MX2014013459A - Cable para bomba de subsuelo. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un cable para suspender una bomba de subsuelo. El cable tiene un núcleo que comprende por lo menos un tubo para el transporte de fluido y por lo menos un conductor cubierto con una capa aislante hecha de un material aislante resistente a altas temperaturas. El núcleo está cubierto por una cinta de acero y una primera capa de alambres de acero está colocada radialmente fuera de la cinta de acero en contacto con la cinta de acero. Los alambres de la primera capa de alambres de acero se colocan de lado a lado alrededor del núcleo sin relleno entre los alambres de acero y una capa exterior hecha de polímero resistente al calor cubre los alambres de acero.

Description

CABLE PARA BOMBA DE SUBSUELO Descripción de la Invención La invención se refiere a un cable para la suspensión de una bomba de subsuelo en una perforación de pozo. El cable también puede ser útil para otras aplicaciones tales como el muestreo de fluidos y aplicaciones geofísicas.

Un cable que se utilizará en el subsuelo necesita cumplir con requerimientos complejos; el cable debe ser de peso ligero y tienen un diámetro pequeño. Además, el cable será empleado a altas temperaturas, en una modalidad de aproximadamente 170°C. En consecuencia, la estructura del cable debe ser proporcionada para resistir el impacto de alta temperatura sin deterioro grave de las características estructurales y funcionales obligatorias del cable para cumplir el uso específico del cable.

Cuando se utiliza el cable para suspender una bomba de subsuelo, el cable debe tener disposiciones estructurales para soportar cargas de tracción excesivas y presiones externas altas.

Durante el uso de subsuelo el cable está expuesto a productos químicos agresivos y gases disueltos tales como C02 y H2S. Los gases presentes en el entorno de la perforación tienden a difundirse en huecos en el cable y se pueden acumular en los huecos internos en el cable. Este efecto es Ref.: 251551 especialmente pronunciado a temperaturas elevadas. Tales gases acumulados representan un peligro potencial al cable, y si la presión externa se reduce rápidamente, por ejemplo, durante la recuperación del cable o durante el ajuste de la presión de los gases de perforación se expandirán y pueden causar daños al cable.

Publicaciones del arte previo relevante para la invención han sido identificadas; US 5086196 WO 2011106513, EP 2204823, US 3832 481.

US 5086196 describe un cable electro-mecánico para el despliegue de los sistemas de bombeo. El cable tiene un núcleo que comprende conductores aislados integrados en una cubierta de núcleo de elastómero que protege los conductores de daños mecánicos, así como unir los conductores con la cubierta de núcleo como una unidad. Una capa de contención se enrolla en la cubierta de núcleo con el fin de evitar la expansión radial hacia fuera. Una capa de armadura que comprende alambres de armadura helicoidalmente enrollados rodea la capa de contención y proporcionan la fuerza axial al cable.

WO 2011106513 describe un cable con tres conductores incluidos en el núcleo y una capa de cubierta que rodea el núcleo. Alambres plurales para el suministro de resistencia al cable se colocan alrededor del núcleo fuera de la capa de la cubierta. Los alambres están dispuestos con huecos llenos con un material de polímero entre los alambres en la dirección circunferencial.

EP2204R23 muestra un cable electro-mecánico con un núcleo que incluye conductores, en donde el núcleo está rodeado de una funda de armadura que comprende dos capas de armadura de acero. Las dos capas de armadura comprenden una pluralidad de cadenas entrelazados en donde la superficie de la cadena está configurada de manera que comcide con la superficie de una cadena vecina para un efecto de bloqueo. La capa blindada proporciona resistencia axial al cable así como el funcionamiento co o un anillo anti- compresión para resistir la compresión del cable . Un conducto para el transporte de fluido puede ser incluido en el cable electromecánico .

US 3832481 muestra un cable que comprende conductores y la presencia de diversos tipos de polímero para la fabricación de las capas del cable .

Es un obj eto de la invención proporcionar un cable que suspende una bomba de subsuelo, que se proporciona para soportar la exposición mencionada anteriormente a altas temperaturas, altas cargas y químicos/gases, así como otros impactos cuando se emplea el cable en la perforación. Por lo tanto es un objeto adicional de la invención prolongar la vida útil del cable y reducir el intervalo de servicio para la bomba de subsuelo, como cada servicio efectúa grandes gastos y retrasa la operación total .

Específ icamente , el cable tiene que ser capaz de soportar la carga de la bomba de subsuelo, debería además ser capaz de liberar energía a la bomba de subsuelo y liberar el inhibidor de corrosión de la parte superior a la bomba de subsuelo .

Estos objetos se logran con la invención como se define en la reivindicación independiente. Modalidades adicionales de la invención se definen en las siguientes reivindicaciones dependientes.

Un cable para suspender una bomba de subsuelo se proporciona de acuerdo con la invención. El cable tiene un núcleo que comprende por lo menos un conductor y por lo menos un tubo para el transporte de fluido, tal como por ejemplo un inhibidor de corrosión u otros fluidos apropiados que deben ser liberados a la bomba de subsuelo. Las fibras ópticas se pueden pasar por uno de los tubos.

Por lo menos un conductor puede estar cubierto con una capa de aislamiento hecha de un material aislante resistente a altas temperaturas, por ejemplo polímero perfluoroalcoxi. El núcleo está cubierto con una cinta de acero. Una primera capa de alambres de acero está colocada radialmente fuera de la cinta de acero en contacto con la cinta de acero. La cinta de acero protege los conductores de los alambres. Los alambres que conforman la primera capa se colocan de lado a lado alrededor del núcleo sin relleno entre los alambres. Los alambres, que pueden comprender cables de acero galvanizado, proporcionan una resistencia axial al cable. Una capa externa hecha por ejemplo de polímero resistente a alta temperatura, cubre los alambres de acero. El polímero resistente al calor de la capa exterior puede comprender poliéster termoplástico.

El arreglo de este cable inventivo, hace posible utilizar un arreglo de bobinado de cable convencional cuando despliega y recupera la bomba de subsuelo.

Además, el núcleo puede ser llenado con elementos de llenado, por ejemplo hechos de polímero perfluoroalcoxi. Los elementos de llenado mantienen la sección transversal circular del cable, y por lo tanto las propiedades de tracción axial del cable. Una sección transversal circular facilita la presión de sellado a la capa exterior del cable, en donde se requiere tal sellado. Los elementos de llenado también minimizan los huecos dentro de la sección transversal del cable.

El conductor puede estar hecho de Cu, y puede ser en forma de cadena o sólido, y el número de conductores incluidos en el núcleo pueden ser tres. Además, el número de tubos pueden ser tres. El número de alambres de acero puede ser 37.

En una modalidad, el cable puede comprender una capa adicional de alambres de acero dispuestos radialmente hacia fuera de la primera capa de alambres de acero. Si se aplican dos o más capas de alambres, frecuentemente son separadas por una película de polímero, y, frecuentemente se enrollan en direcciones alternas.

El diámetro del cable puede ser entre 30-50 mm, y en algunas circunstancias el diámetro se elige ventajosamente de 45 mm.

En lo siguiente se describirá un ejemplo de una modalidad de la invención se describirá con referencia a la figura; La Figura 1 muestra una sección transversal a través de un plano radial del cable de acuerdo con la invención.

En la modalidad del cable 1 como se muestra en la figura 1, tres conductores 2 están incluidos en el núcleo del cable 1. Cada conductor, que puede ser un conductor de Cu y puede ser en forma de cadena, está aislado con una capa 3, hecha de material aislante resistente a temperatura alta, tal como polímero perfluoroalcoxi (PFA). En la modalidad mostrada, el núcleo también incluye tres tubos 4 para el transporte de elementos de fluido y de llenado 5. En una modalidad de la invención las fibras ópticas pueden ser incluidas en por lo menos uno de los tres tubos 4.

Una cinta de acero 6 cubre los conductores 2, los tubos 4 y los elementos de llenado 5, para la protección radial del núcleo. Para la provisión de la fuerza axial al cable, alambres plurales 7 están dispuestos enrollados helicoidalmente en contacto con la cinta de acero 6 que rodea el núcleo. Los alambres 7 pueden estar en forma de cadena y pueden estar hechos de acero galvanizado. En la figura, el cable 1 se muestra con una capa de alambres 7, pero en una modalidad alternativa del cable de dos o más capas de alambres 7 pueden ser incluidas en el cable 1, en cuyo caso cada capa de alambre puede ser separada de la siguiente por una película de polímero. Los alambres 7 incluidos en cada capa comprenden una pluralidad de alambres dispuestos lado a lado sin el uso de elementos de llenado entre los alambres 7 de una capa.

Una capa externa 8 de polímero resistente al calor, por ejemplo de poliéster termoplástico (TPE) cubre los alambres 7. El polímero pertluoroalcoxi (PFA) pueden ser utilizados de modo que conforman la capa externa 8.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES Habiendose descrito la invención como antecede , se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. El cable para suspender una bomba de subsuelo, en donde el cable tiene un núcleo que comprende por lo menos un tubo para el transporte de fluido y por lo menos un conductor cubierto con una capa aislante hecha de un material aislante resistente a altas temperaturas , caracterizado porque el núcleo está cubierto por una cinta de acero y que una primera capa de alambres de acero está colocada radialmente fuera de la cinta de acero en contacto con la cinta de acero, en donde los alambres que conforman la primera capa de alambres de acero se coloca de lado a lado alrededor del núcleo sin relleno entre los alambres de acero y que una capa exterior hecha de polímero resistente al calor cubre los alambres de acero .

2 . El cable de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el número de conductores son tres .

3 . El cable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo también incluye elementos de llenado.

4 . El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores , caracterizado porque el número de tubos son tres .

5 . El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conductor está hecho de Cu .

6. El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polímero resistente al calor de la capa exterior comprende poliéster termoplástico.

7. El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el número de alambres de acero son 37.

8. El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por lo menos una capa adicional de alambres de acero está dispuesta radialmente hacia fuera de la primera capa de alambres de acero.

9. El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por lo menos uno de los tubos comprende fibras ópticas.

10. El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material aislante resistente a altas temperaturas comprende polímero perfluoroalcoxi.

11. El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fluido que se transporta en por lo menos un tubo es un inhibidor de corrosión.

12. El cable de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diámetro del cable es entre 30-50 mm.