BE1000399A5 - Systeme de telemesure pour le forage de puits. - Google Patents
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Abstract
L'invention a trait a un système de télémesure pour le forage de puits qui comprend une longueur effectivement continue de cable (2) s'étendant le long d'une colonne de forage ayant une section de tige de forage (7) installée dans un puits entre un équipement de controle de signaux situé à l'extérieur du puits et une sonde (1) située à l'intérieur du puits. La longueur continue effective de cable comprend une réserve de cable constituée par une bobine creuse (12) ou du cable situé près de la sonde et collée à la paroi interne de la section de tige de forage (7).
Description
<Desc/Clms Page number 1> SYSTEME DE TELEMESURE POUR LE FORAGE DE PUITS. La presente invention concerne un système de télémesure pour le forage de puits, ce système étant utilisé pour transmettre des signaux électriques le long du puits entre une sonde située dans le puits et un équipement de controle de signaux situé ä l'exte- rieur du puits. De plus, ou en variante, des signaux d'instruction peuvent être transmis par l'equipement de contrôle de signaux situ4 a l'exterieur du puits vers un équipement récepteur prévu dans la sonde placée dans le puits. Dans ce mémoire, la nature des signaux transmis entre la sonde et l'equipement de contrôle de signaux peut servir ä une variété de fonctions, notamment des fonctions de controle et de surveillance. Dans des systèmes de télémesure existants, il est connu de faire descendre un cable continu pour transmettre des signaux électriques a partir d'une réserve située ä l'embouchure du puits ou dans une section de tige de forage adjacente ä l'embouchure du puits, le long de l'ouverture centrale définie par une série de sections de tige de forage creuses vers un équipement installé au niveau du puits ou dans celuici. Quoiqu'un tel Systeme ait tendance à offrir une transmission efficace des signaux, il a l'inconvénient que la reserve de cable doit âtre enfilée à travers de nouvelles sections de tige de forage ajoutées à la colonne de forage ä mesure que le puits est foncé davantage. De plus, le câble doit être désenfilé de chaque section de tige de forage lorsque la colonne de forage est retirée du puits. En vue d'éviter la nécessite d'enfiler et de désenfiler de manière répétée la réserve de câble lorsque la colonne de forage est allongée ou lorsqu'elle est retirée du puits, il est <Desc/Clms Page number 2> connu d'enfiler initialement le câble à travers toutes les sections de tige de forage empilées au niveau de l'embouchure du puits prêt à être utilisé. Malheureu- sement, cette proposition implique une procedure opérationnelle compliquée pour garantir que les sections de tige de forage soient ajoutées à la colonne de forage dans l'ordre correct et que les longueurs libres de câble qui s'étendent entre les sections ne soient ni coincées, ni endommagées. Une autre proposition connue implique l'uti- lisation d'une poulie de cable de réserve disposée axialement dans une section de la colonne de forage installée dans le puits. Quoique cette proposition évite en substance les difficulties associées la nécessité d'enfiler ou de désenfiler le câble dans les sections de tige de forage, elle suscite une autre difficulté par le fait que la poulie disposée axialement tend a étrangler le debit du fluide de forage le long de la colonne de forage et entrave par conséquent les opérations de forage. L'invention a pour but de procurer un Systeme de télémesure à câble perfectionné pour le forage de puits qui permette de transmettre efficacement des signaux d'information le long de la colonne de forage et qui tende à éviter ou à atténuer les difficultés mentionnées plus haut. Suivant l'invention, un système de télémesure pour le forage de puits comprend une longueur effectivement continue de cäble qui, en service, s'etend le long d'une colonne de forage installée dans un puits, le cäble s'étendant entre un équipement de controle de signaux électriques situé à l'extérieur du puits et une sonde située à l'intérieur du puits, la longueur effectivement continue de câble comprenant une réserve de cäble constituée par une bobine creuse de cäble <Desc/Clms Page number 3> enroulé avec collage qui est située près de la sonde. La reserve de câble comprend avantageusement une bobine creuse enroulée, faite de plusieurs couches de câble. Le câble est avantageusement un câble à deux conducteurs. Chaque spire de cable dans la bobine creuse est de préférence légèrement collée uniquement aux spires adjacentes de la même couche. Le collage est de preference effectué à l'aide d'un adhésif qui est un solvant pour l'isolant exte- EMI3.1 rieur du câble et tend dès lors à souder des spires adjacentes l'une à l'autre. L'adhérence entre couches est de preference évitée au moyen d'un revêtement, par exemple d'une huile de silicone, prévu entre les couches. La bobine creuse est avantageusement collée à la paroi interne de la section de tige de forage. La réserve de câble comprend de preference plusieurs bobines creuses jointes bout ä bout. La jonction bout ä bout peut être assurée au moyen d'une connexion comprenant un tube scellé creux enfermant les extrémités jointes des bobines et rempli d'une graisse isolante électrique. Une forme d'exécution de l'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec reference aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une section de tige de forage pourvue d'une reserve de câble ayant la forme d'une bobine creuse ; la Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une forme d'exécution de sonde de puits ; la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un dispositif A bague collectrice destiné <Desc/Clms Page number 4> à être monte sur une colonne de forage près de l'embou- chure d'un puits, et la Fig. 4 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un connecteur servant a réunir des longueurs de câble. Les figures des dessins annexés illustrent des détails d'un Systeme de télémesure pour le forage de puits permettant de transmettre des signaux électriques de la sonde de puits 1 le long d'un cable 2 comprenant deux conducteurs isoles et par l'intermédiaire d'un dispositif a bague collectrice 3 A un équipement de contrôle de signaux (non représenté) installe ä l'exte- rieur de l'embouchure du puits. La sonde de puits 1, qui comprend, dans cet exemple, un dispositif photomultiplicateur à cristal 4, un détecteur d'inclinaison 5 et divers circuits électroniques 6, est logée dans un boitier tubulaire 7 qui, a son tour, est logé dans une section de tige de forage (non représentée). Un blindage métallique 8 est prévu pour enfermer partiellement le dispositif photomultiplicateur à cristal 4 afin de définir une fenêtre opposée au blindage et de fournir un moyen d'observation directionnel. Le dispositif 4, le détecteur d t inclinaison 5 et les circuits 6 sont enfermés dans des revêtements protecteurs d'une matière plastique expansée en vue de fournir une protection contre les chocs. Un dispositif à soufflet 9 retient les divers éléments dans le sens linéaire. Les signaux électriques émis par la sonde 1 sont renvoyés le long du puits par le Systeme de télémesure a cable. Une tête de la sonde 1 est un moteur au fond du pui ts (non représenté) propre à entrainer une tête de trépan (non représentée). Derrière 1a sonde 1, le EMI4.1 c câble 2 est amené à un dispositif tendeur 10 qui assure a que la longueur de cable 2 entre la sonde et le dispositif tendeur soit toujours maintenue tendue. Le <Desc/Clms Page number 5> dispositif tendeur comprend un dispositif ä poulie & ressort 11 qui permet de sortir une longueur supplementaire de câble lorsque la section de tige de forage équipée du dispositif tendeur est détachée de la section de tige de forage comprenant la sonde. De plus, le dispositif tendeur assure que le cäble soit maintenu tendu pendant la jonction de deux sections de tige de forage, évitant ainsi que le câble soit coincé dans la jonction vissée entre les sections pendant l'operation d'assemblage. La Fig. 1 illustre la manibre selon laquelle le câble est fourni a partir d'une reserve de câble constituée par une bobine creuse 12 et est amené par l'intermédiaire d'un système de bague 13 comportant des bras radiaux 14 supportant le dispositif tendeur 10, à ce dispositif tendeur qui comprend un guidage cylindrique central 15 contenant un ressort de traction 16 et un piston 17 portant une poulie 18 du dispositif à poulie 11 précité. Le cäble qui quitte la bobine 12 s'étend vers une bague radialement extérieure du dispositif à bague 13 et passe le long d'un des bras radiaux 14 vers le dispositif tendeur où il est boucle par-dessus l'extrémité antérieure du guidage cylindrique 15 et autour de la poulie 18 en vue de former une boucle de rattrapage. La bobine creuse 12 fournissant la réserve de EMI5.1 câble est située pres la sonde et comprend une c a double couche de spires. Les deux couches sont bobinées en sens opposés pour réduire au minimum l'inductance et le cable comprend deux conducteurs isolés. Chaque spire de câble de la bobine creuse est légèrement col lue aux spires adjacentes de la même couche, le collage étant réalisé au moyen d'un adhésif qui est un solvant pour l'isolant exterieur du câble et tend, par conséquent, souder des spires adjacentes l'une à l'autre. On evite <Desc/Clms Page number 6> que des spires situées dans des couches différentes adhèrent l'une a l'autre en revêtant la couche bobinée, par exemple au moyen d'une huile de silicone. La bobine creuse 12 est collée à l'intérieur de la section de tige de forage. Si une réserve de cable plus importante est requise, plusieurs bobines creuses peuvent être utilisées. Les longueurs de câble dans les diverses bobines sont jointes bout à bout par un connecteur 100 illustre sur la Fig. 4. Chaque raccord comprend un tube en matière plastique 101 dont les extrémités sont scellées par des passe-fils élastiques 102 fixés en place par des écrous de blocage 103. Les deux conducteurs du câble sont connectés par sertissage ou par torsion de leurs extrémités libres et sont maintenus dans une douille isolante électrique 105. Une chambre de connexion 106 est alors remplie de graisse de silicone par un graisseur 107 qui est enlevé après remplissage et remplacé par un bouchon. Le connecteur 100 fournit une jonction étanche à l'eau qui connecte deux longueurs de câable 2. La Fig. 1 montre que la bobine creuse de cable laisse le centre de la tige de forage ouvert et ne tend EMI6.1 ainsi pas à bloquer la tige ni ä limiter le débit du fluide de forage le long de cette tige. Le cable provenant de La bobine creuse 12 passe le long de la colonne de forage en direction de l'embouchure du puits ou il est relié de façon détachable à un connecteur 20 (représenté défait sur la Fig. 3) prévu sur l'extrémité antérieure d'un arbre 21 EMI6.2 supporte bague collectrice 3 précité un element 22 et un raccord d'admission de fluide de forage 23 monté de manière étanche sur un boltier cylindrique 24. Un autre arbre 25 partant de l'element a bague collectrice 22 est pourvu d'un autre raccord 26 permettant à une autre <Desc/Clms Page number 7> longueur de cable (non représentée) de fournir des signaux electriques à un equipement de contrôle de signaux (non représenté) situ à l'extérieur du puits. Lorsque la colonne de forage doit être allon- gene, le dispositif a bague collectrice 3 est détaché de la dernière section de tige de forage installée et le cable est déconnecté du connecteur 20. Après enlèvement du dispositif à bague collectrice 3, une nouvelle section de tige de forage est avancée vers l'embouchure du puits et l'extrémité du cäble pricedemment connectée au connecteur 20 est enfilée à travers la section de tige avant que celle-ci soit raccordée à la colonne de forage. Le câble est ensuite reconnecté au connecteur 20 et le dispositif à bague collectrice 3 est remonté sur l'extrémité de la colonne de forage allongée. Le forage peut alors se poursuivre jusqu'à ce qu'une autre section de tige de forage soit requise. La procédure d'allongement décri te plus haut est alors répétée. Une procédure de déconnexion et de reconnexion semblable est suivie lorsque la colonne de forage est retirée du puits pour faciliter l'enfilage, et un tube semi-rigide (non représenté) est prévu et peut être poussé vers le haut a l'interieur de la nouvelle section de tige de la colonne de forage. Ce tube est pourvu d'un connecteur postiche A son extrémité qui coopère avec le connecteur terminant le cable de télémesure. Lorsque le nouveau tube est monté sur la machine avant d'8tre incorporé dans la colonne, le cable de télémétrie peut être avantageusement tiré au travers. EMI7.1 11 convient de noter que pendant tout l'Ope- ration de forage, le Systeme de télémesure à câble continu efficace est maintenu de telle façon que des signaux puissent être transmis depuis la sonde à l'equipement de contrôle de signaux, de surveillance <Desc/Clms Page number 8> et/ou d'indication monte a l'exterieur du puits. Des signaux de commande peuvent aussi etre transmis efficacement par le cable depuis l'équipement situé à l'exterieur du puits vers 1'équipement commandé installé dans le puits. Cet équipement commandé peut comprendre, par exemple, un équipement de pilotage pour le trépan de la colonne de forage. Dans d'autres installations, un câble plat à deux conducteurs de section transversale en "forme de EMI8.1 huit"peut par un cäble ä un seul con- ducteur, les tiges de la colonne de forage etant utilisées comme trajet de retour des signaux électriques. En variante, des cables comportant plus de deux conducteurs peuvent être utilises. A titre d'autre variante, des câbles en fibres optiques peuvent être utilises. Lorsque du courant est fourni pour alimenter une sonde, il peut etre preferable de maintenir la resistance électrique totale du cicuit en substance constante et lorsque plusieurs bobines sont utilisées, un jeu de résistances commutées pourrait être inclus dans le circuit de télémesure.
Claims (7)
- EMI9.1R ± V B N D 1 C A T 1 0 N S REVENDICATIONS 1. - Système de télémesure pour le forage de puits comprenant une longueur effectivement continue de cable qui, en service, s'étend le long d'une colonne de forage comprenartune section de tige de forage (7) installée dans un puits, le cable s'étendant entre un équipement de contrôle de signaux électriques situé à l'extérieur du puits et une sonde (l) située dans le puits, la longueur effectivement continue de câble comprenant une réserve de cable (2) constituée par une bobine creuse (12) de cable enroulé avec collage qui est située près de la sonde (1), caractérisé en ce que le bobine (12) est collée à la paroi interne de la section de tige de forage (7).
- 2.-Systeme de télémesure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque spire de cable dans la bobine creuse (12) est légèrement collée uniquement aux spires adjacentes de la même couche.
- 3.-Systeme de télémesure suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'adherence est obtenue à l'aide d'un adhésif qui est un solvant pour l'isolant extérieur du câble et tend ainsi à souder des spires adjacentesl'uneàl'autre.
- 4. - système de télémesure suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bobine creuse (12) comporte plusieurs couches et l'adherence entre les couches est évitée au moyen d'un revetement prévu entre les couches.
- 5.-Systeme de télémesure suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le revêtement est une huile de silicone.
- 6.-Systeme de télémesure suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réserve de cable (2) comprend plusieurs bobines creuses jointes bout ä bout.
- 7.-Systeme de télémesure suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les bobines sont jointes <Desc/Clms Page number 10> EMI10.1 par un connecteur (100) comprenant un tube creux scelle de manière étanche (101) qui enferme jointes des bobines et qui est rempli d'une graisse isolante électrique (106).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Owner name: COAL INDUSTRY (PATENTS) LTD Effective date: 19900531 |