ES2324996T3 - Sistema, tanque y unidad de salida para transportar detritos de perforacion sin tratar. - Google Patents

Abstract

Un sistema para transportar detritos de perforación sin tratar, que comprende un tanque (2) para contener la masa durante el transporte, teniendo el tanque (2) una unidad de salida (10) en el fondo del tanque (2) para hacer avanzar la masa fuera del tanque empujando la masa hacia un orificio de salida (8) en el fondo del tanque, en el que el tanque está dispuesto bajo cubierta (81) en un barco (1) y comprende una parte superior sustancialmente cilíndrica (3) y una parte inferior troncocónica (4) que termina en un fondo anular sustancialmente plano (6), estando limitado el fondo (6) por una pared lateral cónica (5) y una cúpula o cono interior (11) dispuesto esencialmente en el centro en el fondo plano (6), y que una bomba volumétrica (21) está dispuesta en un nivel inferior al del fondo del tanque (6) para recibir la masa y hacerla avanzar a través de una línea de descarga (13), línea de descarga (13) que tiene una sección transversal sustancialmente uniforme.

Description

Sistema, tanque y unidad de salida para transportar detritos de perforación sin tratar.

La presente invención se refiere a un sistema para transporte de detritos de perforación sin tratar. "Sin tratar" significa que los detritos de perforación no han sufrido ningún tratamiento significativo con vistas a preparar los detritos para el transporte, por ejemplo mediante la adición de líquido.

La perforación de pozos de sondeo durante la exploración de petróleo y gas genera una gran cantidad de detritos de perforación. Estos detritos de perforación están constituidos por roca del suelo, agua y residuos de diversos productos químicos que se usan como aditivos durante la operación de perforación. También puede contener hidrocarburos como petróleo.

Antiguamente, se deshacían simplemente de los detritos de perforación sobre el lecho marino. Sin embargo, la investigación ha revelado que los detritos de perforación pueden ser altamente perjudiciales para el medio ambiente y en particular muy perjudiciales para las huevas de peces pelágicos. Por lo tanto, hoy en día muchos países no permiten el vertido de detritos de perforación sobre el lecho marino en áreas sensibles. De este modo, los detritos de perforación deben ser transportados a la costa para el tratamiento o alternativamente ser molidos y reinyectados. En la costa, se puede deshacer de los detritos de perforación de una manera medioambientalmente sana. También existen varios modos en los que las fracciones de los detritos pueden explotarse comercialmente antes de deshacerse de los residuos restantes.

Existen muchos sistemas para separar los detritos de perforación del fluido de perforación del pozo. Ejemplos de los mismos se describen en los documentos NO 311232, NO 312915, NO 19985493, NO 19991798, US 2001/0039887, GB 2350851.

Del documento WO 01/38648 también se conoce un sistema para eliminar del lecho marino los detritos de perforación vertidos.

Los sistemas usados actualmente para transporte requieren un trabajo muy intensivo y existe insatisfacción general acerca de la cantidad de manejo de grúas implicada, especialmente en la torre de perforación. Los sistemas que hay en los barcos de suministro también requieren trabajo intensivo y espacio. No existen propuestas actuales para sistemas que pudieran ocuparse de manera satisfactoria del transporte de detritos de perforación sin tratar bajo cubierta. Hoy en día el modo más común de transporte es para que los detritos de perforación se llenen en cajones abiertos a bordo de la plataforma (o barco) de perforación, como se describe en los documentos US 5971084, NO 20032400 (correspondiente al documento US 6585115), WO 03/095789 y NO 19995270. Luego los cajones son subidos a bordo de un barco de suministro por medio de una grúa. Los cajones son transportados luego a una planta receptora costera sobre la cubierta del barco de suministro. Tal transporte en cubierta no se considera seguro. Si el barco de suministro se topa con tiempo borrascoso existirá un riesgo de que los cajones acaben en el mar, ya sea por vertido de emergencia deliberado o por soltarse. De este modo, sería muy deseable poder transportar los detritos de perforación bajo cubierta.

Los detritos de perforación son altamente viscosos. Se han hecho intentos de transportar detritos de perforación en tanques que comprenden agitadores para mantener los detritos de perforación tan líquidos como sea posible. Sin embargo, esto ha tenido como resultado que los detritos de perforación se conviertan parcialmente en una mezcla similar a hormigón duro que es imposible de bombear. En el caso de transporte por cajones esto no tiene grandes consecuencias, ya que los cajones pueden vaciarse más o menos dándoles la vuelta. Sin embargo, esto no es posible cuando se usan tanques de barcos, y los detritos de perforación petrificados pueden resultar casi imposibles de quitar. También se ha propuesto que se añada líquido para mantener líquidos los detritos de perforación. Sin embargo, esto no resuelve el problema, además de que ahora también deben transportarse grandes cantidades de líquido. Ejemplos de lo anterior se describen en los documentos US 6345672 y GB 2330600.

El documento NO 20021070 propone el transporte de detritos de perforación en tanques remolcados detrás de un barco. Por supuesto, esto implicará un gran riesgo de contaminación si un tanque queda a la deriva.

El documento EP 108864 muestra un contenedor para cemento o lodo de perforación. El contenedor tiene una parte cónica inferior y una parte cilíndrica superior. En el extremo inferior de la parte cónica está acoplado un fondo intercambiable. El fondo puede intercambiarse para adaptar el contenedor para contener cemento o lodo de perforación. El fondo es curvado y tiene una abertura de salida, que conecta a un empujador, una bomba y una línea de transporte. El contenedor puede ser presurizado para facilitar el flujo de cemento o lodo.

Este contenedor no es capaz de manejar los tipos más difíciles de detritos de perforación. Para estos detritos es necesario usar algún medio de alimentación de los detritos de perforación hacia la abertura. El documento EP 108864 no incluye ninguna unidad de salida en el fondo del tanque para empujar la masa hacia la abertura de salida. Por consiguiente, los detritos de perforación especialmente difíciles (de alta viscosidad y adherencia) pueden obstruir la abertura de salida o fluir sólo hasta un grado muy limitado.

El contenedor tiene un fondo cónico alto con paredes empinadas. La parte cónica se extiende sobre aproximadamente la mitad de la altura del contenedor. Esto disminuye la utilización del espacio disponible. Esto es especialmente importante cuando el tanque está dispuesto bajo la cubierta de un barco, donde el espacio, y especialmente la altura, son limitados. Si las paredes fueran menos empinadas sería incluso más difícil sacar los detritos de perforación del contenedor.

El fondo intercambiable del contendor es curvado. Esto hace virtualmente imposible disponer una unidad de salida en el fondo para empujar la masa hacia fuera a través de la abertura. Se dejaría a alguien experto que usara los tornillos de avance, por ejemplo como se sabe a partir del documento GB 2318370, lo que causa un grado demasiado elevado de agitación de los detritos de perforación.

El documento GB 2318370 muestra un contenedor para detritos de perforación, que está pensado para ser desplazado desde la plataforma hasta el barco y más lejos hasta la planta de tratamiento con base en tierra. La manera convencional de transportar tales contenedores móviles es sobre la cubierta del barco. En esta publicación no se menciona ninguna otra manera de transportar el contenedor, de ahí que deba darse por sentado que el contenedor es transportado sobre la cubierta.

El contenedor del documento GB 2318370 comprende un dispositivo de salida en el fondo del contenedor. Sin embargo, no existe mención de una bomba en un nivel inferior al fondo del tanque para hacer avanzar los detritos de perforación desde el tanque. Por el contrario, el contenedor es vaciado dentro de un tanque costero subiendo el contenedor por encima del tanque costero y dejando que los detritos de perforación caigan dentro del tanque costero. La publicación no muestra una parte inferior troncocónica que tenga un fondo sustancialmente plano. Se ha descubierto que esta forma permite la descarga de la masa con un mínimo de agitación y, por consiguiente, riesgo reducido de separación de agua y sólidos. Al mismo tiempo, esta forma tiene en cuenta un grado mucho más alto de utilización del espacio disponible bajo la cubierta de un barco.

El documento US 2003190199 muestra un contenedor que tiene una parte cilíndrica superior y una parte cónica inferior. Las paredes laterales de la parte cónica son bastante empinadas y terminan en una sección transversal relativamente pequeña donde está situada una abertura de salida. Los medios para facilitar el flujo de los detritos de perforación son por presión de aire. No existe suficiente espacio para una unidad de salida en el fondo. No se ha considerado necesaria una bomba bajo la salida del contenedor.

El documento GB 2369135 muestra un sistema para manejar detritos de perforación, que tiene un contenedor con una abertura en la parte superior. No existe abertura en el fondo y los detritos se vacían del contendor mediante una excavadora a través de la abertura superior. El sistema es bastante complicado y el equipo de excavación ocupa un espacio sustancial y requiere buen acceso a la parte superior del contendor. Además, sería difícil vaciar cada esquina del contenedor mediante la excavadora. Por consiguiente, lo más probable es que fuera necesaria la extracción manual de los restos de los detritos de perforación.

A pesar de los problemas del procedimiento propuesto en los documentos US 6345672 y GB 2330600, aun así la invención está basada en el uso de tanques dispuestos bajo cubierta, por ejemplo en un barco de suministro, para el transporte de detritos de perforación. A diferencia de en los intentos previos, el trabajo sobre la presente invención ha conducido a la conclusión de que el diseño del tanque y el mecanismo de salida tiene gran influencia sobre si los detritos de perforación pueden ser entregados desde el tanque. La agitación llevada a cabo previamente al intentar encontrar una solución al problema de transporte, ya sea durante el transporte real o cuando se hacen avanzar los detritos de perforación desde el tanque, ha demostrado tener un efecto muy negativo sobre la viscosidad de los detritos de perforación. Cuanto mayor es la agitación de los detritos de perforación, mayor es el grado de petrificación. Esto es porque las partículas son comprimidas localmente en los detritos de perforación, causando desplazamiento de agua y un aumento de la densidad de las partículas. Por lo tanto, un objeto de la presente invención es evitar en la mayor medida posible cualquier agitación de los detritos de perforación.

Otra posible solución es secar los detritos de perforación antes del transporte para permitir que sean transportados como polvo. Sin embargo, tal secado requiere mucha energía y algo de tiempo para llevarlo a cabo, llevando a un mayor requisito de espacio de almacenamiento a bordo de la plataforma.

Para conseguir el objeto anterior, se le ha dado al tanque un diseño apropiado, donde los detritos de perforación son conducidos hacia la salida del tanque con un mínimo de agitación y el mecanismo de salida está diseñado de tal manera que somete a los detritos de perforación a tan poca agitación como sea posible durante la expulsión.

Según la invención, se provee un concepto general que comprende el diseño del tanque, el mecanismo de salida, una válvula de compuerta controlada en el interior de la tolva de alimentación por bomba, y tuberías. Se logra un sistema general práctico por las características expuestas en la Reivindicación 1 siguiente.

Preferentemente, la bomba tiene un tornillo de avance de velocidad variable independiente. Además es posible añadir productos químicos que contienen líquido y realizar inyección de aire.

Preferentemente, el funcionamiento de la bomba y el procedimiento de salida se controlan en cuanto a presión, rpm y par motriz, con monitorización del nivel de detritos de perforación en la tolva de alimentación y protección contra el funcionamiento en seco.

A continuación se explicará la invención con mayor detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es una sección longitudinal a través de una sección de un barco que contiene tanques de detritos de perforación según la invención;

la Figura 2 es una vista desde arriba de la sección del barco y los tanques;

la Figura 3 muestra dos tanques según la invención con bomba de salida y tuberías asociadas;

la Figura 4 muestra un mecanismo de salida según la invención y una bomba de salida para un tanque según la invención;

la Figura 5 muestra una bomba para un tanque de la invención, junto con una tolva de alimentación y una válvula según la invención;

la Figura 6 muestra una sección a través del mecanismo de salida según la invención;

la Figura 7 muestra una sección más detallada a través de parte del mecanismo de salida; y

la Figura 8 muestra un diagrama hidráulico para el mecanismo de salida según la invención y la bomba.

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Las Figuras 1 y 2 muestran secciones horizontal y vertical, respectivamente, de un barco 1 en el que hay dispuesta una pluralidad de tanques 2 según la invención. Preferentemente, cada tanque 2 tiene una sección transversal circular, donde la parte superior 3 es cilíndrica y la parte inferior 4 está formada como el tronco de un cono que tiene una pared lateral 5 que se extiende en un ángulo de entre aproximadamente 20º y aproximadamente 45º hacia dentro hacia un fondo plano circular 6. Esta forma de tanque es un compromiso entre hacer buen uso del espacio disponible y poder someter la masa que ha de ser transportada hacia fuera a través de una abertura en el fondo 6 del tanque 2 a un mínimo de agitación durante la salida. La utilización máxima del espacio disponible se logra diseñando los tanques para que tengan una sección transversal rectangular y colocándolos unos contra otros con paredes laterales rectas. Sin embargo, esto no ofrecerá salida eficiente de la masa, ya que mucha masa permanecerá en las esquinas inferiores del tanque. Una forma cilíndrica (es decir, con una pared lateral recta) también dejaría masa contra la pared lateral en la parte inferior del tanque.

La salida más eficiente probablemente se lograría con un tanque formado como un cono que tenga un orificio de salida en la punta del cono. Cuanto más empinadas sean las paredes del cono, más fácil será el procedimiento de salida. Sin embargo, tal tanque no hace buen uso del espacio disponible.

Un compromiso entre hacer uso del espacio y lograr una buena salida sería tener una parte superior en la forma de un cilindro y una parte inferior en la forma de un cono. Se ha descubierto que un cono truncado proveería suficiente capacidad de salida aunque aumentando la altura disponible para una porción cilíndrica.

La altura disponible global H se determina por la distancia entre el fondo del barco 70 (doble fondo interno) y la cubierta 81. Esta altura H varía de un barco a otro y dentro del mismo barco. Lo que ha de deducirse a partir de esta altura es la altura global h_{1} del equipo de bombeo bajo el tanque. Entre la cubierta 81 y el carril de carga superior 80 está una altura h_{2} que está disponible para conexión de tubos flexibles, la boquilla de avance o similares.

El diámetro D de la porción cilíndrica 3 del tanque debe ser como mínimo 3 metros. Usar un diámetro menor que esto no sería conveniente. Ni el diámetro debe exceder de la mitad de la anchura del barco, ya que esto sería hacer menos que buen uso del espacio disponible. Actualmente, se considera que 7 metros es el diámetro práctico máximo.

Para asegurar la salida satisfactoria de la masa que se transporta, la anchura del orificio de salida 8 (véase la Figura 4) debe ser al menos 300 mm. Sin embargo, los orificios de salida mayores de 600 x 800 mm no se consideran prácticos, ya que será difícil diseñar válvulas que tengan una abertura mayor que esto, mientras que al mismo tiempo puedan resistir el peso de la masa contenida en el tanque. La válvula puede ser rectangular tal como se muestra, y alternativamente circular u ovalada.

Se hace una breve referencia a la Figura 4, que entre otras cosas muestra una unidad de salida 10 dispuesta inmediatamente encima del fondo plano 6. En esta figura, no se muestran la pared del tanque 5 ni la sección superior 3. La unidad de salida 10 se explicará con mayor detalle más adelante, pero aquí se hace referencia al hecho de que la unidad de salida 10 tiene una parte generalmente cónica 11 que ocupa una pequeña parte del volumen del tanque 2. La parte cónica tiene un ángulo aproximadamente igual a o más empinado que el ángulo de la pared lateral 5. Debido a este cono 11 sólo una parte exterior del fondo 6 estará expuesta a la masa contenida en el tanque 2. La anchura de esta parte exterior debe ser prácticamente igual a la anchura del orificio 8. El orificio 8 puede ser rectangular o circular.

Las limitaciones anteriores asegurarán una definición prácticamente única de la forma del tanque. Una desviación de esta forma llevará a una utilización más escasa del espacio o a complicar el procedimiento de salida de masa.

La Figura 3 muestra, con mayor detalle, dos tanques 2 con equipo de bombeo asociado 12. Se muestra un dispositivo de llenado 9 en conexión con uno de los tanques 2. El llenado puede tener lugar desde uno o más tanques similares a bordo de una plataforma de perforación o un barco de perforación. Alternativamente, el llenado puede tener lugar a través de un cajón o bolsa grande que se vacía dentro de una tolva (no mostrada) encima del dispositivo de llenado 9. El dispositivo de llenado puede ser común a todos los tanques 2 a bordo del barco de suministro 1 y desplazarse de tanque a tanque, o puede haber un dispositivo de llenado separado 9 para cada tanque.

El equipo de bombeo 12 se explicará con mayor detalle más tarde. Desde el equipo de bombeo 12 la masa se pasa dentro de una tubería o un tubo flexible 13 o una combinación de una tubería y tubo flexible. La tubería o tubo flexible 13 debe tener tan pocos cambios dimensionales internos como sea posible en total. Además, no debe tener demasiadas curvas o excesivamente bruscas. Esto es para evitar que se expulse agua de los detritos de perforación, haciendo difícil transportar los detritos a través de la tubería 13. La tubería 13 corre hasta una instalación receptora (no mostrada) en la costa, que puede estar constituida por cajones, bolsas grandes, tanques o un emplazamiento de llenado en tierra.

La Figura 3 también muestra un sistema 14 para introducir aire en la pared lateral 5. Esto puede hacerse en ráfagas, especialmente tras el comienzo del procedimiento de salida, para facilitar a la unidad de salida desplazar la masa.

La unidad de salida 10 se muestra en la Figura 4, colocada contra el fondo plano 6. Tiene un cono o cúpula 11 que está diseñado para girar. Preferentemente, el cono tiene el mismo ángulo que la pared lateral 5 de la parte cónica 4 del tanque. Sobre la cúpula 11 hay brazos de salida 15, 16. Dos brazos se extienden hacia abajo a lo largo del cono 11, a lo largo del fondo plano 6 y hacia arriba a lo largo de la pared lateral 5. Preferentemente, estos brazos 16 están dispuestos para ser diametralmente opuestos para equilibrar las fuerzas que actúan sobre el mecanismo de salida. También es posible tener sólo un brazo 16 o más de dos brazos 16. Los brazos 15 también se extienden hacia abajo a lo largo del cono 11 y a lo largo del fondo 6 pero terminan en la periferia del fondo 6. El cono 11 no tiene que ser necesariamente cónico sino que cualquier forma de cúpula que asegure el movimiento de la masa hacia abajo hacia el fondo plano 6.

Pueden estar provistos carriles deslizantes (no mostrados) para reducir la fricción entre los brazos y la pared lateral de la parte cónica, carriles que se extienden sustancialmente en la dirección de giro de los brazos.

Preferentemente, los brazos están formados para estar tendidos más cerca contra el fondo en el borde delantero, para formar una separación entre el brazo y el fondo, que se ensancha hacia el borde posterior del brazo. Esto ayuda a evitar el acuñamiento de partículas entre el brazo y el fondo.

La Figura 4 muestra parte de una viga de soporte 17 para el tanque 2.

Bajo el orificio de salida 8 hay un pozo 18 con una válvula de compuerta 19. Se considera que una válvula de compuerta es el tipo de válvula más adecuado para esta aplicación, ya que puede resistir el elevado peso de la masa. El pozo 18 lleva hacia abajo hasta una cámara receptora 20, que a su vez lleva a una bomba volumétrica, preferentemente una bomba espiral 21. El sistema de bombeo se explicará con mayor detalle con referencia a la Figura 5.

Como se mencionó anteriormente, el orificio 8 puede cerrarse mediante una válvula de compuerta 19. La válvula de compuerta tiene un registro de dosificación 22 accionado por un accionador 23. El accionador puede ser un cilindro hidráulico tal como se muestra. La válvula de compuerta puede abrirse desde la posición totalmente cerrada hasta la posición totalmente abierta que corresponde prácticamente al 100% de la sección transversal del orificio, pero también puede asumir posiciones intermedias para controlar la descarga de masa desde el tanque.

La salida es controlada principalmente ajustando la apertura de la válvula de compuerta. La cantidad de masa que ha de descargarse se determina por la capacidad de la bomba 21. Por esta razón, está provisto un indicador de nivel (no mostrado) en la cámara receptora 20, que asegura que la apertura de la válvula de compuerta se reduce cuando el nivel en la cámara receptora llega a un cierto nivel. Para dejar espacio para medir el nivel, el pozo hacia la cámara receptora 20 tiene una longitud horizontal mayor que la de la válvula 19. En el fondo, la cámara receptora 20 se convierte en una forma de cilindro en el que está provisto un tornillo de avance (no mostrado) para hacer avanzar los detritos de perforación dentro de la bomba 21. Pueden instalarse boquillas limpiadoras en la cámara receptora (preferentemente en la parte superior) para limpiar mediante descarga de agua los detritos de perforación residuales después de limpiar el tanque.

Pueden usarse otros tipos de bombas volumétricas en lugar de una bomba espiral 21, por ejemplo una bomba de pistón doble. Hay bombas de pistón doble adecuadas disponibles que se usan actualmente para bombear hormigón.

Preferentemente, tanto la bomba espiral 21 como la unidad de salida 12 funcionan a una velocidad constante.

Puede ser apropiado accionar el tornillo de avance de la bomba 21 por separado. Como se mencionó anteriormente, hay preferentemente dos tornillos de avance (no mostrados); un primer tornillo ubicado en la cámara receptora (como se mencionó anteriormente) y un segundo tornillo situado después del primero, es decir, en la carcasa de la bomba real 21. La capacidad de avance del primer tornillo es ligeramente mayor que la del segundo tornillo. Esto asegura que se llena todo el volumen de trabajo del segundo tornillo, reduciendo así el riesgo de que se expulse agua de los detritos de perforación y que los detritos de perforación se compriman en una sustancia similar al hormigón. Ya existe una bomba de este tipo, pero se usa para otros propósitos distintos de la presente invención. Preferentemente, los tornillos de avance son accionados directamente por un motor hidráulico. Esto provee solidez, exceso de presión y protección del par de torsión, y dimensiones estructurales pequeñas. Aguas abajo de la bomba se hace uso preferentemente de tuberías de acero lisas resistentes a ácidos (opcionalmente con una transición a un tubo flexible) que tienen curvas suaves y tan pocos cambios de la sección transversal como sea posible en total.

Las pruebas han mostrado que resultaba bien tener el primer tornillo de avance funcionando a una velocidad de giro del 50% o más que la del segundo tornillo. Esto puede ser deseable hasta cierto punto pero causa un aumento de viscosidad y lleva a un mayor riesgo de obstrucción al final de la cámara receptora. Si ha de incluirse el funcionamiento separado del primer tornillo, será un parámetro el control de par de torsión del tornillo.

Se provee un dispositivo 24 para introducción de líquido y/o polímeros en la transición entre la cámara receptora 20 y la carcasa de la bomba 21. La adición de hasta el 20% de agua con 0,5% de polímero ha demostrado ser efectiva. La inyección de jabón de potasa puede ser una alternativa a la mezcla de polímero. Los detritos de perforación estarán entonces amasados y serán altamente viscosos, pero si el avance es suficiente la bomba también funcionará satisfactoriamente sin adición de polímeros. La masa que sale es demasiado viscosa para fluir pero aun así puede ser bombeada a través de un sistema de tuberías sin curvas bruscas. El momento resistente en la bomba se mide mediante un sensor para determinar si y hasta qué cantidad debe inyectarse líquido.

La bomba y las tuberías deben estar dispuestas de una manera que posibilite el uso de tuberías de sondeo que tengan el mayor radio de curvatura posible. Deben evitarse los cambios dimensionales en las tuberías y entre tuberías y tubos flexibles. Probablemente es suficiente que la bomba 21 tenga una presión nominal de 12 bares. La bomba puede tener una protección contra el funcionamiento en seco y un monitor de desgaste. Es adecuada una línea/tubo flexible de descarga con un diámetro interno de entre 6'' y 8'' (15,24 cm y 20,32 cm). El tubo flexible puede tener un revestimiento plástico interno para hacer más liso el tubo flexible. Preferentemente, el barco también está equipado con estos tubos flexibles (por ejemplo, en un carrete) para evitar tener que usar tubos flexibles de descarga estándar con suavidad insuficiente o restricciones.

Preferentemente, hay un manómetro en la bomba para monitorizar la presión en la bomba.

También es posible inyectar aire, además de agua y/o polímero, preferentemente al final de la bomba 21, como se indica por 25. La inyección de aire en forma de una ráfaga de aire puede deshacer la composición dura de la masa. También es concebible usar ráfagas de aire en ruta en la línea de descarga, para ayudar a la masa a avanzar.

El papel de la unidad de salida 10 es transportar la masa hacia el orificio de salida 8. La masa debe ser desplazada tan poco como sea posible por la unidad de salida 10 para evitar la agitación innecesaria. Todos los brazos de salida 15, 16 barren por el fondo plano 6. Esto transporta la masa por un sector del fondo plano 6 y hasta el orificio de salida 8. Además, dos brazos 16 barren por el lado cónico 5 del tanque 2 para facilitar el movimiento de la masa hacia abajo hacia el fondo 6. Como se mencionó anteriormente, el orificio de salida 8 se extiende hasta el final desde el borde inferior del lado cónico 5 hasta la parte cónica 11 del mecanismo de salida. Esto minimizará el movimiento de los detritos de perforación por el orificio de salida 8. Idealmente, la misma masa no debe ser empujada en círculo más de una revolución a lo largo del fondo 6.

El mecanismo de salida se explicará con mayor detalle con referencia a las Figuras 6 y 7. Estas muestran la parte cónica 11 con los brazos 15 y 16. Los brazos 15, 16 y la parte cónica 11 están acoplados a un núcleo 30, que a su vez está conectado a un eje impulsor 31 por medio de ranuras. El eje impulsor 31 está accionado directamente por un motor hidráulico 32 fijado a un collarín 33. El collarín 33 está suspendido desde un cono interno 34, que a su vez está fijado al fondo 6 del tanque 2.

Bajo del fondo 6 del tanque está una tapa 35 que cierra herméticamente un espacio 36 en el que está ubicado el motor 32. Este espacio 36 está relleno de aceite. En el conducto del eje impulsor a través del collarín 33 está una junta de labios 37 que cierra herméticamente el espacio relleno de aceite 36 por el extremo superior del mismo.

La separación 38 (véase la Figura 7) entre la parte cónica 11 y el núcleo 30 en un lado y el cono interno 34 y el collarín 33 en el otro, está rellena de aire. Esto es para impedir que la masa del tanque, que puede penetrar en medio de la parte cónica 11 y el cono interno 34, penetre hasta el final hasta la junta de labios 37 y cause daño a esta. Para mantener esta junta de estanqueidad está provisto un canal 39 en el collarín 33, a través del cual puede suministrarse aire a presión a la separación 38.

En el ejemplo mostrado, el motor 32 está instalado desde abajo. Sin embargo, con el dimensionamiento apropiado de aberturas que pasan a través, puede instalarse casi tan fácilmente desde arriba.

Encima del núcleo 30 y conectada por pernos está una parte superior cónica 40. La función de la parte superior cónica 40 es llevar la masa fuera de la parte cónica 11. El círculo de pernos en la conexión entre la parte superior cónica 40 y el núcleo 30 está formado para permitir que la parte superior cónica sea sustituida por brazos agitadores convencionales si la masa que ha de transportarse requiere agitación durante el transporte.

La Figura 8 muestra un diagrama hidráulico para el sistema de transporte según la presente invención. El tanque está indicado esquemáticamente por 2, la unidad de salida por 10 y el motor hidráulico de la unidad de salida 10 por 32. La figura también muestra el accionador 23 para el cuerpo de válvula 22 y el motor hidráulico 50 para la bomba 21. El motor 32 para la unidad de salida es controlado por una válvula de dos vías 51 en el lado de descarga. Aquí también está un regulador 52 que asegura el arranque suave de la unidad de salida. Al lado de la bomba 21 también está una válvula de alivio de presión 53. El motor 50 de la bomba 21 está conectado en serie con el motor 32 de la unidad de salida 10, asegurando que las velocidades de estos motores siempre son siempre coincidentes. En conexión con el motor 50 también hay provisto un sensor de presión 54, un limitador de par de torsión 55 y una válvula de control proporcional 56.

El accionador 23 del cuerpo de válvula accionado hidráulicamente 22 está equipado con una válvula de tres vías 57 y válvulas de alivio de presión 58 y 59 que actúan en direcciones opuestas. También está provisto un sensor de posición 60. El accionador 23 puede accionarse independientemente de los motores 32 y 50 y será el medio más importante de control de la salida del tanque 2.

La Figura 8 también muestra un sistema de aire comprimido que tiene una válvula de dos vías 61 y está equipado con un sensor de presión 62 y un sensor de temperatura 63. Este sistema está provisto para impartir ráfagas de aire dentro de la masa en la bomba para impedir el empaquetamiento duro de la masa en el caso de detritos de perforación de baja densidad.

También está provisto un sensor de nivel 64, que mide el nivel en la cámara de entrada de la bomba y aumenta la velocidad de avance si lo permiten otros parámetros.

Lo anterior describe el equipo de bombeo ubicado directamente debajo del tanque. Sin embargo, no es de importancia crítica que la masa tenga un recorrido vertical desde el tanque y al interior de la bomba. La bomba también puede estar situada ligeramente en un lado del tanque para permitir que la masa fluya dentro de la bomba en un ángulo. Disponiendo la bomba de esta manera los canales de flujo desde dos o más tanques pueden dirigirse dentro de la misma bomba. Esto permite que se reduzca el número de bombas y equipos asociados, ahorrando una cantidad de espacio considerable. Tal instalación de bombeo será particularmente beneficiosa en el caso de detritos de perforación de baja viscosidad.

Saliendo a la plataforma de perforación los tanques pueden usarse para transportar, por ejemplo, productos químicos destinados para la plataforma o el barco de perforación. El mecanismo de salida puede usarse entonces opcionalmente como un agitador, posiblemente en combinación con los brazos agitadores mencionados anteriormente. Sería apropiado proveer protección contra explosiones para todos los componentes para permitir el transporte de productos químicos inflamables. Por esta razón, no se prefiere el uso de motores eléctricos.

Claims (9)

1. Un sistema para transportar detritos de perforación sin tratar, que comprende un tanque (2) para contener la masa durante el transporte, teniendo el tanque (2) una unidad de salida (10) en el fondo del tanque (2) para hacer avanzar la masa fuera del tanque empujando la masa hacia un orificio de salida (8) en el fondo del tanque, en el que el tanque está dispuesto bajo cubierta (81) en un barco (1) y comprende una parte superior sustancialmente cilíndrica (3) y una parte inferior troncocónica (4) que termina en un fondo anular sustancialmente plano (6), estando limitado el fondo (6) por una pared lateral cónica (5) y una cúpula o cono interior (11) dispuesto esencialmente en el centro en el fondo plano (6), y que una bomba volumétrica (21) está dispuesta en un nivel inferior al del fondo del tanque (6) para recibir la masa y hacerla avanzar a través de una línea de descarga (13), línea de descarga (13) que tiene una sección transversal sustancialmente uniforme.

2. Un sistema según la Reivindicación 1, caracterizado porque la línea de descarga (13) está hecha de o tiene un revestimiento interno de un material con un bajo coeficiente de rozamiento, por ejemplo, un material plástico.

3. Un sistema según la Reivindicación 1, caracterizado porque la bomba (21) tiene un primer tornillo de avance con una capacidad de avance mayor que un segundo tornillo de avance de aguas abajo.

4. Un sistema según la Reivindicación 1, caracterizado porque el orificio de salida (8) se extiende desde la pared lateral (5) de la parte cónica (4) hasta la cúpula o cono interior (11).

5. Un sistema según la Reivindicación 4, caracterizado porque la cúpula o cono (11) está formado por un núcleo en la unidad de salida (10), que comprende uno o más brazos (15, 16) dispuestos para girar para transportar la masa hacia el orificio de salida (8).

6. Un sistema según la Reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el orificio de salida (8) tiene una válvula (19), preferentemente una válvula de compuerta, dispuesta para asumir varias posiciones entre totalmente cerrada y totalmente abierta, para controlar la velocidad de salida de la masa.

7. Un sistema según la Reivindicación 4, 5 ó 6, caracterizado porque el tanque tiene un diámetro mayor de al menos 3 metros y no más de la mitad de la anchura interior disponible del barco, porque la pared lateral (5) de la parte cónica tiene un ángulo de entre 20º y 45º, y porque la cúpula o cono (11) tiene un ángulo que está situado dentro de los mismos límites.

8. Un sistema según la Reivindicación 5, caracterizado porque el al menos un brazo (15, 16) se extiende desde el núcleo (11) hasta la periferia del fondo (6).

9. Un sistema según la Reivindicación 8, caracterizado porque al menos un brazo (16) se extiende al menos parcialmente hacia arriba a lo largo de una pared lateral (5) en la parte cónica (4) del tanque (2).