WO2016009302A4 - Dispositivo de reducción de cargas para sistemas de bombeo de pozos profundos y sistema de bombeo que comprende dicho dispositivo - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de reducción de cargas (10) para sistemas de bombeo de pozos profundos (1 ), que es accionado por una sarta de varillas de bombeo (6) con movimiento alternativo y que acciona una bomba de profundidad (4); y un sistema de bombeo de pozos profundos (1 ) que comprende a dicho dispositivo de reducción de cargas (10). Dicho dispositivo de reducción de cargas (10) tiene un factor de reducción que define cuánto se reducen las cargas que actúan sobre dicha sarta de varillas de bombeo (6); y comprende un reductor de velocidad (13) del que se describen varias formas preferidas de realización.
Claims
1 . Un dispositivo de reducción de cargas (10) aplicado a reducir las cargas de una sarta de varillas de bombeo (6) en sistemas de bombeo de pozos profundos (1 ); que es accionado por dicha sarta de varillas de bombeo (6) con movimiento alternativo y que acciona una bomba de profundidad (4); caracterizado porque comprende:
- un elemento de transmisión conductor (1 1 ) que se acopla a dicha sarta de varillas de bombeo (6);
- un reductor de velocidad (13) que comprende al menos un conjunto de elementos móviles (23) y un conjunto de elementos de fijos (25);
- donde dicho reductor de velocidad (13), se acopla y es accionado por dicho elemento de transmisión conductor (1 1 );
- un elemento de transmisión conducido (12), que se acopla y es accionado por dicho reductor de velocidad (13);
- donde dicho elemento de transmisión conducido (12) se desplaza a menor velocidad y en el mismo sentido que el de dicho elemento de transmisión conductor (1 1 );
- y en donde dicho elemento de transmisión conducido (12) se acopla a dicha bomba de profundidad (4).
2. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
2
- dicho reductor de velocidad (13) comprende un reductor de velocidad superior (44), un reductor de velocidad inferior (46), y un número igual o mayor que cero de reductores de velocidad intermedios (45), ubicados uno arriba del otro;
- donde dicho reductor de velocidad superior (44) es accionado por dicho elemento de transmisión conductor (1 1 h);
- donde dicho reductor de velocidad inferior (46) acciona a dicho elemento de transmisión conducido (12h);
- y en donde el elemento de transmisión conducido intermedio (48) de cualquier reductor de velocidad (44, 45) ubicado arriba de dicho reductor de velocidad inferior (46) se acopla al elemento de transmisión conductor intermedio (47) del reductor de velocidad (45, 46) ubicado en la posición inmediatamente inferior.
3. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (20) que se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1 a);
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (21 ), que está fijo con respecto a dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (20) y sobre su mismo eje de rotación;
- donde dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (21 ) se acopla en su lado externo a dicho elemento de transmisión conducido (12a);
- y dicho conjunto de elementos de fijos (25) comprende:
- un elemento de transmisión fijo (22) sobre el que se acopla en su lado externo dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (20).
4. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
3
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (29) que se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1 b);
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (30), que está fijo con respecto a dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (29) y sobre su mismo eje de rotación;
- un segundo elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (31 ), cuyo eje de rotación es paralelo y se ubica debajo del eje de rotación de dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (29);
- donde dicho segundo elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (31 ) también se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1 b);
- un segundo elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (32), que está fijo con respecto a dicho segundo elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (31 ) y sobre su mismo eje de rotación;
- un elemento de transmisión rotativo (34), que se acopla en su lado superior a dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (30), y en su lado inferior se acopla a dicho segundo elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (32), girando en un sentido inverso a dichos elementos;
- donde dicho elemento de transmisión rotativo (34) también se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conducido (12b);
- y dicho conjunto de elementos de fijos (25) comprende:
- un elemento de transmisión fijo (33) sobre el que se acoplan en sus lados externos dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (29) y dicho segundo elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (31 ).
5. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
4
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (35) que se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1 c, 1 1 d);
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (36), que está fijo con respecto a dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (35) y sobre su mismo eje de rotación;
- donde dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (36) se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conducido (12c, 12d);
- y dicho conjunto de elementos fijos (25) comprende:
- al menos una articulación cilindrica fija, que se conecta a dichos elementos de transmisión rotativos de diámetro mayor (35) y de diámetro menor (36) y les permite rotar sobre su eje de rotación.
6. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (37) ubicado en un primer eje de rotación, que se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1 e);
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (38), que está fijo con respecto a dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (37) y sobre su mismo eje de rotación;
- un elemento de transmisión rotativo intermedio (39) ubicado en un segundo eje de rotación, que se acopla al lado inferior de dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (38), girando en un sentido inverso a dicho elemento;
5
- un elemento de transmisión rotativo conducido (40) ubicado en un tercer eje de rotación, que se acopla al lado inferior de dicho elemento de transmisión rotativo intermedio (39);
- donde dicho elemento de transmisión rotativo conducido (40) se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conducido (12e).
- y dicho conjunto de elementos fijos (25) comprende:
- un primer conjunto de al menos una articulación cilindrica fija, que se conecta a dichos elementos de transmisión rotativos de diámetro mayor (37) y de diámetro menor (38) y les permite rotar sobre dicho primer eje de rotación;
- un segundo conjunto de al menos una articulación cilindrica fija, que se conecta a dicho elemento de transmisión rotativo intermedio (39) y le permite rotar sobre dicho segundo eje de rotación;
- y un tercer conjunto de al menos una articulación cilindrica fija, que se conecta a dicho elemento de transmisión rotativo conducido (40) y le permite rotar sobre dicho tercer eje de rotación.
7. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo (42) que se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1f, 1 1 g, 1 1 i);
- donde dicho elemento de transmisión rotativo (42) está conectado mediante al menos una articulación cilindrica a dicho elemento de transmisión conducido (12f, 12g, 12¡);
- y dicho conjunto de elementos fijos (25) comprende:
- un elemento de transmisión fijo (43) sobre el que se acopla en su lado externo dicho elemento de transmisión rotativo (42).
6
8. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (51 ) que se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1j);
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (52), que está fijo con respecto a dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (51 ) y sobre su mismo eje de rotación;
- donde dichos elementos de transmisión rotativos (51 , 52) están conectados mediante al menos una articulación cilindrica a dicho elemento de transmisión conducido (12j);
- y dicho conjunto de elementos fijos (25) comprende:
- un elemento de transmisión fijo (53) sobre el que se acopla en su lado externo dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (52).
9. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (54) que se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conductor (1 1 k);
- un elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (55), que está fijo con respecto a dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro mayor (54) y sobre su mismo eje de rotación;
- donde dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (55) se acopla en su lado interno a dicho elemento de transmisión conducido (12k);
- y dicho conjunto de elementos fijos (25) comprende:
- un elemento de transmisión fijo (56) sobre el que se acopla en su lado externo dicho elemento de transmisión rotativo de diámetro menor (55).
7
10. Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
- un elemento de transmisión rotativo (57, 58, 59, 60);
- al menos una articulación cilindrica mediante la cual dicho elemento de transmisión rotativo (57, 58, 59, 60) se conecta a dicho elemento de transmisión conducido (121);
- donde dicho elemento de transmisión conductor (1 11) se acopla a dicha sarta de varillas de bombeo (6) substancialmente en uno de sus extremos;
- donde dicho elemento de transmisión conductor (1 11) se acopla al elemento de transmisión rotativo (57, 58, 59, 60) de dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) y gira 180°;
- y donde dicho conjunto de elementos fijos (25) comprende:
- un medio de sujeción (61 ) que mantiene fijo substancialmente en su otro extremo a dicho elemento de transmisión conductor (1 11).
1 1 . Un dispositivo de reducción de cargas según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
- dicho reductor de velocidad (13) tiene un conjunto de elementos de fijos (25) y al menos un conjunto de elementos móviles (23) que en combinación comprenden un polipasto que se coloca invertido con respecto a su modo de instalación convencional;
- dicho conjunto de elementos de fijos (25) comprende:
- un soporte inferior (63), que está fijo y sostiene a dicho polipasto invertido con respecto a su modo de instalación convencional;
- dicho al menos un conjunto de elementos móviles (23) comprende:
8
- un sistema de elementos de transmisión rotativos con ejes fijos donde cada elemento de transmisión rotativo se conecta mediante al menos una articulación cilindrica a dicho soporte inferior (63);
- un sistema de elementos de transmisión rotativos con ejes móviles donde cada elemento de transmisión rotativo se conecta mediante al menos una articulación cilindrica al elemento de transmisión conducido (12m);
- y donde dicho polipasto es accionado por dicho elemento de transmisión conductor (1 1 m).
12. Un dispositivo de reducción de cargas según una cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 6, caracterizado porque: los elementos de transmisión rotativos de al menos dos conjuntos de elementos móviles (23) distintos, se acoplan entre sí (41 ) manteniendo sus acoplamientos con los elementos de dicho conjunto de elementos de fijos (25).
13. Un dispositivo de reducción de cargas según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque: dicho reductor de velocidad (13) comprende además un segundo conjunto de elementos (27), que es igual al primer conjunto de elementos (26) y se coloca simétricamente con respecto al plano medio del elemento de transmisión conductor (1 1 ), conformando un reductor de velocidad simétrico (28).
14. Un sistema de bombeo de pozos profundos (1 ) que comprende un dispositivo de reducción de cargas (10) según las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende:
una unidad de bombeo superficial (9) que genera movimiento alternativo;
una sarta de varillas de bombeo (6) que se acopla a dicha unidad de bombeo superficial (9) y transmite movimiento alternativo;
9 una bomba de profundidad (4);
donde el elemento de transmisión conductor (1 1 ) de dicho dispositivo de reducción de cargas (10) se acopla a dicha sarta de varillas de bombeo (6);
donde el elemento de transmisión conducido (12) de dicho dispositivo de reducción de cargas (10) se acopla a dicha bomba de profundidad (4);
y un elemento de soporte (3, 5), con respecto al cual está fijo el conjunto de elementos de fijos (25) del reductor de velocidad (13) de dicho dispositivo de reducción de cargas (10).
15. Un sistema de bombeo según la reivindicación 14, caracterizado porque:
- dicho elemento de transmisión conducido (12) se acopla a barras de peso (7);
- en donde dichas barras de peso (7) se acoplan a dicha bomba de profundidad (4).
16. Un sistema de bombeo según la reivindicación 14, caracterizado porque: dicho elemento de soporte (3, 5) es un tubing (5).
17. Un sistema de bombeo según la reivindicación 14, caracterizado porque: dicho elemento de soporte (3, 5) es un casing (3).
18. Un sistema de bombeo según la reivindicación 14, caracterizado porque: dicho conjunto de elementos de fijos (25) se fija a dicho elemento de soporte (3, 5) a través de un medio de fijación (14).
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