CA1177055A - Raccord coude a angle variable pour forages diriges - Google Patents
Raccord coude a angle variable pour forages dirigesInfo
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- CA1177055A CA1177055A CA000387803A CA387803A CA1177055A CA 1177055 A CA1177055 A CA 1177055A CA 000387803 A CA000387803 A CA 000387803A CA 387803 A CA387803 A CA 387803A CA 1177055 A CA1177055 A CA 1177055A
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
Raccord coudé à angle variable par télécommande, comportant un premier élément tubulaire fixé à l'extrémité d'une colonne de forage et un second élément tubulaire solidaire d'un moteur de fond entraînant en rotation un outil de forage. Ces éléments tubulaires sont assemblés entre eux et l'axe du second élément tubulaire peut tourner autour d'un axe de rotation qui fait un angle avec l'axe du premier élément tubulaire. L'axe de rotation et les axes des deux corps tubulaires sont distincts les uns des autres et concoure sensiblement en un même point.
L'angle précité est un angle aigu et le raccord comporte des moyens télécommandés pour modifier à volonté la position angu-laire du second par rapport au premier par pivotement de l'axe du second élément autour dudit axe de rotation et des moyens pour immobiliser l'un par rapport à l'autre lesdits éléments tubulaires dans une position angulaire relative choisie.
Raccord coudé à angle variable par télécommande, comportant un premier élément tubulaire fixé à l'extrémité d'une colonne de forage et un second élément tubulaire solidaire d'un moteur de fond entraînant en rotation un outil de forage. Ces éléments tubulaires sont assemblés entre eux et l'axe du second élément tubulaire peut tourner autour d'un axe de rotation qui fait un angle avec l'axe du premier élément tubulaire. L'axe de rotation et les axes des deux corps tubulaires sont distincts les uns des autres et concoure sensiblement en un même point.
L'angle précité est un angle aigu et le raccord comporte des moyens télécommandés pour modifier à volonté la position angu-laire du second par rapport au premier par pivotement de l'axe du second élément autour dudit axe de rotation et des moyens pour immobiliser l'un par rapport à l'autre lesdits éléments tubulaires dans une position angulaire relative choisie.
Description
11~7'705S
. ~a prdser.te irvcntlo~ se raL~Artc ~ vn ~1spositl.f q~nera!ement appe-l~ r~ccora coude int~rposc: en~re la colonnn de ~orage et un moteur de fond en-t_~Lnant un trepan en rotatiorl, ce raccord permettant de modifier la trajectoire du fora~e. Elle vise un perfectionnement au dispositif objet de la ~nde no. 332,401 déposee au Canada le 24 juillet 1979:
Plusieurs methodes et dispositifs ont ete proposes par le passe pour realiser des forages diriges.
Selon le brevet U.S. n 3 365 007, on utilise l'action d'un jet de fluide convenablement oriente pour detruire localement les formations et creer une cavite vers laquelle le trépan sera entraine. Il est aise de comprendre qu'un 1~ tel dispositif es,t peu precislcar l'action~du jet, et donc la deviation obtenue, sera difEerente suivant la durete des formations geologiques. De plus, il est necessaire d'utiliser un trepan particulier pourvu d'une buse par ou s'echapperale jet de fluide.
, ' ' , Selon un autre procede decrit par exemple dans le brevet britan-nique n 1 139 908, dans lès b_evets US nS 3 593 810, 3 888 3~9 et 4 040 494 ou dans le brevet français n 2 297 989, on utilise un dispositiE deviateurienvelop-pant une portion de la garnitbre de forage le plus souvent au voisinage du trapan.
Ce dispositif deviateur est pourvu de doigts deplaçables radialement par rapport a l'axe de la garniture. En deplacant judicieusement ces doigts qui prenne~t appui contre la paroi du puits fore, on provoque un decentrement de l'axe du trepan par r*~port a l'axe du puits et donc, une modification dela trajectoiredu forage. ~vec de tels dispositifs, l'avancement du forage est discontinu et s'efEectue par passeis successives entre lesquelles le Eor~ge est arrete pour permettre le depla-- cement du dispositif deviateur. Il s'ensuit des pertes de temps considerables qui augmentent le coût d'une operatLon de Eorage.
Avec la technique actuelle de forage mettant en oeuvre un moteur ~ ~ de fond, on a propose d'interposer entre la colonne de farage et ce que l'on ap--~ pelle la "tête de forage" ~ensemble comportant le trepan ,et le moteur de fond) un raacord coude d'angle determine. Ainsi, chaque fois que l'on desire modifier la trajectoire du forage~il est necessàire de remonter toute la colonne de forage en surface pour adapter un nouveau raccord coude dont l'angle est choisi en fonction de la deviation desiree.
~;De nouveauY. raccord coudes dits articules ont ete proposes.Ils sont , du type de celui ~ mentionne dansle brevet Erançais n 2 175 620. Ces raccords se composent generalement de deux parties tubulaires articulees entre elles et ne pouvant avoir que deux posi-tions l'une par rapport à l'autre. Dans la premiere posi-tion, les deux parties du raccord sont alignees (l'angle du .~ !:
, ,' ~ ~ ' 11'~'7055 raccord est alors nul), tandis que dans la seconde posL~ion, les deux parties du raccord font entre elles un angle de valeur determinee. Tout comme pour les raccords coudes du type precedent, il est necessaire de remonter en surface au m~ins un élement constitutif du raccord lorsque la deviation desiree n'est pas compatible avec l'angle que peuvent Eormer entre elles les deux parties du raccord.
, v .. . . ...
_ . . .
Pour eviter ces inconvenients, on a proposé des dispositifs permet-tant de faire varier l'angle du raccord sans nécessiter sa remontée en sur-face. ~n dispositif de commande du raccord est indiqué dans la demande de brevet français publiée 2.177.920 et dans le brevet GB 1 494 273.
~ Dans la demande de brevet français 2 432 079, ainsi que dans les demandes de certificat d'addition français publiées 2 453 268 et 2 453 269 est décrit un raccord coudé constitué de deux éléments tubulaires formant entre eux un angle variable par télécommande.
Ce raccord coudé, dont l'angle est réglable depuis la surface du sol, comprend essentiellement un premier et un second éle~ents tubu-laires assemble.s entre eux, le second élément pouvant pivoter autour d'un axe formant un angle avec l'axe du premier élément, des moyens pour solidariser en rotation les éléments tubulaires et des moyens télécom-mandes pour modifier/pas à pas~le calage angulaire du second élément tu-bulai~re par rapport au premier.
~ ~:
;~ Pour contrôler la rotation du second élément tubulaire et emp~cher ~ une rotation intempestive des éléments du raccord après une modification -~ de leur calage angulaire, il faut avoir recours à des moyens auxiliaires de verrouillage.
La présente invention concerne plus spécialement un mode avantageux de réalisation de ces moyens auxiliaires de verrouillage qui sont de dimensions ., :
t ,.
.
. .
11'7'~055 - reduites et permettent ainsi de realiser un raccord - coude de faible encombrement.
Plus precisement, la présente invention est revendiquee ici en tant que raccord coude:à:angle variable par télécommande,'comportant un premier élement tubuIaire fixe à'l'extremite d'une colonne de forage et un second élement tubuIaire solidaire d'un moteur de fond entra;nant en rotation un outil de forage, ces elements tubuIaires etant assembles entre eux, l'axe du'second 10. élement tubuIaire pouvant tourner autour d'un axe de rotation qui fait un angle aigu avec l'axe du premier élément tubuIaire, l'axe de rotation et les axes des deux corps tubulaires.étant distincts les uns des autres et concourant sensiblement en un même point, des moyens télécommandés pour modifier à volonté la position angulaire du second élement par rapport au'premier par pivotement de l'axe du second élément.autour dudit axe de rotation et ~` des moyens pour immobiliser l'un par rapport a l'autre ; lesdits éléments tubulaires dans une position angulaire relative choisie, lesdits éléments tubuIaires étant assemblés par un emboitement.rotatif dont l'axe constitue .: ledit axe de rotation et qui est traversé par un arbre de liaison de ces éléments, monté coulissant dans ces éléments en restant solidaire en rotation d'un premier '25~' d'entre eux,ledit arbre de liaison ayant une position de verrouillage dans laquelle il devient également solidaire - en rotation du second élément tubuIaire et dont il peut "~
être dégagé par un déplacement axial, ce raccord comporte . . en outre des moyens'telécommandés pour déplacer axiale-ment ledit arbre de liaison, des moyens d'entra~nement faisant correspondre a un deplacement axial de cet arbre à partir de sa position de.verrouillage un pivotement ~ dudit.second-élément tubulaire autour dudit axe de rota-'~ tion, et des moyens auxiliaires de verrouillage en rota-~ 35 tion des élements du'raccord coudé empêchant toute rotation _ ~ _ A~
' ` :
t ~ '~
il7~70~S
intempestive de ces éléments après.une modification de leur calage anguIaire.relatif, caractérisé en ce que lesdits moyens auxiliaires de verrouillage comportent au moins un doigt escamotable radialement, des rainures axiales et des moyens permettant la coopération du doigt escamota-ble et des rainures axiales lorsque l'arbre de liaison a provoqué la rotation du second corps tubulaire après slêtre écarté de sa position de verrouillage, la coopéra-tion du doigt et des rainures étant maintenue jusqu'au 10. retour dudit arbre dans sa position de verrouillage.
L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaltront clairement à la lecture de la description qui suit illustrée par les figures annexées - parmi lesquelles: -- la figure 1 est un schéma de principe du raccord coudé à.angle variable, - la figure 2A et 2~ représentent,'schématique-ment et en coupe, les éléments essentiels du raccord coudé
et les moyens de verrouillage, 20 - la figure'3 montre en perspective cavaliere, une portion de la rainure de guidage,-et - la figure 4 montre en vue développée une portion de la rainure de guidage~.
La figure 1 rappelle le principe du raccord coudé concerné par la présente invention.
Ce raccord se compose de deux corps tubulaires 1 et 2 relies entre eux par un elément d'emboltement 2a : d'axe ~, solidaire du'corps , . . .
~ .
:
. - 3a -. .
`` '
. ~a prdser.te irvcntlo~ se raL~Artc ~ vn ~1spositl.f q~nera!ement appe-l~ r~ccora coude int~rposc: en~re la colonnn de ~orage et un moteur de fond en-t_~Lnant un trepan en rotatiorl, ce raccord permettant de modifier la trajectoire du fora~e. Elle vise un perfectionnement au dispositif objet de la ~nde no. 332,401 déposee au Canada le 24 juillet 1979:
Plusieurs methodes et dispositifs ont ete proposes par le passe pour realiser des forages diriges.
Selon le brevet U.S. n 3 365 007, on utilise l'action d'un jet de fluide convenablement oriente pour detruire localement les formations et creer une cavite vers laquelle le trépan sera entraine. Il est aise de comprendre qu'un 1~ tel dispositif es,t peu precislcar l'action~du jet, et donc la deviation obtenue, sera difEerente suivant la durete des formations geologiques. De plus, il est necessaire d'utiliser un trepan particulier pourvu d'une buse par ou s'echapperale jet de fluide.
, ' ' , Selon un autre procede decrit par exemple dans le brevet britan-nique n 1 139 908, dans lès b_evets US nS 3 593 810, 3 888 3~9 et 4 040 494 ou dans le brevet français n 2 297 989, on utilise un dispositiE deviateurienvelop-pant une portion de la garnitbre de forage le plus souvent au voisinage du trapan.
Ce dispositif deviateur est pourvu de doigts deplaçables radialement par rapport a l'axe de la garniture. En deplacant judicieusement ces doigts qui prenne~t appui contre la paroi du puits fore, on provoque un decentrement de l'axe du trepan par r*~port a l'axe du puits et donc, une modification dela trajectoiredu forage. ~vec de tels dispositifs, l'avancement du forage est discontinu et s'efEectue par passeis successives entre lesquelles le Eor~ge est arrete pour permettre le depla-- cement du dispositif deviateur. Il s'ensuit des pertes de temps considerables qui augmentent le coût d'une operatLon de Eorage.
Avec la technique actuelle de forage mettant en oeuvre un moteur ~ ~ de fond, on a propose d'interposer entre la colonne de farage et ce que l'on ap--~ pelle la "tête de forage" ~ensemble comportant le trepan ,et le moteur de fond) un raacord coude d'angle determine. Ainsi, chaque fois que l'on desire modifier la trajectoire du forage~il est necessàire de remonter toute la colonne de forage en surface pour adapter un nouveau raccord coude dont l'angle est choisi en fonction de la deviation desiree.
~;De nouveauY. raccord coudes dits articules ont ete proposes.Ils sont , du type de celui ~ mentionne dansle brevet Erançais n 2 175 620. Ces raccords se composent generalement de deux parties tubulaires articulees entre elles et ne pouvant avoir que deux posi-tions l'une par rapport à l'autre. Dans la premiere posi-tion, les deux parties du raccord sont alignees (l'angle du .~ !:
, ,' ~ ~ ' 11'~'7055 raccord est alors nul), tandis que dans la seconde posL~ion, les deux parties du raccord font entre elles un angle de valeur determinee. Tout comme pour les raccords coudes du type precedent, il est necessaire de remonter en surface au m~ins un élement constitutif du raccord lorsque la deviation desiree n'est pas compatible avec l'angle que peuvent Eormer entre elles les deux parties du raccord.
, v .. . . ...
_ . . .
Pour eviter ces inconvenients, on a proposé des dispositifs permet-tant de faire varier l'angle du raccord sans nécessiter sa remontée en sur-face. ~n dispositif de commande du raccord est indiqué dans la demande de brevet français publiée 2.177.920 et dans le brevet GB 1 494 273.
~ Dans la demande de brevet français 2 432 079, ainsi que dans les demandes de certificat d'addition français publiées 2 453 268 et 2 453 269 est décrit un raccord coudé constitué de deux éléments tubulaires formant entre eux un angle variable par télécommande.
Ce raccord coudé, dont l'angle est réglable depuis la surface du sol, comprend essentiellement un premier et un second éle~ents tubu-laires assemble.s entre eux, le second élément pouvant pivoter autour d'un axe formant un angle avec l'axe du premier élément, des moyens pour solidariser en rotation les éléments tubulaires et des moyens télécom-mandes pour modifier/pas à pas~le calage angulaire du second élément tu-bulai~re par rapport au premier.
~ ~:
;~ Pour contrôler la rotation du second élément tubulaire et emp~cher ~ une rotation intempestive des éléments du raccord après une modification -~ de leur calage angulaire, il faut avoir recours à des moyens auxiliaires de verrouillage.
La présente invention concerne plus spécialement un mode avantageux de réalisation de ces moyens auxiliaires de verrouillage qui sont de dimensions ., :
t ,.
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11'7'~055 - reduites et permettent ainsi de realiser un raccord - coude de faible encombrement.
Plus precisement, la présente invention est revendiquee ici en tant que raccord coude:à:angle variable par télécommande,'comportant un premier élement tubuIaire fixe à'l'extremite d'une colonne de forage et un second élement tubuIaire solidaire d'un moteur de fond entra;nant en rotation un outil de forage, ces elements tubuIaires etant assembles entre eux, l'axe du'second 10. élement tubuIaire pouvant tourner autour d'un axe de rotation qui fait un angle aigu avec l'axe du premier élément tubuIaire, l'axe de rotation et les axes des deux corps tubulaires.étant distincts les uns des autres et concourant sensiblement en un même point, des moyens télécommandés pour modifier à volonté la position angulaire du second élement par rapport au'premier par pivotement de l'axe du second élément.autour dudit axe de rotation et ~` des moyens pour immobiliser l'un par rapport a l'autre ; lesdits éléments tubulaires dans une position angulaire relative choisie, lesdits éléments tubuIaires étant assemblés par un emboitement.rotatif dont l'axe constitue .: ledit axe de rotation et qui est traversé par un arbre de liaison de ces éléments, monté coulissant dans ces éléments en restant solidaire en rotation d'un premier '25~' d'entre eux,ledit arbre de liaison ayant une position de verrouillage dans laquelle il devient également solidaire - en rotation du second élément tubuIaire et dont il peut "~
être dégagé par un déplacement axial, ce raccord comporte . . en outre des moyens'telécommandés pour déplacer axiale-ment ledit arbre de liaison, des moyens d'entra~nement faisant correspondre a un deplacement axial de cet arbre à partir de sa position de.verrouillage un pivotement ~ dudit.second-élément tubulaire autour dudit axe de rota-'~ tion, et des moyens auxiliaires de verrouillage en rota-~ 35 tion des élements du'raccord coudé empêchant toute rotation _ ~ _ A~
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intempestive de ces éléments après.une modification de leur calage anguIaire.relatif, caractérisé en ce que lesdits moyens auxiliaires de verrouillage comportent au moins un doigt escamotable radialement, des rainures axiales et des moyens permettant la coopération du doigt escamota-ble et des rainures axiales lorsque l'arbre de liaison a provoqué la rotation du second corps tubulaire après slêtre écarté de sa position de verrouillage, la coopéra-tion du doigt et des rainures étant maintenue jusqu'au 10. retour dudit arbre dans sa position de verrouillage.
L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaltront clairement à la lecture de la description qui suit illustrée par les figures annexées - parmi lesquelles: -- la figure 1 est un schéma de principe du raccord coudé à.angle variable, - la figure 2A et 2~ représentent,'schématique-ment et en coupe, les éléments essentiels du raccord coudé
et les moyens de verrouillage, 20 - la figure'3 montre en perspective cavaliere, une portion de la rainure de guidage,-et - la figure 4 montre en vue développée une portion de la rainure de guidage~.
La figure 1 rappelle le principe du raccord coudé concerné par la présente invention.
Ce raccord se compose de deux corps tubulaires 1 et 2 relies entre eux par un elément d'emboltement 2a : d'axe ~, solidaire du'corps , . . .
~ .
:
. - 3a -. .
`` '
2. L'axe X'X du corps tubulaire supérieur 1, l'axe Y'Y du corps tubu].ai-re inferieur 2 et l'axe ~ concourent en un même point 0.
Les angles (~ , X'X) et (~ , Y'Y) formes par llaxe ~ et les ; axes X'X et Y'Y respectivement ont même valeur a . Ainsi, lors de la ro-tation du corps 2 autour de l'axe ~ , l'angle delimite par les axes X'X
et Y'Y varie entre une valeur maximale 2 a (position du corps 2 repré--~ sentée en trait continu) et une valeur nulle (position du corps 2 repré-~ ~ ~ sentee en trait interrompu).
.~'`'~'. - .
-- Les figures 2A et 2B schematisent les éléments principaux du raccord, c'est-à-dire le corps tubulaire supérieur 1, le corps inferieur 2 et l'arbre de liaison 20, dans la position où les corps tubulaires supe- rieur et inférieur font entre eus un angle nul.
' L e c o r p s s u p é r i e u r 1 e s-t f i x e à l'extrémité d'une garniture de forage(non représentée) tandis que le corps inférieur 2 est vissé sur le moLeur de fond (non représenté).
POU-L la simplicité de la figure, chacun de ces corps tubulai-res a été représenté en une seule pièce, mais il est évident que chacun d'eux peut être constitué de plusieurs eléments assembles pour facili-ter l'usinage et l'assemblage du raccord.
Z A la partie inférieure du corps 1, est usiné un alesage 11 d'axe ~ . La face inférieure 12 du corps 1 est perpendiculaire à l'axe et le plan qui la contient passe par le point de concours des axes X'X et ~ .
L'extrémité superieure du corps 2 porte un element d'emboîte-ment 2a complen~entaire de l'alesa~e 11 et dont l'axe Eait avec l'axe Y'Y du corps 2 un anglc a . Le corps 2 a un ~pau].cment 13 dont la face perpendiculaire à l'axe de l'element d'cmboîtcmcnt 2a, est contcnue d2ns un plan passant ~ar l'intersec~ion de l'axe Y'Y et de l'axe de l'element 2a.
:~ 4 , , 7'~055 Les corps tubulaires I et 2 sont maintenus dans leur position d'emboltement par une butce 14 supportant les efforts axiaux appliqués au raccord lors de son utilisation. Le centrage de l'elément 2a dans l'al~sa~c 11 est realise par des roulements tels que ceux schématisés en 15, 16 et 17 qui permettent la rotation relative des deux corps tubulai-res. Des joints 18 et 19 assurent l'étanchéité entre les deux corps 1 et 2.
A l'intérieur des corps tubulaires I et 2, un arbrc creux 20 est disposé coaxialement a l'élémen~ 2a et a l'alésage 11, c'est-à-dire coaxial~ment à l'axe ~ . L'arbre 20 et le corps I sont en permanence soli-daires en rotation. Ccci est obtenu par là coopération d'un alésage can-nelc 21 usine aans le corps superieur 1 et de canneiures complémentaires 22 portées par l'arbre 20. Ce dernier est également pourvu de cannelures 23 qui peu~ent coopérer avec un alésage cannclé 24 du corps inférieur 2 lorsque l'arbre 20 est placé, par l'action d'un ressort Z5, dans la posi-tion rcprésentée sur la partie droite des figures 2A et 2B. Dans cette position, le corps 2 et l'arbre 20 sont lies en rotation.
L'arbre 20, depla,cable axialement 2 l'intérieur des corps tu-bulaires 1 et 2, porte sur sa face extérieure une rainure de guidage proEilée 28 gui coopère avec au moins un doigt de guidage 26 solidaire du corps 2, pour faire tourner celui-ci en rotation autour de l'axe ~
lorsque l'arbre 20 est déplacé axialement à partir de sa position re-presentee sur la partie droite des figures 2A et 2B. Cette rainure, re-présentée en yerspective sur la figure 3, permet d'obtenir une rotation pas à pas du corps tubulaire 2 autour de l'axe ~ .
? L'extr~mité inférieure de l'arbre 20 est, par exemple, equipce d'un mecanisme de com.nande (non représente) qui peut être du type de ceux iillustres dans les demandes de cer~ificats d'addition precitces.
Le raccord ccude est pourvu d'un dispositif de verrouilla~e 30 qui comportc au moi~s un doigt 100 escamotablc radialement contre l'ac-tion d'un rcssort 101, ce doigt etant placc ~ans un lo~cment IOZ usin~
dans l'arl~rc 20. Une begue lU3 COIllis~ant sur l'~rbrc 20 dont clle cst i~7~0Si5 solidaire en rotation mainti~nt le doigt 100 à l'interieur de son logement lorsquc l'arbre 20 solidarîse en rotation le corps in~erieur Z et le corps superieur 1, c'cst-à-dire lorsque l'arbre 20 est dans la position repre sentée sur la partie droite des figures 2~ et 2~ ainsi que pendant la ro-tation reIa~ive:des corps 1 et 2. Dans cette position, la bague 103 est rendue axia].ement solidaire de l'arbre 20 par un dispositif à bi.lles 104, qui coopère avec une rainure 105 realisee dans la bague 103. La bague 103 est cgalement pourvue d'orifices 106 dont l'utilite apparaître ultérieure-ment.
~ l'interieur du corps 2 sont usinees des rainures 107 parallè-les à l'axe du dispositif et de pas identique à celui de la rainure pro-filée 28.
Le fonctiomlement du dispositif est indique ci-dessous, en supposant que le raccord coudé est dans la position représentée sur la partie droite des figures 2A et 2B, les-axes des corps tubulaires etant alignes et quc le forage a attein~ la profondeur à laquelle on désire devier la direction du forage.
On provoque le déplacen~ent axial de l'arbre 20 vers le bas dcs figures 2A et 2~ contre l'action du ressort 25.
Le doigt 26 qui était tout d1abord dans la position 26a (fig.
4), atteint la position 26b. Dans cette position, les cannelures 23 de l'arbre 20, et 24 du corps inférieur 2, sont degagees les unes des au-tres~desolidarisant en rotation l'arbre 20 et le corps 2. Le deplacement axial de l1arbre 20 se poursuit et le doigt 26 atteint la position 26c, en provoquant la rotation du corps 2 autour de l'axe ~ d'~n angle ~ 2 n (n etant un nombre entier), les corps tubulaires 1 et 2 du raccord coude faisant alors entre eux un angle determine compris entre O et 2 ~ .
Sin1ultancment, l'extremitc de la bague 103 entre en contact avec les doigts 26 qui empecher.t un deplacement axial supplemcnt~ire de cette bagu~
.
11~;"7055 La poursuite du déplacement de l'arbre 20 provoque le déverrouil-lage de la bague 103, permettant aux doigts escamotables de se placer face aux orifices 106 menages dans la bague In3. Sous l'action des res-sorts 101, les doigts 100 sortent de leurs logements et leurs extremités pénetrent dans les rainures 107 liant en rotat;on l'arbre 20 et le corps 2. Comme le montre la partie gauche des figures 2A et 2B, les doigts 26 sont alors dans la position 26d (fi~. 5).
On soumet alors l'arbre 20 à la seule action du ressort 25.
~ L'arbre 20 est repousse axialement vers le haut &es figures 2A et 2B. Grâ--~ ~10 ce à la coopération des doigts 100 et des rainures 107, le doigt 26 sedeplace axialement de la position 26d à la position 26e (fig. 4), c'est-à-dire sans rotation relative entre les deux corps tubulaires 1 et 2.
~ ~ , A ce moment, la bague 103 entre en contact avec un épaulement 108 du corps 1 qui l'i~nobilise axialement. Le deplacement supplementaire de l'arbre creux 20 provoque le deplacement des doi~ts 26 de la position 26e a la position 26f ('cig. 4) ainsi que la penétration des doigts 100 dans leurs loger,1ents 102 grace a une ra;npe de guidage inclinée 111,et le verrauillage de la bague 103 sur l'arbre 20. L'ensemble se trouve alors dans la position illustrée sur la partie droite des figures 2A et 2B.
Une nouvelle rotation ~ du corps 2 peut alors être obtenue en ~ répétant les operations ci-dessus.
?,~ ~-, ~ ~
Des modicications pourront être apportees sans pour autant sor-tir du csdre de la presente invention.
Par exemple, on pourra prevoir des moyens de contrôle pour s'assurer qu'apres son déplacement, l'arbre 20 est revenu dans sa posi-tion initiale.
. ~ :
Po~lr cela, on pourra utiliser une pièce magnetique 109~telle qu~un a;mant permanent~fi:{cesur ltarbre creux 20 et un interrupteur à
lame souple commcrciali~e par la RADIOTEC11NIQUE sous la ré~erence R 22.
~,30 Cet interruptcur solidaire du corps supc:rieur 1 est relie à un circuit ,~ .
:.
~, .
:
electrique non r~présente et sa commande par l'aimant~109 indique que l'arbre 20 a effectue la totalité de son deplacc~cnt aY.ial.
Dans l'exemple illustr~ ci-dessus, les doigts escamotables 100 :~ sont portes par l'arbre 20 et les rainures aY.iales 107 par le corps 2.
Il est néanmoins possible de realiser les rainures axiales dans l'arbre 20, les doigts escamotables etant alors portes par le corps inferieur 2.
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Les angles (~ , X'X) et (~ , Y'Y) formes par llaxe ~ et les ; axes X'X et Y'Y respectivement ont même valeur a . Ainsi, lors de la ro-tation du corps 2 autour de l'axe ~ , l'angle delimite par les axes X'X
et Y'Y varie entre une valeur maximale 2 a (position du corps 2 repré--~ sentée en trait continu) et une valeur nulle (position du corps 2 repré-~ ~ ~ sentee en trait interrompu).
.~'`'~'. - .
-- Les figures 2A et 2B schematisent les éléments principaux du raccord, c'est-à-dire le corps tubulaire supérieur 1, le corps inferieur 2 et l'arbre de liaison 20, dans la position où les corps tubulaires supe- rieur et inférieur font entre eus un angle nul.
' L e c o r p s s u p é r i e u r 1 e s-t f i x e à l'extrémité d'une garniture de forage(non représentée) tandis que le corps inférieur 2 est vissé sur le moLeur de fond (non représenté).
POU-L la simplicité de la figure, chacun de ces corps tubulai-res a été représenté en une seule pièce, mais il est évident que chacun d'eux peut être constitué de plusieurs eléments assembles pour facili-ter l'usinage et l'assemblage du raccord.
Z A la partie inférieure du corps 1, est usiné un alesage 11 d'axe ~ . La face inférieure 12 du corps 1 est perpendiculaire à l'axe et le plan qui la contient passe par le point de concours des axes X'X et ~ .
L'extrémité superieure du corps 2 porte un element d'emboîte-ment 2a complen~entaire de l'alesa~e 11 et dont l'axe Eait avec l'axe Y'Y du corps 2 un anglc a . Le corps 2 a un ~pau].cment 13 dont la face perpendiculaire à l'axe de l'element d'cmboîtcmcnt 2a, est contcnue d2ns un plan passant ~ar l'intersec~ion de l'axe Y'Y et de l'axe de l'element 2a.
:~ 4 , , 7'~055 Les corps tubulaires I et 2 sont maintenus dans leur position d'emboltement par une butce 14 supportant les efforts axiaux appliqués au raccord lors de son utilisation. Le centrage de l'elément 2a dans l'al~sa~c 11 est realise par des roulements tels que ceux schématisés en 15, 16 et 17 qui permettent la rotation relative des deux corps tubulai-res. Des joints 18 et 19 assurent l'étanchéité entre les deux corps 1 et 2.
A l'intérieur des corps tubulaires I et 2, un arbrc creux 20 est disposé coaxialement a l'élémen~ 2a et a l'alésage 11, c'est-à-dire coaxial~ment à l'axe ~ . L'arbre 20 et le corps I sont en permanence soli-daires en rotation. Ccci est obtenu par là coopération d'un alésage can-nelc 21 usine aans le corps superieur 1 et de canneiures complémentaires 22 portées par l'arbre 20. Ce dernier est également pourvu de cannelures 23 qui peu~ent coopérer avec un alésage cannclé 24 du corps inférieur 2 lorsque l'arbre 20 est placé, par l'action d'un ressort Z5, dans la posi-tion rcprésentée sur la partie droite des figures 2A et 2B. Dans cette position, le corps 2 et l'arbre 20 sont lies en rotation.
L'arbre 20, depla,cable axialement 2 l'intérieur des corps tu-bulaires 1 et 2, porte sur sa face extérieure une rainure de guidage proEilée 28 gui coopère avec au moins un doigt de guidage 26 solidaire du corps 2, pour faire tourner celui-ci en rotation autour de l'axe ~
lorsque l'arbre 20 est déplacé axialement à partir de sa position re-presentee sur la partie droite des figures 2A et 2B. Cette rainure, re-présentée en yerspective sur la figure 3, permet d'obtenir une rotation pas à pas du corps tubulaire 2 autour de l'axe ~ .
? L'extr~mité inférieure de l'arbre 20 est, par exemple, equipce d'un mecanisme de com.nande (non représente) qui peut être du type de ceux iillustres dans les demandes de cer~ificats d'addition precitces.
Le raccord ccude est pourvu d'un dispositif de verrouilla~e 30 qui comportc au moi~s un doigt 100 escamotablc radialement contre l'ac-tion d'un rcssort 101, ce doigt etant placc ~ans un lo~cment IOZ usin~
dans l'arl~rc 20. Une begue lU3 COIllis~ant sur l'~rbrc 20 dont clle cst i~7~0Si5 solidaire en rotation mainti~nt le doigt 100 à l'interieur de son logement lorsquc l'arbre 20 solidarîse en rotation le corps in~erieur Z et le corps superieur 1, c'cst-à-dire lorsque l'arbre 20 est dans la position repre sentée sur la partie droite des figures 2~ et 2~ ainsi que pendant la ro-tation reIa~ive:des corps 1 et 2. Dans cette position, la bague 103 est rendue axia].ement solidaire de l'arbre 20 par un dispositif à bi.lles 104, qui coopère avec une rainure 105 realisee dans la bague 103. La bague 103 est cgalement pourvue d'orifices 106 dont l'utilite apparaître ultérieure-ment.
~ l'interieur du corps 2 sont usinees des rainures 107 parallè-les à l'axe du dispositif et de pas identique à celui de la rainure pro-filée 28.
Le fonctiomlement du dispositif est indique ci-dessous, en supposant que le raccord coudé est dans la position représentée sur la partie droite des figures 2A et 2B, les-axes des corps tubulaires etant alignes et quc le forage a attein~ la profondeur à laquelle on désire devier la direction du forage.
On provoque le déplacen~ent axial de l'arbre 20 vers le bas dcs figures 2A et 2~ contre l'action du ressort 25.
Le doigt 26 qui était tout d1abord dans la position 26a (fig.
4), atteint la position 26b. Dans cette position, les cannelures 23 de l'arbre 20, et 24 du corps inférieur 2, sont degagees les unes des au-tres~desolidarisant en rotation l'arbre 20 et le corps 2. Le deplacement axial de l1arbre 20 se poursuit et le doigt 26 atteint la position 26c, en provoquant la rotation du corps 2 autour de l'axe ~ d'~n angle ~ 2 n (n etant un nombre entier), les corps tubulaires 1 et 2 du raccord coude faisant alors entre eux un angle determine compris entre O et 2 ~ .
Sin1ultancment, l'extremitc de la bague 103 entre en contact avec les doigts 26 qui empecher.t un deplacement axial supplemcnt~ire de cette bagu~
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11~;"7055 La poursuite du déplacement de l'arbre 20 provoque le déverrouil-lage de la bague 103, permettant aux doigts escamotables de se placer face aux orifices 106 menages dans la bague In3. Sous l'action des res-sorts 101, les doigts 100 sortent de leurs logements et leurs extremités pénetrent dans les rainures 107 liant en rotat;on l'arbre 20 et le corps 2. Comme le montre la partie gauche des figures 2A et 2B, les doigts 26 sont alors dans la position 26d (fi~. 5).
On soumet alors l'arbre 20 à la seule action du ressort 25.
~ L'arbre 20 est repousse axialement vers le haut &es figures 2A et 2B. Grâ--~ ~10 ce à la coopération des doigts 100 et des rainures 107, le doigt 26 sedeplace axialement de la position 26d à la position 26e (fig. 4), c'est-à-dire sans rotation relative entre les deux corps tubulaires 1 et 2.
~ ~ , A ce moment, la bague 103 entre en contact avec un épaulement 108 du corps 1 qui l'i~nobilise axialement. Le deplacement supplementaire de l'arbre creux 20 provoque le deplacement des doi~ts 26 de la position 26e a la position 26f ('cig. 4) ainsi que la penétration des doigts 100 dans leurs loger,1ents 102 grace a une ra;npe de guidage inclinée 111,et le verrauillage de la bague 103 sur l'arbre 20. L'ensemble se trouve alors dans la position illustrée sur la partie droite des figures 2A et 2B.
Une nouvelle rotation ~ du corps 2 peut alors être obtenue en ~ répétant les operations ci-dessus.
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Des modicications pourront être apportees sans pour autant sor-tir du csdre de la presente invention.
Par exemple, on pourra prevoir des moyens de contrôle pour s'assurer qu'apres son déplacement, l'arbre 20 est revenu dans sa posi-tion initiale.
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Po~lr cela, on pourra utiliser une pièce magnetique 109~telle qu~un a;mant permanent~fi:{cesur ltarbre creux 20 et un interrupteur à
lame souple commcrciali~e par la RADIOTEC11NIQUE sous la ré~erence R 22.
~,30 Cet interruptcur solidaire du corps supc:rieur 1 est relie à un circuit ,~ .
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electrique non r~présente et sa commande par l'aimant~109 indique que l'arbre 20 a effectue la totalité de son deplacc~cnt aY.ial.
Dans l'exemple illustr~ ci-dessus, les doigts escamotables 100 :~ sont portes par l'arbre 20 et les rainures aY.iales 107 par le corps 2.
Il est néanmoins possible de realiser les rainures axiales dans l'arbre 20, les doigts escamotables etant alors portes par le corps inferieur 2.
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Claims (4)
1. Raccord coudé à angle variable par télécommande, comportant un premier élément tubulaire fixé à l'extrémité d'une colonne de forage et un second élément tubulaire solidaire d'un moteur de fond entraînant en rotation un outil de forage, ces éléments tubulaires étant assembles entre eux, l'axe du second élément tubulaire pouvant tourner autour d'un axe de rotation qui fait un angle aigu avec l'axe du premier élément tubulaire, l'axe de rotation et les axes des deux corps tubu-laires étant distincts les uns des autres et concourant sensi-blement en un même point, des moyens télécommandés pour modifier à volonté la position angulaire du second élément par rapport au premier par pivotement de l'axé du second élément autour dudit axe de rotation et des moyens pour immobiliser l'un par rapport à l'autre lesdits éléments tubulaires dans une position angulaire relative choisie, lesdits éléments tubulaires étant assembles par un emboîtement rotatif dont l'axe constitue ledit axe de rotation et qui est traversé par un arbre de liaison de ces éléments, monte coulissant dans ces éléments en restant solidaire en rotation d'un premier d'entre eux,ledit arbre de liaison ayant une position de verrouillage dans laquelle il devient également solidaire en rotation du second élément tubulaire et dont il peut être dégagé par un déplacement axial, ce raccord comporte en outre des moyens télécommandés pour déplacer axialement ledit arbre de liaison, des moyens d'en-traînement faisant correspondre à un déplacement axial de cet arbre à partir de sa position de verrouillage un pivotement dudit second élément tubulaire autour dudit axe de rotation, et des moyens auxiliaires de verrouillage en rotation des éléments du raccord coudé empêchant toute rotation intempestive de ces éléments après une modification de leur calage angulaire relatif, caractérisé en ce que lesdits moyens auxiliaires de verrouillage comportent au moins un doigt escamotable radialement, des rainures axiales et des moyens permettant la coopération du doigt escamotable et des rainures axiales lorsque l'arbre de liaison a provoqué la rotation du second corps tubulaire après s'être écarté de sa position de ver-rouillage, la coopération du doigt et des rainures étant maintenue jusqu'au retour dudit arbre dans sa position de verrouillage.
2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit doigt escamotable est porté par ledit arbre et lesdites rainures axiales sont ménagées dans ledit corps tubulaire inférieur.
en ce que ledit doigt escamotable est porté par ledit arbre et lesdites rainures axiales sont ménagées dans ledit corps tubulaire inférieur.
3. Raccord selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit doigt escamotable est porté par ledit corps tubulaire inférieur et lesdites rainures axiales sont ménagées dans ledit arbre.
en ce que ledit doigt escamotable est porté par ledit corps tubulaire inférieur et lesdites rainures axiales sont ménagées dans ledit arbre.
4. Raccord selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comporte des moyens de détection du retour dudit arbre dans sa position de verrouillage.
en ce qu'il comporte des moyens de détection du retour dudit arbre dans sa position de verrouillage.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8021890A FR2491989A2 (fr) | 1980-10-13 | 1980-10-13 | Raccord coude a angle variable pour forages diriges |
| FR80/21890 | 1980-10-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1177055A true CA1177055A (fr) | 1984-10-30 |
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ID=9246835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000387803A Expired CA1177055A (fr) | 1980-10-13 | 1981-10-13 | Raccord coude a angle variable pour forages diriges |
Country Status (6)
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| CA (1) | CA1177055A (fr) |
| DE (1) | DE3140646A1 (fr) |
| FR (1) | FR2491989A2 (fr) |
| GB (1) | GB2085055B (fr) |
| NL (1) | NL192002C (fr) |
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|---|---|---|---|---|
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| GB2134162B (en) * | 1983-01-27 | 1986-09-24 | George Swietlik | Directional drilling |
| US4522272A (en) * | 1983-03-08 | 1985-06-11 | Baker Oil Tools, Inc. | Apparatus for directional drilling of subterranean wells |
| FR2579662B1 (fr) * | 1985-04-02 | 1989-11-10 | Smf Int | Dispositif de forage a trajectoire controlee |
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| JP2995118B2 (ja) * | 1992-01-23 | 1999-12-27 | 石油公団 | 部材の位置決め装置およびこの装置を用いた掘削機の掘削方向制御装置 |
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Family Cites Families (13)
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| FR2297989A1 (fr) * | 1975-01-15 | 1976-08-13 | Continental Oil Co | Appareil de deviation de l'axe d'un ensemble de forage |
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1980
- 1980-10-13 FR FR8021890A patent/FR2491989A2/fr active Granted
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- 1981-10-13 JP JP16336881A patent/JPS57100290A/ja active Granted
- 1981-10-13 GB GB8130840A patent/GB2085055B/en not_active Expired
- 1981-10-13 CA CA000387803A patent/CA1177055A/fr not_active Expired
- 1981-10-13 DE DE19813140646 patent/DE3140646A1/de active Granted
Also Published As
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| NL192002C (nl) | 1996-12-03 |
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