BE897102A

BE897102A - Outil de forage,

Info

Publication number: BE897102A
Application number: BE0/211041A
Authority: BE
Original assignee: Cameron Iron Works Inc
Priority date: 1982-06-21
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1983-10-17
Also published as: SE452493B; NL8302164A; US4470458A; CA1194788A; FR2528903A1; AU1532883A; GB2125855B; NO163914C; FR2528903B1; DE3321949A1; MX157092A; GB8315160D0; AU560684B2; DE3321949C2; SE8303514L; JPS594794A; SE8303514D0; NO832231L; ATA213783A; AT384073B

Description


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  Description jointe à une demande de déposée par la société dite : CAMERON IRON WORKS, INC. ayant pour objet : Outil de forage Qualification proposée : BREVET D'INVENTION Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 21 juin 1982 sousle   no 390.   688 

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La présente invention concerne un outil de forage. 



   Dans le forage au large de puits de pétrole et de gaz, il est habituel de mettre en place une enveloppe descendante telle qu'un tubage, et du ciment, au moyen d'une tige, pour couler le ciment dans l'espace annulaire entourant cette enveloppe. On lave alors ordinairement cette enveloppe pour assurer que tout profil de l'extrémité supérieure de l'enveloppe soit exempt de ciment. 



   Il a été reconnu qu'il est avantageux de poser l'en- 
 EMI2.1 
 v veloppe, l'élinde de cimentage et l'outil de lavage, le eL tout sur une tige, pour éviter des manoeuvres supplémentaires de la tige pour réaliser ces étapes. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 3 885 625 est un exemple d'une telle combinaison. Ce brevet décrit un outil combiné dans lequel on utilise un clapet pour fermer le trou de l'outil et où des passages sont découverts par la rotation de la tige, pour enlever, par lavage, le ciment de la partie supérieure du corps du dispositif de suspension de tubage. Le liquide de lavage s'écoule vers le bas dans un espace annulaire entourant le corps du dispositif de suspension. La rotation libère également l'outil par rapport au corps du dispositif de suspension. 



   Bien que des outils de l'art antérieur aient été capables de poser le tubage, de cimenter et de laver en une seule passe, ils ne prévoyaient aucun moyen pour envoyer des jets de liquide de lavage contre le profil de blocage extérieur. 

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   La présente invention concerne un outil de forage perfectionné comprenant un outil de pose tubulaire, des moyens pour verrouiller l'outil de pose par rapport à une enveloppe descendante, une jupe annulaire creuse entourant l'outil, des moyens pour faire communiquer l'intérieur de l'outil et l'intérieur de la jupe, des ouvertures orientées vers l'intérieur dans la jupe, des moyens à valve dans ces moyens de communication, la jupe comportant des moyens pour coopérer de façon libérable avec l'enveloppe pour en empêcher la rotation lorsqu'on fait tourner l'outil de pose, et des conduits hydrauliques reliant les moyens à valve et les moyens de verrouillage pour que l'outil soit déverrouillé de l'enveloppe lorsqu'on fournit du liquide de lavage à la jupe de lavage. 



   Un but de la présente invention est de procurer un outil de forage perfectionné pour poser, pour cimenter et pour laver une enveloppe dans un puits de forage. 



   Un autre but de la présente invention est de procurer un outil perfectionné de pose, de cimentage et de lavage, qui assure un lavage amélioré du profil extérieur supérieur de l'enveloppe cimentée. 



   Un autre but est de procurer un outil perfectionné de pose, de cimentage et de lavage, comportant des moyens autres pour libérer l'outil de l'enveloppe cimentée. 



   Un autre but de l'invention encore est de procurer un outil perfectionné de pose, de cimentage et de lavage, avec des commandes hydrauliques et des conduits de commande qui ne soient pas affectés par la rotation de la tige de pose. 



   Ces buts, particularités et avantages sont exposés et expliqués ci-après en se reportant aux dessins joints au présent mémoire, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'une tête de puits sous-marin et d'un puits de forage, avec l'outil 

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 de forage perfectionné selon la présente invention, ayant posé une enveloppe de puits ;   - la   figure 2 est une vue en coupe agrandie de l'outil de forage perfectionné, avec l'enveloppe de puits en position assise ; - la figure 3 est une vue en coupe représentant le cimentage de l'enveloppe ; - la figure 4 est une vue en coupe montrant le lavage de la partie extérieure supérieure de l'enveloppe cimentée ; - la figure 5 est une vue en coupe de l'enveloppe cimentée, après le retrait de l'outil de forage. 



   La tête de puits sous-marin 10 est montrée à la figure 1 avec une base 12 reposant sur le sol 14 et reliée à un tube-guide 16 de grand diamètre, qui s'étend vers le bas dans le puits de forage 18. Un épaulement 20 se trouve à l'intérieur du tube-guide 16 pour recevoir et soutenir l'enveloppe de puits ou le dispositif de suspension de tubage 22. Sur le dessin, la partie supérieure de la tête de puits 10 est omise puisque le dispositif de suspension 22 peut être porté sur le siège 20, près de la tête de puits 10 ou sur un siège convenable qui se trouve beaucoup plus bas dans le puits de forage 18. 



   L'outil de forage 24 est relié et descendu sur une tige de pose 26 et comprend une élinde de cimentage 28 (dont la partie inférieure n'est pas montrée mais est de conception habituelle), des moyens de verrouillage 30 pour soutenir de manière libérable le dispositif de suspension de tubage 22 et des moyens de lavage 32 pour enlever par lavage le ciment de la partie supérieure du dispositif de suspension de tubage 22.

   L'outil de forage 24 comprend un corps tubulaire inférieur 34 dont l'élinde de cimentage 28 fait partie intégrante, et un corps tubulaire supérieur 36 relié au corps inférieur 34 et comportant des moyens pour 

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 la liaison avec une tige de pose 26. c
Les moyens supports 30 comprennent le corps inférieur 34 ayant un épaulement 38 orienté vers le haut, l'enveloppe 40 entourant le corps 34 et étant portée par l'épaulement 38, la fermeture annulaire 42 entourant le corps 34 et étant maintenue sur celui-ci par la bague fendue 44, et un piston annulaire 46 autour du corps 34 et dans l'enveloppe 40. Le piston 46 peut coulisser dans la chambre 48. 



  Des fenêtres 50 s'étendent à travers l'enveloppe 40 et des broches 51 et une bague de blocage 52 sont placées dans les fenêtres et sont déplaçables vers l'intérieur et vers l'extérieur en réponse au mouvement du piston 46 qui a une surface extérieure conique 54, en sorte que lorsque le piston 46 est déplacé vers le bas, les broches 51 et la bague de blocage 52 soient chassées vers l'extérieur de l'enveloppe 40 pour venir s'engager dans une rainure 56 de l'intérieur du dispositif de suspension de tubage 22. Dans cette position, le dispositif de suspension de tubage est soutenu par la tige de pose 26. La libération ou déverrouillage est réalisé en fournissant du fluide hydraulique à l'extrémité inférieure de la chambre 48, par le conduit 58 (figuré 4), pour déplacer le piston 46 vers le haut.

   Le piston 46 est déplacé vers le bas en réponse à la fourniture du fluide hydraulique par le conduit 60 à l'extrémité supérieure de la chambre 48. Ainsi, des moyens de verrouillage et de déverrouillage répondant à une pression assurent la coopération des moyens supports 30 avec le dispositif de suspension de tubage 22. 



   Les moyens de lavage 32 comprennent un corps tubulaire supérieur 32 ayant un épaulement 62 faisant face vers le haut, une enveloppe 64 entourant le corps 36 et coopérant avec une bague 66 vissée sur le corps 36 pour former une chambre 68 dans laquelle est placée une valve à piston 70 qui peut coulisser, et une jupe creuse 72 qui est fixée 

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 à l'enveloppe 64, comme décrit ci-après. La jupe 72 comprend une coque extérieure 74, une coque intérieure 76 ayant des passages 78, une bague de fermeture inférieure 80 fixée entre les extrémités inférieures des coques 74 et 76. 



  La bague 82 est fixée à l'extrémité supérieure de la coque 76 et à l'enveloppe 64 et une bague 84 est fixée à l'extrémité supérieure de la coque 74 et à l'enveloppe 64 et elle est au-dessus, à quelque distance de la bague 82. Des passages 86 s'étendent à travers le corps supérieur 36 jusque dans la chambre 68. La valve à piston 70 comprend des parties 88 qui s'étendent d'un bout à l'autre, et des joints convenables, en sorte que, dans sa position supérieure (figure 3), du fluide de lavage puisse s'écouler par les passages 86,88 et 90 à travers l'enveloppe 64 jusque dans la jupe 72. Des broches 92 s'étendent de la fermeture 42 aux bagues 82 et 84 pour assurer que la jupe 72 ne tourne pas par rapport à la fermeture 42.

   La broche 94 s'étend à partir de la partie extérieure inférieure de la fermeture 42 et elle s'engage dans un logement 96 à l'extrémité supérieure du dispositif de suspension de tubage 22. La valve à piston 70 est déplacée vers le haut, vers sa position d'ouverture montrée à la figure 4, en fournissant du fluide hydraulique au conduit 58 qui communique avec l'extrémité inférieure de la chambre 68. Le fluide hydraulique fourni au conduit 60 exerce une pression dans l'extrémité supérieure de la chambre 68 pour déplacer le piston de valve 60 vers le bas, dans sa position de fermeture. On a établi ainsi des moyens à valve répondant à une pression pour commander l'écoulement du liquide de lavage vers la jupe 72. 



   Pour le fonctionnement, on monte l'outil de forage 24 et on le relie au dispositif de suspension de tubage 22 et à la tige de pose 26 et on le descend à travers le prolongateur (non montré) dans le puits de forage 18 jusqu'à ce que le dispositif de suspension de tubage 22 repose sur le 

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 siège 20, comme montré aux figures 1 et 2. Pendant le montage, on agit sur les moyens supports 30 pour verrouiller le dispositif de suspension 22 en fournissant du fluide hydraulique par le conduit 60 pour déplacer le piston vers le bas. Ceci fait également que la valve à piston 70 passe à sa position de fermeture. 



   Le cimentage en passant par la tige de pose 26, l'outil de forage 24 et l'élinde 28 commence lorsque le dispositif de suspension 22 est déposé sur le siège 20. A la fin du pompage du ciment, on introduit un bouchon ou une bille dans la tige 26, ce bouchon suivant le ciment pour se déposer dans l'extrémité de l'élinde 28 lorsque le ciment est en place. 



   Lorsque le cimentage est achevé, du fluide hydraulique est fourni par le conduit 58 qui déplace le piston 46 vers sa position de déverrouillage et fait passer la valve à piston 70 vers sa position d'ouverture pour permettre l'écoulement du fluide de lavage à travers les passages 86, les passages de valve 88, les passages 90, l'espace entre les bagues 82 et 84, l'espace annulaire entre les coques 74 et 76, et ce fluide hydraulique est déchargé à travers les passages 78 vers la partie extérieure supérieure du dispositif de suspension 22 pour dégager le ciment, en particulier de son profil extérieur 98. Un léger soulèvement de la tige 26 permet à la jupe 72 de tourner autour du dispositif de suspension 22 dès que la broche 94 se dégage du logement 96. 



   Une libération (variante) est obtenue en faisant tourner la tige de pose 26 qui fait tourner le corps 34 et le corps 36. Ceci permet de débloquer à la main la bague 100 qui est vissée sur le corps 36 pour monter, et pousse le piston 46 à l'intérieur de la chambre 48 en permettant à la broche 51 et à la bague de verrouillage 52 de se retirer de la rainure de verrouillage 56.

Claims

REVENDICATIONS 1.-Outil de forage comprenant - un corps tubulaire ayant une élinde de cimentage à son extrémité inférieure et des moyens de liaison à une tige de pose à son extrémité supérieure ; EMI8.1 - moyens de verrouillage actionnés à distance, sur EMI8.2 ce corps, pour coopérer avec une enveloppe ; .../rotati.

- EMI8.3 des moyens de verrouillage, cette jupe ayant un diamètre et une hauteur suffisants pour s'étendre vers le bas autour de l'extérieur de l'extrémité supérieure d'une enveloppe pprtée par les moyens de verrouillage sur le corps tubulaire ; - cette jupe ayant des parties qui font face vers l'intérieur ; - des moyens assurant la communication pour un fluide de l'intérieur du corps vers les parties de la jupe ; et - des moyens à valve commandés à distance, dans les moyens de communication pour le fluide.

2.-Outil de forage suivant la revendication 1, comprenant des moyens reliant les moyens à valve aux moyens de verrouillage pour ouvrir le passage au fluide de lavage et pour déverrouiller les moyens de verrouillage en réponse à la pression du fluide fourni aux moyens de liaison.

3.-Outil de forage suivant la revendication 1, comprenant des moyens sur le corps, reliés à la jupe, pour empêcher la rotation relative de la jupe par rapport à une enveloppe portée par les moyens de verrouillage.

4.-Outil de forage suivant la revendication 3, dans lequel les moyens d'empêchement de la rotation sont dégagés en soulevant la jupe et les moyens de verrouillage.

5.-Outil de forage suivant la revendication 1, EMI8.4 caractérisé en ce que les moyens à valve sont constitués par une valve à piston répondant à une pression. n <Desc/Clms Page number 9> 6.-Outil de forage suivant la revendication 1, dans lequel les moyens de verrouillage comprennent des moyens répondant à une pression pour verrouiller et déverrouiller le corps par rapport à l'enveloppe.

7.-Outil de forage suivant la revendication 1, dans lequel le corps tubulaire comprend un corps tubulaire supérieur portant la jupe de lavage et les moyens à valve, et un corps tubulaire inférieur vissé sur le corps tubulaire supérieur, et portant, montés sur lui, les moyens de verrouillage.

8.-Outil de forage suivant la revendication 1, dans lequel les moyens de verrouillage comprennent une multiplicité d'éléments de verrouillage mobiles radialement et un piston ayant une surface de came qui coopère avec les moyens de verrouillage et qui, dans l'une de ses positions, amène les éléments en coopération de verrouillage avec l'enveloppe pour être portés dessus.

9.-Outil de forage suivant la revendication 8, comprenant une enveloppe ayant une rainure intérieure dans sa partie supérieure, dimensionnée pour recevoir les éléments de verrouillage, en sorte que l'enveloppe soit portée par le corps tubulaire.

10.-Outil de forage comprenant - un corps tubulaire ayant une élinde de cimentage à son extrémité inférieure et des moyens de liaison à une tige de pose à son extrémité supérieure ; - des moyens supports d'enveloppe, répondant à une pression, montés sur le corps ; - des moyens de lavage répondant à une pression, montés sur le corps ; et - des moyens pour fournir un fluide sous pression aux moyens supports et aux moyens à enveloppe ; - les moyens d'alimentation en fluide étant reliés entre eux, en sorte que le fluide sous pression fourni pour libé- <Desc/Clms Page number 10> rer les moyens supports ouvre aussi le passage aux moyens de lavage.

11.-Outil de forage comprenant : - un premier mandrin tubulaire ayant une élinde de cimentage s'étendant à partir de celui-ci et un épaulement extérieur faisant face vers le haut ; - une enveloppe de verrouillage annulaire coopérant avec l'épaulement du mandrin et comprenant plusieurs fenêtres ; - une multiplicité d'éléments de verrouillage, avec l'un de ces éléments dans chacune des fenêtres ; - une bride entourant le mandrin et coopérant avec l'extrémité de l'enveloppe de verrouillage et ayant des moyens pour empêcher la rotation relative de la bride, et une enveloppe ; - des moyens répondant à une pression pour déplacer les éléments de verrouillage vers l'extérieur en les mettant en coopération de verrouillage avec une rainure de l'intérieur d'une enveloppe ;

- des moyens retenant la bride sur le premier mandrin ; - un second mandrin tubulaire relié au premier mandrin et comportant un épaulement extérieur faisant face vers le haut ; - une enveloppe de lavage entourant le second mandrin et coopérant avec un épaulement extérieur du second mandrin ; - une jupe creuse portée par l'enveloppe de lavage et ayant des passages orientés vers l'intérieur ; - la jupe ayant un diamètre intérieur plus grand que le diamètre extérieur de l'enveloppe et pendant sur une distance sensible en dessous de la bride pour permettre un lavage direct du profil extérieur de l'enveloppe ; - des moyens mettant en communication l'intérieur du second mandrin et l'intérieur de la jupe ; - des moyens répondant à une pression dans les moyens de communication ;

et <Desc/Clms Page number 11> - des moyens reliant entre eux les moyens de déplacement du verrouillage répondant à la pression et les moyens à valve, en sorte que les éléments de verrouillage soient libérés lorsque les moyens à valve sont ouverts pour permettre le lavage.