MX2011010233A - Metodos para formar casquillos de perforacion para entubado de perforacion de pozo y casquillos de perforacion y estructuras intermedias formadas por tales metodos. - Google Patents

Abstract

Métodos para unir una corona de un casquillo de perforación a una sección de entubado incluyen unir un vástago adaptable a una corona y maquinar el vástago adaptable para configurar un extremo del mismo para unirse a una sección de entubado después de unir el vástago adaptable a la corona. Los métodos adicionales incluyen soldar un extremo de un vástago adaptable a una corona para formar un casquillo de perforación, seleccionar el vástago adaptable para tener un espesor de pared promedio mayor que aproximadamente cinco por ciento (5%) de un diámetro máximo de la corona, y configurar un extremo opuesto del vástago adaptable para unirse a un tipo particular de sección de entubado después de soldar el vástago a la corona. Los casquillos de perforación tienen un vástago adaptable unido a una corona, en donde el vástago comprende una pared generalmente cilíndrica que tiene un espesor de pared promedio mayor que aproximadamente cinco por ciento (5%) de un diámetro máximo de la corona.

Description

MÉTODOS PARA FORMAR CASQUILLOS DE PERFORACIÓN PARA ENTUBADO DE PERFORACIÓN DE POZO Y CASQUILLOS DE PERFORACIÓN Y ESTRUCTURAS INTERMEDIAS FORMADAS POR TALES MÉTODOS CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona a casquillos de perforación de tierra configurados para unirse a una sección de entubado de perforación de pozo, a métodos para manufacturar tales casquillos de perforación de tierra, y a métodos para adaptar tales casquillos de perforación de tierra para la unión a una sección de entubado de perforación de pozo.

ANTECEDENTES La perforación de pozos para la producción de petróleo y gas emplea convencionalmente secciones que se extienden longitudinalmente o asi llamadas "cadenas" de tubo de perforación al cual, en un extremo, se asegura una barrena de perforación de un diámetro mayor. Después de que se ha perforado una porción seleccionada del pozo de sondeo, el pozo de sondeo se forra o se entuba usualmente con una cadena o sección de entubado. Tal entubado o forro exhibe usualmente un diámetro más grande que el tubo de perforación y un diámetro más pequeño que la barrena de perforación. Por lo tanto, la perforación y entubado de acuerdo con el proceso convencional requiere típicamente perforar secuencialmente el pozo de sondeo usando una cadena de perforación con una barrena de perforación unida a la misma, remover la cadena de perforación y la barrena de perforación del pozo de sondeo, y disponer el entubado en el pozo de sondeo. Además, frecuentemente después de que se forra una sección del pozo de sondeo con entubado, el cual se cementa usualmente en su lugar, se puede desear perforación adicional más allá del extremo del entubado.

Desafortunadamente, la perforación secuencial y el entubado pueden ser consumidores de tiempo debido a que, como se puede apreciar, las profundidades considerables alcanzadas durante la producción de petróleo y gas, puede ser considerable el tiempo requerido para implementar los procedimientos de recuperación complejos para recuperar la cadena de perforación. De esta manera, tales operaciones pueden ser costosas también, puesto que, por ejemplo, el inicio de la producción rentable se puede retrasar grandemente. Por otra parte, puede ser difícil el control del pozo durante el período de tiempo en que el tubo de perforación está siendo removido y el entubado está siendo dispuesto en el pozo de sondeo.

Se han desarrollado algunos procedimientos para tratar las dificultades asociadas con las operaciones de perforación y entubado convencionales. De interés inicial es un aparato que es conocido como un casquillo escariador que se ha usado en operaciones de perforación convencionales. Los casquillos escariadores han llegado a ser disponibles relativamente de manera reciente y son dispositivos que son capaces de perforar a través de obstrucciones leves dentro de un pozo de sondeo que se ha perforado previamente. Además, el caequillo escariador puede incluir una sección interior manufacturada a partir de un material que es perforable por barrenas de perforación giratorias. Por consiguiente, cuando se cementa en su lugar, el casquillo escariador no posee usualmente dificultad para una barrena de perforación subsecuente. Por ejemplo, la patente norteamericana No. 6,062,326 de Strong y colaboradores divulga un casquillo entubado o casquillo escariador en el cual la porción central del mismo se puede configurar para hacer perforado a través. Además, la patente norteamericana No. 6,062,326 de Strong y colaboradores divulga un casquillo de entubado que puede -incluir cortadores de diamante sobre la cara completa del mismo, si no se desea perforar a través de los mismos. Tales escariadores que están configurados para unirse a una cadena de entubado son referidos a partir de ahora como "casquillos escariadores" .

Como una extensión adicional del concepto del casquillo escariador, a fin de tratar los problemas con perforación y entubado secuencial, la perforación con entubado está ganando popularidad como un método para perforar inicialmente un pozo de sondeo, en donde el entubado se usa como el conducto de perforación y, el entubado se cementa dentro y permanece dentro de la perforación de pozo para actuar como el entubado de la perforación de pozo. La perforación con entubado emplea una barrena de perforación que está configurada para unirse a la cadena de entubado en lugar de una cadena de perforación, de modo que la barrena de perforación funciona no solamente para perforar la perforación de tierra, sino también para guiar el entubado dentro de la perforación de pozo. Esto puede se ventajoso ya que el entubado se dispone en el pozo de sondeo como si se formará por la barrena de perforación, y elimina por lo tanto la necesidad de recuperar la cadena de perforación y la barrena de perforación después de alcanzar una profundidad objetivo donde se desea la cementación. Tales barrenas de perforación que son configuradas para unirse a una cadena de entubado son referidas a partir de ahora como "casquillos de perforación" .

Como se usa en la presente, los términos "casquillo de perforación de tierra" y "casquillo de perforación" significan e incluyen cualquier dispositivo que esté configurado para unirse a un extremo de una sección de entubado y se use para por lo menos perforar una perforación de pozo, escariar una perforación de pozo previamente perforada, y guiar el entubado a través de una perforación de pozo previamente perforada, ya que la sección de entubado a la cual el dispositivo se une se introduce en una formación subterránea. Los casquillos de perforación de tierra y los casquillos de perforación incluyen, por ejemplo, casquillos de perforación, casquillos escariadores, casquillos de entubado, configurados para guiar meramente el entubado a través de una perforación de pozo y asegurar que el diámetro de la perforación de pozo siga siendo como se perfora (es decir, no haya disminuido como ocurre algunas veces en formaciones reactivas o de desprendimiento) , y los casquillos que tanto perforan como escarian conforme el entubado al cual se unen se introduce en una formación subterránea.

Las secciones de entubado comercialmente disponibles se venden en una variedad de diferentes diámetros y con una variedad de diferentes configuraciones de acoplamiento, como resultado, cuando un casquillo de perforación de tierra se manufactura para un consumidor particular, un casquillo de perforación convencional se debe manufacturar para el diámetro particular de entubado al cual el casquillo de perforación se va- a unir. Adicionalmente , el casquillo de perforación se debe proporcionar con una porción de conexión que está configurada (por ejemplo, con cuerdas) para acoplarse complementariamente a la porción de conexión particular de la cadena de entubado a la cual el casquillo de perforación se va a unir.

Existe una necesidad en la técnica por métodos mejorados para acoplar casquillos de perforación a cadenas de entubado, y para métodos mejorados para adaptar los casquillos de perforación para unirse a las cadenas de entubado que tienen diferentes configuraciones de conexión.

DESCRIPCIÓN En algunas modalidades, la presente invención incluye métodos para unir una corona de un casquillo de perforación a una sección de entubado. Un primer extremo de un vástago adaptable se puede unir a la corona de un casquillo de perforación, y un segundo extremo opuesto del vástago adaptable se puede maquinar para configurar el segundo extremo del vástago adaptable para unirse a una sección del entubado después de unir el primer extremo del vástago adaptable a la corona.

En modalidades adicionales, la presente invención incluye métodos para ¦ unir casquillos de perforación a secciones de entubado. Un primer extremo de un vástago adaptable se sóida a una corona para formar un casquillo de perforación. Se selecciona el vástago adaptable para tener un espesor de pared promedio mayor que aproximadamente cinco por ciento (5%) de un diámetro máximo de la corona. Un segundo extremo opuesto del vástago adaptable está configurado para unirse a un tipo particular de sección de entubado después de soldar el primer extremo del vástago adaptable a la corona.

Todavía . modalidades adicionales de la presente invención incluyen casquillos de perforación que tienen un vástago adaptable unido a una corona, en donde el vástago adaptable comprende una pared generalmente cilindrica que tiene un espesor de pared promedio mayor que aproximadamente cinco por ciento (5%) de un diámetro máximo de la corona.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS Mientras que la especificación concluye con las reivindicaciones que indican particularmente y reclaman distintamente que lo que se considera como la presente invención, las ventajas de las modalidades de esta invención se pueden evaluar más fácilmente a partir de la siguiente descripción de ciertas modalidades de la invención cuando se leen en conjunción con los dibujos acompañantes, en los cuales : la FIG. 1 es una vista en perspectiva de una modalidad de una herramienta de casquillo de la presente invención que incluye una corona unida a un vástago adaptable; la FIG. 2 es una ilustración esquemática que muestra la herramienta de casquillo de la FIG. 1 unida a una sección de entubado y dispuesta dentro de una formación subterránea; la FIG. 3 es una vista de sección transversal longitudinal de una modalidad de una herramienta dé casquillo similar a aquella de la FIG. 1 que incluye una corona unida a un vástago adaptable; la FIG. 4 es una vista de sección transversal agrandada de una interfase entre la corona y el vástago adaptable mostrado en la FIG. 3; la FIG. 5 es una vista de sección transversal longitudinal de la herramienta de casquillo mostrada en las FIGS. 3 y 4 después de adaptar el vástago para la conexión al entubado de acuerdo con las modalidades de los métodos de la presente invención; y la FIG. 6 es una vista de sección transversal longitudinal de la herramienta de casquillo mostrada en la FIG. 5, que ilustra demás una sección de entubado acoplado al vástago de la herramienta de casquillo.

MODO(S) PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Las ilustraciones presentadas en este documento no se proponer para ser vistas reales de ningún dispositivo o sistema particular, sino son representaciones meramente idealizadas que se emplean para describir modalidades de la presente invención. Adicionalmente, los elementos comunes de las figuras pueden retener la misma designación numérica.

Una modalidad de un casquillo de perforación 10 de la presente invención se muestra en la FIG. 1. El casquillo de perforación 10 mostrado en la FIG. 1 es una estructura intermedia que todavía no se ha adaptado para unirse a ninguna sección particular del entubado. Después de la formación del casquillo de perforación intermedio 10 mostrado en la FIG. 1, el casquillo de perforación 10 se puede adaptar para unirse a una sección particular de entubado, como se describe con detalle adicional en la presente a continuación.

El casquillo de perforación 10 mostrado en la FIG. 1 puede ser un casquillo escariador o un casquillo de perforación configurado para unirse a una sección de entubado para el uso en la formación de una perforación de pozo en una formación subterránea. Como se muestra en la FIG. 1, el casquillo de perforación 10 incluye una corona 20 y un vástago adaptable 30 que se une a la corona 20.

En algunas modalidades, la corona 20 se puede configurar para perforar una perforación de pozo en una formación subterránea. En otras modalidades, la corona 20 se puede configurar para escariar (es decir, agrandar el diámetro de) una perforación de pozo precisamente perforada. En todavía otras modalidades, la corona 20 se puede configurar para guiar meramente el entubado a través de una perforación de pozo y asegurar que el diámetro de la perforación de pozo siga siendo como se perforó previamente y no haya disminuido como algunas veces ocurre en las formaciones reactivas o de desprendimiento. En otras palabras, la corona 20 puede solamente escariar secciones de la perforación de pozo que tienen un diámetro de menor tamaño debido, por ejemplo, a la invasión del material de formación dentro de la perforación de pozo.

La corona 20 incluye un cuerpo 21 que se puede formar de y comprende, un metal o aleación de metal (por ejemplo, al acero, aluminio, latón o bronce), o un material compuesto que incluye partículas de un material relativamente más duro (por ejemplo, carburo de tungsteno) , incrustado dentro de un metal relativamente más blando o aleación de metal (por ejemplo, acero, aluminio, latón, o bronce). Se puede seleccionar el material del cuerpo 21 para exhibir propiedades físicas que permiten que el cuerpo 21 sea perforada a través por otra barrena de perforación después de que el casquillo de perforación 10 se ha usado para introducirse a una sección de entubado unido al mismo en una formación subterránea, como se sabe en la técnica.

Las estructuras de perforación y/o escariado se pueden proporcionar sobre superficies exteriores del cuerpo 21 de la corona 20. Por ejemplo, la corona 20 puede comprender una pluralidad de cuchillas 22 que definen cursos de fluido 24 entre las mismas. Las aberturas 25 se pueden formar a través de la corona 20 para permitir que el fluido (por ejemplo, fluido de perforación y/o cemento) se bombeen a través del interior del casquillo de perforación 10, a través de las aberturas 25 en la corona 20, y en el espacio anular entre las paredes de la formación en las cuales la perforación de pozo se forma y las superficies exteriores del casquillo de perforación 10 y las secciones, de entubado a las cuales el casquillo del perforación 10 se puede unir. Por ejemplo, las aberturas 25 pueden comprender pasajes de fluido que se extienden a través del cuerpo 21 de la corona 20. Opcionalmente , se pueden asegurar boquillas (no mostradas) a la corona 20 dentro de los pasajes de fluido para adaptarse selectivamente a las características hidráulicas del casquillo de perforación 10. Se pueden formar bolsas de elementos de corte en las cuchillas 22, y los elementos de corte 26, tales como, por ejemplo, elementos de corte compactos de diamante policristalinos (PDC), se pueden asegurar dentro de las bolsas del elemento de corte.

También, cada una de las cuchillas 22 puede incluir una región de calibre 23 que definen con untamente el diámetro más grande de la corona 20 y, de esta manera, el diámetro de cualquier perforación de pozo formada usando la corona 290 y el casquillo de perforación 10. Las regiones de calibre 23 pueden ser extensiones longitudinales de las cuchillas 22. Se pueden proporcionar estructuras o materiales resistentes al desgaste sobre las regiones de calibre 23. Por ejemplo, insertos de carburo de tungsteno, elementos de corte, diamantes (por ejemplo, diamantes naturales o sintéticos) , o material de recubrimiento duro se puede proporcionar sobre las regiones de calibre 23 de la corona 20.

En modalidades adicionales, la corona 20 puede no incluir cuchillas 22 y elementos de corte 26, similar como aquellas mostradas en la FIG. 1. En tales modalidades, la corona 20 puede comprender otras estructuras de corte y/o escariadoras tales como, por ejemplo, depósitos de material de recubrimiento duro (no mostrado) sobre las superficies exteriores de la corona 20. Tal material de recubrimiento duro puede comprender, por ejemplo partículas duras y abrasivas (por ejemplo, diamante, nitruro de boro, carburo de silicio, carburos o boruros de titanio, tungsteno o tántalo, etc.) incrustadas dentro de un material de matriz de metal o aleación de metal (por ejemplo, una aleación de metal basada en hierro, basada en cobalto o basadas en níquel). Tales depósitos de material de recubrimiento duro se pueden formar en estructuras sobresalientes, alargadas sobre las superficies exteriores de la corona 20.

La FIG. 2 es una ilustración esquemática simplificada que muestra el casquillo de perforación 10 unido a una sección de entubado 39 y dispuesto dentro de una perforación de pozo que se ha formado en una formación subterránea usando el casquillo de perforación 10. Como se discute previamente, el entubado 39, con el casquillo de perforación 10 unido al mismo, se puede hacer girar e introducir en la formación subterránea conforme el fluido de perforación se bombea hacia abajo a través del interior del entubado 39, hacia afuera a través de las aberturas 25 en la corona 20, y hacia arriba a través de los cursos del fluido 24 (FIG. 1) y hacia arriba a través del espacio anular entre las paredes de la formación dentro de la perforación de pozo y las superficies exteriores del entubado 39 a la superficie de la formación.

Una vez que el entubado 39 se ha introducido a una ubicación deseada dentro de la formación, la perforación con el casquillo de perforación 10 se puede detener, y el entubado 39 se puede cementar en su lugar. Para cementar el entubado 39 en su lugar, el cemento (no mostrado) u otro material curable se puede llevar a través del interior del entubado 39, a través de las aberturas 25 en la corona 20, hacia arriba a través de los cursos de fluido 24 (FIG. 1), y dentro del anillo entre la pared de la perforación de pozo y la superficie exterior del entubado 39, donde se puede dejar endurecer. Por su puesto, se puede usar equipo de flotación convencional para controlar y suministrar el cemento a través del casquillo de perforación 10 y dentro del anillo entre la pared de la perforación de pozo y el entubado 39. La cementación del entubado 39 en su lugar dentro de la perforación de pozo puede estabilizar la perforación de pozo y sellar las formaciones subterráneas penetradas por el casquillo de perforación 10 y el entubado 39.

En algunos casos, el tamaño y colocación de las aberturas 25 que se emplean para operaciones de perforación no se puede desear particularmente para operaciones de cementación. Adicionalmente, las aberturas 25 se pueden taponar o de otra manera obstruir durante una operación de perforación. Como se muestra en las FIGS. 1 y 2, por lo menos uno de la corona 20 y el vástago 30 del casquillo de perforación 10 pueden incluir una o más regiones frágiles 28 que se pueden agrietar (por ejemplo, un disco de metal que se puede fracturar, perforar, romper, remover, etc.) para formar una o más aberturas adicionales que se pueden usar para proporcionar comunicación fluida entre el interior y el exterior del casquillo de perforación 10. El fluido de perforación y/o cemento se pueden hacer que fluyan a través de tales regiones frágiles 28 después del agrietamiento del mismo.

Con referencia nuevamente a la FIG. 1, el casquillo de perforación 10 incluye un vástago adaptable 30 que tiene un primer extremo 31A unido a la corona 20 y un segundo extremo 31B que se puede adaptar y usar para acoplar el casquillo de perforación 10 a una sección de entubado (no mostrado en la FIG. 1). El vástago 30 puede tener un tamaño y forma que le permite ser adaptado, después de la unión a la corona 20 para acoplarse a una amplia variedad de diferentes configuraciones de entubado como se discute con detalle adicional en la presente a continuación.

La FIG. 3 es un avista de sección transversal, longitudinal de otra modalidad de un casquillo de perforación intermedio 50 de la presente invención. El casquillo de perforación intermedio 50 es similar al casquillo de perforación 10 mostrado en la FIG. 1, e incluye una corona 40 que tienen un cuerpo 41 que se une a un vástago adaptable 30, como se describe previamente en relación con la FIG. 1.

El vástago adaptable " 30 es una estructura cilindrica que tiene una longitud L. a manera de ejemplo y no limitación, la longitud L del vástago adaptable 30 puede ser entre aproximadamente veinticinco (25) centímetros (aproximadamente diez (10) pulgadas) y aproximadamente doscientos (200) centímetros (aproximadamente setenta y nueva (79) pulgadas) .

El vástago adaptable 30 tiene un espesor de pared Tw que es la mitad de la diferencia entre el diámetro exterior OD del vástago 30 y el diámetro interior ID del vástago 30. El espesor de pared Tw puede variar, dependiendo del tamaño (por ejemplo, el diámetro) de la corona 40 la cual el vástago 30 se une. El espesor de pared Tw del vástago 30, sin embargo, puede ser suficientemente grande para permitir que el vástago 30 se adapte para el uso con una variedad de diferentes secciones de entubado que tienen una variedad de pesos y configuraciones de acoplamiento que se podrían usar con el tamaño particular de la corona 40 a la cual se une el vástago 30. Aunque el vástago 30 de la FIG. 3 se muestra que tiene un diámetro exterior que es menor que un diámetro exterior de la corona 40 a la cual el vástago 30 se une, en modalidades adicionales, el vástago 30 puede tener un diámetro exterior que es más grande que un diámetro de la corona 40 a la cual se une el vástago 30.

La Tabla 1 a continuación lista una variedad de diferentes diámetros de coronas que se usan frecuentemente en la industria, junto con el diámetro exterior OD, el diámetro interior ID, y el espesor de pared Tw de los ejemplos de los vástagos adaptables 30 de la presente invención que se pueden unir a tales coronas. Todas las dimensiones en la Tabla 1 se proporcionan en pulgadas, y las dimensiones en centímetros se proporcionan en paréntesis.

TABLA 1 Diámetro Diámetro OD del ID del Tw del Tw del de la del Vástago Vástago Vástago Vástago Corona Entubado como Porcentaj e del Diámetro de la Corona 15.24 cm 11.43 cm 13.02 cm 9.21 cm 1.91 cm 12.5% (6.00 (4.50 (5.125 (3.625 (0.750 pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) 21.59 cm 19.37 cm 21.91 cm 15.24 cm 3.34 cm 15.4% (8.50 (7.625 (8.625 (6.00 (1.313 pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) pulgadas) pulgadas ) 31.12 cm 24.45 cm 27.31 cm 21.11 cm 3.10 cm 10.0% (12.25 (9.625 (10.750 (8.310 (1.220 pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) 44. 5 cm 33.97 cm 36.83 cm 31.12 cm 2.86 cm 6.4% (17.50 (13.375 (14.500 (12.250 (1.125 pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) pulgadas) pulgadas ) 60.96 cm 50.80 cm 53.66 cm 47.24 cm 3.21 cm 5.3% (2 .00 (20.00 (21.125 (18.60 (1.263 pulgadas ) pulgadas ) pulgadas ) pulgadas) pulgadas ) Como se muestra en la Tabla 1, en algunas modalidades de la presente invención, la corona 40 puede tener un diámetro que es aproximadamente 31.12 cm (12.25 pulgadas) o menor, y el vástago adaptable 30 puede tener un espesor de pared que es aproximadamente 10% o más de el diámetro de la corona 40, aproximadamente 12% o más del diámetro de la corona 40, o aun aproximadamente 15% o más del diámetro de la corona 40. Como un ejemplo no limitante particular, la corona 40 puede tener un diámetro de aproximadamente 31.12 cm (12.25 pulgadas), el vástago 30 puede tener un diámetro exterior OD de aproximadamente 27.31 cm 10.750 pulgadas), un diámetro interior ID de aproximadamente 21.11 cm 8.310 pulgadas) o menor, y un espesor de pared Tw de aproximadamente 3.10 cm 1.220 pulgadas) o más (es decir, aproximadamente 10.0% o más del diámetro de la corona 40) . Como otro ejemplo no limitante particular, la corona 40 puede tener un diámetro de aproximadamente 21.59 cm 8.50 pulgadas), el vástago 30 puede tener un diámetro exterior OD de aproximadamente 21.91 cm 8.625 pulgadas), un diámetro interior ID de aproximadamente 15.24 cm 6.00 pulgadas) o menor, y un espesor de pared Tw de aproximadamente 3.34 cm 1.313 pulgadas) o más (es decir, aproximadamente 15.4% o más del diámetro de la corona 40). Como todavía otro ejemplo no limitante particular, la corona 40 puede tener un diámetro de aproximadamente 15.24 cm (6.'00 pulgadas), el vástago 30 puede tener un diámetro exterior OD de aproximadamente 13.02 cm (5.125 pulgadas), un diámetro interior ID de aproximadamente 9.21 cm (3.625 pulgadas) o menor, y un espesor de pared Tw de aproximadamente 1.91 cm (0.750 pulgadas) o más (es decir, aproximadamente 12.5% o más del diámetro de la corona 40) . Otros ejemplos no limitantes de las modalidades de la invención también se exponen. en la Tabla 1 en lo anterior.

Como se muestra en la Tabla 1, en modalidades adicionales de la presente invención, la corona 40 puede tener un diámetro que es mayor que aproximadamente 31.12 cm (12.25 pulgadas), y el vástago adaptable 30 puede tener un espesor de pared que es aproximadamente 5% o más del diámetro de la corona 40, o aun aproximadamente 6% o más del diámetro de la corona 40. Como un ejemplo no limitante particular la corona 40 puede tener un diámetro de aproximadamente 44.45 cm (17.50 pulgadas), el vástago 30 puede tener un diámetro exterior OD de aproximadamente 36.83 cm (14.500 pulgadas), un diámetro interior ID de aproximadamente 31.12 cm (12.250 pulgadas) o menor, y un espesor de pared Tw de aproximadamente 2.86 cm (1.125 pulgadas) o más (es decir, aproximadamente 6.4% o más del diámetro de la corona 40). Como otro ejemplo no limitante particular, la corona 40 puede tener un diámetro de aproximadamente 60.96 cm (24.00 pulgadas) , el vástago 30 puede tener un diámetro exterior OD de aproximadamente 53.66 cm (21.125 pulgadas), un diámetro interior ID de aproximadamente 47.24 cm (18.60 pulgadas) o menor, y un espesor de pared Tw de aproximadamente 3.21 cm (1.263 pulgadas) o más (es decir, aproximadamente 5.3% o más del diámetro de la corona 40) .

El vástago adaptable 30 se puede formar de y comprender un material de metal tal como, por ejemplo, una aleación de metal basada en hierro (por ejemplo, una aleación de acero) . En algunas modalidades, el vástago adaptable 30 se puede formar de y comprender un material que exhibe una resistencia elástica a la tensión de por lo menos aproximadamente 60,000 libras por pulgada cuadrada (PSI), a por lo menos aproximadamente 90,000 libras por pulgada cuadrada (PSI), o aun por lo menos aproximadamente 120,000 PSI libras por pulgada cuadrada (PSI) . Como se menciona previamente, el vástago adaptable 30 se puede formar separadamente de la corona 40 y unir subsecuentemente a la misma .

La FIG. 4 es una vista de sección transversal agrandada de una interfase entre la corona 40 y el vástago adaptable 30 mostrado en la FIG. 3. Como se muestra en la FIG. 4, el vástago 30 se puede unir a la corona 40 al lindar una superficie de extremo 34 del vástago 30 contra una superficie de extremo 48 de la corona 40 y al soldar una interfase entre el vástago 30 y la corona 40. En otras palabras, se puede proporcionar un material de soldadura 60 (por ejemplo, una o más cuentas de soldadura) alrededor de una superficie exterior del casquillo de perforación intermedio 50 a lo largo de la interfase entre la corona 40 y el vástago 30. En algunas modalidades, el vástago 30 puede tener una superficie frustocónica, biselada 36 en el primer extremo longitudinal 31? del mismo, y la corona 40 puede tener una superficie frustocónica, biselada complementaria 49. La superficie frustocónica 36 del vástago 30 y la superficie frustocónica 49 de la corona 40 pueden definir una ranura soldada entre los mismos cuando el vástago 30 colinda contra la corona 40. Un material de soldadura 60 se puede depositar en la forma de una o más cuentas de soldadura dentro de la ranura de soldadura para soldar el vástago 30 y la corona 40 conjuntamente. El vástago 30 se puede colindar contra, y soldar a, la corona 40 antes de adaptar el vástago 30 para la unión a una sección de entubado.

En modalidades adicionales, se pueden proporcionar cuerdas complementaria (no mostradas) sobre la corona 40 y el vástago 30 para permitir que la corona 40 y el vástago 30 se rosquen con untamente para unir la corona 40 y el vástago 30 conjuntamente. En tales modalidades, también se puede proporcionar un material de soldadura 60 a lo largo de la interfase entre la corona 40 y el vástago 30 para asegurar adicionalmente la corona 40 y el vástago 30 conjuntamente.

Con referencia a la FIG. 5, después de unir el vástago 30 y la corona 40 conjuntamente, el vástago 30 se puede adaptar para la unión a una sección particular del entubado. El vástago 30 se puede adaptar para al unió a una sección particular de entubado al, por ejemplo, hacer uno o más de lo siguiente: reducir la longitud L del vástago 30, reducir el espesor de pared Tw del vástago 30, y proporcionar una o más características en el vástago 30, y/o formar una o más superficies del vástago 30, para acoplarse a un extremo de una sección de entubado. El espesor de pared Tw del vástago 30 se puede reducir al reducir el diámetro exterior del vástago 30, al incrementar el diámetro interior del vastago 30 o al reducir tanto el diámetro exterior como incrementar el diámetro interior del vástago 30.

El diámetro exterior del vástago 30 se puede reducir, y el diámetro interior del vástago 30 se puede incrementar, como sea deseable, usando, por ejemplo, procesos de maquinado convencionales tales como procesos de torno, procesos de molienda y combinaciones de procesos de torno y molienda .

Para configurar el vástago 30 para acoplarse a una sección de entubado, se pueden proporcionar una o más características en el vástago 30, y/o una o más superficies del vástago 30 se pueden proporcionar con una cierta forma, como se menciona previamente. Por ejemplo, una superficie interior 38A del vástago 30 se puede formar para comprender lo que es referido en la técnica como una "caja roscada".

Para formar una caja roscada en la superficie interior 38A del vástago 30, una sección de la superficie interior 38A del vástago en el segundo extremo 31B del mismo se puede formar para comprender un ahusamiento, tal que la sección de la superficie interior 38A tiene una forma frustocónica que tiene un diámetro que es más grande en el orificio del vástago 30 en el segundo extremo 31B del mismo, el diámetro que es progresivamente más pequeño que se mueve en la dirección longitudinal hacia el primer extremo 31A del vástago 30. El ángulo del ahusamiento de la superficie interior 38A del vástago 30 en el segundo extremo 31B se puede seleccionar para corresponder al ángulo de un ahusamiento sobre la superficie exterior de una sección de entubado a la cual el vástago 30 se va a unir. Tal ahusamiento también se puede formar en la superficie interior 38A, usando, por ejemplo, procesos de maquinado convencionales tales como procesos de torno, procesos de molienda, y combinaciones de procesos de torno y molienda.

Adicionalmente, se pueden formar roscas 37 sobre una sección de la superficie interior 38A del vástago 30 en el segundo extremo 31B (por ejemplo, en una sección ahusada de- la superficie interior 38A) . El tamaño (por ejemplo, dimensiones) forma, y espaciamiento (por ejemplo inclinación) de las roscas 37 también se puede seleccionar para corresponder al tamaño (por ejemplo, dimensiones), forma, y espaciamiento (por ejemplo, inclinación) de las roscas complementarias sobre una sección del entubado al cual el vástago 30 se va a unir. Las roscas 37 también se pueden formar en la superficie interior 38A usando, por ejemplo, procesos de maquinado convencionales tales como procesos de torno, procesos de molienda, y combinaciones de procesos de torno y molienda. Las roscas también se pueden formar al enrolar la superficie que se rosca contra un molde de roscado, como se conoce en la técnica, y tales procesos de roscado en rollo también se pueden emplear en modalidades de la presente invención.

En algunas modalidades, las roscas 37 se pueden formar sobre la superficie interior 38A del vástago 30 en el segundo extremo 31B del mismo sin proporcionar ningún ahusamiento sobre la superficie interior 38A. En otras palabras, la superficie 38A puede seguir siendo por lo menos sustancialmente cilindrica, y se puede roscar una sección de la superficie interior cilindrica.

En modalidades adicionales de la presente invención, una superficie exterior 38.B del vástago 30 se puede formar para comprender lo que es referido en la técnica como un "perno roscado", el cual es un miembro de perno macho que tiene roscas sobre una superficie exterior del mismo que se configura para acoplarse con, y juntarse, con una caja roscada hembra, como se describe previamente en la presente.

Con referencia a la FIG. 6, .después de adaptar el vástago 30 para la unión a una sección particular del entubado 61, el vástago 30 y la sección de entubado 61 se pueden acoplar conjuntamente en la preparación para la perforación y/o escariado con el casquillo de perforación intermedio 50 conforme el entubado 61 y el casquillo de perforación intermedio 50 se introducen en una formación subterránea .

En la modalidad mostrada en la FIG. 6, se proporciona una caja roscada en la superficie interior 38A del vástago 30 en el segundo extremo 31B del mismo, y la sección de entubado 61 tiene un perno roscado 62 en un extremo 64 del mismo que es complementario a, y configurado para acoplarse con una unión, la caja roscada en el segundo extremo 31B del vástago 30.

En modalidades adicionales de la invención, sin embargo, el vástago 30 se puede formar para comprender un perno roscado y el entubado 61 puede comprender una caja roscada complementaria configurada para acoplarse con el perno roscado del vástago 30. En todavía modalidades adicionales, cada uno del vástago 30 y el entubado 61 pueden comprender un perno roscado, y un collar que tiene una caja roscada sobre ambos extremos del mismo se puede usar para acoplar el perno roscado del vástago 30 al perno roscado del entubado 61. Estos collares son comercialmente disponibles y usados frecuentemente en la técnica.

De esta manera, de acuerdo con algunas modalidades de los métodos de la presente invención, un vástago adaptable se puede unir a una corona de un casquillo de perforación antes de identificar el tipo de entubado al cual el casquillo de perforación se unirá finalmente. Como resultado, un fabricante no necesita fabricar una variedad de diferentes tipos de vástagos para cada tamaño de casquillo de perforación, cada tipo que corresponde a los diferentes tipos de entubado al cual el casquillo de perforación se podría unir. En contraste, un vástago adaptable, individual de acuerdo con las modalidades de la presente invención se puede fabricar para cada tamaño de casquillo de perforación, y el vástago adaptable se puede adaptar, después de la unió a una corona, para la unión a un tipo particular de entubado.

Adicionalmente, de acuerdo con algunas modalidades de los métodos de la presente invención, un vástago adaptable se puede unir a una corona de un casquillo de perforación antes de identificar el tipo de entubado al cual el casquillo de perforación se unirá finalmente. La corona, con el vástago adaptable unido a la misma, se puede transportar a otra ubicación diferente donde la corona y el vástago se unieron conjuntamente (por ejemplo, la ubicación de un distribuidor, la ubicación de un sitio de perforación, etc.) por medio de un vehículo (por ejemplo, un camión, aeroplano o botes) . Después de la transportación de la corona, con el vástago adaptable unido a' la misma, a otra ubicación, se puede identificar un tipo particular de entubado al cual la corona y el vástago adaptable se van a unir, y el vástago adaptable se puede adaptar, como se describe previamente en la presente, para unirse a ese tipo particular de entubado.

Mientras que la presente invención se ha descrito en la presente con respecto a ciertas modalidades, aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica reconocerán y apreciarán que no se va a limitar. Más bien, muchas adiciones, supresiones y modificaciones a las modalidades descritas en la presente se pueden hacer sin apartarse del alcance de la invención como se reclama a partir de ahora. Además, las características de una modalidad se pueden combinar con las características de otra modalidad mientras que aun sean abarcadas dentro del alcance de la invención como se contempla por los inventores.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un método para unir una corona de un casquillo de perforación a una sección de entubado, -caracterizado porque comprende: unir un primer extremo de un vástago adaptable que comprende una estructura generalmente cilindrica a la corona del casquillo de perforación; y maquinar un segundo extremo opuesto del vástago adaptable para configurar el segundo extremo del vástago adaptable para unirse a la sección de entubado después de unir el primer extremo del vástago adaptable a la corona.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende formar el vástago adaptable que comprende un material de aleación de metal que exhibe una resistencia elástica a la tensión de por lo menos aproximadamente 4,222 kilogramos por centímetro cuadrado (60,000 libras por pulgada cuadrada).

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende formar el vástago adaptable que tiene una longitud de entre aproximadamente veinticinco (25) centímetros (aproximadamente diez (10) pulgadas) y aproximadamente doscientos (200) centímetros (aproximadamente setenta y nueve (79) pulgadas).

4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta la 3, caracterizado porque además comprende formar el vástago adaptable que tiene un espesor de pared promedio mayor que aproximadamente cinco por ciento (5%) de un diámetro máximo de la corona.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque además comprende formar el espesor de pared promedio del vástago adaptable que es aproximadamente 10% o más del diámetro máximo de la corona.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende formar el espesor de pared promedio del vástago adaptable que es aproximadamente 12.5% o más del diámetro máximo de la corona.

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque además comprende formar el espesor de pared promedio del vástago adaptable que es aproximadamente 15% o más del diámetro máximo de la corona.

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la unión a un primer extremo de un vástago adaptable a la corona del caequillo de perforación comprende: colindar una superficie del primer extremo del vástago adaptable a una superficie de la corona; y soldar una inferíase entre la superficie de la corona y la superficie colindante del primer extremo del vástago adaptable.

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el maquinado del segundo extremo opuesto del vástago adaptable comprende maquinar roscas sobre por lo menos uno de una superficie interior y una superficie éxterior del vástago adaptable.

10. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque además comprende : unir el primer extremo del vástago adaptable a la corona en una primer ubicación geográfica; transportar el casquillo de perforación de la primera ubicación geográfica a una segunda ubicación geográfica usando un vehículo; y configurar el segundo extremo opuesto del vástago adaptable para unirse a la sección de entubado en la segunda ubicación geográfica.

11. Un casquillo de perforación, caracterizado porque comprende: una corona configurada para por lo menos uno de perforación y escariado de una perforación de pozo; y un vástago adaptable unido a la corona, el vástago adaptable que comprende una pared generalmente cilindrica que tiene un espesor de pared promedio mayor que aproximadamente cinco por ciento (5%) de un diámetro máximo de la corona.

12. El casquillo de perforación de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la corona se sóida al vástago adaptable.

13. El casquillo de perforación de conformidad con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado porque el espesor de pared promedio de la pared generalmente cilindrica es mayor que aproximadamente 10% del diámetro máximo de la corona.

14. El casquillo de perforación de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el espesor de pared promedio de la pared generalmente cilindrica es mayor que aproximadamente 12% del diámetro máximo de la corona .

15. El casquillo de perforación de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el espesor de pared promedio de la pared generalmente cilindrica es mayor que aproximadamente 15% del diámetro máximo de la corona .

16. El casquillo de perforación de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el vástago adaptable comprende un material de aleación de metal que exhibe una resistencia elástica a la tensión de por lo menos aproximadamente 4,222 kilogramos por centímetro cuadrado (60,000 libras por pulgada cuadrada).

17. El casquillo de perforación de conformidad con la reivindicación 11 o reivindicación 12, caracterizado porque el vástago adaptable comprende un material de aleación de metal que exhibe una resistencia elástica a la tensión de por lo menos aproximadamente 4,222 kilogramos por centímetro cuadrado (60,000 libras por pulgada cuadrada) .