CA1124102A - Dispositif permettant la mesure simultanee des parametres relatifs au fluide de forage - Google Patents
Dispositif permettant la mesure simultanee des parametres relatifs au fluide de forageInfo
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Abstract
Dispositif permettant de mesurer simultanément les divers paramètres notamment le débit, la densité, la température de boues de forage, à la sortie des puits en cours de forage et de les enregister, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un conduit de mesure en V raccordé en amont à la partie haute d'un canal d'écoulement de boue à l'air libre, dit "goulotte", en aval au déversoir de boue sur des tamis vibrants. Application du dispositif au contrôle des fuites dans les puits en production, consistant à calculer la différence de débit entre le débit de boue injecté à l'entrée dans les tiges et le débit de boue qui ressort de l'espace annulaire en tête de puits.
Description
112~1Q2 La présente invention concerne un dispositif utile dans le contrôle des fuites de boues de forage et plus precise-ment un dispositif permettant de mesurer simultanement à la sor-tie d'un puits en cours de forage divers paramètres relatifs au fluide de forage, notamment: son debit, sa densite et sa tempe-rature, et de contrôler à partir de ces mesures les pertes et les gains de fluide prejudiciables à l'equilibre du puits.
On sait en effet que dans les tèchniques connues de forage, un fluide, encore appele boue de forage, est injecte en permanence dans le train de tiges à partir de la surface, qu'il descend jusqu'au fond du puits où il passe à travers les events du trepan pour ensuite remonter vers la surface par l'espace annulaire entre le train de tiges et la paroi du puits, et que, retourne à la surface, il est deverse à nouveau dans les bacs de stockage après tamisage pour retirer les deblais rocheux remontes.
Le but de l'invention est de detecter et mesurer les échanges de fluide qui peuvent eventuellement avoir lieu entre la boue qui circule dans l'espace annulaire du puits et les zones permeables des terrains traverses, echanges qui peuvent se produire dans deux directions:
1) Invasion de la boue dans lesdites couches permeables, phenomène qui conduit à des <~pertes de boue, il y a alors perte de fluide;
On sait en effet que dans les tèchniques connues de forage, un fluide, encore appele boue de forage, est injecte en permanence dans le train de tiges à partir de la surface, qu'il descend jusqu'au fond du puits où il passe à travers les events du trepan pour ensuite remonter vers la surface par l'espace annulaire entre le train de tiges et la paroi du puits, et que, retourne à la surface, il est deverse à nouveau dans les bacs de stockage après tamisage pour retirer les deblais rocheux remontes.
Le but de l'invention est de detecter et mesurer les échanges de fluide qui peuvent eventuellement avoir lieu entre la boue qui circule dans l'espace annulaire du puits et les zones permeables des terrains traverses, echanges qui peuvent se produire dans deux directions:
1) Invasion de la boue dans lesdites couches permeables, phenomène qui conduit à des <~pertes de boue, il y a alors perte de fluide;
2) Irruption dans le puits de fluides contenus dans l'espace poreux des couches permeables, ces fluides peuvent être de l'eau de formation, de l'huile ou du gaz~ ou un melange de ceux-ci; il y a alors gain de fluide.
L'existence et la direction de tels echanges depend d'une part de la presence de couches permeables à travers les-quelles les fluides peuvent transiter, d'autre part de la diffe-rence de pression entre la boue dans l'espace annulaire du puits et la pression de formation des fluides dans les ~,~ -- 1 --1~,",' ~ .
Z41~)Z
pores des terrains traversés. Si cette "pression différentielle"
est positive, il y a possibilité de perte de boue, si elle est négative, il y a risque d'éruption.
La détection et la mesure de tels échanges est impor-tante à deux titres dans l'exercice de la surveillance du fonctionnement d'un forage, et dans l'obtention de renseignements géologiques :
1) L'existence d'échanges est la preuve de la présence d'une couche poreuse et perméable et la direction de l'échange (perte ou gain) renseigne sur le régine des pressions dans le puits et par conséquent sur la pression de formation, 2) Les pertes et les gains de fluide sont préjudiciables à
l'équilibre du puits et dans certains cas peuvent conduire rapidement à des situations dangereuses, il importe donc de détecter, rapidement même, de faibles variations.
Le moyen classique de contrôler les pertes et les gains consiste à enregistrer en permanence le volume de boue dans les bacs de stockage en surface qui sont insérés dans le circuit du puits à partir de mesures de niveaux faites dans chacun de ces bacs. Cette méthode, simple et souvent efficace, est pourtant fréquemment mise en défaut par les manipulations qui sont effectuées sur la boue et changent son volume sans que le puits soit en cause : adjonction d'eau ou de produits de traitement, filtrage des particules rocheuses, transvasement de boue fraîche etc... De plus, en cas de forage en mer sur barge flottante donc soumise aux mouvements de la houle, la surface dc la bouc dans lcs bacs cst agit~c, ct lcs mcsurcs de nivcau ne donnent plus que des résultats imprécis.
Le dispositif objet de la présente invention permet de mesurer simultanément :
- le débit différentiel de boue dans le puits, c'est-à-dire la différence entre le débit de boue injecté à l'entrée dans les ~lZ410Z
tiges et le débit de boue qui ressort de l'espace annulaire en tête de puits, cette différence est nulle dans un puits en équilibre, toute valeur non nulle indique suivant son signe, soit une perte, soit un gain , - la densité de la boue , - la température de la boue.
Enfin, le dispositif comprend un système pour effectuer la différence des deux débits mesurés et un dispositif d'enre-gistrement de toutes ces valeurs mesurées.
La mesure du débit d'entrée ne pose pas de problème particulier, car la boue refoulée par les pompes circule dans une canalisation sous pression, sur laquelle on peut intercaler par des moyens connus un débitmètre, le type généralement employé étant du type débitmètre électromagnétique , ce systeme connu ne comporte aucune pièce mécanique en mouvement mais seulement deux électrodes au contact de la boue qui laissent entièrement libre la section circulaire de passage de la boue , un champ magnétique créé extérieurement perpendiculaire d'une part à l'axe des deux électrodes et d'autre part à la direction d'écoulement, est responsable de la création entre les deux électrodes d'une différence de potentiel électrique proportion-nelle à la moyenne des vitesses d'écoulement des filets liquides dans la section de passage, c'est-à-dire au débit de liquide.
Par contre, à la sortie du puits, la boue déhouche à la pression atmosphérique et s'écoule généralement à l'air vers les tamis vibrants et les bacs de stockage, et un dispositif particulicr est ncccssaire pour adapter une mesure de dC~bit à ce niveau.
5~ " / 'j "~ J~n~ vn ` Le dispositif dccrit dans cc brcvot est donc un ensemble permettant de placer sur le flot de boue sortant du puits un débitmètre électromagn~tique qui puisse fonctionner normalement c'est-à-dire avec un remplissage complet par la ~Z41~Z
boue de toute la section du debitmètre, sans entrainement de bulles d'air atmospherique, avec une vitesse moyenne d'ecoule-ment qui soit comprise dans les limites de mesure du debit-mètre, et, en.evitant que les deblais rocheux remontes par la boue ne puissent se sedimenter ni obstruer totalement ou partiellement le passage de la boue,:tout en reservant à la boue un parcours de secours lorsqu'une intervention sur le dispositif de mesure est necessaire.
Ce dispositif comporte en outre une mesure de la densite de la boue par un densimètre à rayons gamma, et une mesure de la temperature au:moyen d'une sonde à resistance.
En consequence,-l'invention revendiquee dans la pre-sente demande.vise un dispositif destine à canaliser et à
regulariser la totalite du debit de la boue de forage à la sortie d'un puits en production pour permettre d'effectuer, sur la totalite de ce debit, des mesures fiables et precises, dis-positif comportant un conduit de mesure en forme de V ayant une branche descendante et une branche ascendante reliees entre elles et construit pour permettre un ecoulement laminaire de ladite boue, caracterise en ce que: ladite branche descendante comporte en succession un segment de raccordement pyramidal dont l'axe fait un angle d'environ 30 avec l'horizontal, segment muni de moyens destinés à le relier à la tête dudit puits pour y capter la totalite de la boue de forage dechargee à la sortie dudit puits; une grille anti-vortex montee dans ledit segment de raccordement et une vanne regulatrice de la vitesse d'ecoule-ment de la boue destinee à eviter les entrees d'air dans le conduit de mesure; un premier.segment arque faisant un angle de 65 à 75, segment reliant entre elles lesdites.branches des-cendante et ascendante et construit pour preven.ir la sedimenta-tion, entre les branches precitees, de deblais rocheux entraines par ladite boue de forage; ladite branche ascendante comporte, à
~241~)2 son extrémité libre de sortie de la boue, un deuxieme segment arque dont l'angle de courbure est complementaire a celui du premier segment pour.ramener la boue horizontalement, et des moyens prevus le long dudit conduit pour y monter des instru-ments de mesure.
Afin d'expliciter l'invention, on donne ci-dessous une description du dispositif selon une realisation particu-liere-illustree par les figures suivantes:
La figure 1 represente schematiquement l'installa-tion d'un puits en cours de forage montrant l'implantation desdifferents elements..classiques du circuit de boue.
La figure 2 represente une forme de realisation de l'invention applicable aux circuits de boue de sortie comportant un canal à l'air libre dit gouIotte relie à un tube en V où
sont disposes les appareils.de mesure.
La figure 3 represente l'aire developpee du conduit pyramidal raccordant la goulotte au tube en V.
La figure 4 montre un système double porte contrôlant le passage de la boue de la goulotte dans le tube en V.
La figure 5 représente une grille anti-vortex.
Les figures 6, 7 et 8 représentent 3 modeles diffé-.rents de raccordement du débitmètre au tuyau en V.
Les figures 6A, 7A et 8A representent des brides s'adaptant aux raccordements precedents.
La figure 9 represente en plan la disposition du : densimètre à rayons gamma.
Les figures 10,. 11 et 12.representent, en plan et .~
~12410Z
suivant deux vues en élévation, un exemple de réalisation du dispositif objet du présent brevet sur un forage de mer.
Sur la figure 1, on observe la tour de forage classique comportant un train de tiges A comportant à sa partie inférieure au fond du puits un trépan de forage B, à sa partie supérieure une tête d'injection C suspendue au crochet D du mouffle mobile E, dans laquelle la boue de forage est injectée par l'inter-médiaire de la canalisation montante F et du flexible G la boue étant mue par des pompes non représentées situées en amont , la boue descendant dans le train de tiges, après avoir traversé
les évents du trépan remonte dans l'espace annulaire H jusqu'à
la tête de puits J puis s'écoule par le "tube fontaine" K dans le canal à l'air libre L : celui-ci est raccordé à un déversoir M
qui alimente un ou plusieurs tamis vibrants N.
En se référant maintenant à la figure 2, celle-ci représente le détail de l'installation particulière qui est ajoutée à l'installation classique pour permettre l'implantation des capteurs de mesure, dans le cas d'un écoulement de boue dans un canal à l'air libre L encore appelé "goulotte". Cette installation particulière est schématisée sur la figure 1 par la dérivation P.
Le système représenté sur la figure 2 est une dériva-tion d'un circuit ordinaire permettant une alimentation et un remplissage convenable des capteurs de mesure, par lesquels tout le débit de boue est dérivé, le circuit normal de la goulotte étant conservé à titre de secours.
Ce systèmc est constitue par un tube en V raccordC
en amont à la partie haute de la goulotte L et en aval au déver-soir de boue M sur les tamis vibrants N. Le raccordement sur le fond plat de la goulotte en amont est fait par un conduit pyramidal 1 dont la figure 3 montre l'aire développée.
Au point de raccordement avec la goulotte, un système ~Z4~02 de double porte 3 avec anneaux fixés sur le cadre 2 (voir aussi figure 4) permet à volonté soit de conserver le flot de boue dans la goulotte L ou, en ouvrant les portes, de le dériver entièrement dans le système de mesure. Dans le raccordement pyramidal 1, une grille 4 (figure 5) composée de trois bandes rectilignes permet d'éviter la formation du vortex.
En continuant d'examiner le conduit de mesure d'amont en aval, on trouve une vanne à opercule 5, qui peut être remplacée avantageusement par une vanne pneumatique à guillotine à commande à distance ; cette vanne permet éventuellement de ralentir la vitesse d'écoulement de la boue pour éviter que de l'air atmosphérique ne soit entraîné à l'entrée du tube. A
partir de cette vanne, le tube (7) est un tube cylindrique standard de 20 cm de diamètre intérieur par exemple.
On trouve ensuite le débitmètre électromagnétique 10, avec un segment conique d'adaptation 8; sur la figure 2, le débitmètre représenté a dans l'exemple considéré un diamètre de passage utile pour la boue de 15 cm; suivant le débit de boue, et donc la vitesse de circulation de la boue qui existent, on peut être amené à installer des d~bitmètre ayant un diamètre de passage plus grand (20 cm) ou plus petit (10 cm) afin que la vitesse de passage de la boue reste dans les limites de mesure du débitmètre; à cet effet, trois modèles de segment 8 sont prévus de manière à pouvoir monter indifféremment l'un de ces trois modèles de débitmètre en conservant le même encombrement entre les brides 6 et 11. Les figures 6, 7 et 8 représentent des modcles de segment 8 se raccordant à des dcbi-tmètres ayant respectivement des diamètres de 20, 15 et 10 cm.
Les figures 6A, 7A et 8A représentent respectivement les brides 6, 9 et 11.
On trouve ensuite un segment 12 permettant d'adapter un densimètre à absorption de rayons gamma représenté en plan sur ~124~2 la figure 9 dans laquelle la source de rayonnement 24 et le détecteur de rayonnement 24bis après traversée de la paroi du tube et de la boue sont fixés à l'extérieur du tube et dans le même axe de part et d'autre de celui-ci.
La partie la plus basse du conduit de mesure est constituée par le segment 14 qui est arqué suivant un angle de 65 a 75 avec un rayon de courbure dans l'axe de 400mm. Ce segment, ainsi que les segments 7 et 16 portent une bague 23 pour fixation aux structures de l'appareil de forage. Le segment 14 comporte également un orifice à bouchon fileté 13 pour la vidange et le nettoyage de la base du siphon.
La partie montante du tube en V est constituée par le segment 15, qui comporte un orifice à presse étoupe 29 pour in-troduction d'une canne de mesure de température.
Le segment 16, arqué d'un angle de 30 à 35 avec un rayon de courbure dans l'axe de 400mm ramène la boue horizontale-ment dans le déversoir M à travers une seconde vanne de réglage 17 d'où la boue se déverse sur les tamis vibrants.
Le dispositif décrit jusqu'à présent concerne principale-ment les sondes possèdant un canal d'écoulement ouvert (goulotte) ' qui est le cas le plus fréquent des sondages à terre. Sur lessondages en mer, l'écoulement à partir de la tête de puits se fait le plus souvent par une conduite fermée. Les figures 10 à 12 représentent un dispositif conforme à l'invention permettant d'intercaler le même ensemble de capteurs de mesures sur la branche descendante d'un tube en V, la branche montante étant constituee par un reservoir parallélépipedique d'où la boue s'écoule sur les tamis vibrants. La figure 10 est une vue en plan du dispositif, les figures 11 et 12 en sont deux vues en élévation, A partir du déversoir de la tête de puits 26 la boue s'écoule par une canalisation standard de 20 cm jusqu'à l'entrée .:
- , . ~
, :. .: ~ :
: ,. : :
`4~)2 du dispositif 27. La branche descendante comprend comme dans la forme de réalisation précédente une vanne 5, un segment conique d'ajustage du diamètre 8, le débitmètre 10, le segment comportant le sensimètre à rayons gamma 12, la deuxième vanne de réglage 17 et la prise de température 29, avant d'entrer dans le réservoir 28, d'où la boue s'écoule sur les déversoirs de tamis vibrants 30.
Une dérivation de secours du circuit de boue est consti-tuée par le tube montant 32 et le déversoir 31 dans le réservoir 28.
L'existence et la direction de tels echanges depend d'une part de la presence de couches permeables à travers les-quelles les fluides peuvent transiter, d'autre part de la diffe-rence de pression entre la boue dans l'espace annulaire du puits et la pression de formation des fluides dans les ~,~ -- 1 --1~,",' ~ .
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pores des terrains traversés. Si cette "pression différentielle"
est positive, il y a possibilité de perte de boue, si elle est négative, il y a risque d'éruption.
La détection et la mesure de tels échanges est impor-tante à deux titres dans l'exercice de la surveillance du fonctionnement d'un forage, et dans l'obtention de renseignements géologiques :
1) L'existence d'échanges est la preuve de la présence d'une couche poreuse et perméable et la direction de l'échange (perte ou gain) renseigne sur le régine des pressions dans le puits et par conséquent sur la pression de formation, 2) Les pertes et les gains de fluide sont préjudiciables à
l'équilibre du puits et dans certains cas peuvent conduire rapidement à des situations dangereuses, il importe donc de détecter, rapidement même, de faibles variations.
Le moyen classique de contrôler les pertes et les gains consiste à enregistrer en permanence le volume de boue dans les bacs de stockage en surface qui sont insérés dans le circuit du puits à partir de mesures de niveaux faites dans chacun de ces bacs. Cette méthode, simple et souvent efficace, est pourtant fréquemment mise en défaut par les manipulations qui sont effectuées sur la boue et changent son volume sans que le puits soit en cause : adjonction d'eau ou de produits de traitement, filtrage des particules rocheuses, transvasement de boue fraîche etc... De plus, en cas de forage en mer sur barge flottante donc soumise aux mouvements de la houle, la surface dc la bouc dans lcs bacs cst agit~c, ct lcs mcsurcs de nivcau ne donnent plus que des résultats imprécis.
Le dispositif objet de la présente invention permet de mesurer simultanément :
- le débit différentiel de boue dans le puits, c'est-à-dire la différence entre le débit de boue injecté à l'entrée dans les ~lZ410Z
tiges et le débit de boue qui ressort de l'espace annulaire en tête de puits, cette différence est nulle dans un puits en équilibre, toute valeur non nulle indique suivant son signe, soit une perte, soit un gain , - la densité de la boue , - la température de la boue.
Enfin, le dispositif comprend un système pour effectuer la différence des deux débits mesurés et un dispositif d'enre-gistrement de toutes ces valeurs mesurées.
La mesure du débit d'entrée ne pose pas de problème particulier, car la boue refoulée par les pompes circule dans une canalisation sous pression, sur laquelle on peut intercaler par des moyens connus un débitmètre, le type généralement employé étant du type débitmètre électromagnétique , ce systeme connu ne comporte aucune pièce mécanique en mouvement mais seulement deux électrodes au contact de la boue qui laissent entièrement libre la section circulaire de passage de la boue , un champ magnétique créé extérieurement perpendiculaire d'une part à l'axe des deux électrodes et d'autre part à la direction d'écoulement, est responsable de la création entre les deux électrodes d'une différence de potentiel électrique proportion-nelle à la moyenne des vitesses d'écoulement des filets liquides dans la section de passage, c'est-à-dire au débit de liquide.
Par contre, à la sortie du puits, la boue déhouche à la pression atmosphérique et s'écoule généralement à l'air vers les tamis vibrants et les bacs de stockage, et un dispositif particulicr est ncccssaire pour adapter une mesure de dC~bit à ce niveau.
5~ " / 'j "~ J~n~ vn ` Le dispositif dccrit dans cc brcvot est donc un ensemble permettant de placer sur le flot de boue sortant du puits un débitmètre électromagn~tique qui puisse fonctionner normalement c'est-à-dire avec un remplissage complet par la ~Z41~Z
boue de toute la section du debitmètre, sans entrainement de bulles d'air atmospherique, avec une vitesse moyenne d'ecoule-ment qui soit comprise dans les limites de mesure du debit-mètre, et, en.evitant que les deblais rocheux remontes par la boue ne puissent se sedimenter ni obstruer totalement ou partiellement le passage de la boue,:tout en reservant à la boue un parcours de secours lorsqu'une intervention sur le dispositif de mesure est necessaire.
Ce dispositif comporte en outre une mesure de la densite de la boue par un densimètre à rayons gamma, et une mesure de la temperature au:moyen d'une sonde à resistance.
En consequence,-l'invention revendiquee dans la pre-sente demande.vise un dispositif destine à canaliser et à
regulariser la totalite du debit de la boue de forage à la sortie d'un puits en production pour permettre d'effectuer, sur la totalite de ce debit, des mesures fiables et precises, dis-positif comportant un conduit de mesure en forme de V ayant une branche descendante et une branche ascendante reliees entre elles et construit pour permettre un ecoulement laminaire de ladite boue, caracterise en ce que: ladite branche descendante comporte en succession un segment de raccordement pyramidal dont l'axe fait un angle d'environ 30 avec l'horizontal, segment muni de moyens destinés à le relier à la tête dudit puits pour y capter la totalite de la boue de forage dechargee à la sortie dudit puits; une grille anti-vortex montee dans ledit segment de raccordement et une vanne regulatrice de la vitesse d'ecoule-ment de la boue destinee à eviter les entrees d'air dans le conduit de mesure; un premier.segment arque faisant un angle de 65 à 75, segment reliant entre elles lesdites.branches des-cendante et ascendante et construit pour preven.ir la sedimenta-tion, entre les branches precitees, de deblais rocheux entraines par ladite boue de forage; ladite branche ascendante comporte, à
~241~)2 son extrémité libre de sortie de la boue, un deuxieme segment arque dont l'angle de courbure est complementaire a celui du premier segment pour.ramener la boue horizontalement, et des moyens prevus le long dudit conduit pour y monter des instru-ments de mesure.
Afin d'expliciter l'invention, on donne ci-dessous une description du dispositif selon une realisation particu-liere-illustree par les figures suivantes:
La figure 1 represente schematiquement l'installa-tion d'un puits en cours de forage montrant l'implantation desdifferents elements..classiques du circuit de boue.
La figure 2 represente une forme de realisation de l'invention applicable aux circuits de boue de sortie comportant un canal à l'air libre dit gouIotte relie à un tube en V où
sont disposes les appareils.de mesure.
La figure 3 represente l'aire developpee du conduit pyramidal raccordant la goulotte au tube en V.
La figure 4 montre un système double porte contrôlant le passage de la boue de la goulotte dans le tube en V.
La figure 5 représente une grille anti-vortex.
Les figures 6, 7 et 8 représentent 3 modeles diffé-.rents de raccordement du débitmètre au tuyau en V.
Les figures 6A, 7A et 8A representent des brides s'adaptant aux raccordements precedents.
La figure 9 represente en plan la disposition du : densimètre à rayons gamma.
Les figures 10,. 11 et 12.representent, en plan et .~
~12410Z
suivant deux vues en élévation, un exemple de réalisation du dispositif objet du présent brevet sur un forage de mer.
Sur la figure 1, on observe la tour de forage classique comportant un train de tiges A comportant à sa partie inférieure au fond du puits un trépan de forage B, à sa partie supérieure une tête d'injection C suspendue au crochet D du mouffle mobile E, dans laquelle la boue de forage est injectée par l'inter-médiaire de la canalisation montante F et du flexible G la boue étant mue par des pompes non représentées situées en amont , la boue descendant dans le train de tiges, après avoir traversé
les évents du trépan remonte dans l'espace annulaire H jusqu'à
la tête de puits J puis s'écoule par le "tube fontaine" K dans le canal à l'air libre L : celui-ci est raccordé à un déversoir M
qui alimente un ou plusieurs tamis vibrants N.
En se référant maintenant à la figure 2, celle-ci représente le détail de l'installation particulière qui est ajoutée à l'installation classique pour permettre l'implantation des capteurs de mesure, dans le cas d'un écoulement de boue dans un canal à l'air libre L encore appelé "goulotte". Cette installation particulière est schématisée sur la figure 1 par la dérivation P.
Le système représenté sur la figure 2 est une dériva-tion d'un circuit ordinaire permettant une alimentation et un remplissage convenable des capteurs de mesure, par lesquels tout le débit de boue est dérivé, le circuit normal de la goulotte étant conservé à titre de secours.
Ce systèmc est constitue par un tube en V raccordC
en amont à la partie haute de la goulotte L et en aval au déver-soir de boue M sur les tamis vibrants N. Le raccordement sur le fond plat de la goulotte en amont est fait par un conduit pyramidal 1 dont la figure 3 montre l'aire développée.
Au point de raccordement avec la goulotte, un système ~Z4~02 de double porte 3 avec anneaux fixés sur le cadre 2 (voir aussi figure 4) permet à volonté soit de conserver le flot de boue dans la goulotte L ou, en ouvrant les portes, de le dériver entièrement dans le système de mesure. Dans le raccordement pyramidal 1, une grille 4 (figure 5) composée de trois bandes rectilignes permet d'éviter la formation du vortex.
En continuant d'examiner le conduit de mesure d'amont en aval, on trouve une vanne à opercule 5, qui peut être remplacée avantageusement par une vanne pneumatique à guillotine à commande à distance ; cette vanne permet éventuellement de ralentir la vitesse d'écoulement de la boue pour éviter que de l'air atmosphérique ne soit entraîné à l'entrée du tube. A
partir de cette vanne, le tube (7) est un tube cylindrique standard de 20 cm de diamètre intérieur par exemple.
On trouve ensuite le débitmètre électromagnétique 10, avec un segment conique d'adaptation 8; sur la figure 2, le débitmètre représenté a dans l'exemple considéré un diamètre de passage utile pour la boue de 15 cm; suivant le débit de boue, et donc la vitesse de circulation de la boue qui existent, on peut être amené à installer des d~bitmètre ayant un diamètre de passage plus grand (20 cm) ou plus petit (10 cm) afin que la vitesse de passage de la boue reste dans les limites de mesure du débitmètre; à cet effet, trois modèles de segment 8 sont prévus de manière à pouvoir monter indifféremment l'un de ces trois modèles de débitmètre en conservant le même encombrement entre les brides 6 et 11. Les figures 6, 7 et 8 représentent des modcles de segment 8 se raccordant à des dcbi-tmètres ayant respectivement des diamètres de 20, 15 et 10 cm.
Les figures 6A, 7A et 8A représentent respectivement les brides 6, 9 et 11.
On trouve ensuite un segment 12 permettant d'adapter un densimètre à absorption de rayons gamma représenté en plan sur ~124~2 la figure 9 dans laquelle la source de rayonnement 24 et le détecteur de rayonnement 24bis après traversée de la paroi du tube et de la boue sont fixés à l'extérieur du tube et dans le même axe de part et d'autre de celui-ci.
La partie la plus basse du conduit de mesure est constituée par le segment 14 qui est arqué suivant un angle de 65 a 75 avec un rayon de courbure dans l'axe de 400mm. Ce segment, ainsi que les segments 7 et 16 portent une bague 23 pour fixation aux structures de l'appareil de forage. Le segment 14 comporte également un orifice à bouchon fileté 13 pour la vidange et le nettoyage de la base du siphon.
La partie montante du tube en V est constituée par le segment 15, qui comporte un orifice à presse étoupe 29 pour in-troduction d'une canne de mesure de température.
Le segment 16, arqué d'un angle de 30 à 35 avec un rayon de courbure dans l'axe de 400mm ramène la boue horizontale-ment dans le déversoir M à travers une seconde vanne de réglage 17 d'où la boue se déverse sur les tamis vibrants.
Le dispositif décrit jusqu'à présent concerne principale-ment les sondes possèdant un canal d'écoulement ouvert (goulotte) ' qui est le cas le plus fréquent des sondages à terre. Sur lessondages en mer, l'écoulement à partir de la tête de puits se fait le plus souvent par une conduite fermée. Les figures 10 à 12 représentent un dispositif conforme à l'invention permettant d'intercaler le même ensemble de capteurs de mesures sur la branche descendante d'un tube en V, la branche montante étant constituee par un reservoir parallélépipedique d'où la boue s'écoule sur les tamis vibrants. La figure 10 est une vue en plan du dispositif, les figures 11 et 12 en sont deux vues en élévation, A partir du déversoir de la tête de puits 26 la boue s'écoule par une canalisation standard de 20 cm jusqu'à l'entrée .:
- , . ~
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`4~)2 du dispositif 27. La branche descendante comprend comme dans la forme de réalisation précédente une vanne 5, un segment conique d'ajustage du diamètre 8, le débitmètre 10, le segment comportant le sensimètre à rayons gamma 12, la deuxième vanne de réglage 17 et la prise de température 29, avant d'entrer dans le réservoir 28, d'où la boue s'écoule sur les déversoirs de tamis vibrants 30.
Une dérivation de secours du circuit de boue est consti-tuée par le tube montant 32 et le déversoir 31 dans le réservoir 28.
Claims (3)
1. Dispositif destiné à canaliser et à régulariser la totalité du débit de la boue de forage à la sortie d'un puits en production pour permettre d'effectuer, sur la totalité de ce débit, des mesures fiables et précises, dispositif comportant un conduit de mesure en forme de V ayant une branche descendante et une branche ascendante reliées entre elles et construit pour permettre un écoulement laminaire de ladite boue, caractérisé
en ce que:
- ladite branche descendante comporte en succession un segment de raccordement pyramidal dont l'axe fait un angle d'environ 30° avec l'horizontal, segment muni de moyens destinés à le relier à la tête dudit puits pour y capter la totalité de la boue de forage déchargée à la sortie dudit puits; une grille anti-vortex montée dans ledit segment de raccordement et une vanne régulatrice de la vitesse d'écoulement de la boue destinée à
éviter les entrées d'air dans le conduit de mesure;
- un premier segment arqué faisant un angle de 65 à 75°, segment reliant entre elles lesdites branches descendante et ascendante et construit pour prévenir la sédimentation, entre les branches précitées, de déblais rocheux entraînés par ladite boue de forage;
- ladite branche ascendante comporte, à son extrémité
libre de sortie de la boue, un deuxième segment arqué dont l'angle de courbure est complémentaire à celui du premier seg-ment pour ramener la boue horizontalement, et - des moyens prévus le long dudit conduit pour y monter des instruments de mesure.
en ce que:
- ladite branche descendante comporte en succession un segment de raccordement pyramidal dont l'axe fait un angle d'environ 30° avec l'horizontal, segment muni de moyens destinés à le relier à la tête dudit puits pour y capter la totalité de la boue de forage déchargée à la sortie dudit puits; une grille anti-vortex montée dans ledit segment de raccordement et une vanne régulatrice de la vitesse d'écoulement de la boue destinée à
éviter les entrées d'air dans le conduit de mesure;
- un premier segment arqué faisant un angle de 65 à 75°, segment reliant entre elles lesdites branches descendante et ascendante et construit pour prévenir la sédimentation, entre les branches précitées, de déblais rocheux entraînés par ladite boue de forage;
- ladite branche ascendante comporte, à son extrémité
libre de sortie de la boue, un deuxième segment arqué dont l'angle de courbure est complémentaire à celui du premier seg-ment pour ramener la boue horizontalement, et - des moyens prévus le long dudit conduit pour y monter des instruments de mesure.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit premier segment a un rayon de courbure dans l'axe de l'ordre de 400mm.
en ce que ledit premier segment a un rayon de courbure dans l'axe de l'ordre de 400mm.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit deuxième segment est arqué selon un angle de 30 à 35° et a un rayon de courbure de l'ordre de 400mm.
en ce que ledit deuxième segment est arqué selon un angle de 30 à 35° et a un rayon de courbure de l'ordre de 400mm.
Applications Claiming Priority (2)
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