MXPA06009171A

MXPA06009171A - Estructura portatil de mastiles para perforacion.

Info

Publication number: MXPA06009171A
Application number: MXPA06009171A
Authority: MX
Inventors: Jaroslav Belik
Original assignee: Nat Oilwell Lp
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2007-03-01
Also published as: CA2555858A1; EP1752608A2; BRPI0603337A; EP1752608A3; US20070074460A1; NO20063627L

Abstract

Una estructura portatil de mastil de perforacion que comprende un mastil de perforacion inferior que tiene un extremo inferior acoplado pivotalmente a una base. Se acopla una bisagra a un extremo superior del mastil de perforacion inferior y a un extremo inferior del mastil de perforacion superior. La estructura de mastiles de perforacion donde el mastil de perforacion inferior es paralelo a la base y el mastil de perforacion superior esta dispuesto entre el mastil de perforacion inferior y la base. La estructura de mastiles de perforacion tiene una segunda posicion donde el mastil de perforacion inferior es perpendicular a la base y el mastil de perforacion superior esta alineado con el mastil de perforacion inferior.

Description

ESTRUCTURA PORTÁTIL DE MÁSTILES PARA PERFORACIÓN REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica prioridad a la Solicitud Provisional de Patente de los EE.UU. No. 60/707.351 , presentada el 11 de agosto del 2005 e intitulada "Estructura Portátil de Mástiles", la cual se incorpora a la presente por referencia.

DECLARACIÓN EN RELACIÓN A INVESTIGACIÓN O DESARROLLO CON PATROCINIO FEDERAL No aplicable.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a estructuras de mástiles utilizados para perforar pozos. Más en particular, la presente invención se refiere a estructura portátil de mástiles utilizados para perforar pozos.

En operaciones de perforación basadas en tierra, a menudo es deseable estar en capacidad de transportar un aparejo de perforación a un sitio donde se llevarán a cabo las operaciones de perforación y luego estar en capacidad de mover el aparejo al próximo sitio una vez que se hayan completado las operaciones. Los aparejos de perforación comprenden una serie de sistemas que deben todos interconectarse y ensamblarse para darle soporte a las actividades de perforación. El proceso de desensamblaje, transporte y reensamblaje de un aparejo de perforación es complejo y consume tiempo.

Los componentes y sistemas que conforman un aparejo de perforación en general se transportan en remolques entre sitios de perforación. Una vez que se está en el sitio, los componentes tienen que descargarse y ensamblarse. La perforación no puede comenzar hasta que todo el aparejo haya sido descargado y ensamblado. En muchos casos, los operadores de los aparejos de perforación solo cobran sus cargos por alquiler cuando los aparejos están involucrados en operaciones de perforación. Por lo tanto es preferible minimizar el tiempo y los gastos involucrados en transportar y ensamblar un aparejo de perforación. En muchos casos equipos auxiliares, tal como una grúa y/o un elevador de horquilla, se requieren para ensamblar el aparejo de perforación. Este equipo auxiliar también debe transportarse entre los sitios de perforación, incrementando la complejidad y el costo de mover un aparejo.

Por lo tanto, sigue habiendo una necesidad en la tecnología por sistemas y métodos para transportar y ensamblar aparejos de perforación portátiles que se sobrepongan a algunas de las dificultades precedentes proporcionando al mismo tiempo resultados más ventajosos en total.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Las modalidades de la presente invención incluyen una estructura portátil de mástiles para perforación que comprenden un mástil inferior para perforación que tiene un extremo inferior acoplado pivotalmente a una base. Hay una bisagra acoplada a un extremo superior del mástil de perforación inferior y a un extremo inferior del mástil de perforación superior. La estructura de mástiles de perforación tiene una primera posición donde el mástil de perforación inferior es paralelo a la base y el mástil de perforación superior está colocado entre el mástil de perforación inferior y la base. La estructura de mástiles de perforación tiene una segunda posición donde el mástil de perforación inferior es perpendicular a la base y el mástil de perforación superior está alineado con el mástil de perforación inferior.

Así, las modalidades de la presente invención comprenden una combinación de características y ventajas que permiten una mejoría sustancial del transporte y ensamblaje del aparejo de perforación. Estas y otras diversas características y ventajas de la presente invención se harán fácilmente aparente a aquellos conocedores del ramo al leer la siguiente descripción detallada de las modalidades de la invención y refiriéndose a los dibujos que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una descripción más detallada de las modalidades preferidas de la presente invención se hará ahora referencia a los dibujos que se acompañan, donde: La Figura 1 es una vista en elevación de un mástil de perforación armado construido de conformidad con modalidades de la presente invención; La Figura 2 ilustra el mástil de perforación de la Figura 1 plegado para su transporte; La Figura 3 ilustra el mástil de perforación de la Figura 1 plegado y colocado en un sitio de perforación; La Figura 4 ilustra el mástil de perforación de la Figura 1 en una posición vertical con el mástil de perforación superior doblado; La Figura 5 ¡lustra el mástil de perforación de la Figura 1 al hacerse girar el mástil de perforación superior en relación al mástil de perforación inferior; La Figura 6 ilustra el mástil de perforación de la Figura 1 en una posición horizontal con el mástil de perforación superior alineado con el mástil de perforación inferior; La Figura 7 ¡lustra un mástil de perforación plegable configurado para ser utilizado con una subestructura elevada; La Figura 8 ilustra el mástil de perforación plegable de la Figura 7 conectado a la subestructura; y La Figura 9 ¡lustra el mástil de perforación de la Figura 7 en una posición operacional.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Refiriéndonos ahora a la Figura 1 , el aparejo de perforación (100) comprende el mástil de perforación plegable (200), el centro de energía del sistema (300), el accionamiento superior (310), el dispositivo de asistencia a la perforación hecho de hierro (320), las bombas de lodo (340), la unidad de energía hidráulica (350), la unidad de control hidráulico (360), y el compresor (370). El mástil de perforación plegable (200), el centro de energía del sistema (300), la unidad de energía hidráulica (350), la unidad de control hidráulico (360), y el compresor (370) están montados sobre el remolque (110), el cual está posicionado sobre la rampa (112). El accionamiento superior (310) y el dispositivo de asistencia a la perforación hecho de hierro (320) están montados sobre el mástil de perforación plegable (200). El accionamiento superior (310) está acoplado al cable (304), el cual corre sobre las garruchas (302) en el tope del mástil de perforación plegable (200) al centro de energía del sistema (300). Las bombas de lodo (340) están montadas sobre las correderas (342) que tienen una superficie superior (344).

El mástil de perforación plegable (200) comprende el mástil de perforación inferior (202) y el mástil de perforación superior (204) conectados por la bisagra (206). El mástil de perforación inferior (202) está acoplado de forma que pueda girar al remolque (110) mediante el pivote (208). El cilindro hidráulico principal (210) está acoplado al remolque (110) y al mástil de perforación inferior (202). La estructura de soporte (212) acopla el mástil de perforación inferior (202) a la rampa (112) una vez que el mástil de perforación plegable (200) está totalmente armado. Las garruchas (302) están montadas en el tope del mástil de perforación superior (204).

Refiriéndonos ahora a la Figura 2, el mástil de perforación plegable (200), puede doblarse y transportarse sobre el remolque (110) mediante el camión (114). El accionamiento superior (310) y el dispositivo de asistencia a la perforación hecho de hierro (320) pueden permanecer instalados sobre el mástil de perforación plegable (200) durante el transporte y la instalación. Cuando se dobla para transporte, el mástil de perforación superior (202) se almacena por debajo y se engancha con el mástil de perforación inferior (204). El mástil de perforación superior (202) permanece acoplado al mástil de perforación inferior (204) en la bisagra (206). El mástil de perforación inferior (204) se acopla al remolque (110) en el pivote (208).

Una vez que se está en el sitio de perforación, el remolque (110) se sube sobre la rampa (112) y se fija en el sitio, como se muestra en la Figura 3. Las bombas de lodo (340) también se colocan adyacentes a la rampa (112) de manera que sus superficies superiores (344) estén alineadas con la superficie (116) del remolque (112). El mástil de perforación plegable (200) se levanta extendiendo el cilindro hidráulico (210) de manera de hacer girar el mástil de perforación alrededor del pivote (208). El mástil de perforación (200) se hace girar hasta que este en una posición sustancialmente vertical, como se muestra en la Figura 4. Una vez que este en la posición vertical, el mástil de perforación superior (204) se desengancha del mástil de perforación inferior (202) soltando la conexión (214).

Una vez que el mástil de perforación superior (204) se ha desenganchado, el cilindro hidráulico (210) se retrae de manera que el mástil de perforación inferior (202) se mueve hacia atrás hacia una posición horizontal. A medida que el mástil de perforación inferior (202) gira, la fuerza de gravedad hará que el mástil de perforación superior (204) gire alrededor de la bisagra (206). A medida que el mástil de perforación superior (204) gira, el cilindro superior (216) y el brazo de pivoteo (218) enganchan el mástil de perforación superior. A medida que el mástil de perforación inferior (202) baja el mástil de perforación superior (204) entrará en contacto con las superficies superiores (114) y (344). El brazo de pivoteo (218) actúa para controlar la velocidad a la cual el mástil de perforación superior (204) gire y asegura que I mástil de perforación superior gire más allá de la vertical a medida que entra en contacto con las superficies superiores (114) y (344).

A medida que el mástil de perforación inferior (202) se mueve hacia la horizontal, el mástil de perforación superior (204) se desliza a lo largo de las superficies superiores (114) y (344) hasta que ambos mástiles el superior y el inferior, están alineados en una posición sustancialmente horizontal como se muestra en la Figura 6. Una vez, que están alineados, el mástil de perforación superior (204) se conecta de manera de fijarse al mástil de perforación inferior (202) y el mástil de perforación plegable (200) puede configurarse para operaciones de perforación. Una vez que el mástil de perforación superior (204) está conectado de manera fija al mástil de perforación inferior (202), el cilindro hidráulico (210) se puede extender, lo cual hará girar el mástil de perforación plegable (200) hasta la posición vertical como se muestra en la Figura 1. Una vez que esté totalmente vertical, la estructura de soporte (212) puede conectarse al mástil de perforación (200) de manera de reforzar al mástil de perforación durante las operaciones de perforación.

El mástil de perforación plegable (200) se dobla para el almacenaje y transporte básicamente haciendo al revés el procedimiento de instalación descrito arriba. La estructura de soporte (212) se remueve y el cilindro (210) se retrae hasta bajar el mástil de perforación plegable (200) a la posición horizontal de la Figura 6. Una vez que el mástil de perforación superior está horizontal, se desconecta parcialmente del mástil de perforación inferior (202) de manera que pueda girar alrededor de la bisagra (206). El cilindro hidráulico (210) se extiende entonces para elevar el mástil de perforación inferior (202) de nuevo hacia la posición vertical. A medida que el mástil de perforación inferior (202) se eleva, el mástil de perforación superior (204) girará alrededor de la bisagra (206) como se muestra en la Figura 5.

A medida que el mástil de perforación inferior (202) se hace vertical, como se muestra en la Figura 4, el mástil de perforación superior (204) se colocará adyacente al mástil de perforación inferior. El conector (214) se engancha entonces de manera que la posición del mástil de perforación superior (204) relativa al mástil de perforación inferior (202) se mantenga a medida que se retrae el cilindro hidráulico (210). La retracción del cilindro hidráulico (210) baja al mástil de perforación (200) de nuevo a la posición horizontal donde se dobla completamente y queda listo para transportar como se muestra en las Figuras 2 y 3.

Las Figuras 7-9 ilustran un mástil de perforación plegable (400) instalándose sobre la subestructura (500). El mástil de perforación plegable (400) se transporta a un sitio de perforación vía el remolque (410). El mástil de perforación plegable (400) comprende el mástil de perforación inferior (402) y el mástil de perforación superior (404) que están acoplados a la bisagra (408) de manera que puedan girar. La subestructura (500) comprende la plataforma (502), el cilindro hidráulico (504), y las patas (506). Las conexiones (508) y (510) se extienden desde el tope de la plataforma (502).

Refiriéndonos ahora a la Figura 7, el mástil de perforación plegable (400) se mueve a una posición adyacente a la subestructura (500). La base del mástil de perforación plegable (400) se lleva sobre la plataforma (502) de manera que el mástil de perforación inferior (402) se acople a la conexión (508) de manera que pueda girar, como se muestra en la Figura 8. El brazo de levantamiento (406) se extiende desde el mástil de perforación inferior (402) y se conecta al cable (512). El mástil de perforación plegable (400) se levanta utilizando sustancialmente el mismo proceso descrito en referencia a las Figuras 3-6. A medida que se extiende el cilindro hidráulico (504), la plataforma (502) se elevará y el cable (512) halará al brazo (406) de manera que el mástil de perforación (400) gire alrededor de la conexión (508). Una vez que el mástil de perforación (400) está plenamente vertical, como se muestra en la Figura 9, el mástil de perforación inferior (402) se acopla a la conexión (510) y el mástil de perforación se fija para las operaciones de perforación.

Si bien se han ilustrado y descrito modalidades preferidas de esta invención, una persona conocedora del ramo puede hacer modificaciones en las mismas sin desviarse del alcance o de la enseñanza de esta invención. Las modalidades descritas aquí son solo ilustrativas y no son limitantes. Son posibles muchas variaciones y modificaciones del sistema y de los aparatos y están dentro del alcance de la invención. En consecuencia, el alcance de la protección no está limitado a las modalidades descritas aquí, si no está solo limitado por las reivindicaciones que siguen, cuyo alcance incluirá todos los equivalentes del asunto objeto de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una estructura portátil de mástiles de perforación la cual comprende: un mástil de perforación inferior que tiene un extremo inferior acoplado de manera pivotante a la base; una bisagra acoplada a un extremo superior de dicho mástil de perforación inferior; y un mástil de perforación superior que tiene un extremo inferior acoplado a dicha bisagra, donde la estructuras del mástil de perforación tiene una primera posición donde dicho mástil de perforación inferior es paralelo a la base y dicho mástil de perforación superior está colocado entre dicho mástil de perforación inferior y dicha base y una segunda posición donde dicho mástil de perforación inferior es perpendicular a dicha base y dicho mástil de perforación inferior está alineado con dicho mástil de perforación inferior.

2. La estructura portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 1 comprendiendo además un pestillo que acopla de manera fija dicho mástil de perforación superior a dicho mástil de perforación inferior cuando la estructura de mástil de perforación está en la primera posición.

3. El sistema portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 1 comprendiendo además un cilindro hidráulico acoplado entre dicho mástil de perforación inferior y la base, donde la extensión de dicho cilindro hidráulico pivotea dicho mástil de perforación inferior en relación a la base.

4. El sistema portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 3 donde dicha base es un remolque portátil.

5. El sistema portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 4 comprendiendo además una unidad de energía hidráulica montada sobre el remolque, donde dicha unidad de energía hidráulica proporciona un fluido hidráulico presurizado a dicho cilindro hidráulico.

6. El sistema portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 1 comprendiendo además: un centro de energía del sistema acoplado a la base; una garrucha montada en el extremo superior de dicho mástil de perforación superior; y un cable que se extiende de dicho centro de energía del sistema y sobre dicha garrucha.

7. El sistema portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 6 comprendiendo además un accionamiento superior acoplado a dicho cable.

8. El sistema portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 6 comprendiendo además un dispositivo de asistencia a la perforación hecho de hierro dispuesto en dicho mástil de perforación inferior.

9. El sistema portátil de mástiles de perforación de la reivindicación 1 comprendiendo además una estructura de soporte acoplado a dicho mástil de perforación inferior y a la base cuando dicho mástil de perforación inferior es perpendicular a la base.

10. Un aparejo de perforación portátil comprendiendo: una base; un mástil de perforación plegable que comprende un mástil de perforación inferior acoplado pivotalmente a dicha base y un mástil de perforación superior acoplado al mástil de perforación inferior mediante una bisagra, donde el mástil de perforación plegable tiene una primera posición donde dicho mástil de perforación inferior es paralelo a la base y dicho mástil de perforación superior esta colocado entre dicho mástil de perforación inferior y dicha base, y una segunda posición donde dicho mástil de perforación inferior es perpendicular a dicha base y dicho mástil de perforación superior está alineado con dicho mástil de perforación inferior; un centro de energía del sistema acoplado a la base; una garrucha montada en el extremo superior de dicho mástil de perforación superior; un cable que se extiende desde dicho centro de energía del sistema y sobre dicha garrucha; y un accionamiento superior colocado dentro de dicho mástil de perforación plegable y acoplado a dicho cable.

11. El aparejo de perforación portátil de la reivindicación 10 comprendiendo además un pestillo que acopla de manera fija dicho mástil de perforación superior a dicho mástil de perforación inferior cuando la estructura de mástil de perforación está en la primera posición.

12. El aparejo de perforación portátil de la reivindicación 10 comprendiendo además un cilindro hidráulico acoplado entre dicho mástil de perforación inferior y la base, donde la extensión de dicho cilindro hidráulico pivotea dicho mástil de perforación inferior en relación a la base.

13. El aparejo de perforación portátil de la reivindicación 12 donde dicha base es un remolque portátil.

14. El aparejo de perforación portátil de la reivindicación 13 comprendiendo además una unidad de energía hidráulica montada sobre el remolque, donde dicha unidad de energía hidráulica proporciona un fluido hidráulico presurizado a dicho cilindro hidráulico.

15. El aparejo de perforación portátil de la reivindicación 10 comprendiendo además un dispositivo de asistencia a la perforación hecho de hierro dispuesto en dicho mástil de perforación inferior.

16. El aparejo de perforación portátil de la reivindicación 10 comprendiendo además una estructura de soporte acoplado a dicho mástil de perforación inferior y a la base cuando dicho mástil de perforación inferior es perpendicular a la base.

17. Un método para levantar un mástil de perforación el cual comprende: acoplar pivotalmente un mástil de perforación inferior a una base, donde se acopla un mástil de perforación superior al mástil de perforación inferior mediante una bisagra, donde el mástil de perforación inferior es paralelo a la base y el mástil de perforación superior está colocado entre el mástil de perforación inferior y la base; conectar el mástil de perforación superior al mástil de perforación inferior de manera de impedir la rotación alrededor de la bisagra; pivotear el mástil de perforación superior y el mástil de perforación inferior a una posición elevada; desconectar el mástil de perforación superior del mástil de perforación inferior de manera de permitir la rotación alrededor de la bisagra; pivotear el mástil de perforación inferior hacia la horizontal de manera de que el mástil de perforación superior gire alrededor de la bisagra hasta que el mástil de perforación superior este alineado con el mástil de perforación inferior en una posición horizontal; conectar el mástil de perforación superior y el mástil de perforación inferior de manera de impedir la rotación alrededor de la bisagra y pivotear los mástiles de perforación superior e inferior alineados a una posición vertical.

18. El método de la reivindicación 17 comprendiendo además acoplar de manera fija el mástil de perforación inferior a la base una vez que los mástiles de perforación superior e inferior alineados están en la posición vertical.

19. El método de la reivindicación 17 donde los mástiles de perforación superior e inferior pivotean en relación a la base mediante un cilindro hidráulico acoplado a la base y al mástil de perforación inferior.

20. El método de la reivindicación 17 donde un pestillo acopla de manera fija el mástil de perforación superior al mástil de perforación inferior de manera de impedir la rotación alrededor de la bisagra.