ES2576006T3

ES2576006T3 - Herramienta de finalización de pozos de petróleo que tiene un disco barrera separable de la cadena de tubos

Info

Publication number: ES2576006T3
Application number: ES08762773.3T
Authority: ES
Inventors: John A. Barton; Mark Burris; Donald R. Hibler Jr; Daniel O'halloran; Joel Wicoff
Original assignee: Fike Corp
Current assignee: Fike Corp
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2016-07-04
Anticipated expiration: 2028-06-03
Also published as: EP2142755A4; WO2008135858A8; EG25358A; CA2676964C; US20080271883A1; WO2008135858A3; AU2008247056B2; EP2142755A2; WO2008135858A2; MX2009009044A; US7533727B2; BRPI0807990A2; CA2676964A1; EP2142755B1; AU2008247056A1

Abstract

Una herramienta de finalización de pozos de petróleo (20) adaptada para estar conectada a una cadena de tubos (22) de sección múltiple centro de un entubado de pozos de petróleo (26) y que comprende un montaje tubular (28) que tiene una estructura de pared (76) que define un paso principal (38) alargado que se extiende axialmente, teniendo dicho montaje (28) extremos opuestos, estando al menos uno de los extremos adaptado para ser conectado a una sección de la cadena de tubos (22), un tapón separable (40) montado en el montaje tubular (28) en una relación de bloqueo normal con el paso axial (38), y estructura de articulación (56) separada alargada dentro del montaje (28) conectada a un segmento central (46) del tapón (40), dicha herramienta de finalización de pozos de petróleo (20) caracterizada por: una unidad de cilindro de corte (36) móvil en el paso (38) del montaje (28) provista con un borde de separación del tapón (42) en una relación separada normal desde una parte periférica (50) del tapón (40), siendo dicha unidad de cilindro de corte (36) móvil a través de un desplazamiento de separación del tapón en el que dicho borde (42) de la unidad de cilindro de corte (36) separa todo el segmento central (46) del tapón (40) de una parte periférica (50) restante del mismo; y siendo operativa dicha estructura de articulación (56) para retener el segmento central separado (46) del tapón (40) en el paso principal (38) del montaje (28) mientras permite que el segmento central (46) del tapón (40) se mueva físicamente independientemente de y en una dirección de separación desde dicha parte periférica (50) del tapón (40).

Description

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DESCRIPCION

Herramienta de finalizacion de pozos de petroleo que tiene un disco barrera separable de la cadena de tubos Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo que esta adaptada para ser interpuesta en una cadena de tubos de seccion multiple centro de un entubado de pozos de petroleo, mas normalmente por encima de otra herramienta de pozos de petroleo, tal como un obturador. La herramienta de finalizacion permite que la cadena de tubos quede bloqueada, por ejemplo, para permitir la fijacion de un obturador o similar, y para posteriormente ser completamente abierta para la production desde el pozo.

Description de la tecnica anterior

Tlpicamente cuando se perforan pozos de petroleo o gas en formaciones que contienen hidrocarburos, el orificio de perforation se alsla posteriormente de la formation que lo rodea mediante una cadena de secciones de tuberla interconectadas, de relativamente gran diametro, generalmente denominadas como el entubado del pozo. Las secciones de entubado pueden, por ejemplo, ser de aproximadamente 5 pulgadas a aproximadamente 9 pulgadas de diametro. Se coloca muy frecuentemente cemento alrededor del entubado a todo lo largo de su longitud para proporcionar una barrera entre el exterior del entubado y el interior del orificio de la perforacion del pozo. El cemento actua para impedir la comunicacion de fluidos y gases bajo presion desde una formacion subterranea a la siguiente.

Se inserta comunmente en el pozo dentro del entubado, una cadena de tubos fabricados de secciones de tuberlas individuales de diametro mas pequeno interconectadas de extremo a extremo. Durante la finalizacion de un pozo entubado tlpico, puede proporcionarse una herramienta tal como un obturador en el extremo de la cadena de tubos para aislar el area denominada un anillo entre el interior del entubado y el exterior de la cadena de tubos. Hay muchos tipos de obturadores de pozos de petroleo en uso, con manguitos o camaras de elastomero que pueden acoplarse con la interfaz del entubado que esta siendo expandido y “fijado” tanto mecanicamente, por inflado, hidraulicamente, o usando un cable de acero colocado. Los obturadores mecanicos se accionan generalmente por rotation de la cadena que comprime los manguitos para llevar las superficies exteriores de los mismos en un acoplamiento de sellado con el entubado.

Los obturadores hidraulicos ofrecen muchas ventajas de instalacion y de operation, particularmente en donde el entubado del pozo tiene un numero de dobleces y por lo tanto no es esencialmente recto a todo lo largo de su longitud, o se requiere la instalacion en una perforacion de pozo horizontal, haciendo impractico un obturador mecanico. En el caso de un obturador hidraulico, es necesario proporcionar un tapon dentro del entubado por debajo del obturador para ofrecer resistencia a la presion hidraulica requerida para el asentamiento de las camaras del obturador. Una vez esta asentado el obturador, el tapon debe abrirse totalmente para que se inicie la produccion de petroleo. Los obturadores hidraulicos son solo un ejemplo de herramientas del interior de la perforacion que requieren fluido hidraulico presurizado para funcionar.

En operaciones de estimulacion del pozo, es comun “pulsar” la formacion para limpiar los residuos de la formacion y mejorar el flujo de hidrocarburos. La pulsation se lleva a cabo mediante la reduction de la presion en el interior de la cadena de tubos en una cantidad por debajo de la presion de la formacion y permitiendo que esta diferencia de presion se iguale muy rapidamente. Otro ejemplo de estimulacion del pozo implica el crecimiento de la presion del fluido dentro de una cadena de tubos hasta un valor sustancialmente por encima de la presion de la formacion. Cuando la presion en la cadena de tubos se libera rapidamente en comparacion con la presion de la formacion, se crean fracturas en la formacion de modo que los hidrocarburos pueden producirse sin moverse a traves de la roca danada por la perforacion del pozo y operaciones de finalizacion.

En estos ejemplos, como es el caso con otros procesos de finalizacion de ejemplo, es ventajoso que inmediatamente despues de que se inicie el funcionamiento como una herramienta o se emprenda la estimulacion, el tapon sea completamente retirado del trayecto del flujo del pozo.

La tecnica anterior esta repleta de herramientas de ejemplo para la ayuda en el asentamiento de obturadores y dispositivos de aislamiento del anillo del pozo similares. Muchas de estas herramientas utilizan un tapon para el bloqueo temporal de una cadena de tubos para que la presion hidraulica sobre un obturador o similar pueda aplicarse a la herramienta. Ciertos tapones se han extendido sobre un cable de acero y colocado en su sitio. Despues de la operacion de presion, el cable se recupera para arrastrar el tapon a la superficie. Se ha visto que este tipo de operacion es consumidora de tiempo y representa riesgos asociados con la intervention del pozo.

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Se han proporcionado otras herramientas de aislamiento del entubado del pozo con dispositivo de bloqueo de las cadenas de tubos tales como tapones de vidrio o ceramicos. Estos tapones se han abierto bien mediante la calda de una barra desde la superficie, lo que provoca la quiebra del tapon, o sometiendo el tapon a sobrepresion hasta su quiebra. Han surgido muchos problemas sin resolver y preocupaciones sobre la seguridad por el uso de estos tipos de tapones, porque el material es fragil y por ello sometido a microfracturas resultantes de un manejo descuidado en la superficie del pozo, montaje inapropiado en la herramienta, o problemas de tolerancia que reducen grandemente sus valores de presion, produciendo roturas del tapon impredecibles.

El documento US 4.813.481 A desvela un montaje de valvula de aleteo que incluye un elemento fragil de cierre de valvula que esta soportado mediante una articulacion elastomerica. El elemento fragil de cierre de valvula es una placa de vidrio templado, y la articulacion es un bloque de material elastomerico que se asegura a la placa de vidrio mediante una union molecular. En una realization, la articulacion incluye una camisa elastomerica formada de modo integral que encapsula parcialmente el elemento de sellado del vidrio y se une al mismo. En una disposition, se proporciona un sello de fluido mediante un sellado flexible, elastomerico que es recibido dentro de un bolso de valvula, y que se acopla directamente con la placa de vidrio. En otra disposicion, se forma un asiento de valvula anular en una subsection de carcasa de valvula, proporcionado el sello para fluidos mediante la camisa elastomerica que se encaja alrededor de la placa de cierre de vidrio. Las caracterlsticas del preambulo de la revindication independiente 1 son conocidas a partir de este documento.

Una valvula de rotura sensible a la presion, especialmente util para la pulsation de un pozo de petroleo, en la Patente de Estados Unidos n.° 3.779.263, emplea un casquillo de corte tubular movido por un piston tubular sensible a la presion. El paso de valvula principal comunica directamente con la camara del piston. Tras la presurizacion de la camara del piston por el fluido introducido dentro del paso de valvula, el casquillo de corte actuado por el piston se desplaza hacia un disco de rotura que bloquea normalmente el paso a traves de la valvula. El disco esta profundamente marcado por una serie de llneas de marcaje orientadas radialmente. Cuando el borde de corte multiangular del manguito de corte se acopla con el disco, rompe una serie de petalos individuales que se pliegan hacia el exterior hacia la estructura de la pared de la valvula.

La valvula de la patente de Estados Unidos n.° 4.609.005 se basa en un mandril de corte tubular para la separation de la parte de disco que bloquea normalmente el paso a traves de la carcasa de valvula mientras deja una section sin cortar estrecha en virtud de una ranura alargada en el borde de operation del mandril de corte. Como es evidente a partir de la Fig. 2 de los dibujos de la Patente 4.609.005, el mandril, en su position totalmente accionada, no puede asegurar que se mantenga un diametro de deriva requerido a traves de la valvula abierta, en parte debido a la separacion entre el mandril y la pared de la carcasa de valvula adyacente.

Una herramienta de pulsacion sensible a la presion en el anillo de la perforation del pozo se describe en la Patente de Estados Unidos n.° 4.658.902. Un mandril de corte tubular transportado dentro de la carcasa de la herramienta y que puede desplazarse por un mandril de potencia separado puede accionarse para acoplarse y cortar una seccion con forma de C a partir de un disco fragil que bloquea normalmente el paso a traves de la herramienta. El mandril de corte tiene una ranura que se extiende longitudinalmente, que deja una parte de solapa del disco sin cortar. La seccion separada del disco, as! como la parte de solapa, se dice que son flexionadas lateralmente por el mandril y se retienen entre la superficie exterior del mandril y la superficie interior de la carcasa. Deben recortarse uno o mas pasadores antes de que el mandril de potencia pueda efectuar el desplazamiento del mandril de corte hacia el disco. Debido a la prevision de la ranura alargada en el mandril de corte, ese mandril debe desplazarse a traves de un desplazamiento significativamente mayor que la longitud de la ranura del mandril. Para llevar a cabo este trayecto extendido del recorrido del mandril, se requiere una estructura de mandril en dos etapas, que, junto con los pasadores que controlan la liberation de los mandriles, se anaden a la complejidad del mecanismo y a su coste de asistencia, y a expensas de la fiabilidad global.

El tapon para orificio de perforacion de pozo de petroleo o gas en la solicitud PCT/GB97/02043 se describe como sustituto de un tipo de tapones de explosion convencionales que, cuando se presurizan por encima de un cierto nivel, explotan para abrir una cadena de tubos. Una seccion de estos tapones anteriores puede romper libremente respecto a la cadena de tubos, dando como resultado de ese modo una pieza de equipo no deseada en la parte inferior del pozo lo que produce problemas en un momento posterior. El tapon de la solicitud /02043 se compone de un extremo de caja roscado, un extremo de pasador roscado, un elemento del cuerpo tubular superior, y un elemento del cuerpo tubular inferior. Una placa de barrera de acero, mecanizada desde el elemento del cuerpo inferior, se extiende a traves de un orificio central del tubo. Un cortador que tiene una cuchilla de corte afilada se asegura al elemento del cuerpo inferior mediante un pasador de rotura. El cortador se desplaza mediante un casquillo de piston movil mantenido temporalmente en una posicion retralda en el elemento del cuerpo inferior mediante una mordaza y un casquillo de bloqueo ranurado. Mediante ciclos de la presion dentro del tubo, el casquillo del piston se mueve arriba y abajo contra la action de un resorte hasta que un perno deslizante entra en una posicion seleccionada en el manguito ranurado. Esto da como resultado la liberacion de las mordazas, permitiendo que el casquillo se mueva hacia abajo en acoplamiento con el cortador, efectuando la rotura del pasador de rotura y permitiendo que el cortador impacte contra la placa de barrera. Debido a que solo se separa una parte de la placa, el segmento de corte de la misma se flexiona hacia el exterior mediante el cortador a una seccion rebajada

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en el extremo de la caja. Esta herramienta es muy grande y puede usarse solamente en entubados de gran diametro. La fiabilidad funcional de este mecanismo muy complicado y caro bajo las dificiles condiciones que existen a profundidades extremas de los orificios de perforacion de pozo es inherentemente problematica, y convierte a la unidad en inadecuada para la mayoria de pozos.

Una herramienta de aislamiento de la cadena de tubos que emplea un disco de vidrio fragil se describe en la patente de Estados Unidos n.° RE39.209. La presencia del disco de vidrio permite que el fluido del pozo desde la superficie del terreno sea introducido dentro de la cadena de tubos a una presion incrementada para establecer una carga hidrostatica que permita a un obturador o cualquier otro dispositivo auxiliar ser colocado hidraulicamente en una forma convencional. Cuando el obturador u otro dispositivo auxiliar se ha colocado y se desea recuperar la produccion de fluido de la formation, la presion del fluido del pozo en la cadena de tubos se incrementa, aplicando de ese modo una carga de fluido presurizada contra un piston que supera la resistencia de un pasador de rotura y se mueve hacia abajo con suficiente fuerza para desmenuzar el disco de vidrio. Los restos resultantes de la rotura del disco pueden acumularse para formar fragmentos de vidrio que tienen tanto como de un cuarto a un medio de pulgada de diametro. Los residuos de esta naturaleza han de ser evitados debido a la variedad de estrechas tolerancias en el fondo del pozo. Si se pretende usar una barra metalica para fracturar el disco de vidrio, los dobleces en la cadena de tubos pueden interrumpir realmente el movimiento descendente de la barra, o impedir su movimiento en un grado tal que no tenga la fuerza de impacto adecuada para romper el disco de vidrio.

En la patente de Estados Unidos n.° 5.996.696, asignada al asignatario de la presente, se usa un disco de rotura para bloquear el trayecto del flujo a traves de una cadena de tubos para permitir el ensayo de la integridad de las conexiones de la cadena de tubos. Despues de que se haya establecido que ninguna de las secciones del tubo tiene fugas, el disco puede romperse por la aplicacion de una sobrepresion predeterminada aplicada al disco a traves de la cadena. Todas las secciones de tuberia de la cadena de tubos tienen un diametro de deriva requerido para un diametro interior de tuberia particular. Aunque el aparato de ensayo de la integridad de la cadena de tubos de la patente 5.996.696 se ha encontrado satisfactorio para muchas aplicaciones, en ciertos casos, se ha encontrado que la section central del disco que se rompe bajo la sobrepresion no abre completamente y no consigue plegar contra la carcasa del aparato, no proporcionando asi un diametro de deriva requerido a traves del aparato de ensayo.

Sumario de la invention

La herramienta de finalization de pozos de petroleo de la presente invencion supera los problemas presentados por las herramientas previamente disponibles. La herramienta incluye un montaje tubular que define un paso principal que se extiende axialmente alargado con un tapon separable que esta montado en el montaje tubular en una relation de bloqueo normal con el paso axial. Una unidad de cilindro de corte movil dentro del montaje tubular tiene un borde de separation del tapon operativo para cortar un segmento central completo del tapon de la parte periferica restante del mismo cuando la unidad del cilindro de corte se mueve a traves de un desplazamiento de corte del tapon. Una estructura de articulation alargada separada dentro del montaje tiene una parte de patilla alargada interior que se asegura al segmento central del tapon que mira a la unidad del cilindro de corte y una parte de patilla exterior unida a un elemento anular conectado a la parte periferica del tapon. La parte de patilla alargada de la estructura de articulacion es operativa, en virtud de su conexion al elemento anular, para retener el tapon en el cuerpo principal del montaje despues de la separacion del segmento central del mismo. La estructura articulada permite que el segmento del tapon central separado se desplace fisicamente independientemente de, y en una direction de separacion de, la parte anular periferica restante el tapon. Se proporciona una pestana con forma de L sobre la periferia de la seccion central del tapon opuesta a la estructura articulada. La pestana, que es recibida en un rebaje en el borde de separacion del tapon del cilindro de corte, mantiene la alineacion de la parte del borde delantero del cilindro de corte con el segmento central del tapon.

El tapon de bloqueo separable se monta preferiblemente en el montaje tubular de la herramienta entre una subsection inferior y una carcasa conectada a una subsection superior. Una unidad de cilindro de corte que puede desplazarse en la carcasa es movil a traves de un desplazamiento de separacion del tapon mediante una estructura de piston de action simple que forma una parte de la carcasa. El borde afilado de corte del tapon de la unidad de cilindro de corte funciona para cortar progresivamente el segmento central completo del tapon de la parte periferica restante del mismo. La parte de patilla alargada de la estructura de articulacion, que mantiene el segmento central separado del tapon en el paso principal del montaje cuando la estructura de articulacion se somete a alargamiento, permite de ese modo que el segmento del tapon central se desplace independientemente de, y en una direccion de separacion de, la parte periferica restante del tapon. Al proporcionar una articulacion que tiene una parte de patilla alargada que se separa pero conectada al segmento central del tapon y que puede someterse a alargamiento cuando el segmento central del tapon es separado y a continuation presiona lateralmente por la unidad del cilindro de corte, la seccion separada del tapon es capaz de moverse tanto lateralmente como longitudinalmente en el paso principal de la herramienta y dentro de un rebaje del mismo en la estructura de pared de la herramienta. Como consecuencia, la seccion separada del tapon no bloquea el paso principal, asegurando asi que se mantiene el diametro de deriva requerido a traves de la herramienta.

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La estructura de paredes del montaje de herramienta tubular y la unidad de cilindro de corte movil cooperan para presentar una camara normalmente a presion atmosferica con una superficie de piston que mira hacia el tapon que bloquea normalmente el paso a traves del montaje tubular. Cuando el fluido en la camara se presuriza, ejerciendo de ese modo una fuerza sobre la superficie del piston suficiente para desplazar la unidad del cilindro de corte, el extremo avanzado del borde de corte del tapon conico de la unidad del cilindro de corte hace contacto primero con un segmento central del tapon para iniciar la separacion del tapon, lo que continua alrededor de la circunferencia del tapon hasta que todo el segmento central del tapon esta separado de la parte periferica del mismo. Se prefiere que el tapon este provisto con una cavidad en una superficie del mismo en alineacion con el extremo avanzado de la unidad del cilindro de corte que contacta primero con la superficie del tapon. La cavidad, que puede tener un area central de profundidad mayor que las areas de la cavidad de cada lado de la misma, facilita el inicio de la separacion del segmento central del tapon mediante la unidad del cilindro de corte.

Puede proporcionarse uno cualquiera de un cierto numero de dispositivos de presion o fuerza para el control del desplazamiento de la unidad del cilindro de corte a traves del desplazamiento de separacion del tapon de la misma. Los dispositivos pueden ser tanto un disco de rotura, como un tapon de golpeo activado por la barra de calda Kobe. El uso de un disco de rotura, tanto en la estructura de la pared del montaje de la herramienta como en la unidad del cilindro de corte, que comunica con la camara de piston, permite la actuacion de la unidad del cilindro de corte mediante la presion atmosferica o diferencial controlable desde la superficie. La utilization de un disco de rotura para esta finalidad se prefiere debido a que permite que se controle selectivamente la respuesta a la presion mediante la election de un disco de rotura de caracterlsticas de explosion predeterminadas.

La herramienta de la presente invention tiene utilidad en entubados de pozos de petroleo verticales as! como en una o mas secciones de entubados horizontales que salen de un pozo vertical que se extiende a la superficie. Es especialmente util en multiples aplicaciones de pozos debido a que no se dejan residuos en el orificio, tanto vertical como horizontal, despues de la apertura del tapon para permitir la production desde el pozo.

Otra caracterlstica importante de la invencion es la capacidad para variar selectivamente las propiedades de soporte de presion del tapon de bloqueo mediante el cambio del grosor del tapon, los materiales de construction, y la forma global del tapon, sin afectar de modo adverso a la total apertura del tapon.

Las herramientas de finalization de la tecnica anterior en su mayor parte funcionan bajo parametros y procedimientos de operation especlficos que no permiten cambios en la herramienta y configuraciones opcionales para tener en cuenta las condiciones y procedimientos del pozo variables.

El diseno de la herramienta de finalizacion de pozos de petroleo es tal que en la mayorla de las operaciones tlpicas la camara interna atmosferica de reception del piston se sella contra la presion del anillo que rodea al piston y la carcasa del piston. De ese modo, la camara atmosferica no esta afectada negativamente con las presiones normales del anillo.

En donde deben adaptarse a condiciones de pozo de muy alta presion cuando se usa la herramienta de finalizacion de pozos de petroleo de la presente invencion, debe haber una compensation adecuada para el diferencial de presion, es decir, la diferencia entre la presion del anillo y la presion dentro de la cadena de tubos y por lo tanto de la herramienta, para impedir el dano por sobrepresion a la carcasa o a la estructura del piston de la herramienta. Esa compensacion de la presion alta debe proporcionarse mientras se mantiene un control total sobre el funcionamiento selectivo de la herramienta. En pozos en donde se encuentra una alta presion excesiva, la diferencia entre la presion del anillo del pozo y la presion atmosferica puede ser de una magnitud suficiente para colapsar la carcasa de la herramienta o la pared del cilindro de corte del piston en una direction hacia el interior hacia la camara atmosferica. Para impedir estos eventos potencialmente negativos y catastroficos, pueden proporcionarse una serie de orificios en la carcasa de la herramienta de modo que la presion diferencial entre el interior de la herramienta y anillo que la rodea se reduzca a un nivel mecanicamente aceptable, u orificios de compensacion de presion proporcionados en el piston.

Debido a que la cantidad de presion requerida para efectuar la operacion de la herramienta es un parametro controlable, la presion puede aplicarse desde la superficie descendiendo o bien por el tubo o bien, alternativamente, por la cadena de entubado, a un nivel que sea suficientemente mayor que la de la anillo o tubos para efectuar la operacion de la herramienta segun se requiera.

Breve description de los dibujos

La Fig. 1 es una ilustracion vertical, incompleta, en section transversal de una cadena de tubos en la que se localiza un montaje de herramienta de finalizacion de pozos de petroleo de acuerdo con la presente invencion por debajo de un obturador representado esquematicamente;

la Fig. 2 es una vista vertical, en seccion transversal de una realization del montaje de herramienta de finalizacion, que ilustra la unidad del cilindro de corte en su position normal por encima del tapon separable montado en el

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montaje tubular en una relacion de bloqueo normal con el paso axial del montaje;

la Fig. 3 es una vista vertical, en seccion transversal de otra realization de la Fig. 2, mostrando la position de la unidad del cilindro de corte despues de que se haya movido a traves de un desplazamiento de separation del tapon de la misma;

la Fig. 4 es una vista en perspectiva de la unidad del cilindro de corte movil de montaje de herramienta de finalization;

la Fig. 5 es una vista incompleta, ampliada, vertical, en seccion transversal que ilustra la posicion de la unidad del cilindro de corte previamente a la separacion del segmento central del tapon separable montado en el montaje de herramienta;

la Fig. 6 es una vista incompleta, ampliada, vertical, en seccion transversal similar a la Fig. 5, pero ilustrando la unidad del cilindro de corte en su posicion accionada despues de que haya separado un segmento central del tapon; la Fig. 7 es una vista incompleta, ampliada, vertical, en seccion transversal de los componentes mostrados en la Fig. 6 a 90° con relacion a la representation de la Fig. 6;

la Fig. 8 es una vista ampliada, en seccion transversal a traves del montaje de finalizacion tubular a lo largo de un plano horizontal y que ilustra el fondo del tapon separable;

la Fig. 9 es una vista ampliada, en seccion transversal a lo largo de la misma llnea que la Fig. 8 sin el tapon separable y la articulation fijada a la misma;

la Fig. 10 es una vista en perspectiva superior del tapon separable con la estructura de articulacion fijada al segmento central de la misma;

la Fig. 11 es una vista en perspectiva inferior del tapon separable tal como se muestra en la Fig. 10;

la Fig. 12 es una vista en perspectiva despiezada del tapon separable con el elemento articulado y su elemento de

soporte anular asociado adaptado para ser fijado al cuerpo del tapon;

la Fig. 13 es una vista vertical, seccion transversal de una segunda realizacion del montaje de herramienta de finalizacion;

la Fig. 14 es una vista vertical, en seccion transversal de una tercera realizacion del montaje de herramienta de finalizacion, y que se proporciona opcionalmente con orificios en el piston que comunican con la camara atmosferica que reclprocamente aloja una parte del piston durante el desplazamiento de este ultimo;

la Fig. 15 es una vista horizontal, en seccion transversal tomada sustancialmente sobre la llnea 15-15 de la Fig. 14 y mirando en la direction de las flechas;

la Fig. 16 es una vista vertical, en seccion transversal de una cuarta realizacion del montaje de herramienta de finalizacion; y

la Fig. 17 es una vista vertical, en seccion transversal de una quinta realizacion del montaje de herramienta de finalizacion.

Description detallada de la realizacion preferida

Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 20 de acuerdo con una realizacion preferida de la presente invention, mostrada en alzado en la Fig. 1 de los dibujos, se representa como montada en una cadena de tubos 22 de seccion multiple por debajo de un obturador 24 ilustrando de modo esquematico dentro de un entubado 26 de pozo de petroleo. La herramienta 20 comprende un montaje tubular 28 que tiene una subsection 30 de caja roscada superior adaptada para recibir un extremo roscado de la seccion de tubo 22a. La carcasa 32 del montaje 28 se conecta de modo roscado a la subseccion superior 30 y se interpone entre la subseccion 30 y la subseccion 34 de pasador roscado. La subseccion 34 de pasador, unida de modo roscado a la carcasa 32, esta adaptada para roscarse dentro de la seccion 22b de la cadena de tubos 22. Una unidad de cilindro de corte 36 se puede montar de modo movil en la carcasa 32 para el movimiento axialmente en el paso principal 38 de la herramienta 20. Un tapon separable, designado en general por 40, se monta entre los extremos adyacentes de la carcasa 32 y la subseccion inferior 34. El tapon 40 en su posicion normal, bloquea el paso principal 38 de la herramienta 20. El tapon 40 es preferiblemente de metal tal como Inconel, acero inoxidable, o metal equivalente. El borde de corte afilado mas inferior 42 del tapon de la unidad de cilindro de corte 36, en la orientation de la unidad 36 tal como se muestra en la Fig. 2, tiene un segmento de borde de ataque 42a que esta en la proximidad mas cercana a la superficie adyacente del tapon 40, y opuesto a los elementos del borde de salida 42b que estan cada uno en un angulo de desde aproximadamente 7° a aproximadamente 18°, y mas preferiblemente desde aproximadamente 11° a aproximadamente 16°, y mas preferiblemente en un angulo de aproximadamente 15° con respecto al eje longitudinal del paso 38. Los segmentos del borde 42a y 42b cooperan para definir un borde de separacion del tapon circular, afilado. Se prefiere tambien en este sentido que el borde 42 este achaflanado en un angulo de aproximadamente 15° desde el diametro exterior al diametro interior de la unidad del cilindro de corte 36.

El tapon 40 comprende un conjunto que tiene un cuerpo circular solido 44 que incluye una seccion central, de superficie plana 46 que tiene una seccion conica exterior 48 que se mezcla con una periferia anular, parte escalonada 50 que incluye un segmento circular interior 50a y un segmento circular exterior 50b. Se ha de ver a partir de la Fig. 5, por ejemplo, que la superficie 52 del tapon 40 opuesta a la seccion 46 del mismo es esencialmente plana, excepto por la parte de cerco 54 que se extiende circunferencialmente en la periferia de la misma.

La estructura de articulacion designada en general por 56 dentro del montaje 28 incluye un elemento anular 58 que

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se asegura a la superficie mas exterior 50b, escalonada, periferica del tapon 40. El componente con forma de L alargada 60 de la estructura de la articulacion 56 incluye una seccion con forma generalmente de U 62 mas exterior y una seccion de patilla exterior 64. La seccion con forma de U 62 incluye partes de patilla 66 y 68, estando unida la parte de patilla 68 a la seccion de patilla 64 exterior. La parte de patilla 66 de la seccion 62 es integral con el elemento anular 58. El tapon 40 y la estructura articulada 56 pueden fabricarse de cualquiera de un cierto numero de metales convencionalmente usados en la fabricacion de discos de rotura, siendo preferido el Inconel, pero siendo utilizable tambien el acero inoxidable 316, solamente como ejemplos.

Aunque la realizacion preferida del tapon 40 es tal como se muestra en los dibujos, teniendo esencialmente superficies opuestas planas que definen la seccion central 46 del mismo, el tapon separable puede tener una seccion central que este abultada en una forma concavo-convexa, mirando la superficie concava o bien aguas arriba o bien aguas abajo de la fuente de presion, dependiendo del perfil de presion del pozo y la finalidad pretendida de la herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 20.

La subseccion 34 inferior tiene una parte de cavidad 34a internamente roscada que se configura para recibir la parte extrema 32a externamente roscada de la carcasa 32. La parte del extremo mas inferior 32a de la carcasa 32 esta provista con una ranura exterior, anular 70 que recibe complementariamente la parte del cerco 54 del tapon 40. La parte de cerco 54 sirve para limitar el combado del cuerpo 44 bajo la presion del fluido contra el. Se ha de ver tambien a partir de la Fig. 5 que el tapon 40 esta pinzado entre la parte del extremo mas inferior 32a de la carcasa 32 y la parte ranurada interna 34b que se extiende circunferencialmente de la subseccion inferior 34. Mediante el apretado adecuado de la interconexion roscada entre la carcasa 32 y la subseccion 34, se proporciona un sellado a prueba de fugas, metal contra metal entre el tapon 40 y la carcasa 32 y la subseccion 34, obviando as! la necesidad de proporcionar juntas de anillos toricos o similares, que podrlan deteriorarse a lo largo del tiempo. La parte inferior cillndrica de la subseccion 34 tiene un segmento recortado 34d para recibir la seccion 62 de la estructura de articulacion 56.

La unidad del cilindro de corte 36 tiene una parte del cuerpo tubular alargado 72 recibida dentro de un rebaje alargado 74 que se extiende circunferencialmente en la estructura de la pared 76 de la subseccion 30, as! como el rebaje anular alargado 78 en la estructura de pared 80 de la carcasa 32. El rebaje 78 en la carcasa 32 esta escalonado y es de diametro mayor que el rebaje 74. La proyeccion circunferencial del piston 82, que se extiende hacia el exterior desde la pared cillndrica 36a de la unidad del cilindro de corte 36, hace contacto con la superficie de rebaje 78 y coopera con esa superficie para definir camaras 84 y 86, respectivamente, axialmente separadas, que se extienden circunferencialmente. La camara 86 es de area mayor que la camara 84, y en la realizacion de las Figs. 2 y 3, esta en general aproximadamente a la presion atmosferica.

Una pestana con forma de L 88 montada sobre la periferia de la superficie 52 del tapon 40 se acopla con el extremo mas inferior de la unidad del cilindro de corte 36. La pestana 88 tiene una parte de patilla 88a fijada a la superficie 52 del tapon 40 y una parte de patilla dirigida hacia el exterior 88b, que es recibida en el recorte 89 en el extremo mas inferior 36b de la unidad del cilindro de corte 36. Puede verse en la Fig. 11, que la parte de patilla 88b de la pestana 88 se curva transversalmente a la misma para acoplarse de modo complementario con la superficie achaflanada 36c del recorte 89. La parte de patilla 88b de la pestana 88 tiene un ancho igual al ancho de la seccion transversal del recorte 89, mediante lo que los bordes laterales de la parte de patilla 88b se acoplan en lados opuestos del recorte 89. La seccion de la pared 36c del extremo mas inferior 36b de la unidad del cilindro de corte 36 es de grosor reducido cuando se alinea con la pestana 88 para adaptar la seccion del extremo superior 88b, tal como se muestra en las Figs. 2, 3 y 5.

Durante el montaje de la herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 20, cuando la unidad del cilindro de corte 36 se inserta en la carcasa 32, la parte de patilla 88b de la pestana 88 se atrapa entre la superficie exterior de la seccion de la pared recortada de grosor reducido 36c del extremo inferior 36b de la unidad del cilindro de corte 36, y la superficie mas inferior de la carcasa 32. La curvatura en la seccion transversal de la parte de patilla 88b de la pestana 88 se adapta generalmente a la configuracion de la superficie achaflanada transversalmente 36c del extremo mas exterior 36b de la unidad del cilindro de corte 36. El acoplamiento de los bordes laterales de la parte de patilla 88b de la pestana 88 con los margenes opuestos 89a del recorte 89 durante la insercion de la unidad del cilindro de corte 36 dentro del montaje tubular 28 impide la rotacion de la unidad del cilindro de corte 36 dentro del paso 38 que tendrla lugar como resultado del par aplicado al piston cuando la subseccion de la caja superior 30 se rosca en su lugar. En consecuencia, el segmento del borde de ataque 42a de la unidad del cilindro de corte 36 permanece en alineacion correcta con la parte 40a del tapon 40, no solamente durante la instalacion, sino tambien durante el desplazamiento operativo de la unidad del cilindro de corte 36.

Cuando la herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 20 se somete a las altas presiones de la parte inferior del pozo, que pueden ser tan altas como 10.000 psi o mas, la seccion central 46 del tapon 40 se inclinara en un cierto grado en una direccion hacia la presion aplicada sobre el tapon 40. Los bordes del lado opuesto de la parte de patilla 88b de la pestana 88 permaneceran en acoplamiento con los margenes opuestos 89a del recorte 89, incluso cuando la seccion central 46 flexione en un cierto grado por el fluido a alta presion dentro del pozo. En consecuencia, no hay ninguna tendencia de que la unidad del cilindro de corte 36 gire dentro de la carcasa 32 lo que

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provocarla que el segmento de borde 42a del borde 42 se moviera fuera de su posicion correctamente alineada predeterminada con respecto a la seccion 46 del tapon 40.

El apoyo del piston superior 90 de la proyeccion 82 se enfrenta a la camara 84, mientras que el apoyo inferior 92 de la proyeccion 82 esta en una relacion de enfrentamiento con la camara 86. Un par de accesorios tubulares 94 roscados en lados opuestos de la pared 36a de la unidad del cilindro de corte 36 en alineacion con la camara 84, llevan cada uno un componente rompible 96, que comprende preferiblemente discos de rotura activados por presion resaltados que estan en comunicacion con el paso 38 del montaje tubular 28. Tras el incremento de la presion de fluido en el paso 38 del montaje tubular 28 suficiente para efectuar la rotura de los discos 96, la presion del fluido en la camara 84 que actua sobre el apoyo del piston 90 provoca que la unidad del cilindro de corte 36 se desplace hacia el tapon 40. Debido a que la camara 86 esta a presion atmosferica, la camara 86 no ofrece ninguna resistencia significativa a la presion aplicada al apoyo 90 tras la rotura del disco 96.

El disco de rotura 96 se proporciona preferiblemente en un amplio intervalo de aplicaciones de presion en incrementos de 200 psi cada una, de modo que pueda seleccionarse el disco de rotura apropiado de acuerdo con las condiciones y las operaciones del pozo. Tlpicamente, se elige un disco de rotura que requiera la aplicacion de presion del fluido del orden de al menos aproximadamente 3500 psi para efectuar la rotura del disco 96, aunque pueden emplearse valores de rotura del disco tan altos como 10.000 psi dependiendo de los parametros operacionales de un pozo particular. Ademas, el diametro de la abertura del accesorio 94 que se abre tras la rotura del disco 96 puede variarse dependiendo de la velocidad deseada para la unidad del cilindro de corte 36 hacia el tapon 40. En donde deben adaptarse presiones diferenciales muy altas entre el paso interior 38 del montaje tubular 28 y el anillo que lo rodea, el diametro del orificio a traves del accesorio 94 puede seleccionarse para asegurar que se controla el flujo de fluido presurizado dentro de la camara 84 para impedir que la unidad del cilindro de corte 36 se dirija hacia el tapon 40 a una velocidad de movimiento excesivamente alta.

El segmento del borde de ataque 42a del borde 42 de la unidad del cilindro de corte 36 se mueve hacia el contacto con la superficie 52 del cuerpo del tapon 44 para iniciar la separacion progresiva del segmento central 46 del tapon 40 (indicada por la llnea discontinua 46a de la Fig. 8) desde la parte periferica 50 del tapon 40. Se ha de observar a partir de las Figs. 2, 5 y 10, que la superficie 52 del tapon 40 esta provista con una cavidad alargada 98 en la parte periferica 50 del tapon 40 opuesta a la estructura articulada 56. La cavidad 98, que es de configuracion curvillnea longitudinalmente a la misma, se localiza estrategicamente en el interior del cerco 54 en el area del tapon 40 inicialmente contactada por el segmento del borde de ataque 42a del cilindro de corte 36. La cavidad 98 tiene un area central 100 que es de profundidad mayor que las areas 102 y 104 en lados opuestos de la misma. El elemento 58 se proporciona preferiblemente con al menos tres proyecciones integrales 58a, b y c que se extienden hacia el exterior desde el margen circunferencial mas exterior del elemento 58. La separacion entre proyecciones 58a y 58b es menor que la separacion desde la proyeccion 58b a la proyeccion 58c. De ese modo, las proyecciones 58a-c, que se reciben de modo complementario en respectivos rebajes 58d del mismo (Fig. 9) en la subseccion 34, aseguran que el tapon 40 se posiciona con respecto a la subseccion 34 en una orientacion de modo que el segmento del borde de ataque 42a de la unidad del cilindro de corte 36 se alinee directamente con el area central 100 de la cavidad 98 en el tapon 40. Las proyecciones 58a, b y c son de suficiente tamano, forma y cantidad para impedir que el tapon 40 gire fuera de su orientacion de las agujas del reloj predeterminada con respecto al segmento del borde de ataque 42a del cilindro de corte 36 cuando la carcasa 32 se instala en la subseccion 34.

Durante el movimiento de la unidad del cilindro de corte 36 por la presion del fluido aplicada contra el apoyo 90 de la proyeccion del piston 82 a traves de un desplazamiento para efectuar la separacion de todo el segmento central 46 del tapon 40, la cavidad 98 en el tapon 40 asegura que la fuerza de deformacion aplicada inicialmente a la superficie 52 del tapon 40 por el segmento 42a del borde de ataque se enfoca en un area del tapon 40, que es relativamente estrecha en seccion transversal y de menor grosor que el resto de la parte periferica 50. El borde de ataque 42a del borde 42 de la unidad del cilindro de corte 36 hace contacto primero con el tapon 40 en el area central 100 de la cavidad 98. De ese modo, la fuerza disponible aplicada al tapon 40 por la unidad del cilindro de corte 36 se enfoca directamente en un area del tapon 40 que asegura el inicio de la separacion del tapon 40.

Tras la separacion completa del segmento central 46 de la parte periferica 50 del tapon 40 por el borde afilado 42 del cilindro de corte 36, el movimiento descendente continuado del extremo mas exterior cillndrico 36b de la unidad del cilindro de corte 36 flexiona el segmento central separado 46 hacia el exterior hacia la posicion del mismo tal como se muestra en las Figs. 6 y 7. La pared lateral de la subseccion 34 tiene una cavidad 108 colocada para recibir el segmento central flexionado 46 del tapon 40 y los componentes de la estructura de articulacion 56.

Como es mas evidente a partir de las Figs. 3, 6 y 7, cuando el segmento central 46 es separado de la parte periferica 50 del tapon 40 por la unidad del cilindro de corte 36, la seccion con forma de U 62 de la estructura de articulacion 56 se somete a alargamiento, permitiendo de ese modo que el segmento central separado 46 no solo flexione lateralmente, sino tambien se mueva flsicamente independientemente de, y en una direccion de separacion desde, la parte periferica 50 del tapon 40. El recorte 89 en el extremo 36b mas exterior de la unidad del cilindro de corte 36 libera la seccion 62 de la estructura de articulacion 56 cuando la unidad del cilindro de corte 36 separa y a continuacion flexiona la seccion central 46 del tapon 40. La flexion completa as! como el movimiento axial del

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segmento central 46 del tapon 40 por la unidad del cilindro de corte 36 asegura que la seccion central separada 46 del tapon 40 se mueve completamente dentro de la cavidad 108, impidiendo de ese modo que la seccion central 46 interfiera con el diametro de deriva del montaje tubular 28. La parte de patilla 88b de la pestana 88 es enderezada en una relacion generalmente paralela con la parte de patilla 88a cuando la parte de patilla 88b se mueve lateralmente en el area entre la seccion de grosor de pared reducido 36c de la unidad del cilindro de corte 36, y la superficie mas interior de la carcasa 32. El acoplamiento continuado de los bordes laterales de la parte de patilla 88a con las superficies opuesta respectivas de la cavidad 89 impide que la unidad del cilindro de corte 36 gire cuando la unidad del cilindro 36 se mueve a traves de un desplazamiento que efectua la separacion de la seccion central 46 del tapon 40 mediante el borde de ataque de la unidad del cilindro de corte 36.

La cavidad 98 en el tapon 40 funciona para propagar el corte del tapon 40 en el punto de carga mecanica mayor sin efecto negativo sobre la clasificacion global de presion del tapon. La extension del movimiento flsico de la seccion separada 46 del tapon 40 axialmente respecto al paso 38 del montaje tubular 28 puede variarse segun se desee incrementado o disminuyendo la longitud de las partes de patilla 66 y 68 de la seccion con forma de U 62 de la estructura de articulacion 56.

Una parte inferior 112 del extremo 106 de la unidad del cilindro de corte 36 se mecaniza hasta un diametro mas pequeno que la parte superior de la unidad 36 para proporcionar holgura para el extremo 106 cuando el cilindro de corte 36 se mueve a traves de su desplazamiento de separacion del tapon. Una seccion de superficie recortada 36c que se extiende longitudinalmente del extremo 106 sobre el mismo lado que el recorte 89, proporciona tambien holgura para la superficie 52 de la seccion central separada 46 del tapon 40 cuando esta siendo flexionada dentro de la cavidad 108.

La herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 120 de la Fig. 13 difiere de la herramienta 20 en que el accesorio 194 proporcionado con un componente rompible, tal como un disco de rotura 196, se monta en la estructura de la pared lateral 180 del montaje tubular 128. Ademas, como se muestra en la Fig. 13, la unidad del cilindro de corte 136 puede estar compuesta por un montaje que comprende un piston 122 y un cilindro de corte 124. En este caso, la cadena de tubos conectada al paso principal 138 a traves del montaje tubular 128 se entiende que esta esencialmente a presion atmosferica, tal como lo esta la camara 186 que recibe una extremidad del piston 122. La presion del fluido se aplica abajo al anillo entre el entubado del pozo, tal como el entubado 26 de la Fig. 1, y la superficie exterior del montaje tubular 128 para crear un diferencial de presion entre el anillo y el paso interior del montaje tubular 128 suficiente para efectuar la rotura del disco 196, provocando de ese modo que la presion introducida dentro de la camara del piston 184 actue contra el apoyo del piston 190 de la extension del piston 182 para mover el montaje del cilindro de corte 136 a traves de su desplazamiento de separacion del tapon en la misma forma descrita con respecto a la operation del montaje tubular 28.

La herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 220 de la Fig. 14 es estructuralmente la misma que la herramienta 120, excepto en que en este caso se entiende que la cadena de tubos y el paso principal 238 del montaje tubular 228 conectada al mismo esta bajo una presion de fluido predeterminada, que puede ser el peso del llquido en la cadena de tubos. Para actuar la unidad del cilindro de corte 236, se aplica presion del fluido al anillo que rodea el montaje tubular 228 suficiente para la rotura del disco 296 del accesorio 294 en la estructura de pared lateral 288 del montaje tubular 228. Tras la rotura del disco 296, la presion del fluido contra el apoyo 290 de la proyeccion del piston 282 provoca que la unidad del cilindro de corte 236 se mueva a traves de su desplazamiento de separacion del tapon, como se ha descrito con respecto a las herramientas 20 y 120.

La herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 220 puede opcionalmente, por ejemplo, proporcionarse con seis orificios 298 de 0,25 pulgadas de diametro en la unidad del piston del cilindro de corte 236 que estan separados 60° alrededor de la circunferencia del piston. La finalidad de los orificios 298 es proporcionar compensation para las presiones del anillo mas altas que las normales en el pozo sin que se apliquen fuerzas destructivas a la carcasa de la herramienta 232 y especialmente a la estructura de la pared lateral 288 que rodea y forma una parte de la camara atmosferica 286, o el piston 236. Para actuar la herramienta 220, la presion del anillo en el entubado que rodea la herramienta 220 se incrementa hasta una cantidad mayor que la presion en la cadena de tubos y en el paso principal 238 del montaje tubular 228, provocando de ese modo la rotura del disco 296 y el movimiento del piston 236 hacia y en una relacion de separacion con el tapon 240.

La herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 320 de la Fig. 16 es la misma que la herramienta 20 excepto en que el tapon 330 accionado por la barra de calda Kobe se sustituye por el componente del disco de rotura 94 de la herramienta 20. De ese modo, cuando se cae una barra de calda convencional a traves de la cadena de tubos conectada a la subsection superior 376 del montaje tubular 328, la extension tubular 332 del tapon de Kobe se rompe, permitiendo de ese modo que el fluido presurizado en el paso principal 338 del montaje tubular 328 se dirija al interior de la camara 384. El fluido presurizado introducido dentro de la camara 384 aplicado contra el apoyo del piston 390 de la extension de piston 382 de la unidad del cilindro de corte 336 mueve el conjunto a traves de un desplazamiento de separacion del tapon alojado por una camara atmosferica 341 tal como se ha descrito previamente con respecto a las herramientas 20, 120 y 220.

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La herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 420 de la Fig. 17 es la misma que la herramienta 20 excepto en la prevision de una serie de orificios 426 en la estructura de la pared lateral 480 de la carcasa 432. De nuevo, se prefiere que se proporcionen seis orificios 426 de 0,25 pulgadas de diametro que esten separados 60° alrededor de la circunferencia de la estructura de la pared lateral 480. En este caso, la camara 486, en lugar de estar a presion atmosferica, esta a una presion igual a la presion del fluido en el anillo entre el montaje tubular 428 y el entubado del pozo de petroleo que lo rodea. Asl, mediante un incremento en la presion del fluido dentro del paso principal 438 del montaje tubular 428 en comparacion con la presion del fluido en el anillo que rodea al montaje tubular 428 y dentro de la camara 486 a un nivel tal que la presion diferencial sea suficiente para efectuar la rotura del disco 496, el fluido introducido dentro de la camara 486 que actua contra el apoyo del piston 490 de la extension del piston 482 provoca el movimiento de la unidad del cilindro de corte 436 a traves de un desplazamiento para efectuar la separacion del tapon 440. Debido a que la presion de fluido en la camara 486 permanece igual a la presion en el anillo que rodea al montaje tubular 428 en virtud de la provision de orificios 426, el movimiento de la unidad de cilindro de corte 436 bajo la presion incrementada dentro del paso principal 438 desplaza el fluido en la camara 486 a traves de los orificios 426 dentro del area anular alrededor del montaje tubular 428.

El diseno de la herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 420, que tiene una serie de aberturas 426 en la pared lateral de la carcasa 432 es especialmente util para condiciones de pozo variables, tales como presiones muy altas que pueden tener lugar en pozos muy profundos. Bajo estas condiciones de alta presion en el pozo, puede ser necesario operar la herramienta de finalizacion de pozos de petroleo 420 usando presion diferencial. La presion diferencial, en este caso, se define como la diferencia entre la presion en el anillo y la presion dentro de la cadena de tubos 22. La presion diferencial puede tener lugar como un aspecto del diseno del pozo o geometrico o puede crearse mediante la aplicacion de presion desde la superficie tanto a los tubos como al anillo.

En los pozos con presiones excesivamente altas la diferencia entre la presion del pozo y la camara atmosferica 486 podrla dar como resultado el colapso de la carcasa 432 o la explosion de la pared del piston 436 en la direccion de la camara atmosferica 486. Debido a que se ha establecido que presion se requiere para accionar la herramienta de finalizacion 420, entonces puede aplicarse la presion desde la superficie hacia abajo a la cadena de tubos 22 en una cantidad que sea mayor que la del anillo para efectuar la operacion apropiada de la herramienta 420.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) adaptada para estar conectada a una cadena de tubos (22) de seccion multiple centro de un entubado de pozos de petroleo (26) y que comprende

un montaje tubular (28) que tiene una estructura de pared (76) que define un paso principal (38) alargado que se extiende axialmente,

teniendo dicho montaje (28) extremos opuestos, estando al menos uno de los extremos adaptado para ser conectado a una seccion de la cadena de tubos (22),

un tapon separable (40) montado en el montaje tubular (28) en una relacion de bloqueo normal con el paso axial (38), y estructura de articulacion (56) separada alargada dentro del montaje (28) conectada a un segmento central (46) del tapon (40), dicha herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) caracterizada por:

una unidad de cilindro de corte (36) movil en el paso (38) del montaje (28) provista con un borde de separacion del tapon (42) en una relacion separada normal desde una parte periferica (50) del tapon (40),

siendo dicha unidad de cilindro de corte (36) movil a traves de un desplazamiento de separacion del tapon en el que dicho borde (42) de la unidad de cilindro de corte (36) separa todo el segmento central (46) del tapon (40) de una parte periferica (50) restante del mismo; y

siendo operativa dicha estructura de articulacion (56) para retener el segmento central separado (46) del tapon (40) en el paso principal (38) del montaje (28) mientras permite que el segmento central (46) del tapon (40) se mueva flsicamente independientemente de y en una direccion de separacion desde dicha parte periferica (50) del tapon (40).
2. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicha estructura de articulacion (56) se configura para permitir el alargamiento tras la separacion del segmento central (46) del tapon (40) desde la parte periferica (50) del mismo.
3. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicha estructura de articulacion (56) se conecta a dicha parte periferica (50) del tapon (40).
4. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicha estructura de pared (76) se proporciona con un rebaje (74) para la recepcion del segmento central separado (46) del tapon (40) impidiendo de ese modo que el segmento central (46) separado del tapon (40) interfiera con el paso principal (38) a traves del montaje (28).
5. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicha unidad de cilindro de corte (36) incluye un piston tubular (82) y un dispositivo de corte (42) del tapon cillndrico, estando dicho piston (122) montado en el paso (38) del montaje (28) en disposicion de acoplarse y efectuar el movimiento del dispositivo de corte (42) de cilindro de corte hacia el tapon (40).
6. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicha parte periferica (50) del tapon (40) esta provista con un cerco (54), teniendo dicha estructura de pared (76) del montaje (28) un apoyo (70) que se extiende circunferencialmente que puede acoplarse con el cerco (54) del tapon (40).
7. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que una parte circular (50a) de dicho segmento central (46) del tapon (40) es de grosor mayor que una parte periferica anular (50b) del tapon (40).
8. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicha estructura de pared (76) y la unidad de cilindro de corte (36) cooperan para formar una camara (84) con un apoyo de piston (90) que mira hacia el borde de separacion del tapon (42) de la unidad del cilindro de corte (36), y medios que pueden actuarse (96) que permiten que el fluido de activacion sea introducido en dicha camara (84) contra dicho apoyo del piston (90) para mover dicha unidad de cilindro de corte (36) a traves de dicho desplazamiento del mismo de separacion del segmento central.
9. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 5, en la que se proporciona un componente rompible (96) en dicha estructura de pared (76) del montaje (28) operativo para permitir que la presion del fluido se aplique al piston (82) para el movimiento de este ultimo para mover el dispositivo de corte (42) del cilindro de corte a traves de dicho desplazamiento del mismo de separacion del segmento central tras la rotura del componente (96).
10. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicho segmento central (46) del tapon (40) esta provisto con una cavidad (98) en el adyacente a la parte periferica (50) del mismo para el inicio de la separacion del segmento central (46) del tapon (40) mediante dicho borde (42) del

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cilindro de corte (36).
11. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 10, en la que dicha cavidad (98) se coloca en oposicion al area de conexion de la estructura de articulacion (56) al montaje (28).
12. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 11, en la que dicha cavidad (98) incluye un area (100) que es de profundidad mayor que la profundidad de una parte restante de la cavidad (98).
13. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 12, en la que dicha cavidad (98) incluye partes (102, 104) sobre lados opuestos de dicha area (100) que son de menor profundidad.
14. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 10, en la que dicha cavidad (98) es de configuracion alargada con un area (100) de la misma que es de profundidad mayor que una parte restante de la cavidad (98), estando localizada dicha area (100) intermedia entre los extremos de la cavidad (98).
15. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 10, en la que dicha cavidad (98) esta en un lateral del segmento central (46) del tapon (40) opuesta a dicha estructura de articulacion (56).
16. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 6, en la que dicho segmento central (46) del tapon (40) esta provisto con una cavidad (98) en el adyacente a la parte periferica (50) del mismo para el inicio de la separacion del segmento central (46) del tapon (40) mediante dicho borde (42) del cilindro de corte (36), y en el que dicha cavidad (98) se situa en el interior de y adyacente a dicho borde (54).
17. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicho borde de separacion del tapon (42) de la unidad del cilindro de corte (36) es conica e incluye un segmento de borde de ataque (42a) y segmentos de borde de salida (42b) que se extienden en un angulo en direcciones opuestas separandose de dichos segmentos de borde de ataque (42a).
18. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo como se expone en la reivindicacion 17, en la que dichos segmentos del borde de salida (42b) se extienden cada uno en un angulo de 7° a 18° con respecto al eje longitudinal del paso (38).
19. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 17, en la que dicho segmento central (46) del tapon (40) esta provisto con una cavidad (98) en el adyacente a la parte periferica (50) del tapon (40), estando dicho segmento de borde de ataque (42a) de la unidad de cilindro de corte (36) en alineacion general con dicha cavidad (98) para el inicio de la separacion del segmento central (46) del tapon (40) en la cavidad (98) mediante dicho segmento de borde de ataque (42a).
20. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 17, en la que dicho segmento de borde de ataque (42a) y segmentos de borde de salida (42b) estan achaflanados.
21. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 19, en la que dicho segmento de borde de ataque (42a) y segmentos de borde de salida (42b) estan achaflanados en un angulo de 15°.
22. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 1, en la que dicha estructura de articulacion (56) incluye un elemento anular (58) fijado a la parte periferica (50) del tapon (40), y un componente alargado (60), con forma generalmente de L que tiene una seccion de patilla con forma generalmente de U (62) y una seccion de patilla exterior (64), estando definida la seccion de patilla con forma de U (62) por partes de patilla interconectadas (66, 68) estando una de las partes de patilla (66) unidas al elemento anular (62) y estando la otra parte de patilla (68) conectada a la seccion de patilla exterior (64), estando fijada dicha seccion de patilla exterior (64) al segmento central (46) del tapon (40).
23. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 22, en la que dicha seccion de patilla con forma de U (62) de la estructura de articulacion (56) se construye para al menos parcialmente enderezarse tras la separacion del segmento central (46) del tapon (40) desde la parte periferica (50) del mismo, permitiendo de ese modo dicho movimiento flsico del segmento central (46) independiente de, y en una direccion de separacion desde, la parte periferica (50) del tapon (40).
24. Una herramienta de finalizacion de pozos de petroleo (20) como se expone en la reivindicacion 8, en la que dichos medios que pueden actuarse (330) incluyen un actuador (332) que se extiende dentro del paso principal (338) y se adapta para acoplarse mediante una barra en calda para la actuacion de dichos medios que pueden actuarse (330).