MX2013013599A - Metodo y dispositivo de abastecimiento de liquidos para la oxidacion y para matar un pozo submarino. - Google Patents

Abstract

Un método y aparato para el abastecimiento de líquidos para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino (1), donde el pozo submarino (1) es proporcionado con un árbol (10) que tiene una válvula de succión (29) y un acoplamiento para una tapa de árbol (30), y donde el método comprende: - colocar un módulo de mejora (32) en el árbol (10) una vez que ha sido removida la tapa de árbol (30), el módulo de mejora (32) comprende una unidad de control eléctrico (44) y una tapa de árbol (30) que por medio de un conducto intermedio (40) es acoplado con una válvula superior (42) en la porción superior del módulo de mejora (32), - acoplar una columna de acoplamiento (66) que comprende al menos dos válvulas de columna (70) y un acoplamiento de desconexión rápida (74) con la válvula superior (42), la columna de acoplamiento (66) se comunica con una embarcación por medio de una conexión de manguera (68); -acoplar la unidad de control (44) con la embarcación por medio de un alambre de señal (76) que corre dentro o cerca de la conexión de manguera (68), posteriormente, el árbol (lo) y el módulo de mejora (32) es controlado por medio del alambre de señal (76); - abrir la válvula de succión (29), la válvula superior (42) y las válvulas de columna (70); y - bombear líquido de la embarcación por medio de la conexión de manguera (68), acoplar la columna (66) y el módulo de mejora (32) hacia abajo dentro del pozo submarino (1). La figura más representativa de la invención es la número 3.

Description

METODO Y DISPOSITIVO DE ABASTECIMIENTO DE LIQUIDOS PARA LA OXIDACION Y PARA MATAR UN POZO SUBMARINO Campo de la Invención La invención se refiere a un método para el abastecimiento de líquido para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino. De manera más particular, la invención se refiere a un método para el abastecimiento de líquidos para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino, donde el pozo submarino es proporcionado con un árbol que tiene una válvula de succión y un acoplamiento para una tapa de árbol. La invención también se refiere a un dispositivo para la práctica del método.

Antecedentes de la Invención Durante la recuperación del petróleo se ha probado que es necesario el abastecimiento del líquido a los pozos con el propósito de tratarlos, es- decir, evitar la formación o la remoción de la oxidación. También se ha probado que es necesario tener la capacidad de abastecer líquido pesado al pozo para el así llamado proceso de matar al pozo.

De acuerdo con la técnica anterior, este trabajo es realizado en pozos submarinos mediante la remoción de una tapa de. árbol de un árbol montado en el pozo submarino por medio de una herramienta adecuada. Entonces, la así llamada herramienta de "matar y prevenir la oxidación" que tiene una conexión de manguera con una embarcación, es bajada y acoplada con el árbol, en donde podría realizarse el bombeo del líquido hacia el pozo submarino.

Esta técnica anterior tiene varios inconvenientes. Un inconveniente considerable es que debe ser removida la tapa de árbol, lo cual reduce el número de barreras o protecciones entre el flujo del pozo y el medio ambiente o los entornos .

Si es detectado un escape en las válvulas de un pozo submarino tal como la válvula de seguridad en el fondo de la perforación, podría ser que la única barrera sea la válvula de succión del árbol y la tapa de árbol. Entonces, debido a razones de seguridad, no puede ser removida la tapa de árbol.

Entonces, la única posibilidad es el abastecimiento de un líquido pesado por medio del entubado de extracción, lo cual implica que los pozos circundantes también tengan que ser desconectados.

El documento de los Estados Unidos 2003/0136927 describe un acoplamiento para el tratamiento de oxidación y para matar el pozo donde el acoplamiento es proporcionado con una válvula deslizante equilibrada por presión con el propósito de evitar que pudieran ocurrir fuerzas posiblemente grandes en estos acoplamientos.

Sumario de la Invención La invención tiene como su objetivo remediar o reducir al menos uno de los inconvenientes de la técnica anterior .

De acuerdo con la invención el objetivo es conseguido a través de las características que son especificadas en la siguiente descripción y en las reivindicaciones que siguen.

Se proporciona un método para el abastecimiento de líquidos para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino donde el pozo submarino es proporcionado con un árbol que tiene una válvula de succión y un acoplamiento para una tapa de árbol, y donde el método comprende: - colocar un módulo de mejora en el árbol después de la remoción de la tapa de árbol, el módulo de mejora comprende una unidad de control eléctrico y una tapa de árbol que por medio de un conducto intermedio es acoplado con una válvula superior en la porción superior del módulo de mejora; - acoplar una columna de acoplamiento que comprende al menos dos válvulas de columna y un acoplamiento de desconexión rápida con la válvula, a medida que la columna de acoplamiento se comunica con una embarcación por medio de una conexión de manguera; -acoplar la unidad de control con la embarcación por medio de un alambre de señal que corre dentro o cerca de la conexión de manguera, a medida que posteriormente la cabeza de pozo y el módulo de mejora son controlados por medio del alambre de señal ; - abrir la válvula de succión, la válvula superior y la válvula de columna; y - bombear líquido de la embarcación por medio de la manguera, la columna de acoplamiento y el módulo de mejora hacia abajo dentro del pozo submarino.

El módulo de mejora podría ser colocado en el árbol en un momento anterior. En forma típica, este es utilizado para superar las debilidades en el equipo existente, y también podría comprender bombas y válvulas hidráulicas de alta presión, bombas y válvulas hidráulicas de baja presión y otro equipo útil tales como bombas y válvulas químicas.

Junto con la válvula de succión, la válvula superior constituye dos barreras o protecciones. La columna de acoplamiento podría ser acoplada con la válvula superior sin tener que remover primero la tapa de árbol. Por lo tanto, la integridad de la válvula submarina es mantenida durante el acoplamiento de la columna de acoplamiento incluso si las otras válvulas de la válvula submarina han fallado o tienen escapes o fugas.

El método podría comprender en la corriente de la embarcación del pozo submarino: - finalizar el bombeo hacia abajo del líquido; - cerrar la válvula de succión, la válvula superior y las válvulas de columna; - desacoplar el alambre de señal de la unidad de control ; y - desacoplar la columna de acoplamiento del módulo de mejora en el acoplamiento de desconexión rápida.

Con lo cual, la columna de acoplamiento en un modo rápido podría ser temporalmente desacoplada del módulo de mej ora .

En forma típica, en la operación completada el método comprende : - finalizar el bombeo hacia abajo del líquido; - cerrar la válvula de succión, la válvula superior y las válvulas de columna; - desacoplar el alambre de señal de la unidad de control ; y - desacoplar las columnas de acoplamiento del módulo de mejora en la válvula superior.

La válvula superior es bien adecuada para el montaje de una tapa combinada y una agarradera de elevación cuando ésta es cerrada.

El método podría ser practicado por medio de un aparato para el abastecimiento de líquidos para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino donde el pozo es proporcionado con un árbol de válvulas que tiene una válvula de succión y un acoplamiento para una tapa de árbol, y donde el aparato es caracterizado porque un módulo de mejora es colocado en el árbol, el módulo de mejora comprende una unidad de control eléctrico y una tapa de árbol que por medio de un conducto intermedio es acoplado con una válvula superior en la porción superior del módulo de mejora, y donde una columna de acoplamiento que comprende al menos dos válvulas de columna y un acoplamiento de desconexión rápida puede ser acoplada con la válvula superior, y donde la columna de acoplamiento es acoplada, en forma comunicativa, con una embarcación por medio de una conexión de manguera, y donde la unidad de control puede ser acoplada con la embarcación por medio de un alambre de señal que corre dentro o cerca de la conexión de manguera, después del acoplamiento de la cabeza de pozo y el módulo de mejora pueda ser controlado por medio del alambre de señal.

El acoplamiento de desconexión rápida podría comprender una porción liberable que puede ser acoplada con la válvula superior, el acoplamiento liberable es colocado para tener la capacidad de liberarse en eventos no previstos.

La bomba de alta presión y los correspondientes componentes podrían ser reemplazados por una tubería de elevación de presión la cual por ejemplo, es abastecida con fluido desde un sistema de baja presión.

Al menos una de las válvulas de columna podría ser una válvula de retención, una válvula controlada en forma hidráulica o una válvula operable-ROV (ROV: vehículo operado en forma .remota) .

Además, esto se aplica a válvulas en general. Algunos operadores prefieren las válvulas operables -ROV, mientras otros prefieren válvulas operadas por actuador, donde por ejemplo, son utilizados dispositivos hidráulicos.

De esta manera, el método y el aparato de acuerdo con la invención resuelve algunas debilidades relativamente serias de los pozos submarinos operados de acuerdo con la técnica anterior.

Breve Descripción de las Figuras A continuación, se describe un ejemplo de un método y modalidad preferidos, que son visualizados en las figuras que la acompañan, donde: La Figura 1 ilustra, de manera esquemática, un pozo submarino con un árbol de acuerdo con la técnica anterior; La Figura 2 ilustra, de manera esquemática, un módulo de mejora de acuerdo con la invención, donde el módulo de mejora es localizado en el árbol y donde una columna de acoplamiento se encuentra preparada para ser montada en el módulo de mejora; La Figura 3 ilustra, de manera esquemática, el módulo de mejora en la Figura 2 cuando la columna de acoplamiento es acoplada con el módulo de mejora y La Figura 4 ilustra, de manera esquemática, una columna de acoplamiento temporalmente desacoplada del módulo de mejora.

Descripción Detallada de la Modalidad Preferida En las figuras, el número de referencia 1 designa un pozo submarino con un tubular exterior 2 por ejemplo, formado por una tubería de entubación, y un entubado de extracción 4, donde un anillo 6 es formado entre el tubular exterior 2 y el entubado de extracción 4.

El entubado de extracción 4 es suspendido de una cabeza de entubado de extracción 8, y un árbol 10 es colocado en la cabeza de entubado de extracción 8.

El árbol 10 es proporcionado con un paquete de válvulas hidráulicas de alta presión 12, un paquete de válvulas hidráulicas de baja presión 14 y un paquete de válvulas químicas 16.

Los distintos paquetes de válvulas 12, 14, 16 son controlados a partir de un módulo de control 18 localizado sobre o en el árbol 10 por medio de las líneas de control 20. Los paquetes de válvulas 12, 14, 16 y el módulo de control 18 son frecuentemente formados por un montaje el cual en las figuras es indicado por medio de un rectángulo de rayas.

Los paquetes de válvulas 12, 14, 16 son abastecidos de líquido en un modo conocido por sí mismo por medio de un umbilical de alimentación 22 que corre hacia una instalación no ilustrada sobre la superficie, y que también abastece al módulo de control 18 con señales de energía eléctrica y control, y una válvula química 24 con productos químicos.

El paquete de válvulas hidráulicas de alta presión 12 es acoplado con la válvula de seguridad en el fondo de la perforación 26 por medio de un conducto de válvula de seguridad 28. El paquete de válvulas hidráulicas de baja presión 14 es acoplado con otras válvulas y actuadores no ilustrados del árbol 10.

Una válvula de succión 29 es controlada en un modo conocido por sí mismo por medio de las válvulas operadas-ROV 31.

El árbol 10 es proporcionado con una tapa de árbol 30 y de manera adicional, comprende un gran número de componentes no ilustrados que son conocidos por una persona experta en la técnica.

A continuación, se hace referencia a la Figura 2. Un módulo de mejora 32 es colocado en el árbol 10 por medio de las guías 34 que se colocan sobre los postes de guía 36 del pozo 1. El módulo de mejora 32 es proporcionado con una tapa embebida de árbol 38 que se coloca, en forma complementaria, en el árbol 10 y que tiene las mismas funciones que la tapa de árbol 30, aunque además es proporcionada con un conducto intermedio 40 con una válvula superior 42 para los líquidos que son utilizados para eliminar la oxidación y para matar al pozo. La válvula superior 42 podría ser controlada-ROV, aunque en la Figura 2 es ilustrada como una válvula accionada en forma hidráulica.

El módulo de mejora 32 es proporcionado con una unidad de control 44, la unidad de control 44 es acoplada directamente o por medio del módulo de control 18 con la instalación no ilustrada sobre la superficie por medio del umbilical de alimentación 22. La unidad de control 44 controla los distintos paquetes de válvulas 12, 14, 16 por medio de las líneas de control 46.

El módulo de mejora 32 es proporcionado en esta modalidad ilustrada con un segundo paquete de válvulas hidráulicas de alta presión 48 controlado a partir de la unidad de. control 44 por medio de la línea de control 46. El paquete de válvulas hidráulicas de alta presión 12 es desacoplado .

Una bomba de alta presión 50 es localizada en el módulo de mejora 32 y es proporcionada con líquido hidráulico con una presión reducida por medio del umbilical de alimentación 22. La bomba de alta presión 50 es acoplada con el segundo paquete de válvulas hidráulicas de alta presión 48 por medio de un conducto de alta presión 52. El depósito 54 es acoplado con el lado de entrada de la bomba de alta presión 50, mientras un acumulador 56 es acoplado con el lado de salida de la bomba de alta presión 50. La bomba de alta presión 50 es controlada desde la unidad de control 44 por medio de un alambre de control 58.

La válvula de succión 29 es controlada, en forma hidráulica, por medio de las válvulas operadas-ROV 31. La Figura 4 ilustra que esta es controlada desde el paquete de válvulas hidráulicas de alta presión 48, aunque dependiendo del tipo de válvula también podría ser controlada por medio de un paquete dé válvulas hidráulicas de baja presión. La válvula de succión es drenada hacia el depósito 54 por medio de la válvula-ROV 31. Un sensor de presión 59 es acoplado con el conducto intermedio 40 y envía señales de medición a la unidad de control 44. El sensor de presión 59 es particularmente útil para observar si tienen fugas las válvulas subyacentes, por ejemplo, la válvula de succión 29.

Las válvulas necesarias por sí mismas que no son requeridas para la explicación de la invención no son ilustradas, debido a que una persona experta en la técnica conocerá su uso y funcionamiento.

El módulo de mejora 32 también comprende en esta modalidad preferida un generador de empuje 60, una fuente luminosa 62 y una cámara 64.

Una columna de acoplamiento de tubular 66 es conectada con una embarcación no ilustrada por medio de una conexión de manguera 68. La columna de acoplamiento 66 es debido a las razones de seguridad proporcionadas con dos válvulas de columna 70, aquí, son formadas por válvulas de retención que permiten el flujo dirigido de la embarcación hacia el pozo submarino l.

En un nivel, en operación, por debajo de las válvulas de columna 70, la columna de acoplamiento es proporcionada con un acoplamiento de desconexión rápida 72. El acoplamiento de desconexión rápida 72, de un diseño conocido por sí mismo, comprende una porción inferior liberable 74 que se coloca, en forma complementaria, en la válvula superior 42.

Un alambre de señal 76 que puede ser acoplado con la unidad de control 44 corre de la embarcación no ilustrada dentro o cerca a la conexión de manguera 68 y hacia la columna de acoplamiento 66.

Cuando el módulo de mejora 32 tenga que ser instalado, la tapa original de árbol 30 es removida por medio de un herramental adecuado no ilustrado. El módulo de mejora 32 es alojado en el árbol 10, por medio de lo cual, el módulo de mejora 32 que es remotamente controlado por medio del generador de empuje 60, la fuente luminosa 62 y la cámara 64, es situado de tal modo que las guías 34 corresponden con los postes de guía 36. En forma alterna, puede ser utilizado un mini submarino para la operación de posicionamiento .

Una vez que el módulo de mejora 32 ha sido colocado por debajo en el árbol 10, la tapa de árbol 30 es acoplada con el árbol 10. En esta modalidad ilustrada que incluye una bomba de alta presión 50, el abastecimiento a la bomba de alta presión 50 es acoplado con el conducto de alta presión del umbilical de alimentación 22, y la salida de la bomba de alta presión 50 es acoplada con el otro paquete de válvulas hidráulicas de alta presión 48. Los cables de energía eléctrica y control del umbilical de alimentación 22 son acoplados con la unidad de control 44, y son conectadas las líneas de control 46 entre la unidad de control 44 y las válvulas en los paquetes de válvulas hidráulicas 14, 16, 48 que todavía no están conectadas .

De esta manera, la unidad de control 44 ha emprendido durante la operación al menos las funciones de control del módulo de control 18, mientras el conducto de alta presión del umbilical de alimentación 22 podría trabajar a una presión considerablemente reducida.

Cuando existe la necesidad del tratamiento de oxidación o de matar el pozo 1, la columna de acoplamiento 66 es bajada hacia el módulo de mejora 32, véase la Figura 2. Entonces, la porción liberable 74 es acoplada con una válvula superior 42 y el alambre de señal 76 es acoplado con la unidad de control 44, lo cual entonces cambia el modo de operación del módulo de extracción donde la unidad de control 44 es controlada por medio del umbilical de alimentación 22 a partir de la instalación no ilustrada en la superficie, al así llamado modo de "matar el pozo y prevenir la oxidación" donde la unidad de control 44 es controlada desde la embarcación no ilustrada.

El árbol 10 y el módulo de mejora 32 ahora son controlados desde la embarcación no ilustrada, y el líquido puede ser bombeado a partir de la embarcación no ilustrada y hacia abajo dentro del pozo submarino 1 una vez que han sido abiertas la válvula de succión 29, la válvula superior 42 y las válvulas de columna 70.

Si la embarcación no ilustrada se mueve del pozo submarino 1 y el alambre de señal 76 es rasgado o desacoplado de la unidad de control 44, es comenzado el cierre de la válvula de seguridad en el fondo de la perforación 26, la válvula de succión 29, la válvula superior 42 y las válvulas de columna 70. El acoplamiento de desconexión rápida 72 es liberado, véase la Figura 4.

Cuando las condiciones son normalizadas, la columna de acoplamiento 66 es nuevamente acoplada con la porción liberable 74, el alambre de señal 76 es nuevamente acoplado con la unidad de control 44, y el trabajo es reanudado.

Cuando el trabajo es efectuado, la columna de acoplamiento 66 es desacoplada del módulo de mejora 32 en orden inverso del primer acoplamiento. Entonces, la unidad de control 44 reanuda una vez más el modo de extracción.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un método para el abastecimiento de líquidos para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino (1) , el pozo submarino (1) es proporcionado con un árbol (10) que tiene una válvula de succión (29) y un acoplamiento para una tapa de árbol (30) , caracterizado porque comprende: colocar un módulo de mejora (32) en el árbol (10) , el módulo de mejora (32) comprende una tapa de árbol (30) que por medio de un conducto intermedio (40) es acoplado con una válvula superior (42) en la porción superior del módulo de mejora (32) , - acoplar una columna de acoplamiento (66) que comprende al menos dos válvulas de columna (70) y un acoplamiento de desconexión rápida (74) con la válvula superior (42) , la columna de acoplamiento (66) se comunica con una embarcación por medio de una conexión de manguera (68) ; - controlar al menos el módulo de mejora (32) o el árbol (10) de la embarcación; - abrir la válvula de succión (29) , la válvula superior (42) y las válvulas de columna (70) ; y - bombear líquido de la embarcación por medio de la conexión de manguera (68) , acoplar la columna (66) y el módulo de mejora (32) hacia abajo dentro del pozo submarino (1) ·

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende colocar un módulo de mejora (32) en el árbol (10) una vez que ha sido removida una capa de árbol existente (30) .

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende proporcionar el módulo de mejora (32) con una unidad de control eléctrico (44) , y acoplar la unidad de control (44) con la embarcación por medio de un alambre de señal (76) que corre dentro o cerca de la conexión de manguera (68) , al menos el árbol (10) o el módulo de mejora (32) es posteriormente controlado por medio del alambre de señal (76) .

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el método en el arrastre de la embarcación a partir del pozo submarino (1) además comprende: - finalizar el bombeo hacia abajo del liquido; - cerrar la válvula de succión (29) , la válvula superior (42) y las válvulas de columna (70) ; - desacoplar el alambre de señal (76) de la unidad de control (44) ; y - desacoplar la columna de acoplamiento (66) del módulo de mejora (32) en el acoplamiento de desconexión rápida (72) .

5. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque comprende: - finalizar el bombeo hacia abajo del líquido; - cerrar la válvula de succión (29) , la válvula superior (42) y las válvulas de columna (70) ; -desacoplar el alambre de señal (76) de la unidad de control (44) ; y - desacoplar la columna de acoplamiento (66) del módulo de mejora (32) en la válvula superior (42) .

6. Un aparato para el abastecimiento de líquidos para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino (1) , el pozo submarino (1) es proporcionado con un árbol (10) que tiene una válvula de succión (29) y un acoplamiento para una tapa de árbol (30) , caracterizado porque un módulo de me ora (32) es colocado en el árbol (10) , el módulo de mejora (32) comprende una tapa de árbol (30) que por medio de un conducto intermedio (40) es acoplado con una válvula superior (42) en la porción superior del módulo de mejora (32) , y donde una columna de acoplamiento (66) que comprende al menos dos válvulas de columna (70) y un acoplamiento de desconexión rápida (72) puede ser acoplada con la válvula superior (42) , y donde la columna de acoplamiento (66) es acoplada, en forma comunicativa, con una embarcación por medio de una conexión de manguera (68) , una vez que el acoplamiento al menos del árbol (10) o el módulo de mejora (32) pueda ser controlado.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el módulo de mejora (32) comprende una unidad de control eléctrico (44) y donde la unidad de control (44) puede ser acoplada con la embarcación por medio de un alambre de señal (76) que corre dentro o cerca de la conexión de manguera (68), una vez que el acoplamiento al menos del árbol (10) o el módulo de mejora (32) pueda ser controlado por medio del alambre de señal (76) .

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el acoplamiento de desconexión rápida (72) comprende una porción liberable (74) que puede ser acoplada con la válvula superior (42) , el acoplamiento liberable (72) es colocado para tener la capacidad de liberarse en eventos no previstos.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque al menos una de las válvulas de columna (70) es una válvula de retención.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque al menos una de las válvulas de columna (70) es una válvula controlada en forma hidráulica.

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque al menos una de las válvulas de columna (70) es una válvula operada-ROV. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un método y aparato para el abastecimiento de líquidos para el tratamiento de oxidación y para matar un pozo submarino (1) , donde el pozo submarino (1) es proporcionado con un árbol (10) que tiene una válvula de succión (29) y un acoplamiento para una tapa de árbol (30) , y donde el método comprende: - colocar un módulo de mejora (32) en el árbol (10) una vez que ha sido removida la tapa de árbol (30) , el módulo de mejora (32) comprende una unidad de control eléctrico (44) y una tapa de árbol (30) que por medio de un conducto intermedio (40) es acoplado con una válvula superior (42) en la porción superior del módulo de mejora (32) , - acoplar una columna de acoplamiento (66) que comprende al menos dos válvulas de columna (70) y un acoplamiento de desconexión rápida (74) con la válvula superior (42) , la columna de acoplamiento (66) se comunica con una embarcación por medio de una conexión de manguera (68) ; -acoplar la unidad de control (44) con la embarcación por medio de un alambre de señal (76) que corre dentro o cerca de la conexión de manguera (68), posteriormente, el árbol (10) y el módulo de mejora (32) es controlado por medio del alambre de señal (76) ; - abrir la válvula de succión (29) , la válvula superior (42) y las válvulas de columna (70) ; y - bombear líquido de la embarcación por medio de la conexión de manguera (68) , acoplar la columna (66) y el módulo de mejora (32) hacia abajo dentro del pozo submarino (1) . La figura más representativa de la invención es la número 3.