CA2430240A1

CA2430240A1 - Methode et systeme de cuvelage d'un puits en diametre unique

Info

Publication number: CA2430240A1
Application number: CA002430240A
Authority: CA
Inventors: Philippe Nobileau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2002-04-11
Also published as: WO2002029208A1; US7159666B2; US20060254778A1; GB0308634D0; GB0308540D0; GB2388130B; GB2387403A; WO2002029207A1; CA2430243A1; US20040154810A1; GB2388130A; GB2387403A9; US7490676B2; AU2002210620A1; WO2002029207B1; GB2387403B; GB2388130A9

Abstract

Méthode pour cuveler un puits dans laquelle une pluralité non limitée de cuvelages d'un même diamètre sont descendu successivement, le suivant à travers le précédent, pour être installé l'un en dessous de l'autre et relié dune manière étanche. Ainsi un cuvelage suivant (6) est descendu replié à travers le cuvelage précédent (5) et l'expansion consiste à envoyer du fluid e sous pression à travers la garniture de forage (54) vers le cuvelage suivant (6) de manière à le regonfler ou bien le cuvelage suivant (6) est un tube cylindrique ayant un diamètre inférieur au diamètre intérieur du cuvelage précédent (5) et l'expansion consiste à forcer unmandrin cylindrique d'expansion (52) de la tête (26) au pied (28) du cuvelage suivant (6) de manière à augmenter son diamètre pour le rendre égal au diamètre du cuvelage précédent (5). La méthode peut utiliser un sabot de cimentation (34) et une étanchéité de type métal-métal (29).

Description

?-12-2002 ' FR0103091 FW2~PGT .021220 Mg'I80D$ ET SYSl~ DB CUVgLAQE D'ON PUITS EN DiAM~TRB U1~IIQüE
Domadn~ fore Cette invention concerne ear général les installations de cuvelage des puits de s pétrole et en particulier une méthode pour descendre un cuvelage replib ou expa»'bIe dents un puit à trsvets un cuvolage pr6cédeat d'un diamètre donné, et regonfler le cavelage plié, ou aux le diamètre du cuve~iag~e ex~'ble au diamètre donné.
' 1o ~ ~at de la ttechelaae D'une manière habitnal3e, les puits p6troliers sont forts mt installant un cuvelage conducteur à une ânière prof puis etr forant le puits jusqu'à une deuxiànte profon~deia Habituellement, un cuvelage formëe par l'assanblage à l'aide d'un connxteur des longueurs de tube, chacune faisant environ 12 màtres de long, est t5 das<:~du à le premier cuvelage jusqu'à ~la demciâne prof Un laitiar de clairet est alors injecté dans le cuvelage pour raQnontar dans fespaco annulaire eu>tre le cuvelage et les parois du puits. Le forage reprend jusqu'à une troisième profondemr et le pmcédE est répé~ avec un cnvedsge de plus petit concéntcique. Exccptiannellcme>st, un ouvelage de diamètre encore plus réduit peut 2o àtne installé à utx 4''"° prof~cmdaua~. _ I,as cuvelages servent à supporter les parois du puüs et empbcha la perte des boues de forage dans les tesraias ou la production de fluides des terrains verrs le puits à partir de couds anis que la none àe produlction projet. La configaration concentrique de cuvelages de plus en plus petits demsade un Enrage de grand 2s diamtfre ~, Ia partie supdrieure du puits du faü de l'épaisseur des cuvelages et des canaactetus et ét du ntinimnm de jeü nécessaire à la circnlat;on du cimart entre le cuvelage et la paroi du puits.
Les puits de grand diamètres sont plus co8teux à ~ot~er étsat donné qu'ils damandaiut,des outils de plus gins diambtre, plus de boue et nécossiteat d'évsau~ar un 30 volume de terrain foré supérieur. Egaletneat, un cuvelage de grand diamètre a une ps~ion de se~tvica pour une épaiesatr identique inférieure à un cuvelage de plus petit diamètre. En conséquence, chacun des cuvelages doit recouvrir les cuvelages FElll!_!_F MODIFIÉE

30-12-2002 FRO'103091 FW2 PGT -02.1220 w précédents jusqu'à la t8te de puits pour accroqtre la capacité en pression, à
mesure que la profondeur du puits s'accrolt.
Dans les cas où le problème de pression n'est pas critique au niveau du cuvelage do production qui est le dernier cuvelage descendu et en conséquence le plus petit en s diamètre, on descend le denier cuvelage en limer du préc6deat et donc au lieu de l'étendre jusqu'à la tète de puib de surface, la partie supérieure d'un limer est suspendue à partir de la surface intés'ieure du précédent cuvelage, général~nent à
une hauteur juste au dessus du pied du cuvelage précédent. On économise ainsi une certaine longueur de cuvelage, augmentant ainsi la section supérieure du puits, mais 1o étant donné que les liners sont toujours formés par (assemblage de tubes d'un diamètre inférieur au cuvelage précédent, on limite toujours le diamètre du trou sur une hauteur substantielle entro la zone de production et la t8te de puits.
Enfin, aujourd'hui lorsque l'on commence le forage d'un puits dans une zone mal cannuç géologiquement, forage d'exploration, il est nécessaire de surdime~sionnea~
1s le nombre de cuvelages de façon à pouvoir faire face aux aléas que l'on rencontrera pendant le fanage qui nécessiteront peut étre de cuveler le puits sans avoir atteint les prnfondeuns de sabot prévues. Pour prévoir ce genre de di~cultés, on prévoit en général un cuvelage suppléenentaira ce qui n~site de , démaaer le diamètre du forage une dimension de cuvelage au dessus de co qui serait la plupart du temps zo nécessaire et grève d'autant le coflt des forages d'exploration.
Le brevet Français 2 662 207 de f inventeur décrit une préforma tubulaire composite {fibres noyés dans une résine) radi$lement déformablc entre un état replié
dans le sens de la longueur et un état déplié sensiblement cylindrique pour former in-situ un tronçon de tube rigide après durcissement de Ia résine. Si cette solution 25 ribsout le problème, son coflt prohibitif la cantonné su tubage ~de faible longueur.
Eanosé de finvenüoa Par conséquent, Ie but de l'invention est d'o~'rir une méthode économique pour cuveler un puits dans laquelle une pluralité non limitëe de cuve>ages d'na m&ae diamètre sont descendu successiveanent, le suivant à travea~s le précédent, pour 8tre installé l'un ~ dessous de l'autre et relié d'une manière étanche.
FEUIt_LE IuIODIFIÉE

m..~. ... _ ~0-12-2002 , . . FR010309't ' FW2 PGT-021220 Un autre but de l'invention est de permettre d'dvita des volumes de forage inutiles c~ donner au foreur une totale (becté snF le nombre de envelages à
descendre pour atteindre les objectifs du ptrita e~a toute ~curité, L'objet de I'invesstion est donc une méthode pour cuveler un puüs dans laquelle, s après chaque phase de forage d'une profondeur déterminée à l'aide de Ia gmaiture de forage à partir d'une phase de forage pro un cuvelage est installé dans le puüs, chacun des cuvelages suces étant dasce~u A travers le cuvelage préa6dant et Ia t8te dn cuvelage suivant étant relié d'une manière 6tanche su cuvelage précédent. Cette méthode comprend les étapes de:
- descente dans le puits à travers un cuvelage précddent ayant un diamàtre préddfini du cuvelage suivant sous une forme do~at la phis grande dimexesion transversale est infèrieur au diamètre intérieure da cuvelage préeédeznt, la t8te du cuvelage, suivant étant stu~ndu à la gamitum de ibrage, - positionnement de la ta#e du cuve,Iage suivant ~ pmximité du piod du cuvelage 1s précédent, - expansion du diamètre du cuvelage suivant de manière ~ ce que le diamètre du ' cuvelage suivant soit égal au diam~re ~édé~i, et - résüsation d'une liaison blanche entre la tâte du cavatage suivant et le pied du cuvelage précédent. ~ .
2o Selon un premier modo de ion de fiavoatiem, le cuvelage suivant est descendu replié à travers Ie cuvelage précédent et fëtape d's~cpansion consiste à
envoyer du fluide sous presaian à travetrs in garaittue da forage vers le cuvelage suivant de manière à le regon$er puis ~ iii un calibre de la t8te au pied du cuvelage suivant de maaiàra à ce que Ie cuvelage sit une forme cylindrique dont Ie Zs diane est égal an diamètre prédéüni.
Selon un second mode de réalisation de l'iuventian, le cuvelage suivant cst un tube cylindrique ayant un âiamètre inférieur au diamètre intérieur da cuvelage précédent et l'étape d'expa~asion . consiste à far un mandrin cylindrique d'axpensioa de Ia t8te au pied du cuvelages suivant de maai~e à augmenter son 3o diamètre pour le égal au diamètre prédéfini.
Hréve deacriotèo~gde~ie~sins FEUILLE MODIFIÉE

. -- ' FW2 PG'T-021220 ~.: , La figure 1 est une vue en ~ coupa partielle an peaspearve d'un cuvelage replié
selon Ie premier mode de réalisation de l'invantioa.
La figure 2 est une vue en coupe partielle en paspxtive d'un cuvelage expansible selon le second modo de réalisation de l'invention.
s La figure 3 est une vue en coupe partielle ~ perpective du cuvelage final selon le premier ou le second mode da réalisation de l'invention avec ~Ia téta de cuvelage forgc~e dans le pied de cuvelage du cuvelage précédant et le sabot foré.
Les figures 4a à 4c sont des vues an coupe du cuvelage replié, de l'outil de pose jusqu'au sabot, dans la configuration de desecate selon le premier mode de 1o réalisation de l'invention La figure 4d est une vue en coupe du sabot dans la configuration de dite selon le second mode de réalisation de l'invention.
Les figures Sa ~ Sb sont des vues en coupe âe l'outil de pose et du sabot, des figures 4a - 4c après que le cuvelage relié et le pied de cuvelage niant été
regonflés 15 selon le premier modo de réalisation de l'invention.
Les figures 6a et 6b sont dos vues e~n c~e de l'outil de pose ~ du sabot de 1a figure 4d après que le pied de cuvelage ait été regonflé du cwelage ble selon le second mode de réalisation de l'iavartian.
La figure 7a est une vue en coupe d'usa portion de l'outil de pose des figures 4a 2o et 4b lorsqu'il eut paussE veas le bas pour dilate la téta du cuvelage selon le premier modo de résüsation de l'invention.
La figure 7b est uue vue en coupe d'une portion de l'outre de pose des figuras 4a et 4b lorsqu'il est poussé vers Io bas pour dilater la t8te du cuvelage selon le second mode de réalisation de l'invention.
2s La figure 8a est une coupe du cafbre détaché de l'outil de pose cah'braat le cuvelage regonflé selon le premzer mode de réalisation de I'iavention.
La figure 8b ost une coupe du mandrin d'expansion détaché de l'outil de pose dilatant le cuvelage expansible selon la second mode de rëalisation de l'invention.
La figure 9 est une coupe illustrant le calibre situd au sabot et recannecté.à
l'outil 3o do pose selon le premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 10 est une coupa illustrant l'outil de pose forgeant Ia tète de cuvelage selon le premier ou le deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure ï 1 est un agrandissement de la partie forgée do la figure I0.
cmn i ~ ~nnnm~F _ ' >-i2-2002 . ' FR0i0309't Se référant à la fguie 1, le cuvelage 6 est fcnmé de longueurs multiples de tube replié 8. Le cuvelage 6 oo~mprsnd une tâte de cuvelage 26 cormectée par des loaguaas de tube 8 su pied de ouvetaga 28 égaieeaawt replié et à un sabot-34 partielleanant replié. La ttoe de cuvelage 26 cal des doigte d'~ 30.
La tébe de cuvelage 26 comporte égalem~.t des rainures triangulaires circonféaeatielles 27 sur sa sinrface extérieure. De préférence, un revétemeat de mExal mou est disposé en faa><d de iri~a~gulaire 27 pour facilite l'étanchéité.
1o Les cx~s des raiaurns triangulaires permettent d'augmentant la pression de ca~ataat pour favoriser l'btaachénté asetal-méat. Un profil ~ n~inure inbériesa~e 31 esà dispo~eé
snr le iat~ieur de la susp~sian 26 pour pea~mettie l'accrochage sur l'outil do pose 50 (figura 4b). Le cwelage 8 relié à 1s tLte da cuvtIage 26 peut s'étçadr~e ~
cuvelage 6 sur plusieurs milliers de métras.
Le pied de cuvelage 28 c~m~md un profil s rainure iat&ieure 32 destiné à
recevoir les doigts d'aax~ochege 30 de la t;~xe c~ cnvd~e 26 du cuvelage suivant (non visible) qni sera suspendu an d~OUS. Le pied de cuveiage 28 a une surlhce de rainure trieosgulaire 29 (figure 3) gui d'une manidre aimilaine coopèmre avx les rainuras triaugula~s 27 de la t8te de cwelage 26 du prociain cuvelage (non visible) qui sets suspr~ndu an dessous.
Le sabot de cimentation 34 est décalé par rapport ~ l'axa du cuvelage 6 et d un clapet agi-retour 35 avec un siège st>p~rieur d'étanchédté 38, un siège iniérie~a 36 maintenu en place par des goupilles de cieaillemait 37, étanche dans le sabot de cime~ti~ 34 par des joints, une billa flottante 39 et un passage de floide 40 reliant le clapet asti-rad~u 35 à la sortie inférieure. F,e sabot qui est partiellarnesit . replié pourra 8tre construit en hum afin d'ire fao~am~t fraisabIo par des outils de forage standard.
La âgure 1 montre le cuvelage 6 et le pied de cuvelage 28 dans une configuration repliés La tâte de cuvelage 26 et le sabot 34 ne sont pas repliés.1.s t8te de cuvelage 26 sera dans un premier typa dilatée cylindriquem~t (figaro 7a) pour panaet~e la descente de l'outil de pose et du calibre, puis sors 5nala~nant dilatée en sa~sage .
dans Ie pied de ~cnvelage 28 du précédent cuvelage installé.
FFI III I .F M(?T~IFII=F

30-12-2002 FR010309' ' FW2 PGT -021220 ' ' La figure 2 montre la. m&ne configuration de cuvelage que la figure 1 ~. , l'exception près que le corps du cuvelage est constitué de tubes dilatables 8' et non ¿ replié 8' mais on retrouve les mème t8te de cuvelage 26 dilatables et pied de cuvelage 28 gonflable décrit sur la figure 1.
Se référant à la figure 3, la tee de cuvelage 26 est suspendue au précédent cuvelage déplié 5 par l'intermédiaire des doigts d'accrochage 30. Les rainures triangulaires 27 ont âté déformiées pour interpénétrer les rainures triangulaires 28 du prbcëdent cuvelage 5. Le cuvelage 8 a été regonflé.
Se référant aux figures 4a et 4b, l'outil de pose 50 est utilisé pour descendre un 1o cuvelage replié 6 dans un puits 1. L'ontil~de pose 50 ~pread un calibre détachable 52 qui est montré attaché à la partie infér~ieure~ de l'outil de pose 50. La partie supérieure de l'outil de posé 50 est mécaniquement et d'une façon étanche com~ecté
j à la gannïture 54 qui remonte jusqu'al la surface. Un espace a~mulaire 58 pour le retour de circulation vers la surface est situé entre la garniture 54 et la cuvelage 5 précédemment installé.
Une chemise annulaire 60 est située à la partie supérieure de l'outil de pose 50.
Lorsqu'un fluide est injecté dans la garniture 54, il traverse la chemise annulaire 60 et entre dans l'outil de pose 50. La chemise annulaire 60 est maintenue dans une chambre de l'outil de pose 50 d'une manièra étanche et maintemie an place par des 2o goupilles de cisaillement 64. Lorsqu'elle se trouve dans la position supérieure illustrée dans la figure 4a, la chemise annulaire 60 ferme l'accès 66 qui alimente les deux chambres dts pistons 73.
r Un passage de retour de fluide 72 est connecté à l'espace annulaire de la.
garniture 54. Le retour de fluide 72 s'étend >~ travers Ie corps supérieur 68 de l'outil de pose j 25 50. Une chemise 71, comportant cme paire de pistons 74, peut se déplacer i axialemerlt par rapport au corps supérieur 68 et comporte de multiples joints d'étanchéité outre le corps supérieur 68 et les pistons 74. Ceci forme de multiples chambres 73 entre le corps supérieur 68 et les pistons 74.
Un anneau de sertissage ou de forgeage 78 est situé à la partie inférieure du 3o piston 74, et attaché au corps supérieur 68 par des dispositifs de liaison 80. La chemise 71 actionne fanaeau da sertissage 78 par l'intermédiaire d'un c8ne.
Une coupelle supérieure 82 et une coupelle inf~ieure 84 fournissant des étanchéités entre le corps supérieur de l'outil de pose 68 et le cuvelage 5 précédemment installé. Un CCI 111 1 C \A11i11CICC

corps central 86 est fixé en dessous du corps supé~ie~a 68. Un corps inférieur 118 est situé en dessus du carpe cemh~al 86. Le calibre détachable 52 est placé en dessous du corps inférieur 118.
Le calibre détachable 52 possède un alésage fileté angageaat le corps nnfErieur 118 par l'ir~médisire d'us anneau fileté rétractable 110 situé s la partie inférieure du cinfdriear 118. Un anneau élastique est placé sur le calibre détachable 52 pour c:oupér~ avec le profil à gorge 31 de la t8te de cuvelage 26 du cuvelage 6. Le calibre détachable 52 possède us anneau de calibrage 128.
Un passage de fluide 88 travm~se l'outil de pose 50 et le cahôre détachable 52. Le I4 fluide de retour mate fannulaira 122 qui carate initialement entre le cuvelage 6 suivant et le cuvelage 5 précédant. L'espace anmulaite 122 s'ëtaaadant cafre le aaiz'bro détachable 52 et le cuvelage S contourne la coupelle 89 par fintemZ6disira d'us clapet inf~ienr 98 et communique avec le retour inféo~i~r de fluide 120 au niveau d'un clapet ce~sl 94. L,e clapi inférieur 98 c~d uno bille 99 et Ie clapet Is ce~al 94 oomp~d use bille 96. Le clapet 94 est situé è la partie inféri~r~e du passage de fluide de rabota 120. Le retour de fluide à travers le passage 120 communique avec un clapet sapEaieur 90 avant d'sntrcr dans le passage de retour de fluide 72. Le clapet supérieur 90 comprend une bille 92 et communique avec l'annulaire 122 embourant l'outil de pose 50. Le clag~~ 90 est situé au dessus de la 2o coupelle inférieure 84 alors que le clapet 94 est situé en dessous. Le clapet supérieur 90 part le passage de W ide de fammlaire 122 vers le retour de fluide 72, mais i~a~dit la ion imasa Le reto~a de fluide 72 communique avec faanntaire 58 da la gaenitme 54. Le retour de fluide 88 communique avec le.clapet iaférieur 100 avant d'emtrer le calibre détachable 52. Le clapet inférieur 100, oamprend une 25 bille 102 située dans le conduit de fluide 88.
Un cwelage 103 mobile axialememt s'ét~d à la partie inférieurs du corps inférieur 118 et du calbrc détachable 52 ~l que mo~é sur la figure 4b. Le cuvelage I03 a use a'ctr~aité snpéaieiue qui passe à traveas us alésage pour agir sur la bille 96. L'~tr6anité iaf~riawe s'6tend à travers un passage dans le calibre détachable S2 3o pour agir sur la bille 102. Un rossort 105 applique une force verticale vers le bas sur le cuvelage 103. Dans la position illustrée en figure 4b, (extrémité
supé~riaure du cuvelage 103 emp8che la bille 96 de se déplaces vers la droite angéChaat la c~l..E~t ~ ~ ~.~nnW t~.~

30-12-2002 FR010309' fermeture du clapet 94. L'extrémité inférieure du cuvelage 103 empêche le déplacement de la bille 102 vers la gauche bloquant ainsi Ie clapet 100.
La figure 4 c illustre un sabot de cimentation 34 dans une configuration repliée descendu dates une sxtion élargie du puits. Lors de sa dasccate sur la garniture 54, le poids du cuvelage 6 sera suspendu par (intermédiaire d'un anneau élastique l I4 situb sur le calibre détachable 52 qui engage un profil à gorge 31. Cette position est illustrée sur la figure 4b avec l'outil de pose 50 et le cuvelage 6 en train de descendre à travers Ie cuvelage 5 précédent.
Lorsque la profondeur désirée est atteinte les doigts d'accrochage 30 de la tête de 1o cuvelage 26 du cuvelages 6 s'accrochent sur le profil ~ rainure 32 dans le pied de cuvelage 28 du cuvelage 5 précëdent. Cet accrochage est illustrE sur la figure Sa. Cet accrochage arrête la descente de la garniture 54 et du cuvelage 6. Ensuite le cuvelage 6 et Ie pied de cuvelage situés au dessus du sabot 34 sont regonflés en injectant un fluide sous pression de la surface. Les figures Sa et Sb montrent le cuvelage 6 et Ie sabot 34 après regonflage. Un fluide tel que de f eau ou une boue de forage est pompë u travers la garniture 54. Lo fluide passe à travers la chemise 60 (figure 4a) pour atteindre le conduit 88. Le fluide passe à travers le clapet 102 et alimente l'intérieur du cuvelage 6. A la partie inférieure du cuvelage 6, Ie fluide atteint Ie sabot do cimentation 34 et est empéché d'atteindre le passage de fluide 40 par le 2o clapet 39 qui est initialement maintenu dama la position haute do la figure 4c par des goupilles de cisaillement 37 et le siège 36. La pression du fluide regonfle le cuvelage 6 et le pied de cuvelage 28 pour leur redonner leur forme cylindrique.
Lorsqu'une pression déterminée est atteinte, les goupilles 37 sont cisaillëes permettant au siège 36 de se déplacer vers le bas dans la position illustrée à la figure Sb. Ce niveau de pression est déterminé pour assurer que le cuvelage 6 et le pied de cuvelage possèdent une forme cylindrique suffisante. La pression peut maintenant se décharger à travers 1c passage 40 du sabot 34 dans le puits.
Lorsque le cuvelage 6 est regonflé, le volume de fluide contenu dans le puits autour ~ du cuvelage 6 est chassé. So référant à Ia figure 5a, le volume de f3uidc se déplace à travers l'annulaire 122 du recouvrement entre le cuvelage 5 et le cuvelage suivant 6 en cours d'installation. De fait de la. présence de la coupelle 84 en contact ! avec Ie cuvelage 5, Ie volume de fluide de retour ne peut progresser vers le haut autour de l'outil de pose 50. Le retour passe à travers le passage latéral vers Ie clapet t FFI llt ( F MCZff'=1FF

-12-2002 . FR0103091 Fw2 YCr-o2izzo 94 et du clapet 94 vers le passage de retour 120 (figure Sa). Le fluide coi son te~a de passage 120 dans le passage 72 (figure 4a) et de là vara I'smnvlaira autour de la garnita~e 54 pour atteindre la surface.
Aprés le regonflage, caanme illustré sur les figure Sa et Sb, la cafbme détachable 52 eara forcé vers le bas de l'outil de pose SO vers le sabot 34 pour rectifie toute innparfectioa du 6. Ceci est en fit le bloc d'obtmaaion de prit (non visible) à la senface autour de la garniture 54 et eu appliquant une pression dans l'sannlaire 58 de la gamihn~e 54. Cette pression agit sur la coupelle aupdneure 82 (figure 4a) anhu~ le corps supérieur 68 dans un mouvanemt vers le bas avec la 1o g~u~e 54 sur uoe crnube dist~e ~ l'intérieur du c~vWage 6. L'aan~n élashqu~e 114 se li'bèae des rainures 116 et se dbplace vars le bas deus le cuvelage 6 tel qu'on le voit sar la fige 7a. Les doigts d'ae~ochagro 30 (figime Sa) contiaua~rt à s te poids du cuvelage 6. La coupelle supérieure 82 de l'outil de pose 50 reste au dessus de l'aoctrEanité inîéaieure du cuvelage 5 p~dalable~neat installé, gal ~e la coupelle infi~ieum 84 se déplace dans la suapansion 26 du cuvelage 6. Lorsque la poeitio~n désirée est atteinte, l'opération anfxe le paa~apage du fluide dans l'annulaire de la garniture 58.
La gamituxe 54 est toum6e vers la droite. Le calibre détachable 52 est connecté à
l'anosan fitet6 réhsatable 110 par ~ filetage à pas ~ gauche ct possède un fzspasitif suri-rotation (non visible) qui la swface intérieure de 1a suspension du 6. L'outil de pose SO tourne avec la garniture 54 dévisamnt le cxilbre détachable 52 tel qu'illustré dans Ia figure 8a. Lorsque le calibre détachable 52 se sépare du oisrps ini8rievr 118 de l'outil de pose, Ie cavelage 103 resta avec le corps inférieur 118. Le ressort 105 pousse sur Ie cuvelage 103 vars le bas permettant à la ~5 bille 96 de se déplacer vota une position da fermehu~e bloquant le passage d'un fluide vers le haut à travers le clapet 94. Egaleament l'absence du tube I03 dans le clapet I00 parmd à la bille 102 de fermer le passage 88 du clapet 100. La f~nefiu e des clapets 94 et 100 et les coupelles inférieures 89 et 84 peamettent à la pression du fluide de panser suc le calibre ddtachable 52.
3o Une fois dévissé, l'opérateur applique une pression de fluide à.
l'intérieur de la 54. Cette dan le passage 88 et sort à la partie inférieure du corps inférieur 118. Cette pression atteint la passa,ga I40 poussant sur la cheanise d'activation 142 ani rousse les coins 150 sur le pmfil conique du carpe 118 confire la FEtiILLE MODIFIÉE . _ __ 30-12-2002 FROi 0309' surface intérieure de la précédente colonne 5 afin d'éviter tout déplacement do l'outil de pose 50 vers le haut. Le ressort hélicoydal 148 empEchait l'engagement des coins 150 durant Ia descente du cuvelage 6 ~. travers le cuvelage 5. La pression agit également sur la coupelle 89 du cavôre détachable 52, le propulsant ainsi vers le bas.
L'anneau de calibrage 128 calibre le cuvelage 6 à la configuration souhaitée par la descente du calibre détachable 52 dans le cuvelage b. A l'extrémité in~ériaure du cuvelage 5, le calibra détachable 52 antre dans le pied de cuvelage 28 tel qu'illustré
dans la figure 9 du second modo de réalisation de l'invention . Le conduit inférieur concentrique du calibre détachable 52 pénétre dans le logoment du sabot 34 1o directement au dessus de la bille 39. L'opérateur amEte le pompage du fluide par la garniture.
Ensuite, I'opéxatava descend l'outil de pale 50 par l'intannédisire de la ~niture 54 jusqu'à ce que. le corps inféria~r 118 réengage le calibre détachable 52 tel qu'illustré snr la figure 9. Le cuvelage I03 pénètre de nouveau dans le passage du . calibre détachable 52 ouvrant de nouveau le clapet 100. La partie supérieure du cuvelage 103 repousse la bille 9G vers la gauche ouvrant le clapet 94.
L'anneau fileté
rétractable 110 permet au calibre détachable 52 de rexonnecter à l'outil de pose par un simiple mouvement de translation verticale.
L'op~rat~r injocte ensuite du ciment dans la garniture 54 qui communique ~
2o travers le passage 88 et le clapet 35 su sabot de cimentation 34. le cimont remonte dans l'annulaire entourant le cuvelage 6. he fluide du puits déplacé par le ciment retourne à travers l'annulaire 122 (figure 4b) et le clapet 104, et remonte â
travers Ie passage 120. La bille 39 du sabot de cinnentation 34 emp8che le retonnr du ciment vers le l'outil de post 50.
Pendant que le ciment prend, l'opérateur remonte l'outil de pose 50 jusqu'au niveau de la t8te du cuvelage 6 pour sertir la tLte de cuvelage 26 au pied de cuvelagé
28 du cuvelage 5 préalablement installé. Le calibre détachable 52 reste connecté à
l'outil de pose 50. Le seztissage est illustré aux figure 10 et 11.
L'opérateur laisse tombar une bille I32 a travers la gamituxe 54 qui atterri sur la chemise 60 obtint 3o ainsi le passage 88. L'injection de fluide à travers la garniture 54 cntra~ne le cisaillement des goupilles 64 permettant la translation d~e la chemisa 60 vers le bas.
Ceci ouvre une communication avec le passage 66 qui débouche sur les chambres des deux pistons 73. La pression agit sur les pistons 74 entraînant un déplacement r-tu~m F nnnniFiFF

)-12-2002 ~ ' FROi 03091 FVV2 PGT -02i22o relatif de la chemise 71 par rapport au corps supérieur 68. Coci anhable une expansion de l'es de sert~age 78 qui déforme et sorrti la t8te de cuvelage 26 chas le pied de cuvelage 28. les goag~ triangulaires 27 at 29 s'in~ pour fournir une t6 aid~6 en cela par le rev8tament de métal mou présent en fond s de rainure triangulaire.
L'opta relAohe Ia pression de sertissage at testa em pression l'étanchéité à
(aide da la épelle supârieuro 82. Ceci erst réal;sé par la So~m~re du bloc d'obttuatia~n de puits autour do la garnit~ue et fapplicst:ion d'ana pression dans l'espace annulaire s8 autour de la garniture. La coupelle inférieure 82 emp8ch~e 1c 1o fluide de s'écouler par la partie infâieure de l'outil de pose. Si Ie sertissage fuit, la pression ne peut EtCe mainteune. Si aucune fuüe e~et con~at~e, l'es nunotrte l'outil de pose 50 à travetg le cuvelage s. Après fiastavation les cuvelages 5 et 6 poesédent les m~ diamètres int&ieurs et extérieure. Si le puits doit étre foré
plus proîond, le sabot de cimentation 34 sera fort car il est fait d'un métal friable tel que is l'aluminium. Sa configuration excartrique réduit les qu'il sa mette en rotation simnitanée avoec l'.outil de forage. ll cube également un c8ne da tra~isitioa 33 qui possède un axe de révolution ineliaé par rapport à l'axe du puits pour éviter la d~OUpe de la pami du c8na 33 , sur toute sa circonféxmce au mEane momnant. Dsoos le second modo de réalisation de fimroation (re~ figure 2~, le 2o cuvelage 8' n'est pas relié mais est cylindrique lors de sa desc~te dans le puits Le cuvelage 8' peut 8tre dilaté pour obtenir la m&ne dimension obtanne par le cuvelage 8 regonflé. Le cuvelage 8' peut 8tre composé de ~ d'environ 12 mires qui sont asaaanbtéea par des conaectmas filetés la descanie comme pour les cnvalages conventiom~als. Cepend~t, le cuvelage 8' mcpaaeible pose~de un 25 diamètre plus petit ptndant sa descende afin de passer à travers le cuvelage composé
é partir de cuvelages de mie dimensions mais dilatés. Le cuvelage 8' est dilaté au m8me diambtre que la pr~bd~te coiomaa après avoir atteint la profondeur désirée.
Par exemple, le cuvelage 8' peut avoir un diam~re ext~ieur de G-1/4 pendant sa deaccnta et un diambtra dilaté de T. Le cuvelage b' se raccourcira en longueur lors 3o de f expansion. Les mZmes outils da pose 50, tbbe de aavelage acpanse'bles 28 et pied de cuvelage replié 28 avec sabot 34 sont utilis68. Les msme~s m~m6~otations serons utiliabos dans le second mode de réalisation de finvmtion à (exception d'un indice prime lor8qu'on sa réftra au cuvelage. L'assarnblage de la figure Z saa c~oomposé
FEUILLE MQDlFlÉE

30-12-2002 . . FR010309 r.

d'un cuvelage 6' de tube 8' qui est cyliadxiquc mais expansible. Du fait que le pied . , de cuvelage 28 doit &re d'un diannàre supézi~r à la précédente colonne installée, il sera replié de 1s méme façon qui est décrite dans le premier mode de réalisation de (invention illustré à la figure 1. Les longueurs de tube 8' sont vissées ensennble en surface et attachées à l'outil de pose 50 par l'intezrnédiaire de la tête de cuvelage 26 (figure 4a). L'outil de pose 50 est desc~du sur la garniture 54~juaqu'à la profondeur désirée. La figure 4d iIlusà~e un pied de cuvelage replié 28 et , un sabot de cimentation 34 attaché à une colonne acpansible 6' alors qu'il est descendu à
travers 1e cuvelage précédente 5'.
1o Comnne illustré sur la figure 6a les doigts d'ac~ochage 30 de la t8tc de cuvelage 26 accrocheront le profil à gorge 32 du pied de cuvelage 28 du cuvelage précédente 5'. L'opérateur exerce une pression à travers la garniture 54 qui regonfle le pied de cuvelage 28 du cuvelage 6' tel qu'on le voit dans la figure 6b. La pr~io~i du fluide est transmise à travers l'outil de pose 50 de la m&ne façon que dans le premier mode i5 de réalisation de l'invention. L'outil de pose 50 est alors poussé vars le bas sur une courte distance jusqu'à la position à la figure 7b l'saneaon supérieur d'expansion 128' et l'anneau inférieur 130' ayant un diamètre inférieur à
l'anneau 128' situé à l'iat~ia~r du cuvelage 6'. Bn positio~nt deux ou phtsieurs anneauu d'expansion ayant des diamètres diff~ats, on évite une striction prématurée de se 2o produiro sur le c8ne d'expansion du fatt de la prése~n~ de petits défauts.
Le ~uveDnent vars le bas est obtenu par l'application d'une pn~sion sar l'annulaire SS
de la garniture (figure 6a) qui agit sur le coupelle sup~ieure 82 poussant ainsi fa»nble de l'outil de pose usas le bas. A menue que les saneaux d'expansions 128' ~ 130' eatrmt dans le cuvelage 6', ils commencent l'expansion du cuvelage 6' 25 vers le diamètre ânal.
L'opérateur alors libère par rotation le marLalrin d'expansion d~achable 52' de la même façon que le calibre tlttachable 52 du premier mode de réalisation de l'invention. L'opérateur injecte à travers la garniture pour rapouss~ Ie mandrin d'expansion dEtachable 52' vers le bas s'éloignant de l'outil de pose 50 tel qu'il est 3o montré dans la figure 8b. Ceci est réalisé de la méme façon qua décrite dans le prarmiea~ mode de réalisation de l'invention à l'exception que les joints 132 sont utilisés à la place de la coupelle 89. Des joints de plue petite dimension peuvent être utilisés (tant donné que les cuvelages expansibles ont une stu~ace intérieure de FFIIILLF MnrnFtFF

1-t 2-2002 FROC 03091 FW'2 PCT -021220 mqualité ofâant ua ~cieat de friction in~arieur à. des cuvelages conventionnels qui sont utiiisès dans les cuvelages repliés. A mesura que le mandrin 'bla détechabk 52' se déplace vers le bas, il dilata k cuvelage 6' au diamètre final D y aura un déplacement du fluide situé dans l'espace annulaire entourant la s cuvelage 6'. Ce fluick ddplacé re~ume ~ travers l'emiulaire 122 (figuze 10b), le clapet 94 et les passagos da retour 120 et 72 vers (annulaire de le garniture (~)~
Lorsque le m~mdria expansible détachable 52' atteint le sabot 34, f opEratcur deseand faatil de pose 50 sa: la ganaiture 54 afin que (outil de pop recomucte Ie 1o mandrin d'expansion d6tachable 52'. Ceci est tEaliaé de la m&ne façon que dans le pramiea mode de réalisation de l'im~ention et l'ensemble devient comme indiqué
sur la fige 9. L'apéra~a pormpe ua laitier de cimm~t à travers la garniture qui sort par le passage 40 et remonte l'espace annulaire entourant le cuvelage 6' de 1a mine ~çOa que dans la premier mode da réalisation da fiaventioa. Aprbs cimantatiam, 15 fopéaataur remonte l'outil de poco jusqu'au niveau da la tâte da cuvelage 26 et la sertit âu pied de cuvelage Z8 du cuvelage 5' de la mine que la premier mode de réalisation de l'invention. Cette procédure est illustrée aux figure 10 et 1I.
~L'opé~aa ta$be et fore le sabot de la m&ne ~aç~ que dans la pteam~ie~r mode de réalisation ck fiaventioa.
Comma an peut le c, un sysb~na de cuvelage è dia~màtre unique peut être consdwit autour d'un cuvelago replié ou d'un cuvelage axpanaibla La r6duction de diamètre pour sa descente à travers k cuvelage pr6c&lant de m8me dimension part bà~e obtenue à partir des deux toehniques de zepliage-de cuvelage ou d'expansion de cuvelage. Dans certains cas, il peut ètre avantagernc de combiner ks danyc techniques 25 en repliant un cuvelage de 6-SI8" (168 mm) pour obtenir un diamètre extérieur de 6" (152mm) et ensuite à la place de calibrer an m8ma diamètre la dilater pour obtenir ua diamàtce da 7" (178 mm), e~n conséquence 8tre capable de combiner la capacüé d'utiliaec~ des cuvelages épais at féaouissage réduit de la txhniqua repliée avec la bonne gdornétcie de la teatmique dikiée.
En dépit du fhit que les colonnes sont asea~oabIéea à partir de laragueufs droites dans la description, dos cuvelages continus sur bobines peuvent ètre utilisés pour construire un sysb~me de cuvelage à diamèere unique.
FEUILLE.~IQI~1FIÉE

Claims

REVENDICATIONS

1. Méthode de cuvelage d'un puits du type chas laquelle, après chaque phase de forage d'une profondeur déterminée à l'aide de la garniture de forage à partir d'une phase de forage précédente, un cuvelage (6, 6') est installé dans le puits, chacun des cuvelages successifs étant descendus à travers le cuvelage (5, 5') installé précédemment et la tête (26) du cuvelage suivant étant relié d'une manière étanche au cuvelage précédent (5, 5');

ladite méthode étant caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes:

a) descente dans le puits à travers un cuvelage précédent (5, 5') ayant un diamètre prédéfini d'un cuvelage suivant (6, 6') comportant un pied de cuvelage (28) replié, sous une forme dont la plus grande dimension transversale est inférieure au diamètre intérieur dudit cuvelage précédent (5, 5'), la tête (26) dudit cuvelage suivant étant suspendue à la garniture de forage (54), b) positionnement de la tête (26) dudit cuvelage servant (6, 6') à proximité
dudit pied (28) du cuvelage précédant (5, 5'), c) gonflage dudit pied de cuvelage (28) par envoi d'un fluide sous pression, d) expansion du diamètre dudit cuvelage suivant (6, 6') de manière à ce que le diamètre dudit cuvelage suivant (6, 6') soit égal audit diamètre prédéfini en forçant un calibre (52) ou un mandrin cylindrique d'expansion (52') à travers ledit cuvelage suivant (6, 6'), et e) réalisation d'une liaison étanche entre la tête (26) dudit cuvelage suivant (6, 6') et ledit cuvelage précédent (5, 5').

2. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle ledit cuvelage suivant (6, 6') est descendu replié à travers ledit cuvelage précédent (5, 5') et l'expansion de l'étape d) consiste à envoyer du fluide sous pression à travers ladite garniture de forage (54) vers ledit cuvelage suivant (6, 6') de manière à premièrement le regonfler puis deuxièmement à forcer un calibre de ladite tête (26) audit pied (28) du cuvelage suivant (6, 6') de manière à ce que ce dernier ait une forme cylindrique dont le diamètre est égal audit diamètre prédéfini.

3. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle ledit cuvelage suivant (6, 6') est un tube cylindrique ayant an diamètre inférieur au diamètre intérieur dudit cuvelage précédent (5, 5') et l'expansion de l'étape d) consiste à forcer un mandrin cylindrique d'expansion de ladite tête (26) audit pied (28) du cuvelage suivant (6, 6') de manière à augmenter son diamétre pour le rendre égal audit diamétre prédéfini.

4. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle ledit pied (28) du cuvelage précédent (5, 5') est descendu replié pendant la descente puis regonflé par l'envoi d'un fluide sous pression à
travers ladite garniture de forage (54) après l'étape b) de façon à obtenir un diamètre intérieur élargi égal ou supérieur au diamètre prédéfini.

5. Méthode selon la revendication 4, dans laquelle ledit positionnement de l'étape b) de ladite tête (26) dudit cuvelage suivant (6, 6') consiste à suspendre ladite tête (26) du cuvelage suivant (6, 6') audit pied (28) dudit cuvelage précédent (5, 5').

6. Méthode selon la revendication 5, dans laquelle ladite tête (26) du cuvelage suivant (6, 6') est suspendu par l'intermédiaire de doigts élastiques (30) qui autorisent l'expansion de ladite tête (26) ainsi que le passage du retour du fluide dans l'espace annulaire (122) compris entre le cuvelage et le puits.

7. Méthode selon la revendication 4, dans laquelle ladite tête (26) dudit cuvelage suivant (6, 6') est dilaté en forçant un mandrin d'expansion (52, 52') à travers ladite tête (26) du cuvelage suivant (6, 6').

8. Méthode selon 1a revendication 4, dans laquelle un sabot de cimentation partiellement déformable (34) obture l'extrémité inférieure dudit pied (28) du cuvelage précédent (5, 5').

9. Méthode selon 1a revendication 8, dans laquelle ledit sabot de cimentation (34) une extrémité inférieure cylindrique non déformable d'un diamètre inférieur audit diamètre intérieur dudit cuvelage précédait (5, 5') et cette extrémité est excentrée par rapport à l'axe dudit cuvelage précédent (5, 5') lorsque ledit pied (28) du cuvelage précédent (5, 5') est regonflé.

10. Méthode selon la revendication 8, dans laquelle la partie forable dudit sabot de cimentation (34) est en aluminium de manière à être facilement fraisable avec des outils de forage standard.

11. Méthode selon la revendication 8, dans laquelle ledit cuvelage suivant (6, 6') est cimenté
dans ledit puits par pompage d'un laitier de ciment à travers ladite garniture de forage (54) et a travers ledit sabot de cimentation (34), le retour de fluide de l'espace annulaire (122) formé

entre ledit puits et ledit cuvelage suivant (6, 6') se faisant entre ladite tête (26) du cuvelage suivant (6, 6') et ledit pied (28) du cuvelage précédent (5, 5').

12. Méthode selon la revendication 4, dans laquelle ladite liaison étanche est réaliste par une ou plusieurs déformations plastiques ou forgeages d'anneaux localisés sur ladite tête (26) du cuvelage suivant (6, 6') afin que la surface extérieure de chaque anneau coopère d'une manière étanche avec la surface intérieure élargie dudit pied (28) du cuvelage précédent (5, 5').

13. Méthode selon la revendication 12, dans laquelle ladite surface intérieure élargie dudit pied (28) du cuvelage précédent (5, 5') ou ladite surface extérieure de l'anneau déformé
plastiquement comporte des rainures circulaires (27 ou 29) augmentant la pression de contact pour favoriser l'étanchéité de typo metal-metal.

14. Méthode selon la revendication 15, dans laquelle lesdites surfaces coopérant pour réaliser ladite liaison étanche comportent des rainures de même pas (27, 29) et un métal mou est disposé on fond de rainure pour permettre l'interpénétration des rainures afin d' améliorer la tolérance aux débris et aux rayures.

15. Cuvelage (6, 6') de puits, installé après chaque phase de forage d'une profondeur déterminée, par descente à travers le cuvelage (5, 5'), installé précédemment d'un diamètre prédéfini;
ledit cuvelage (6, 6') comportant un pied de cuvelage (28) caractérisé par le fait que ce pied de cuvelage (28) est repliable, sous une forme dont la plus grande dimension transversale est inférieure au diamètre intérieur dudit cuvelage précédent (5, 5'), que ce pied de cuvelage (28) est ensuite gonflable par envoi d'un fluide sous pression, et que ledit cuvelage (6, 6') peut être expansé de manière à ce que le diamètre dudit cuvelage (6, 6') soit égal audit diamètre prédéfini et ceci on forçant un calibre (52) ou un mandrin cylindrique d'expansion (52') à
travers ledit cuvelage (6, 6').