MX2013000424A

MX2013000424A - Cable de fondo de pozo para operaciones de pozo.

Info

Publication number: MX2013000424A
Application number: MX2013000424A
Authority: MX
Inventors: Lawrence C Rose; Jerry C Foster; Richard Mineo; Michael L Fripp; Jack G Clemens; Todd B Miller
Original assignee: Halliburton Energy Serv Inc
Priority date: 2010-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-06-13
Also published as: CA2800839A1; BR112012033094A2; AU2011279389A1; US20130122296A1; EP2591477A1; EP2591477A4; AU2011279389B2; WO2012009286A4; BR112012033094B1; WO2012009286A1

Abstract

Un cable recuperador comprende un miembros de resistencia que se extiende axialmente que tiene un primer diámetro próximo a un extremo superior y al menos un diámetro segundo más pequeño distal del extremo superior. Un material de recubrimiento se adhiere al menos a una porción de longitud del miembros de resistencia para formar un diámetro externo considerablemente uniforme a lo largo del cable recuperador. Un método para realizar un cable recuperador comprende formar un miembros de resistencia diámetro que se extiende axialmente que tiene un primer diámetro próximo a un extremo superior y al menos un segundo diámetro más pequeño distal del extremo superior. Un material de recubrimiento se adhiere al menos una porción de longitud del miembros de resistencia para formar un diámetro externo considerablemente uniforme a lo largo del cable recuperador.

Description

CABLE DE FONDO DE POZO PARA OPERACIONES DE POZOS Antecedentes de la invención La presente descripción se refiere en general al campo de los cables de fondo de pozo para las operaciones de perforación.

El equipo utilizado en las operaciones de pozos puede ser desplegado y recuperado de un pozo, también llamado un barreno, utilizando un cable. Como se usa en el presente el término cable comprende cables de recuperación y cable de perforación. Tales cables de despliegue se requiere que tengan suficiente capacidad de tracción para soportar el peso de la herramienta y el cable de perforación, y para proporcionar suficiente fuerza de tracción adicional para liberarse a sí mismo de la carga en un punto débil diseñado el equipo debe atorarse en el agujero. En algunos casos, por ejemplo en un pozo profundo, el peso del cable solo en el pozo puede exceder su limite de funcionamiento de tensión seguro, sin proporcionar ningún margen para la liberación de una herramienta atorada.

Breve descripción de los dibujos Una mejor comprensión de la presente invención puede obtenerse cuando la siguiente descripción detallada de modalidades de ejemplo se considera en conjunto con los dibujos siguientes, en los que elementos similares se indican con los indicadores de referencia: Las figs. 1? y IB muestran un ejemplo de un montaje de perforación para realizar operaciones de fondo de pozo; La figura 2 muestra un ejemplo de un cable recuperador cónico; La figura 3 muestra un ejemplo de un cable recuperador conformado que tiene al menos un conductor de energía en el mismo; La figura 4 muestra otro ejemplo de un cable recuperador conformado que tiene al menos 'un conductor de energía en el mismo; La figura 5 muestra otro ejemplo de un cable recuperador conformado que tiene al menos un conductor de energía en el mismo; La figura 6 muestra otro ejemplo de un cable recuperador conformado que tiene al menos 1 un conductor de energía en el mismo; La figura 7 muestra otro ejemplo de un cable recuperador conformado que tiene al menos un conductor de energía en el mismo; La figura 8 muestra otro ejemplo de un cable recuperador conformado que tiene al menos un conductor de energía en el mismo; La figura 9 muestra otro ejemplo de un cable recuperador conformado que tiene al menos un conductor de energía en el mismo; La figura 10 muestra un ejemplo de un cable de perforación cónico que tiene al menos un conductor de energía en el mismo; La figura 11 muestra un ejemplo de un cable de perforación que tiene elementos de armadura conformado; La figura 12 muestra otro ejemplo de un cable de perforación que tiene elementos de armadura conformado; Las figs. 13A-C muestran ejemplos de cables en los que el área de sección transversal de los elementos de refuerzo se reduce a lo largo del cable; y Las figs. 14-C muestran los ejemplos de las Figs. 13A-C con un recubrimiento externo.

Aunque la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, modalidades específicas de la misma se muestran a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán en el presente en detalle. Se debe entender, sin embargo, que los dibujos y la descripción detallados en este documento no están destinados a limitar la invención a la forma particular descrita, sino por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caigan dentro del alcance de la presente invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Descripción detallada A ¦ continuación se describen varias modalidades ilustrativas de la presente invención. Son simplemente ejemplos y no limitantes de las reivindicaciones que siguen a continuación.

Las figs. 1A y IB muestran un ejemplo de un montaje para llevar a cabo operaciones de pozo de pozo de fondo, en un hueco del pozo 101. Como se usa en este documento, las operaciones de pozo ¡comprenden las operaciones de tala, pesca, terminaciones y reacondicionamiento. El camión de servicios de pozo 102 puede contener un número de características diferentes, por ejemplo, para esta aplicación, el camión 102 contiene el tambor 104, el cual enrolla el cable 106 a través de un dispositivo de medición de combinación/ indicador de peso 108. El cable 106 está manipulado a través de la rueda de polea inferior 110 y la rueda de polea superior 112, y entra en el agujero del pozo a través de equipos de control de presión 114, que se utiliza para contener así la presión I del agujero del pozo mientras que permite que el cable 106 se mueva libremente dentro y fuera de la perforación del pozo. El cable 106 entra en el agujero del pozo en la conexión de cabeza de pozo 116, sobre la que está conectado el equipo de control de presión. Debajo de la superficie 118, el tubo o tubería de revestimiento 120 procede a una profundidad inferior, (no mostrada). Dentro de la caja de protección 120 es la herramienta de pozo 125, conectada al cable 106.

El indicador de peso de dispositivo de medición de combinación 108 comprende de al menos uno, pero normalmente una pluralidad de ruedas de medición 130. Las ruedas de medición 130 están rectificadas a un diámetro preciso, y gire proporcionalmente con cable 106 ya que va dentro y fuera de la perforación del pozo,. Las ruedas de medición 130 son mecánicamente conectadas a- un dispositivo codificador de profundidad (no mostrado) que proporciona señales digitales basadas en la posición de la rueda de profundidad. Por lo tanto, como el cable 106 se mueve dentro y fuera de la perforación del 1 pozo 101, una pluralidad de señales de profundidad se envía a un sistema de manejo de datos 140 dispuesto en el camión 102 con el fin de proporcionar al operador los datos de profundidad precisos. Además, en el ejemplo mostrado, : el indicador de peso del dispositivo de medición de combinación 108 contiene rueda de tensión del cable 132'. La rueda de tensión del cable 132 aplica una cantidad fija de presión contra el cable 106, en la dirección de las ruedas de medición 130. Como la cantidad de cable en los aumentos de agujero de pozo, la tensión aplicada por el peso del cable resiste contra la rueda de tensión del cabíe 132, haciendo que la carga en la rueda de tensión del cable 132 aumente hacia las ruedas de medida 130. La rueda de tensión del cable 132 está conectado mecánicamente a una célula de carga, y como el peso de cable 106 aumenta, , causando que la carga en la rueda de tensión 132 aumente, la célula de carga envía una señal en el compartimiento de registro de camión 102, lo que indica un aumento en la tensión en el cable 106.

Como se utiliza en el presente el término cable comprende cables recuperadores y cables de perforación. Como se usa en el presente, cable de perforación comprende "miembros de resistencia trenzados que rodean un núcleo que contiene uno o más conductores de energía. Los conductores de energía pueden comprender conductores eléctricos, fibras ópticas, y combinaciones de los mismos. Los conductores pueden estar configurados como conductores individuales, conductores trenzados, conductores coaxiales, y combinaciones de los mismos. Como se usa en el presente, el cable recuperador comprende unos miembros de resistencia de hebra única que tiene una superficie exterior relativamente lisa. Mientras que el miembro de resistencia del cable recuperador puede ser metálico, no se utiliza para conducir señales eléctricas o de energía. Generalmente, un cable recuperador no contiene un conductor de energía.

Cable Recuperador Cónico El cable recuperador puede ser utilizado para transportar instrumentos de memoria y dispositivos mecánicos en los pozos. También puede proporcionar servicios mecánicos como cambiar las fundas, eliminación de los tapones, rescate y limpieza. El cable debe ser capaz de transmitir los equipos, así como suministrar una transmisión de fuerza mecánica para las herramientas de fondo de pozo. Una limitación de diseño del cable recuperador actual es la fuerza de peso. Esto limita la profundidad pues el cable puede entregar de manera segura las cargas y llevar a cabo el trabajo mecánico en las profundidades objeto. Debido al peso del material utilizado para hacer el cable, entre más lejos el cable esté dentro del pozo se hace más pesado y la mayoría; de la carga se debe llevar en la parte superior del pozo. Además, en pozos desviados, el arrastre del cable a lo largo del lado del pozo se suma al problema, y el cable ya no tiene la capacidad de transmitir los instrumentos o herramientas que se destina a ser utilizado. La profundidad máxima que puede alcanzar la linea es menor que la linea en si misma puede alcanzar debido a las herramientas o carga1 útil. La carga útil es generalmente mayor en OD que el cable. Si la operación de recuperación se queda atrapada en el orificio que se encuentra generalmente en la carga yá que esta es el OD más grande. Asimismo, debido a que este es el caso en donde el cable recuperado necesita diseñarse para tirar de la carga con un punto débil u otros medios. Sin embargo, en cierta profundidad no hay un factor de seguridad para este punto débil. Asi mismo, la profundidad máxima que se puede lograr de manera segura es en realidad menor al de la profundidad que el cable en si puede lograr.

En una modalidad de la presente descripción, véase la figura 2, un cable recuperador' cónico 200 se muestra. El cable recuperador cónico comprende un elemento de refuerzo 210 que se estrecha desde un diámetro más largo di cerca de la superficie y al menos un diámetro menor d?, d3, cerca de la parte inferior del pozo. Este cable es más ligero en la parte inferior y más pesado y más grande en la parte superior donde se requiere la capacidad de tracción más grande. El cable recuperador cónico se puede dibujar en múltiples diámetros en toda la longitud del cable recuperador. La longitud de las secciones de cono Ti, T2 puede variar desde unos pocos centímetros a varios cientos I I de metros. Cualquier número de diámetros y secciones cónicas pueden ser utilizados.

Como un técnico en la materia apreciará, la común superficie de presión de control del equipo 114 (véase la fig. 1), puede ser diseñado para funcionar con un cable recuperador de diámetro sustancialmente constante. En un ejemplo de modalidad, un material de revestimiento 205 está adherida al cable de tal manera que el diámetro de material de revestimiento do es compatible con el equipo de control de presión 114. En un ejemplo, el material de recubrimiento 205 se puede aplicar sobre la longitud del miembro de refuerzo 210. En otro ejemplo, el material de recubrimiento 205 se puede aplicar sólo sobre los diámetros más pequeños d2, d3, y mezclarse con el diámetro miembros de resistencia más largo di. En este ejemplo, di puede ser elegido para que coincida con el diámetro requerido para el equipo de control de presión 114. El recubrimiento adecuado puede ser elegido sobre la base de factores operativos adecuados que incluyen, pero no se limitan a, la presión de superficie, la presión de fondo de pozo, la temperatura de fondo de pozo, la profundidad del trabajo, . requisitos de sobretracción, propiedades de fondo de pozo de fluido de corrosión, y los factores de fricción. En un ejemplo, donde sea económicamente factible, el cable recuperador y revestimiento de selección de diámetro puede ser i seleccionado para una ubicación especifica.

Los ejemplos no limitantes de materiales de revestimiento incluyen poliolefinas, politetrafluoroetileno perfluorometilviniléter-polímero (MFA) , perfluoro-alcoxialcano polímero (PFA), polímeros de politetrafluoroetileno ( PTFE) , tetrafluoroetileno de etileno-polímeros (ETFE) , copolímeros de etileno-propileno (EPC) , poli (4-metil-l-penteno) , fluoropolímeros, polímeros otros poliariletereter cetona (PEEK), polímeros de sulfuro de polifenileno (PPS), polímeros modificados con sulfuro de polifenileno, polímeros de poliéter cetona (PEK), polímeros de anhídrido maleico modificados, polímeros fluorados de perfluoroalcoxi , polímeros de etileno propileno , polímeros de fluoruro de polivinilideno (PVDF), polímeros de politetrafluoroetileno perfluorometilviníléter, polímeros de poliamida, poliuretano, poliuretano termoplástico, polímeros de etileno cloro-trifluoroetileno, polímeros clorados de etileno y propileno, polímeros de auto-refuerzo basado en una sustituido poli ( 1 , 4-fenileno) estructura donde cada anillo de fenileno tiene un grupo R sustituyente derivado de una amplia variedad de grupos orgánicos, o similares, y cualquiera de sus mezclas.

En un ejemplo, el recubrimiento puede seleccionarse con un peso específico menor que el fluido del pozo para proporcionar un montacargas flotante a las porciones inferiores del cable. Esto puede reducir el peso parasitario de la porción inferior del cable- El equilibrio de flotabilidad y de fricción podría reducir no sólo el peso sino también la resistencia. En un ejemplo de un material de revestimiento se elige basándose en sus características de hincharse en presencia de fluidos del pozo, que puede mejorar la flotabilidad.

En otro ejemplo, un material del cable recuperador puede ser seleccionado con una resistencia mejorada en relación al peso. Por ejemplo, el titanio se puede usar como el material para el elemento de fuerza para proporcionar un elemento de fuerza que es casi tan fuerte como el acero, pero mucho más ligera. En otro ejemplo, los materiales resistentes a la corrosión se puede usar, incluyendo, pero no limitado a: MP35-N, 27—7 MO, 25-6 MO, y 31 MO.

En algunas modalidades, el material de recubrimiento puede no tener suficientes propiedades mecánicas para soportar tracción alta o fuerzas de compresión como se tira del cable, por ejemplo, sobre las poleas, y como tal, puede incluir además fibras cortas. Mientras que las fibras adecuadas se pueden utilizar para proporcionar propiedades suficientes para resistir tales fuerzas, los ejemplos incluyen, pero no están necesariamente limitados a, fibras de carbono, fibra de vidrio, fibras cerámicas, fibras de aramida, fibras de cristal liquido de polímero aromático, cuarzo, nanocarbono, o cualquier otro material adecuado.

Cable Recuperador en Forma Inteligente Una desventaja de los sistemas comunes del cable recuperador es la falta de un tiempo real de energía/sistema de telemetría. Un sistema en tiempo real de alimentación y telemetría permitiría que la colección del tiempo real de los datos y las garantías que los datos fueran válidos. También permitiría la interpretación visual en tiempo real de los datos para tomar decisiones más rápidas. Al cambiar la forma del cable recuperador es posible permitir la introducción de los , conductores de energía en el miembro de resistencia del cable recuperador que permita que el cable recuperador funcione como una unidad convencional. Si el conductor del cable (s) recuperador (es ) es lo suficientemente grande como para transmitir energía a un tractor de fondo de pozo, el servicio del cable recuperador puede ser capaz de operar en pozos horizontales.

Los intentos previos de comercialización de un cable recuperador inteligente han tenido un éxito limitado. El intento inicial era poner un conductor dentro de un tubo. Este híbrido sirve para combinar los problemas de cable y del cable recuperador. El problema fue que el conductor fue insuficiente y podría entregar sólo un poder limitado y la pared del tubo fue insuficiente y sólo podían utilizarse en las operaciones de tipo tala debido a las capacidades limitadas de tracción, que eliminaron su uso en operaciones del cable recuperador.

Otros intentos se han hecho para utilizar el mismo cable recuperador mediante el recubrimiento del cable recuperador. Sin embargo esto limita (severamente la potencia y telemetría pero permite algunas funciones del cable recuperador limitadas. La flabilidad del cable recuperador recubierto es problemático, especialmente en pozos más profundos y desviados.

En una modalidad, véase la figura 3, una forma de conjunto del cable recuperador 300 comprende un elemento en forma de fuerza 301 que tiene un conductor de energía 303 dispuesto en un canal que se extiende axialmente formada en el elemento en forma de fuerza. Al cambiar la forma del elemento de resistencia del cable recuperador del exterior alrededor, hay muchas formas que pueden ser desarrolladas que permitirán la instalación de uno o más conductores de energía en el mismo.

Como se ha indicado previamente, el conductor de energía puede comprender conductores eléctricos, fibras ópticas, y combinaciones de los mismos. Los conductores de energía utilizados en el presente pueden ser conductores de energía descubiertos, o alternativamente pueden tener envolturas protectoras. Tales conductores, tanto eléctricos y ópticos, están comercialmente disponibles y no se describen en el presente en detalle.

En el ejemplo mostrado en la figura 3, cambiando la forma del elemento de resistencia 301 ¦ de un exterior redondo a un cuadrado, el canal 304 puede estar formado a lo largo del lado del cuadrado para permitir que el conductor de energía 303 sea fabricado en el miembros de resistencia 301. El conductor de energía 303 puede estar fijado en canal 304 por un material de fijación, por ejemplo, una resina epoxi y/o un material termoplástico 302. Los materiales termoplásticos adecuados incluyen, pero no están limitados a, poliolefinas , politetrafluoroetileno perfluorometilviniléter-polímero (MFA) , perfluoro-alcoxialcano polímero (PFA), polímeros de politetrafluoroetileno (PTFE), tetrafluoroetileno de etileno-polímeros (ETFE) , copolímeros de propileno etileno-(EPC) , poli (4-metil-l-penteno) , otros fluoropolímeros , polímeros poliariletereter cetona (PEEK), polímeros de sulfuro de polifenileno . (PPS), polímeros modificados con sulfuro de polifenileno, polímeros de poliéter cetona (PEK) , polímeros de anhídrido maleico modificados, polímeros fluorados, perfluoroalcoxi polímeros de etileno propileno, polímeros de politetrafluoroetileno perfluorometilviniléter , polímeros de fluoruro de polivinilideno (PVDF), polímeros de poliamida, poliuretano, poliuretano termoplástico, polímeros de etileno cloro-trifluoroetileno, polímeros clorados de etileno y propileno, polímeros de · auto-refuerzo basado en una sustituido poli ( 1, -fenileno) estructura donde cada anillo de fenileno tiene un grupo R sustituyente derivado de una amplia variedad de grupos orgánicos, o similares, y cualquiera de sus mezclas. El refuerzo de fibras se puede añadir al adhesivo para aumentar la resistencia de la unión y para reducir al mínimo el potencial para la unión para extruir desde el cable a medida que pasa a través del lubricador. Las fibras adecuadas pueden incluir, pero no están limitados a, fibras de carbono, fibra de vidrio, fibras cerámicas, fibras de aramida, fibras de líquidos aromáticos polímero de cristal, cuarzo, nanocarbono, o cualquier otro material adecuado.

En otra modalidad de ejemplo, véase la figura 4, los canales 304 están formados en lados opuestos del miembro de refuerzo 401 que proporcionan dos canales para los conductores de energía 303. Los conductores de energía 303 pueden ser iguales, o diferentes, en conjunto con el cable recuperador 400.

En otro ejemplo, véase la figura 5, el cable recuperador de montaje 500 comprende un conductor de resistencia 501 que tiene una forma sustancialmente rectangular. Los conductores de energía 503 y el material de fijación 502 son similares a los descritos anteriormente.

En todavía otra modalidad, véase la figura 6, un solo conductor del cable recuperador de montaje 600 comprende un elemento de refuerzo 601 que tiene una forma de arco. El conductor de energía 603 y el material de fijación 602 son similares a los descritos anteriormente.

En otra modalidad, véase la figura 7, el montaje del cable recuperador 700 puede ser fabricado en un rectángulo, también llamado oval, o en forma de "balón". Esta forma puede permitir un empaquetamiento más fácil en el conjunto del cable recuperador en el equipo de control de presión. Esto puede permitir que las ranuras para uno o más conductores de energía 703 se instalen en los canales 704. Los conductores de energía 703 pueden ser fijados en las ranuras de material de sujeción 702.

En otro ejemplo, véase la figura 8, la forma de balón puede permitir que los canales 804 tengan labios de retención cargados por resorte 805, de modo que los conductores de energía 803 se retengan en los canales 804. Los conductores de energía 803 están situados a lo largo de un eje x-x del montaje del cable recuperador 800 los cuales I I reducen la tensión experimentada por los conductores 803 cuando el cable recuperador se dobla alrededor del eje x-x.

La figura 9 muestra otro ejemplo de un montaje de cable recuperador en forma de rectángulo 900 que tiene un miembro de refuerzo 901 que tiene al menos en el canal 904 en cada extremo del eje mayor x-x. Los conductores de energía 903 se retienen en los canales mediante el ajuste del material 902 similares a los descritos anteriormente.

Se hace notar que los montajes de cable recuperador en forma descritos anteriormente, que comprenden conductores de energía se pueden utilizar sin conductores de energía también. Además, los montajes de cable recuperador con o sin conductores de, energía también pueden ser cónicos, como se describe anteriormente en el presente. Un montaje de cable recuperador, cónico, en forma no circular, como se describe, puede comprender también un recubrimiento externo, como se ha descrito anteriormente, de tal manera que la forma exterior y el área exterior de sección transversal del cable permanece sustancialmente constante a lo largo de la longitud del cable. En una modalidad, el material de revestimiento; y el material adhesivo pueden ser del mismo material. En otra modalidad, el material de revestimiento y el material adhesivo pueden ser diferentes.

Cable de Perforación Profundo La tecnología actual para cables de perforación usadas en aplicaciones de fondo de pozo tienen limitaciones que no se pueden superar con los diseños actuales. El cable de perforación se utiliza para transportar instrumentos, explosivos y dispositivos mecánicos en los pozos. El cable debe ser capaz de transmitir los equipos, así como proporcionar un medio para la transmisión de datos y energía. Una de las limitaciones en el diseño de cable actual es la fuerza de peso. Esto limita la; profundidad que el cable de acero con seguridad se pueden entregar cargas útiles y realizar un trabajo mecánico en el fondo blanco. Debido al peso del material utilizado para hacer los cables de la armadura entre más dentro está el cable de perforación en el pozo más pesado se hace y el cable de perforación debe llevar la mayor carga en la parte superior del pozo.

Una segunda limitación para el diseño de cable de acero actual es que la superficie exterior, de cables, como con cualquier diseño de cable trenzado estándar, no es suave debido al hecho de que todos los cables de la armadura son redondos. Esto hace que sea difícil para formar un sello alrededor del cable cuando entra en la cabeza del pozo en pozos con presión. En los pozos de gas, para obtener el sellado es aún más difícil. Esto limita el OD del cable que se puede utilizar bajo presión debido que el OD más grande del cable de perforación el OD más grande de los cables de armadura externos, los cuales crean espacios de vacio interior y exterior más grandes. Por lo tanto, la fuerza del cable de perforación que se puede ejecutar estará limitada por la capacidad dé sellado de los equipos a presión utilizada para hacer cumplir un sello alrededor de la telefonía fija y contener la presión dentro del pozo.

El diseño trenzado también provoca preocupaciones ambientales cuando se requiere control de la presión debido a la pérdida de grasa usada para formar el sello alrededor del cable.

Otra limitación debida al exterior de un diseño de cable trenzado estándar es que añade fricción con el contacto con los lados de la perforación det pozo que reduce aún más la profundidad alcanzable. Esta' misma fricción puede producir un desgaste en el interior de los equipos de terminación, que puede ser muy costoso para1 un cliente para reparar .

En una modalidad, véase la figura 10, la presente descripción se incorpora un exterior OD único suave, que reduce los problemas con el control de la: presión y puede proporcionar una reducción de la fricción cuando el cable entra en contacto con el lado de la perforación de pozos, que servirá para el funcionamiento en y fuera del pozo y también reducir el daño al equipo de terminación en el pozo. Una modalidad cónica en las porciones más profundas descendentes de la telefonía fija puede hacer más clara y, en algunas condiciones, neutral o positivamente, flotante.

En una modalidad, véase la figura 10, un cable cónico 1000 se muestra. El cable cónico comprende uno o más conductores de energía 1006 que pueden ser conductores de energía eléctrica y/u óptica. Helicoidalmente trenzado alrededor de los conductores de energía, hay una pluralidad de miembros de armadura resistencia del cable 1010. Las múltiples capas de miembros de resistencia 1010 pueden ser utilizadas. Los miembros de resistencia 1010 puede ser un material de acero. Alternativamente, los elementos de fuerza 1010 pueden ser de un material de titanio. En otro ejemplo, los materiales resistentes a la corrosión se pueden usar, incluyendo, pero no limitado a: MP35-N, 27-7 MO, 25-6 O y 31 MO . En la modalidad mostrada, los elementos de fuerza 1010 pueden ser cada uno cónico sobre al menos una porción de su longitud, Ti, de tal manera que el diámetro externo, di, de la trenza de los miembros de resistencia dañados 1010 es más grande cerca del extremo superior en la superficie, y estrecha hasta por lo menos un diámetro menor d2, d3, cerca de la parte inferior del pozo. Este cable es más ligero en la parte inferior y más pesado i ? y más grande en la parte superior donde se requiere la capacidad de tracción más grande. El cable de perforación cónico se puede extraer en múltiples diámetros en toda la longitud del cable. La longitud del cono secciones ??, T2 puede variar desde unos pocos centímetros a varios cientos de metros. Cualquier número de diámetros y secciones cónicas pueden ser utilizados.

En una modalidad, el cable de perforación cónico puede ser construido mediante el empalme de cables de diferentes tamaños juntos. En otra modalidad, los miembros de hilo de blindaje de resistencia 1010 se pueden dibujar en diferentes diámetros cónicos sobre la longitud de cada i miembro de resistencia 1010. La longitud, Ti, T2, sobre el cual se cambia el diámetro de miembros de resistencia, puede ser de varios centímetros a varios cientos de metros.

En otra modalidad, el cable podría ser construido con un primer número de capas de miembros de resistencia de armadura de cable en la parte superior, o de mayor diámetro, y un segundo número de capas de miembros de resistencia de armadura de cable en una posición inferior para crear un pequeño diámetro externo del pable.

En aún otra modalidad, la sección superior del cable de acero, puede comprender un primer número de miembros de la armadura de cable de resistencia. Una sección inferior puede comprender un número más pequeño de segundos miembros de armadura de cable de resistencia, reduciendo asi el OD del cable de acero. Las reducciones adicionales de OD del cable se pueden obtener de nuevo por la reducción del número de miembros de armadura de cable de resistencia. En aún otra modalidad, los miembros más grandes de resistencia de los cables pueden ser utilizados en una primera sección superior del cable de acero. Un número similar de miembros más pequeños de diámetro de la fuerza puede ser utilizado en una segunda sección inferior para reducir el diámetro externo del cable. En aún incluso otra modalidad, las combinaciones de las técnicas anteriores se pueden emplear, por ejemplo la combinación de al menos dos de: número diferente de capas : de elementos de refuerzo en diferentes lugares a lo largo del cable; número diferente de elementos de resistencia en diferentes lugares a lo largo del cable, y diferente diámetros de miembro de refuerzo en diferentes lugares a lo largo del cable. En una modalidad, los diámetros de diferentes miembros de resistencia en diferentes lugares a lo largo del cable pueden comprender diferentes diámetros fijos en distintos lugares y/o los diámetros de ahusamiento a lo largo del cable .

Como un técnico en la materia apreciará, el equipo de control de presión de superficie común 114 (véase la fig. 1), puede ser diseñado para funcionar con un diámetro fijo sustancialmente constante. En un ejemplo de modalidad, un material de recubrimiento 1005 se adhiere a los miembros de hilo de resistencia tal que el material de revestimiento de diámetro d0 es sustancialmente constante para asegurar la compatibilidad con equipo de control de presión 114. En un ejemplo, el material de recubrimiento 1005 puede ser aplicado sobre la longitud del miembros de resistencia 1010. En otro ejemplo, el material de recubrimiento 1005 puede ser aplicado sobre sólo el diámetro más pequeño d2, d3, y se mezclan con el miembros de resistencia de diámetro más largo di. En éste ejemplo, di seria elegido para que coincida con el diámetro requerido para el equipo de control de presión 114. El recubrimiento adecuado puede ser elegido sobre la base de factores operativos adecuados incluyen, pero no se limitan a, la presión de superficie, la presión de fondo de pozo, la temperatura de fondo de pozo, la profundidad del trabajo, requisitos sobretracción, propiedades de fondo de pozo de fluido de corrosión, y los factores de fricción. En un ejemplo, donde sea económicamente factible, el recubrimiento de cable y selección de OD se puede seleccionar para las condiciones en 1 una ubicación especifica .

Los ejemplos no limitantes dé materiales de revestimiento incluyen poliolefinas , politetrafluoroetileno per luorometilviniléter-polimero (MFA) , perfluoro-alcoxialcano polímero (PFA) , polímeros de politetrafluoroetileno (PTFE) , tetrafluoroetileno de etileno-polímeros (ETFE) , copolímeros de etileno-propileno (EPC) , poli ( 4-metil-l-penteno) , fluoropolímeros, polímeros otras poloariletereter cetona (PEEK) , polímeros de sulfuro de polifenileno (PPS) , polímeros modificados con sulfuro de polifenileno, polímeros de poliéter cetona (PEK), polímeros de anhídrido maleico modificados, polímeros fluorados de perfluoroalcoxi, polímeros de etileno propileno , politetrafluoroetileno-perfluorometilviniléter , polímeros de fluoruro de polivinilideno (PVDF), polímeros de poliamida, poliuretano, poliuretano termoplástico, polímeros de etileno cloro-trifluoroetileno, polímeros clorados de etileno y propileno, polímeros de auto-refuerzo basado en una sustituido poli (1, -fenileno) estructura donde cada anillo de fenileno tiene un grupo R sustituyente derivado de una amplia variedad de grupos orgánicos, o similares, y cualquiera de sus mezclas.

En un ejemplo, el recubrimiento se selecciona con un material con un peso específico menor que el del fluido del pozo para proporcionar un montacargas flotante a las porciones inferiores del cable. En un ejemplo, las cuentas de vidrio huecas se pueden mezclar con el recubrimiento para aumentar la flotabilidad. Un ejemplo es Burbujas de Vidrio 3M proporcionadas por 3M Corporation, St. Paul, MN. Esto puede reducir el peso parasítico de la porción inferior del cable. El equilibrio de flotabilidad y de fricción podría reducir no sólo el peso sino también la resistencia. En un ejemplo de un material de recubrimiento se puede elegir que se hincha en presencia de fluidos de fondo de pozo, que puede mejorar la flotabilidad. En otro ejemplo, un material de cable se puede seleccionar con una resistencia mejorada en relación al peso. Por ejemplo, el titanio se puede usar como el material para el elemento de fuerza para proporcionar un elemento de fuerza que es casi tan fuerte como el acero, pero mucho más 'ligera. En otro ejemplo, los materiales resistentes a la corrosión se pueden usar, incluyendo, pero no limitado a: MP35-N, 27-7 MO, 25-6 MO, y 31 MO.

En otra modalidad, véanse las figuras 11 y 12, los elementos de resistencia 1101 y 1201 están moldeados. Los miembros de resistencia 1101 y 1201 rodear al menos un conductor de energía 1103 y 1203, respectivamente. Además, él aislante 1102 y 1202 están encerrados dentro de miembros de resistencia 1101 y 1201, respectivamente. De esta manera, el cable puede hacerse más pequeño en el diámetro externo (OD) con la masa metálica mismo. Esto permitiría más fuerza con un menor OD, y proporcionar más potencia de tracción, mientras que la reducción de las limitaciones impuestas por el equipo de control de presión.

El cable puede ser diseñado con un interior en forma de armadura y exterior, que cuando se ensambla proporcionará una superficie exterior casi lisa. La forma puede ser tal que cuando las armaduras se colocan juntas para formar la armadura, la superficie exterior está casi lisa. La conformación de la armadura podría tomar cualquiera de varias formas diferentes. Estas podrían ser por ejemplo una serpentina como la "flexión" de diseño que forma una forma de S, véase la figura 11. También podrían adoptar una forma "curva" del disco, véase la fig. 12. Hay cualquier número de formas que podrían formarse para crear un exterior redondo casi liso una vez que el cable está montado. La conformación de la armadura se puede hacer durante la tracción del cable al tamaño tirando del cable a través de un conformador. También se puede realizar de manera que podría diseñarse para tecnología nano donde los cables se cortan finamente para aumentar la alineación de los cristales de metal y mejorar las características del metal y la fuerza resultante en un cable más fuerte. Además, las formas de armadura pueden ser cónicas a lo largo de su longitud. Cuando es cónico, el diámetro externo puede cubrirse con los cubrimientos similares a los cables cónicos descritos previamente, con el fin de garantizar un diámetro externo sustancialmente constante del cable.

Debido al diseño de doble hélice del cable de perforación, la dirección de las formas de los cables de la armadura interior puede estar en la dirección opuesta de las formas de armaduras metálicas exteriores.

Aunque no es un requisito para las armaduras interiores para ser moldeado, haciendo así que puede ser beneficioso para ayudar a reducir el espacio vacío durante las operaciones de control de presión.

Estas modalidades se pueden utilizar en cualquier conductor (incluyendo conductores coaxiales) y las fibras ópticas. Esto incluye cables multiconductores , por ejemplo, siete cables conductores, aplastar resistentes paquetes de conductores siete encerrados en un material de la camisa, de un solo conductor, fibra óptica única, múltiples fibras ópticas, y combinaciones de los mismos.

La unidad de peso de un cable1 de acero, por ejemplo gramos/metro, podrá reducirse en las partes inferiores mediante la reducción del peso de la unidad de los elementos de refuerzo en las partes inferiores del cable. El técnico en la materia apreciará que la unidad de peso de los elementos de resistencia es directamente proporcional a la densidad del material de ! los miembros de resistencia y el área de sección transversal de los elementos de refuerzo en una ubicación a lo largo del cable. Al reducir el área total de la sección transversal de los elementos de refuerzo en una posición inferior con respecto a una ubicación superior, y suponiendo una densidad de material sustancialmente constante, la unidad de peso del cable será proporcionalmente más ligero en la ubicación más baja. La técnica de la acción cónica de los miembros de refuerzo, descrito anteriormente, es una manera de lograr esta reducción. Las Figs. 13A-C muestran otras modalidades en el que el total de área de sección transversal de los elementos de resistencia del cable puede ser reducido a bajas ubicaciones. La figura 13A muestra un extremo superior del cable 1300 tiene una capa interior 1302 y una capa exterior 1303 de los miembros de armadura de cable de resistencia 1304. Los elementos de refuerzo 1304 se envuelven alrededor de un conductor de energía 1301. Como se ha descrito anteriormente, el conductor de energía 1301 puede ser uno o más conductores de energía ópticos y/o eléctricos conocidos en la técnica. Los miembros de refuerzo de cable de armadura puede ser cualquiera de los descritos anteriormente, en el presente. La figura 13B muestra un ejemplo de una parte de un extremo inferior del cable 1300 que tiene sólo una capa 1302 de los miembros de armadura de cable de resistencia 1304. El área de la sección transversal de la capa única 1302 es claramente menor que la de la capa doble de la. figura 13A, con una disminución correspondiente en la unidad de peso de la sección inferior del cable 1300 en comparación con la sección superior. La figura 13C muestra otro ejemplo de un extremo inferior del cable 1300. Como se muestra, el extremo inferior tiene dos capas modificadas 1302 'y 1303' en comparación con el extremo superior de la figura 13A. Como se muestra, hay menos elementos de refuerzo de armadura de cable 1304 en capas 1302 'y 1303', en comparación con capas 1302 y 1303 de la figura 13A. El número reducido de miembros de la armadura de cable de resistencia corresponde a una reducción del área de sección transversal de los elementos de refuerzo en el extremo inferior en comparación con el extremo superior, con la correspondiente reducción en el peso de unidad del cable en el extremo inferior. En todavía otra modalidad ejemplo, las combinaciones de las técnicas seccionales transversales de reducción de área/peso puede ser utilizadas. Por ejemplo, en una transición, el número de capas puede seguir siendo la misma con una reducción en el número de elementos de refuerzo. Una reducción adicional de la otra sección puede comprender una reducción de la cantidad de capas. Mientras que el cable 1300 se muestra con dos capas, cualquier número de capas puede ser utilizado.

Las Figs. 14A-C muestran cables similares a las de las figs. 13A-C, pero que tiene un recubrimiento de 1401, por ejemplo, cualquiera de los revestimientos como se describe anteriormente en el presente, se adhirió a los elementos de refuerzo de armadura de cable para proporcionar un diámetro externo liso. En una modalidad, el diámetro externo es sustancialmente constante a lo largo de la longitud del cable. En otra modalidad, el revestimiento 1401 puede adherirse a sólo una parte de , la longitud del e cable 1300.

Numerosas variaciones y modificaciones serán evidentes para los técnicos en la materia. Se pretende que las siguientes reivindicaciones deben interpretarse para abarcar todas estas variaciones y modificaciones.

Claims

Reivindicaciones

1. Un cable recuperador que comprende un miembros de resistencia que se extiende axialmente que tiene un primer diámetro próximo a un extremo superior y el menos un diámetro segundo más pequeño distal del extremo superior; y un material de cubrimiento adherido a al menos una porción de longitud del miembros de resistencia para formar un diámetro externo uniforme considerablemente a lo largo del cable recuperador.

2. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el diámetro externo considerablemente uniforme del cable recuperador se escoge del grupo que consiste de: primer diámetro; y un diámetro predeterminado más largo que el primer diámetro.

3. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el cubrimiento comprende un material termoplástico .

4. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el recubrimiento tiene una gravedad especifica menor que una gravedad especifica de un fluido de pozo.

5. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el material de recubrimiento se hincha cuando se expone a un fluido de pozo.

6. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el recubrimiento comprende al menos uno de: una pluralidad de fibras de refuerzo y una pluralidad de cuentas de vidrio hueco.

7. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el miembros de resistencia cónica continuamente del primer diámetro a al menos un segundo diámetro.

8. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque al menos un segundo diámetro comprende una pluralidad de diámetros que disminuyen monotónicamente del extremo superior a un extremo inferior del cable.

9. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 1 que además comprende al menos un canal que se extiende axialmente en una superficie externa del miembros de resistencia, y al menos un conductor de energía que se extiende axialmente colocado en al menos un canal que se extiende axialmente.

10. Un cable recuperador que comprende: un miembros de resistencia metálico que tiene al menos un canal que se- extiende axialmente formado en una superficie externa del miembros de resistencia metálico en donde al menos una porción de la sección cruzada del miembros de resistencia metálico es no circular, y al menos un conductor de energía que se extiende axialmente colocado en al menos un canal que se extiende axialmente .

11. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 10 que comprende además un material de fijación para fijar en al menos un conductor de energía en al menos un canal que se extiende axialmente.

12. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 10 caracterizado porque al menos un conductor de energía se escoge del grupo que consiste de: un conductor óptico, un conductor eléctrico y combinaciones de los mismos.

13. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 10 caracterizado porque el miembros metálicos de resistencia tiene una forma escogida del grupo que consiste de: una forma cuadrada, una forma rectangular, una forma arqueada; una forma oval; y combinaciones de los mismos.

14. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 10 caracterizado porque el miembros de resistencia metálico tiene un área de sección cruzada primera próxima a un extremo superior y al menos un área de sección cruzada segunda más pequeña distal del extremo superior.

15. El cable recuperador de conformidad con la reivindicación 13 que además comprende un material de recubrimiento adherido al menos a una porción de longitud del miembros de resistencia metálico para formar una forma externa considerablemente constante y un área de sección cruzada de cable externo considerablemente constante a lo largo de la longitud del cable recuperador.

16. Un cable de perforación que comprende: al menos un conductor de energía; al menos una pluralidad de miembros de resistencia de cable blindado trenzado alrededor de al menos un conductor de energía, al menos una pluralidad de miembros de resistencia de cable blindado que tiene un área seccional cruzada total primera próxima a un extremo superior del cable de perforación y al> menos un área seccional cruzada total segunda más pequeña distal del extremo superior; y un material de recubrimiento adherido al menos a una porción de longitud de cable para formar un diámetro externo uniforme considerablemente liso del cable de perforación a lo largo de la porción cubierta del cable.

17. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque el cubrimiento comprende un material termoplástico .

18. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque el cubrimiento tiene una gravedad especifica menor a una gravedad especifica de un fluido de pozo.

19. El cable de perforación cónico de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque el material de cubrimiento se hincha cuando se expone a un fluido de pozo.

20. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque el cubrimiento comprende al menos uno de: fibra reforzada.

21. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque al menos una pluralidad de miembros de resistencia de cable de armadura comprende un primer número predeterminado de capas de miembros de resistencia de cable de armadura que resultan en el área seccional cruzada total primer y un número predeterminado más pequeño segundo de capas de miembros de resistencia de cable de armadura que resultan en el área seccional cruzada total segunda más pequeña.

22. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque al menos una pluralidad de miembros de resistencia de cable de armadura comprende un primer número predeterminado de miembros de resistencia de cable de armadura en el , área seccional cruzado total primera y un número predeterminado segundo más pequeño de miembros de resistencia de cable de armadura en el área seccional cruzado total segundo más pequeño.

23. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque al menos una pluralidad de miembros de resistencia de cable de armadura comprende un número predeterminado de miembros de resistencia de cable de armadura que son cónicos en al menos una porción de su longitud de manera, que resultan en el área seccional cruzada total primera próxima a su extremo superior y el área seccional cruzada segunda más pequeña distal de su extremo superior.

24. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 16 caracterizado porque al menos una parte de al menos una pluralidad de miembros de resistencia de cable de armadura comprende formas seccionales cruzadas no circular y no rectangular.

25. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 24 caracterizado porque las formas seccionales cruzadas no circulares y no rectangulares comprenden al menos una de: una forma S, y una forma de disco curvo.

26. El cable de perforación de conformidad con la reivindicación 18 caracterizado porque el material de recubrimiento comprende cuentas de vidrio hueco.

27. Un método para realizar un cable recuperador que comprende: formar un miembros de resistencia metálica que se extiende axialmente que tiene un primer diámetro próximo a un extremo superior y al menos un diámetro segundo más pequeño distal del extremo superior; y adherir un material de recubrimiento al menos una porción de longitud del miembros de resistencia metálico para formar un diámetro externo considerablemente uniforme a lo largo del cable recuperador.

28. El método de conformidad con la reivindicación 27 caracterizado porque el cubrimiento comprende un material termoplástico .

29. El método de conformidad con la reivindicación 27 caracterizado porque el recubrimiento tiene una gravedad especifica menor que una gravedad especifica de un fluido de pozo.

30. El método de conformidad con la reivindicación 27 caracterizado porque el material de recubrimiento se hincha cuando se expone al fluido de pozo.

31. El método de conformidad con la reivindicación 27 que además comprende la mezcla de al menos uno de, una pluralidad de fibras de refuerzo, y una pluralidad de cuentas de vidrio hueco, en el recubrimiento.

32. El método de conformidad con la reivindicación 27 que además comprende estrechar continuamente el miembros de resistencia metálico del primer diámetro al menos un segundo diámetro.

33. El método de conformidad con la reivindicación 27 caracterizado porque al menos un segundo diámetro comprende una pluralidad de diámetros en disminución monotónicamente del extremo superior a un extremo inferior del cable.

3 . El método de conformidad con la reivindicación 27 que además comprende formar al menos un canal que se extiende axilmente en una superficie externa del miembros de resistencia metálica, y colocar en al menos un conductor de energía que se extiende áxialmente en al menos un canal que se extiende áxialmente.

35. Un método para realizar un cable de cable de perforación que comprende: formar al menos una pluralidad , de miembros de resistencia de cable de armadura alrededor de al menos un conductor de energía, al menos una pluralidad de miembros de resistencia de cable de armadura que tiene un área seccional cruzada total primera próxima a un extremo superior del cable de perforación y al: menos un área seccional cruzada total segunda más pequeña distal del extremo superior; y adherir un material de recubrimiento a la longitud del cable para formar un diámetro externo uniforme considerablemente liso del cable de perforación.

36. El método de conformidad con la reivindicación 35 caracterizado porque el recubrimiento comprende un material termoplástico .

37. El método de conformidad con la reivindicación 35 caracterizado porque el recubrimiento tiene una gravedad especifica menor que una gravedad especifica de un fluido de pozo.

38. El método de conformidad con la reivindicación 35 caracterizado porque el material de recubrimiento se hincha cuando se expone a un fluido de pozo .

39. El método de conformidad con la reivindicación 35 que además comprende la mezcla de al menos uno de una pluralidad de las fibras de refuerzo y una pluralidad de cuentas de vidrio hueco, en el recubrimiento.

40. El método de conformidad con la reivindicación 35 caracterizado porque al menos algunos de al menos una pluralidad de los miembros de resistencia de cable de armadura comprende formas seccionales cruzadas no circular y no rectangular.

41. El método de conformidad con la reivindicación 40 que además comprende formar las formas seccionales cruzadas no circular y no rectangulares en al menos uno de: una forma S, y una forma en disco curva.