CA1123420A

CA1123420A - Concentric barreled corer

Info

Publication number: CA1123420A
Application number: CA348,050A
Authority: CA
Inventors: Honore Lambot
Original assignee: Diamant Boart NV SA
Current assignee: Diamant Boart NV SA
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1982-05-11
Also published as: US4300643A; NO800829L; NO159955B; NL189421B; NO159955C; GB2049763A; GB2049763B; NL8001684A; NL189421C

Abstract

Carottier double, ayant une pivoterie vissée dans un tube intérieur, présente son extrémité supérieure capable de coopérer avec une coiffe amovible. La coiffe sert à bloquer contre toute rotation relative d'une part, la pivoterie et le tube intérieur et d'autre part, un tube extérieur. La coiffe est montée après réglage de l'écartement des extrémités inférieures d'une couronne de sondage d'un cône extracteur.

Description

~l23420 La présente invention est relative à un carottier double pour effectuer des op~rations de sondage et de carottage danscleschamps pétrolifères.
En substance, le carottier double comprend un tube extérieur rotatif et un tube intérieur non rotatif. L'extrémité
inférieure du tube extérieur porte une couronne de sondage.
L'extrémité inférieure du tube intérieur est pourvue d'un cone extracteur. L'extrémité supérieure du tube intérieur est vissée sur la partie inférieure non rotative d'une pivoterie permettant la liaison mécanique entre ce tube intérieur et le tube extérieur.
La partie supérieure rotative de Ia pivoterie est vissée dans un corps taraudé faisant partie du tube extérieur. La partie supé-rieure de la pivoterie tourne donc conjointement au tube exté-rieur.
Dans les carottiers doubles connus de ce genre, la partie inférieure non rotative de la pivoterie comporte d'une part, un élément tubulaire inférieur sur lequel l'extrémité
supérieure du tube intérieur est vissée, et d'autre part, un élément tubulaire supérieur vissé coaxialement dans l'extrémité
supérieure taraudée de l'élément précédent. Les deux éléments tubulaires en question délimitent entre eux sur leur face extérieure commune, une rainure annulaire de logement d'une butée à billes. D'autre part, la partie supérieure rotative de la pivoterie comprend d'une part, un manchon supérieur dont l'extrémité supérieure est filetée, tandis que l'extrémité
inférieure est taraudée, et d'autre part, une bague filetée et vissée coaxialement dans le manchon~ La bague et le manchon délimitent entre eux sur leur face intérieure commune, une rai-nure annulaire opposée à la précédente pour loger aussi la butée a billes.

Les carottiers doubles connus présentent des l~Z3~Z~) inconvénients inhérents au réglage lent, difficile et coûteux de l'écartement du passage d'eau entre les extrémités inférieures de la couronne de sondage et du cône extracteur.
En effet, pour régler l'écartement précité d'un carot-tier double connu, on monte d'abord le tube intérieur et sa pivo-terie, dans le tube extérieur dépourvu de sa couronne de sondage.
Après ce montage, on mesure la longueur du cône extracteur qui dépasse effectivement l'extrémité inférieure du tube extérieur et plus précisément la longueur séparant alors le bord inférieur de cette extrémité au bord supérieur du chanfrein extrémal du cône extracteur. On compare cette longueur de dépassement tem-poraire à la distance qui doit séparer partiquement ce bord in-férieur du tube extérieur à ce bord supérieur de ce chanfrein de ce cône extracteur. De cette facon, on peut connaltre à ce moment l'écartement temporaire entre les extrémités inférieures `
de la couronne de sondage et du cône extracteur, écartement temporaire qui résulte de la différence entre la distance de séparation à obtenir et la longueur de dépassement mesurée et qui est supérieur à l'écartement à réaliser. Ensuite, on démonte le tube intérieur et la pivoterie hors du tube extérieur. Par après, on place des intercalaires annulaires d'épaisseurs appro-priées contre un rebord de l'alésage taraudé du corps du tube extérieur, corps dans lequel est vissé le manchon supérieur de la partie rotative de la pivoterie, l'épaisseur totale des intercalaires en question devant être telle que l'écartement temporaire précité soit amené à la valeur correcte. Après placement des intercalaires de réglage, on remonte la pivoterie et le tube intérieur dans le tube extérieur qu'on pourvoit de la couronne de sondage. Ainsi, on obtient effectivement un écarte-ment sensiblement normal entre les extrémités inférieures de lacouronne de sondage et du tube extracteur.

. .

~lZ34Z~

Le réglage par intercalaires de l'écartement entre les extrémités inférieures de la couronne de sondage et du cône extracteur nécessite un montage, un démontage et un remontage complet du tube intérieur et de la pivoterie, par rapport au tube extérieur. Un tel réglage est donc nécessairement difficile et long et dure normalement entre 1 et 2 heures. De plus, l'em-ploi d'intercalaires d'épaisseurs déterminées ne permet pas d'obtenir avec précision l'écartement précité.
L'objet de l'invention est un nouveau carottier double remédiant aux inconvénients précités des carottiers connus et en particulier permettant un réglage de l'écartement susdit en une ou deux minutes tout en ne compliquant aucunement le montage du tube intérieur et de la pivoterie, dans le tube extérieur.
A cet effet, dans un nouveau carottier double, l'extré-mité supérieure de la partie rotative de la pivoterie est appro-priée pour pouvoir coopérer avec une clef de réglage capable de lui transmettre un couple de rotation autour de son axe longi-tudinal. En out~e, l'extrémité supérieure de la partie rotative de la pivoterie présente extérieurement au moins une rainure longitudinale. De plus, le corps taraudé du tube extérieur présente au moins une encoche au fond d'un alésage cylindrique lisse et au niveau de la rainure longitudinale de l'extrémité
supérieure de la partie rotative de la pivoterie. Enfin, l'ex-trémité supérieure de la partie rotative de la pivoterie peut porter une coiffe de blocage présentant au moins un ergot infé-rieur. La coiffe est appropriée pour pouvoir coopérer avec une clef de réglage de préférence identique à la précédente et capa-ble de lui transmettre un couple de rotation autour de son axe longitudinal. La coiffe est aussi conçue pour pouvo1r coulisser entre cette extrémité supérieure de la partie rotative de la pivoterie et l'alésage cylindrique lisse du corps taraudé du tube extérieur, de façon que l'ergot puisse être engagé d'abord, dans la rainure longitudinale de ladite extrémité supérieure et ensuite simultanément dans cette même rainure longitudinale et dans l'encoche du fond de cet alésage cylindrique lisse. De la sorte, la coiffe bloque alors angulairement la partie supérieure rotative de la pivoterie et le corps taraudé du tube extérieur pour empêcller leur rotation relative autour de leur axe vertical commun.
En pratique, dans le nouveau carottier double, l'extré-mité supérieure delapartie rotative de la pivoterie présenteau moins deux rainures longitudinales diamétralement opposées, tandis que le corps taraudé du- tube extérieur présente au moins deux encoches diamétralement opposées et que la coiffe est pourvue d'au moins deux ergots diamétralement opposés.
Afin de limiter la rotation de la coiffe après réglage de l'écartement des extrémités inférieures de la couronne de sondage et du cône extracteur et lors du blocage angulaire mu-tuel de la partie supérieure rotative de la pivoterie et du corps taraudé du tube extérieur du nouveau carottier double, ce corps taraudé présente quatre encoches régulièrement réparties autour de son axe longitudinal, au fond de son alésage cylin-drique lisse.
L'invention concerne aussi le procédé de réglage du nouveau carottier double.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit d'une réalisa-tion en référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels:
- La figure 1 est une coupe longitudinale d'un carottier double selon l'invention.
- Les figures 2, 3 et 4 sont des coupes transversales du carottier, faites respectivement suivant les plans II~

234~) III-III et IV-IV de la prem;ère figure.
- La figure 5 est à plus grande échelle une coupe longitudinale de la partie supérieure du carottier double.
- Les figures 6, 7, 8, 9 et 10 sont des schémas du carottier expliquant son procédé de réglage.
- La figure 11 illustre en perspective et à grande échelle, la fonction de la coiffe de blocage du carottier.
Dans ces différentes figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le carottier double représenté sert au sondage et au carottage dans des champs pétrolifères.
Le carottier double comprend essentiellement un tube extérieur 1 et un tube intérieur 2.
Le tube extérieur 1 est constitué d'un train d'éléments tubulaires vissés successivement l'un à l'autre. L'élément tubulaire inférieur porte une couronne de sondage 3 pourvue par exemple d'une concrétion diamantée. L'élément tubulaire supérieur est formé par un corps 4 présentant un alésage taraudé
5 dans sa partie inférieure et un alésage cylindrique lisse 6 dans sa partie supérieure. L'alésage lisse 6 est délimité infé-rieurement par un fond formé par un rebord annulaire 7 et pré-sentant au moins une encoche 8 et en l'occurrence quatre enco-ches 8 régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal du coprs taraudé 5.
Le tube intérieur 2 comprend principalement des élé-ments tubulaires solidarisés successivement entre eux et dispo-sés coaxialement un tube extérieur 1, L'élément tubulaire in-férieur porte un cône 9 extracteur de carotte. L'élément tubu-laire supérieur est vissé à la partie inférieure 10 non rotative d'une pivoterie 11.

En fait, la pivoterie 11 sert au montage du tube ` 1~l234ZO

intérieur 2 dans le tube extérieur 1.
De manière connue en soi, la partie inférieure 10 de la pivoterie 11 comporte essentiellement un manchon dont le corps est prolongé inférieurement par une tige creuse axiale de plus petit diamètre. L'extrémité supérieure taraudée du corps du manchon recoit un écrou qui y forme un logement annulaire pour des butées et des roulements à billes. L'extrémité infé-rieure de la tige creuse porte une collerette extérieure suppor-tant des rondelles à ressort superposées. Ces rondelles appli-quent élastiquement un support annulaire fileté contre le corpsdu manchon. L'extrémité supérieure taraudée de l'élément tubu-laire supérieur du tube intérieur 2 est vissée sur ce support -annulaire. De la sorte, la partie inférieure 10 de lapivoterie 11 est reliée mécaniquement et axialement au tube intérieur 2.
La partie supérieure 12 de la pivoterie 11 comprend un seul élément tubulaire fileté sur sa partie médiane 13 la plus large. Cette partie médiane 13 est vissée dans l'alésage tarau-dé 5 du corps 4. La partie inférieure 14 la plus étroite de cet élément tubulaire est appropriée pour servir au calage des butées et des roulements à billes susmentionnés.
L'èxtrémité, supérieure 15 de la partie supérieure 12 de la pivoterie 11 est ,appropriée pour recevoir les ergots latéraux d'une clef de réglage 16 et pour pouvoir coopérer ainsi avec la clef 16. Grâce à cette clef 16, on peut trans-mettre à l'extrémité supérieure 15 un couple de rotation autour de son axe longitudinal coincidant d'ailleurs après montage avec l'axe longitudinal commun des tubes extérieur 1 et intérieur

2. En outre, l'extrémité supérieure 15 présente sur sa surface exétrieure au moins une rainure longitudinale 17 et de préférence au moins deux rainures longitudinales 17 diamétralement opposées.

Lors du montage du carottier, l'extrémité supérieure 15 passe ~- '' ~239~2~

à l'intérieur de l'alésage cylindrique lisse 6 du corps taraudé
4 de sorte qu'après montage, les encoches 8 précitées puissent alors se trouver au niveau des rainures longitudinales 17.
L'extrémite supérieure 15 de la partie supérieure 12 de la pivoterie 11 peut recevoir une coiffe 18 présentant deux rainures 19 diamétralement opposées à son extrémité supérieure et pourvue d'au moins un ergot 20, de préférence de deux ergots 20 diamétralement opposés, à son bord inférieur circonférentiel.
Les ergots 20 font saillie intérieurement et vers le bas. Le diamètre extérieur de la coiffe 18 est légèrement plus petit que celui de l'alésage cylindrique lisse 6 du corps taraudé 4. Le diamètre intérieur de la coiffe 18 est légèrement plus grand que le diamètre extérieur de l'extrémité supérieure 15 précitée.
De la sorte, lorsque les ergots 20 se trouvent supérieurement vis-à-vis des rainures longitudinales 17, la coiffe 18 peut coulisser vers le bas dans l'alésage lisse 6, entre cette extrémité supé-rieure 15 et ce corps taraudé 4, jusqu'à butée de ces ergots 20 contre le fond de cet alésage 6 c'est-à-dire contre le rebord annulaire 7. En outre, lorsque les ergots 20 se trouvent en face des encoches 8, ces ergots 20 peuvent pénétrer dans ces en-coches 8, tout en restant dans les rainures longitudinales 17.
Dans cette dernière position, la coiffe 18 poussée à fond vers le bas assure la liaison mécanique entre l'extrémité supérieure 15 susdite et le corps taraudé 4 en les bloquant angulairement et en empêchant leur rotation relative autour de leur axe longi-tudinal commun. Ainsi, la coiffe 18 est un moyen de blocage mutuel de l'extrémité supérieure 15 et du corps taraudé 4, autour de l'axe longitudinal du carottier.
En service, le tube extérieur 1 tourne autour de son axe longitudinai pour assurer le travail de la couronne de son-dage 3. A ce moment, la coiffe 18 est montée à fond sur 1~23aS20 l'extrémité superieure 15 précitée, ce qui provoque la rotation simultanée du tube extérieur 1 et de la partie supérieurè 12 de la pivoterie 11. Cependant, grâce aux butées et aux roulements à billes équipant la pivoterie 11, la partie inféricure 10 de celle-ci 11 ne tourne pas autour de l'axe longitudinal de l'ap-pareil comme d'ailleurs le tube intérieur 2.
L'assemblage du carottier double décrit est effectué
comme suit avec le tube extérieur 1 disposé verticalement.
On visse d'abord à fond la pivoterie 11 complète dans le corps taraudé 4 du tube extérieur 1. On visse ensuite le tube intérieur 2 avec le cône extracteur 9 sur lapartie inférieure 10 de la pivoterie 11. On visse alors la partie restante du tube extérieur 1 sur le corps taraudé 4. On visse enfin la couronne de sondage 3 sur l'extrémité inférieure du tube exté-rieur 1. Le carottier est ainsi assemblé (figure 6).
Le réglage de l'écartement entre les extrémités in-férieures du cône extracteur 9 et de la couronne de sondage 3 est réalisé comme suit encore avec le tube extérieur 1 disposé
verticalement.
On veille d'abord à ce que la coiffe 18 ne soit pas sur la partie supérieu~re rotative 12 de la pivoterie 11 et à
défaut on l'enlève.
On visse ensuite vers le bas la~artie supérieure rotative 12 de la pivoterie 11 dans l'alésage taraudé 5 du corps 4 et ainsi, on déplace axialement vers le bas la partie inférieure non rotative 10 de cette pivoterie 11 et le tube intérieur 2. Cette opération se fait jusqu'à butée de l'extré-mité inférieure du cône extracteur 4 contre celle de la couronne de sondage 3 (figure 7).
On dévisse alors vers le haut la partie supérieure rotative 12 de la pivoterie 11 dans l'alésage taraudé 5 du ~23~2~:) corps 4 et ainsi, on redéplace axialement vers le haut la partie inférieure non rotative 10 de cette pivoterie ll et le tube inté-rieur 2. Ce dévissage se fait suivant un angle de rotation qui est déterminé par le bas du filet de l'alésage taraudé S et par l'écartement normal à obtenir entre les extrémités inférieures du cône extracte~r 4 et de la couronne de sondage 3. Ainsi, on amène l'extrémité inférieure du cône extracteur 4 à distance voulue (2 à 4 mm selon le cas) de l'extrémité inférieure de la couronne de sondage 3 (figure 8).
Après le réglage précité de l'écartement entre les extrémités inférieures du cône extracteur 4 et deIacouronne de sondage 3, on bloque la partie supérieure rotative 12 de la pivoterie ll par rapport au corps taraudé 4 pour assurer la.
rotation simultanée de cette partie 12 et du tube extérieur 1.
A cet effet, on procède comme suit.
On place la coiffe de blocage 18 sur l'extrémité
supérieure 15 delapartie supérieure rotative 12 de la pivoterie ll et on la fait tourner légèrement autour de son axe, à l'aide de la clef 16, jusqu'à ce que les ergots 20 s'engagent dans les rainures longitudinales 17 de cette extrémité supérie~re lS.
On fait coulisser ensuite vers le bas la cciffe 18 dans l'alésage cylindrique lisse 16 du corps taraudé 5 le long de l'extrémité supérieure lS précitée, jusqu'à ce que les ergots 20 butent contre le rebord annulaire 7 délimitant inférieurement l'alésage cylindrique lisse 6 (figure 9).
On fait tourner alors légèrement la coiffe 18 et ainsi la partie supérieure rotative 12 de la pivoterie ll autour de leur axe commun, à l'aide de la clef 16, jusqu'à ce que les ~ ergots s'engagent dans deux encoches 8 diame'tralement opposées du rebord annulaire 7 (figure 10).

Ainsi, on bloque angulairement la partie supérieure rotative 12 de la pivoterie ll et le corps taraudé 4 du tube _9_ 1~23~20 extérieur 1.
I1 est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme de réalisation représentée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposi-tion et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.

. ~

Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Carottier double comprenant d'une part, un tube extérieur rotatif dont l'extrémité inférieure porte une couronne de sondage, et d'autre part, un tube intérieur non rotatif dont l'extrémité inférieure est pourvue d'un cône extracteur, tandis que l'extrémité supérieure est vissée sur la partie inférieure non rotative d'une pivoterie dont la partie supérieure rotative est vissée dans un corps taraudé du tube extérieur, pour tourner conjointement à ce dernier, caractérisé, - en ce que l'extrémité supérieure de la partie supérieure rotative de la pivoterie est appropriée pour pouvoir coopérer avec une clef de réglage capable de lui transmettre un couple de rota-tion autour de son axe longitudinal, - en ce que l'extrémité supérieure de la partie supérieure rotative de la pivoterie présente extérieurement au moins une rainure longitudinale, - en ce que le corps taraudé du tube extérieur présente au moins une encoche au fond d'un alésage cylindrique lisse et au niveau de la rainure longitudinale de l'extrémité supérieure de la par-tie supérieure rotative de la pivoterie, - en ce que l'extrémité supérieure de la partie supérieure rota-tive de la pivoterie peut porter une coiffe de blocage présentant au moins un ergot inférieur et appropriée d'une part, pour pou-voir coopérer avec une clef de réglage de préférence identique à la précédente et capable de lui transmettre un couple de rota-tion autour de son axe longitudinal, et d'autre part, pour pouvoir coulisser entre cette extrémité supérieure et l'alésage cylin-drique lisse du corps taraudé précité, de façon que l'ergot puisse être engagé d'abord dans la rainure longitudinale de ladite extrémité supérieure et ensuite simultanément, dans cette même rainure longitudinale et dans l'encoche du fond de cet alésage cylindrique lisse, en sorte qu'alors, la coiffe bloque angulairement la partie supérieure rotative de la pivoterie et le corps taraudé du tube extérieur pour empêcher leur rotation relative autour de leur axe vertical commun.

2. Carottier double selon la revendication 1, carac-térisé en ce que l'extrémité supérieure de la partie rotative de la pivoterie présente au moins deux rainures longitudinales diamétralement opposées, tandis que le corps taraudé du tube extérieur présente au moins deux encoches diamétralement opposées et que la coiffe de blocage est pourvue d'au moins deux ergots diamétralement opposés.

3. Carottier double selon la revendication 2, carac-térisé en ce que le corps taraudé du tube extérieur présente quatre encoches régulièrement réparties autour de son axe longi-tudinal, au fond de son alésage cylindrique lisse.

4. Procédé de réglage de l'écartement du passage d'eau entre les extrémités inférieures de la couronne de sondage et du cône extracteur du carottier dont le tube intérieur et la pivoterie sont montés préalablement dans le tube extérieur placé
verticalement, caractérisé, - en ce qu'on enlève la coiffe de blocage, de la partie supé-rieure rotative de la pivoterie, - en ce qu'on visse vers le bas la partie supérieure rotative de la pivoterie dans le corps taraudé du tube extérieur, à
l'aide de la clef de réglage, pour déplacer axialement vers le bas la partie inférieure non rotative de cette pivoterie et le tube intérieur dans le tube extérieur, jusqu'à butée de l'ex-trémité inférieure du cône extracteur contre celle de la couronne de sondage, - en ce qu'on dévisse vers le haut la partie supérieure rotative de la pivoterie dans le corps taraudé du tube extérieur, à l'aide de la clef de réglage, pour déplacer axialement vers le haut la partie inférieure non rotative de cette pivoterie et le tube intérieur, dans le tube extérieur, suivant un angle de rotation déterminé par le bas du filet de cette partie supérieure rotative et par l'écartement normal des extrémités inférieures de la couronne de sondage et du cône extracteur, pour relever l'extré-mité inférieure de ce cône extracteur d'une hauteur égale à cet écartement normal, - et en ce qu'on bloque angulairement la partie supérieure rota-tive de la pivoterie et le corps taraudé, du tube extérieur pour empêcher leur rotation relative autour de leur axe commun.

5. Procédé de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour bloquer angulairement la partie supérieure rotative de la pivoterie et le corps taraudé du tube extérieur, - on place la coiffe de blocage sur l'extrémité supérieure de la partie supérieure rotative de la pivoterie et on la fait tourner légèrement autour de son axe, à l'aide de la clef de réglage, jusqu'à engagement de l'ergot de cette coiffe dans la rainure longitudinale de cette extrémité supérieure, - on fait coulisser vers le bas la coiffe de blocage dans l'alé-sage cylindrique lisse du corps taraudé du tube extérieur, le long de l'extrémité supérieure de la partie supérieure rotative de la pivoterie, jusqu'à butée contre le fond de cet alésage cylindrique lisse, - et on fait tourner légèrement la coiffe de blocage et aussi la partie supérieure rotative de la pivoterie, autour de leur axe commun, dans le tube extérieur, jusqu'à engagement de l'ergot de cette coiffe, dans l'encoche du fond de l'alésage cylindrique lisse du corps taraudé.