CA2748575A1 - Composant tubulaire de garniture de forage et garniture de forage correspondante - Google Patents

Abstract

Composant tubulaire de garniture de forage, pour le forage d'un trou avec circulation d'un fluide de forage autour dudit composant (7) et dans un sens allant d'un fond de trou de forage vers la surface, ledit composant comprenant une première extrémité comprenant un filetage femelle, une deuxième extrémité (8) comprenant un filetage mâle, et une zone centrale (9) sensiblement tubulaire, ledit composant comprenant un tube de communication (19) disposé au moins dans la zone centrale et en contact avec un alésage de la zone centrale, un câble de transmission de signaux (18) étant disposé dans le tube, caractérisé par le fait que le tube de communication comprend un corps formé d'au moins un ruban métallique disposé avec une composante annulaire, le corps comprenant, en section selon un plan passant par l'axe du tube, au moins deux tronçons allongés axialement, à recouvrement mutuel partiel avec un jeu axial choisi pour absorber la déformation élastique maximale du composant sous effort de compression axiale et/ou de flexion.

Description

Composant tubulaire de garniture de forage et garniture de forage correspondante L'invention relève du domaine de la recherche et de l'exploitation de gisements pétroliers ou gaziers dans lesquels on utilise des garnitures de forage rotatif constituées de composants tubulaires tels que des tiges de forage standard et éventuellement lourdes et d'autres éléments tubulaires, notamment des masse-tiges au niveau de l'ensemble de fond de trou, assemblés bout à bout, selon les besoins du forage.
L'invention concerne plus particulièrement un élément profilé pour un équipement de forage rotatif, tel qu'une tige standard ou lourde ou une masse-tige, disposé dans le corps d'un train de tiges de forage rotatif.
De telles garnitures peuvent permettre en particulier de réaliser des forages déviés, c'est-à-dire des forages dont on peut faire varier l'inclinaison par rapport à la verticale ou la direction en azimut, pendant le forage. Les forages déviés peuvent aujourd'hui atteindre des profondeurs de l'ordre de 2 à 4 km et des distances horizontales de l'ordre de 2 à 14 km.
Dans le cas de forages déviés de ce genre, comportant des tronçons pratiquement horizontaux, les couples de frottement dus à la rotation des trains de tiges dans le puits peuvent atteindre des valeurs très élevées au cours du forage. Les couples de frottement peuvent remettre en cause les équipements utilisés ou les objectifs du forage. Les couples

2 de frottements peuvent ainsi être tels qu'ils entrainent une impossibilité de poursuivre le forage.

Pour mieux appréhender les évènements se produisant au fond du trou, les ensembles de fond de.trou, à proximité du trépan peuvent être munis d'instruments de mesure. Toutefois, la connaissance de ce qui se passe dans le trou reste très incomplète.

Des tiges ont été munies de systèmes de transmission de données avec une boucle électromagnétique à chaque extrémité
de la tige et une liaison filaire entre les boucles électromagnétiques pour remonter les données fournies par les instruments de mesure. La liaison filaire peut être prévue dans l'épaisseur de la paroi du tube formant la partie centrale de la tige. Toutefois, la paroi du tube étant elle-même la plus mince possible pour des raisons de masse, de coût et de diamètre intérieur, un trou longitudinal ménagé dans la paroi peut aboutir à une fragilisation excessive du tube. Par ailleurs, l'usinage d'un tel trou est difficile et relativement onéreux.

Alternativement, la liaison filaire peut être disposée dans l'alésage d'une tige de forage. La liaison filaire doit alors être protégée contre l'usure provoquée par la circulation de la boue de forage à l'intérieur de la tige ou contre les déformations résultant de la pression de la boue ou résultant des sollicitations axiales auxquelles la tige peut être soumise (traction, compression, flexion). Diverses solutions ont été proposées : câble coaxial tendu au niveau de ses extrémités, câble placé entre l'alésage de la tige de forage et une chemise tubulaire plaquée contre l'alésage. La demanderesse a constaté au cours de ses recherches que ces diverses solutions présentaient toutes des inconvénients, par

3 PCT/FR2010/000001 exemple qu'elles pouvaient significativement réduire la section d'écoulement et par conséquent augmenter les pertes de charge ou encore être complexes à mettre en oeuvre.

L'invention vient améliorer la situation.

Un composant tubulaire de garniture de forage pour le forage d'un trou avec circulation d'un fluide de forage sous pression à l'intérieur dudit composant comprend une première extrémité comprenant un filetage femelle, une deuxième extrémité comprenant un filetage mâle, et une zone centrale sensiblement tubulaire, notamment de diamètre extérieur inférieur ou égal au diamètre extérieur d'au moins la première ou la deuxième extrémité. Le composant comprend un tube de communication disposé au moins dans la zone centrale et en contact avec un alésage de la zone centrale. Le composant inclut typiquement au moins un câble de transmission de signaux (également appelé câble de communication) disposé dans le tube de communication. Le tube de communication comprend un corps formé d'au moins un ruban métallique disposé avec une composante annulaire. Le corps comprend, en section selon un plan passant par l'axe du tube, au moins deux tronçons allongés axialement, à recouvrement mutuel partiel avec un jeu axial choisi pour absorber la déformation élastique maximale du' composant sous effort de compression axiale et/ou, de flexion. Le jeu axial est choisi de façon à ce que les déformations élastiques du composant, lequel est typiquement en acier, ne se transmettent que faiblement dans le ruban métallique. Cela peut être atteint même avec des jeux très faibles, à savoir des jeux typiquement compris entre quelques centièmes de millimètre (c'est-à-dire typiquement entre 0,03 et 0,2 mm) pour des rubans étroits (c'est-à-dire typiquement entre 2 et 5 mm de large) et quelques dixièmes de millimètre (c'est-à-dire typiquement entre 0,3 et 2 mm) pour des rubans

4 de quelques dizaines de millimètre de large (c'est-à-dire typiquement entre 20 et 50 mm).

Une garniture de--forage peut comprendre un train de tige et un ensemble de fond de trou, l'ensemble de fond de trou étant pourvu d'un trépan. Le train de tige est disposé entre l'ensemble de fond de trou et un organe d'entraînement de la garniture. Le train de tige comprend des composants tubulaires pour le forage avec circulation d'un fluide de forage sous pression à l'intérieur dudit composant. Le fluide de forage descend typiquement à l'intérieur du composant et remonte à
l'extérieur du composant, dans un sens allant du fond d'un trou de forage vers son sommet, créant ainsi une circulation.
autour du composant. Le composant comprend deux extrémités respectivement pourvues d'un filetage femelle et d'un filetage mâle. Le composant comprend une zone centrale sensiblement tubulaire, notamment de diamètre extérieur inférieur ou égal au diamètre extérieur d'au moins l'une des deux extrémités, et un tube de communication disposé au moins dans la zone centrale et en contact avec un alésage de ladite zone centrale.

Le tube de communication comprend un corps formé d'au moins un ruban métallique disposé avec une composante annulaire. Le corps comprend, en section selon un plan passant par l'axe du tube, au moins deux tronçons allongés axialement, à recouvrement mutuel partiel avec un jeu axial choisi pour absorber la déformation élastique maximale du composant sous effort de compression axiale et/ou de flexion.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 est une vue en élévation d'une garniture de forage ;
- la figure 2 est une vue en élévation d'un composant de

5 forage ;
- la figure 3 est une vue d'un tube de communication, en coupe axiale pour la partie centrale, en vue de côté en élévation pour la partie inférieure de la figure;
- la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un tube de communication ; et - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un tube de communication.

Lors du creusement d'un puits, une tour de forage est disposée à terre ou sur une plateforme en mer pour forer un trou dans les couches du sol. Une garniture de forage est suspendue dans le trou et comprend un outil de forage tel qu'un trépan à son extrémité inférieure. La garniture de forage est entraînée en rotation par un mécanisme d'entraînement, actionné par des moyens non représentés, par exemple hydrauliques. Le mécanisme d'entraînement peut comprendre une tige d'entraînement à l'extrémité supérieure de la garniture de forage. La garniture de forage est suspendue à
un crochet attaché à un moufle par le biais de la tige d'entraînement et d'une tête tournante permettant la rotation de la garniture de forage par rapport au crochet. Un fluide ou boue de forage est stocké dans un réservoir. Une pompe à boue envoie du fluide de forage à l'intérieur de la garniture de forage par un orifice de la tête d'injection, forçant le fluide de forage à s'écouler vers le bas à travers la garniture de forage. Le fluide de forage sort ensuite de la garniture de forage par des canaux du trépan puis remonte dans l'espace de forme générale annulaire formé entre l'extérieur de la garniture de forage et la paroi du trou.

6 Le fluide de forage lubrifie l'outil de forage et emmène les déblais de creusement dégagés par le trépan du fond du trou jusqu'à la surface. Le fluide de forage est ensuite filtré pour pouvoir être réutilisé.

L'ensemble de fond de trou peut comprendre un trépan et des masse-tiges de forage, assurant de par leur masse l'appui du trépan contre le fond du trou. L'ensemble de fond de trou peut également comprendre des capteurs de mesure, par exemple de pression,, de température, de contrainte, d'inclinaison, de résistivité, etc. Des signaux provenant des capteurs peuvent être remontés en surface par un système de télémétrie câblée.
Une pluralité de coupleurs magnétiques sont interconnectés à
l'intérieur de la garniture de forage pour former un lien de communication. On peut se référer au brevet US 6 641 434 par exemple. Les deux extrémités d'un composant de forage sont équipées de coupleurs de communication. Les deux coupleurs du composant sont reliés par un câble, sensiblement sur la longueur du composant.

Le câble peut être monté dans un trou longitudinal ménagé
dans l'épaisseur de la paroi du composant. L'épaisseur de la paroi est localement diminuée, d'où un affaiblissement de certaines caractéristiques mécaniques qui peut s'avérer critique. Le câble peut également cheminer dans l'alésage du composant de forage au contact du fluide de forage. La boue de forage circulant sous haute pression risque de provoquer une usure rapide du câble d'où une faible durée de vie et un coût d'entretien élevé. La boue est également susceptible d'endommager le câble par la pression qu'elle exerce sur ledit câble. Le câble peut être disposé dans l'alésage du composant de forage sous une protection spéciale, mais les types de protection envisagés présentent des inconvénients. De tels

7 types de câble et de protection sont décrits notamment dans les documents US 6 641 434, US 6 670 880, US 6 717 501, US
20050115717 ou encore US 20060225926.

Le brevet US 6717501 décrit une liaison filaire sous la forme d'un câble coaxial protégé en partie centrale par une gaine en matériau organique du type PEEK pouvant être collée contre l'alésage de la tige.

La demande US 20060225926 propose de placer une liaison filaire entre l'alésage de la tige de forage et une chemise tubulaire cylindrique plaquée par hydroformage contre l'alésage de la tige. Cette solution nécessite toutefois la mise en oeuvre d'une technologie assez lourde et donc coûteuse.
Elle entraine également une diminution de la section de l'alésage de la tige et provoque en service une augmentation des pertes de charge d'où une réduction du débit des boues de forage et de la vitesse de creusement du trou, pour une installation de pompage de boues donnée, ce qui se traduit par une augmentation des coûts.

La demande US 20050115717 prévoit également une liaison filaire placée entre l'alésage de la tige de forage et une chemise obtenue à partir d'un feuillard dont la largeur est supérieure au périmètre de l'alésage de la tige, cintrée et plaquée élastiquement contre l'alésage de la tige. Mais le feuillard formé en chemise entraîne une diminution de la section de l'alésage de la tige, ce qui se traduit par une augmentation des coûts.
L'invention vise notamment à proposer un composant de forage permettant une transmission de signaux entre deux coupleurs d'extrémité conservant une section de passage élevée et respectant l'intégrité des parties les moins épaisses de la

8 paroi du composant tout en offrant une protection convenable au câble de communication. Les coupleurs d'extrémité peuvent être de tout type (par exemple de type magnétique, inductif ou électrique,_ ou toute -combinaison de ces types, telle qu'un coupleur électromagnétique).

En outre, la Demanderesse a découvert au cours de ses recherches, que la protection autour du câble de communication disposé dans l'alésage du composant était susceptible de se .10 rompre non seulement sous l'effet d'abrasion de la boue de forage, mais aussi sous l'effet du débattement, notamment en allongement et en flexion du composant lui-même. Lors d'opérations de forage, un composant doit supporter tout le poids de l'ensemble des composants situés à un niveau inférieur. Il en est de même à la remontée de la garniture de forage : une traction est alors exercée sur l'ensemble de la garniture depuis la surface. Le composant tubulaire peut alors s'allonger sous l'effort de traction d'où un risque de rupture de la protection entourant le câble de communication. Le risque de rupture se présente également lors de flexion du composant de forage, par exemple sous l'effet d'un forage dévié, de portions de forage en S ( dog-legs ) pour éviter certaines formations, etc, la flexion se traduisant par une mise sous traction des parties situées en extrados.
Le composant peut être soumis à des efforts, de compression axiale, par exemple au niveau des masse-tiges qui appuient sur le trépan ou dans les portions en intrados de tiges soumises à"
flexion. Il est alors nécessaire de pré-contraindre le câble en traction pour empêcher une saillie du câble dans l'alésage de la tige soumise à compression, mais le câble risque alors de se rompre lors de sollicitations en traction. C'est notamment ce qui se produit en cours de forage rotatif dévié, les génératrices du composant passant alors alternativement de

9 l'intrados à l'extrados, et le caractère cyclique amplifie les risques de rupture (fatigue par flexion rotative). Le collage du câble contre l'alésage ne résout pas le problème car la colle se fissure rapidement sous sollicitations cycliques.
La demande US 20050092499 propose un câble coaxial serti par étirage dans une gaine tubulaire métallique de protection disposée en hélice et plaquée contre l'alésage intérieur de la tige par un effort axial de compression sur ses extrémités.
Mais le câble gainé selon ce document présente des changements vifs de direction, là où la gaine entre dans la paroi du composant, ce qui crée également des risques de rupture de la gaine et du câble sous sollicitations cycliques de flexion rotative.
Comme cela est illustré sur la figure 1, une garniture de forage 1 comprend un ensemble de fond de trou 2 et un train de tige de forage 3. L'ensemble de fond de trou 2 et le train de tige de forage 3 sont par exemple connectés par un élément connecteur 4. L'ensemble de fond de trou 2 peut comprendre un trépan 5 et une ou plusieurs masse-tiges 6. La ou les masse-tiges 6 assurent de par leur masse élevée la mise en appui du trépan 5 contre le fond du trou. Le train de tige 3 comprend une pluralité de tiges 7 pouvant comprendre des tiges standards obtenues par assemblage par soudure d'une extrémité
mâle, d'un tube de grande longueur et d'une extrémité femelle du côté opposé à l'extrémité mâle pour former par assemblage des joints filetés tubulaires étanches munis de surfaces d'étanchéité métalliques et éventuellement des tiges lourdes.
Une tige peut être du type selon spécification API 7 de l'American Petroleum Institute ou selon des dessins propres aux fabricants, par exemple avec des extrémités illustrées par les documents US6513840 ou US7210710 auxquels le lecteur est invité à se reporter.

La garniture de forage 1 peut être équipée de capteurs.
Plus précisément, l'ensemble de fond de trou peut être muni de composants 30 munis de capteurs de pression, de température, 5 de contrainte mécanique, d'inclinaison, de résistivité, etc.
D'autres éléments de la garniture de forage 1, par exemple, une ou plusieurs masse-tiges 6, une ou plusieurs tiges 7 peuvent également être munis de capteurs de mesure. La transmission d'informations entre les capteurs et la surface

10 nécessite un débit de données élevées, que ne peut pas fournir une transmission sans fil par impulsions de pression dans la boue, et en temps réel, que ne peut pas fournir un stockage en mémoire à proximité du ou des capteurs. Le document FR 2 883 915 décrit une tige munie d'un manchon tubulaire expansible de chemisage. Un câble est disposé dans une semelle ménagée entre le manchon de chemisage et l'alésage et est relié à chaque extrémité à un coupleur inductif conçu pour transmettre un signal à un autre coupleur inductif d'une autre tige connectée à la première.
L'invention vise à fournir un élément de forage, notamment une tige, une tige lourde, une masse-tige, etc. munies d'un câble de communication protégé contre la boue de forage circulant à l'intérieur de la tige et susceptible d'accompagner les déformations de la tige avec conservation de l'intégrité du câble et de la protection.

Comme on peut le voir sur la figure 2, une tige 7 comprend une extrémité mâle 8 et un corps tubulaire 9. Le corps tubulaire 9 peut être relié du côté opposé à une extrémité
femelle non représentée. L'extrémité mâle 8 et le corps tubulaire 9 peuvent être soudés, notamment par friction.
L'extrémité mâle 8 comprend un filetage mâle 10 ménagé sur une surface extérieure par exemple sensiblement tronconique.

11 L'extrémité mâle 8 comprend également un alésage 11, une surface extérieure 12, un - épaulement 13 par exemple sensiblement radial, entre le filetage mâle et la surface extérieure 12 et une surface d'extrémité 14 par exemple sensiblement radiale. L'alésage 11 et la surface extérieure 12 peuvent présenter des formes cylindriques de révolution et être concentriques. L'extrémité mâle 8 se raccorde au corps tubulaire 9 par une surface intérieure 15 sensiblement tronconique et une surface extérieure 16 sensiblement tronconique. L'alésage 9a du corps tubulaire 9 est ici (dans le cas d'une tige standard de forage) de diamètre supérieur au diamètre de l'alésage 11. Le diamètre extérieur du corps tubulaire 9 est ici inférieur au diamètre de la surface.
extérieure 12 de l'extrémité mâle 8. Il peut en être autrement pour les diamètres de surface extérieure et d'alésage dans le cas de tiges lourdes ou de masse-tiges de forage.

La tige 7 comprend également un coupleur 17 qui, dans l'exemple de la figure 2, est un coupleur inductif disposé
dans une rainure annulaire ménagée dans l'extrémité mâle 8 à
partir de la surface d'extrémité 14. La rainure annulaire peuvent présenter une section globalement rectangulaire avec une profondeur dans le sens de l'axe de la tige supérieure à
sa largeur dans le sens radial. Le coupleur inductif 17 est relié à un câble de communication 18 s'étendant sur la longueur de la tige 7 du coupleur inductif 17 à un autre coupleur inductif disposé du côté de l'extrémité femelle. Le câble de communication 18 passe dans un trou parallèle à l'axe et traversant sensiblement la longueur de l'extrémité mâle 8.
Optionnellement, le trou de passage du câble de communication 18 peut présenter une légère inclinaison, par exemple par rapport à un plan passant par l'axe. Le trou de passage du câble de communication 18 débouche d'un côté dans le fond de la rainure formant logement du coupleur inductif 17 et de

12 l' autre côté débouche dans la surface de raccordement 15 entre l'extrémité mâle 8 et le corps tubulaire 9. Le câble de communication 18 peut ainsi être relié au coupleur inductif 17 dans le fond de la rainure logeant ledit coupleur inductif 17 et est protégé contre la boue de forage circulant dans l'alésage de la tige 7 par l'épaisseur de matière de l'extrémité mâle 8.

La tige 7 comprend un tube de communication 19 entourant le câble de communication 18 dans la zone du corps tubulaire 9. Le tube de communication 19 peut être en contact avec l'alésage 9a du corps tubulaire 9. Le tube de communication 19 peut être fixé, par exemple, par emmanchement dans une zone élargie du trou de passage du câble de communication 18 au voisinage de la surface de raccordement 15. Le tube de communication 19 peut présenter une extrémité emmanchée dans le trou de passage du câble de communication 18, une extrémité
opposée emmanchée dans le trou correspondant de l'extrémité
femelle de la tige 7 et une partie courante dans l'alésage du corps tubulaire 9.

Comme illustré sur la figure 3, le tube de communication 19 se présente sous la forme d'un ruban disposé en hélice entourant le câble de communication 18. Le ruban est essentiellement métallique, par exemple en acier doux de type E235 selon Euronorm ou en acier inoxydable austénitique de type AISI 304L, et est typiquement profilé. Le ruban comprend, en section selon un plan passant par l'axe du tube, une partie de grand diamètre 20 et une partie de petit diamètre 21 allongées axialement. La partie de grand diamètre 20 d'un tronçon entoure une partie de petit diamètre 21 d'un tronçon voisin. La notion de tronçon du tube de communication 19 apparaît sur la partie représentée en coupe selon un plan axial et ce alors même alors que le tube de communication peut

13 être formé d'un ruban unique disposé en spirale. En d'autres termes, la partie de grand diamètre 20 d'un tronçon de rang N
entoure la partie de petit diamètre 21 d'un tronçon de rang N-1. La partie de petit diamètre 21 du tronçon de N est entourée par la partie de grand diamètre 20 du tronçon de rang N+1.

La partie de grand diamètre 20 et la partie de petit diamètre 21 d'un tronçon se raccordent par une zone de transition 22. La zone de transition 22 peut présenter une épaisseur semblable à l'épaisseur de la partie de grand diamètre 20 et de la partie de petit diamètre 21. La zone de transition 22 peut être sensiblement radiale ou sensiblement tronconique. Le tube de communication 19 peut être fabriqué
par un procédé comprenant une étape de galetage d'un feuillard métallique formant ainsi la zone de transition 22 et une étape de mise en forme autour d'un mandrin rigide ayant sensiblement le diamètre du câble de communication 18.

En vue extérieure, voir le bas de la figure 3, le tube de communication 19 présente une surface extérieure formée par les parties de grand diamètre 20 de chaque tronçon ainsi qu'une portion de la zone de transition 22 dont la partie non visible est recouverte par la partie de grand diamètre 20 du tronçon suivant. Le câble de communication 18 est alors recouvert par le tube de communication 19 formant blindage. De part sa structure hélicoïdale, le tube de communication 19 peut être étiré élastiquement de façon aisée. L'étirement élastique du tube de communication 19 peut être exprimé en pourcentage de sa longueur, par exemple supérieur à 2%. Ce taux d'étirement élastique est très supérieur au taux d'étirement élastique du corps de la tige 7. Ainsi, dans le cas où la tige 7 subit un effort de traction élevé provoquant un allongement, le tube de communication 19 peut accompagner ledit allongement et ce dans le domaine élastique. Le tube de

14 communication 19 peut également se contracter élastiquement de manière aisée sous l'influence de sollicitations de compression. Il suffit pour cela que le jeu axial entre deux tronçons consécutifs soit suffisant pour absorber la contraction locale. La contraction totale que peut absorber le tube, de communication 19 est égale au dit jeu axial multiplié
par le nombre de tronçons. Le jeu axial entre chaque tronçon de la spire peut être très réduit, soit typiquement de l'ordre du pas de la spire divisé par 200 dans le cas d'un composant en acier. Par exemple, si le pas de la spire est de 20 mm, le jeu axial entre les tronçons de la spire pourrait être de l'ordre de 0,1 mm. Dans le cas d'un composant en matériau plus souple que l'acier, ce jeu pourrait être augmenté pour compenser la plus grande déformabilité du composant, typiquement dans les mêmes proportions que le rapport entre les modules d'élasticité de l'acier et du matériau alternatif.
Les tronçons du tube de communication 19 présentant un large recouvrement, de l'ordre de 25 à 50 % de la longueur d'un tronçon, le tube de communication assure le recouvrement et la protection du câble de communication 19 même dans un état allongé élastiquement. Le risque de rupture du tube de communication 19 sous l'effet d'un allongement excessif en fonctionnement, de vibrations, de compression, etc. est extrêmement faible. Le tube de communication 19 peut présenter un diamètre extérieur de l'ordre de 4 à 10 mm. Le tube de communication 19 occupe une faible partie de la section d'écoulement offerte par le corps tubulaire 9 de la tige 7.
L'écoulement de la boue de forage n'est pas significativement gêné.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, le tube de communication 19 comprend une pluralité d'anneaux 23 à
recouvrement mutuel partiel. Un anneau 23 ou manchon comprend une partie centrale 24 épaisse, une première partie d'extrémité 25 comprenant une surface extérieure de diamètre inférieur à la surface extérieure de la partie centrale 24 et un alésage sensiblement dans le prolongement de l'alésage de 5 la partie centrale 24 et une deuxième partie d'extrémité 26 opposée à la partie d'extrémité 25 et présentant une surface extérieure sensiblement dans le prolongement de la surface extérieure de la partie centrale 24 et un alésage de diamètre supérieur au diamètre de l'alésage de la partie centrale 24.
10 Le diamètre de l'alésage de la deuxième partie d'extrémité 26 est supérieur ou égal au diamètre de la surface extérieure de la première partie d'extrémité 25 permettant ainsi un emboîtement et un recouvrement d'une extrémité d'un anneau 23 par celle correspondante d'un anneau 23 suivant.

15 Le jeu axial là encore est typiquement de l'ordre de la longueur d'un anneau 23 divisé par 200. Par exemple si l'anneau 23 a une longueur de 200 mm, le jeu axial devrait être de l'ordre de 1 mm.
Dans un mode de réalisation, la surface extérieure de la partie d'extrémité 25 est sensiblement cylindrique. L'alésage de la deuxième partie d'extrémité 26 peut également être cylindrique. Pour favoriser un certain débattement angulaire entre les axes de deux anneaux successifs, on peut prévoir que l'une ou les deux surfaces en contact soient légèrement bombées.

Les anneaux 23 peuvent être réalisés en acier. Le tube de communication 19 peut ainsi s'allonger tout en conservant sa fonction de protection du câble de communication 18.
Dans une variante, l'alésage de la deuxième partie d'extrémité 26 présente un diamètre supérieur au diamètre de la surface extérieure de la première partie d'extrémité 25 et les extrémités libres desdites parties 25 et 26 sont

16 légèrement rabattues respectivement vers l'extérieur et vers l'intérieur assurant une retenue mutuelle par interférence diamétrale au-delà d'un mouvement relatif sur une distance prédéterminée de l'anneau 23.
Pour améliorer l'étanchéité du tube de communication 19 et assurer une liaison souple entre deux anneaux 23 voisins, le tube de communication 19 est ici équipé d'un soufflet 27. Le soufflet 27 est élastique. Le soufflet 27 peut être réalisé en matériau synthétique, en caoutchouc, ou encore en alliage métallique élastique. Le soufflet 27 présente une épaisseur nettement inférieure à l'épaisseur d'un anneau 23. Le soufflet 27 est emmanché sur la surface extérieure de la partie centrale 24 d'un anneau 23 et sur la surface extérieure de la partie centrale 24 d'un autre anneau 23 voisin. Le soufflet 27 recouvre la zone de jonction entre deux anneaux 23 tout en assurant leur retenue axiale. La retenue radiale entre les anneaux est assurée par le recouvrement mutuel des parties d'extrémité 25 et 26 des deux anneaux 23 voisins.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, les anneaux 23 présentent une structure similaire à celle du mode de réalisation illustré sur la figure 4. Le soufflet 28 est disposé dans l'alésage des parties centrales 24 de deux anneaux 23 voisins. Le soufflet 28 est ainsi moins exposé à
l'abrasion par la boue de forage. Le soufflet 28 peut plus aisément être réalisé en un matériau économique et d'élasticité élevée tout en offrant une longévité
satisfaisante grâce à sa moindre exposition à l'abrasion.
Les plis du soufflet 27 de la figure 4 s'étendent radialement alors que ceux du soufflet 28 de la figure 5 s'étendent axialement. On peut mettre en oeuvre des soufflets à
plis axiaux sur la surface extérieure du tube de communication

17 19 et des soufflets à plis radiaux dans l'alésage de ce tube.
On peut encore envisager des soufflets sans plis initiaux si le matériau dont ils sont constitués est suffisamment souple.

En variante non représentée des figures 4 et 5, la partie centrale des anneaux peut avoir sensiblement la même épaisseur que les parties d'extrémités et être reliées à celles-ci par des parties de transition sensiblement radiales ou tronconiques. Les diamètres de surface extérieure et d'alésage du tube de communication 19 ne sont alors pas constants sur la longueur du tube de communication 19.

Ainsi, un composant tubulaire de garniture de forage peut comprendre une extrémité femelle, une extrémité mâle et une partie centrale tubulaire reliant l'extrémité femelle et l'extrémité mâle avec une conduite blindée de communication disposée dans la partie tubulaire. La conduite blindée comprend un corps formé avec au moins une composante annulaire et comprenant en section selon un plan passant par l'axe de la conduite (typiquement du tube de communication) au moins deux tronçons allongés axialement se recouvrant partiellement mutuellement avec un jeu axial choisi pour absorber la déformation élastique maximale du composant sous effort de compression axiale et/ou de flexion.
Chaque tronçon peut comprendre, en section selon un plan passant par l'axe de la conduite, une partie de grand diamètre et une partie de petit diamètre, toutes deux allongées axialement. La partie de grand diamètre peut entourer une partie de petit diamètre d'un tronçon voisin. Les surfaces intérieures des parties de petit diamètre forment l'alésage de la conduite. La partie de grand diamètre peut entourer la partie de petit diamètre voisine avec contact mutuel. Le tube de communication (conduite) peut se présenter sous la forme

18 d'un ruban métallique disposé en spires hélicoïdales. Le tube de communication peut se présenter sous la forme d'un ruban métallique disposé en anneau, le tube comprenant une pluralité
d'éléments annulaires à emboîtement. Chaque élément annulaire peut comprendre une partie centrale, une partie d'extrémité à
alésage de grand diamètre et une autre partie d'extrémité à
surface extérieure de petit diamètre. L'épaisseur du ruban peut être comprise entre 0,1 et 3 mm. La partie de grand diamètre et la partie de petit diamètre peuvent présenter des dimensions axiales sensiblement égales.

Le tube de communication peut comprendre une couche souple disposée dans le tube en contact avec son alésage. La couche souple peut prendre la forme d'un soufflet, tel qu'illustré, par exemple, aux figures 4 et 5.

Le tube de communication peut comprendre une couche souple disposée autour de sa surface extérieure. La couche souple peut présenter des plis s'étendant radialement ou axialement.
Le recouvrement mutuel partiel des tronçons peut être supérieur à la déformation élastique maximale du composant sous effort de compression axial et/ou de flexion.

Le . tube de communication peut être disposé
longitudinalement ou hélicoïdalement contre l'alésage de la partie centrale du composant tubulaire de forage.

On peut ainsi composer une garniture de forage comprenant un corps (typiquement un train de tiges) et un ensemble de fond de trou pourvu d'un trépan. Le corps est disposé entre l'ensemble de fond de trou et un organe d'entraînement de la garniture, ledit corps comprenant des composants tubulaires décrits ci-dessus.

Claims (11)

1. Composant tubulaire de garniture de forage (1), pour le forage d'un trou avec circulation d'un fluide de forage autour dudit composant (7) et dans un sens allant d'un fond de trou de forage vers la surface, ledit composant (7) comprenant une première extrémité comprenant un filetage femelle, une deuxième extrémité (8) comprenant un filetage mâle, et une zone centrale (9) sensiblement tubulaire, ledit composant (7) comprenant un tube de communication (19) disposé au moins dans la zone centrale (9) et en contact avec un alésage de la zone centrale, un câble de transmission de signaux (18) étant disposé dans le tube, caractérisé par le fait que le tube de communication (19) comprend un corps formé d'au moins un ruban métallique disposé avec une composante annulaire, le corps comprenant, en section selon un plan passant par l'axe du tube, au moins deux tronçons allongés axialement, à
recouvrement mutuel partiel avec un jeu axial choisi pour absorber la déformation élastique maximale du composant sous effort de compression axiale et/ou de flexion.

2. Composant selon la revendication 1, dans lequel chaque tronçon comprend, en section selon un plan passant par l'axe du tube, une partie de grand diamètre (20), et une partie de petit diamètre (21), la partie de grand diamètre et la partie de petit diamètre étant allongées axialement, la partie de grand diamètre entourant une partie de petit diamètre d'un tronçon voisin, de façon que les surfaces intérieures des parties de petit diamètre forment l'alésage du tube.

3. Composant selon la revendication 2, dans lequel la partie de grand diamètre (20) entoure une partie de petit diamètre (21) voisine avec contact mutuel.

4. Composant selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le ruban métallique est disposé en spires hélicoïdales.

5. Composant selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le ruban métallique est disposé en anneau, le tube comprenant une pluralité d'éléments annulaires (23) à emboîtement.

6. Composant selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'épaisseur du ruban est comprise entre 0,1 et 3 mm.

7. Composant selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la partie de grand diamètre et la partie de petit diamètre présentent des dimensions axiales sensiblement égales.

8. Composant selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant une couche souple (28) disposée dans le tube en contact avec l'alésage du tube.

9. Composant selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant une couche souple (27) disposée autour du tube, la couche souple présentant des plis s'étendant radialement ou axialement.

10. Composant selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le recouvrement mutuel partiel des tronçons est supérieur à la déformation élastique maximale du composant sous efforts de compression axiale et/ou de flexion.

11. Garniture de forage (1) comprenant un corps (2) et un ensemble de fond de trou (3), l'ensemble de fond de trou (3) étant pourvu d'un trépan (5), le corps (2) étant disposé entre l'ensemble de fond de trou et un organe d'entraînement de la garniture, le corps (2) comprenant des composants (7) selon l'une des revendications précédentes.