CA1247519A - Tube de production et raccord pour tube de production, facilitant la completion d'un puits petrolier - Google Patents
Tube de production et raccord pour tube de production, facilitant la completion d'un puits petrolierInfo
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Abstract
Tube de production pour puits pétrolier comportant, en dessous du packer, d'une part un clapet de fermeture qui se ferme lorsqu'un premier siège escamotable à bille est déplacé vers le bas, pour fournir une sécurité lors de l'installation de la tête de puits et, d'autre part, au-dessus de ce clapet, un deuxième siège escamotable à bille qui, en s'effaçant par déplacement axial et extension radiale, provoque l'ouverture du clapet et le maintien de celui-ci en position ouverte, pour mettre le puits en état de production.
Description
~'7519 La présente invention se rapporte à la complétion dtun puits pétrolier, c'est-à-dire au~ opérations mettant un puits foré en état de produire un effluent, par l'installation notamment d'un tube de production et d'une tete de puits.
On sait que les opérations de completion d'un puits pétrolier nécessitent la descente et la remontée au câble de plusieurs instruments, en particulier pour tester le tube de production, pour ancrer le disposi-tif d'étanchéité, dit packer, assurant l'étanchéité entre le tube de production et le cuvelage du puits, pour assurer la sécurité du puits ]O pendant l'installation de la tête de puits, pour la mise en place d'un fluide léger de démarrage et pour la mise en production du puits.
Il existe actuellement des equipements permettant d'effectuer certaines de ces opérations sans intervention dlun câble. C'est ainsi que pour ancrer un packer hydraulique, on peut utiliser un siège à bille escamotable placé dans le tube de production sous le packer et mettre sous pression le tube de production pour ancrer le packer,un excès de pression deplacant la bille et le siège et celui-ci s'ecartant alors pour laisser échapper la bille. De meme, on peut tester un tube de production en utilisant un siège fixe que l'on obture par une bille qui est ensuite récuperée à la surface par un pompage inverse depuis l'espace annulaire compris entre ~ube de production et cuvelage vers l'espace interne au tube de production, ce qui suppose l'installation d'une vanne de circula-tion établissant une communication entre l'espace annulaire et l'espace interne au tube de production à un niveau proche de celui du packer. Une telle vanne de circulation, peut aussi permettre la circulation d'un fluide de démarrage, et il est possible de la commander par la pression dans l'espace annulaire.
~ "``
'7~ 1~
-Outre ~u'un défaut d'étanchéité de la vanne de circulation est toujours à craindre et que la commande de celle-ci par la pression dans l'espace annulaire augmente encore les risques de fuite par rapport à
une commande au cable du fait qu'elle implique une communication entre l'espace annulaire et l'espace interne au tube de production, une comman-de de la vanne de circulation par la pression dans l'espace annulaire n'est pas bien adaptée à la mise en place d'un fluide de démarrage dans le tube de production car le pompa~e doit alors se faire à partir de l'espace annulaire, dont le volume est grand.
De toute ~a,con, la mise en sécurité du puits pendant l'installa-tion de la tête de puits nécessite l'obturation du tube de production à
un niveau proche de celui du packer et cette obturation ne peut actuelle-ment être réalisée que par une intervention au câble pour poser un boucho~
Un objectif de l'invention est de supprimer toute interventionau câble pendant la complétion d'un puits pétrolier et ainsi d'éliminer les risques d'une telle intervention et de réduire la durée et le cout des opérations de complétion.
Un autre objecti~ de l'invention est aussi d'elimuner la necessite de manoeuvrer.p~ndant la completion une vanne de circulation etablissant une co~mu~ication entre espace annulaire et espace interne au tu~e de production.
Un objet de l'invention est ainsi un tube de production pour complétion d'un puits pétrolier, par mise en place, dans un cuvelage du puits pétrolier, du tube de production muni d'un dispositif d'étanchéité, dit packer, pour fermer l'espace annulaire entre tube de production et cuvelage et par installation d'une tete de puits pour la production, comportant, en dessous du packer, un siège à bille escamotable ~ui permet, lorsqu' il a été fermé par le lâcher d'une bille, d'admettre un fluide sous pression dans l'espace interne au tube de production et qui s'efface par déplacement axial et extension radiale sous l'action d'un exces de pression dans cet espace interne et se caracterisant en ce que le tube de production, comprend en dessous du packer, d'une part, ~4'7S:l~
un clapet de fermeture disposé de manière à se fermer lorsque ledit siège ou premier siège se déplace axialement SOU5 l'action dudit excès de pression, pour fournir une sécurité lors de l'installation de la tête de puits, et, d'autre part, au-dessus de ce clapet, un deuxième siège a bille escamotable, de plus grand diamètre que le diamètre du premier siège, qui, fermé par le lâcher d'une deuxième bille et soumis à un fluide sous pression admis dans l'espace interne au tube de production, s'efface par déplacement axial et extension radiale, et provoque l'ouverture dudit clapet et le maintien de celui-ci en position ouverte, pour mettre le puits en état de production.
~ e premier siège permet, lorsqu'il est fermé par la première bille, d'augmenter la pression dans ledit espace interne d'abord pour ancrer le packer, puis pour tester le tube de production. Lorsque ce premier siège s'est effacé, le clapet se ferme et constitue une sécurité pendant les opérations de montage de la tête de puits. Le deuxième siège sert à ouvrir le clapet avant la mise en production du puits. On peut ainsi éviter toute opération de descente ou montée d'instruments au câble.
Un objet de l'invention est aussi un raccord pour tube de produc-tion de puits pétrolier, qui est destiné à être inséré dans le tube de production au-dessous du dispositif classique d'étanchéité, dit packer9 porté par le tube de production pour assurer l'étanchéité entre ce tube de production et un cuvelage du puits, et à faciliter ~les opérations de complétion dudit puits, qui comporte un siège a bille escamotable et qui se caractérise en ce qu'il comprend de haut en bas dans le sens axial, les parties suivantes : une partie supérieure dans laquelle une chemise supérieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticalement par au moins une première pièce cisaillable ;
une première partie médiane portant un clapet de fermeture et une deuxième partie médiane contenant un logement susceptible de recevoir ladite che-mise supérieure et d'en permettre l'extension radiale ; une partie infé-rieure dans laquelle une chemise inférieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticalement par au moins une deuxieme pièce cisaillable , et une partie prolongatrice contenant un logement susceptiblede recevoir ladite chemise inférieure et d'en permettre l'extension, la chemise inférieure ~ormant, lorsqu'elle est radialement serrée, un pre-mier siège apte à recevoir une première bille de fermeture,la chemise supérieure formant, lorsq~'elle est radialement serrée, un deuxieme siege, de diamètre plus large que le diamètre du premier siege, apte a recevoir une deuxieme bille de fermeture, la présence d'une des chemises inférieure et supérieure dans ladite première partie mediane assurant l'ouverture dudit clapet et la chemise inférieure se prolongeant dans ladite premiere partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite partie inférieure et la chemise supérieure se prolonseant dans ladite premiere partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite deuxième partie médiane.
Les chemises inEérieuré et superieure sont de préference des chemises cylindriques fendues le long d'une genératrice. Les premier et deuxieme sieges sont de préférence formés dans une portion supérieure de ces chemises~ Le clapet est de préférence un clapet rabattant.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de realisation qui va etre dor.nee en se referant au dessin joint dans lequel :
la Fig 1 represente schematiquement un puits pétrolier dont le tube de production est muni d'un raccord tel que décrit ci-dessus ;
la Fig 2 est une coupe axiale du raccord dans l'état où celui-ci est descendu dans le puits ;
la Fig 3 est une coupe axiale de la partie inferieure du raccord contenue dans la partie prolongatrice, apres descente de la chemise inferieure ;
la Fig 4 est une vue de dessus de cette chemise inferieure dans la partie prolongatrice ;
la Fig 5 est une coupe axlale de la partie du raccord se trouvant au-des-sus de la partie inférieure représentee sur la Fig 3, après descente de la chemise inférieure ;
la Fig h est une vue de dessus du clapet ; et la Fig 7 est une vue en élévation et coupe partielle du raccord pendant la production du puits.
Sur la Fig 1, un puits pétrolier 1 est délimité par un cuvelage 2 a l'intérieur duquel on a fait descendre un tube de production 3 muni d'un packer hydraulique 4 pour fermer l'espace annulaire 5 compris entre le tube 3 et le cuvelage 2, l'effluent devant monter dans llespace 6 interne au tube 3~
On n'a pas représenté la tête de tube de production, ni les moyens de suspension de celle-ci, ni la tête de puitsl car ces organes sont classiques et n'ont pas de relation directe avec l'objet de l'invention.
Le tube de production 3 comporte de manière classique:dans sa partie supérieure près de la surface terrestre,une vanne de sécurité de subsurface 7 , au-dessus du packer 4, un raccord d'expansion 8 et une vanne de circulation coulissante 9 , sous le pac~er 4, un raccord supé-rieur d'arrêt dit "no-go", un raccord perforé 10 et un raccord inférieuril d'arrêt dit "no-go". On a conservé dans ce tube de production 3 tous les organes habituels bien que certains, com~e par exemple, la vanne de cir-culation coulissante 9, n'interviennent pas dans la complétion sans opéra-tions de descente~ou de montée au câble que l'invention permet de réaliser,car ils peuvent être ~tilisés pour effectuer des opérations spéciales dans certains cas ou lors de l'apparition de certaines anomalies.
Ce tube de production 3 diffère d'un tube de production classique ~ar l'insertion en dessous du packer 4, d'un raccord spécial 12 qui va être décrit en se référant aux Fig 2 à 7.
Sur la Fig 2, on voit que ce raccard 12 comprend une enveloppe formée d'un corps supérieur 13 vissé à un manchon 14 du tube de production ], d'un corps médian 15, d'un corps inférieur 16 et d'un corps prolonga-teur 17. Ces différents corps sont raccordés les uns aux autres par vissa-ge et leurs liaisons sont rendues étanches par des joints dlétanchéitétoriques ]8, 19 et 20.
~24~
L'interieu~ de cette enveloppe peut etre considéré com~e formant cinq parties successives : une partie supérieure délimitée par le corps superieur ]3, qui forme un fourreau 2? tenant à l'état radiale-I ment serré une chemise supérieure 22 en alliage métallique élastique, fendue selon une genératrice 23 et reterlue axialement par une goupille cisaillable 243 une première partie médiane élargie délimitée par le corps médian 15 et servant de logement à un clapet rabattant 25 qu; est monté sur un support 26 et peut s'ouvrir dans un espace 27 ménagé par le corps médian 15 , une deuxieme partie médiane, de diametre interne compris entre celui de la partie s~périeure et celui de la première partie média-ne, délimitée par une portion supérieure élargie 28 du corps inférieur 16vissée dans le corps médian 15 et formant un logement d'extension 29 pour la chemise supérieure 22; une partie inférieure délimitée par le reste du corps inférieur 16 et formant un fourreau 30 tenant a l'état radiale-ment serré; une chemise inférieure 31 en alliage metallique élastique,fendue selon une génératrice 32 et retenue axialement par une goupille cisaillable 33 ; et une partie prolongatrice délimitée par le corps prolongateur 17 formant un logement d'extension 34 pour la chemise infe-rieure 31, comme on le voit sur la Fig 3.
Dans l'exemple represente, on a suppose que la chemise inferieure 31 et la chemise superieure 22 s'emboîtaient l'une dans l'autre selon des portions cylindriques respectives 35 et 36. Entre la chemise superieure 22 et le corps superieur.l3 et entre la chemise inferieure 3] et le corps inferieur 16, on a insere des joints toriques d'etancheite. en materiau élastomère, respectivement 37 et 38, Dans la portion supérieure des chemises 22 et 31 on a formé des sieges, respectivement 39 et 40, destines a recevoir des billes de ferme-ture, respectivement 41 (Fig 5) et 42 (Fig 2). Le siege 39 et la bille 41 ont des diametres supérieurs aux diamètres du siège 40 et de la bille 42.
Le clapet rabatLant 25 est, au repos, ramené en position de ferme-ture par un ressort de rappel 43, comme on le voit sur la Fig 6.
On va clécrire la fonctionnement du raccord 12.
'1~4~ `3 Le tube de production 3 est descendu dans le puits 1 avec le packer 4 rétracté et le raccord 12 dans la position représentée sur la Fig 2, sauf que la bille 42 est encore à la surface. Après la descente et la pose du tube de production 3, on pompe du fluide léger de démarrage dans l'espace 6 interne au tube de production 3 et on peut effectuer un test d'etancheite de la vanne de sécurite de subsurface 7 en fermant celle-ci et en supprimant la pression au-dessus d'elle, puis on lâche la bille 42 à partir de la surface, ce qui obture la chemise inferieure 31.
On augmente alors la pression dans l'espace 6 interne au tube 3 tout 0 d'abord jusqu'à une valeur suffisante pour ancrer le packer 4~ puis à
une valeur de test à laq~telle on teste le tube 3 et enfin à une valeur de cisaillage à laquelle la goupille cisaillable 33 se sectionne, ce qui permet à la chemise inferieure 31 de descendre et de venir se placer dans .
le logement 34, comme le representent les Fig 3 et 4. La fente 32 s'elar-git alors grace 3 l'elasticite de la chemise inferieure 31 et la bille 42 s'echappe du siège 40. En même temps~ le clapet 25, qui etait precedemment maintenu ouvert par la présence de la chemise inferieure 3I dans llespace 27, se referme, comme le montre la ~ig 5, assurant, conjointement avec les mesures classiques prises en surface, la securite pendant la phase suivante d'enlèvement du bloc obturateur de puits (BOP) et de montage de la tête de puits.
Après le montage de la tête de puits, on lâche la bille 41 qui vient obturer la chemise superieure 22. On augmente alors la pression dans l'espace 6 interne au tube de production 3 pour cisailler la goupille 24, ce qui permet à la chemise superieure 22 de descendre et de rouvrir le clapet 25. Cette chemise superieure 22 vient se placer dans le logement 29, comme le montre la Fig 7. La fente 23 s'élargit grâce à l'élasticité
de la chemise supérieure 22 et la bille 4I s'échappe du siège 39. Le tube de production 3 se trouve alors ouvert et le puits 1 est prêt à produire.
.La chemise supérieure 22 a une lon~ueur suffisante pour rester tenue par le fourreau 21 jusqu'a ce que son bord inférieur ait atteint le logement 29 et p~ur continuer à tenir le clapèt 25 ouvert lorsque la chemise supérieure est entièrement engagee dans le logement 29. Le diamè-tre interne de la chemise inferieure 31 à l'état radialement expansé dans le logement 34 est supérieur au diamètre externe de la bille 41 de manière ~ue celle-ci puisse librement sortir du tube de production.
On remarquera que le système décrit présente aussi l'avantage de permettre un test de l'étanchéité de la vanne de sécurité de sub-S surface 7.
De nombreuses modifications peuvent évidemment être apportées à la réalisation qui vient d'être décrite d'un raccord selon l'invention sans sortir du cadre de celle-ci.
On sait que les opérations de completion d'un puits pétrolier nécessitent la descente et la remontée au câble de plusieurs instruments, en particulier pour tester le tube de production, pour ancrer le disposi-tif d'étanchéité, dit packer, assurant l'étanchéité entre le tube de production et le cuvelage du puits, pour assurer la sécurité du puits ]O pendant l'installation de la tête de puits, pour la mise en place d'un fluide léger de démarrage et pour la mise en production du puits.
Il existe actuellement des equipements permettant d'effectuer certaines de ces opérations sans intervention dlun câble. C'est ainsi que pour ancrer un packer hydraulique, on peut utiliser un siège à bille escamotable placé dans le tube de production sous le packer et mettre sous pression le tube de production pour ancrer le packer,un excès de pression deplacant la bille et le siège et celui-ci s'ecartant alors pour laisser échapper la bille. De meme, on peut tester un tube de production en utilisant un siège fixe que l'on obture par une bille qui est ensuite récuperée à la surface par un pompage inverse depuis l'espace annulaire compris entre ~ube de production et cuvelage vers l'espace interne au tube de production, ce qui suppose l'installation d'une vanne de circula-tion établissant une communication entre l'espace annulaire et l'espace interne au tube de production à un niveau proche de celui du packer. Une telle vanne de circulation, peut aussi permettre la circulation d'un fluide de démarrage, et il est possible de la commander par la pression dans l'espace annulaire.
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'7~ 1~
-Outre ~u'un défaut d'étanchéité de la vanne de circulation est toujours à craindre et que la commande de celle-ci par la pression dans l'espace annulaire augmente encore les risques de fuite par rapport à
une commande au cable du fait qu'elle implique une communication entre l'espace annulaire et l'espace interne au tube de production, une comman-de de la vanne de circulation par la pression dans l'espace annulaire n'est pas bien adaptée à la mise en place d'un fluide de démarrage dans le tube de production car le pompa~e doit alors se faire à partir de l'espace annulaire, dont le volume est grand.
De toute ~a,con, la mise en sécurité du puits pendant l'installa-tion de la tête de puits nécessite l'obturation du tube de production à
un niveau proche de celui du packer et cette obturation ne peut actuelle-ment être réalisée que par une intervention au câble pour poser un boucho~
Un objectif de l'invention est de supprimer toute interventionau câble pendant la complétion d'un puits pétrolier et ainsi d'éliminer les risques d'une telle intervention et de réduire la durée et le cout des opérations de complétion.
Un autre objecti~ de l'invention est aussi d'elimuner la necessite de manoeuvrer.p~ndant la completion une vanne de circulation etablissant une co~mu~ication entre espace annulaire et espace interne au tu~e de production.
Un objet de l'invention est ainsi un tube de production pour complétion d'un puits pétrolier, par mise en place, dans un cuvelage du puits pétrolier, du tube de production muni d'un dispositif d'étanchéité, dit packer, pour fermer l'espace annulaire entre tube de production et cuvelage et par installation d'une tete de puits pour la production, comportant, en dessous du packer, un siège à bille escamotable ~ui permet, lorsqu' il a été fermé par le lâcher d'une bille, d'admettre un fluide sous pression dans l'espace interne au tube de production et qui s'efface par déplacement axial et extension radiale sous l'action d'un exces de pression dans cet espace interne et se caracterisant en ce que le tube de production, comprend en dessous du packer, d'une part, ~4'7S:l~
un clapet de fermeture disposé de manière à se fermer lorsque ledit siège ou premier siège se déplace axialement SOU5 l'action dudit excès de pression, pour fournir une sécurité lors de l'installation de la tête de puits, et, d'autre part, au-dessus de ce clapet, un deuxième siège a bille escamotable, de plus grand diamètre que le diamètre du premier siège, qui, fermé par le lâcher d'une deuxième bille et soumis à un fluide sous pression admis dans l'espace interne au tube de production, s'efface par déplacement axial et extension radiale, et provoque l'ouverture dudit clapet et le maintien de celui-ci en position ouverte, pour mettre le puits en état de production.
~ e premier siège permet, lorsqu'il est fermé par la première bille, d'augmenter la pression dans ledit espace interne d'abord pour ancrer le packer, puis pour tester le tube de production. Lorsque ce premier siège s'est effacé, le clapet se ferme et constitue une sécurité pendant les opérations de montage de la tête de puits. Le deuxième siège sert à ouvrir le clapet avant la mise en production du puits. On peut ainsi éviter toute opération de descente ou montée d'instruments au câble.
Un objet de l'invention est aussi un raccord pour tube de produc-tion de puits pétrolier, qui est destiné à être inséré dans le tube de production au-dessous du dispositif classique d'étanchéité, dit packer9 porté par le tube de production pour assurer l'étanchéité entre ce tube de production et un cuvelage du puits, et à faciliter ~les opérations de complétion dudit puits, qui comporte un siège a bille escamotable et qui se caractérise en ce qu'il comprend de haut en bas dans le sens axial, les parties suivantes : une partie supérieure dans laquelle une chemise supérieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticalement par au moins une première pièce cisaillable ;
une première partie médiane portant un clapet de fermeture et une deuxième partie médiane contenant un logement susceptible de recevoir ladite che-mise supérieure et d'en permettre l'extension radiale ; une partie infé-rieure dans laquelle une chemise inférieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticalement par au moins une deuxieme pièce cisaillable , et une partie prolongatrice contenant un logement susceptiblede recevoir ladite chemise inférieure et d'en permettre l'extension, la chemise inférieure ~ormant, lorsqu'elle est radialement serrée, un pre-mier siège apte à recevoir une première bille de fermeture,la chemise supérieure formant, lorsq~'elle est radialement serrée, un deuxieme siege, de diamètre plus large que le diamètre du premier siege, apte a recevoir une deuxieme bille de fermeture, la présence d'une des chemises inférieure et supérieure dans ladite première partie mediane assurant l'ouverture dudit clapet et la chemise inférieure se prolongeant dans ladite premiere partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite partie inférieure et la chemise supérieure se prolonseant dans ladite premiere partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite deuxième partie médiane.
Les chemises inEérieuré et superieure sont de préference des chemises cylindriques fendues le long d'une genératrice. Les premier et deuxieme sieges sont de préférence formés dans une portion supérieure de ces chemises~ Le clapet est de préférence un clapet rabattant.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de realisation qui va etre dor.nee en se referant au dessin joint dans lequel :
la Fig 1 represente schematiquement un puits pétrolier dont le tube de production est muni d'un raccord tel que décrit ci-dessus ;
la Fig 2 est une coupe axiale du raccord dans l'état où celui-ci est descendu dans le puits ;
la Fig 3 est une coupe axiale de la partie inferieure du raccord contenue dans la partie prolongatrice, apres descente de la chemise inferieure ;
la Fig 4 est une vue de dessus de cette chemise inferieure dans la partie prolongatrice ;
la Fig 5 est une coupe axlale de la partie du raccord se trouvant au-des-sus de la partie inférieure représentee sur la Fig 3, après descente de la chemise inférieure ;
la Fig h est une vue de dessus du clapet ; et la Fig 7 est une vue en élévation et coupe partielle du raccord pendant la production du puits.
Sur la Fig 1, un puits pétrolier 1 est délimité par un cuvelage 2 a l'intérieur duquel on a fait descendre un tube de production 3 muni d'un packer hydraulique 4 pour fermer l'espace annulaire 5 compris entre le tube 3 et le cuvelage 2, l'effluent devant monter dans llespace 6 interne au tube 3~
On n'a pas représenté la tête de tube de production, ni les moyens de suspension de celle-ci, ni la tête de puitsl car ces organes sont classiques et n'ont pas de relation directe avec l'objet de l'invention.
Le tube de production 3 comporte de manière classique:dans sa partie supérieure près de la surface terrestre,une vanne de sécurité de subsurface 7 , au-dessus du packer 4, un raccord d'expansion 8 et une vanne de circulation coulissante 9 , sous le pac~er 4, un raccord supé-rieur d'arrêt dit "no-go", un raccord perforé 10 et un raccord inférieuril d'arrêt dit "no-go". On a conservé dans ce tube de production 3 tous les organes habituels bien que certains, com~e par exemple, la vanne de cir-culation coulissante 9, n'interviennent pas dans la complétion sans opéra-tions de descente~ou de montée au câble que l'invention permet de réaliser,car ils peuvent être ~tilisés pour effectuer des opérations spéciales dans certains cas ou lors de l'apparition de certaines anomalies.
Ce tube de production 3 diffère d'un tube de production classique ~ar l'insertion en dessous du packer 4, d'un raccord spécial 12 qui va être décrit en se référant aux Fig 2 à 7.
Sur la Fig 2, on voit que ce raccard 12 comprend une enveloppe formée d'un corps supérieur 13 vissé à un manchon 14 du tube de production ], d'un corps médian 15, d'un corps inférieur 16 et d'un corps prolonga-teur 17. Ces différents corps sont raccordés les uns aux autres par vissa-ge et leurs liaisons sont rendues étanches par des joints dlétanchéitétoriques ]8, 19 et 20.
~24~
L'interieu~ de cette enveloppe peut etre considéré com~e formant cinq parties successives : une partie supérieure délimitée par le corps superieur ]3, qui forme un fourreau 2? tenant à l'état radiale-I ment serré une chemise supérieure 22 en alliage métallique élastique, fendue selon une genératrice 23 et reterlue axialement par une goupille cisaillable 243 une première partie médiane élargie délimitée par le corps médian 15 et servant de logement à un clapet rabattant 25 qu; est monté sur un support 26 et peut s'ouvrir dans un espace 27 ménagé par le corps médian 15 , une deuxieme partie médiane, de diametre interne compris entre celui de la partie s~périeure et celui de la première partie média-ne, délimitée par une portion supérieure élargie 28 du corps inférieur 16vissée dans le corps médian 15 et formant un logement d'extension 29 pour la chemise supérieure 22; une partie inférieure délimitée par le reste du corps inférieur 16 et formant un fourreau 30 tenant a l'état radiale-ment serré; une chemise inférieure 31 en alliage metallique élastique,fendue selon une génératrice 32 et retenue axialement par une goupille cisaillable 33 ; et une partie prolongatrice délimitée par le corps prolongateur 17 formant un logement d'extension 34 pour la chemise infe-rieure 31, comme on le voit sur la Fig 3.
Dans l'exemple represente, on a suppose que la chemise inferieure 31 et la chemise superieure 22 s'emboîtaient l'une dans l'autre selon des portions cylindriques respectives 35 et 36. Entre la chemise superieure 22 et le corps superieur.l3 et entre la chemise inferieure 3] et le corps inferieur 16, on a insere des joints toriques d'etancheite. en materiau élastomère, respectivement 37 et 38, Dans la portion supérieure des chemises 22 et 31 on a formé des sieges, respectivement 39 et 40, destines a recevoir des billes de ferme-ture, respectivement 41 (Fig 5) et 42 (Fig 2). Le siege 39 et la bille 41 ont des diametres supérieurs aux diamètres du siège 40 et de la bille 42.
Le clapet rabatLant 25 est, au repos, ramené en position de ferme-ture par un ressort de rappel 43, comme on le voit sur la Fig 6.
On va clécrire la fonctionnement du raccord 12.
'1~4~ `3 Le tube de production 3 est descendu dans le puits 1 avec le packer 4 rétracté et le raccord 12 dans la position représentée sur la Fig 2, sauf que la bille 42 est encore à la surface. Après la descente et la pose du tube de production 3, on pompe du fluide léger de démarrage dans l'espace 6 interne au tube de production 3 et on peut effectuer un test d'etancheite de la vanne de sécurite de subsurface 7 en fermant celle-ci et en supprimant la pression au-dessus d'elle, puis on lâche la bille 42 à partir de la surface, ce qui obture la chemise inferieure 31.
On augmente alors la pression dans l'espace 6 interne au tube 3 tout 0 d'abord jusqu'à une valeur suffisante pour ancrer le packer 4~ puis à
une valeur de test à laq~telle on teste le tube 3 et enfin à une valeur de cisaillage à laquelle la goupille cisaillable 33 se sectionne, ce qui permet à la chemise inferieure 31 de descendre et de venir se placer dans .
le logement 34, comme le representent les Fig 3 et 4. La fente 32 s'elar-git alors grace 3 l'elasticite de la chemise inferieure 31 et la bille 42 s'echappe du siège 40. En même temps~ le clapet 25, qui etait precedemment maintenu ouvert par la présence de la chemise inferieure 3I dans llespace 27, se referme, comme le montre la ~ig 5, assurant, conjointement avec les mesures classiques prises en surface, la securite pendant la phase suivante d'enlèvement du bloc obturateur de puits (BOP) et de montage de la tête de puits.
Après le montage de la tête de puits, on lâche la bille 41 qui vient obturer la chemise superieure 22. On augmente alors la pression dans l'espace 6 interne au tube de production 3 pour cisailler la goupille 24, ce qui permet à la chemise superieure 22 de descendre et de rouvrir le clapet 25. Cette chemise superieure 22 vient se placer dans le logement 29, comme le montre la Fig 7. La fente 23 s'élargit grâce à l'élasticité
de la chemise supérieure 22 et la bille 4I s'échappe du siège 39. Le tube de production 3 se trouve alors ouvert et le puits 1 est prêt à produire.
.La chemise supérieure 22 a une lon~ueur suffisante pour rester tenue par le fourreau 21 jusqu'a ce que son bord inférieur ait atteint le logement 29 et p~ur continuer à tenir le clapèt 25 ouvert lorsque la chemise supérieure est entièrement engagee dans le logement 29. Le diamè-tre interne de la chemise inferieure 31 à l'état radialement expansé dans le logement 34 est supérieur au diamètre externe de la bille 41 de manière ~ue celle-ci puisse librement sortir du tube de production.
On remarquera que le système décrit présente aussi l'avantage de permettre un test de l'étanchéité de la vanne de sécurité de sub-S surface 7.
De nombreuses modifications peuvent évidemment être apportées à la réalisation qui vient d'être décrite d'un raccord selon l'invention sans sortir du cadre de celle-ci.
Claims (6)
1. Tube de production pour complétion d'un puits pétrolier par mise en place, dans un cuvelage du puits pétro-lier, du tube de production muni d'un dispositif d'étan-chéité, dit packer, pour fermer l'espace annulaire entre tube de production et cuvelage et par installation d'une tête de puits pour la production, comportant, en dessous du packer, un siège à bille escamotable qui permet, lorsqu'il a été fermé par le lâcher d'une bille, d'admettre un fluide sous pression dans l'espace interne au tube de production et qui s'efface par déplacement axial et extension radiale sous l'action d'un excès de pression dans cet espace interne et se caractérisant en ce que le tube de production comprend, en dessous du packer, d'une part un clapet de fermeture dis-posé de manière a se fermer lorsque ledit siège ou premier siège se déplace axialement sous l'action dudit excès de pression, pour fournir une sécurité lors de l'installation de la tête de puits, et, d'autre part, au-dessus de ce clapet un deuxième siège qui, fermé par le lâcher d'une deuxième bille et soumis à un fluide sous pression admis dans l'espace interne au tube de production, s'efface par déplacement axial et extension radiale, et provoque l'ouverture dudit clapet et le maintien de celui-ci en position ouverte, pour mettre le puits en état de production.
2. Raccord pour tube de production de puits pétrolier selon la revendication 1, qui est destiné à être inséré dans le tube de production au dessous du dispositif classique d'étanchéité, dit packer, qui comporte un siège à
bille escamotable et qui se caractérise en ce qu'il comprend, de haut en bas, dans le sens axial, les parties suivantes:
une partie supérieure dans laquelle une chemise supérieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticalement par au moins une première pièce cisaillable; une première partie médiane portant un clapet de fermeture et une deuxième partie médiane contenant un logement susceptible de recevoir ladite chemise supérieure et d'en permettre l'extension radiale; une partie inférieure dans laquelle une chemise inférieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticale-ment par au moins une deuxième pièce cisaillable, et une partie prolongatrice contenant un logement susceptible de recevoir ladite chemise inférieure et d'en permettre l'ex-tension, la chemise inférieure formant, lorsqu'elle est radialement serrée, ledit siège ou premier siège apte à rece-voir une première bille de fermeture, la chemise supérieure formant, lorsqu'elle est radialement serrée, un deuxième siège, de diamètre plus large que le diamètre du premier siège, apte à recevoir une deuxième bille de fermeture, la présence d'une des chemises inférieure et supérieure dans ladite première partie médiane assurant l'ouverture dudit clapet et la chemise inférieure se prolongeant dans ladite première partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite partie inférieure et la chemise supérieure se prolongeant dans ladite première partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite deuxième partie médiane.
bille escamotable et qui se caractérise en ce qu'il comprend, de haut en bas, dans le sens axial, les parties suivantes:
une partie supérieure dans laquelle une chemise supérieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticalement par au moins une première pièce cisaillable; une première partie médiane portant un clapet de fermeture et une deuxième partie médiane contenant un logement susceptible de recevoir ladite chemise supérieure et d'en permettre l'extension radiale; une partie inférieure dans laquelle une chemise inférieure radialement extensible est tenue radialement serrée et se trouve retenue verticale-ment par au moins une deuxième pièce cisaillable, et une partie prolongatrice contenant un logement susceptible de recevoir ladite chemise inférieure et d'en permettre l'ex-tension, la chemise inférieure formant, lorsqu'elle est radialement serrée, ledit siège ou premier siège apte à rece-voir une première bille de fermeture, la chemise supérieure formant, lorsqu'elle est radialement serrée, un deuxième siège, de diamètre plus large que le diamètre du premier siège, apte à recevoir une deuxième bille de fermeture, la présence d'une des chemises inférieure et supérieure dans ladite première partie médiane assurant l'ouverture dudit clapet et la chemise inférieure se prolongeant dans ladite première partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite partie inférieure et la chemise supérieure se prolongeant dans ladite première partie médiane lorsqu'elle se trouve dans ladite deuxième partie médiane.
3. Raccord selon la revendication 2, caractérisé
en ce que les chemises inférieure et supérieure sont des chemises cylindriques fendues le long d'une génératrice.
en ce que les chemises inférieure et supérieure sont des chemises cylindriques fendues le long d'une génératrice.
4. Raccord selon la revendication 2, caractérisé
en ce que les premier et deuxième sièges sont formés dans une portion supérieure des chemises inférieure et supérieure.
en ce que les premier et deuxième sièges sont formés dans une portion supérieure des chemises inférieure et supérieure.
5. Raccord selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le clapet est un clapet rabattant.
6. Raccord selon la revendication 4, caractérisé
en ce que le clapet est un clapet rabattant.
en ce que le clapet est un clapet rabattant.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |