EP0134734B1

EP0134734B1 - Procédé et dispositif de mesure dans un puits pétrolier

Info

Publication number: EP0134734B1
Application number: EP84401483A
Authority: EP
Inventors: Pierre H. Goldschild
Original assignee: Etudes et Fabrication Flopetrol SA; Flopetrol Services Inc
Current assignee: Etudes et Fabrication Flopetrol SA; Flopetrol Services Inc
Priority date: 1983-07-12
Filing date: 1984-07-12
Publication date: 1991-02-06
Anticipated expiration: 2004-07-12
Also published as: EP0134734A1; CA1227417A; EG17002A; FR2549133A1; US4678035A; DE3484083D1; FR2549133B1; NO842819L

Description

L'invention concerne d'une manière générale l'exploitation des puits pétroliers, et plus particulièrement des mesures que l'on y effectue en vue de déterminer les caractéristiques du gisement.
Un procédé classique pour déterminer les caractéristiques d'un gisement consiste à faire débiter celui-ci, à travers le train de tiges ou la colonne de production, puis à interrompre le débit à l'aide d'une vanne, et à observer l'évolution de la pression en amont de la vanne.
Dans certaines situations, ce procédé est mis en oeuvre à l'aide d'une vanne située en surface. Cette solution technique éprouvée présente cependant l'inconvénient que la mesure de pression faite en surface, juste en amont de la vanne, ne reflète que d'assez loin la vraie réponse du gisement lui-même à l'interruption du débit. Les phénomènes perturbateurs sont assez nombreux. Les plus importants sont la hauteur de la colonne de fluide présente entre la tête de puits et la couche profonde où se trouve le gisement, ainsi que les échanges éventuels, thermiques ou autres, entre cette colonne de fluide et les formations souterraines intermédiaires.
Dans d'autres situations, on utilise une vanne de fond, télécommandée depuis la surface. Elle est montée dans la colonne de production, à proximité d'une garniture d'étanchéité (ou packer) isolant la couche productrice de la pression hydrostatique. Cette disposition sera dans la suite dénommée "appareil de test classique". Pour enregistrer le test, on prévoit en profondeur un ensemble manomètre-enregistreur sensible à la pression en amont de la vanne. Les mesures ne sont alors disponibles qu'après remontée du train de tiges.
On a déjà proposé différents moyens tendant à permettre des mesures avec une vanne et un manomètre implantés en profondeur (voir par exemple la demande de Brevet français no. 81 13810, publiée sous le no. 2 509 366). Ces moyens nouvellement proposés ne donnent pas entière satisfaction et n'ont pas à l'heure actuelle connu un développement substantiel.
Le problème à résoudre a été analysé comme suit par la demanderesse; il faut

a. soit utiliser un câble de descente qui soit à la fois porteur et électriquement conducteur, de façon à envoyer les données immédiatement en surface, ce qui permet le contrôle en direct des essais; soit utiliser un câble non conducteur et enregistrer les données au fond dans des mémoires, ce qui se fait maintenant de manière classique;
b. prévoir une vanne qui laisse un passage aussi large et dégagé que possible, aussi bien sur le plan hydraulique que mécanique, à l'intérieur de la colonne de production, de façon à permettre des interventions éventuelles sous la vanne;
c. éviter que plusieurs descentes ne soient nécessaires pour la mise en place de la vanne et de son dispositif de commande, avec le manomètre. La présente invention vient apporter une solution à ce problème.

US-A-4 278 130 et US-A-4 108 243 décrivent chacun un procédé de mesure dans un puits pétrolier et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, le dispositif comprenant un corps tubulaire faisant partie d'un train de tiges de forage, et un équipage de commande comportant un manomètre, suspendu à un câble et pouvant être introduit et ancré dans le corps tubulaire.
Le corps tubulaire comporte une vanne pouvant être actionnée par l'équipage de commande pour interrompre ou libérer l'écoulement de fluide provenant des couches souterraines dans le train de tiges. La commande de la vanne est obtenue au moyen d'un moteur disposé dans l'équipage de commande, sans traction sur le câble.
Dans US-A-4 278 130, la vanne est normalement fermée, et son ouverture met le manomètre en communication avec le fluide des couches souterraines. Un passage dérivé est prévu autour de l'équipage de commande, en parallèle avec la vanne.
Dans US-A-4 108 243, un passage dérivé est également prévu autour de l'équipage de commande, la vanne étant interposée sur ce passage dérivé.
L'invention vise un procédé selon la revendication 1, et un dispositif selon la revendication 7. Des caractéristiques optionnelles de l'invention sont définies dans les revendications dépendantes.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels:

-la figure 1 illustre, sous forme d'une vue en coupe schématique, un puits muni du dispositif de la présente invention;
-la figure 2 illustre, sous la forme d'une vue en coupe plus précise, un cuvelage de puits et la partie "corps" du dispositif selon l'invention, incorporée à une colonne de production;
-la figure 3 est une vue schématique en demi- coupe longitudinale (coupe partielle) de l'équipage de commande qui viendra coopérer avec le corps de vanne de la figure 2, tandis que les figures 3A à 3E en sont des vues partielles détaillées complémentaires;
-les figures 4 à 6 illustrent l'état du dispositif de la présente invention en différentes phases de la mise en oeuvre du procédé; et
-la figure 7 est un diagramme schématique montrant mieux un chemin de came intervenant dans l'équipage de commande de la figure 3.

Compte tenu de la complexité des formes du dispositif selon l'invention, les dessins sont à considérer comme partie intégrante de la description, pour contribuer autant que nécessaire à la définition de l'invention.
Sur la figure 1, la référence 10 désigne un cuvelage de puits.
La référence 100 désigne dans son ensemble la partie corps de vanne du dispositif selon la présente invention. Ce corps 100, de forme générale tubulaire, vient s'insérer dans un train de tiges ou dans une colonne de production. On supposera dans la suite qu'il s'agit d'une colonne de production, possédant des embouts 101 et 102 auxquels se visse le corps 100.
Entre le cuvelage 10 et l'embout 102, est mise en place une garniture d'étanchéité ou "packer" P. L'embout 102 est muni d'une vanne profonde VP, commandée depuis la surface, à l'ouverture aussi bien qu'à la fermeture. Lorsque la vanne VP est ouverte, la zone à tester débite dans l'embout 102.
Comme on le verra plus loin en détail, le corps 100 comporte une vanne à clapet 121, actionnée par une chemise 130, elle-même commandée par un équipage 200 descendu au bout d'un câble électrique et porteur 199. L'équipage comporte une tige interne 251, avec en tête un manomètre 252, ainsi qu'un tube externe 201 dans lequel coulisse la tige 251. Le tube 201 vient s'ancier sur le corps 100, et la tige 251 sur la chemise 130. Un passage large 140 contourne les deux points d'ancrage. Un passage fin, tubulaire, 150, permet de relier l'amont de la vanne à clapet 121 à la tige 251, et, par là, au manomètre.
On se référera à la figure 2 pour la description du corps 100.
Celui-ci est matériellement composé de plusieurs pièces, référencées 103 à 109. Sa structure est définie par deux pièces principales 103 et 105 vissées l'une sur l'autre. La pièce haute 103 se visse sur l'embout 101 et l'autre 105 sur l'embout 102. Périphériquement, les pièces 103 et 105 sont usinées en creux, avec un double décrochement sur une partie de leur longueur. Le premier décrochement reçoit un cylindre mince ou chemise 104, au-dessous duquel est défini un passage annulaire 142. La pièce 103 est munie d'une série d'orifices traversants tels que 143, faisant communiquer le passage annulaire 142 avec l'intérieur de la pièce 103. A l'autre extrémité, la pièce 105 est de même munie d'une série d'orifices traversants tels que 141, faisant communiquer le passage annulaire 142 avec l'intérieur de la pièce 105. Les éléments 141, 142 et 143 définissent ensemble un premier passage dérivé 140.
A son extrémité basse, la pice 105 est munie d'une série de décrochements radiaux vers l'extérieur 118 et 119. Le décrochement le plus bas 119 loge un manchon cylindrique 109, complété par une pièce 108. Celle-ci possède un épaulement radial vers l'intérieur, et sert en même temps de point d'articulation pour une vanne à clapet 121, mobile à pivotement autour de l'axe 120, à l'encontre d'un rappel élastique non représenté (ressort spiral par exemple). II est ensuite fileté pour recevoir l'embout 102.
Plus haut que ces décrochements 118 et 119, l'alésage intérieur 117 de la pièce 105 reçoit à coulissement une chemise 130, munie d'un épaulement radial vers l'extérieur 131, qui vient normalement en butée contre l'épaulement homologue de la pièce 108, et ce sous l'effet du rappel élastique du au ressort 132, lequel prend appui entre l'épaulement 131 et l'un de décrochements internes de la pièce 105.
Dans sa position de repos, où la butée 131 repose sur la pièce 108, la chemise 130 maintient la vanne à clapet 121 en position ouverte, entièrement rétractée dans son logement. On remarque que le passage libre à l'intérieur de la chemise 130 correspond sensiblement au diamètre de l'embout 102.
On note également que les orifices bas tels que 141 du passage dérivé 140 aboutissent, dans l'alésage 117, dans une zone qui est au droit de la chemise 130. Dans cet exemple de réalisation, la chemise 130 comprend naturellement une série d'orifices tels que 134, homologues des entrées des différents orifices tels que 141. La chemise 130 est immobilisée en rotation de façon que les orifices 134 correspondent aux orifices 141.
On fera maintenant une description d'ensemble du passage central, désigné globalement par 110, ménagé à l'intérieur du corps 100. Ce passage 110 commence avec une section large définie à l'intérieur de l'embout 101, puis se prolonge par l'alésage 111 de la pièce 103, pratiquement sans modification de section. En partie basse de l'alésage 111 abouttissent les orifices 143 déjà cités. L'alésage 111 se termine par un rétreint en 112 suivi d'un alésage 113 où est définie une première zone d'ancrage. Cette première zone d'ancrage est constituée par la succession de deux décrochements radiaux vers l'extérieur, ou gorges, notées respectivement 114 et 115. Les gorges sont ici d'une forme annulaire, intéressant toute la périphérie de l'alésage. L'une d'entre elles est cependant munie d'un pion saillant radialement vers l'intérieur (non représenté). On note que la gorge 114 possède une section trapézoïdale, symétrique autour d'un plan radial. Par contre la gorge 115 possède une section droite en trapèze rectangle, dont le côté à angle droit est en haut. L'alésage 113 se prolonge au droit du filetage reliant la pièce 103 à la pièce 105. En prolongement dudit alésage 113, la pièce 105 reçoit deux inserts ou bagues 106 et 107 respectivement, offrant dans l'ordre des sections droites décroissantes par rapport à celle de l'alésage 113. La bague 107, destinée à recevoir un joint comme on le verra plus loin, possède une face intérieure soigneusement polie.
Après cette bague 107, le passage intérieur 110 est défini à nouveau par un alésage 116 usiné dans la pièce 105 elle-même. Enfin, une transition 116A est prévue entre l'alésage 116 et l'alésage 117 qui reçoit la chemise 130 déjà mentionnée.
On remarquera maintenant que la partie haute de la chemise 130 comporte intérieurement une seconde zone d'ancrage, définie par une gorge 133, de section droite trapezoïdale, comme la gorge 115 précitée.
II apparaît maintenant que le premier passage dérivé 140 est propre à établir, en aval de la vanne 121, un court-circuit hydraulique sensiblement de même section que le passage central 110 (en son alésage intermédiaire poli 107 qui représente la plus faible section). Ce court-circuit est établi pour contourner au moins les deux zones d'ancrage (114 et 115 pour l'une, et 133 pour l'autre).
Un second passage dérivé, noté dans son ensemble 150, est prévu entre l'amont de la vanne à clapet 121 et un point de alésage intermédiaire défini par la bague 107. Le passage 150 est de section faible, et tubulaire sur toute sa longueur. Il commence par l'orifice traversant 151 ménagé dans la pièce 109. Cet orifice 151 est relié à la fine conduite 152, qui revient légèrement vers l'intérieur en 153 pour éviter le passage annulaire 142 déjà mentionné, et aboutit finalement à un orifice radial traversant 154 ménagé dans l'alésage 107.
Le corps tubulaire qui vient d'être décrit, en référence à la figure 2, est intéressant en lui-même, en ce qu'il peut être inséré dans un train de tiges ou dans une colonne de production, sans en diminuer beaucoup la section de passage.
Par ses moyens d'ancrage, il peut recevoir à volonté un équipage de commande de la vanne, ou un autre outil de commande, qui vient s'engager sur la ou les zones d'ancrage susdites.
En l'absence d'équipage de commande, le corps 100 procure intérieurement un passage 110 de large section, qui permet aussi bien le passage du fluide, que le passage d'autres outils utilisés en profondeur.
Lorsque, au contraire, l'équipage de commande est mis en place, le passage mécanique n'est plus possible. Par contre, le premier passage dérivé 140 maintient un court-circuit hydraulique qui est sensiblement de même section que la section minimum du passage central 110 (au niveau de la bague 107).
En implantant dans les tiges ou la colonne de production un corps de vanne tel que décrit plus haut, la présente invention permet d'installer, au-dessus de l'appareil de test normal, un autre dispositif de vanne, relié à un câble qui permet, d'une part, son actionnement et, d'autre part, la transmission immédiate des informations de pression relevées par un manomètre. L'invention permet encore, en cas d'incident ou de panne pouvant intervenir notamment sur le manomètre, de remonter et de changer ou réparer et de redescendre l'équipage de commande en place sans interruption des opérations de test proprement dites, et notamment sans qu'il soit nécessaire de remonter l'ensemble des tiges ou de la colonne de production.
On décrira maintenant en référence aux figures 3 et 3A à 3E le mode de réalisation préféré de l'équipage de commande qui vient s'insérer dans le corps de la figure 2.
La figure 3 est une vue en coupe dans sa moitié de gauche, et une vue latérale dans sa moitié de droite. La partie en coupe montre notamment que l'équipage 200 est constitué principalement d'un tube extérieur référencé 201 et d'une tige intérieure référencée 251. Il est important de noter que, dans la partie gauche de la figure, la tige intérieure 251 n'est plus représentée en coupe, mais en vue extérieure, au-dessus du trait 250.
L'ensemble de l'équipage 200 peut être descendu dans les tiges ou dans la colonne de production au moyen d'un monocâble porteur et conducteur (199, figure 1), qui vient s'accrocher sur la tête 252 de la tige interne 251. Des barres de charge sont naturellement prévues avec une masse suffisante pour assurer la bonne descente de l'équipage.
La tête 252 renferme une jauge de pression électronique, qui peut être par exemple du type TPT, fabriquée par Etudes et Fabrications FLOPE-TROL.
Avant de décrire le reste de la tige interne 251, on s'intéressera d'abord au tube extérieur 201.
Celui-ci commence, en haut, par une courte pièce d'extrémite 202, munie d'un pion radial 203 faisant saillie vers l'intérieur. La pièce 202 est fixée à un manchon tubulaire 204. Le manchon 204 porte, dans sa partie intermédiaire, un organe d'accrochage. Celui-ci est défini par deux saillies vers l'extérieur, respectivement notées 293 et 294, qui sont homologues des gorges 114 et 115 de la première zone d'ancrage, respectivement. De telles saillies sont couramment dénommées "clés" ou "chiens" dans la technique. Les des sont escamotables radialement à l'intérieur du manchon 204, à l'encontre d'un rappel élastique représenté schématiquement en 293A et 294A (figure 3C), et prenant appui sur un tube 295.
Le manchon 204 se fixe à son autre extrémité sur la pièce de bout 206, qui se termine par un décrochement radial vers l'intérieur sur lequel se logent des garnitures d'étanchéité 207.
Lors de la descente de l'équipage mobile, les garnitures 207 vont venir se mettre en place sur l'alésage 107, assurant une étanchéité, tout en permettant la communication entre la sortie 154 du second passage dérivé 150 (figure 2) et un orifice traversant 208 ménagé dans lesdits garnitures 207 et la pièce 206.
On reviendra maintenant au tube intérieur 251.
Après sa tête 252 (en deux parties sur la figure 3A), celui-ci comporte une tige de plus faible section 253, munie d'une rainure longitudinale 254 où vient se loger le pion 203 déjà mentionné. La tige interne 251 est donc mobile à coulissement à l'intérieur du tube externe 201. La coopération du pion 203 et de la rainure 254 assure leur immobilisation à pivotement relatif.
La tige 253 est suivie d'un barillet 255, muni de fentes en J (J-slots), qui forment un circuit fermé par sa périphérie, et, coopèrent avec un pion 205, comme on le verra plus loin. Après le barillet 255, la tige interne comporte à nouveau un tube de faible section 256, muni d'un passage axial qui communique avec le manomètre logé dans la tête 252. Le tube 256 passe à l'intérieur du tube 259 déjà cité.
Le bas du tube 256 est associé à une pièce formant un premier renflement 257, qui loge extérieurement un joint annulaire 261. Le renflement 257 est suivi d'une zone de section réduite 258 dans laquelle aboutit le passage central du tube 256. Ensuite, un second renflement 259 loge un second joint annulaire 262.
Après cela, la tige interne 251 se continue par un tube plein 270, muni d'un arrêt d'extrémité 271, constitué d'un écrou rapporté. Sur le tube plein 270 est mobile à coulissement axial un porte-clés réalisé en deux parties 272 et 273. Les clés 274 et 275, solidaires entre elles, définissent un second organe de prise. La seconde clé 275 est propre à coopérer avec la gorge d'ancrage 133 de la chemise 130 (figure 2) et possède une forme homologue de celle de la gorge 133. La clé 274 située au-dessus est propre à venir en coopération avec le rétreint 116A prévu entre les alésages 117 et 116, pour permettre l'effacement de ce second organe de prise, comme on le verra plus loin.
Le porte-clés, fait de pièces 272 et 273, est normalement sollicité en butée vers l'épaulement 271 par un rappel élastique 276. Celui-ci prend appui à son autre extrémité sur un manchon 230, qui est également mobile à coulissement sur le tube 270. Le manchon 230 possède, tournée ver le haut, une forme intérieure propre à loger le renflement 259 qui porte le second joint annulaire 262. Il est donc empêché de se déplacer axialement vers le haut, soit par cet élargissement 259, soit par le fait qu'il vient en butée contre l'extrémité inférieure 209 du tube extérieur 201. Dans cette position de butée, le second joint annulaire 262 peut passer d'une manière douce de sa position logée à l'intérieur du capuchon 230 à une position plus élevée, en coulissement à l'intérieur du tube 206 (figure 3D).
De préférence, l'équipage mobile 200 comporte, entre le tube externe 201 et la tige interne 251, un dispositif de conversion de mouvement alternatif en mouvement unidirectionnel, et des moyens propres à désengager l'un des deux organes de prise (ici le premier organe de prise) au bout d'un nombre prédéterminé de tractions/ relâchements du câble de descente.
Plus précisément, le barillet 255 déjà mentionné possède des rainures dont la forme est mieux illustrée sur la figure 7. Cette figure est une vue développée du contour externe du barillet, avec ses fentes en J.
Le pion 205 mentionné plus haut est monté sur une chemise 290, mobile en rotation à l'intérieur du type externe 201. En partie basse, la chemise 290 comporte une partie 290A (figure 3B) de diamètre réduit, munie extérieurement d'un filetage, qui vient coopérer avec un filetage homologue d'une autre chemise 291. Celle-ci comporte des ouvertures laissant passer les clés 293 et 294. Ces mêmes ouvertures assurent l'immobilité de la chemise 291 en rotation. Par contre, elle peut se déplacer en translation sous l'effet du filetage qui la relie à la première chemise 290. En partie basse, la chemise 291 comporte une forme conique interne 292, s'évasant vers le haut. Lorsque la chemise 291 aura suffisamment monté, ce coin 292 va venir en prise sur les clés 293 et 294, et assurer l'escamotage de celles-ci à l'intérieur du tube externe 201.
On verra ci-après que le fonctionnement de l'équipage mobile suppose une translation alternée de la tige 251 à l'intérieur du tube 201. On admet qu'au début d'un tel mouvement de translation alternée, le pion 205 se trouve dans la position 280 de la figure 7. Lors d'une traction exercée sur la tige 251, ce pion va venir buter en 281, puis emprunter le trajet de fente 282, pour terminer son mouvement en 283. Lors du relâchement qui va intervenir ensuite, le pion va maintenant emprunter le trajet de fente 284, pour venir retrouver en 285 une position qui est en fait (compte tenu du développement de 360°) la même position que 280.
On va maintenant décrire la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
On se rappellera que, dans l'application préférentielle, le procédé est appliqué sur un puits dans lequel se trouve effectué un test de zones productives.
La première étape du procédé, effectuée à l'avance, consiste à insérer dans le train de tiges de forage ou la colonne de production du puits, un corps tubulaire tel que décrit plus haut en référence aux figures 1 et 2.
L'appareil de test installé en profondeur, avec la vanne qui lui est propre, est donc installé au niveau de la garniture d'étanchéité (ou packer) délimitant la couche que l'on désire tester.
On note que l'insertion du corps laisse un large passage hydraulique et mécanique pour l'accès audit appareil de test. Il est notamment possible de faire passer une grande variété d'outils utiles au test.
Le procédé de l'invention vient installer au-dessus de l'appareil de test classique (sans manomètre ni enregistreur) un autre système de vanne, qui fait intervenir la vanne à clapet 121 incorporée au corps, et sa chemise de commande 130, et va servir au test.
Pour pouvoir mettre en oeuvre cet autre système de vanne, le procédé de l'invention possède comme seconde étape la descente dans le puits, à l'extrémité du monocâble porteur et conducteur, de l'équipage de commande illustré sur la figure 3, et décrit en référence à celle-ci.
A la fin de cette descente, les clés 293, 294 de l'équipage 200 arrivent sur le rétreint 112, tandis que les clés 274, 275 de la partie basse ont pu passer ce rétreint, puis éviter, compte tenu de leur plus faible diamètre extérieur, l'accrochage dans les gorges 114 et 115, et par la suite s'escamoter pour traverser les zones de plus faible section en 113,106 et 107 ainsi que 116. Ils sont donc arrivés en 117, au-dessus de la chemise 130.
Les barres de charge ajoutés à l'équipage mobile sont choisies de masse suffisante pour faire rentrer les clés 293, 294 dans les gorges 114 et 115, respectivement. Un doigt (non représenté) assure, par butée sur les clés, que le tube 201 ne pourra pas (ou peu) tourner par rapport au corps 100. L'équipage 200 se pose sur la partie supérieure de la pièce 107, dont le diamètre est inférieur à celui de la partie 206 de l'équipage 200. Ceci assure un positionnement en profondeur de l'équipage 200 par rapport au corps 100 (Fonction No-Go=ne rentre pas). La mise en place de ces clés s'accompagne naturellement de celle du joint 207 sur l'alésage poli 107. Le passage central est maintenant entièrement obturé.
De leur côté, sous l'effet à la fois des barres de charge précitées et du ressort 270, la clé 275 vient en prise sur la gorge 133 de la chemise 130. L'équipage mobile est alors mis en place. La situation est celle de la figure 4.
La vanne à clapet 121 est ouverte, et le fluide peut traverser le passage 140 pour contourner l'équipage mobile, et remonter vers la tête du puits. On a indiqué précédemment que ce passage 140 possède en tous points une section sensiblement égale à la section du passage principal 110 (ou plus exactement à sa valeur minimale disponible ici au niveau de l'alésage de la bague 107). On remarque aussi que la partie haute du passage 110, à l'intérieur de l'embout 101 et du corps 103, a été prévue nettement plus large. Ceci permet de continuer à bénéficier d'une section droite équivalente à celle de l'alésage 107, même lorsque l'équipage mobile est implanté en partie haute du passage 110.
Le débit du puits passe donc normalement.
A côté de cela, le manchon 230 est séparé du tube extérieur 201. La pression de fluide peut donc entrer par là dans la tubulure centrale de la tige interne 251_, pour remonter jusqu'au manomètre logé dans la tête 252. Ce dernier peut ainsi délivrer des informations de pression qui sont transmises à la surface par le câble porteur et conducteur.
La phase suivante du procédé intervient lorsqu'on désire fermer la vanne à clapet 121.
Une traction est alors exercée sur le câble, ce qui vient tirer la tige interne 251 vers le haut par rapport au tube externe 201. La butée 271 tire alors les clés inférieures 274, 275, comme le montre la figure 5, et celles-ci entraînent avec elles la chemise 130, contre l'effet du ressort 132. Une remontée suffisante de la chemise permet à la vanne à clapet 121 de se refermer sous l'effet tant de son ressort spiral que de son entraînement par le mouvement de fluide.
Après la fermeture de la vanne, le puits ne débite plus. Par contre, la pression en amount de la vanne est transmise par la fine tubulure 150 jusqu'aux orifices homologues 154 et 208. Le manchon 230 est maintenant venu en butée sur l'extrémité basse du tube 201, et la paire de joints 261 et 262 encadre le débouché de l'orifice 208 à l'intérieur du tube, isolant celui-ci de toute autre pression. La pression an amont de la vanne se trouve par là transmise à la conduite centrale ménagée dans le tube 251, pour atteindre ainsi le manomètre, lequel en transmet la mesure à la surface comme précédemment.
Lors de la traction vers le haut, le dispositif de rainure en J illustré sur la figure 7 a fait tourner la chemise 290 d'un demi-tour.
Il ya aura lieu, par la suite, de rouvrir le puits. Cela peut se faire par ouverture de la vanne à clapet 121, mais celle-ci ne s'ouvrira que lorsque les pressions qu'elle ressent de part et d'autre se seront sensiblement égalisées.
A cet effet, les opérations d'ouverture de la vanne à clapet 121 commencent par un relâchement du câble fixé à la tige centrale 251. Celle-ci redescend alors, comme illustré sur la figure 6. Par contre, le porte-clés 273 ne suit pas, puisqu'il est fixé sur la chemise, et que le mouvement de celle-ci vers le bas est interdit par la pression du fluide sous la vanne à clapet. Le renflement 259 est venu à nouveau se loger, avec le joint 262, dans le manchon 230, qui, dans un mouvement vers le bas, s'est désolidarisé du tube extérieur 201. Le passage 150 permet alors au fluide situé en amont de la vanne 121 de venir, par l'orifice 208, s'échapper vers le bas dans la conduite annulaire ménagée entre les deux joints 261 et 262, et rejoindre par là la face aval de la vanne à clapet ainsi que tout le volume du tubage par le premier passage dérivé 140. Au bout d'un certain temps, la différence des pressions de part et d'autre de la vanne a diminué suffisamment pour que le rappel élastique exercé sur la chemise par le ressort 132, et l'effort dû au ressort 276 (compte tenu de la position basse du capuchon 230) redeviennent suffisants pour assurer l'ouverture de la vanne. L'égalisation peut être accélérée par fermeture de la vanne profonde et/ ou injection de fluide sous pression dans le tubage.
Lors de cette manoeuvre, la chemise 290 a à nouveau tourné d'un demi-tour.
Au bout d'un certain nombre de manoeuvres, le cône 292 de la chemise 291 vient pincer les talons des clés 293, 294 et les escamoter.
Le tube extérieur 201 n'est alors plus solidaire du corps. En revanche, les clés 274, 275 restent en prise sur la gorge 133 de la chemise 130.
La traction sur le câble permet alors de remonter suffisamment les clés 274, 275 pour que la première (274) vienne s'escamoter sur le rétreint 116A ménagé entre les alésages 117 et 116, libérant ainsi la chemise. La vanne à clapet 121 se ferme ou reste fermée lors de cette manoeuvre, pour se rouvrir aussitôt que les pressions de part et d'autre du clapet 121 seront égalisées, la vanne profonde étant fermée ou non. L'ensemble de l'équipage de commande peut alors être remonté à la surface.
On remarquera que le nombre de manoeuvres de fermeture/ouverture qui sont à effectuer avant la libération de l'outil peut être ajusté avant la descente de l'équipement de commande, par un prépositionnement adéquat de la chemise à vis 290 par rapport à la chemise coulissante 291.
L'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit. Par exemple, on peut utiliser une vanne à boule au lieu d'une vanne à clapet, puisque l'essentiel est que le type de vanne utilisée permette d'avoir accès en amont de la vanne avec des outils pour effectuer certaines opérations sous la vanne si nécessaire. De plus, on peut utiliser un câble non électrique, mais dans ce cas, le manomètre doit être connecté à un ensemble de mémoires qui permettent d'enregistrer les données de pression. Ces dernières sont alors lues en surface par des moyens appropriés et connus lorsque l'équipage de commande est retiré du puits.

Claims

1. Procédé de mesure dans un puits pétrolier, comprenant les étapes suivantes:

a) insérer, au préalable, dans le train de tiges ou la colonne de production (101, 102), un corps tubulaire (100) comprenant un passage central large (110), ce passage comportant un alésage intermédiaire (107) définissant son diamètre le plus faible, avec au-dessus de celui-ci une première zone d'ancrage (114, 115), et avec au-dessous de l'alésage intermédiaire (107) une vanne (121) tenue normalement ouverte par une chemise (130) montée coulissante dans le passage central en sollicitation par un rappel élastique (132) vers une butée (108) et munie intérieurement d'une seconde zone d'ancrage (133), tandis que sont prévus intégrés au corps tubulaire un premier passage dérivé (140), propre à établir en aval de la vanne un court-circuit hydraulique, ce court-circuit contournant au moins les deux zones d'ancrage, et un second passage dérivé (150), de faible section, entre l'amont de la vanne et un point dudit alésage intermédiaire;

b) faire descendre dans le puits, à l'extrémité d'un câble (199), un équipage de commande (200) constitué d'un tube externe (201) muni de premiers organes de prise (293, 294) aptes à s'engager sur la première zone d'ancrage (114, 115), et d'une tige interne (251), coulissant dans le tube (201 et munie de seconds organes de prise (274, 275) aptes à s'engager sur la seconde zone d'ancrage (133), le tube externe comportant en outre un joint (207) propre à coopérer avec ledit alésage intermédiaire (107), ainsi que, dans le joint, un orifice (208) propre à faire communiquer le second passage (150) avec l'intérieur du tube externe (201); la tige interne (251) comportant une paire de joints étanches (261, 262) propres à venir en contact, de part et d'autre de l'orifice (208), avec l'intérieur du tube externe (201 et une conduite faisant communiquer l'espace entre ces joints avec un manomètre (252), ledit câble (199) étant connecté à la tige interne (251), et

c) tirer sur le câble, ce qui déplace la chemise (130), ferme la vanne (121), et met l'amont de la vanne en communication avec la manomètre (252).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube externe (20) de l'équipage (200) est complété d'un manchon (230) coulisant sur la tige (251) et propre à loger l'un des deux joints étanches de la paire (262) en position de repos, et en ce qu'il comporte l'étape supplémentaire suivante:

d) relâcher le câble (199), ce qui permet, par passage de fluide entre le tube externe (201) et le manchon (230), une égalisation des pressions de part et d'autre de la vanne, jusqu'à ce que le rappel élastique exercé sur la chemise (130) soit suffisant pour ouvrir la vanne (121).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on répète plusieurs fois les étapes c) et d), en ce qu'il est prévu, dans l'équipage de commande (200), entre le tube extérieur (20) et la tige interne (251), un dispositif apte à désengager l'un au moins des organes de prise au bout d'un nombre prédéterminé de répétitions desdites étapes, et en ce que:

e) on remonte ensuite l'équipage de commande (200) à l'extrémité de son câble (199).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le désengagement de l'autre organe de prise (274, 275) est réalisé par coopération de forme entre celui-ci et le passage central du corps (116, 116A) au début de l'étape (e).

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier passage dérivé (140) par d'un point du corps situé au niveau de la chemise (130), et en ce que celle-ci comporte une ou des ouvertures (134) venant en regard de l'entrée dudit passage, au moins dans la position de repos de la chemise.

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps tubulaire (100) est inséré au-dessus d'un équipement de vanne profonde (VP) installé en fond de puits.

7. Dispositif destiné à réaliser des mesures dans un puits pétrolier, ce dispositif comprenant:

-un corps tubulaire (100) comprenant un passage central large (110), ce passage comportant un alésage intermédiaire (107) définissant son diamètre le plus faible, avec, au-dessus de celui-ci, une première zone d'ancrage (114, 115), et avec, au-dessous de l'alésage intermédiaire, une vanne à clapet (121) tenue normalement ouverte par une chemise (130) montée coulissante dans le passage central (110) en sollicitation par un rappel élastique (132) vers une butée (108), et munie intérieurement d'une seconde zone d'ancrage (133);

-intégré au corps tubulaire, un premier passage dérivé (140), propre à établir, en aval de la vanne (121), un court-circuit hydraulique, ce court-circuit contournant au moins les deux zones d'ancrage (114, 115 et 133);

-également intégré au corps tubulaire, un second passage dérivé (150), de faible section, entre l'amont de la vanne à clapet (121) et un point (154) dudit alésage intermédiaire (107);

-ce corps tubulaire (100) pouvant être inséré dans un train de tiges de forage ou dans une colonne ds production, sans en diminuer beaucoup la section de passage, et pouvant à volonté recevoir un équipage de commande de la vanne, engagé sur ses zones d'ancrage, alors que le premier passage dérivé conserve un passage hydraulique pour le fluide lorsque la vanne est ouverte, et que le second passage dérivé permet des mesures hydrauliques en amont de la vanne, lorsque celle-ci est fermée; et

-un équipage de commande (200) constitué d'un tube externe (201), logeant à coulissement une tige interne (251) susceptible d'être connectée à un câble de descente (199);

-le tube externe étant muni de premiers organes de prise (293, 294) aptes à s'engager sur la première zone d'ancrage (114, 115) du corps, et un joint (207) propre à coopérer avec ledit alésage intermédiaire (107) du corps, ainsi que, dans ce joint, un orifice (208) propre à faire communiquer ledit second passage dérivé (150) du corps avec l'intérieur du tube externe (201);

-la tige interne (251) étant munie d'un second organe de prise (274, 275) apte à s'engager sur la seconde zone d'ancrage (133) du corps, ainsi que d'une paire de joints étanches (261,262) propre à venir en contact, de part et d'autre dudit orifice (208), avec l'intérieur du tube externe (201 ), tandis qu'est prévue une conduite faisant communiquer l'espace entre ces deux joints (261, 262) avec un manomètre (252);

cet équipage permettant la fermeture de la vanne par traction sur le câble de descente, tandis que la manomètre mesure la pression en amont de la vanne.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube externe (201) de l'équipage (200) est complété d'un manchon (230) coulissant sur la tige (251) et propre à loger l'un des deux joints étanches de la paire (262) en position de repos, le passage de fluide entre le tube externe (201) et le manchon (230) permettant, lors du relâchement du câble (199) , une égalisation des pressions de part et d'autre de la vanne, jusqu'à ce que le rappel élastique exercé sur la chemise (130) soit suffisant pour ouvrir la vanne (121).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans l'équipage de commande (200), entre le tube extérieur (20) et la tige interne (25), un dispositif apte à désengager l'un au moins des organes de prise au bout d'un nombre prédéterminé de tractions et de relâchements répétés du câble (199).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le désengagement de l'autre organe de prise (274, 275) est réalisé par coopération de forme entre celui-ci et le passage central du corps (116, 116A).

11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que l'équipage mobile (200) comporte, entre le tube externe (201) et la tige interne (251), un dispositif de conversion de mouvement alternatif en mouvement unidirectionnel (205, 255).

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la tige interne (251) est tenue (203, 254) en position radiale fixe par rapport au tube externe (201), en ce que ledit dispositif de conversion de mouvement comporte, sur la tige interne, un barillet (255) muni de fentes en J formant un circuit fermé sur sa périphérie, puis, autour de ce barillet, une chemise (190) portant un pion qui engage les fentes en J, et en partie basse un filetage, tandis que coopère avec ce filetage une autre chemise (291), immobilisée en rotation, le mouvement d'aller-retour de la tige interne par rapport au barillet (255) produisant une rotation correspondante de la première chemise (190), qui sollicite la seconde chemise (291) en translation axiale, laquelle vient par une forme en coin (292) désengager le premier organe de prise (293, 294) au bout d'un nombre prédéterminé de tractions/ relâchements du câble de descente.

13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que le premier passage dérivé (140) part d'un point du corps situé au niveau de la chemise (130), et en ce que celle-ci comporte une ou des ouvertures (134) venant en regard de l'entrée dudit passage, au moins dans la position de repos de la chemise.

14. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le corps tubulaire (100) est inséré au-dessus d'un équipement de vanne profonde (VP) installé en fond de puits.