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Carottier
La présente invention concerne un carotter, en particulier dans le domaine de la prospection pétrolière, comprenant une couronne, un tube exténeur pour supporter et mettre en rotation la couronne, et un tube intérieur agencé de façon amovible dans le tube extérieur pour pouvoir y être introduit et en être retiré suivant une technique dite du wtreline.
Les carottiers de ce genre, connus à ce jour, présentent ues inconvénients importants en particulier lorsque sont prélevées des carottes d'un diamètre externe comparativement petit tout en réalisant un puits de carottage d'un diamètre interne comparativement grand à l'aide donc d'une couronne de diamètre externe comparativement grand et de préférence à l'aide d'un tube extérieur de diamètre externe comparativement grand Ceci est le cas par exemple lorsque le train de tiges au-dessus du carottier présente, pour le passage du tube intérieur que l'on y descend et/ou en remonte vers la surface, un petit diamètre inténeur comparativement au grand diamètre extérieur du carottier.
Il résulte de cette situation une séné de difficultés importantes dues par exemple à la complexité d'un guidage de l'ensemble du tube inténeur dans le tube extérieur lors d'un déplacement longitudinal d'introduction ou de retrait du tube intérieur, au risque fréquemment rencontré de débns de carotte tombant du tube intérieur lors du retrait de celui-à et bouchant le passage dans le tube extérieur au point que le tube inténeur ne puisse plus être réintroduit en position de carottage, aux très grandes difficultés pour ne pas dire à l'impossibilité de récupérer une carotte qui s'est échappée du tube Intérieur au cours de la remontée de celui-ci et qui, se mettant fortement en biais dans le tube
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exténeur de diamètre interne comparativement grand,
bouche le passage du tube Intérieur et doit être complètement détruite et est donc Irrémédiablement perdue et peut nécessiter un retrait de tout le carottler, etc
La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes et d'autres énoncés ci-après et de procurer, dans le cas des carottiers connus décrits ci-dessus, un moyen efficace pour maintenir des débris de carotte ou une carotte dans une position favorable à son repêchage et pour guider le tube intérieur et le soutenir tant lors de son introduction dans le carottier et lors de son retrait de celui-ci qu'au cours d'un carottage.
A cet effet, il s'est avéré surprenamment efficace, suivant l'invention, de munir le carottier d'un tube médian qui est disposé sensiblement coaxialement entre les tubes exténeur et intérieur, qui détermine, d'une part, avec le tube exténeur et, d'autre part, avec le tube intérieur un espace annulaire longitudinal respectif au moins en cours de carottage, qui est monté dans le tube exténeur et y est maintenu par au moins une butée qui en limite un déplacement axial dans ce tube exténeur, et qui est agencé pour que le tube intérieur puisse y coulisser et y soit guidé, au moins lorsqu'il est mis en position de réception d'une carotte ou est retiré du carottier.
La présente invention concerne aussi un carottier, en particulier dans le domaine de la prospection pétrolière, comprenant une couronne, un tube extérieur pour supporter et mettre en rotation la couronne, un tube intérieur agencé de façon amovible dans le tube extérieur pour pouvoir y être introduit et en être retiré suivant une technique dite du wireline, et un tube médian qui est disposé sensiblement coaxialement entre les tubes extérieur et intérieur et qui détermine, d'une part, avec le tube extérieur et, d'autre part, avec le tube intérieur un espace annulaire longitudinal respectif
On connaît à ce jour des carottiers de cet autre genre, dans
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lesquels les tubes intérieur et médian sont reliés entre eux, par exemple à leur extrémité éloignée du fond du trou de carottage,
et sont déplacés ensemble suivant la technique du wireline pour leur introduction dans le carottier et leur retrait de celui-ci, entre autres pour tirer du sol des échantillons ou carottes sans retirer l'ensemble du carottier
Il est apparu que, dans le cas des carottiers connus de cet autre genre, on manoeuvre inutilement deux tubes c'est-à-dire les tubes Intérieur et médian qui sont fixés l'un à l'autre, alors que seul le tube intérieur contenant la carotte doit être ramené à la surface
Il est également apparu à ce jour que, comme déjà mentionné a-dessus,
sont prélevées des carottes d'un diamètre externe comparativement petit tout en réalisant un puits de carottage d'un diamètre Interne comparativement grand à l'aide donc d'une couronne de diamètre externe comparativement grand et de préférence à l'aide d'un tube extérieur de diamètre externe comparativement grand Il résulte de cette situation la séné de difficultés importantes dues par exemple à la complexité d'un guidage de l'ensemble des tubes intérieur et médian dans le tube extérieur lors d'un déplacement longitudinal d'introduction ou de retrait du tube inténeur,
au risque fréquemment rencontré de débris de carotte tombant du tube intérieur lors du retrait de celui-ci et bouchant le passage dans le tube extérieur au point que les tubes Inténeur et médian ne puissent plus être réintroduits en position de carottage, aux très grandes difficultés pour ne pas dire à l'impossibilité de récupérer une carotte qui s'est échappée du tube Intérieur au cours de la remontée de celui-ci et qui, se mettant fortement en biais dans le tube extérieur de diamètre interne comparativement grand, bouche le passage des tubes intérieur et médian et doit être complètement détruite et est donc irrémédiablement perdue et peut nécessiter un retrait de tout le carottier, etc.
La présente invention a pour but de procurer dans ce cas aussi un moyen efficace pour résoudre les problèmes ci-dessus
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rencontrés lors de l'utilisation des carottlers connus de cet autre genre
A cet effet, suivant l'invention il est apparu surprenamment utile de désolidariser le tube médian du tube Inténeur, contrairement à ce que l'homme de métier a fait comme démarches à ce Jour, et d'organiser le carottier pour que le tube médian sot monté dans le tube exténeur de façon à ce qu'au moins en cours de carottage, le tube médian y sot maintenu par au moins une butée qui en limite un déplacement axial dans le tube extérieur, et pour que le tube intérieur sot agencé dans le carottier de manière à coulisser dans le tube médian, utilisé comme guide,
lorsque le tube intérieur est déplacé dans le carotter selon la technique dite du wireline, pour y être mis en position de réception d'une carotte ou bien être retiré du carottler
Suivant une forme de réalisation de l'invention, des moyens agencés pour maintenir sensiblement coaxial par rapport au tube exténeur le tube médian sont prévus sur celui-ci, à l'exténeur de ce dernier, et coopèrent avec une surface Interne sensiblement unie du tube exténeur
Suivant une forme de réalisation particulière de l'invention, la distance radiale entre parois des tubes extérieur et médian est relativement grande par rapport à la distance radiale entre paros des tubes intérieur et médian,
cette dernière distance étant de préférence la plus faible possible pour que le tube médian guide et stabilise latéralement le tube intérieur lors dudit coulissement et en cours de carottage, tout en permettant un éventuel écoulement d'un fluide entre eux.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le tube médian est solidaire du tube extérieur, au moins en ce qui concerne une rotation de carottage. De préférence, pour solidariser en rotation de carottage les tubes extérieur et médian, un premier de ces deux tubes comporte au moins une rainure longitudinale sur une face tournée vers le second tube et ce dernier comporte, sur une face tournée
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vers le premier tube, au moins une saillie longitudinale agencée pour coopérer avec ladite rainure en vue de transmettre la rotation de carottage
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, à son extrémité antérieure, ledit tube intérieur, dans une forme éventuellement raccourcie,
est équipé de moyens de coupe transformant le carottler en outil de forage
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et oe la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui Illustrent schématiquement en coupe longitudinale, avec brisures, à titre d'exemples non limitatifs des formes de réalisation avantageuses de carottiers suivant l'invention
La figure 1 représente une extrémité antérieure d'un carottier de l'invention
La figure 2 représente un tronçon du carottier de la figure 1, à l'endroit des extrémités postérieures des tubes Intérieur et médian
La figure 3 représente une extrémité antérieure d'un autre carottier de l'invention
La figure 4 représente un tronçon du carottier de la figure 3,
à l'endroit des extrémités postérieures des tubes Intérieur et médian
La figure 5 représente une extrémité antérieure d'un autre carottler de l'invention
La figure 6 représente un tronçon du carottier de la figure 5, à l'endroit de l'extrémité postérieure du tube médian.
La figure 7 représente une extrémité antérieure d'un autre carottier de l'invention.
La figure 8 représente un tronçon du carottier de la figure 7, à l'endroit des extrémités postérieures des tubes intérieur et médian
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Le carottier 1 (figures 1 et 2) de l'invention, destiné en
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particulier à la prospection pétrolière, comprend, suivant un aspect, une couronne de carottage 2, un tube extérieur 3, qui peut être formé par plusieurs tronçons usuellement vissés l'un à l'autre et à la couronne 2 pour supporter celle-ci et la mettre en rotation, et un tube Intérieur 4 qui peut également être formé par plusieurs tronçons usuellement vissés l'un à l'autre et qui est agencé de façon amovible dans le tube exténeur 3 pour pouvoir y être introduit et en être retiré suivant une technique connue dite du wireline
Suivant l'invention, le carotter 1 selon cet aspect comporte de plus un tube médian 5 qui est disposé sensiblement coaxialement entre les tubes extérieur 3 et inténeur 4 et qui détermine respectivement, d'une part,
avec le tube extérieur 3 un espace annulaire longitudinal 6 et, d'autre part, avec le tube intérieur 4 un espace annulaire longitudinal 7 Le tube médian 5 est monté dans le tube exténeur 3 et y est maintenu, au moins en cours de carottage, par au moins une butée 8 (figures 1 et/ou 2) qui en limite un déplacement axial dans ce tube extérieur 3 Le tube médian 5 est de plus agencé pour que le tube intérieur 4 puisse y coulisser et y soit guidé au moins lors de la mise en position du tube intérieur 4 dans le carottier 1 pour recevoir une carotte ou lorsque le tube intérieur 4 est retiré du carottier 1.
Ce guidage par le tube médian 5 du tube intérieur 4 peut être particulièrement efficace parce que cela permet d'éviter de devoir munir l'intérieur du tube extérieur 3 d'éléments de guidage connus (non représentés) qui font saillie à partir de sa surface interne et qui, d'une part, sont difficiles et donc coûteux à réaliser et qui, d'autre part, provoquent des à-coups importants et nocifs lorsque le tube intérieur 4 est descendu dans le carottier 1.
Suivant un autre aspect du carottier 1 connu, celui-à peut comprendre un tube médian 5 disposé sensiblement coaxialement entre les tubes extérieur 3 et intérieur 4 et déterminant avec ceux-ci les espaces annulaires longitudinaux 6 et 7 précités respectifs
Alors suivant l'invention, dans le carottier 1 selon cet autre
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aspect, le tube médian 5 est monté dans le tube exténeur 3 et est agencé pour y guider le tube intérieur 4 au moins lors de son Introduction ou de son retrait, comme cela est décnt a-dessus dans le contexte inventif du carottier 1 selon le premier aspect cité, et cela donne le même résultat favorable
Ladite butée 8 peut être située (figure 2)
du côté de l'extrémité posténeure 9 du tube médian 5 en considérant un sens d'avance S du carottler 1 pendant un carottage Cette butée 8 peut être
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une surface d'appui 10 qui est portée par le tube exténeur 3 et qui coopère avec un collet 11 formé sur le tube médian 5, sous le poids propre de ce dernier placé dans le tube extérieur 3 ainsi qu'éventuellement par suite d'une poussée hydraulique expliquée plus loin Une autre butée 12 peut être prévue également du côté de ladite extrémité postérieure 9 et être constituée par exemple par un ou des anneaux 13, d'épaisseurs calibrées, qui s'appuient contre l'extrémité anténeure non représentée du tronçon de tube exténeur vissée dans l'extrémité postérieure 14 du tronçon du tube extérieur 3 représenté,
l'extrémité posténeure 9 du tube médian 5 pouvant s'appuyer contre ces anneaux 13 pour limiter le déplacement de ce dernier au cas où le tube médian 5 est poussé pour une quelconque raison en sens Inverse du sens d'avance S de carottage
Le carottler 1 de l'invention comprend avantageusement (figure 1) des moyens 20 agencés pour maintenir sensiblement coaxial par rapport au tube extérieur 3 le tube médian 5 Ces moyens 20 peuvent être des saillies 21 qui sont prévues sur le tube médian 5, à l'extérieur de ce dernier, et qui coopèrent avec la surface interne sensiblement unie du tube extérieur 3. Comme le montre la figure 1, les saillies 21 peuvent faire avantageusement partie d'un tronçon 22 amovible ou au moins fabnqué séparément et Intercalé dans le tube médian 5.
Les saillies 21 peuvent être profilées pour faciliter introduction du tube médian 5 dans le tube extérieur 3 et peuvent être agencées pour laisser entre elles un
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passage 23 libre déterminé pour du fluide de carottage transporté à travers l'espace annulaire longitudinal 6 suivant la flèche S Le diamètre extérieur du tronçon 22 correspond au diamètre intérieur du tube exténeur 3 pour obtenir leur coulissement réciproque Des moyens 20 précités peuvent être agencés en plusieurs endroits le long du carottier 1
De préférence, le tube médian 5 est maintenu à butée 8, à son extrémité antérieure 27 suivant le sens S de carottage, par une surface d'appui 28 de la couronne 2 Cette surface d'appui 28 peut fermer en même temps, au moins au cours d'un carottage normal,
l'espace annulaire longitudinal 6, afin par exemple d'éviter un afflux trop important de fluide de carottage vers ou près de la carotte 29 en cours de formation et afin de dévier tout le flux de fluide vers des ajutages 30 de la couronne 2, onentés de façon appropnée vers le fond 31 du trou de carottage
Avantageusement, la distance radiale entre parois des tubes exténeur 3 et médian 5 est relativement grande par rapport à la distance radiale entre parois des tubes Intérieur 4 et médian 5 Cette dernière distance radiale est de préférence la plus faible possible pour que le tube médian 5 guide correctement et stabilise latéralement le tube intérieur 4 lorsque celui-ci est coulissé dans le tube médian 5 et pendant un carottage, tout en permettant dans l'espace annulaire 7, entre ces deux tubes 4, 5,
un éventuel écoulement de fluide expliqué ci-après
Le tube intérieur 4 décrit ci-dessus est usuellement un tube intérieur 3 connu de prélèvement de carotte. Dans ce cas, il est avantageux que les tubes intérieur 4 et médian 5 comportent, du côté de leur extrémité postérieure respective, des moyens 35 tels que des collets réciproques qui coopèrent de façon à arrêter à bonne hauteur le coulissement d'introduction du tube intérieur 4 dans le tube médian 5.
A cet effet, ce que l'on appelle tube intérieur 4 comporte à son extrémité postérieure un tronçon de suspension 36 auquel le reste du tube intérieur 4 est suspendu au moyen d'au moins une butée à billes 37 connue, de
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façon à ce que le tronçon de suspension 36 puisse tourner, en cours de carottage, avec les tubes médian 5 et exténeur 3 autour de leur axe longitudinal commun alors que le reste du tube Intérieur 4 ne tourne pas pour ne pas déranger et endommager la carotte 29 qui s'y forme Le reste du tube intérieur 4 est ainsi maintenu en suspension et ne repose pas, à son extrémité anténeure 38 (figure 1),
contre la couronne 2 ou contre tout autre élément qui pourrait l'entraîner en rotation autour de l'axe longitudinal commun
Le carottier 1 de l'invention comporte avantageusement des moyens hydrauliques agencés pour maintenir, par une pression du fluide de carottage utilisé, le tube Intérieur 4 et/ou le tube médian 5 à butée 8 vers l'extrémité antérieure du carottler 1 au cours d'une opération de carottage normale Ces moyens peuvent être notamment des moyens connus produisant des pertes de charge dans les trajets du fluide et présentant des surfaces appropnées sur lesquelles agissent les différences de pression obtenues par ces pertes de charge
Le carottier 1 de la figure 1 comporte, pour saisir et maintenir une carotte 29 dans le tube intérieur 4 au cours de la remontée de celui-ci vers la surface,
une bague tronconique fendue 40 dont l'intervalle de fente peut présenter, comme cela est représenté, une forme de V en projection
Comme le montre la figure 2, le tube intérieur 4 présente à son extrémité postérieure un moyen d'accrochage 41, connu en soi, destiné à accrocher le tube Intérieur 4 selon la technique du wireline pour le descendre dans le tube médian 5 ou l'en retirer
Tel que cela est représenté à la figure 2, il apparaît que la surface d'appui 10 ne soutient pas le collet 11 puisque (figure 1) le tube médian 5 pose par son extrémité antérieure 27 contre la surface d'appui 28 de la couronne 2.
La surface d'appui 10 et le collet 11 ne serviraient que pour, par exemple, maintenir le tube médian 5 dans le tube extérieur 3 à un moment où la couronne 2 serait détachée et retirée du tube
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extérieur 3
Le fluide de carottage circule dans le carottier 1 des figures
1 et 2 selon le parcours suivant Il arrive d'une manière usuelle en 42, en haut de la figure 2, dans le tube extérieur 3, passe dans le tube médian 5 en 43 autour du tronçon de suspension 36 pour s'écouler, d'une part, à travers des orifices 44 du tube médian 5 jusque dans l'espace annulaire 6 et de là, (figure 1) à travers les ajutages 30, pour parvenu au fond 31 du trou de carottage sans pouvoir s'écouler entre la surface d'appui 28 de la couronne 2 et le tube médian 5.
D'autre part, le fluide de carottage peut s'écouler également à travers des orifices 45 qui le mènent, à l'intérieur du tronçon de suspension 36, vers un moyen d'étranglement de débit 46 qui en réduit le débit et ensuite vers des orifices 47 qui le conduisent dans l'espace annulaire 7 où t peut assurer essentiellement une lubrification entre les tubes intérieur 4 et médian 5
A mesure qu'une carotte 29 entre dans l'espace Interne 48 (figure 1) du tube intérieur 4, du fluide de carottage contenu dans cet espace interne 48 peut s'échapper (figure 2), facilement et sans exercer sur la carotte une pression excessive, par une soupape à bille 49 au sommet du tube intérieur 4 et vers l'espace annulaire 7 où règne une pression de fluide inférieure à celle en 42,
à cause de la perte de charge due au moyen d'étranglement de débit 46.
Le fluide qui se trouve dans l'espace annulaire 7 peut s'en échapper entre les extrémités antérieures des tubes médian 5 et intérieur 4 où il peut agir comme lubrifiant et peut arriver entre la carotte 29 et la couronne 2 où, grâce à son faible débit, il n'endommage pas de façon gênante la carotte 29. Dans le cas de carottes particulièrement fragiles, le moyen d'étranglement de débit 46 peut être remplacé par un bouchon ; et dans ce cas aucun débit, autre que celui produit éventuellement par la carotte elle-même lors de sa progression dans le tube intérieur, ne circule ni dans l'espace annulaire 7 ni entre la carotte 29 et la couronne 2.
S'il se produit un blocage de la carotte 29 dans l'espace
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Interne 48, le tube intérieur 4 se voit poussé vers le haut des figures 1 et 2 par rapport au reste du carottler 1 Le tube intérieur 4 n'est donc plus en appui sur le tube médian 5 à l'endroit des moyens de suspension 35 et le tronçon de suspension 36 monte dans le tube médian 5 par rapport à sa position dessinée En montant,
le corps du tronçon de suspension 36 qui a en dessous des onfices 45 un diamètre supéneur par rapport au diamètre à l'endroit et au-dessus de ces onfices 45 obstrue le passage de fluide de carottage venant de 42 et s'écoulant à travers les onfices 44 Cette obstruction provoque un accroissement de la pression du fluide arrivant en 42 Par son action sur les moyens hydrauliques précités, cet accroissement de pression peut tendre à repousser le tube Intérieur 4 dans sa position normale de carottage en débloquant la carotte 29 Cet accroissement de pression peut être interprété à la surface, par le personnel conduisant le carottage, comme étant un signal avertissant d'une anomalie
Dans la forme de réalisation de l'invention suivant les figures 3 et 4, le tube intérieur 3 comporte (figure 3),
à l'intérieur de son extrémité antérieure, pour la saisie d'une carotte 29, outre la bague tronconique fendue 40 déjà citée, un manchon 55 de fermeture de l'espace Inténeur 48 et d'enserrage de la carotte 29 Un tel manchon 55 a une faible épaisseur de paroi et peut être déformé par une pression de fluide appliquée sur sa surface pénphénque externe de façon à ce que son espace interne s'étrangle par rapport à sa forme de départ Le fluide de commande de cet étranglement du manchon 55 peut être du fluide de carottage amené dans une chambre annulaire (non représentée) entre ledit manchon 55 et le tube intérieur 4 Ce fluide de carottage peut être amené là entre par l'intermédiaire de l'espace annulaire 7 A cet effet,
au début du carottage le fluide de carottage provenant des orifices 45 précités est limité en débit par le moyen d'étranglement 46 précité ou est bloqué par exemple par une soupape 46A disposée en cet endroit, de
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façon à ce que la pression de ce fluide dans l'espace annulaire 7 sot inférieure à celle nécessaire pour déformer le manchon 55 Pour constituer la soupape 46A, le moyen d'étranglement 46 peut être monté dans un support 56 qui est fixé en position dans le tronçon de suspension 36 par une goupille 57 choisie pour se rompre au-delà d'une pression déterminée exercée par le fluide de carottage sur les surfaces posténeures du support 56 et du moyen d'étranglement 46 En fin de carottage, pour fermer le tube inténeur 3 par déformation du manchon 55,
on provoque une augmentation sensible de la pression du fluide en 42, de façon à dépasser ladite pression déterminée de rupture de la goupille 57 Celle-ci se rompant, le support 56 et le moyen d'étranglement 46 sont chassés par le fluide dans une cavité 58 du tronçon de suspension 36 et libèrent ainsi un passage important pour le fluide entrant par les orifices 45 et sortant par les orifices 47 vers l'espace annulaire 7, de sorte qu'une pression suffisante est à présent appliquée sur la paroi du manchon 55 qui, par déformation vers l'inténeur, enserre alors la carotte 29 à remonter et/ou obstrue la base de l'espace intérieur 48 pour retenir la carotte 29 dans ce dernier. L'homme de métier peut aisément agencer une autre soupape 46A au lieu du moyen d'étranglement 46 au vu des explication précédentes.
Les figures 5 et 6 montrent une forme de réalisation particulière du carottier 1 de l'invention, dans laquelle le tube intérieur 4 précité est remplacé par exemple temporairement par un tube intérieur 65 particulier équipé, à son extrémité antérieure, de moyens de coupe 66 qui permettent de transformer le carottier 1 en outil de forage.
Dans cette forme de réalisation particulière, Il est nécessaire que, dans le carottier 1 de l'invention les tubes médian 5 et extérieur 3 soient solidaires, au moins en ce qui concerne leur rotation en cours de carottage
Pour les rendre solidaires, le tube médian 5 peut comporter sur sa pénphérie externe au moins une saillie longitudinale 60 (figures 1,
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3 et 5) et le tube extérieur 3 peut comporter sur sa périphérie Interne au moins une rainure longitudinale 61 agencée pour coopérer avec la saillie longitudinale 60 à la manière d'un embrayage à crabots en vue de l'entraînement en rotation du tube médian 5 par le tube extérieur 3 en cours de carottage La rainure 61 peut cependant être portée par le tube médian 5 et la saillie 60 par le tube extérieur 3 D'autres moyens d'accouplement de ces deux tubes 3,
5 peuvent également être utilisés De préférence plusieurs saillies 60 et/ou ramures 61 seront prévues par exemple pour avoir une possibilité de respecter une orientation angulaire déterminée des moyens de coupe 66, portés par le tube intérieur particulier 65, par rapport à des éléments de coupe de la couronne 2.
Dans cette forme de réalisation particulière, il est également nécessaire que le tube intérieur particulier 65 tourne avec le reste du carottler 1 A cet effet, le tube intérieur particulier 65 (figure 5) porte un verrou 67 muni d'un ressort 68 et disposé parallèlement à l'axe longitudinal du carottler 1 pour pouvoir tourner autour d'un pivot horizontal (selon la disposition du dessin) afin de pouvoir occuper une position d'accrochage dans une encoche 69 du tube médian 5, tel que cela est représenté à la figure 5, et une position de libération.
Dans la position d'accrochage, le verrou 67 solldanse les tubes médian 5 et intérieur particulier 65, au moins pour que ce dernier soit entraîné en rotation mais de préférence aussi pour qu'il sot bloqué, par une face 70 du verrou 67, au moins contre une poussée en sens inverse du sens S et exercée par le fond de trou 31 sur le tube intérieur particulier 65. Un biais 71 prévu sur une partie du verrou 67 facilite son introduction automatique dans l'encoche 69 Une poussée hydraulique précitée peut également contribuer à maintenir le tube intérieur particulier 65 en butée 8 (figure 5) contre une face intérieure de la couronne 2.
Pour que le verrou 67 occupe sa position de libération, non représentée, dans laquelle il permet que le tube intérieur particulier 65 soit remonté par la technique connue du wireline, il peut être prévu que le
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tube intérieur particulier 65 comporte une première partie 65A, équipée du moyen d'accrochage 41 précité, montée de façon à pouvoir coulisser parallèlement à l'axe longitudinal commun dans une seconde partie 65B qui porte le verrou 67.
Le verrou 67 comporte une ouverture 71A dont au moins un bord 72 est incliné par rapport à l'axe longitudinal commun La première partie 65A comporte un ergot 73 agencé pour coopérer avec le bord 72 incliné de façon à obtenir ce qui suit En position de blocage précitée, la première partie 65A est enfoncée dans la seconde partie 65B, à butée contre une tige d'arrêt 74 de la seconde partie 65B, et l'ergot 73 laisse le verrou 67 entrer dans l'encoche 69 Pour obtenir ladite position de libération du verrou 67, une traction sur le moyen d'accrochage 41 fait coulisser, vers le haut selon la figure 5, la première partie 65A dans la seconde 65B qui est retenue de son côté à ce moment par son poids propre et éventuellement par le verrou 67 engagé dans l'encoche 69.
A mesure que la première partie 65A monte par rapport à la seconde 65B, l'ergot 73 en contact avec le bord Incliné 72 et montant parallèlement à l'axe longitudinal commun tire le verrou 67 de façon à ce qu'il sorte de l'encoche 69. Ensuite la première partie 65A bute contre la tige d'arrêt 74 et, la traction étant poursuivie, tire sur celle-ci et donc sur la seconde partie 65B et tout le tube intérieur particulier 65 peut ainsi être retiré d'un carottier 1. Une mise en place de ce tube particulier 65 dans le carottier 1 ne doit pas être expliquée, l'homme de métier pouvant la déduire sans peine.
Rendre solidaire un autre type de tube inténeur 4, par exemple usuel, et un tube médian 5 peut également être utile et le système de verrou 67 ou un système de genre connu peut être envisagé à cet effet.
L'espace annulaire longitudinal 6 entre les tubes médian 5 et extérieur 3 pouvant être de dimension importante, il peut être avantageux d'y installer au moins une partie (non représentée) d'un système d'acquisition et/ou de mémorisation et/ou de transmission vers la
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surface de données concernant des paramètres physiques et/ou des valeurs mesurées au cours d'un carottage et/ou d'un forage en cours et/ou concernant des formations géologiques rencontrées en cours d'opération De tels paramètres peuvent être des pressions et/ou des températures en différents endroits du carottler 1
On aperçoit en outre à la figure 5 des conduis 76 qui permettent d'amener du fluide de forage/carottage à l'endroit du contact entre les moyens de coupe 66 précités et le fond de trou 31 Ces conduits 76 sont
en communication avec l'espace annulaire 7 et en reçoivent le fluide dont le débit et/ou la pression peuvent être adaptés en organisant d'une façon connue des pertes de charge le long de cet espace annulaire 7 et, le cas échéant, des conduits 76 eux-mêmes
Il dot être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications annexées au présent mémoire
Ainsi la forme de réalisation de l'invention selon les figures 7 et 8 est donnée à titre d'exemple supplémentaire Outre les éléments déjà expliqués ci-dessus sur base des figures 1 et 2, on trouve (figure 7) des moyens 80 de protection et/ou de lubnficatlon de la carotte 29,
adaptés pour effectuer ce genre d'opération à mesure que la carotte 29 est formée et entre dans l'espace interne 48 Ces moyens 80 peuvent comporter un piston 81 monté de façon coulissante dans l'espace interne 48 et agencé pour séparer celui-ci de façon étanche, au moins dans une section antérieure limitée en longueur de cet espace interne 48,
en une partie d'espace interne 48A antérieure au piston 81 et une partie d'espace interne 48B postérieure à ce dernier et destinée à être remplie d'un produit de lubrification et/ou de protection de la carotte 29 L'étanchéité peut être réalisée par exemple par un joint torique entre le piston 81 et le tube inténeur 3 Ladite section antérieure limitée peut présenter un diamètre interne choisi pour assurer l'étanchéité avec le
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joint tonque et le piston 81 tandis que le reste de l'espace interne 48 peut présenter un diamètre Interne supéneur au précédent pour qu'il n'y ait plus d'étanchéité en cet endroit et que ledit produit puisse s'écouler entre le piston 81 et la paroi du tube inténeur 3
Le piston 81 peut comporter au moins un passage 83, pour ledit produit,
agencé entre une chambre axiale 82 du piston 81 et la partie d'espace interne 48A antérieure au piston 81 Dans la chambre axiale 82 peut être montée de façon coulissante une soupape 84 à poussoir 85 destiné à prendre appui sur le sommet d'une carotte 29 en cours de formation La soupape 84 peut occuper une position extrême de départ (représentée à la figure 7), dans laquelle elle bloque tout passage de produit susdit depuis la partie d'espace Interne posténeure 48B vers la partie d'espace interne antérieure 48A, et une position extrême d'ouverture, en cours de carottage, dans laquelle la soupape 84 est poussée par le sommet de la carotte 29 qui, au cours de sa formation, appuie contre le poussoir 85 en entrant dans l'espace interne 48 Dans cette position extrême d'ouverture,
la soupape 84 permet un passage de produit depuis la partie d'espace interne postérieure 48B vers la partie d'espace interne antérieure 48A par le fait que la tête de la soupape 84 s'est écartée, par coulissement, du piston 81, que le corps de la soupape 84 dans la chambre 82 a une section transversale inféneure à celle de cette chambre 82 et que le produit peut y passer et s'écouler Jusqu'au (x) passage (s) 83 et, par celui-ci ou ceux-ci, jusqu'à la partie d'espace interne antérieure 48A.
Les moyens 80 précités peuvent comporter en outre (figure 8), du côté postérieur de l'espace interne 48, un bouchon 88 pour donner accès à un conduit axial 89 pour un remplissage éventuellement sous une certaine pression P de l'espace interne 48 avec le produit approprié, une soupape 90 à bille et ressort, dans le conduit axial 89, pour permettre ledit remplissage mais pas de sortie du produit par ce même conduit axial 89, au moins un conduit 91 de sortie de produit (le conduit 91 étant
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parallèle au conduit axial 89),
une soupape 92 à bille et ressort associée au conduit 91 pour permettre une sortie du produit par au moins un onfice 94 et de là vers l'espace annulaire 7 sous ladite pression P déterminée par le dernier ressort mais non une entrée de fluide de carottage vers l'espace Interne 48
En fonctionnement, les moyens 80 peuvent agir comme suit Avant un carottage, on introduit le piston 81 dans l'espace interne 48 par l'extrémité antérieure du tube intérieur 4 et on le pousse Jusqu'au fond de l'espace interne 48 On positionne la soupape 84 pour qu'elle bloque toute sortie du produit On Injecte par le conduit 89, dans l'espace interne 48, le produit qui de ce fait repousse le piston 81 Jusqu'à une butée (non représentée) située près de l'extrémité antérieure 38 du tube inténeur 4,
sans l'en faire sortir Pendant le carottage, le sommet de la carotte 29 entre en contact avec le poussoir 85 et force la soupape 84 à ouvrir un trajet pour le produit à travers le passage 83 pour amener du produit au sommet de la carotte 29 Le produit est pressé hors de l'espace interne 48 par le déplacement du piston 81 poussé progressivement vers le fond de cet espace interne 48 par l'entrée de la carotte 29 dans ce dernier Le produit pressé par le piston 81 peut s'échapper (figure 8) de plus, en cas de nécessité, par le conduit 91, la
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soupape 92 et l'orifice 94 vers l'espace annulaire 7 et, de là, Il ne peut pratiquement que s'échapper par l'extrémité antérieure du carottier 1 (figure 7), entre les tubes médian 5 et intérieur 4 qui présentent un jeu et ensuite entre le tube intérieur 4 et la couronne 2.
Après que le piston 81 a parcouru la longueur de la section antérieure limitée précitée, le produit s'échappe également entre le piston 81 et la paroi interne du tube intérieur 4 La pression P est choisie de telle façon que le piston 81 et la soupape 84 restent en place lors de la descente du tube intérieur 4 dans le tube médian 5 par la technique dite du wirehne
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Légendes des figures S sens de carottage
1 carottier 2 couronne de carottage 3 tube extérieur 4 tube intérieur 5 tube médian 6 espace annulaire longitudinal entre 3 et 5 7 espace annulaire longitudinal entre 4 et 5 8 butée 9 extrémité posténeure du tube médian 5
10 surface d'appui de 3 11 collet de 5 12 butée 13 anneau 14 extrémité posténeure du tronçon du tube extérieur 3 20 moyen pour maintenir coaxiaux 3 et 5 21 saillies 22
tronçon amovible de 5 23 passages libres 27 extrémité anténeure de 5 28 surface d'appui de 2 29 carotte 30 aJutage de 2 31 fond du trou de carottage 35 moyens de suspension de 4 36 tronçon de suspension de 4 37 butée à billes 38 extrémité anténeure de 4 40 bague tronconique fendue 41 moyen d'accrochage 42 endroit 42 43 endroit 43 44 onfices dans 5 45 onfices dans 6 46 moyen d'étranglement de débit
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46A soupape 47 orifices dans 4 48 espace Interne de 4 48A partie antérieure de 48 48B partie postérieure de 48 49 soupape à bille 55 manchon de fermeture 56 support de 46 57 goupille de 56 58 cavité dans 36 60 saillie longitudinale 61 rainure longitudinale 65 tube intérieur particulier 65A première partie de 65 65B seconde partie de 65 66 moyens de coupe de 65 67 verrou de 65 68 ressort de 67 69
encoche dans 5 70 face de 67 71 biais de 67 71A ouverture dans 67 72 bord de 71 A 73 ergot de 65A 74 tige d'arrêt de 65B 76 conduit dans 65 80 moyens de protection ettou de lubrification de 29 81 piston de 80 82 chambre axiale de 81 83 passage dans 81 84 soupape de 81 85 poussoir de 84 88 bouchon 89 conduit axial 90 soupape à bille et ressort 91 conduit 92 soupape à bille et ressort 94 orifice
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Corer
The present invention relates to a core housing, in particular in the field of petroleum prospecting, comprising a crown, an extender tube for supporting and rotating the crown, and an inner tube detachably arranged in the outer tube so that it can be inserted therein. and be removed using a technique called wtreline.
Corers of this kind, known to date, have significant drawbacks, in particular when cores of a comparatively small external diameter are taken while making a coring well with a comparatively large internal diameter, therefore using a crown of comparatively large external diameter and preferably using an external tube of comparatively large external diameter This is the case, for example, when the drill string above the core barrel presents, for the passage of the internal tube that the 'we descend and / or ascend to the surface, a small internal diameter compared to the large outer diameter of the core barrel.
The result of this situation is a great deal of difficulty due for example to the complexity of guiding the entire inner tube in the outer tube during a longitudinal movement of introduction or withdrawal of the inner tube, at frequent risk. encountered carrots falling from the inner tube when removing it and blocking the passage in the outer tube to the point that the inner tube can no longer be reintroduced in the coring position, very difficult not to say the impossibility of recovering a carrot which escaped from the Inner tube during the ascent of the latter and which, being placed strongly in bias in the tube
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comparatively large internal diameter extender,
closes the passage of the Inner tube and must be completely destroyed and is therefore irretrievably lost and may require removal of the entire core, etc.
The object of the present invention is to solve these and other problems set out below and to provide, in the case of the known corers described above, an effective means for keeping carrot debris or a carrot in a position favorable to its recovery and to guide the inner tube and support it both during its introduction into the corer and when it is withdrawn therefrom as during coring.
To this end, it has proved surprisingly effective, according to the invention, to provide the core barrel with a median tube which is arranged substantially coaxially between the inner and inner tubes, which determines, on the one hand, with the outer tube and, on the other hand, with the inner tube a respective longitudinal annular space at least during coring, which is mounted in the extender tube and is held there by at least one stop which limits its axial movement in this extender tube, and which is arranged so that the inner tube can slide there and be guided therein, at least when it is placed in the receiving position for a core or is removed from the core barrel.
The present invention also relates to a core barrel, in particular in the field of oil prospecting, comprising a crown, an outer tube for supporting and rotating the crown, an inner tube detachably arranged in the outer tube so that it can be inserted therein. and to be removed therefrom according to a technique called wireline, and a median tube which is disposed substantially coaxially between the outer and inner tubes and which determines, on the one hand, with the outer tube and, on the other hand, with the inner tube a respective longitudinal annular space
To date we know corers of this other kind, in
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which the inner and middle tubes are connected together, for example at their end remote from the bottom of the core hole,
and are moved together according to the wireline technique for their introduction into and removal from the core barrel, inter alia for drawing samples or cores from the ground without removing the entire core barrel
It has become apparent that, in the case of known corers of this other kind, two tubes are operated unnecessarily, that is to say the inner and median tubes which are fixed to each other, while only the inner tube containing the carrot should be brought to the surface
It has also appeared to date that, as already mentioned above,
cores with a comparatively small external diameter are taken while making a coring well with a comparatively large internal diameter therefore using a crown of comparatively large external diameter and preferably using a tube exterior of comparatively large external diameter It results from this situation the senna of significant difficulties due for example to the complexity of guiding all the inner and middle tubes in the outer tube during a longitudinal movement of introduction or removal of the inner tube,
at the frequent risk of carrot debris falling from the inner tube during its removal and blocking the passage in the outer tube to the point that the inner and middle tubes can no longer be reintroduced in the coring position, with very great difficulties for do not say that it is impossible to recover a carrot which has escaped from the Inner tube during the ascent of the latter and which, being strongly biased in the outer tube of comparatively large internal diameter, blocks the passage of inner and middle tubes and must be completely destroyed and is therefore irretrievably lost and may require removal of the entire core barrel, etc.
The object of the present invention is to provide in this case also an effective means for solving the above problems.
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encountered when using known core samples of this other kind
To this end, according to the invention it appeared surprisingly useful to separate the median tube from the interior tube, contrary to what the skilled person has done as procedures to date, and to organize the corer so that the median tube sot mounted in the extender tube so that at least during coring, the median tube y sot held by at least one stop which limits an axial displacement in the outer tube, and so that the inner tube sot arranged in the core barrel so as to slide in the middle tube, used as a guide,
when the inner tube is moved in the core using the so-called wireline technique, to be placed there in the receiving position of a carrot or else to be removed from the core
According to one embodiment of the invention, means arranged to maintain substantially coaxial with respect to the extender tube the median tube are provided on the latter, at the extender of the latter, and cooperate with a substantially united internal surface of the tube extiner
According to a particular embodiment of the invention, the radial distance between the walls of the outer and middle tubes is relatively large compared to the radial distance between the sides of the inner and middle tubes,
this latter distance preferably being as small as possible so that the median tube guides and laterally stabilizes the inner tube during said sliding and during coring, while allowing any fluid to flow between them.
According to an advantageous embodiment of the invention, the median tube is integral with the outer tube, at least as far as a coring rotation is concerned. Preferably, in order to secure the outer and middle tubes in coring rotation, a first of these two tubes has at least one longitudinal groove on a face facing the second tube and the latter comprises, on a turned face
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towards the first tube, at least one longitudinal projection arranged to cooperate with said groove in order to transmit the core rotation
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, at its anterior end, said inner tube, in a possibly shortened form,
is equipped with cutting means transforming the corer into a drilling tool
Other details and particularities of the invention will emerge from the secondary claims and the description of the drawings which are annexed to the present specification and which illustrate schematically in longitudinal section, with broken lines, by way of nonlimiting examples of the advantageous embodiments of corers according to the invention
FIG. 1 represents an anterior end of a corer of the invention
FIG. 2 represents a section of the core barrel of FIG. 1, at the location of the posterior ends of the interior and median tubes
FIG. 3 represents an anterior end of another corer of the invention
FIG. 4 represents a section of the core barrel of FIG. 3,
at the posterior ends of the inner and middle tubes
FIG. 5 represents an anterior end of another carottler of the invention
FIG. 6 represents a section of the core barrel of FIG. 5, at the location of the posterior end of the median tube.
FIG. 7 represents a front end of another corer of the invention.
Figure 8 shows a section of the core barrel of Figure 7, at the location of the posterior ends of the inner and middle tubes
In the various figures, the same reference notations designate identical or analogous elements.
The core barrel 1 (Figures 1 and 2) of the invention, intended for
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particular to oil prospecting, comprises, according to one aspect, a coring ring 2, an outer tube 3, which can be formed by several sections usually screwed to each other and to the ring 2 to support the latter and put it in rotation, and an Inner tube 4 which can also be formed by several sections usually screwed to each other and which is removably arranged in the extender tube 3 so as to be able to be inserted therein and removed therefrom known technique known as wireline
According to the invention, the casing 1 according to this aspect further comprises a median tube 5 which is disposed substantially coaxially between the outer tubes 3 and the interior 4 and which respectively determines, on the one hand,
with the outer tube 3 a longitudinal annular space 6 and, on the other hand, with the inner tube 4 a longitudinal annular space 7 The middle tube 5 is mounted in the extender tube 3 and is held there, at least during coring, by at least one stop 8 (Figures 1 and / or 2) which limits an axial displacement in this outer tube 3 The middle tube 5 is further arranged so that the inner tube 4 can slide there and be guided there at least during positioning the inner tube 4 in the core barrel 1 to receive a core or when the inner tube 4 is removed from the core barrel 1.
This guidance by the middle tube 5 of the inner tube 4 can be particularly effective because this avoids having to provide the interior of the outer tube 3 with known guide elements (not shown) which protrude from its surface. internal and which, on the one hand, are difficult and therefore costly to produce and which, on the other hand, cause significant and harmful jolts when the inner tube 4 is lowered into the core barrel 1.
According to another aspect of the known core barrel 1, this may comprise a median tube 5 disposed substantially coaxially between the outer 3 and inner 4 tubes and determining with these the respective annular longitudinal spaces 6 and 7 above
So according to the invention, in the core barrel 1 according to this other
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aspect, the median tube 5 is mounted in the extender tube 3 and is arranged to guide the inner tube 4 therein at least during its introduction or its removal, as was noted above in the inventive context of the core barrel 1 according to the first aspect cited, and this gives the same favorable result
Said stop 8 can be located (Figure 2)
on the side of the posterior end 9 of the median tube 5 considering a direction of advance S of the core 1 during a core drilling This stop 8 can be
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a bearing surface 10 which is carried by the extender tube 3 and which cooperates with a collar 11 formed on the median tube 5, under the self-weight of the latter placed in the outer tube 3 as well as possibly as a result of a hydraulic thrust explained below Another stop 12 can also be provided on the side of said rear end 9 and be constituted for example by one or more rings 13, of calibrated thicknesses, which bear against the anterior end not shown of the section of the extender tube screwed into the rear end 14 of the section of the outer tube 3 shown,
the posterior end 9 of the median tube 5 which can bear against these rings 13 to limit the displacement of the latter in the event that the median tube 5 is pushed for any reason in the opposite direction to the direction of advance S of coring
The core barrel 1 of the invention advantageously comprises (FIG. 1) means 20 arranged to maintain substantially coaxial with respect to the outer tube 3 the median tube 5 These means 20 can be projections 21 which are provided on the median tube 5, at l 'outside of the latter, and which cooperate with the substantially united internal surface of the outer tube 3. As shown in Figure 1, the projections 21 may advantageously be part of a section 22 removable or at least manufactured separately and inserted in the tube median 5.
The projections 21 can be profiled to facilitate insertion of the middle tube 5 into the outer tube 3 and can be arranged to leave between them a
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free passage 23 determined for coring fluid transported through the longitudinal annular space 6 along arrow S The outside diameter of the section 22 corresponds to the inside diameter of the extinguisher 3 to obtain their reciprocal sliding Above-mentioned means 20 can be arranged in several locations along the core barrel 1
Preferably, the median tube 5 is held at the stop 8, at its anterior end 27 in the direction S of coring, by a bearing surface 28 of the crown 2 This bearing surface 28 can close at the same time, at least during normal coring,
the longitudinal annular space 6, in order for example to avoid an excessive inflow of coring fluid towards or near the core 29 during formation and in order to divert all the flow of fluid towards nozzles 30 of the crown 2, appropriately pitched towards the bottom 31 of the core hole
Advantageously, the radial distance between the walls of the outer 3 and median 5 tubes is relatively large compared to the radial distance between the walls of the inner 4 and median 5 tubes. This latter radial distance is preferably as small as possible so that the median tube 5 guides correctly and laterally stabilizes the inner tube 4 when the latter is slid into the middle tube 5 and during coring, while allowing in the annular space 7, between these two tubes 4, 5,
a possible flow of fluid explained below
The inner tube 4 described above is usually an inner tube 3 known from carrot sampling. In this case, it is advantageous for the inner 4 and middle 5 tubes to comprise, on the side of their respective posterior end, means 35 such as reciprocal collars which cooperate so as to stop the insertion sliding of the inner tube at the correct height. 4 in the middle tube 5.
For this purpose, the so-called inner tube 4 has at its rear end a suspension section 36 to which the rest of the inner tube 4 is suspended by means of at least one known ball thrust 37,
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so that the suspension section 36 can rotate, during coring, with the middle tubes 5 and extender 3 around their common longitudinal axis while the rest of the inner tube 4 does not rotate so as not to disturb and damage the core 29 which forms therein The remainder of the inner tube 4 is thus kept in suspension and does not rest, at its former end 38 (FIG. 1),
against the crown 2 or against any other element which could cause it to rotate about the common longitudinal axis
The corer 1 of the invention advantageously comprises hydraulic means arranged to maintain, by a pressure of the coring fluid used, the inner tube 4 and / or the median tube 5 with stop 8 towards the anterior end of the corer 1 during 'a normal coring operation These means may in particular be known means producing pressure losses in the fluid paths and having suitable surfaces on which the pressure differences obtained by these pressure losses act
The core barrel 1 of FIG. 1 comprises, in order to grasp and hold a core 29 in the inner tube 4 during the ascent of the latter to the surface,
a tapered frustoconical ring 40 whose slot gap can have, as shown, a V-shaped projection
As shown in Figure 2, the inner tube 4 has at its rear end a hooking means 41, known per se, intended to hang the inner tube 4 according to the wireline technique to lower it into the median tube 5 or the get out
As shown in Figure 2, it appears that the bearing surface 10 does not support the collar 11 since (Figure 1) the median tube 5 poses by its front end 27 against the bearing surface 28 of the crown 2.
The bearing surface 10 and the collar 11 would only be used to, for example, hold the middle tube 5 in the outer tube 3 at a time when the crown 2 is detached and removed from the tube
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outside 3
The coring fluid circulates in the core barrel 1 of the figures
1 and 2 along the following route It arrives in the usual way at 42, at the top of FIG. 2, in the outer tube 3, passes in the median tube 5 at 43 around the suspension section 36 to flow, d firstly, through orifices 44 of the median tube 5 into the annular space 6 and from there (FIG. 1) through the nozzles 30, to reach the bottom 31 of the coring hole without being able to flow between the bearing surface 28 of the crown 2 and the median tube 5.
On the other hand, the coring fluid can also flow through orifices 45 which lead it, inside the suspension section 36, to a flow restrictor 46 which reduces the flow and then to orifices 47 which lead it into the annular space 7 where t can essentially provide lubrication between the inner 4 and middle 5 tubes
As a core 29 enters the internal space 48 (FIG. 1) of the inner tube 4, core fluid contained in this internal space 48 can escape (FIG. 2), easily and without exerting on the core excessive pressure, by a ball valve 49 at the top of the inner tube 4 and towards the annular space 7 where there is a fluid pressure lower than that at 42,
due to pressure drop due to flow throttle 46.
The fluid which is in the annular space 7 can escape therefrom between the anterior ends of the median tubes 5 and interior 4 where it can act as lubricant and can arrive between the core 29 and the crown 2 where, thanks to its low flow, it does not annoyingly damage the carrot 29. In the case of particularly fragile carrots, the flow throttling means 46 can be replaced by a plug; and in this case no flow, other than that possibly produced by the core itself during its progression in the inner tube, circulates neither in the annular space 7 nor between the core 29 and the crown 2.
If there is a blockage of the core 29 in space
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Internal 48, the inner tube 4 is pushed upward in FIGS. 1 and 2 relative to the rest of the core 1 The inner tube 4 is therefore no longer supported on the median tube 5 at the location of the suspension means 35 and the suspension section 36 rises in the middle tube 5 relative to its drawn position.
the body of the suspension section 36 which has below the holes 45 a diameter greater than the diameter at the location and above these holes 45 obstructs the passage of coring fluid coming from 42 and flowing through the onfices 44 This obstruction causes an increase in the pressure of the fluid arriving in 42 By its action on the aforementioned hydraulic means, this increase in pressure may tend to push the Inner tube 4 back into its normal coring position by unlocking the core 29 This increase in pressure can be interpreted on the surface, by the personnel conducting the coring, as being a signal warning of an anomaly
In the embodiment of the invention according to FIGS. 3 and 4, the inner tube 3 comprises (FIG. 3),
inside its front end, for gripping a core 29, in addition to the split frustoconical ring 40 already mentioned, a sleeve 55 for closing the interior space 48 and for clamping the core 29 Such a sleeve 55 has a small wall thickness and can be deformed by a fluid pressure applied to its external peninsular surface so that its internal space is constricted relative to its initial form The control fluid for this constriction of the sleeve 55 can be coring fluid brought into an annular chamber (not shown) between said sleeve 55 and the inner tube 4 This coring fluid can be brought there between via the annular space 7 For this purpose,
at the start of the coring, the coring fluid coming from the aforementioned orifices 45 is limited in flow rate by the aforementioned throttling means 46 or is blocked for example by a valve 46A placed at this point,
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so that the pressure of this fluid in the annular space 7 is less than that necessary to deform the sleeve 55 To constitute the valve 46A, the throttling means 46 can be mounted in a support 56 which is fixed in position in the suspension section 36 by a pin 57 chosen to break beyond a determined pressure exerted by the coring fluid on the posterior surfaces of the support 56 and of the throttling means 46 At the end of coring, to close the tube interior 3 by deformation of the sleeve 55,
a significant increase in the pressure of the fluid is caused at 42, so as to exceed said determined pressure at which the pin 57 breaks. The latter breaking, the support 56 and the throttling means 46 are driven by the fluid into a cavity 58 of the suspension section 36 and thus release a large passage for the fluid entering through the orifices 45 and leaving through the orifices 47 towards the annular space 7, so that sufficient pressure is now applied to the wall of the sleeve 55 which, by deformation towards the interior, then encloses the core 29 to be wound up and / or obstructs the base of the interior space 48 to retain the core 29 in the latter. Those skilled in the art can easily arrange another valve 46A instead of the throttling means 46 in view of the preceding explanations.
Figures 5 and 6 show a particular embodiment of the core barrel 1 of the invention, in which the above-mentioned inner tube 4 is replaced, for example temporarily, by a particular inner tube 65 fitted, at its anterior end, with cutting means 66 which allow the corer 1 to be transformed into a drilling tool.
In this particular embodiment, it is necessary that, in the corer 1 of the invention, the median 5 and outer 3 tubes are integral, at least as regards their rotation during coring
To make them integral, the median tube 5 may comprise on its external periphery at least one longitudinal projection 60 (FIGS. 1,
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3 and 5) and the outer tube 3 may have on its internal periphery at least one longitudinal groove 61 arranged to cooperate with the longitudinal projection 60 in the manner of a dog clutch for the purpose of driving the median tube 5 in rotation. by the outer tube 3 during coring The groove 61 can however be carried by the middle tube 5 and the projection 60 by the outer tube 3 Other means of coupling these two tubes 3,
5 can also be used preferably several projections 60 and / or antlers 61 will be provided for example to have a possibility of respecting a determined angular orientation of the cutting means 66, carried by the particular inner tube 65, relative to cutting elements crown 2.
In this particular embodiment, it is also necessary that the particular inner tube 65 rotates with the rest of the core 1 For this purpose, the particular inner tube 65 (FIG. 5) carries a latch 67 provided with a spring 68 and arranged in parallel to the longitudinal axis of the core 1 to be able to rotate around a horizontal pivot (according to the arrangement of the drawing) so as to be able to occupy a position for hooking in a notch 69 of the median tube 5, as shown in the figure 5, and a release position.
In the hooking position, the latch 67 urges the median 5 and particular interior 65 tubes, at least so that the latter is rotated but preferably also so that it is blocked, by one face 70 of the latch 67, at less against a thrust in the opposite direction of the direction S and exerted by the bottom of the hole 31 on the particular inner tube 65. A bias 71 provided on a part of the lock 67 facilitates its automatic introduction into the notch 69 Aforesaid hydraulic thrust can also help keep the particular inner tube 65 in abutment 8 (FIG. 5) against an inner face of the crown 2.
So that the lock 67 occupies its release position, not shown, in which it allows the particular inner tube 65 to be raised by the known technique of wireline, it can be provided that the
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particular inner tube 65 comprises a first part 65A, equipped with the above-mentioned hooking means 41, mounted so as to be able to slide parallel to the common longitudinal axis in a second part 65B which carries the lock 67.
The latch 67 has an opening 71A of which at least one edge 72 is inclined relative to the common longitudinal axis The first part 65A comprises a lug 73 arranged to cooperate with the inclined edge 72 so as to obtain the following In the blocking position above, the first part 65A is pressed into the second part 65B, abutting against a stop rod 74 of the second part 65B, and the lug 73 lets the lock 67 enter the notch 69 To obtain said release position of the lock 67, a pull on the attachment means 41 causes the first part 65A to slide upwards according to FIG. 5 in the second 65B which is retained on its side at this time by its own weight and possibly by the lock 67 engaged in notch 69.
As the first part 65A rises relative to the second 65B, the lug 73 in contact with the inclined edge 72 and rising parallel to the common longitudinal axis pulls the lock 67 so that it comes out of the notch 69. Then the first part 65A abuts against the stop rod 74 and, the traction being continued, pulls on it and therefore on the second part 65B and all the particular inner tube 65 can thus be removed from a core barrel 1. An installation of this particular tube 65 in the core barrel 1 should not be explained, the skilled person being able to deduce it without difficulty.
Joining another type of inner tube 4, for example usual, and a middle tube 5 may also be useful and the lock system 67 or a system of known type can be envisaged for this purpose.
Since the longitudinal annular space 6 between the median 5 and outer 3 tubes can be of large size, it may be advantageous to install therein at least one part (not shown) of an acquisition and / or storage system and / or transmission to the
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data surface relating to physical parameters and / or values measured during coring and / or drilling in progress and / or concerning geological formations encountered during operation Such parameters can be pressures and / or temperatures in different places of the core 1
In addition, FIG. 5 shows conduits 76 which allow drilling / coring fluid to be brought to the point of contact between the aforementioned cutting means 66 and the bottom of the hole 31. These conduits 76 are
in communication with the annular space 7 and receive the fluid, the flow and / or pressure of which can be adapted by organizing, in a known manner, pressure drops along this annular space 7 and, where appropriate, conduits 76 themselves
It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiments described and that many modifications can be made to the latter without departing from the scope of the claims annexed to the present specification.
Thus the embodiment of the invention according to FIGS. 7 and 8 is given by way of additional example. In addition to the elements already explained above on the basis of FIGS. 1 and 2, there are found (FIG. 7) protection means 80 and / or lubricating the carrot 29,
adapted to perform this kind of operation as the core 29 is formed and enters the internal space 48 These means 80 may comprise a piston 81 slidably mounted in the internal space 48 and arranged to separate it from sealingly, at least in a front section limited in length of this internal space 48,
in a part of internal space 48A anterior to the piston 81 and a part of internal space 48B posterior to the latter and intended to be filled with a product for lubrication and / or protection of the core 29 The sealing can be achieved for example by an O-ring between the piston 81 and the inner tube 3 Said limited anterior section may have an internal diameter chosen to ensure sealing with the
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tonque seal and the piston 81 while the rest of the internal space 48 may have an internal diameter greater than the previous one so that there is no longer any sealing at this location and so that the said product can flow between the piston 81 and the wall of the inner tube 3
The piston 81 may include at least one passage 83, for said product,
arranged between an axial chamber 82 of the piston 81 and the internal space part 48A anterior to the piston 81 In the axial chamber 82 can be slidably mounted a valve 84 with pusher 85 intended to bear on the top of a core 29 during formation The valve 84 can occupy an extreme starting position (shown in FIG. 7), in which it blocks any passage of the above product from the posterior internal space part 48B to the anterior internal space part 48A, and an extreme open position, during coring, in which the valve 84 is pushed by the top of the core 29 which, during its formation, presses against the pusher 85 while entering the internal space 48 In this extreme opening position,
the valve 84 allows a passage of product from the rear internal space part 48B to the front internal space part 48A by the fact that the head of the valve 84 has moved away, by sliding, from the piston 81, that the body of the valve 84 in the chamber 82 has a cross section smaller than that of this chamber 82 and the product can pass there and flow up to the passage (s) 83 and, through it or those -this, up to the part of the anterior internal space 48A.
The aforementioned means 80 may further comprise (FIG. 8), on the rear side of the internal space 48, a plug 88 to give access to an axial duct 89 for filling, if necessary under a certain pressure P, of the internal space 48 with the appropriate product, a ball and spring valve 90, in the axial duct 89, to allow said filling but no outlet of the product through this same axial duct 89, at least one duct 91 for outlet of the product (the duct 91 being
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parallel to the axial duct 89),
a ball and spring valve 92 associated with the conduit 91 to allow an outlet of the product by at least one port 94 and from there towards the annular space 7 under said pressure P determined by the last spring but not a coring fluid inlet towards Internal space 48
In operation, the means 80 can act as follows Before coring, the piston 81 is introduced into the internal space 48 through the anterior end of the internal tube 4 and it is pushed to the bottom of the internal space 48 the valve 84 so that it blocks any outflow of the product. Injected through the conduit 89, into the internal space 48, the product which therefore pushes the piston 81 up to a stop (not shown) located near the anterior end 38 of the inner tube 4,
without removing it During coring, the top of the core 29 comes into contact with the pusher 85 and forces the valve 84 to open a path for the product through the passage 83 to bring the product to the top of the core 29 The product is pressed out of the internal space 48 by the displacement of the piston 81 progressively pushed towards the bottom of this internal space 48 by the entry of the core 29 into the latter The product pressed by the piston 81 can escape ( Figure 8) in addition, if necessary, via the conduit 91, the
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valve 92 and the orifice 94 towards the annular space 7 and, from there, it can practically only escape through the anterior end of the core barrel 1 (FIG. 7), between the median 5 and interior 4 tubes which have a clearance and then between the inner tube 4 and the crown 2.
After the piston 81 has traversed the length of the aforementioned limited anterior section, the product also escapes between the piston 81 and the internal wall of the inner tube 4 The pressure P is chosen so that the piston 81 and the valve 84 remain in place during the descent of the inner tube 4 in the middle tube 5 by the technique called wirehne
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Legends of figures S direction of core drilling
1 core barrel 2 core bit 3 outer tube 4 inner tube 5 middle tube 6 longitudinal annular space between 3 and 5 7 longitudinal annular space between 4 and 5 8 stop 9 posterior end of the middle tube 5
10 bearing surface of 3 11 collar of 5 12 stop 13 ring 14 posterior end of the section of the outer tube 3 20 means for maintaining coaxial 3 and 5 21 projections 22
removable section of 5 23 free passages 27 front end of 5 28 bearing surface of 2 29 core 30 aJutting of 2 31 bottom of the core hole 35 suspension means of 4 36 suspension section of 4 37 ball thrust 38 front end of 4 40 tapered frusto-conical ring 41 attachment means 42 location 42 43 location 43 44 hoses in 5 45 hoses in 6 46 flow throttle
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46A valve 47 orifices in 4 48 Internal space of 4 48A front part of 48 48B rear part of 48 49 ball valve 55 closing sleeve 56 support of 46 57 pin of 56 58 cavity in 36 60 longitudinal projection 61 longitudinal groove 65 inner tube particular 65A first part of 65 65B second part of 65 66 cutting means of 65 67 latch of 65 68 spring of 67 69
notch in 5 70 face of 67 71 bias of 67 71A opening in 67 72 edge of 71 A 73 lug of 65A 74 stop rod of 65B 76 driven in 65 80 protective means and lubrication pipe of 29 81 piston of 80 82 chamber axial of 81 83 passage in 81 84 valve of 81 85 push rod of 84 88 plug 89 axial duct 90 ball valve and spring 91 duct 92 ball valve and spring 94 orifice