ES2253275T3 - Dispositivo de fondo de pozo. - Google Patents
Dispositivo de fondo de pozo.Info
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Abstract
Dispositivo (1) de fondo de pozo para incorporarse a una columna de fondo de pozo y desplazarse en un agujero, comprendiendo el dispositivo (1) medios (10b, 100b, 100c) de orientación para orientar al dispositivo (1) en un agujero, y una o más ruedas o rodillos (20) dispuestos en el dispositivo (1) para engancharse a la superficie interna del agujero, caracterizado porque el dispositivo (1) tiene al menos un dispositivo (7) de unión giratoria, proporcionándose el dispositivo (7) de unión giratoria, los medios (10b, 100b, 100c) de orientación y las ruedas rodillos (20) en el mismo dispositivo (1) subterráneo de rodillos, y el medio (10b, 100b, 100c) de orientación está bloqueado de manera giratoria en al menos una de las ruedas o rodillos (20) para así poner en contacto la al menos una rueda o rodillo (20) con la superficie interna del agujero.
Description
Dispositivo de fondo de pozo
Esta invención se refiere a un dispositivo de
fondo de pozo y particularmente a uno que está adaptado para usarse
en aplicaciones con cables de acero (wireline) o de arrastre
(slickline).
En las operaciones convencionales wireline o
slickline se baja un columna perforadora de trabajo con diferentes
herramientas dentro de una camisa de revestimiento, entubados u
otras tuberías a un pozo de sondeo desde un alambre o cable
bobinado desde un tambor en la superficie. Las operaciones wireline
o slickline pueden realizarse por muchas razones durante la
completación, mantenimiento y servicio, instalación y reparación de
aparatos de fondo de pozo, intervención y para perfilaje del pozo.
La mayoría de las columnas perforadoras de herramientas wireline
comprenden uno o más dispositivos que, por ejemplo, recogen datos
del agujero sobre las características de los fluidos recuperados,
etcétera, tales como la temperatura, salinidad, etcétera, o realizan
otras funciones. Adicionalmente a la suspensión de la columna de
herramientas, el alambre o cable puede actuar también como un
conducto para la energía requerida por las herramientas para llevar
a cabo sus funciones en el agujero y puede incluir cables de
señales para transportar los datos reunidos por los sensores de de
fondo de pozo de vuelta a la superficie.
Las columnas de herramientas wireline funcionan
satisfactoriamente en pozos verticales y casi verticales, pero
surgen problemas cuando se usan en pozos desviados porque cuando el
pozo se desvía más de aproximadamente 55º, la columna de
herramientas suspendida ya no penetra de manera satisfactoria bajo
gravedad porque las fuerzas de rozamiento que la retardan superan
las fuerzas de gravitación que la impulsan. Por tanto, la columna
perforadora tiende a engancharse en las conexiones tubulares u otras
alteraciones de la pared interior de la camisa de
revestimiento.
Los documentos US 4 410 051 de Daniel y US 5 040
619 de Jordan describen un sistema que presenta rodillos para
reducir las fuerzas de rozamiento entre la columna perforadora y la
pared interior de la camisa de revestimiento, y con herramientas de
orientación tales como cañones revestidos de perforación de
pozos.
Según la presente invención, se proporciona un
dispositivo de fondo de pozo según la reivindicación 1. Las
características preferidas del dispositivo se exponen en las
reivindicaciones dependientes.
El dispositivo puede comprender un dispositivo
subterráneo de recopilación de información (downhole sub) para
incorporarse en una columna perforadora o herramienta. Los medios
para orientar el dispositivo o dispositivo subterráneo de
recopilación de información pueden ser medios excéntricos, tales
como un peso o forma excéntricos respecto al dispositivo
subterráneo de recopilación de información o a una parte del mismo.
Los medios de orientación excéntricos convencionales pueden ser
medios de lastre tales como un peso colocado de manera excéntrica
en el dispositivo subterráneo de recopilación de información para
favorecer la adopción por el dispositivo subterráneo de
recopilación de información de una o más orientaciones en lugar de
otras. Normalmente las orientaciones favorecidas son aquellas en
las que los medios de transporte están en contacto con la superficie
interna del agujero. Sin embargo, en otras realizaciones de la
invención, los medios para orientar el dispositivo subterráneo de
recopilación de información pueden ser una forma externa del
dispositivo subterráneo de recopilación de información o una parte
del mismo, por ejemplo, una forma de huevo u ovalada que favorece la
orientación del dispositivo subterráneo de recopilación de
información en una parte más ancha del dispositivo subterráneo de
recopilación de información que en una parte estrecha, es decir, en
las puntas del óvalo. En la realización, los medios de transporte
pueden estar asociados con la parte más ancha del dispositivo
subterráneo de recopilación de información de tal manera que se
ponen en contacto con la superficie del agujero cuando el
dispositivo subterráneo de recopilación de información se orienta
por sí mismo en la partes más anchas del dispositivo subterráneo de
recopilación de información.
Se prefiere que las ruedas o rodillos se
proporcionen en pares en una disposición yuxtapuesta y que los
varios pares de ruedas o rodillos estén previstos en el dispositivo
o herramienta en su conjunto. Las ruedas o rodillos están
normalmente previstos en la superficie inferior del dispositivo
subterráneo de recopilación de información, es decir, la superficie
inferior cuando se ha orientado por el lastre.
El dispositivo puede estar configurado dentro de
una herramienta o conjunto de herramientas, pero también puede
incorporarse en otros conjuntos para reducir la resistencia de
rozamiento respecto al movimiento de la columna de herramientas en
el pozo.
De manera opcional puede proporcionarse un motor
en un módulo independiente del cuerpo del dispositivo subterráneo
de recopilación de información. El motor puede alimentarse por una
batería también contenida dentro de un módulo independiente en el
dispositivo subterráneo de recopilación de información.
El dispositivo subterráneo de recopilación de
información, la herramienta o columna en donde está incorporado el
dispositivo puede tener un vibrador u oscilador que puede tener
normalmente la forma de un rotor excéntrico que puede girarse por
el motor. El motor puede accionar cualquiera de las dos o las dos
ruedas o rodillos del vibrador y no necesita accionar los dos ni
siquiera cuando están previstos los dos en una realización
particular. El vibrador normalmente induce vibraciones en el cuerpo
de la herramienta con una frecuencia deseada que puede variar
opcionalmente, por ejemplo, al ajustar la masa o la posición de los
pesos en el rotor, o su número de revoluciones u otros medios de
vibración.
El dispositivo subterráneo de recopilación de
información, la herramienta o columna en la que está incorporado el
dispositivo puede tener un sensor acoplado a un interruptor para
controlar el motor y/o vibrador. El sensor puede adaptarse para
detectar una o más características de la herramienta o su entorno.
Una característica preferida que el sensor puede detectar es la
posición del dispositivo subterráneo de recopilación de información
o de la herramienta. Por ejemplo, en una realización preferida, el
sensor detecta la posición vertical del dispositivo subterráneo de
recopilación de información o herramienta y envía una señal al motor
y/o al rotor para ponerse en funcionamiento si el cuerpo del
dispositivo subterráneo de recopilación de información o de la
herramienta se desvía por encima de una cantidad fijada más allá de
la vertical. Esto enciende automáticamente el motor para accionar
las ruedas y/o el vibrador cuando el dispositivo subterráneo de
recopilación de información o la herramienta encuentra un pozo
desviado que puede tender a retardar el avance del dispositivo
subterráneo de recopilación de información o de la herramienta a
través del agujero. Una desviación normal que puede seleccionarse
para activar el sensor es de aproximadamente 50º a 75º. Por tanto,
cuando el dispositivo subterráneo de recopilación de información o
la herramienta entra en una región del agujero que está desviada, es
decir, a 70º, el sensor detecta la desviación en la posición y,
cuando el dispositivo subterráneo de recopilación de información o
la herramienta entra en el agujero desviado, el motor acciona las
ruedas o el vibrador para reducir el rozamiento del dispositivo
subterráneo de recopilación de información o herramienta contra la
superficie interna del agujero y evitar o reducir la posibilidad de
retardar el dispositivo subterráneo de recopilación de información
o herramienta en la superficie interna del agujero.
Las ruedas o rodillos se disponen preferiblemente
en una relación yuxtapuesta y se disponen para poner en contacto la
superficie interior del agujero en la circunferencia del dispositivo
subterráneo de recopilación de información o de la herramienta o
muy cerca de ésta. Por ejemplo, en realizaciones preferidas, las
ruedas no sobresalen sustancialmente más allá de la circunferencia
exterior del cuerpo del dispositivo subterráneo de recopilación de
información o de la herramienta, de manera que coinciden
sustancialmente con la circunferencia exterior del cuerpo
cilíndrico. Normalmente, las ruedas se extienden a través de
secciones de corte de las paredes laterales del cuerpo y siguen la
forma del diámetro exterior del cuerpo y/o la superficie interna
del agujero. Las paredes laterales del cuerpo cilíndrico están
formadas normalmente con ranuras, etcétera, a partir de las cuales
las ruedas y otros rodillos sobresalen muy ligeramente para
enganchar la superficie interna del agujero. En realizaciones
preferidas, las ranuras coinciden de manera muy precisa con las
partes sobresalientes de las ruedas o rodillos para evitar o
minimizar las zonas planas en las que el dispositivo subterráneo de
recopilación de información o la herramienta puede descansar en la
superficie interior del agujero sin que la superficie interna del
agujero entre en contacto con las ruedas o rodillos. Las superficies
de las ruedas que enganchan con el agujero están normalmente
configuradas para ajustarse a la forma de la superficie interna de
las tuberías a través de las cuales discurrirá el dispositivo
subterráneo de recopilación de informa-
ción.
ción.
En una realización preferida de la invención, las
ruedas son de diámetro grande y están dispuestas para extenderse a
través del cuerpo del dispositivo subterráneo de recopilación de
información en lados opuestos, de manera que cada rueda se extienda
a través de lados opuestos del cuerpo y se disponga en contacto con
lados opuestos del agujero. Las ruedas más grandes pueden ser más
resistentes al desgaste del fondo de pozo y pueden reducir también
los coeficientes de rozamiento. Normalmente las ruedas grandes se
colocan en pares yuxtapuestos, con cada par en el mismo eje a
través del dispositivo subterráneo de recopilación de
información.
En las realizaciones anteriores cada rueda puede
disponerse en un eje central para extenderse a través de lados
opuestos del dispositivo subterráneo de recopilación de información
de manera que es suficiente una rueda de diámetro grande, o un par
de ruedas yuxtapuestas. En otras realizaciones preferidas de la
invención con ruedas que se extienden a través de lados opuestos
del dispositivo subterráneo de recopilación de información, se usan
ruedas más pequeñas, extendiéndose cada rueda solamente a través de
un solo lado para entrar en contacto con la superficie del agujero
solamente en un punto, y normalmente las ruedas en lados opuestos se
montan en ejes diferentes y opcionalmente en la misma posición
axial a lo largo del dispositivo subterráneo de recopilación de
información, de manera que pueda proporcionarse un conductor de
cable axial para cable de alimentación eléctrica o de datos.
Ahora se describirán realizaciones de la presente
invención a título de ejemplo y con referencia a los dibujos
adjuntos, en los que:
la figura 1a y b son una vista lateral y una
vista seccionada a través de una primera realización de un
dispositivo;
la figura 2 es una vista lateral de una
disposición esquemática de un segundo dispositivo,
la figura 3 es una vista final de una realización
adicional dentro de una tubería,
la figura 4a es una vista en planta de la
realización de la figura 3,
las figuras 4b y 4c son vistas seccionadas de la
realización de la figura 3,
las figuras 5a, b, c d y e son vistas laterales y
seccionadas a través de una cuarta realización,
las figuras 6a y b muestran una vista seccionada
y una vista lateral de una quinta realización; y
las figuras 7a y b son vistas adicionales de la
quinta realización.
Con referencia ahora a los dibujos, un
dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información (downhole
sub) tiene un cuerpo 5 que tiene conexiones 6 adecuadas en cualquier
extremo para acoplarse a una columna de herramientas wireline para
la intervención en un pozo o MWD (Measurement While Drilling,
sistema de medición durante la perforación), etcétera. Las uniones
pueden ser una machos y hembras convencionales u otras según se
requiera. Una junta articulada y/o unión 7 giratoria se proporciona
en uno o ambos extremos para facilitar el desplazamiento del
dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información alrededor
de las esquinas y para la orientación en una tubería.
El cuerpo 5 está formado por un alojamiento 10
exterior con varios compartimientos para contener respectivamente
una batería 12, un motor 14, un vibrador 15 y un sensor 16. El
alojamiento 10 puede estar hecho normalmente de acero, y puede
incorporar una cavidad 10b hecha de plomo o de un material más denso
que el alojamiento de acero que pone contrapeso al cuerpo 10 de
manera excéntrica. Esto tiene el efecto de un contrapesado
asimétrico del dispositivo subterráneo de recopilación de
información, de manera que la parte de la cavidad adopta de manera
natural la posición inferior bajo la gravedad en un agujero
desviado.
En lugar de estar hecho de diferentes materiales
para producir así el alojamiento contrapesado de manera asimétrica,
el dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información puede
simplemente disponerse para tener más de sus componentes más
pesados, tales como el motor, la batería, etcétera, en el lado 10b
de la cavidad para concentrar el peso es ese lado y, por tanto,
ocasionar el contrapesado asimétrico sin necesitar un alojamiento
de varias piezas.
Los dispositivos subterráneos de recopilación de
información en la parte superior y/o inferior del dispositivo 1
subterráneo de recopilación de información incorporan uniones
giratorias que le permiten al dispositivo 1 subterráneo de
recopilación de información girar axialmente con respecto al resto
de la columna de herramientas.
La cavidad 10b del dispositivo 1 subterráneo de
recopilación de información tiene dos pares de rodillos 20 en cada
extremo montados en respectivos ejes 21 que atraviesan el cuerpo 10
del dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información. Los
rodillos 20 están contenidos dentro del cuerpo 10 del dispositivo 1
subterráneo de recopilación de información y sobresalen a través de
ranuras 22 en la parte de la cavidad 10b del alojamiento 10 para
enganchar con la superficie interna de la camisa de revestimiento,
etcétera. Los rodillos 20 pueden estar formados de tal manera que
su perfil final coincida, de la manera más precisa posible, con el
perfil de sección transversal circular del alojamiento 10, y los
rodillos 20 se coloquen muy cerca de la circunferencia del cuerpo
10 en la línea central de la parte de la cavidad 10b, de manera que,
cuando el dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información
está orientado por la parte de la cavidad 10b, los rodillos 20 se
enganchan con la superficie interna de la camisa de revestimiento,
etcétera, y el contacto entre los rodillos 10 y la camisa de
revestimiento se mantiene automáticamente por el alojamiento
contrapesado asimétricamente de la parte de la cavidad 10b.
Los rodillos 20 se transportan normalmente en
elementos subterráneos 10r con rodillos que forman parte del cuerpo
10.
Como los rodillos 20 siempre entran en contacto
con la superficie interna de la camisa de revestimiento del agujero
en pozos desviados, el dispositivo 1 subterráneo de recopilación de
información normalmente discurre a lo largo de la superficie
inferior de la camisa de revestimiento desviada en los rodillos 20.
Esto minimiza la resistencia al desplazamiento del dispositivo 1
subterráneo de recopilación de información a través de la camisa de
revestimiento. Como los rodillos 20 solamente sobresalen muy
ligeramente a través de las ranuras 22 en el alojamiento 10, que se
extiende alineado contra los lados de las partes sobresalientes de
las ruedas, no existen zonas planas en el alojamiento 10 externo
del dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información donde
puede llegar a descansar en la superficie interna de la camisa de
revestimiento del agujero, excepto la zona entre los pares de
rodillos 20.
Dado que la parte de la cavidad contrapesada de
manera asimétrica del dispositivo 1 subterráneo de recopilación de
información siempre orienta el dispositivo 1 subterráneo de
recopilación de información de manera que los rodillos 20 se
enganchen con la superficie interna de la camisa de revestimiento
del agujero, esto mitiga la posibilidad de que los rodillos 20 no
se enganchen a la superficie interna de la camisa de revestimiento
del agujero, por ejemplo, al apoyarse el dispositivo 1 subterráneo
de recopilación de información en una zona plana fuera del contacto
con los rodillos 20.
En pozos extremadamente desviados (por ejemplo,
por encima de 65º a 70º), un sensor 16 de inclinación opcional
activa el motor 14 eléctrico opcional para alimentar corriente a
cualquiera de los dos o ambos rodillos 20 y a un vibrador 15
opcional conectado a la columna de herramientas. El motor 14
eléctrico puede alimentarse opcionalmente por la batería 12 de a
bordo, o puede alimentarse por un conducto eléctrico combinado con o
bajado a lo largo del cable de acero wireline desde la superficie.
Un motor hidráulico puede sustituir al motor eléctrico y puede
abastecerse con fluido procedente de un conducto hidráulico desde la
superficie.
El vibrador 15 comprende un rotor excéntrico que
rota accionado por el motor 16 a un número de frecuencias
diferentes que puede especificarse por un operador bien desde la
superficie o bien ajustando la frecuencia de vibración necesaria en
el dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información antes de
que se lance desde la superficie. La vibración del dispositivo 1
subterráneo de recopilación de información ayuda a superar la
resistencia de rozamiento al movimiento a través de la camisa de
revestimiento y puede liberar al dispositivo 1 subterráneo de
recopilación de información o a la columna en la que está acoplado
de engancharse en alteraciones o juntas de la camisa de
revestimiento, etcétera, en la superficie interna de la camisa de
revestimiento del agujero.
De forma alternativa o adicional, el motor puede
accionar los rodillos 20 directamente en una dirección de avance o
de retorno. Normalmente para este propósito se proporciona un
sistema de transmisión (no mostrado) de un diseño convencional. Con
las ruedas o rodillos, el dispositivo subterráneo de recopilación de
información puede penetrar en los agujeros desviados hasta
aproximadamente 75 a 80º. Al proporcionar también un motor y/o
vibrador, el dispositivo 1 subterráneo de recopilación de
información puede penetrar en los agujeros desviados hasta
aproximadamente 87º.
La figura 2 muestra una realización modificada en
la que el motor está previsto en un dispositivo subterráneo de
recopilación de información de interconexión independiente.
Las figuras 3 y 4 muestran vistas finales y
laterales de otro dispositivo 100 subterráneo de recopilación de
información que no tiene lastre añadido pero tiene forma ovalada
(véase vista final de la figura 3) de tal manera que el dispositivo
100 subterráneo de recopilación de información tiene una parte de
cavidad 100b y una parte 100c posterior opuesta que se sitúan en un
radio más ancho del dispositivo 100 subterráneo de recopilación de
información, y las partes 100s laterales opuestas que tienen un
radio más estrecho. Se disponen ruedas 120 en dos conjuntos de
pares yuxtapuestos, con cada par montado y opcionalmente obturado
mediante una junta de fricción en un eje 121 común que pasa entre
las partes 100s laterales y está asegurado por una clavija 121p de
manera que las puntas de las ruedas 120t se extienden hacia y a
través de aberturas en las partes anterior y de la cavidad 100b, c.
La extensión de las ruedas a través de las paredes del dispositivo
100 subterráneo de recopilación de información da lugar a dos zonas
de aterrizaje en la circunferencia del dispositivo 100 subterráneo
de recopilación de información en las que está equilibrado y
estable. Las ruedas 120 sobresalen sólo muy ligeramente a través de
las aberturas y se perfilan para seguir la forma de la pared
interna del agujero W tal como se describe anteriormente.
Cuando el dispositivo 100 subterráneo de
recopilación de información está en el agujero W, la forma oval
tiende a desequilibrar el dispositivo 100 subterráneo de
recopilación de información si está descansando en sus partes 100s
laterales porque éstas tienen un radio más estrecho y, por tanto,
una zona de superficie más pequeña en contacto con el agujero W que
las partes posterior 110c y de la cavidad 100b. Por tanto, si el
dispositivo 100 subterráneo de recopilación de información
descansara en cualquiera de las partes laterales 100s, tendería a
volcarse para mantener el equilibrio en las puntas 120t de las
ruedas 120 que se extienden a través de la parte 100b de la cavidad
y la parte 100c posterior. En esa configuración, las puntas 120t de
las ruedas 120 entran en contacto con la parte interna del agujero
W, y el dispositivo 100 subterráneo de recopilación de información
mantiene el equilibrio por sí mismo en esa orientación, de manera
que las ruedas pueden accionar el dispositivo subterráneo de
recopilación de información o meramente girarlo para reducir el
rozamiento que retarda el paso del dispositivo subterráneo de
recopilación de información a través del agujero.
Debe observarse que no es necesario que el
dispositivo 100 subterráneo de recopilación de información tenga
forma ovalada, y pueden conseguirse buenos resultados con otras
formas que están más equilibradas en una orientación que en otra,
por ejemplo, la formas regulares que tienen salientes en los lados o
en cualquier otro lugar para crear zonas con áreas de superficie
bajas para entrar en contacto con el agujero.
Normalmente las ruedas o rodillos están asociados
con la parte del dispositivo subterráneo de recopilación de
información que entra en contacto con el agujero en la orientación
equilibrada, y que normalmente tiene una zona de superficie mayor o
un número de salientes (tales como ruedas) que están separados y
entre los que el dispositivo 1 subterráneo de recopilación de
información puede equilibrarse de manera más sencilla.
Debe observarse también que no es necesario que
el dispositivo 1 subterráneo de recopilación de información se
alimente con corriente en absoluto, y el proporcionar uno o más
dispositivos subterráneos de recopilación de información sin
propulsión propia con ruedas simples contrapesadas en exceso y no
alimentadas con corriente en una columna de herramientas puede
facilitar el paso de la columna a través de los pozos menos
desviados.
La figura 5 muestra una cuarta realización de un
dispositivo 200 subterráneo de recopilación de información con un
cuerpo 205 sustancialmente redondo a través del cual se extienden 8
ruedas o rodillos. Los rodillos 220-227 están cada
uno dispuestos en un único eje y se extienden a través de una pared
lateral en un área en la parte achaflanada en la parte superior o
inferior del dispositivo subterráneo de recopilación de información
para ponerse en contacto con el agujero en solamente una posición.
Cada rodillo (por ejemplo, 220) tiene un par de ruedas y se dispone
normalmente (pero no necesariamente) por encima o por debajo de otro
rodillo (por ejemplo, 221) de tal manera que se proporcionan grupos
de 2 rodillos en 4 posiciones A/B/C/D a lo largo del eje del
dispositivo 200 subterráneo de recopilación de información. Los
rodillos axialmente adyacentes están desfasados 90º uno respecto al
otro de tal manera que las ruedas en A y C están alienadas una con
otra y se extienden respectivamente a través de las caras superior
e inferior del dispositivo 200 subterráneo de recopilación de
información, y las ruedas en B y D están alineadas de manera similar
una con otra pero se disponen a 90º con respecto a aquellas en A y
C para extenderse a través de las caras laterales del dispositivo
200 subterráneo de recopilación de información.
Al proporcionarse ruedas más pequeñas que se
extienden solamente a través de una cara del dispositivo 200
subterráneo de recopilación de información se permite un paso axial
a través del centro del dispositivo subterráneo de recopilación de
información para un cable 230 de corriente o datos.
Las ruedas desfasadas incrementan la probabilidad
de que algunas de las ruedas se enganchen con el agujero y hace
menos crucial el tener un medio de orientación en esta realización
de la invención. Por tanto, las realizaciones tal como ésta pueden
tener cuerpos redondos de dispositivos subterráneos de recopilación
de información de manera que puedan encajar mejor en tuberías de
sondeo más pequeñas. Sin embargo, el medio de orientación puede
proporcionarse de manera opcional con esta realización, por ejemplo,
en la forma de pesos o formas excéntricas dentro o sobre el cuerpo
del dispositivo subterráneo de recopilación de información.
Se proporcionan uniones 250 giratorias para
permitir que el dispositivo subterráneo de recopilación de
información gire en su eje respecto al resto de la columna S y el
cuerpo interno de la unión giratoria, y las uniones 250 giratorias
pueden tener opcionalmente una perforación para permitir el paso del
cable 230.
Pueden proporcionarse opcionalmente cojinetes,
juntas de obturación y puertos de engrase, etcétera. Una tubería
260 anti-torsión se conecta al cuerpo interno de la
unión giratoria para mantenerse estático mientras que el cuerpo 200
del dispositivo subterráneo de recopilación de información gira
alrededor de él para impedir que el cable 230 se tuerza.
Las figuras 6 y 7 muestran una realización
adicional de un dispositivo 300 subterráneo de recopilación de
información con un cuerpo 305 con forma excéntrica que tiene 4
rodillos 320-323 cada uno montado en un eje
320a-323a independiente y cada uno con 2 ruedas que
se extienden a través de las zonas planas de las paredes superior e
inferior del dispositivo 300 subterráneo de recopilación de
información. Los rodillos 320 y 321 están montados en un par
respectivamente en la parte superior e inferior del dispositivo
subterráneo de recopilación de información, como lo están los
rodillos 322 y 323, pero los últimos están axialmente separados de
los rodillos 320 y 321 a lo largo del cuerpo del dispositivo
subterráneo de recopilación de información. Esta disposición
permite el paso de una tubería anti-torsión o
mandril 360 y cable 330 para los datos y/o corriente, tal como se
ha descrito para la realización de la figura 5. El dispositivo 300
subterráneo de recopilación de información también tiene uniones
350 giratorias, juntas de obturación y cojinetes tal como se ha
descrito para la realización de la figura 5.
Descrito en común con otras realizaciones, las
ruedas en los rodillos 320-323 están formadas para
seguir estrechamente el contorno de la superficie externa del
cuerpo 305 del dispositivo subterráneo de recopilación de
información y la superficie interna del agujero, y ayudar de este
modo a la orientación del dispositivo 300 subterráneo de
recopilación de información en las ruedas en la parte superior o
inferior del dispositivo 300 subterráneo de recopilación de
información. Esto hace que el dispositivo subterráneo de
recopilación de información sea más estable mientras descansa en
las ruedas y menos probable de volcarse, de manera que las ruedas se
desenganchan de la superficie interna del entubado y aumenta la
resistencia de rozamiento al movimiento hacia delante.
El paso axial puede alojar cualquier tipo de
elemento alargado, tal como cables de corriente o datos, o un
entubado en espiral o simplemente alambres de control para
herramientas más abajo de la columna.
Pueden incorporarse modificaciones y mejoras sin
desviarse del alcance de la invención. Por ejemplo, el vibrador u
oscilador es normalmente un motor que gira pesos excéntricos. El
peso excéntrico puede ajustarse para tener en cuenta diferentes
pesos globales de la columna de herramientas usando una masa
diferente de peso excéntrico o ajustando su posición. El motor
puede alimentarse eléctrica o hidráulicamente. El vibrador u
oscilador puede ser alternativamente un dispositivo a modo de
martillo que proporciona un tipo de impacto de oscilación y de
manera similar puede alimentarse eléctrica o hidráulicamente. Estas
oscilaciones conferidas a la herramienta pueden ser axiales,
transversales o radiales y pueden ajustarse para ser de una
frecuencia y/o amplitud deseadas que puede modificarse
opcionalmente durante el funcionamiento del dispositivo subterráneo
de recopilación de información o herramienta. Esto provoca que el
rozamiento estático se reduzca a rozamiento dinámico e induzca el
movimiento descendente del dispositivo subterráneo de recopilación
de información en el agujero.
Claims (29)
1. Dispositivo (1) de fondo de pozo para
incorporarse a una columna de fondo de pozo y desplazarse en un
agujero, comprendiendo el dispositivo (1) medios (10b, 100b, 100c)
de orientación para orientar al dispositivo (1) en un agujero, y
una o más ruedas o rodillos (20) dispuestos en el dispositivo (1)
para engancharse a la superficie interna del agujero,
caracterizado porque el dispositivo (1) tiene al menos un
dispositivo (7) de unión giratoria, proporcionándose el dispositivo
(7) de unión giratoria, los medios (10b, 100b, 100c) de orientación
y las ruedas rodillos (20) en el mismo dispositivo (1) subterráneo
de rodillos, y el medio (10b, 100b, 100c) de orientación está
bloqueado de manera giratoria en al menos una de las ruedas o
rodillos (20) para así poner en contacto la al menos una rueda o
rodillo (20) con la superficie interna del agujero.
2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, en
el que el medio de orientación comprende un peso (10b)
excéntrico.
3. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que el medio de orientación comprende una
forma excéntrica de una parte (100b, 100c) del dispositivo.
4. Dispositivo (1) según cualquier reivindicación
anterior, en el que el medio de orientación comprende medios (10b)
de lastre situados excéntricamente en el dispositivo (1) para
favorecer la adopción por parte del dispositivo (1) de una
orientación en la que el medio de lastre se sitúe hacia una parte
radialmente inferior del dispositivo.
5. Dispositivo (1) según cualquier reivindicación
anterior, en el que el medio de orientación comprende una parte del
dispositivo (1) que tiene un radio variable que favorece la
orientación del dispositivo (1) en una parte del dispositivo (1)
que tiene un radio relativamente más grande.
6. Dispositivo (1) según la reivindicación 5, en
el que las ruedas o rodillos (20) están asociados con la parte del
dispositivo (1) que tiene un radio (100b, 100c) relativamente mayor
de manera que se ponen en contacto con la superficie del agujero
cuando el dispositivo (1) se orienta por sí mismo en la parte (100b,
100c).
7. Dispositivo (1) según cualquier reivindicación
anterior, en el que las ruedas o rodillos (20) se proporcionan en
lados opuestos del dispositivo (1).
8. Dispositivo (1) según cualquier reivindicación
anterior, en el que las ruedas o rodillos (20) se proporcionan en
uno o más pares lateralmente separados entre sí en una disposición
yuxtapuesta.
9. Dispositivo (1) según cualquier reivindicación
anterior, en el que las ruedas o rodillos (20) se proporcionan en
la superficie inferior del dispositivo (1).
10. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, en el que las ruedas o rodillos (20) se
disponen para entrar en contacto con la superficie interna del
agujero sustancialmente en la circunferencia externa del
dispositivo (1).
11. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, en el que el dispositivo (1) está formado
con aberturas o ranuras desde las que las ruedas o rodillos (20)
sobresalen para engancharse a la superficie interna del
agujero.
12. Dispositivo (1) según la reivindicación 12,
en el que las partes sobresalientes de las ruedas o rodillos (2)
están formadas para coincidir con la superficie externa del
dispositivo (1) adyacente a las aberturas o ranuras, o la
superficie interna del agujero a través del cual el dispositivo (1)
se desplazará.
13. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, en el que las ruedas o rodillos (20) están
adaptados para extenderse a través del cuerpo (5) en lados opuestos
del dispositivo (1).
14. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, en el que las ruedas o rodillos (20)
incluyen ruedas situadas en pares yuxtapuestos con cada par en el
mismo eje a través del dispositivo (1).
15. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, en el que al menos alguna de las ruedas o
rodillos (20) están desfasadas axial, circunferencial o
lateralmente entre sí.
16. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, que incorpora un vibrador u oscilador
(15).
17. Dispositivo (1) según la reivindicación 16,
en el que el vibrador u oscilador (15) comprende un rotor
excéntrico.
18. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, que incorpora un motor (14) para accionar
una o más de las ruedas o rodillos (20), el vibrador y el oscilador
(15).
19. Dispositivo (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18, en el que la frecuencia de vibraciones
inducida por el vibrador u oscilador (15) puede variarse.
20. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, que tiene un sensor (16) acoplado a un
interruptor para controlar el movimiento del dispositivo (1) en el
agujero.
21. Dispositivo (1) según la reivindicación 20,
en el que el sensor (16) está adaptado para detectar la posición
del dispositivo (1).
22. Dispositivo (1) según la reivindicación 20 ó
21, en el que el sensor (16) detecta la posición vertical del
dispositivo (1) y envía una señal al interruptor que controla las
ruedas o rodillos (20), activando las ruedas o rodillos (20) para
iniciar el movimiento del dispositivo (1) si el dispositivo (1) se
desvía más allá de la vertical por encima de una cantidad
fijada.
23. Dispositivo (1) según la reivindicación 22,
en el que las ruedas o rodillos (20) se activan para iniciar el
movimiento del dispositivo (1) si la desviación del dispositivo (1)
de la vertical está en el intervalo de 50º a 70º.
24. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, que tiene una fuente de alimentación.
25. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, que tiene un dispositivo de
articulación.
26. Dispositivo (1) según cualquier
reivindicación anterior, que tiene un paso axial para cables de
corriente, cables de datos, alambres de control, tubos bobinados u
otros elementos alargados (230).
27. Dispositivo según cualquier reivindicación
anterior, en el que la o cada rueda o rodillo puesto en contacto
con la superficie interna del agujero se mantiene en una orientación
vertical por medio del medio de orientación.
28. Herramienta de fondo de pozo que comprende un
dispositivo (1) según cualquier reivindicación anterior.
29. Columna de fondo de pozo que comprende un
dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
27.
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