MX2012014741A - Aparatos y metodos para determinar una condicion de afluencia de pozo utilizando indicaciones cualitativas. - Google Patents

Aparatos y metodos para determinar una condicion de afluencia de pozo utilizando indicaciones cualitativas.

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Abstract

Se proporcionan aparatos y métodos que se pueden utilizar en instalaciones de perforación que tienen un circuito de lodo para detectar eventos de sacudidas en curso o inminentes. Un aparato incluye un primer sensor configurado para medir un flujo de lodo de entrada bobeado hacia el pozo, y un segundo sensor configurado para medir una variación de un flujo de lodo de regreso que emerge desde el pozo. El aparato además incluye un controlador conectado al primer sensor, y al segundo sensor. El controlador está configurado para identificar un evento de sacudida en curso o inminente basándose en la verificación y comparación de una evolución del flujo de lodo de entrada según medido por el primer sensor y una evolución del flujo de lodo de regreso según inferido basándose en mediciones recibidas del segundo sensor. Además, en el aparato se puede incluir un tercer sensor para confirmar la conclusión hecha por el controlador antes de alertar al usuario que probablemente ha ocurrido una sacudida.

Description

APARATOS Y MÉTODOS PARA DETERMINAR UNA CONDICIÓN DE AFLUENCIA DE POZO UTILIZANDO INDICACIONES CUALITATIVAS Campo de la Invención Las modalidades de la presente materia aquí descrita se relacionan en general con métodos y aparatos que se pueden usar en instalaciones de perforación para determinar la condición de afluencia de un pozo con el uso de indicaciones cualitativas.
Antecedentes de la Invención Durante las operaciones de perforación, el petróleo, gas u otros fluidos del pozo a alta presión puede fluir desde las formaciones perforadas dentro del pozo creadas durante el proceso de perforación. Una afluencia no planeada desde la formación dentro del pozo es referida en la industria como una "explosión" y puede ocurrir en momentos impredecibles. Cuando la filtración de fluido no es controlada rápidamente, el pozo, el equipo en el pozo y la embarcación de perforación se encuentran en riesgo. Con el fin de proteger el pozo y/o el equipo en riesgo, un ensamble de válvulas llamado como dispositivo de prevención de explosión o BOP está ubicado y se activa para contener los fluidos en el pozo luego de la detección de tales eventos o indicación de presencia de tales eventos.
Una configuración 10 de perforación para petróleo y gas fuera de la costa tradicional, como se ilustra en la Figura 1, incluye una plataforma 20 (o cualquier otro tipo de embarcación en la superficie del agua) conectada con un elevador 30 hasta el pozo 40 en el lecho 50 marino. Se debe hacer notar que los elementos ¡lustrados en la Figura 1 no están dibujados a escala y no se deben inferir dimensiones a partir de los tamaños relativos y de las distancias ilustradas en la Figura 1.
Dentro del elevador 30, como se ilustra en la vista A-A' en sección transversal, se encuentra una sarta 32 de perforación en cuyo extremo una broca de perforación (no mostrada) puede girar para extenderse en el pozo submarino a través de las capas por debajo del lecho 50 marino. El lodo circula desde un tanque de lodo (no mostrado) en la preferencia 20 de perforación dentro de la sarta 32 de perforación hasta la broca de perforación, y se regresa a la plataforma 20 de perforación a través de un espacio 34 anular entre la sarta 32 de perforación y el recinto 36 del elevador 30. El lodo mantiene la presión hidrostática para contrarrestar la presión de los fluidos en la formación a ser perforada y enfría la borde de perforación mientras también transporta los cortes generados en el proceso de perforación hasta la superficie. En la superficie, el lodo que regresa desde el pozo se filtra para remover los cortes y se vuelve a circular.
Una pila 60 de un dispositivo de prevención de explosión (BOP) está ubicada cerca del lecho 50 marino. La pila BOP puede incluir una pila 62 BOP inferior acoplada con el pozo 40, y un empaque elevador marino inferior ("LMRP") 64, que está acoplado con el extremo distal del elevador 30. Durante la perforación, la pila 62 BOP inferior y el LMRP 64 están conectadas.
Una pluralidad de dispositivos 66 de prevención de explosión (BOP), ubicada en la pila 62 BOP inferior o en el LMRP 64, está en un estado abierto durante la operación normal, pero se cierra (es decir, se cambia al estado cerrado), para interrumpir el flujo de fluido a través del elevador 30, cuando ocurre un evento de "explosión". Los cables eléctricos y/o las líneas 70 hidráulicas transportan señales de control desde la plataforma 20 de perforación hasta un controlador 80 que está ubicado en la pila 60 del BOP. El controlador 80 controla el BOP 66 en el estado abierto o en el estado cerrado, de conformidad con las señales recibidas desde la plataforma 20 a través de los cables eléctricos y/o las líneas 70 hidráulicas. El controlador 80 también adquiere y envía a la plataforma 20 la información relacionada con el estado actual (abierto o cerrado) del BOP. El término "controlador" aquí utilizado abarca la configuración bien conocida con dos módulos redundantes.
Tradicionalmente, como se describe por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos de América No. 7,395,878; No. 7,562,723 y No. 7,650,950 (cuyo contenido completo se incorpora aquí como referencia) un flujo de lodo emitido desde el pozo se mide en la superficie del agua. El flujo de lodo y/o la densidad ingresada dentro del pozo se puede ajustar para mantener la presión en el fondo del pozo dentro del intervalo objetivo o alrededor de un valor deseado, o para compensar los rebotes y las pérdidas de fluido.
El volumen y complejidad de un equipo convencional empleados en el control de flujo de lodo son un reto, en particular, debido al espacio reducido en la plataforma de una instalación de petróleo y gas fuera de la costa.
Otro problema con los métodos y dispositivos existentes es el tiempo relativamente largo (por ejemplo, decenas de minutos) entre un momento cuando ocurre una interrupción de flujo de lodo en el fondo del pozo y cuando se mide el cambio en el flujo de lodo en la superficie. Incluso cuando la información que indica una interrupción potencial del flujo de lodo, es recibida más rápido desde el controlador 80, transcurre un tiempo relativamente largo entre el momento en que se cambia el flujo de lodo entrante y cuando este cambio tiene un impacto que se contrarresta en el fondo del pozo.
Los operadores de las instalaciones de petróleo y gas intentan mantener una densidad circulante equivalente (ECD) en el fondo del pozo cerca al valor establecido. La ECD es un parámetro que incorpora tanto la presión estática como la presión dinámica. La presión estática depende del peso de la columna de fluido sobre el punto de medición, y por lo tanto, de la densidad del lodo en la misma. La densidad del lodo introducido dentro del pozo a través de la sarta 32 de perforación puede alterarse por la roca triturada o por el gas y el fluido que sale del pozo. La presión dinámica depende del flujo del fluido El control del flujo de lodo puede compensar la variación en la densidad del lodo debido a estas causas. La Patente de Estados Unidos de América No. 7,270,185 (cuyo contenido se incorpora aquí como referencia en su totalidad) describe métodos y aparatos que operan en la trayectoria de retorno del lodo, por debajo de la superficie del agua, para parcialmente desviar o descargar el lodo que regresa a la superficie cuando el ECD se aparta del valor establecido.
La Solicitud de Patente de Estados Unidos de América 13/050164 propone una solución para estos problemas en donde un parámetro proporcional con el flujo de lodo que sale del pozo se mide y se utiliza para controlar el flujo de salida. Sin embargo, el evaluar exactamente el flujo de lodo que sale es un reto en sí, a diferencia del lodo bombeado dentro del pozo, el lodo saliente puede no tener una composición uniforme. El lodo saliente, algunas veces (no siempre) puede contener virutas de la formación o gas. La falta de uniformidad en la composición del lodo afecta la densidad o el equilibrio de masa. Además, la sarta de perforación se puede mover en forma excéntrica dentro del recinto, lo cual afecta la medición del parámetro proporcional con el flujo de lodo saliente. El lodo puede no ser lo suficientemente conductor para usar los parámetros magnéticos. La medición del parámetro ultrasónico exacto se puede impedir por la viscosidad del lodo.
De conformidad con esto, sería deseable proporcionar métodos y dispositivos que se puedan usar en las instalaciones de perforación fuera de la costa cerca del pozo real para la detección temprana de eventos de explosión o la detección de indicaciones de un inminente evento de explosión, lo cual supera las desventajas y los problemas antes mencionados.
Breve Descripción de la Invención Algunas modalidades aquí establecidas detectan explosiones inminentes o continuos al monitorear la evolución (es decir, la secuencia de valores correspondientes a los momentos posteriores) del flujo de lodo dentro del pozo contra la evolución del flujo de lodo que sale del pozo. Una medición exacta del flujo de lodo de retorno no es necesaria o no es buscada, en su lugar se usan indicaciones cualitativas de la variación del flujo de lodo de retorno. De este modo, las modalidades superan la dificultad de alcanzar una medición exacta del flujo de lodo de retorno y el retardo de la medición del flujo de lodo de retorno en la superficie.
De conformidad con una modalidad ejemplificativa, se proporciona un aparato que se puede usar en una instalación de perforación fuera de la costa tiene un bucle de lodo dentro del pozo perforado por debajo del lecho marino. El aparato incluye un primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y un segundo sensor configurado para medir la variación del flujo de lodo de retorno que sale del pozo. El aparato también incluye un controlador conectado con el primer sensor y con el segundo sensor El controlador está configurado para identificar un evento de explosión inminente o continuo con base en el monitoreo y la comparación de la evolución del flujo de lodo entrante, según se mide por el primer sensor y la evolución del flujo de lodo de retorno como, se infiere con base en las mediciones recibidas desde el segundo sensor.
De conformidad con otra modalidad, se proporciona un método para fabricar una instalación de perforación fuera de la costa. El método incluye proporcionar un primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y un segundo sensor configurado para medir la variación del flujo de lodo de retorno que sale del pozo. El método también incluye conectar un controlador con el primer sensor y con el segundo sensor, el controlador está configurado para identificar un evento de explosión inminente o continuo con base en monitorear comparativamente la evolución del flujo de lodo entrante, según se mide por el primer sensor y la evolución del flujo de lodo de retorno, como se infiere con base en las mediciones recibidas desde el segundo sensor.
De conformidad con otra modalidad, se proporciona un método para identificar un evento de explosión inminente o continuo en una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de lodo dentro del pozo perforado por debajo del lecho marino. El método incluye recibir las mediciones desde el primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y un segundo sensor configurado para medir la variación del flujo de lodo de retorno que sale del pozo. El método también incluye, con base en las mediciones recibidas, monitorear y comparar la evolución del flujo de lodo entrante y la evolución inferida del flujo de lodo de retorno, para identificar un evento de explosión continuo o inminente. La explosión inminente o continua se identifica (1) cuando el flujo de lodo de retorno incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo es esencialmente constante; o (2) cuando el flujo de lodo de retorno permanece esencialmente constante o incrementa, mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo se disminuye. La identificación del evento de explosión toma en cuenta el retardo entre el incremento o disminución normales del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y la variación del flujo de lodo de retorno provocada por el incremento o disminución normales del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo.
La última modalidad incluye las modalidades antes mencionadas y añade otro sensor (de presión, temperatura, densidad, etc.) pero NO es una medición de flujo que se puede usar como un indicación de confirmación de que ha ocurrido una filtración. El controlador tomará la entrada de los sensor de flujo, considerará si está ocurriendo una explosión a partir de las mediciones de flujo y entonces analizará al sensor adicional para confirmar que ha ocurrido una explosión.
Breve Descripción de los Dibujos Los dibujos acompañantes, que se incorporan y que constituyen parte de la especificación, ¡lustran una o más modalidades y junto con la descripción, explican las modalidades. En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama esquemático de una plataforma fuera de la costa convencional.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de un aparato, de conformidad con una modalidad ejemplificativa .
La Figura 3 es una gráfica que ilustra la forma de operar el aparato de conformidad con una modalidad ejemplificativa.
La Figura 4 es un diagrama de flujo de un método para fabricar una instalación de perforación fuera de la costa, de conformidad con una modalidad ejemplificativa; y La Figura 5 es un diagrama de flujo de un método para identificar un evento de explosión continuo o inminente en una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de lodo en un pozo perforado por debajo del lecho marino.
Descripción Detallada de la Invención La siguiente descripción de las modalidades ejemplificativas se refiere a los dibujos acompañantes. Los mismos números de referencia en los diferentes dibujos identifican elementos iguales o similares. La siguiente descripción no limita la invención. En su lugar, el alcance de la invención se define por las reivindicaciones anexas. Las siguientes modalidades se describen, para simplificar, con respecto a la terminología y estructura del arreglo de fuente a ser remolcado por una embarcación. Sin embargo, las modalidades descritas a continuación no se limitan a estos sistemas, más bien se pueden aplicar en otros sistemas que requieren el monitoreo de un flujo de fluido en una ubicación lejos de la fuente de fluido.
La referencia a través de la especificación a ':una modalidad" o "la modalidad" significa que una característica o estructura particular descrita en conexión con una modalidad está incluida por lo menos en una modalidad de la materia descrita. De este modo, la aparición de las frases en una modalidad" o "en la modalidad" en diferentes partes a través de la especificación no necesariamente se refieren a la misma modalidad. Más bien, las características o estructuras particulares se pueden combinar en cualquier forma apropiada en una o más modalidades.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de una modalidad ejemplificativa de un aparato 100 que se puede usar en una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de lodo. El aparato 100 se puede usar en una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de loco dentro de un pozo perforado por debajo del lecho marino. Un fluido de fluido (llamado "lodo") se bombea dentro del pozo, por ejemplo, desde una plataforma en la superficie del agua y fluye hacia el pozo a través de una trayectoria 101 de fluido entrante (por ejemplo, la sarta 32 de perforación). Un flujo de lodo de retorno fluye desde el pozo hacia la superficie (por ejemplo, la embarcación 20) a través de una trayectoria 102 de retorno (por ejemplo, el espacio 34 anular entre la sarta 32 de perforación y el recinto 36).
El aparato 00 incluye un primer sensor 110 configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo. El primer sensor 110 puede ser un contador de recorridos conectado con una bomba de fluido (no mostrada) que proporciona el flujo de lodo entrante dentro de la trayectoria 101 de fluido de entrada. Debido a la uniformidad de la densidad y otras propiedades físicas del lodo introducido dentro del pozo, se pueden emplear varios métodos de medición de flujo conocidos. La medición de flujo entrante puede realizarse en la superficie.
El aparato 100 también incluye un segundo sensor 120 configurado para detectar una variación del flujo de lodo de retorno. En otras palabras, la exactitud de la medición de flujo no se requiere para el segundo sensor El segundo sensor 120 de preferencia, está configurado para detectar la variación del flujo de lodo de retorno cerca del lecho marino con el fin de evitar retardos debido al tiempo necesario para que el flujo de lodo de retorno viaje al sitio de detección, hacia la superficie. En una modalidad ejemplificativa, el segundo sensor puede ser un dispositivo de medición de flujo. En otra modalidad ejemplificativa, el segundo sensor puede ser un sensor de presión. En otra modalidad ejemplificativa, el segundo sensor puede ser un sensor electromagnético que monitorea la impedancia del flujo de lodo de retorno o un sensor acústico que monitorea la impedancia acústica del flujo de lodo de retorno. El segundo sensor puede ser una combinación de sensores que, aunque ninguno en si puede proporcionar una base confiable para calcular el flujo de lodo de retorno, pero cuando las indicaciones del sensor se combinan de conformidad con reglas predeterminadas, pueden proporcionar una medición que indique una variación en la velocidad del flujo de lodo de retorno.
El aparato 100 también incluye un controlador 130 conectado con el primer sensor 110, y con el segundo sensor 120. El controlador 130 está configurado para identificar un evento de explosión inminente con base en el monitoreo y la comparación de la evolución del flujo de lodo entrante, según fue medido por el primer sensor y la evolución del flujo de lodo de retorno, según fue inferido con base en las mediciones recibidas por el segundo sensor. El controlador 130 puede estar ubicado cerca del lecho marino (por ejemplo, como parte de una pila 60 BOP). En forma alternativa, el controlador 130 puede estar ubicado en la superficie (por ejemplo, en la plataforma 20). En forma alternativa, el controlador 130 puede estar ubicado en la superficie (por ejemplo, en la plataforma 20). El controlador 130 puede estar configurado para generar una señal de alarma luego de identificar un evento de explosión inminente o continuo. Esta señal de alarma puede activar el cierre del BOP.
El aparato 100 también puede incluir un tercer sensor 140 conectado con el controlador 130 y configurado para proporcionar las mediciones relacionadas con la perforación al controlador 130. El controlador 130 puede configurar que el evento de explosión inminente o continuo ha ocurrido con base en las mediciones recibidas desde el tercer sensor 130, antes de generar la señal de alarma que alerta, por ejemplo, al operador (es decir, al usuario) que la explosión ocurrió. El tercer sensor 140 puede (1) detectar un evento acústico, o "sonido" del evento de explosión o (2) detectar el flujo con el uso de una técnica diferente que el segundo sensor o (3) detectar un cambio en la densidad en el fluido o (4) detectar un cambio repentino de temperatura debido a la filtración. El tercer sensor 140 puede estar ubicado en el BOP o incluso en la sarta de perforación cerca de la formación, dado que hay un método de transmisión (una tubería de perforación cableada o telemetría de impulsos) para obtener las mediciones desde este tercer sensor para el controlador 130.
La Figura 3 es una gráfica que ilustra la manera para operar el aparato de conformidad con la modalidad ejemplificativa. El eje y de la gráfica representa el flujo en unidades arbitrarias, y el eje x de la gráfica representa el tiempo. El controlador puede recibir las mediciones desde el primer sensor y desde el segundo sensor a intervalos de tiempo predeterminados tan rápido como 100 milisegundos por muestra. Los intervalos de tiempo para proporcionar las mediciones al controlador pueden ser diferentes para el primer sensor y para el segundo sensor. Al determinar si los valores individuales medidos por el segundo sensor son fluctuaciones o parte de una tendencia en la evolución del flujo de lodo de retorno, se pueden emplear umbrales predeterminados (por ejemplo, el número predeterminado de mediciones mayor que la magnitud predeterminada que indica la tendencia).
En la gráfica ilustrada en la Figura 3, una linea 200 gruesa representa el flujo de lodo de retorno según fue detectado por el segundo sensor 120 y la linea 210 punteada representa el flujo entrante como fue detectado por el primer sensor 110. Las etiquetas 220-230 marcadas en la gráfica de la Figura 3 se utilizan para explicar la manera para identificar un evento de explosión inminente o continuo con base en el monitoreo y la comparación de la evolución del flujo de lodo entrante, según fue medido por el primer sensor 110 y la evolución del flujo de lodo de retorno, según fue inferido con base en las mediciones recibidas desde el segundo sensor 120.
En el 220, el fluido empieza a ser introducido dentro del pozo (por ejemplo, las bombas de lodo en la plataforma se energizan y los contadores de recorridos empiezan a proporcionar la medición del flujo de lodo entrante bombeado hacia el pozo). En respuesta a este incremento normal en el flujo de lodo entrante en el 220, el flujo de lodo de retorno empieza a incrementar en el 221. El intervalo entre el 221 y el 222 representa un retardo entre el incremento normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y la variación (incremento) en el flujo de lodo de retorno provocado por este incremento normal. El flujo de entrada incrementa hasta que alcanza un valor nominal (operativo). El flujo de salida se calcula con base en la variación detectada del mismo La variación puede ser de hecho, una derivada de una medición con una exactitud relativamente baja del flujo de salida. Una diferencia 223 entre el flujo de entrada y el flujo de salida no es importante en si, pero su evolución se puede usar para identificar un evento de explosión continuo o 5 inminente.
Cuando el flujo de entrada permanece constante, el flujo de salida se incrementa como se ¡lustra por la curva etiquetada 224, el controlador identifica que el evento de explosión ha ocurrido o es inminente. Cuando el flujo de entrada permanece constante, el flujo de salida disminuye, como lü se ilustra por la curva etiquetada 225, el controlador puede identificar que la circulación de retorno se ha perdido.
En el 226, el flujo de entrada se corta (por ejemplo, las bombas de lodo en la plataforma se apagan). En respuesta a esta disminución normal del flujo de lodo entrante, el flujo de lodo de retorno también empieza a 15 disminuir en el 227. Este retardo (retraso) entre la disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y la variación (disminución) del flujo de lodo de retorno provocado por esta disminución normal etiquetada 228, es esencialmente el mismo que el retardo etiquetado 222. Cuando a pesar de que el flujo de lodo entrante en 2U disminución, el flujo de lodo de retorno se incrementa, como se ilustra por las curvas etiquetadas 229 y 230, el controlador identifica que ha ocurrido un evento de explosión (es decir, es continuo) o es inminente.
De este modo, el controlador 130 monitorea y compara la evolución del flujo de lodo entrante según se mide por el primer sensor y la evolución 2.? del flujo de lodo de retorno como fue inferido (es decir, calculado) con base en las mediciones recibidas desde el segundo sensor, con el fin de identificar un evento de explosión inminente o continuo.
El controlador 130 y/o los sensores pueden transmitir las mediciones relacionadas con el monitoreo del flujo de lodo entrante y el flujo de lodo de retorno a una interfaz del operador ubicada en la superficie, para que el operador pueda visualizar la evolución del flujo de entrada y/o el flujo de lodo de retorno.
Cualquiera de las modalidades del aparato se puede integrar dentro de las instalaciones fuera de la costa. Un diagrama de flujo del método 300 para fabricar una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de lodo dentro de un pozo perforado por debajo del lecho marino, tiene la capacidad de detectar un evento de explosión sin medir exactamente el flujo de lodo de retorno, como se ilustra en la Figura 4. El método 300 incluye proporcionar un primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo, y un segundo sensor configurado para medir la variación del flujo de lodo de retorno que sale del pozo, en S310. El método 300 también incluye conectar un controlador con el primer sensor y con el segundo sensor, el controlador está configurado para identificar un evento de explosión inminente o continuo con base en monitorear comparativamente la evolución del flujo de lodo entrante, según fue medida por el primer sensor y la evolución del flujo de lodo de retorno, según fue inferido con base en las mediciones recibidas desde el segundo sensor, en S320.
En una modalidad, el método también puede incluir conectar el controlador con los dispositivos de prevención de explosión de la instalación para activar el cierre de los mismos luego de recibir la señal de alarma generada por el controlador para indicar la identificación de un evento de explosión inminente o continuo. En otra modalidad, el método también puede incluir conectar el controlador con una interfaz del operador ubicada en la superficie, para transmitir las mediciones recibidas desde el primer sensor y desde el segundo sensor.
Un diagrama de flujo de un método 400 para identificar un evento de explosión inminente o continuo en una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de lodo dentro de un pozo perforado por debajo del suelo marino se ilustra en la Figura 5. El método 400 incluye recibir las mediciones desde un primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y desde el segundo sensor configurado para medir la variación del flujo de lodo de retorno que sale desde el pozo, en el S410. El método 400 también incluye, con base en las mediciones recibidas, monitorear y comparar la evolución del flujo de lodo entrante y la evolución inferida del flujo de lodo de retorno para identificar un evento de explosión inminente o continuo en S420. El evento de explosión inminente o continuo ocurre (1) cuando el flujo de lodo de retorno incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo es esencialmente constante, o (2) cuando el flujo de lodo de retorno permanece esencialmente constante o incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo disminuye. La comparación toma en consideración el retardo inherente entre el incremento o disminución normal del flujo de lodo entrante dentro del pozo y la variación del flujo de lodo de retorno provocada por el incremento o disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo.
En una modalidad, el método también puede incluir generar una señal de alarma luego de identificar un evento de explosión inminente o continuo. En otra modalidad, el método también puede incluir transmitir las mediciones recibidas desde el primer sensor y desde el segundo sensor a una interfaz del operador en la superficie El método también puede incluir filtrar hacia fuera las fluctuaciones en tiempo y/o en magnitud del flujo de lodo de retorno cuando las fluctuaciones están por debajo de los umbrales respectivos predeterminados o extraer las tendencias en la evolución del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y la evolución del flujo de lodo de retorno.
Las modalidades ejemplificativas descritas proporcionan aparatos y métodos para una instalación fuera de la costa en donde la evolución del flujo de lodo entrante se compara con la evolución del flujo de lodo de retorno inferida de las indicaciones cualitativas para identificar eventos de explosión. Se debe entender que esta descripción no tiene la intención de limitar la invención. Por el contrario, las modalidades ejemplificativas tienen la intención de abarcar alternativas, modificaciones y equivalentes que están incluidos dentro del alcance y espíritu de la invención, como se define por las reivindicaciones anexas. Además, en la descripción detallada de las modalidades ejemplificativas, se establecen muchos detalles con el fin de proporcionar una mejor comprensión de la invención reclamada Sin embargo, las personas experimentadas en la técnica podrán comprender que se pueden practicar varias modalidades sin tales detalles específicos.
Aunque las características y elementos de las modalidades ejemplificativas presentes se describen en las modalidades con combinaciones particulares, cada característica o elemento se puede utilizar solo sin otras características o elementos de las modalidades o en varias combinaciones con o sin otras características y elementos aquí descritos.
Esta descripción escrita utiliza ejemplos de la materia para permitir a las personas experimentadas en la técnica practicar la misma, incluyendo hacer y usar cualquier dispositivo o sistema y llevar a cabo cualquier método incorporado. El alcance patentable de la materia se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos contemplados por las personas experimentadas en la técnica. Tales otros ejemplos tienen la intención de estar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (23)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato que se puede usar en una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de lodo dentro del pozo perforado por debajo del suelo marino, el aparato está caracterizado porque comprende: un primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo; un segundo sensor configurado para medir una variación del flujo de lodo de retorno que sale desde el pozo; y un controlador conectado con el primer sensor y con el segundo sensor y configurado para identificar un evento de explosión inminente o continuo con base en el monitoreo y comparación de la evolución del flujo de lodo entrante según fue medido por el primer sensor y la evolución del flujo de lodo de retorno, según fue inferido con base en las mediciones recibidas desde el segundo sensor.
2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador está configurado para generar una señal de alarma luego de identificar un evento de explosión inminente o continuo.
3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer sensor comprende un contador de recorridos conectado con la bomba de fluido que bombea el flujo de lodo de entrada, u otro dispositivo de medición de flujo montado en la entrada o en la tubería de descarga con la bomba de fluido.
4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo sensor está configurado para detectar la variación del flujo de lodo de retorno cerca del suelo marino.
5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador está configurado para tomar en cuenta el retardo entre el incremento o disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y la variación del flujo de lodo de retorno provocada por el incremento o disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo.
6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el controlador identifica un evento de explosión continuo o inminente cuando el flujo de lodo de retorno incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo es esencialmente constante.
7 El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el controlador identifica un evento de explosión inminente o continuo cuando el flujo de lodo de retorno permanece esencialmente constante o incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo se disminuye.
8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador y/o el primer sensor y/o el segundo sensor transmite las mediciones relacionadas con el monitoreo del flujo de lodo entrante y el flujo de lodo de retorno a una interfaz del operador ubicada en la superficie.
9. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador está configurado para filtrar fuera las fluctuaciones en tiempo y/o en magnitud del flujo de lodo de retorno, cuando las fluctuaciones están por debajo de los umbrales respectivos 5 predeterminados.
10. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador está configurado para extraer las tendencias en la evolución del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y en la evolución del flujo de lodo de retorno. ÍU
11. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un tercer sensor conectado con el controlador para proporcionar mediciones relacionadas con la perforación continua; en donde el controlador usa las mediciones del tercer sensor para 15 confirmar que el evento de explosión continuo o inminente ha ocurrido.
12. Un método para fabricar una instalación de perforación fuera de la costa, el método está caracterizado porque comprende: proporcionar un primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo, y un segundo sensor configurado 20 para medir la variación del flujo de lodo de retorno que sale del pozo; y conectar el controlador con el primer sensor y con el segundo sensor, el controlador está configurado para identificar un evento de explosión inminente o continuo con base en el monitoreo que compara la evolución del flujo de lodo entrante según fue medido por el primer sensor 25 y la evolución del flujo de lodo de retorno según fue inferido con base en las mediciones recibidas desde el segundo sensor.
13. El método de conformidad con la rei indicación 12, caracterizado porque además comprende conectar el controlador con los dispositivos de prevención de explosión de la instalación para activar el 5 cierre de los mismos, luego de recibir una señal de alarma generada por el controlador para indicar la identificación de un evento de explosión inminente o continuo.
14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el primer sensor comprende un contador de IU recorridos conectado con la bomba de fluido que proporciona el flujo de lodo entrante u otro dispositivo medidor de flujo montado en la entrada o en la tubería de descarga con la bomba de fluido.
15. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el segundo sensor está configurado para detectar la 15 variación del flujo de lodo de retorno cerca del suelo marino.
16. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el controlador está configurado para tomar en cuenta el retardo entre un incremento o disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y la variación del flujo de lodo de 20 retorno provocada por el incremento o la disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y para identificar el evento de explosión inminente o continuo cuando el flujo de lodo de retorno incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo es esencialmente constante o cuando el flujo de lodo de retorno permanece 25 esencialmente constante o incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo se disminuye.
17. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende conectar el controlador con una interfaz del operador ubicada en la superficie para transmitir las 5 mediciones recibidas desde el primer sensor y desde el segundo sensor.
18. El método de conformidad con la rei indicación 12, caracterizado porque el controlador esta configurado para llevar a cabo por lo menos uno de: filtrar fuera las fluctuaciones en tiempo y/o en magnitud del flujo de ÍU lodo de retorno, cuando las fluctuaciones están por debajo de umbrales respectivos predeterminados; y extraer las tendencias de la evolución del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y en la evolución del flujo de lodo de retorno.
19. El método de conformidad con la rei indicación 12, 15 caracterizado porque además comprende: conectar un tercer sensor configurado para proporcionar mediciones relacionadas con la perforación al controlador; en donde el controlador también está configurado para confirmar que el evento de explosión inminente o continuo ha ocurrido con base en las 20 mediciones recibidas desde el tercer sensor.
20. Un método para identificar un evento de explosión inminente o continuo en una instalación de perforación fuera de la costa que tiene un bucle de lodo dentro de un pozo perforado por debajo del suelo marino, el método está caracterizado porque comprende: 25 recibir mediciones desde un primer sensor configurado para medir el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y un segundo sensor configurado para medir la variación del flujo de lodo de retorno que sale del pozo; y con base en las mediciones recibidas, monitorear y comparar la evolución del flujo de lodo entrante y la evolución inferida del flujo de lodo de retorno, para identificar el evento de explosión inminente o continuo (1) cuando el flujo de lodo de retorno incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo es esencialmente constante o (2) cuando el flujo de lodo de retorno permanece esencialmente constante o incrementa mientras el flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo se disminuye, mientras se toma en cuenta el retardo entre el incremento o la disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y la variación del flujo de lodo de retorno provocada por el incremento o la disminución normal del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo.
21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además comprende por lo menos uno de: generar una señal de alarma luego de identificar un evento de explosión inminente o continuo; y transmitir las mediciones recibidas desde el primer sensor y desde el segundo sensor a una interfaz del operador ubicada en la superficie.
22. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además comprende por lo menos uno de: filtrar fuera las fluctuaciones en tiempo y/o en magnitud del flujo de lodo de retorno, cuando las fluctuaciones están por debajo de los umbrales respectivos predeterminados; y extraer las tendencias en la evolución del flujo de lodo entrante bombeado dentro del pozo y en la evolución del flujo de lodo de retorno.
23. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además comprende confirmar que el evento de explosión inminente o continuo ha ocurrido con base en las mediciones recibidas desde un tercer sensor.
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