MX2012004587A - Junta tubular de desconexion instrumentada. - Google Patents

Abstract

Un método y equipo para un aparato de junta tubular instrumentado para usarse en una cadena de tubería que comprende una sección tubular superior con una conexión roscada entre ellas y un pasaje axial para que el fluido fluya a través de la sección tubular inferior conectada con una conexión roscada entre ellas y un pasaje axial para que fluya el fluido a y través de la misma, un sensor para medir el estrés en la junta tubular instrumentada, una unidad de registro y transmisión de datos conectada operativamente al sensor, los medios se refieren a los datos adquiridos por el sensor a una unidad de proceso de superficie; y un mecanismo para desconectar la sección superior de la sección inferior después de recibir una señal de la unidad de procesos de superficie. Se enfatiza que este resumen se provee para cumplir con las reglas que requieren un resumen que permitirán que un investigador u otro lector entiendan rápidamente el tema principal de la descripción técnica. Se presenta con el entendimiento de que no será usada para interpretarse o limitar el alcance o significado de las reivindicaciones.

Description

JUNTA TUBULAR DE DESCONEXIÓN INSTRUMENTADA CAMPO DE LA DESCRIPCIÓN La presente solicitud se relaciona generalmente con el uso de un material secundario en un tubo para medir el esfuerzo y desconectar una sección de un tubo según se requiere, y más particularmente a métodos y aparatos asociados con la operación de la superficie de un material secundario situado a lo largo de la longitud de un tubo tal como, por ejemplo una tubería de perforación, que puede controlar la tensión y es capaz de desconectar una sección de tubo situado debajo de dicho material secundario. Nuevos métodos y sistemas para lograr la tensión y medición de datos del medio ambiente, circulación, la opresión lejos de la pared del pozo y la desconexión de una sección de un tubo según la necesidad también serán discutidos en la presente descripción a manera de varios ejemplos que están destinados a ilustrar la idea central y no restringir de ninguna manera la descripción.

ANTECEDENTES DE LA DESCRIPCIÓN Se perforan pozos para buscar y producir hidrocarburos. Una herramienta de fondo de pozo de perforación con una broca en el extremo inferior del mismo se hace avanzar en el suelo para formar un orificio de pozo. A medida que la herramienta de perforación es avanzada, un lodo de perforación se bombea desde un orificio de pozo de lodo superficie, a través de la herramienta de perforación y hacia fuera a través de la broca para enfriar la herramienta de perforación y se alejan los esquejes. El fluido sale de la broca y fluye de regreso a la superficie para la recirculación a través de la herramienta. El lodo de perforación se utiliza también para formar una torta de lodo de filtración para revestir el orificio del pozo.

Para perforar un pozo que a veces se extiende a varios miles de pies, es a menudo cuestionado con muchos obstáculos como escollo, explosiones, pérdidas de lodo, espeleología, asientos clave, sólo por nombrar algunos. Un problema común no deseado y, ciertamente, muy costoso que se enfrenta la industria en perforación y terminación de un pozo es tener a la tubería (tubería de perforación, tubería de trabajo de revestimiento, tubos, etc.) atrapada en el pozo. Hay varias razones por las que una tubería se atasca en el pozo: es posible que una tubería de perforación se haya quedado atascada en el pozo pues el espacio es clave a la hora de que la broca de forma relativamente brusca se desvía de la ruta programada del pozo creando así un giro en el perfil donde puede atascarse o encajarse una cadena relativamente rígida como la tubería de perforación; también existe lo que se conoce comúnmente en la industria como atascamiento diferencial cuando la tubería de perforación elimina la torta de filtro formada alrededor del pozo exponiendo una formación suficientemente permeable donde el presión diferencial entre el pozo y la formación es lo suficientemente grande para obtener el tubo pegado a lo largo de la zona en contacto con la formación permeable a medida que las presiones intentan equilibrarse entre sí; la tubería podría ser simplemente atascado mecánicamente por algo que cae en el pozo; como se ha descrito anteriormente el pozo se perfora mediante la eliminación y el transporte de esquejes (trozos de formación cortados por la broca de perforación para perforar el pozo) a la superficie, si el transporte a la superficie de los cortes es insuficiente, la acumulación de cortes del pozo eventualmente puede formar un tapón (desempaquetamiento) y atascar la tubería, es frecuente que la tubería se atasque debido a un mal funcionamiento del equipo, como por ejemplo, una empacadora que no liberará o un trabajo de cementado de alojamiento que es erróneo en donde el cemento alcanza el anillo de la tubería. Los ejemplos anteriores son sólo algunas de las razones por las que una tubería, de cualquier tipo, que desciende por un orificio de pozo puede dar consecuencias costosas. Es por estas razones que una tubería en el orificio del pozo es de gran preocupación para la industria. Una manera práctica de ayudar a la recuperación de una tubería atascada, sin duda, se traducirá en grandes ahorros de costos para la industria.

Además, con la búsqueda de yacimientos cada vez más profundos y más complejos de la cuestión de atascamiento de tubería es cada vez más probable y costosa de manera exponencial. Un ejemplo de esto son las diferencias de presión extremas que se observan comúnmente en los pozos de aguas profundas, las complejidades de la perforación cercana a un domo de sal, el incremento de la perforación extendida alcanza pozos o las nuevas herramientas de orificio profundo diseñadas para perforar orificios de pozo horizontales largos siguiendo las subidas y bajadas de una formación no más ancha de un par de decenas de metros. La razón por la que ahora se puede ir más allá de estos diferentes depósitos de difícil acceso se encuentra en la tecnología, las herramientas nuevas de LWD (registro durante la perforación) , las nuevas formas de comunicarse a las herramientas de fondo de pozo de perforación, los nuevos motores de fondo de pozo, los nuevos diseños de tuberías, etc. A medida que la tecnología evoluciona también lo hace el costo del aparato de fondo de pozo descendidos para poder alcanzar estos yacimientos complejos. No más de un par de decenas antes, la sarta de perforación consistía en una broca, algunos collares de perforación, collares de peso pesado, estabilizadores y una jarra; en la actualidad el costo de las herramientas de fondo de confianza con la tarea de la perforación de un pozo puede llegar a millones de dólares. No sólo cuentan con las herramientas de fondo de pozo que evolucionaron a partir de trozos de metal para poner fin a un equipo altamente computarizado, también la tubería de perforación ha tenido su parte de las mejoras con el fin de hacer frente a consumo de energía cada vez mayor de herramientas de fondo de pozo y la demanda de una mayor transferencia de datos entre la superficie y las herramientas de fondo de pozo, la tubería moderna está evolucionando para permitir el suministro de potencia y como un conducto para la alta velocidad de transferencia de datos. Estas mejoras se pueden encontrar en la Solicitud de Publicación de Patente de E.U.ñ. No. 2007/0,159,351 por Madhavan et al. Publicada el 12 de julio 2007 y presentada el 28 de noviembre de 2006. La modernización de la tubería de perforación aumentará aún más el costo total de los equipos descendidos en el pozo.

Como se describió brevemente antes durante la operación de perforación, es conveniente proporcionar comunicación entre la superficie y la herramienta de fondo de pozo. Los dispositivos de telemetría de pozos se utilizan típicamente para permitir, por ejemplo, las señales de potencia, mando y/o comunicación para pasar entre una unidad de superficie y la herramienta de fondo de pozo. Estas señales se usan para controlar y/o accionar el funcionamiento de las herramientas de fondo de pozo y enviar información del fondo de pozo a la superficie.

Varios tipos diferentes de sistemas de telemetría se han desarrollado para transmitir señales entre la unidad de superficie y la herramienta del fondo de pozo. Por ejemplo, los sistemas de telemetría de impulsos de lodo utilizan variaciones en el flujo de lodo que pasa desde un de lodo del orificio del pozo a una herramienta de fondo del orificio del pozo y de nuevo a la superficie para enviar señales descifrables. Ejemplos de tales herramientas de telemetría de impulsos de lodo se pueden encontrar en las Patentes de E.U.A. núms . 5,375,098 y 5,517,464. Además de los sistemas de telemetría de impulsos de lodo del orificio pozo, otros sistemas de telemetría del pozo puede ser utilizado para establecer las capacidades de comunicación deseados. Ejemplos de tales sistemas puede incluir un tubo de perforación del pozo sistema de telemetría como se describe en la Patente de E.U.A. No. 6,641,434, un sistema de telemetría electromagnética de pozo como se describe en la Patente de E.U.A. No. 5,624,051 y un sistema de telemetría acústica del pozo, como se describe en la Publicación de solicitud de patente PCT WO 2004/085796. Otros dispositivos de datos de medios de transporte o comunicación, tales como transceptores acoplados a los sensores, también se han utilizado para transmitir potencia y/o datos. Dependiendo de las condiciones del orificio del pozo, las velocidades de transmisión de datos y otros factores, puede ser preferible utilizar ciertos tipos de telemetría sobre los otros para ciertas operaciones.

En particular, la tubería de perforación de telemetría se ha utilizado para proporcionar un enlace de comunicación por cable entre una unidad de superficie y la herramienta de fondo de pozo. Se ha propuesto el concepto de encaminamiento de juntas de tubería de perforación interconectadas , por ejemplo, en la Patente de E.U.A. No. 4,126,848 por Denison, Patente de E.U.A. No. 3,957,118 de Barry et al., y la patente de E.U.A. No. 3,807, 502 por Heilhecker et al.; y en publicaciones tales como "Cuatro diferentes sistemas utilizados para el MWD", J McDonald, el Oil and Gas Journal, páginas 115-124, 03 de abril 1978. Un número de patentes más recientes y la publicación se han centrado en el uso de corriente acoplados acopladores inductivos en tubería de perforación por cable (PDM) como se describe, por ejemplo, en la Patente de E.U.A. No. 4,605,268; 2,140,537; 5,052,941; 4,806,928; 4,901,069; 5,531,592; 5,278,550 ; 5,971,072; 6,866,306 y 6,641,434; Rusia publicada Solicitud de Patente No. 2040691; y la publicación de solicitud de PCT No. WO 90/14497. Otro número de referencias de patentes han descrito o sugerido soluciones particulares para la transmisión de datos a lo largo de las longitudes axiales de conducto de fondo de pozo o juntas de tubería, tales como patentes de E.U.A. Nos, 2,000,716, 2,096,359, 4,095,865; 4,953,636; 6,392,317; 6,799,632 y la publicación en E.U.A. la publicación de solicitud de patente 2004/0119607, y la publicación de solicitud PCT Nos. WO 2004/033847 y WO 02/06716. Algunas técnicas han descrito un cable colocado en un tubo y se coloca dentro de un cuello de perforación como se muestra, por ejemplo, en la Patente de E.U.A. No. 4,126,848.

Una descripción de un mecanismo que pueda ser utilizada para liberar un conjunto tubo se describe en la Patente de E.U.A. No. 4,364,587 expedida para Travis L. Samford el 21 de diciembre de 1982 y se incorporan aquí por referencia. Un ejemplo de sensores utilizados en la industria para medir la tensión en un conjunto de tubería de perforación, se describen en la Patente de E.U.A. No. 7,316,277 expedida para Benjamín Peter Jeffryes el 8 de enero de 2008 y Patente de E.U.A. No. 4,359,898 expedida para Denis R. Tanguy et al. expedida el 23 de noviembre, 1982; ambas patentes de E.U.A. asignadas a Schlumberger Technology Corporation y se incorporan aquí por referencia. De manera similar a una descripción de un método utilizado para registrar y transmitir una medición del fondo del pozo se puede encontrar en la Patente de E.U.A. No. 7,556,104 expedida a Benjamín Jeffryes Pedro el 7 de julio de 2009, asignada a Schlumberger Technology Corporation y se incorporan aquí por referencia. Una descripción de un ejemplo de los medios utilizados en la industria para hacer circular un fluido deseado hacia y desde el interior de un tubo al anillo se pueden encontrar en la Patente de E.U.A. No. 7,004,252 expedida a Charles Vise E. Jr. el 28 de febrero de 2006, asignada a Schlumberger Technology Corporation y se incorporan aquí por referencia. Un ejemplo de un mecanismo que se utiliza para empujar un tubo de distancia de una pared de la perforación se puede encontrar en la solicitud de patente E.U.A. presentada por Christopher US2008/0314587 del Campo et al., presentada el 21 de junio de 2007 publicada el 25 de diciembre de 2008; asignada a Schlumberger Technology Corporation y se incorporan aquí por referencia.

A medida que la comunicación se realiza hacia y desde el fondo del pozo y la superficie puede establecerse fácilmente por métodos actuales como los descritos anteriormente, una unta de monitoreo y desconexión instrumentada novedosa se puede utilizar para evitar un atascamiento de tuberías y en el caso de que el tubo se quede atascado, para desconectar finalmente la porción libre de la cadena de tubos de la porción de cadena dice que está atascado. Un enfoque novedoso para circular en diferentes puntos de una cadena de tubos a través de la junta instrumentada tubular, el intento de liberar el tubo empujándolo lejos de la pared del pozo y, finalmente, la liberación cuando se requiere de una porción de dicha cadena de tubos también se revelará en esta solicitud.

SUMARIO DE LA DESCRIPCIÓN Los mecanismos de trabajo para obtener un tubo pegado son muy variados el tubo más común siendo atascado diferencialmente, "clave asentada", aislado por el empacador o pegado mecánicamente. Una vez que la tubería está atascada, hay pocas cosas que el operador del equipo de perforación puede tratar de realizar para liberar la tubería: el operador puede tratar de la circular un barro especial o puede tratar de utilizar los frascos del fondo del pozo que en esencia tratan de golpear al tubo para liberarlo con un martillo como una acción o puede intentar girar el tubo para liberarlo, cuando todo esto se ha intentado sin resultado satisfactorio sólo hay unas pocas opciones, estas opciones son por lo general, con el fin de: ejecutar un herramienta liberadora indicando un punto dentro de la tubería para determinar la profundidad a la que está atascada la tubería, para hacer agujeros en la pared de la tubería para restablecer la circulación, si la circulación se pierde parcial o totalmente, tratar de dar marcha atrás en un tramo de tubería de perforación o si lo último falla, cortar el tubo con un cortador de tubo para sujetar la parte posterior del tubo a la izquierda en el agujero. Todas estas opciones tienen ventajas y desventajas, por ejemplo, los agujeros en la pared de la tubería que permitirán restablecer la circulación a partir de esa profundidad, pero una vez que los agujeros están abiertos no hay manera práctica para cerrarlos, por lo tanto, no hay manera de circular el lodo de perforación profunda en el pozo, si es necesario, ya que el lodo de perforación seguirá el camino de menor resistencia para volver a la superficie. En los casos en donde se asiente la barita fuera de la suspensión en el lodo de perforación, la barita siendo un elemento de ponderación comúnmente utilizado en el lodo de perforación, o cortes que taponan del anillo, es conveniente para circular desde una parte superficial a unos lugares más profundos dentro del pozo para poder para levantar los sólidos de empaquetamiento de la tubería, algo que no se logra hoy en día con métodos que suelen utilizar agujeros en la tubería. El refuerzo de seguridad de un tramo de tubería tiene sus propios riesgos, la operación implica girar el tubo en la dirección que se desenrosca y eleva el peso de la tubería por lo que la junta de la tubería deseada no está ni en tensión ni en compresión y solo hay par de torsión suficiente para "regresar" a la conexión roscada, un experto en la técnica reconocerá que la consecuencia de la tarea de trabajar el par de torsión y la tensión en un tubo de bajada de un metro de profundidad del pozo varios miles no es una tarea fácil y es incierto que mejore. En teoría, el disparo de la parte posterior, que es una carga de explosivos pequeña designada para dar un choque a la tubería desde adentro, deberá suministrar suficiente energía en la junta deseada de manera que la desvía desprenda de la conexión roscada para que la tubería pueda desconectarse; en realidad es una tarea difícil de lograr dado que hay incertidumbres en cuanto a cuanto par de torsión se deberá trabajar y si la junta está en tensión o compresión, no es común que la operación de respaldo no libere la unión deseada o aún peor, la tubería se desenrosca a una profundidad superficial de lo que se desearía mientras trata de disminuir el par de torsión.

Las siguientes modalidades proporcionan ejemplos y no limitan el aliento de la descripción y se describen las formas de controlar la tensión ejercida sobre un tubo, recuperar una porción o porciones de una cadena de tubos, para abrir/cerrar los puertos que circulan según la necesidad o los medios para empujar el tubo alejado de la pared del pozo con el fin de facilitar la recuperación de un pegado de la tubería.

En una de las modalidades preferidas, al menos un conjunto tubular de aparato instrumentado para uso en una cadena de tubos que comprende una sección tubular superior con una misma conexión roscada encima y un paso axial para que el líquido fluya a través de la conexión, una sección inferior tubular con una conexión roscada inferior y un paso axial para que el líquido fluya a través de un sensor para medir y datos ambientales y de deformación, una unidad de registro y transmisión de datos conectada operativamente al sensor, medios que se refieren a datos adquiridos para una unidad de proceso de superficie y un mecanismo para desconectar la sección superior de la sección inferior después de recibir una señal de una unidad de procesos de superficie. El estrés medido por el sensor comprende medición de tensión, compresión y torsión y los datos ambientales medidos por el sensor comprenden temperatura, presión, contenido de gas y viscosidad de fluido. La sección inferior del aparato después de desconectarse de la sección superior puede tener un perfil que perite que una tubería o sección superior del aparato sea reconectada a la sección inferior según sea necesario. Los medios para referirse a mediciones adquiridas a una unidad de procos de superficie varían, los dato pueden transmitirse mediante medios de transmisión de datos alámbricos, inalámbricos, acústicos u ópticos.

En una modalidad relacionada con un aparato tubular instrumentado de junta como se describió anteriormente además podría comprender una pluralidad de puertos para permitir la circulación del fluido de circulación hacia y desde el interior de dicho instrumentado tubular de junta; un sensor para medir el volumen de líquido y los datos ambientales y un mecanismo para abrir y cerrar dichos puertos que circulan como se requiere después de recibir una señal desde una unidad de procesamiento de la superficie que podría ser incluida. Los volúmenes de fluidos que pueden ser medidos son el volumen de fluido que circula a través de los puertos circulantes y el fluido que circula dentro de la junta instrumentada tubular de entrar en la parte superior del material secundario instrumentado tubular.

Una modalidad relacionada podría utilizar diferentes medios para empujar el aparato instrumentado tubular de junta lejos de la pared del pozo después de recibir una señal desde una unidad de procesamiento de superficie. Para empujar el instrumentado tubular de junta y, al hacerlo, la tubería, por lo menos un pistón, el pistón telescópico, brazo retráctil o de la vejiqa inflable que se extiende hacia afuera dado que puede ser utilizado dicho aparato instrumentado radialmente tubular de articulación. Es deseable que la abertura de la selección determinante empuje el conjunto instrumentado tubular alejado de la pared del pozo a ser monitoreado.

La presente descripción también abarca un método para desconectar una sección de un tubo mediante el envío de una señal procedente de una unidad de procesamiento de la superficie de un mecanismo de desconexión localizado en el aparato instrumentado tubular de junta para desconectar la sección superior de la sección inferior del aparato tubular instrumentado de la junta.

En un método novedoso relacionado aquí descrito para desconectar una sección de un tubo que comprende al menos un aparato tubular instrumentado de junta como se describe antes y situado a lo largo de la longitud de un tubo, requiere la selección del aparato instrumentado tubular de junta que se desconecta, el envío de una señal de una unidad de procesamiento a la superficie deseada aparato instrumentado tubular conjunto para desconectar la sección superior de la sección inferior del aparato instrumentado tubular de junta.

Un método para la circulación de fluido hacia y desde el interior de un tubo se describe también que comprende al menos un aparato tubular instrumentado de junta como se describe en cualquiera de los párrafos anteriores y situado a lo largo de la longitud de un tubo en donde un aparato tubular instrumentado de junta de los puertos que circulan están obligados a ser abiertos o cerrados se selecciona y. además el envío de una señal procedente de una unidad de procesamiento a la superficie deseada del aparato instrumentado tubular de junta para abrir o cerrar según se desee dichos puertos circulantes; la circulación de un fluido deseado se consigue a través de los puertos que circulan a la posición abierta.

También se describe un método para desconectar una sección de la tubería de una sección del tubo de perforación atrapado en un pozo; el método comprende de por lo menos un aparato tubular instrumentado de junta como se describe en cualquiera de los párrafos anteriores situados a lo largo de la longitud de un tubo a intervalos deseados en los que se envía una señal desde una unidad de procesamiento a la superficie deseada de junta instrumentada tubular del aparato para abrir los puertos que circulan como para poder circular un fluido deseado a través de los puertos circulantes, si se desea una señal procedente de dicha unidad de superficie de procesamiento también puede ser enviada a un aparato especial instrumentado tubular de junta para desconectar la sección superior de la sección inferior del aparato de junta tubular instrumentada seleccionada de manera que libere la porción de tubería por arriba de la junta tubular instrumentada y sea capaz de recuperar la tubería de perforación liberada y sección superior del aparato de junta tubular instrumentado del orificio del pozo.

Otras características y ventajas de la descripción se harán más fácilmente evidentes a partir de la descripción detallada tomada junto con los dibujos anexos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra una plataforma petrolífera, donde se puede usar la modalidad descrita.

La Figura 2 muestra una posible ubicación de la junta instrumentada tubular.

La Figura 3 muestra los mecanismos que puedan llegar a una tubería unida.

La Figura 4 muestra los datos de la medición de la Tensión de Medición Secundaria, Compresión, Torsión y el medio ambiente.

La Figura 5 muestra la operación instrumentada tubular de juntas.

La Figura 6 muestra el funcionamiento de una pluralidad de articulaciones instrumentadas tubulares.

La Figura 7 muestra un mecanismo de desprendimiento que pueden ser utilizados.

La Figura 8 muestra un mecanismo de desprendimiento que puede ser utilizado.

La Figura 9 muestra la operación para empujar el tubo alejado de la pared del pozo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS En la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas, se hace referencia a los dibujos anexos, que forman parte de la misma y dentro del cual se muestra a modo de ilustración de modalidades especificas por lo que puede ser practicada la invención. Es de entenderse que se pueden utilizar otras modalidades y los cambios estructurales se pueden hacer sin apartarse del alcance de la invención .

La Figura 1 muestra un ejemplo de un equipo de perforación 101 situado en la superficie 102, que muestra un entubado del pozo 103 y una tubería 104 bajó el interior de dicho pozo.

La Figura 2 muestra un ejemplo de una posible ubicación de la junta instrumentada tubular 202 para fines de ilustración general instalados a lo largo de la longitud de un tubo. La figura también muestra el principio básico de la perforación de un pozo en donde una barrena de perforación 205 elimina las partículas de la formación subterránea 206, dichas partículas se denominan esquejes 204 y se eliminan mediante la circulación de lodo de perforación con propiedades de ingeniería para ser capaz de levantar los esquejes 204 hasta el pozo para la eliminación de superficie. Si el tubo se atasca por debajo de la junta instrumentada tubular 202 después de la liberación de la sección superior de dicho conjunto tubular instrumentado de la sección inferior se traducirá en la liberación de la porción de tubería 201 encima de la junta instrumentada tubular y dejando en el pozo de la porción de tubería 204 por debajo de dicha junta tubular instrumentada.

La Figura 3 muestra algunos de los mecanismos que puedan llegar a una tubería unida, el ejemplo mostrado en 301 describe lo que se conoce en la industria como atascamiento diferencial y ocurre cuando la presión en el pozo es mucho mayor que en la formación de subsuelo, combinado con una permeabilidad relativamente alta de dicha formación subterránea; como área suficiente de los contactos de tubería de la pared del pozo y el fluido en los filtrados del pozo en la formación del subsuelo de la tubería se genera una gran presión diferencial resultante en el tubo se queda unida a la del pozo de la pared. En el ejemplo 302 un "asiento de llave" en una "pata de perro" como se conoce en la industria se muestra, el tubo es un elemento relativamente rígido formará una ranura en la formación de subsuelo en lugares en donde el radio de la curvatura del orificio de pozo perforado es pequeño; la ranura creada por la trayectoria de la tubería ascendente y descendente del orificio del pozo puede atorar la tubería. Tal vez uno de los mecanismos más comunes ocasionando que se atasque una tubería mediante el empaque de sedimentos, usualmente la formación de esquejes o los agentes de sopesado en el lodo de perforación tal como un asentamiento de barita y formar un tapón que hará que se atore la tubería. El tapón resultante podrá impedir la circulación del lodo de perforación desde la barrena de perforación generando situaciones potencialmente catastróficas como un a columna de lodo inestable que podrían desarrollarse en un estallamiento de pozo. Manteniendo el modo de perforación en circulación es vital para mantener un pozo estable, que es por lo es común para operadores de plataforma abrir orificios a través de la pared de la tubería para restablecer la circulación si no son capaces de circular a través de la tubería como resultado de un tapón formado como se describe en el ejemplo 303, una persona experta en la materia reconocerá que la capacidad para abrir o cerrar como puertos de circulación requeridos localizados a lo largo de la longitud de la tubería representará una mejora importante. El ejemplo mostrado en 304 muestra un establecimiento de un tapón mecánico o empacador en donde el sistema de liberación falla para liberar la tubería, bajo estas circunstancias de la solución más común es usar los esquejes de tubería con el fin de recuperar la tubería, luego un se realiza una operación de molido para moler las anclas de tubería con el fin de recuperar la tubería, entonces se hace una operación de molino para moler las anclas del empacador para liberarlo del alojamiento y su terminado subsiguiente; en este puto la operación tiene que iniciar de nuevo desde el principio. El daño al alojamiento no se escucha en este tipo de operaciones .

La Figura 4 muestra una operación posible de la junta tubular instrumentada descrita 404 en donde por lo menos una junta tubular instrumentada 404 se coloca a lo largo de la longitud de una tubería 403 que se disminuye en un orificio profundo por un perforador o plataforma de trabajo 401, dado que el orificio se perfora o se mueve la tubería, la junta tubular instrumentada 404 mide la tensión en la tubería y datos ambientales. A medida que una junta tubular instrumentada particular 404 se mueve y gira en el orificio profundo del estrés (tensión, compresión o par de torsión) ejercido en la tubería se mide; otra medición tal como datos ambientales (presión, temperatura, contenido de gas y viscosidad de fluido) , el movimiento del mecanismo 411 en uso para empujar la junta tubular instrumentada lejos de la pared de orificio profundo y volúmenes de flujo de fluido pueden obtenerse por el empaque del sensor 410. Todas las mediciones recopiladas por el empaque de sensor 410 se registran en el controlador de orificio profundo, la unidad de grabación y transmisión de datos 409 que serán enviadas en el orificio a la unidad de proceso de superficie 402. Los medios de transmisión desde el controlador de orificio profundo, la unidad de grabación y transmisión de datos 409 a la unidad de procesos de superficie 402 puede realizarse por medios de transmisión de datos alámbricos, inalámbricos, acústicos u ópticos. La unidad de procesos de superficie 402 procesa la información adquirida en orifico profundo, controla la operación de los puertos de circulación 406 en posición abierta o cerrada, controla el movimiento del mecanismos 411 en uso para empujar la junta tubular instrumentada lejos de la pared de orificio profundo y también controla la operación del ensamble de liberación. La unidad de proceso de superficie 402 envía según se requiera, señales al controlador de orificio profundo, la unidad de registro y transmisión de datos 409 para operar a una posición cerrada o abierta los puertos de circulación 406, para extender o retraer el mecanismo 411 en uso empuje la junta tubular instrumentada lejos de la pared de orificio y desconecte la sección de junta tubular instrumentada superior 407 desde la sección de junta tubular instrumentada inferior 408. El mecanismo 411 usado para empujar la junta tubular instrumentada lejos de la pared de orificio profundo puede ser un pistón, un pistón telescopiante, un brazo retraible, una vejiga inflable o diseño de mecanismo similar para los fines de empujar una parte tubular lejos de la cara de la pared .

La Figura 5 muestra un ejemplo de la operación de una junta tubular instrumentada; mientras que perfora el estrés en la tubería en la junta o juntas tubulares instrumentadas, dado que las juntas tubulares instrumentadas múltiples pueden colocarse a lo largo de la longitud de al tubería, se transmite a la superficie de la unidad de proceso de superficie 502. En el caso de que la tubería se atasque, el estrés en la junta tubular instrumentada por arriba del punto de atasque se incrementará mientras que el estrés debajo del punto de atascamiento disminuirá. El- incremento de presión necesario para circular el fluido puede ser un signo de que la tubería está atascada. La junta tubular instrumentada, como se describió antes, enviará información a la unidad de proceso de superficie 502 de manera que se puede determinar la aproximación a la profundidad del punto de atascamiento. Una vez que se determina la profundidad aproximada del punto de unión, la unión tubular instrumentada puede usarse para tratar de liberar toda la tubería o liberar finalmente tanto como sea posible la tubería atascada. Una secuencia posible de operación se muestra en la Figura 5; en la secuencia 503 los puertos circulantes en la junta tubular instrumentada inmediatamente debajo del unto de atascamiento se puede abrir y puede permitirse la circulación desde dicha profundidad, esto sirve para tratar de elevar el material sólido que puede estar taponando potencialmente el anillo y evitar que se recupere la tubería, los fluidos de tratamiento como fluidos para controlar las arcillas de hinchamiento para reducir la fricción también pueden bombearse a la profundidad específica como intento para liberar la tubería. La junta tubular instrumentada puede comprender sensores volumétricos para registrar volúmenes de fluido bombeado a través de la tubería y el volumen de fluido que sale a través de los puertos de circulación. Una persona experta en la materia reconocerá las ventajas de las combinaciones múltiples de tratamientos que pueden logarse del control de la unidad de proceso de superficie 502 de puertos de circulación abiertos o cerrados localizados a lo largo de la longitud de una tubería atascada. Si la tubería atascada no puede liberarse usando los puertos de circulación de junta tubular instrumentada entonces la secuencia de los eventos descritos en 504 pueden usarse; una vez que se deriva el punto de atascamiento de los datos de la unidad de proceso de superficie 502 y la decisión de liberar la porción de la tubería que está libre, una señal de la unidad de proceso de superficie 502 se envía a la junta tubular instrumentada deseada para ser activad. La junta tubular instrumentada al recibir la señal de la unidad de proceso de superficie 502 desconectará la sección tubular instrumentada de la sección tubular instrumentada liberando así la porción de tubería localizada por arriba de la sección tubular instrumentada superior a lo largo de la misma. La sección tubular instrumentada inferior, conectada aún a la tubería atascada, tendrá un perfil que es una tubería de trabajo subsiguiente que puede volverse a conectar. La ventaja novedosa de tener un perfil en la sección tubular instrumentada inferior que facilita la reconexión a una tubería de trabajo será obvia para un experto en la materia, una tubería de trabajo más robusto y fuerte puede reconectarse subsiguientemente a la tubería atascada con el fin de tener mejor oportunidad de liberarla. Por medios convencionales se libera con frecuencia la tubería, como se describió antes, mediante el uso de dispositivos explosivos que aunque son efectivos para liberar la porción libre de una tubería, crea una explosión que altera la tubería restante a tal grado que, con mayor frecuencia, es imposible volver a conectarla sin una operación de terminado tardada y costosa.

La Figura 6 muestra un ejemplo del uso de una pluralidad de junta tubular instrumentada en una plataforma de perforación o trabajo 601. El ejemplo muestra la unidad de proceso de superficie que lee el esfuerzo ejercido en la tubería a diferentes profundidades con una pluralidad de juntas tubulares instrumentadas (605-609). El ejemplo describo muestra un punto de atascamiento 603 en alguna parte entre la junta tubular instrumentada 608 y la junta tubular instrumentada 60 y las lecturas 604 de las juntas tubulares instrumentadas respectivas que se tendrán si la tubería se somete a tensión, compresión o par de torsión; con esta información en la unidad de procesos de superficie 602, si se monitorean las mediciones en tiempo real en un punto de atascamiento aproximado puede determinarse a medida que las juntas tubulares instrumentadas empiezan a mostrar indicaciones de la tubería que se atasca, se pueden implementar mediciones preventivas en este tiempo para evitar que se atasque una tubería. Si la tubería se tasca finalmente entonces se debe logar el hallazgo de un punto de atascamiento, hacer circular los fluidos de tratamiento, empujar una junta tubular instrumentada determinada lejos de la pared del orificio profundo y si es necesario, desconectar la tubería, con el uso de la junta tubular instrumentada descrita actualmente, en unos cuantos minutos u horas en lugar de días como es comúnmente el caso. En la actualidad una tubería atascada no puede liberarse por el personal de la plataforma, será liberada normalmente al llamar a personal de línea de cableado, tubería en bobina o línea de fugas a la plataforma de perforación o trabajo, implicando usualmente el transporte de explosivos al sitio de la plataforma. Dependiendo de las leyes reguladoras, la ubicación de la plataforma y la ubicación del equipo requerido, el transporte del personal y equipo necesario para iniciar la operación para liberar una tubería atascada puede variar de horas múltiples en el mejor escenario a días o aún semanas.

La Figura 7 muestra un ejemplo de un mecanismo de separación que puede usarse para liberar la sección tubular instrumentada superior 700 desde la sección tubular instrumentada inferior 706 de la junta tubular instrumentada por una señal desde la unidad de proceso de superficie. En este ejemplo particular y una persona experta en la materia reconocerá que hay múltiples formas para liberar un ensamble para lograrlo según sea necesario dése la operación correcta de la junta tubular instrumentada propuesta, varios mecanismos de cerrado 704 mantendrán la sección tubular instrumentada superior conectada a la sección tubular instrumentada inferior, un mecanismo de resorte 701 ejerce presión a la parte superior del mecanismo de cierre 704 pero un medio de restricción 703 mantiene en su lugar el mecanismo de cierre 704. Por una señal desde la unidad de procesos de superficie, un ensamble de liberación operado remotamente 705 libera los medios de restricción 703 que permite que el mecanismo de resorte 701 libere el mecanismo de cierre 704 empujando la parte superior del mecanismo de cierre 704 en la cavidad 702 que a su vez permite que el mecanismo de cierre 704 gire y libere la sección tubular instrumentada superior 700 desde la sección tubular instrumentada inferior 706.

La Figura 8 muestra un ejemplo alternativo de un mecanismo de separación que se puede usar para liberar la sección tubular instrumentada superior 800 de la sección tubular instrumentada inferior 807 de la junta tubular instrumentada por una señal de la unidad de proceso de superficie. En este ejemplo particular y una persona en la materia reconocerá que hay múltiples formas de liberar un ensamble para logar lo que es necesario para la operación correcta de la junta tubular incrementada propuesta, un resorte 809 empuja un pistón 804 que a su vez impulsa una varilla 808 en una cavidad 805 que restringe el movimiento relativo entre la sección tubular instrumentada superior 800 y la sección tubular instrumentada inferior 807, el depósito de fluidos 801 contiene una cantidad predeterminada de fluido que peude bombearse a la parte posterior del pistón 804 si el diodo 803, controlado desde la unidad de procesos de superficie, está en la posición abierta y la bomba 802, también controlada desde la unidad de procesos de superficie se enciende. La bomba 802 puede impulsarse por que un paquete de baterías (no mostrado) , energía de la superficie o desde el controlador de orificio profundo y unidad de adquisición de datos, enfrentando la tubería interna o presión de anillo o por medios similares que podrá reconocer un experto en la materia. A medida que el fluido se bombea a la parte posterior del pistón 804 mueve la varilla 808 hacia arriba fuera de la cavidad 805 permitiendo así el movimiento entre dos conexiones roscadas 806 de la parte superior 800 y las secciones tubulares instrumentadas inferiores 807. Generalmente la tubería usada en la industria se ajusta si se aplica un par de torsión derecho y se aflojará si se aplica un par de torsión izquierdo, la conexión roscada interna de junta tubular instrumentada interna 806 puede diseñarse para aflojar si se aplica un par de torsión derecho de manera que evite el peligro de desconectar una junta diferente a la junta tubular instrumentada deseada; aplicando un par de torsión derecho a toda la cadena de tubería de las juntas de tubería que serán ajustadas excepto por la junta tubular instrumentada deseada que tiene las varillas 808 fuera de la cavidad 805 que serán aflojadas hasta que se desconectan. En este punto la cadena de tuberías desde la sección tubular instrumentada superior liberada 800 ascendente puede recuperarse del orificio profundo. Alternativamente la conexión roscada interna 806 de junta tubular instrumentada puede diseñarse con una rosca que requiere menos par de torsión (par de torsión derecha o izquierda) de lo que se usa para el resto de la cadena de tubería.

La Figura 9 muestra la secuencia de eventos 903, desde izquierda a derecha, en donde una unidad de proceso de superficie 902 localizado en una plataforma de perforación o trabajo 901 envía una ñeal a la junta tubular instrumentada para operar un mecanismo diseñado para empujar la junta tubular instrumentada lejos de la pared de orificio profundo. El mecanismo usado para empujar la junta tubular instrumentada lejos de la pared de orificio profundo puede ser un pistón, un pistón telescópico, un brazo retraíble, una vejiga inflable o mecanismo similar diseñado con el fin de empujar una disposición tubular lejos de la cara de la pared que se extiende radialmente hacia afuera del aparato de junta tubular instrumentada. Dicha variedad de mecanismos se describen extensamente en la materia. Es conveniente medir la abertura, posición entiempo y movimiento del mecanismo de manera que se extiende hacia afuera desde y se retrae en la junta tubular instrumentada.

Los particulares mostrados en la presente son a manera de ejemplos y para fines de discusión ilustrativos de las modalidades de la presente invención solo y se presentan en la causa para proveer los que se piensa que es más útil y se entiende fácilmente la descripción de los principios y aspectos conceptuales de la presente invención. A este respecto, no se pueden hacer intentos para mostrar detalles estructurales de la presente invención en mayor detalle que son necesarios para el entendimiento fundamental de la presente descripción, la descripción tomada con los dibujos haciendo evidente que los expertos en la materia tienen varias formas de la presente invención que puede modalizarse en la práctica. Además, los números y designaciones de referencia en los diferentes dibujos se indican como elementos .

Mientras que la invención se describe a través de las modalidades ilustrativas, se entenderá por os expertos en la materia que se pueden hacer modificaciones y variaciones de las modalidades ilustradas sin alejarse de los conceptos de la invención aquí descritos. Consecuentemente, la invención no será vista como limitada excepto por el alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. - Un aparato de junta tubular instrumentada para usarse en una cadena de tuberías comprendiendo: i. Pasaje para fluido o flujo conectadas operativamente a, ii. una sección tubular inferior con una conexión roscada debajo de las mismas y un pasaje axial para que fluya el fluido, iii. un sensor para medir estrés y la junta tubular instrumentada , iv. una unidad de registro y transmisión de datos conectada operativamente al sensor, v. medios para relacionar los datos adquiridos por el sensor a una unidad de proceso de superficie; y vi. un mecanismo para desconectar la sección superior de la sección inferior después de recibir una señal de la unidad de procesos de superficie.

2. - Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el estrés medido por el paquete de sensores comprende medir tensión, compresión y torsión.

3. - Un aparto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sensor mide además datos ambientales.

4. - Un aparato de la reivindicación 3, en donde los datos ambientales medios por el sensor comprenden temperatura, presión, contenido de gas y viscosidad de fluido .

5. - Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la sección inferior del aparato después de desconectarse de la sección superior tiene un perfil que permite que una tubería o sección superior del aparato sea reconectado a la sección inferior según se requiera.

6. - Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los medios que se refieren a las mediciones a una unidad de proceso de superficie comprende medios de transmisión de datos alámbricos, inalámbricos, acústicos u ópticos .

7. - Un aparato de junta tubular instrumentada de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además: i. una pluralidad de puertos de circulación para permitir que circule el fluido hacia y desde la parte interna de la junta tubular instrumentada localizada en la sección superior o inferior tubular, ii. por lo menos un sensor de flujo para medir el volumen de fluido circulado; y iii. un mecanismo para abrir y cerrar los puertos de circulación según se requiera después de recibir una señal desde una unidad de proceso de superficie.

8. - Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en donde los volúmenes de fluido medidos comprende el volumen de fluido que circula a través de los puertos de circulación y el fluido que circula dentro de la junta tubular instrumentada que entra a la parte superior de la junta tubular instrumentada.

9. - Un aparato para permitir que circule el fluido desde y hacia la parte interior de una tubería y para desconectar una sección de tubería que comprende: i. una sección tubular superior conectada operativamente a una sección tubular inferior, ii. una pluralidad de puertos de. circulación en dicha sección superior o inferior, iii. sensores para medir la presión, el volumen de fluido y los datos ambientales ubicados en dicha sección superior o inferior, i . una unidad de grabación y transmisión de datos conectada operativamente a dicho sensor, v. medios para relacionar dichas mediciones adquiridas por dicho sensor a una unidad de procesamiento de superficie , vi. Un mecanismo para abrir y cerrar dichos puertos circulantes y desconectar a dicha sección superior de la sección inferior como se requiere después de recibir una señal desde una unidad de procesamiento de superficie.

10.- Un aparato de junta tubular instrumentado para su uso en una cadena de tubos como se describe en la reivindicación 1, que comprende además medios para empujar dicho aparato tubular de junta instrumentado lejos de la pared del pozo después de recibir una señal desde una unidad de procesamiento de superficie.

11.- Un aparato de junta tubular instrumentado para su uso en una cadena de tubos de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dichos medios para empujar dicho aparato de junta tubular instrumentado aleja la pared del pozo comprende al menos un pistón, el pistón telescópico, brazo retráctil o de la vejiga inflable que se extiende hacia afuera radialmente del aparato de junta tubular instrumentado .

12. - Un aparato como se describe en la reivindicación 11, que comprende además medios para controlar la apertura de dichos medios para empujar dicho aparato de junta tubular instrumentado lejos de la pared del pozo.

13. - Un método para desconectar una sección de un tubo que comprende: i. el envió de una señal procedente de una unidad de procesamiento de la superficie de un mecanismo de desconexión localizado en el aparato de junta tubular instrumentado para desconectar la sección superior de la sección inferior de dicho aparato de junta tubular instrumentado .

14. - Un método para desconectar una sección de un tubo que comprende: i. por lo menos un aparato de junta tubular instrumentado situado a lo largo de la longitud de un tubo, ii. selección del aparato de junta tubular instrumentado para ser desconectado, iii. el envió de una señal procedente de una unidad de procesamiento a la superficie deseada del aparato de junta tubular instrumentado para desconectar la sección superior de la sección inferior de dicho aparato de junta tubular instrumentado .

15. - Un método para la circulación de fluido hacia y desde el interior de un tubo que comprende: i. por lo menos un aparato de junta tubular instrumentado situado a lo largo- de la longitud de un tubo, II. selección del aparato de junta tubular instrumentado que circulan son los puertos que se requiere que sean abiertos o cerrados, iii. el envío de una señal procedente de una unidad de procesamiento a la superficie deseada del aparato de junta tubular instrumentado para abrir dichos puertos circulantes, iv. circulación de fluido deseado a través de los puertos circulantes.

16. - Un método para liberar un tubo unido mediante un aparato de junta tubular instrumentado para empujar dicho tubo alejado de la pared del pozo, en el que dicho aparato de junta tubular instrumentado utiliza al menos un pistón, pistón telescópico, brazo retráctil o vejiga inflable que se extiende hacia afuera desde dicho aparato de junta tubular instrumentado.

17.- Un método para la desconexión de un tubo de perforación atascado en un pozo, que comprende: i. por lo menos un aparato de junta tubular instrumentado situado a lo largo de la longitud de un tubo, ii. el envió de una señal procedente de una unidad de procesamiento de superficie a un aparato de junta tubular instrumentado para abrir los puertos circulantes, iii. circular el fluido deseado a través de los puertos de circulación, iv. enviar una señal desde una unidad de procesamiento de superficie a un aparato de junta tubular instrumentado para desconectar la sección superior de la sección inferior de dicho aparato de junta tubular instrumentado, y v. recuperar la tubería de perforación liberada y la sección superior de dicho aparato de junta tubular instrumentado del orificio del pozo. RESUMEN Un método y equipo para un aparato de junta tubular instrumentado para usarse en una cadena de tubería que comprende una sección tubular superior con una conexión roscada entre ellas y un pasaje axial para que el fluido fluya a través de la sección tubular inferior conectada con una conexión roscada entre ellas y un pasaje axial para que fluya el fluido a y través de la misma, un sensor para medir el estrés en la junta tubular instrumentada, una unidad de registro y transmisión de datos conectada operativamente al sensor, los medios se refieren a los datos adquiridos por el sensor a una unidad de proceso de superficie; y un mecanismo para desconectar la sección superior de la sección inferior después de recibir una señal de la unidad de procesos de superficie. Se enfatiza que este resumen se provee para cumplir con las reglas que requieren un resumen que permitirán que un investigador u otro lector entiendan rápidamente el tema principal de la descripción técnica. Se presenta con el entendimiento de que no será usada para interpretarse o limitar el alcance o significado de las reivindicaciones .