ES2644519T3 - Método para perforar un pozo en circulación continua y dispositivo para interceptar y redistribuir el fluido usado en este método - Google Patents
Método para perforar un pozo en circulación continua y dispositivo para interceptar y redistribuir el fluido usado en este método Download PDFInfo
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Description
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DESCRIPCION
Metodo para perforar un pozo en circulacion continua y dispositivo para interceptar y redistribuir el fluido usado en este metodo
La presente invencion esta relacionada con un metodo para perforar un pozo en circulacion continua. La invencion tambien esta relacionada con el dispositivo para interceptar y redistribuir fluido usado en este metodo.
El campo de la invencion es la perforacion de un pozo en circulacion continua. En este tipo de operacion, la intencion es mantener un caudal constante del fluido de perforacion que circula dentro del pozo, tambien durante la extension de la barra de perforacion, en particular implementado anadiendo uno o mas elementos preensamblados a la sarta de las barras de perforacion.
Para este proposito se conoce el uso de dispositivos para interceptar y redistribuir el fluido de perforacion, que comprende una camara principal para entrada de este fluido adecuado para redistribuir, entre dos camaras auxiliares separadas no comunicadas, el mismo fluido interceptado (W02008/095650). Mas especificamente, una de las susodichas camaras auxiliares funciona exclusivamente durante la etapa de perforacion de pozo, mientras que la camara auxiliar restante se usa unicamente durante la extension de la barra de perforacion o de la sarta de perforacion.
La tecnica anterior descrita anteriormente principalmente tiene el inconveniente de permitir que todo el caudal de fluido de perforacion (por lo tanto tambien altos caudales, por ejemplo mas de 3000 l/min, necesarios para agujeros de gran diametro o cuando esta presente equipo pozo abajo) atraviese unicamente una de las dos susodichas camaras auxiliares. Esto aumenta significativamente el desgaste en las secciones para cambiar el sentido del flujo dentro del dispositivo, haciendo necesario llevar a cabo operaciones de mantenimiento que ponen en peligro la continuidad del procedimiento perforacion en su conjunto. Inconvenientes similares ocurren con el uso de fluidos de perforacion de alta densidad, que son ricos en solidos y por lo tanto mas erosivos.
El objeto principal de la presente invencion es proporcionar un dispositivo para interceptar y redistribuir fluido y metodo relacionado para perforacion con circulacion continua, en el que no se encuentran los susodichos problemas.
En particular, un objeto de la invencion es proporcionar un dispositivo del susodicho tipo, que permita perforar pozos tambien con altos caudales y/o con fluidos sumamente erosivos, mientras se reducen drasticamente las perdidas de carga y el desgaste localizado resultante.
Estos y otros objetos se logran con el dispositivo y con el metodo de las reivindicaciones 1 y 7 respectivamente. Realizaciones preferidas de la invencion se presentan en las reivindicaciones restantes.
Con respecto a la tecnica anterior descrita anteriormente, el dispositivo y el metodo de la invencion ofrecen la ventaja de reducir significativamente el desgaste localizado en el sistema para interceptar y redistribuir el fluido de perforacion, a traves de la explotacion de camaras auxiliares que se colocan en comunicacion de fluidos entre si y de ese modo permiten mantener incluso caudales altos, necesarios para pozos de mayores dimensiones y/o pozos que usan equipo pozo abajo.
Estos y otros objetos, ventajas y caracteristicas seran evidentes a partir de la siguiente descripcion de una realizacion preferida del metodo y el dispositivo de la invencion ilustrada, a modo de ejemplo no limitativo, en las figuras de los dibujos adjuntos.
En estas figuras:
- La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realizacion del dispositivo de la invencion;
- La figura 2 muestra el dispositivo de la figura 1 en una vista lateral;
- La figura 3 muestra un diagrama esquematico del funcionamiento del dispositivo de la figura 1;
- La figura 4 muestra el dispositivo de la invencion en modo de perforacion;
- La figura 5 muestra el dispositivo de la figura 4 en modo de presurizacion, preliminar al flujo combinado directo y radial;
- La figura 6 muestra el dispositivo de la figura 5 en modo de flujo combinado directo y radial;
- La figura 7 muestra el dispositivo de la figura 6 unicamente en modo de flujo radial (es decir, en ausencia de
flujo directo);
- La figura 8 muestra el dispositivo de la figura 7 en el que se ha anadido una seccion de extension a la sarta de perforacion;
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- La figura 9 muestra el dispositivo de la figura 8 en la etapa de igualacion de presion, preliminar a la circulacion combinada directa y radial;
- La figura 10 muestra el dispositivo de la figura 9 en la etapa de circulacion combinada; y
- La figura 11 muestra el dispositivo de la figura 10 en la etapa para restituir la circulacion directa del fluido de perforacion.
El dispositivo de la invencion para interceptar y redistribuir fluido de perforacion en equipos de perforacion se indica como conjunto con el 1 en la figura 1. Este dispositivo comprende una entrada 2 para el flujo directo F1 del fluido de perforacion, una salida 3 para el flujo F2 del fluido procedente de la sarta de las barras de perforacion y una salida 4 del flujo radial F3 del fluido desde la misma sarta de perforacion, durante la etapa para anadir una seccion de extension a la sarta de perforacion. El fluido de perforacion que circula en el dispositivo 1 puede ser lodo, agua o algo semejante, que se hace circular en el dispositivo de las figuras 1 y 2 que pasa a traves de una camara principal 5, una primera camara auxiliar 6 y una segunda camara auxiliar 7, todas en comunicacion de fluidos entre si.
Como se puede ver en el diagrama ilustrado en la figura 3, el flujo F1 que entra a la camara principal 5 es transferido a la primera camara auxiliar 6 pasando a traves de una valvula de control de flujo 8 y una valvula de alivio de presion 9. El mismo flujo F1 procedente de la camara principal 5 tambien entra a la segunda camara auxiliar 7 pasando a traves de la valvula de control de flujo 10 respectiva y es transferido, desde esta camara 7 a la primera camara auxiliar 6, pasando a traves de la valvula de control de flujo 11, que se proporciona para colocar las susodichas camaras auxiliares 6 y 7 en comunicacion. De esta manera, y en ausencia de flujo radial F3, se obtiene un flujo directo del fluido de perforacion F2=F1 en el salida de la primera camara auxiliar 6, que es enviado a la sarta de las barras de perforacion 17 (figura 4). La primera camara auxiliar 6 tambien tiene una valvula de alivio de presion 12, mientras que la segunda camara auxiliar 7 tiene una valvula de control de flujo 13, una valvula de presion 14 y una valvula de descarga 15. Por lo tanto las camaras auxiliares 6 y 7 se colocan en comunicacion entre si a traves de la valvula 11, que permite que el fluido de perforacion circule desde la segunda camara 7 hacia la primera camara 6, para luego ser enviado desde aqui al sistema de perforacion.
En modo de perforacion con circulacion directa mostrado en la figura 4, el dispositivo 1 recibe el flujo F1 del fluido de perforacion suministrado por una bomba de piston adecuada 16, que primero lo envia a la camara principal 5 y, desde aqui, a la primera camara auxiliar 6 (pasando a traves de sus valvulas 8 y 9), y a la segunda camara auxiliar 7, esta vez pasando a traves de la valvula 10 correspondiente. El flujo F1 suministrado a la segunda camara auxiliar 7 tambien es transferido adentro de la primera camara auxiliar 6, pasando a traves de la valvula 11 que coloca las susodichas camaras auxiliares en comunicacion entre si durante esta etapa de perforacion. Por lo tanto, un flujo F2, el mismo que el flujo F1 que sale de la primera camara auxiliar 6 del dispositivo de la invencion, es enviado a la sarta de las barras de perforacion. En este modo de perforacion con circulacion directa del fluido de perforacion, la valvula 12 de la camara 6 y las valvulas 13, 14 de la camara 7 estan todas cerradas.
En el modo de funcionamiento mostrado en la figura 5, correspondiente al estado transitorio entre los modos de perforacion y el de extension de la sarta de las barras de perforacion 17, las camaras 5, 6 y 7 se mantienen en comunicacion de fluidos entre si (flujo F2=F1 del figura 4 anterior). Sin embargo, en esta etapa la valvula de presion 14 de la camara 7 ya no esta cerrada como antes, sino que esta abierta, para presurizar el canal radial 19, que coloca la segunda camara auxiliar 7 en comunicacion de fluidos con la sarta de las barras de perforacion 17 a traves de una valvula 18 respectiva.
En la etapa subsiguiente, mostrada en la figura 6, ademas de la valvula 14 de la camara 7, la valvula de control de flujo 13 tambien esta abierta. De esta manera, se genera un flujo F3 a traves del canal 19 y entra radialmente a la sarta de las barras 17, pasando a traves de la valvula 18 respectiva y produciendo, junto con el flujo F1, un flujo del fluido de perforacion F4=F1+F3 correspondiente a colocar el sistema en un estado de circulacion combinada, respectivamente, directa y radial.
Desde este momento, el sistema de perforacion se coloca exclusivamente en el modo de circulacion radial mostrado en la figura 7, cerrando las valvulas 8, 9 y 11, que de esta manera aislan la primera camara auxiliar 6 del flujo del fluido de perforacion en circulacion entre las camaras 5 y 7, y cerrando la valvula 18 a la circulacion directa. En estas condiciones el flujo de fluido suministrado por la bomba 16 es enviado primero a la camara principal 5, luego a la segunda camara auxiliar 7 (pasando a traves de la valvula respectiva 10), luego a la sarta de perforacion 17 a traves de las valvulas 13 y 14 (18 esta en posicion de cierre), generando un flujo de perforacion radial F3.
Con el fin de aislar la linea de circulacion directa 20 del fluido de perforacion a la sarta de las barras 17 con respecto al flujo radial F3, se mantiene abierta la valvula 12 de la primera camara auxiliar 6. En estas condiciones, el flujo F5 de fluido presente en la linea 20 es descargado hacia el exterior y, como esta linea esta en estado despresurizado, es cerrado a su vez hermeticamente por la valvula 18 colocada dentro de la sarta de perforacion 17 (figura 7). En este punto es posible anadir, a la linea 20 que ha sido vaciada asi de fluido en circulacion, una barra suplementaria 21 para la extension de la sarta de perforacion 17, tambien equipada con su propia valvula radial 22 (figura 8).
Antes de volver al modo de circulacion directa, y por lo tanto antes de abrir la valvula 11 para colocar las camaras
auxiliares 6 y 7 en comunicacion entre si, la barra de extension 21 y la linea de suministro 20 respectiva se llenan con fluido de perforacion suministrado a traves de una valvula de llenado 24 de la primera camara auxiliar 6, por medio de un flujo F6 generado por una bomba respectiva 23 (figura 8). Desde este momento la valvula 24 se cierra y la valvula 9 se abre, presurizando de ese modo la primera camara auxiliar 6, la barra 21 y la linea 20 respectiva del 5 flujo de perforacion directo (figura 9).
En el modo de funcionamiento mostrado en la figura 10 el sistema de perforacion vuelve a la etapa de circulacion combinada (directo F1 y radial F3) ya descrita con referencia a la figura 6, esta vez con la sarta de las barras 17 extendidas a traves de la presencia de la barra 21 respectiva.
En este punto, es posible cerrar las valvulas 13 y 14 que controlan el flujo radial que sale desde la segunda camara 10 auxiliar 7 (figura 11), restituyendo de ese modo la circulacion directa mostrada en la figura 4. Ventajosamente, al abrir la valvula 15 se descarga la presion atrapada en el canal radial 19 de esta camara auxiliar 7, permitiendo de ese modo que el susodicho canal 19 sea desconectado de la barra 17 para restituir el modo de perforacion de flujo directo.
Claims (11)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Dispositivo para interceptar y redistribuir fluido de perforacion en procedimientos de perforacion para perforar un pozo en circulacion continua de dicho fluido, producido por medio de un flujo directo (F1) y un flujo radial (F3) a la sarta de las barras de perforacion (17), del tipo que comprende una camara principal (5) que comunica con una primera camara auxiliar (6) y con una segunda camara auxiliar (7), caracterizado por que en el susodicho modo de perforacion de flujo directo (F1) dichas camaras auxiliares (6, 7) se colocan en comunicacion de fluidos entre si.
- 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que esta provisto de una valvula (11) para colocar las susodichas camaras auxiliares (6, 7) en comunicacion entre si.
- 3. Dispositivo segun la reivindicacion 2, caracterizado por que dicha valvula (11) recibe el fluido de perforacion desde la segunda camara auxiliar (7) y lo transfiere a la primera camara auxiliar (6) en el susodicho modo de flujo directo (F1).
- 4. Dispositivo segun la reivindicacion 3, caracterizado por que dicha camara principal (5) esta provista de una valvula de control de flujo (8) y con una valvula de alivio de presion (9) para colocar el fluido de perforacion en comunicacion con la primera camara auxiliar (6), la camara principal (5) tambien tiene una valvula de control de flujo (10) para transferir este fluido de perforacion a la segunda camara auxiliar (7).
- 5. Dispositivo segun la reivindicacion 4, caracterizado por que dicha primera camara auxiliar (6) esta provista con una valvula de alivio de presion (12) y con valvula de llenado (24).
- 6. Dispositivo segun la reivindicacion 4, caracterizado por que dicha segunda camara auxiliar (7) esta provista con una valvula de control de flujo (13), con una valvula de presion (14) y con una valvula de descarga (15).
- 7. Metodo para perforar un pozo en circulacion continua del fluido de perforacion realizada con el dispositivo segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, del tipo que permite un flujo directo (F1) y un flujo radial (F3) de fluido a la sarta de las barras de perforacion (17), caracterizado por que el susodicho flujo (F1) produce una circulacion directa del fluido de perforacion que pasa a traves de las camaras (5, 6, 7) de dicho dispositivo, todas colocadas en comunicacion entre si.
- 8. Metodo segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el flujo de perforacion (F1) procedente de la segunda camara auxiliar (7) es transmitido a la primera camara auxiliar (6), para ser enviado posteriormente a la sarta de las barras de perforacion (17).
- 9. Metodo segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el susodicho flujo de perforacion directo (F1) es suministrado por una bomba respectiva (16) a la susodicha camara principal (5) y desde esta a dichas camaras auxiliares (6, 7), mantenidas en comunicacion de fluidos entre si y con la susodicha sarta de las barras de perforacion (17).
- 10. Metodo segun la reivindicacion 7, caracterizado por que en los modos de presurizacion y despresurizacion, antes del flujo combinado directo (F1) y radial (F3) del fluido de perforacion a la sarta de las barras (17), y en el mismo modo de flujo combinado directo (F1) y radial (F3), el susodicho flujo directo (F1) del fluido de perforacion se produce entre las camaras auxiliares (6, 7) que se comunican entre si.
- 11. Metodo segun la reivindicacion 7, caracterizado por que, durante la insercion de una nueva barra de perforacion en la sarta (17), y antes de restituir el flujo directo (F1), la linea (20) para suministrar fluido de perforacion a la sarta extendida (17) es llenada con este fluido de perforacion.
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