rotacional del primer miembro de transferencia 41 hacia el segundo miembro de transferencia 42. El primer embrague 46 de rueda libre y el embrague de cono 47 transmiten el movimiento rotacional en una dirección únicamente. En la modalidad mostrada esta dirección es a favor de las manecillas del reloj cuando se observa desde el extremo de la parte superior del pozo en uso del martillo de impacto 10. Cuando el miembro 12 de martillo y la transmisión 16 se separan del miembro conectador 14 (Figura ID) el primer embrague de rueda libre 47 y el embrague de cono 47 se desacoplan. Como resultado el movimiento rotacional del primer miembro de transferencia 41 no es transmitido al miembro secundario 42, con lo cual se ayuda a prevenir la transmisión del denominado "momento torsor inverso" al miembro 11 de soporte de herramienta. Durante el uso del martillo de impacto 10, el cojinete de empuje 49 transmite la carga axial entre el segundo miembro de transferencia 42 y el cuerpo de transmisión 39. Esto indica la fuerza de fricción que actúa sobre el segundo miembro de transferencia 42 durante la operación del martillo 10. Un segundo embrague 48 de rueda libre es interpuesto entre el segundo miembro de transferencia 42 y el cuerpo de transmisión 39. Esto ayuda a reducir adicionalmente la transmisión del momento torsor inverso al miembro 11 del soporte de herramienta. El segundo miembro de transferencia 42 es removiblemente asegurado al miembro 12 de martillo vía las porciones roscadas correspondientes 53, 27. Por lo tanto, el movimiento rotacional del segundo miembro de transferencia es transmitido al miembro 12 de martillo. Las porciones planas 36A, 36B mutuamente oponibles (Figura 4) previenen la rotación del miembro 11 de soporte de herramienta y el miembro 12 de martillo uno con relación al otro. En consecuencia, conforme el miembro 12 de martillo gira, giran también el miembro 11 de soporte de herramienta y el barreno de perforación 19. La rotación del miembro 11 del soporte de herramienta ocurre mientras que éste y el barreno de perforación 19 están bajo carga, con lo cual se hace posible que el operador de la herramienta controle la acción del martillo. El operador de la herramienta controla la acción del martillo durante la operación de perforación asentando o colocando el peso sobre el barreno de perforación como sea necesario . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
  2. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un martillo de impacto, de movimiento alternado, para el uso en un sitio en el fondo de un pozo, caracterizado porque comprende: un miembro de soporte de herramienta; un miembro de martillo; un mecanismo de gato; un miembro conectador; y una transmisión, en donde el miembro de soporte de la herramienta y el miembro conectador están espaciados uno con relación al otro y asegurados al miembro de martillo; el miembro de soporte de herramienta y el miembro de martillo están moviblemente cautivos uno con relación al otro; el mecanismo de gato interconecta operativamente el miembro de soporte de la herramienta y el miembro de martillo, con lo cual la operación del mecanismo de gato provoca la separación limitada del miembro de martillo y el miembro de soporte de herramienta uno con relación al otro; el mecanismo de gato es reversible para permitir el colapso subsecuente del miembro de martillo y el miembro de soporte de herramienta entre sí; el miembro conectador y el miembro de martillo son moviblemente cautivos uno con relación al otro; la transmisión interconecta operativamente el miembro conectador y el miembro de martillo; y la transmisión convierte el movimiento lineal del miembro conectador a movimiento rotacional del miembro de martillo, con lo cual cuando una fuerza actúa sobre el miembro conectador vía el miembro de martillo y la operación del miembro de soporte de herramienta del mecanismo de gato provoca el alargamiento inicial del martillo de impacto, seguido en sucesión por: (i) el colapso del miembro de martillo y el miembro de soporte de herramienta conjuntamente, tal que el miembro de martillo se separa del miembro conectador e imparte un impulso al miembro de soporte de herramienta; y (ii) el movimiento del miembro conectador hacia el miembro de martillo, bajo influencia de la fuerza, con lo cual la transmisión provoca la rotación del resto del martillo de impacto. 2. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de gato incluye: un pistón; una cavidad hueca; un miembro de válvula; y un miembro de control, un pistón que está colocado en un extremo en la parte superior del pozo en uso, del miembro de soporte de herramienta; la cavidad hueca está localizada dentro del miembro de martillo; el miembro de válvula está localizado adyacente a un extremo en la parte superior del pozo en uso, de la cavidad hueca; y el miembro de control es movible dentro de la cavidad hueca entre una primera posición en acoplamiento con el pistón, y una segunda posición en acoplamiento con el miembro de válvula, con lo cual se controla el flujo del fluido a través del miembro de martillo.
  3. 3. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el miembro de martillo incluye un miembro de desviación elástico, para mover el miembro de control hacia la segunda posición.
  4. 4. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el miembro de válvula es o incluye una válvula de platillo.
  5. 5. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el miembro de control es o incluye un dardo acanalado.
  6. 6. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de martillo incluye una tapa de impacto que está localizado adyacente a un extremo en el fondo del pozo, en uso, del miembro de martillo.
  7. 7. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de martillo incluye una porción roscada adyacente a un extremo en la parte superior del pozo, en uso, del mismo.
  8. 8. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la transmisión incluye: un cuerpo de transmisión; un primer miembro de transferencia; y un segundo miembro de transferencia, el primero y segundo miembros de transferencia son moviblemente cautivos uno con relación al otro al menos parcialmente dentro del cuerpo de transmisión; el primer miembro de transferencia convierte el movimiento lineal del miembro conectador a movimiento giratorio del segundo miembro de transferencia.
  9. 9. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el primer miembro de transferencia incluye un par de muescas helicoidales mutuamente acopladas para convertir el movimiento lineal del miembro conectador a movimiento giratorio del segundo miembro de transferencia.
  10. 10. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el segundo miembro de transferencia incluye al menos uno de un embrague de rueda libre y un embrague de cono, al menos uno de los cuales interconecta operativamente el primero y segundo miembros de transferencia .
  11. 11. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo de transmisión incluye un cojinete de empuje interpuesto entre el cuerpo de transmisión y el segundo miembro de transferencia.
  12. 12. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el segundo miembro de transferencia incluye una porción roscada que corresponde a la porción roscada del miembro de martillo, las porciones roscadas correspondientes aseguran removiblemente el miembro de martillo y la transmisión uno al otro.
  13. 13. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue el miembro conectador incluye una porción de acoplamiento para conectar el martillo de impacto a un extremo en el fondo del pozo, en uso, de una línea de suministro de fluido.
  14. 14. Un martillo de impacto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de soporte de herramienta incluye una herramienta removiblemente asegurada a un extremo del fondo del pozo en uso, de la misma.
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