EP1492935B1 - Procede et dispositif de carottage et/ou forage devie - Google Patents

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EP1492935B1
EP1492935B1 EP03711719A EP03711719A EP1492935B1 EP 1492935 B1 EP1492935 B1 EP 1492935B1 EP 03711719 A EP03711719 A EP 03711719A EP 03711719 A EP03711719 A EP 03711719A EP 1492935 B1 EP1492935 B1 EP 1492935B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bit
wall
drilling
coring
destructible element
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03711719A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1492935A1 (fr
Inventor
Philippe Fanuel
Georges Dechief
Luis Quintana
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Halliburton Energy Services Inc
Original Assignee
Halliburton Energy Services Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Halliburton Energy Services Inc filed Critical Halliburton Energy Services Inc
Publication of EP1492935A1 publication Critical patent/EP1492935A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1492935B1 publication Critical patent/EP1492935B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/061—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors

Definitions

  • the present invention relates to a method of coring and / or drilling through a wall of a borehole which has been cored or drilled in a subterranean formation, for core drilling and / or transversely deflected drilling from and relative to at a longitudinal direction of the borehole.
  • deflection means are provided in the borehole which act on the outside of the drill bit or coring ring. Placing these means in precise locations and orientations of the borehole is complicated and expensive.
  • the object of the present invention is to remedy the problem stated above and to propose a method in which a corer carries, at least the time of carrying out the deflection operation, its own guiding means.
  • a corer carries, at least the time of carrying out the deflection operation, its own guiding means.
  • the method of the invention comprises, besides a selection of a corer provided with a coring ring having a bore of internal gauge, an arrangement, in the corer, of an inner guide which is made of a material resistant to abrasion of the crown; in addition, before initiating a deviated coring, said guide is internal to at least the bore of internal gauge, so that the crown can circulate along the inner guide.
  • the guide extends in front of the crown, in a coring direction thereof, and is arranged to progressively deflect the ring from said longitudinal direction to the wall, in a desired deflected path direction.
  • the method then comprises starting the coring with said ring and guiding the ring by its inner bore bore cooperating with the inner guide, to penetrate into said wall and into the formation to a desired depth according to the deviated course.
  • a destructible element which is in a material chosen to be destroyed by the crown, being cored along the deflected path, and which is of a size chosen to pass in the borehole.
  • a guide means arranged to give the path direction deviated to the inner guide is fixed.
  • the aforesaid internal guide is used as a guiding means in the destructible element, and the destructible element is fixed to the borehole wall in a location chosen for a deflected core.
  • the detachable attachment between the crown and the destructible element is broken, and the crown is rotated and pushed forward to follow the deviated path given by the internal guide, destroying the part of the destructible element that it meets and penetrating into said wall and into the formation to a desired depth.
  • the method comprises, before the deviated coring proper, an arrangement, as a guide means in the destructible element, of a guide channel whose one end is substantially coaxial with the bore of internal gauge and whose path corresponds to the desired deviated path. Then there is available, in particular in stages, a drill rig, carried by a drill string, through the corer and the bore of internal caliber and along the guide channel. A drilling is carried out by the machine in the wall of the borehole according to the deviated path given by said channel, the drill string having a length chosen so that, when the drill rig is driven into the wall to a depth of d anchoring chosen, the drill string is still engaged in at least the bore of inner caliber of the crown.
  • the inner guide is previously sent and stuck in the wall of the borehole, to fix it, before the crown is put into action. Then, the crown actuated will be advanced along the inner guide to release it from its fixation in said wall. We can then provide a withdrawal of said inner guide through the corer when it has been deflected.
  • the method comprises, before the deviated coring itself, an arrangement, as a guide means in the destructible element, of a guide channel, one of which end is substantially coaxial with the bore of internal gauge and whose path corresponds to the desired deviated path.
  • the destructible element is fixed to said borehole wall at the location chosen for the deflection.
  • a drilling apparatus carried by a drill string, is arranged through the corer and the bore of internal gauge and that it follows the guide channel towards said wall.
  • the drilling machine is fixed to the corer, so that it projects from a determined distance out of the crown into the guide channel.
  • the detachable fastener between the crown and the destructible element is broken and the crown and the drill rig are rotated and pushed forward and a drilling is carried out by the machine in the wall of the vehicle. borehole, according to said deflected path given by the guide channel, and core coring according to the deflected path given by the drill string and the drill, destroying the portion of the destructible element and said channel guide it meets and penetrating into said wall and into the formation to a desired depth.
  • the inner guide moves forward of the crown, at the same time, and in principle of the same value, as the crown but can also organize a withdrawal of said inner guide through the corer when it will have been diverted.
  • the invention also relates to a device for coring and / or drilling through a wall of a borehole which has been cored or drilled beforehand into an underground formation, for core drilling and / or transversely deflected drilling from and through relative to a longitudinal direction of the borehole.
  • the device of the invention comprises a corer, provided with a coring ring having an internal bore, and an inner guide which is made of a material resistant to abrasion of the crown, which, before initiating a coring deflected, is interior to at least the bore of internal caliber, so that the crown can circulate along the inner guide, which extends in front of the crown, in a direction of advance of coring thereof , a destructible element (9), which is detachably secured in front of the ring gear (3) in the coring direction thereof, is of a material selected to be destroyed by the ring gear (3) being coring and / or deviated drilling, and is of a size chosen to pass into the borehole, and in which is fixed a guide means (11) arranged to give a deviated path direction to the inner guide extending in front of the crown, the inner guide being, during the coring and / or deflected drilling, held fixed so as to give the crown (3) said desired deflected path direction and to progressively deflect the ring
  • the device of the invention intended for coring and / or deflected drilling is first described, through a wall of a borehole (not shown) which has been cored or drilled beforehand. in an underground formation (not shown)
  • the device of the invention comprises, on the one hand, a corer 1 provided with a coring ring 3 (FIG. 1) having a bore of internal caliber 5 and, on the other hand, an internal guide 7 which is made of a material resistant to abrasion of the ring gear 3, in particular to that of the abrasive elements usually arranged in its internal bore bore 5.
  • the inner guide 7 is arranged inside at least the internal bore bore 5, so that the ring 3 can circulate along the inner guide 7.
  • the inner guide 7 s' extends in front of the ring gear 3, in a coring direction thereof, and is arranged to progressively deflect the ring gear 3, from said longitudinal direction of the previously-formed borehole, to the wall of said borehole.
  • the inner guide 7 is held fixed relative to said wall to give the crown 3 the desired direction of deflection.
  • Said device of the invention may further comprise a destructible element 9 which is detachably fixed in front of the ring 3, in the direction of the coring advance thereof, and which is made of a material chosen to be destroyed by the crown 3 being cored along the deflected path.
  • the destructible element 9 is of a size chosen to pass into the borehole.
  • the destructible element 9 can be made of any known material, composite or not, that the crown 3 can destroy in its passage without it wearing down unnecessarily, but which can keep the guide means 11 and / or or the internal guide 7. It may be for this purpose a block of cement, polyester, a composite material, etc..
  • a guide means 11 arranged to give the deviated path direction that the crown 3 must follow.
  • the destructible element 9 may include means 13 for its selective attachment to the wall of the borehole.
  • Said selective attachment means 13 may comprise an annular sleeve 15 of elastic material, which is mounted on a peripheral side surface portion of the destructible element 9 and whose outside diameter at rest passes freely in the borehole but may be selectively expanded to lock against the wall of the borehole, means 17 being provided to cause this expansion and to preserve it.
  • the annular sleeve 15 is for example fixed by one of its ends 15A to the destructible element 9 while its other end 15B is arranged to be able to slide sealingly along said destructible element 9.
  • the means 17 designed to cause the expansion may comprise an annular chamber 19, between the annular sleeve 15 and the destructible element 9, means 21 for supplying fluid to this annular chamber 19 as well as locking means 23, in particular a valve 23 ball and spring, arranged to selectively lock in the annular chamber 19 the fluid that has been fed.
  • the detachable fastener between the destructible element 9 and the ring gear 3 is arranged to detach itself by relative rotation of the ring gear 3 with respect to the destructible element 9 fixed beforehand to said wall.
  • said detachable attachment between the destructible element 9 and the ring gear 3 may comprise at least one and preferably several pins 25 fixed each time through a nozzle 27, the ring 3, provided as an output of coring fluid on the front face of the crown 3.
  • This pin 25 is advantageously partially tubular and open at its end facing the inside of the ring 3, its inner hollow extending beyond the nozzle 27 to the outside of the crown 3.
  • the pin 25 is closed at its end outside the ring 3. It is arranged to break, during said relative rotation, between the ring 3 and the destructible element 9, there wherein it is hollow, and is preferably of a material that can be removed, for example by wear, from the coring fluid passing through the tubular pin 25 broken and / or in the corresponding nozzle 27.
  • the pin 25 has a thickening 25A at its inner end to the ring 3, so as to be locked in the nozzle 27 when it is pushed in to exit outside of the crown 3 and pass into the destructible element 9.
  • the pin 25 can receive a washer of elastic material 28 and a nut 28A for locking the destructible element 9 on the crown 3.
  • the pin 25 can be made in particular of synthetic material, aluminum or alloy thereof.
  • the pins 25 which serve to detachably fasten between the ring 3 and the destructible element 9 thus clog all the nozzles 27 in the present embodiment of the invention.
  • said guide means 11 is the aforementioned internal guide 7 fixed in the destructible element 9.
  • the inner guide 7 has a rear end 29 inserted coaxially in an inner tube 31 of the corer 1, which is mounted in a known manner in an outer tube 33 of the same corer 1.
  • the guide 7 passes through the internal bore bore 5 and ( Figures 3 and 2) extends first coaxially into the rear end 35 of the destructible element 9 and then curved towards, and up to , the lateral surface 37 of the destructible element 9 where the inner guide 7 is preferably shaped to fit into the outer shape of said lateral surface 37.
  • the rear end 29 of the inner guide 7 and at least a part of it are pierced with a longitudinal channel 39 preferably of the same axis as the longitudinal axis 41 of the corer 1 and the destructible element 9, this longitudinal channel 39 being extended along the same direction to the so upape 23 fastening means 13 to the wall of the borehole.
  • the longitudinal channel 39 thus progressively leaves the internal guide 7 and leaves it because of the curvature of the latter and the rectilinear pattern of said channel 39.
  • said longitudinal channel 39 can be drilled. in the inner guide 7 and destructible element 9 previously assembled.
  • the outer tubes 33 and inner 31 are usually formed each of several successive sections fixed in known manner to one another.
  • the internal space 43 (FIG. 4) of the inner tube 31 may advantageously comprise a piston system 45 which separates this inner space 43 in an upper space 47 in which coring fluid can be brought to controlled pressure from the inside. terrestrial surface, and a lower space 49 in which a different particular fluid can be enclosed before lowering the corer 1 into the borehole.
  • This particular fluid may be a carrot protection fluid, which may be used, as explained hereinafter, to inflate the annular sleeve 15.
  • this particular fluid preferably does not contain particles that could impede the smooth operation. of the valve 23 in particular.
  • This particular fluid is introduced by this path into said lower space 49 before putting the inner tube 31 in the outer tube 33.
  • the inner tube 31 is suspended in known manner in the outer tube 33 by means of a thrust ball system 67 ( Figure 4).
  • Coring fluid can be passed through the stop system 67 and can flow to the gap 69 between the outer and inner tubes 33 through openings 71 and to the top of the piston 45 through an orifice 73 as long as the it was not closed by a ball 75.
  • a first embodiment of the method of the invention may be described using the device of the invention according to the embodiment described above, without however being limited to the use of this device.
  • an internal guide 7 of the type described is arranged in the corer 1, which, before initiating a deviated coring, is arranged inside at least said bore of internal caliber 5, so that the ring 3 can circulate along the inner guide 7.
  • the latter is arranged to extend in front of the ring 3, following a direction of coring advance thereof, and is arranged to progressively deflect the ring 3 from said longitudinal direction of the borehole to the wall thereof.
  • the inner guide 7 is held fixed with respect to the wall of the borehole to provide the crown 3 with a desired deflected path direction.
  • the coring is started with said ring 3 thus equipped and it is allowed to carry out a guide of the ring 3 by its bore of internal gauge 5 along the inner guide 7, to penetrate into said wall and in the formation until to a desired depth following the deflected path.
  • the particular fluid mentioned above can be introduced into the interior space 43 only at the moment when the destructible element 9 and the internal guide 7 are attached to the corer 1, so as to also fill the longitudinal channel 39 to at least the valve 23, and preferably into the annular chamber 19, purging the air that would be there.
  • the corer 1 can then be lowered into the borehole and the destructible element 9 to be fixed to the borehole wall at a location chosen for a deviated core.
  • drilling fluid that is sent under pressure in the corer 1 and can not flow through the nozzles 27 blocked by the pins 25, is forced to pass through the orifice 73 and act on the face of the piston 45.
  • the piston 45 thus urged pushes the particular fluid through the longitudinal channel 39 so that this fluid opens the valve 23 and passes through holes 24 in the annular chamber. 19 to fill the latter and thus push the annular sleeve 15 into a most intimate contact with the wall of the borehole. This blocks in the borehole destructible element 9 and corer 1 attached thereto.
  • the piston 45 releases the pressure of the particular fluid and the valve 23 is closed by the action of its spring as well as possibly by a reverse pressure caused by the annular sleeve 15.
  • the annular chamber 19 remains filled and the annular sleeve 15 remains in blocking contact to maintain fixed in translation and in rotation the position of the destructible element 9 in the borehole.
  • a closing ball 75 (FIG. 4) calibrated to reach the orifice 73 and seal this one.
  • Said particular fluid remaining in the interior space 43 or more precisely in the lower space 49 can serve, if it has been chosen for this purpose, to coat the core as it enters this lower space 49, the surplus this fluid can escape for example through the valve 63 and, by pushing the ball 75, mix with the coring fluid in the gap 69.
  • the curvature that can be given to the inner guide 7 is of a very large radius, and that consequently the length of this inner guide 7 is important, because the deviation that it can give the corer 1 is weak because of the rigidity of the latter.
  • this length will therefore be taken into account in the calculation of that of the interior space 43 in which the internal guide 7 will enter and remain.
  • the inner guide 7 may advantageously have, outside the destructible element 9, a certain flexibility so as to be able to recover slightly when it arrives and is in the inner tube 31.
  • the internal guide 7 opens, from the inside of the destructible element 9 towards the lateral surface thereof, between two stabilizing wings 77. It could equally well lead through such a wing 77.
  • This portion, profiled in the corner by the action of the ring 3 can therefore serve as a guide to reintroduce according to the same deviation the same corer 1 or another or even a drilling device.
  • This same wedge-shaped front portion may, however, be subsequently detached from the wall and / or destroyed to allow for a coring and / or drilling operation deviated to a deeper level in the same starting borehole.
  • said guide means 11, formed in the destructible element 9, is a guide channel 79, in particular of cylindrical tubular shape, one of which end is substantially coaxial with the internal bore bore 5 of the crown 3 and whose path corresponds to the desired deviated path, to open, cut obliquely, the lateral surface of the destructible element 9, as shown in the Figures 5 and 6, so as not to overflow this side surface.
  • an intermediate guide tube 81 can be arranged in the outer tube 33, in order to temporarily accommodate, on the one hand, a removable assembly 83 comprising the internal guide 7 which will cause the desired deviation and, secondly, then an inner tube 31 which will later receive a core.
  • a gear coupling 84 (FIGS. 7 and 22) can be provided between the intermediate and outer tubes 81 to secure them with respect to their rotation.
  • the intermediate tube 81 may include known centering means 85 (FIGS. 8 and 11), having longitudinal passages for fluid.
  • the removable assembly 83 comprises, in order to be able to remove it from the corer 1 (FIG. 9), a hooking stud 86.
  • the inner guide 7 itself comprises a drilling device 87 (FIG. 6) carried by a drill string 89 (FIGS. 7 and 8), and is arranged to be passed through the corer 1 into the intermediate tube 81. through the bore of inner bore 5 and following guide channel 79 so as to be able to drill and penetrate into the wall of the borehole according to said deflected path given by guide channel 79.
  • the drill string 89 has a length chosen so that, when the drill rig 87 is driven into said wall according to a chosen anchoring depth, the drill string 89 is still engaged in at least the bore of internal gauge 5.
  • the drill rig 87 comprises a drilling head 91 and, to rotate it, a hydraulic motor 93 known per se, fed with drilling fluid at its rear end 95, through the drill string 89 hollow, from the outer tube 33.
  • the destructible element 9 (FIGS. 5 and 6) is not equipped with the means 13 shown in FIG. 1 (and described above) for the selective attachment to the borehole wall, and this means is not necessary in said second embodiment. As a result, there is no need to close all nozzles 27 by pins 25 ( Figure 6).
  • the removable assembly 83 which is proposed by way of example for manipulating the inner guide 7 in the intermediate tube 81, may comprise a removable tube 97 arranged to slide in the intermediate tube 81 and in which is housed the drill string 89 of the drill rig 87.
  • the method associated with said second embodiment may then comprise an arrangement, as guiding means 11 in the destructible element 9, of the guide channel 79 arranged as explained above.
  • the drill rig 87 carried by its string of rods 89, through the corer 1 and the internal bore bore 5, so that it follows the guide channel 79, preferably so that the drill head 91 is positioned (as shown in Figure 6) at a still laterally closed position of said guide channel 79 but close to the front end thereof.
  • the drill string 89 to which the drill rig 87 is suspended is held by a breakable pin 99 (FIGS. 7 and 23) which passes through the drill string 89 in a transverse sealing tube 101 which is fixed thereto sealing.
  • the breakable pin 99 can be retained on both sides in the removable tube 97 which is arranged (indirectly) to abut against the inside of the ring gear 3.
  • the body of the motor 93 is prevented from rotating by its attachment to the gear train.
  • rods 89 which, in the exemplary embodiment, comprises on its external surface two longitudinal grooves 103 cooperating with two inner projections 105 of the removable tube 97.
  • the removable tube 97 itself is prevented from rotating for example by a spring pawl 106 ( Figure 9) that it comprises and which cooperates for this purpose with a longitudinal groove 107 cut in the intermediate tube 81 locked in rotation on its side by the gear coupling 84 in the outer tube 33 which does not rotate during this phase of operation.
  • a spring pawl 106 Figure 9 that it comprises and which cooperates for this purpose with a longitudinal groove 107 cut in the intermediate tube 81 locked in rotation on its side by the gear coupling 84 in the outer tube 33 which does not rotate during this phase of operation.
  • Drilling or coring fluid is sent under pressure into the corer 1 from its posterior end 109 (FIG. 9) and passes into the intermediate tube 81 which it simultaneously pushes against (directly or indirectly) against the crown 3.
  • This fluid passes along the attachment pin 86 and the spring pawl 106, through passages 111, and through a selector piston 113 held by a breakable pin 115 in a position shown in Figure 9.
  • the fluid flows through a nozzle 117 and inside the removable tube 97 and ( Figure 8) arrives at the posterior end of the drill string 89 which is arranged in a kind of piston in the removable tube 97 and is provided with a nozzle 117 for restricting the passage of the fluid.
  • Said fluid pushes by its pressure on the drill string 89 and, traversing this drill string 89, reaches ( Figure 7) the motor 93 which it rotates to rotate the drill head 91.
  • the breakable pin 99 is broken under a controlled pressure of the fluid and the drill rig 87 can then advance to the wall of the borehole.
  • the drill string 89 has a length selected so that when the drill rig 87 is pressed into said wall according to a chosen anchoring depth, the drill string 89 is still engaged in at least the bore of internal caliber 5 of the crown 3.
  • an outer sleeve 119 is slidably and sealingly mounted on the drill string 89, in a position depending on the chosen anchoring depth, and is fixed to said train 89, in the drawn position, by a breakable pin 121 which passes through the train 89 into another transverse sealing tube 122 similar to the previous tube 101.
  • This outer sleeve 119 closes in this position one or more orifices 125 formed through the wall of the drill string 89.
  • the destructible element 9 (FIGS. 5 and 6) is fixed in the borehole by the drill rig 87 driven in the manner of a nail into the training (position not shown).
  • a sudden sudden rise in pressure of the fluid is caused at this moment and it acts on the selector piston 113 (FIG. 9) with a force which causes the rupture of its breakable pin 115 and the displacement of said selector piston 113 in the room he occupies, towards the crown 3, until opening a passage for said fluid through orifices 127 which lead it into the space 129 between the outer tubes 33 and intermediate 81, so that this fluid arrives by this path to the nozzles 27 to be able to start l deflected core operation itself.
  • the ring gear 3 is rotated by means of the outer tube 33, the element destructible 9 being locked in rotation by the drill rig 87 stuck in the formation. This breaks the pins 25. It retains said rotation and is pushed forward the corer 1 which can only follow the deviated path given by the drill string 89 and the drill rig 87, destroying the part of the destructible element 9 and said guide channel 79 that the ring 3 encounters and penetrates into said wall and into the formation around the borehole to a desired depth.
  • the internal space 131 (FIGS. 10 and 11) of the inner tube 31 may be filled beforehand and in a known manner with another fluid, in particular for the protection of the core that will enter it.
  • the front end (FIG. 10) of this interior space 131 may then be provided with a piston 133 for distributing this other fluid around the perimeter of the core.
  • the piston 133 may comprise a valve 135 whose rod 137 bears on the top of the core at the beginning of the entry thereof into the inner tube 31 and whose displacement releases a passage for the fluid to through the distribution channels of the piston 133 which open to the top of the carrot, as the carrot enters.
  • said interior space 131 At the rear end of said interior space 131 (FIG. 11), it may be provided, for example, a ball 138 arranged to allow the other fluid, contained in the inner space 131 and in surplus when the core penetrates into it, to be able to to escape and to prevent the pressure coring fluid coming from outside this interior space 131 enters it.
  • a ball 138 arranged to allow the other fluid, contained in the inner space 131 and in surplus when the core penetrates into it, to be able to to escape and to prevent the pressure coring fluid coming from outside this interior space 131 enters it.
  • said guide means 11 in the destructible element 9, is also a guide channel 79 whose end is substantially coaxial with the inner bore bore 5 of the ring 3 and whose path corresponds to the desired deviated path.
  • the inner guide 7 also comprises a drill rig 87t carried by a drill string 89t and arranged through the corer 1 and the internal bore bore 5 and following the guide channel 79 towards said wall.
  • the drill rig 87t and its drill string 89t are mounted in the corer 1 so that the machine 87t projects from a predetermined distance out of the ring 3 into the guide channel 79.
  • the drill head 91t the machine 87t could also be rotated by a motor as in the second embodiment.
  • said drill head 91t does not have a motor but is coupled by the drill string 89t to the ring 3 of the corer 1 as explained below.
  • the drill rig 87t and its drill string 89t form a removable assembly 83t that is installed in the intermediate tube 81 to come directly or indirectly to stop against a stop in the ring 3, so that that the drilling head 91t is at the desired distance ahead of the crown 3.
  • a spring pawl 139 ( Figure 15), which is part of the removable assembly 83t, engages in a longitudinal groove 141 cut in the tube intermediate 81 so that it, when rotated by the outer tube 33 via the gear coupling 84, rotates the removable assembly 83t and thus the drill head 91t which is part thereof and is also attached to it for rotation.
  • the supply means 21 may comprise, besides the valve 23 and the through-holes 24 described previously in the first embodiment, a conduit 143 arranged parallel to the longitudinal axis 41 and connecting for the fluid the interior of the guide channel 79 to the valve 23.
  • the guide channel 79 is closed by a hermetic plug 145 disposed temporarily in front of the drill head 91t ( Figure 14).
  • the method of the invention applied in the context of this third Embodiment of the corer 1 may include the following steps, some of which are essential to the invention and others are only necessary for understanding (as is also the case for the other forms and embodiments).
  • a corer 1 is mounted as shown in FIGS. 13 to 17 and the guiding channel 79 arranged as explained above is arranged as guide means 11 in the destructible element 9.
  • the drill rig 87t carried by the drill string 89t, is arranged, in particular, through the core drill 1 and the bore of internal gauge 5 and following the guide channel 79 towards the said wall. drill.
  • the drill rig 87t is fixed to the corer 1, so that it projects from a determined distance out of the ring gear 3 into the guide channel 79. This attachment will presently be the result of the pressure of the drilling / coring fluid. on the removable assembly 83t, pushing the latter against the inside of the ring 3.
  • the corer 1 can then be lowered into the borehole and positioned where the deflected core is desired.
  • the destructible element 9 is then attached to said wall of the borehole, as already described, by inflating the sleeve 15 with the particular fluid subjected to a sufficient pressure sent into the corer 1 from the derrick. , in particular using a coring / drilling fluid pressing on the particular fluid.
  • the ring 3 drives in its stroke the drill rig 87t which precedes it, the core drilling fluid / drilling forward the train of rods 89t.
  • the drill head 91t drills and first removes the plug 145 and can then drill the wall of the borehole along said deflected path given by the guide channel 79.
  • the ring 3 then follows the deflected path given by the drill string. 89t and the drill rig 87t, penetrating into said wall and into the formation to a desired depth.
  • a membrane 147 which, when intact in its drawn position, prevents the fluid or fluids from passing towards the outside of the destructible element 9.
  • the fluid can be given a momentary overpressure capable of piercing this membrane 147 so that, from this moment, fluid can escape at this point and rise towards the crown 3
  • the detachable assembly 83t which comprises the drilling rig 87t can be removed by means of the pin 86 and replace this assembly 83t, as in the case of the second embodiment above, by a usual inner core tube 31 (FIGS. 18 to 20) already described.
  • the drill rig when the drill rig has penetrated a desired depth into the wall of the borehole, it may be chosen to reduce the pressure of the coring fluid in the core core 1 so that the drill rig 87t is no longer pushed forward in the formation and the head 91t no longer drills or barely. Under these conditions, if the ring 3 continues to progress in the destructible element 9 and / or in the formation, the removable assembly 83t enters the corer 1 in the intermediate tube 81.
  • the ratchet system 139 and longitudinal groove 141 can be arranged so that from a retracted position of the removable assembly 83t, the pawl 139 comes out of this groove 141.
  • the head 91t is then no longer rotated and does not progress any further. everything in training. If the ring 3 is still driven in rotation and pushed forward, it can progress while being guided by the drill rig 87t and / or its drill string 89t.
  • the cut core will be fully formed. and not a first portion consisting of debris of the destructible element 9 and a second portion consisting of said formation with, between these two parts, an interface surface oblique to the coring direction.
  • the stabilizing wings 77 of the destructible element 9 are shown extending parallel to the longitudinal axis 41. However, they can be of helical shape.
  • This apparatus 151 may comprise in the small annular chamber 155 sensors of different types known in the art to make detections and / or particularly electrical measurements on a core that enters the corer 1.
  • the large annular chamber 153 is intended to receive apparatus for detecting, measuring and / or recording or even transmitting data to the operators, connected to these sensors, not shown.
  • the particular fluid aforesaid may then be selected and / or arranged to have electrical characteristics matching the operation of these sensors, as is known.
  • the means 11 or guide channel 79 is mainly represented in the form of a tube in a major part of its length. It can however be any shaped element to give the result described.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde.
  • On connaît des procédés et dispositifs de ce genre dans lesquels on installe dans le trou de sonde des moyens de déviation qui agissent sur l'extérieur du trépan de forage où de la couronne de carottage. La mise en place de ces moyens en des endroits et orientations précis du trou de sonde est compliquée et coûteuse.
  • On connaît par ailleurs un procédé et un dispositif pour fraiser un trou dans un tubage métallique de trou de forage (v. WO98/04804).
  • La présente invention a pour but de remédier au problème énoncé ci-dessus et de proposer un procédé dans lequel un carottier porte, au moins le temps de réaliser l'opération de déviation, son propre moyen de guidage. Ainsi, en réglant directement la profondeur à laquelle on descend le carottier pour commencer la déviation, on règle Immédiatement l'endroit à partir duquel peut commencer un carottage dévié.
  • A cet effet, le procédé de l'invention comporte, outre une sélection d'un carottier muni d'une couronne de carottage présentant un alésage de calibre interne, un agencement, dans le carottier, d'un guide interne qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne; de plus, avant d'amorcer un carottage dévié, ledit guide est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne, de manière à ce que la couronne puisse circuler le long de ce guide interne. Le guide s'étend devant la couronne, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne depuis ladite direction longitudinale vers la paroi, suivant une direction de trajet dévié souhaité. Le procédé comporte ensuite une mise en route du carottage avec ladite couronne et un guidage de la couronne par son alésage de calibre interne coopérant avec le guide interne, jusqu'à pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue suivant le trajet dévié.
  • On fixe aussi de manière détachable à la couronne, et devant elle suivant son sens d'avance de carottage, un élément destructible qui est en une matière choisie pour pouvoir être détruite par la couronne, en cours de carottage le long du trajet dévié, et qui est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde. Dans l'élément destructible, on fixe un moyen de guidage agencé pour donner la direction de trajet dévié au guide interne.
  • Suivant un mode avantageux de réalisation de l'invention on utilise le guide interne susdit comme moyen de guidage dans l'élément destructible, et l'on fixe l'élément destructible à la paroi du trou de sonde en un endroit choisi pour un carottage dévié. Ensuite, on provoque une rupture de la fixation détachable entre la couronne et l'élément destructible, et l'on met en rotation et on pousse en avant la couronne pour suivre le trajet dévié donné par le guide interne, en détruisant la partie de l'élément destructible qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  • On notera que dans ce cas le guide interne est fixé dans le trou de sonde par l'élément destructible, jusqu'à ce que la couronne l'ait complètement détaché de l'élément destructible.
  • Suivant un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, le procédé comporte, avant le carottage dévié proprement dit, un agencement, comme moyen de guidage dans l'élément destructible, d'un canal de guidage dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité. On dispose alors, notamment par étapes, un engin de forage, porté par un train de tiges, à travers le carottier et l'alésage de calibre interne et suivant le canal de guidage. On organise un forage par l'engin dans la paroi du trou de sonde selon le trajet dévié donné par ledit canal, le train de tiges ayant une longueur choisie afin que, lorsque l'engin de forage est enfoncé dans la paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne de la couronne. Ensuite, on provoque une rupture de la fixation détachable entre la couronne et l'élément destructible, et on met en rotation et on pousse en avant la couronne suivant le trajet dévié donné par le train de tiges et l'engin de forage, pour détruire la partie de l'élément destructible et dudit canal de guidage qu'elle rencontre et pour pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  • On notera que dans ce cas le guide interne est préalablement envoyé et fiché dans la paroi du trou de sonde, pour s'y fixer, avant que la couronne soit mise en action. Ensuite, la couronne mise en action sera avancée le long du guide interne jusqu'à libérer celui-ci de sa fixation dans ladite paroi. On pourra alors prévoir un retrait dudit guide interne à travers le carottier lorsque celui-ci aura été dévié.
  • Suivant encore un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, le procédé comporte, avant le carottage dévié proprement dit, un agencement, comme moyen de guidage dans l'élément destructible, d'un canal de guidage dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité. On fixe dans ce cas-ci l'élément destructible à ladite paroi du trou de sonde à l'endroit choisi pour la déviation. On agence un engin de forage, porté par un train de tiges, à travers le carottier et l'alésage de calibre interne et pour qu'il suive le canal de guidage en direction de ladite paroi. On fixe l'engin de forage au carottier, pour qu'il fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne dans le canal de guidage. On rompt la fixation détachable entre la couronne et l'élément destructible et l'on met en rotation et l'on pousse en avant la couronne et l'engin de forage et l'on provoque un forage par l'engin dans la paroi du trou de sonde, selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage, et un carottage par la couronne suivant le trajet dévié donné par le train de tiges et l'engin de forage, en détruisant la partie de l'élément destructible et dudit canal de guidage qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  • On notera que dans ce cas le guide interne se déplace en avant de la couronne, en même temps, et en principe de la même valeur, que la couronne mais on pourra également organiser un retrait dudit guide interne à travers le carottier lorsque celui-ci aura été dévié.
  • L'invention concerne aussi un dispositif de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde.
  • Le dispositif de l'invention comporte un carottier, muni d'une couronne de carottage présentant un alésage de calibre interne, et un guide interne qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne, qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne, de manière à ce que la couronne puisse circuler le long de ce guide interne, qui s'étend devant la couronne, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, un élément destructible (9), qui est fixé de manière détachable devant la couronne (3) suivant le sens d'avance de carottage de celle-ci, est en une matière choisie pour pouvoir être détruit par la couronne (3) en cours de carottage et/ou forage dévié, et est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde, et dans lequel est fixé un moyen de guidage (11) agencé pour donner une direction de trajet dévié au guide interne s'étendant devant la couronne, le guide interne étant, pendant le carottage et/ou forage dévié, maintenu fixe de façon à donner à la couronne (3) ladite direction de trajet dévié souhaité et à dévier progressivement la couronne (3) depuis ladite direction longitudinale vers la paroi.
  • D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, le procédé et des formes de réalisation particulières du dispositif suivant l'invention.
    • Les figures 1 à 20 représentent schématiquement, sans échelles déterminées, en coupe suivant l'axe longitudinal et avec brisures différents tronçons successifs de trois différentes formes de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. Lesdites figures sont orientées dans un même sens, l'extrémité antérieure d'un tronçon étant dans le bas du dessin, l'extrémité postérieure étant dans le haut. Dans une même forme de réalisation, l'extrémité postérieure d'un tronçon d'une figure est à faire suivre par l'extrémité antérieure du tronçon de la figure suivante, l'endroit de fixation de l'élément destructible à la couronne étant reproduit sur deux figures consécutives.
    • Les figures 1 à 4 montrent la première forme de réalisation, la figure 1 en montrant l'extrémité antérieure, la figure 2 montrant un tronçon suivant dans le sens vers l'extrémité postérieure, la figure 3 montrant le tronçon suivant celui de la figure 2, la figure 4 montrant le tronçon postérieur à raccorder à un train de tiges.
    • Les figures 5 à 9 montrent d'une même manière la seconde forme de réalisation dans son montage de guidage de déviation, la figure 5 montrant l'extrémité antérieure du dispositif et la figure 9 montrant le tronçon postérieur à raccorder à un train de tiges.
    • Les figures 10 à 12 montrent d'une même manière la seconde forme de réalisation dans son montage de carottage.
    • Les figures 13 à 17 montrent d'une même manière la troisième forme de réalisation dans son montage de guidage de déviation, la figure 13 montrant l'extrémité antérieure du dispositif et la figure 17 montrant le tronçon postérieur à raccorder à un train de tiges.
    • Les figures 18 à 20 montrent d'une même manière la troisième forme de réalisation dans son montage de carottage.
    • Les figures 21 à 23 montrent à d'autres échelles des coupes transversales de détails de construction, prises respectivement suivant les plans de coupe XXI-XXI de la figure 8, XXII-XXII de la figure 7 et XXIII-XXIII de cette même figure 7.
  • Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues. Cependant, dans la troisième forme de réalisation, certains éléments de même genre et/ou fonction que ceux de la seconde forme de réalisation, mais différents dans leur conception, recevront le même numéro complété de la lettre "t".
  • Pour la clarté de l'explication, on décrit d'abord le dispositif de l'invention destiné à du carottage et/ou forage dévié, à travers une paroi d'un trou de sonde (non représenté) qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine (non représentée).
  • Suivant une de ses formes de réalisation, le dispositif de l'invention (figures 1 à 4) comporte notamment, d'une part, un carottier 1 muni d'une couronne de carottage 3 (figure 1) présentant un alésage de calibre interne 5 et, d'autre part, un guide interne 7 qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne 3, en particulier à celle des éléments abrasifs usuellement disposés dans son alésage de calibre interne 5. Avant d'amorcer un carottage dévié, le guide interne 7 est agencé à l'intérieur d'au moins l'alésage de calibre interne 5, de manière à ce que la couronne 3 puisse circuler le long de ce guide interne 7. De plus, le guide interne 7 s'étend devant la couronne 3, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne 3, depuis ladite direction longitudinale du trou de sonde façonné au préalable, vers la paroi de ce trou de sonde. Le guide interne 7 est maintenu fixe par rapport à ladite paroi pour donner à la couronne 3 la direction de déviation souhaitée.
  • Ci-après, par extrémité antérieure d'un élément, on désignera celle la plus proche du fond du trou de sonde lorsque le carottier 1 y est disposé en position de carottage, et par extrémité postérieure d'un élément, celle la plus proche d'un derrick auquel est relié ledit carottier 1 pour le carottage.
  • Ledit dispositif de l'invention peut comprendre de plus un élément destructible 9 qui est fixé de manière détachable devant la couronne 3, suivant le sens d'avance de carottage de celle-ci, et qui est réalisé en une matière choisie pour pouvoir être détruite par la couronne 3 en cours de carottage le long du trajet dévié. L'élément destructible 9 est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde.
  • L'élément destructible 9 peut être réalisé en toute matière connue, composite ou non, que la couronne 3 peut détruire sur son passage sans qu'elle s'use inutilement, mais qui puisse maintenir suffisamment efficacement en place le moyen de guidage 11 et/ou le guide interne 7. Il peut s'agir à cet effet d'un bloc de ciment, de polyester, d'une matière composite, etc.
  • Dans l'élément destructible 9 est fixé un moyen de guidage 11 agencé pour donner la direction de trajet dévié que devra suivre la couronne 3.
  • L'élément destructible 9 peut comporter un moyen 13 pour sa fixation sélective à la paroi du trou de sonde.
  • Ledit moyen de fixation sélective 13 peut comprendre un manchon annulaire 15, en matière élastique, qui est monté sur une partie de surface latérale périphérique de l'élément destructible 9 et dont le diamètre extérieur au repos passe librement dans le trou de sonde mais peut être dilaté sélectivement jusqu'à se bloquer contre la paroi du trou de sonde, des moyens 17 étant prévus pour provoquer cette dilatation et pour la conserver. Le manchon annulaire 15 est par exemple fixé par une de ses extrémités 15A à l'élément destructible 9 tandis que son autre extrémité 15B est agencée pour pouvoir coulisser de manière étanche le long dudit élément destructible 9.
  • Les moyens 17 agencés pour provoquer la dilatation peuvent comprendre une chambre annulaire 19, entre le manchon annulaire 15 et l'élément destructible 9, des moyens 21 d'alimentation en fluide de cette chambre annulaire 19 ainsi que des moyens de blocage 23, notamment une soupape 23 à bille et ressort, agencés pour bloquer sélectivement dans la chambre annulaire 19 le fluide qui y a été alimenté.
  • D'autres moyens de fixation sélective 13 appropriés, différents de ceux décrits, peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention.
  • De préférence, la fixation détachable entre l'élément destructible 9 et la couronne 3 est agencée pour se détacher par rotation relative de la couronne 3 par rapport à l'élément destructible 9 fixé préalablement à ladite paroi.
  • A cet effet, ladite fixation détachable entre l'élément destructible 9 et la couronne 3 peut comporter au moins une et de préférence plusieurs broches 25 fixées chaque fois au travers d'un ajutage 27, de la couronne 3, prévu en tant que sortie de fluide de carottage sur la face avant de la couronne 3. Cette broche 25 est avantageusement partiellement tubulaire et ouverte à son extrémité tournée vers l'intérieur de la couronne 3, son creux interne s'étendant jusqu'au delà de l'ajutage 27 vers l'extérieur de la couronne 3. La broche 25 est fermée à son extrémité à l'extérieur de la couronne 3. Elle est agencée pour se casser, lors de ladite rotation relative, entre la couronne 3 et l'élément destructible 9, là où elle est creuse, et elle est de préférence en une matière que peut éliminer, par exemple par usure, du fluide de carottage passant dans la broche tubulaire 25 cassée et/ou dans l'ajutage 27 correspondant. Dans l'exemple des figures 2 et 3, la broche 25 comporte un épaississement 25A à son extrémité interne à la couronne 3, de façon à être bloquée dans l'ajutage 27 lorsqu'elle y est enfoncée pour en sortir à l'extérieur de la couronne 3 et passer dans l'élément destructible 9. A son autre extrémité, la broche 25 peut recevoir une rondelle en matière élastique 28 et un écrou 28A pour le blocage de l'élément destructible 9 sur la couronne 3. La broche 25 peut être réalisée notamment en matière synthétique, aluminium ou alliage de celui-ci.
  • Les broches 25 qui servent à la fixation détachable entre la couronne 3 et l'élément destructible 9 bouchent ainsi tous les ajutages 27 dans la présente forme de réalisation de l'invention.
  • Suivant cette première forme de réalisation de l'invention, représentée aux figures 1 à 4, ledit moyen de guidage 11 est le guide interne 7 précité fixé dans l'élément destructible 9.
  • Dans le cas d'exemple de la figure 3, le guide interne 7 comporte une extrémité postérieure 29 insérée coaxialement dans un tube intérieur 31 du carottier 1, qui est monté de manière connue dans un tube extérieur 33 de ce même carottier 1. Le guide interne 7 passe à travers l'alésage de calibre interne 5 et (figures 3 et 2) se prolonge d'abord coaxialement dans l'extrémité postérieure 35 de l'élément destructible 9 et ensuite de manière courbée en direction de, et jusqu'à, la surface latérale 37 de l'élément destructible 9 où le guide interne 7 est façonné de préférence pour s'intégrer dans la forme extérieure de ladite surface latérale 37. L'extrémité postérieure 29 du guide interne 7 ainsi qu'au moins une partie de celui-ci sont percés d'un canal longitudinal 39 de préférence de même axe que l'axe longitudinal 41 du carottier 1 et de l'élément destructible 9, ce canal longitudinal 39 étant prolongé suivant cette même direction jusqu'à la soupape 23 des moyens de fixation 13 à la paroi du trou de sonde. Comme le montre la figure 2, le canal longitudinal 39 sort ainsi progressivement du guide interne 7 et le quitte en raison de la courbure de celui-ci et du tracé rectiligne dudit canal 39. Notamment à cet effet, ledit canal longitudinal 39 peut être foré dans les guide interne 7 et élément destructible 9 préalablement assemblés.
  • Les tubes extérieur 33 et intérieur 31 sont usuellement formés chacun de plusieurs tronçons successifs fixés de manière connue l'un à l'autre.
  • L'espace intérieur 43 (figure 4) du tube intérieur 31 peut comporter avantageusement un système de piston 45 qui sépare de façon étanche cet espace intérieur 43 en un espace supérieur 47, dans lequel du fluide de carottage peut être amené à pression réglée depuis la surface terrestre, et un espace inférieur 49 dans lequel un fluide particulier différent peut être enfermé avant de descendre le carottier 1 dans le trou de sonde. Ce fluide particulier peut être un fluide de protection de carotte, qui pourra être utilisé, comme expliqué ci-après, pour gonfler le manchon annulaire 15. A cet effet, ce fluide particulier ne comporte de préférence pas de particules qui pourraient entraver le bon fonctionnement de la soupape 23 notamment.
  • Pour l'introduction du fluide particulier dans l'espace inférieur 49 lorsque le système de piston 45 est dans la position représentée à la figure 4, il peut être prévu
    • à travers la paroi du tube intérieur 31, un passage muni d'un bouchon 51,
    • sur le pourtour du piston 45, un dégagement annulaire 53 délimité par deux joints toriques 55, et par ladite paroi du tube intérieur 31,
    • dans le piston 45, un passage transversal 57 entre ce dégagement annulaire 53 et une soupape 59 à bille et ressort,
    • une sortie de fluide de la soupape 59 vers l'espace inférieur 49,
    • dans le piston 45, un passage longitudinal 61 entre l'espace inférieur 49 et une soupape 63 à bille et ressort destinée à l'évacuation d'un surplus de fluide particulier, et
    • une sortie 65 du fluide de la soupape 63 vers l'espace intérieur 43 et plus particulièrement vers son espace supérieur 47.
  • Ce fluide particulier est introduit par ce chemin dans ledit espace inférieur 49 avant de mettre le tube intérieur 31 dans le tube extérieur 33.
  • Le tube intérieur 31 est suspendu de manière connue dans le tube extérieur 33 à l'aide d'un système de butée à billes 67 (figure 4).
  • Du fluide de carottage peut être amené à travers le système de butée 67 et peut s'écouler vers l'interstice 69 entre les tubes extérieur 33 et intérieur 31 par des orifices 71 et vers le sommet du piston 45 par un orifice 73 tant que celui-ci n'a pas été fermé par une bille 75.
  • Un premier mode de réalisation du procédé de l'invention peut être décrit à l'aide du dispositif de l'invention suivant la forme de réalisation décrite ci-dessus, sans cependant être limité à l'utilisation de ce dispositif.
  • Outre une sélection usuelle, suivant le travail à accomplir, d'un carottier 1 muni d'une couronne de carottage 3, on agence dans le carottier 1 un guide interne 7 du genre décrit qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est agencé à l'intérieur d'au moins ledit alésage de calibre interne 5, de manière à ce que la couronne 3 puisse circuler le long de ce guide interne 7. Celui-ci est disposé de façon à s'étendre devant la couronne 3, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne 3 depuis ladite direction longitudinale du trou de sonde vers la paroi de celui-ci.
  • On maintient fixe le guide interne 7 par rapport à la paroi du trou de sonde pour donner à la couronne 3 une direction de trajet dévié souhaité. On met en route le carottage avec ladite couronne 3 ainsi équipée et on laisse se réaliser un guidage de la couronne 3 par son alésage de calibre interne 5 le long du guide interne 7, jusqu'à pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue suivant le trajet dévié.
  • Dans une variante du procédé de l'invention, pour fixer la position du guide interne 7 par rapport à ladite paroi du trou de sonde, on fixe avantageusement de manière détachable à la couronne 3, devant celle-ci suivant son sens d'avance de carottage, l'élément destructible 9 susdit, notamment à l'aide des broches 25 décrites.
  • On fixe alors dans cet élément destructible 9 un moyen de guidage agencé pour donner la direction de trajet dévié.
  • En particulier, on peut utiliser directement le guide interne 7 susdit comme moyen de guidage 11 dans l'élément destructible 9 ou vice et versa, le guide interne 7 et le moyen de guidage 11 étant confondus en une pièce.
  • Le fluide particulier précité peut n'être introduit dans l'espace intérieur 43 qu'au moment où l'élément destructible 9 et le guide interne 7 sont fixés au carottier 1, de manière à remplir également le canal longitudinal 39 jusqu'au moins à la soupape 23, et de préférence jusque dans la chambre annulaire 19, en purgeant l'air qui s'y trouverait.
  • On peut descendre alors le carottier 1 dans le trou de sonde et fixer l'élément destructible 9 à la paroi du trou de sonde en un endroit choisi pour un carottage dévié. A cet effet, du fluide de forage envoyé sous pression dans le carottier 1, ne pouvant s'écouler à travers les ajutages 27 bouchés par les broches 25, est obligé de passer par l'orifice 73 et d'agir sur la face du piston 45 qu'il rencontre dans l'espace supérieur 47. Le piston 45 ainsi sollicité pousse le fluide particulier à travers le canal longitudinal 39 de façon à ce que ce fluide ouvre la soupape 23 et passe, par des trous 24, dans la chambre annulaire 19 pour remplir celle-ci et pousser ainsi le manchon annulaire 15 en un contact des plus intime avec la paroi du trou de sonde. Ceci bloque dans le trou de sonde l'élément destructible 9 et le carottier 1 qui y est fixé. Lorsque la pression du fluide de carottage est réduite ou annulée temporairement, le piston 45 relâche la pression du fluide particulier et la soupape 23 est refermée par l'action de son ressort ainsi qu'éventuellement par une pression inverse provoquée par le manchon annulaire 15. La chambre annulaire 19 reste ainsi remplie et le manchon annulaire 15 reste en contact de blocage pour maintenir fixe en translation et en rotation la position de l'élément destructible 9 dans le trou de sonde.
  • Pour que la pression du fluide de carottage ne sollicite plus le piston 45, on peut lancer avantageusement dans le carottier 1, comme cela est connu, une bille de fermeture 75 (figure 4) calibrée pour arriver jusqu'à l'orifice 73 et obturer celui-ci.
  • Comme l'élément destructible 9 est ainsi fixé dans le trou de sonde, lorsque la couronne 3 est mise en rotation par l'intermédiaire du tube extérieur 33, les broches 25 sont amenées à se rompre. Le fluide de carottage peut à présent passer à travers la partie tubulaire de chaque broche 25 restée dans son ajutage 27 respectif, et user par abrasion cette partie tubulaire jusqu'à libérer en suffisance ou totalement ledit ajutage 27.
  • Il y a lieu alors de poursuivre la rotation de la couronne 3 et de pousser celle-ci en avant pour qu'elle suive le trajet dévié donné par le guide interne 7 ainsi fixé à la paroi du trou de sonde, en détruisant la partie de l'élément destructible 9 qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  • Ledit fluide particulier restant dans l'espace intérieur 43 ou plus précisément dans l'espace inférieur 49 peut servir, s'il a été choisi à cet effet, à enrober la carotte à mesure qu'elle entre dans cet espace inférieur 49, le surplus de ce fluide pouvant s'échapper par exemple par la soupape 63 et, en repoussant la bille 75, se mélanger au fluide de carottage dans l'interstice 69.
  • On comprend que la courbure que l'on peut donner au guide interne 7 est d'un très grand rayon, et qu'en conséquence la longueur de ce guide interne 7 est importante, parce que la déviation que celui-ci peut donner au carottier 1 est faible en raison de la rigidité de ce dernier. Lors de la sélection du carottier 1, il sera donc tenu compte de cette longueur dans le calcul de celle de l'espace intérieur 43 dans lequel le guide interne 7 entrera et restera. A cet effet, le guide interne 7 peut présenter avantageusement, hors de l'élément destructible 9, une certaine flexibilité de manière à pouvoir se redresser quelque peu lorsqu'il arrive et se trouve dans le tube intérieur 31.
  • A la figure 2, on aperçoit que le guide interne 7 débouche, de l'intérieur de l'élément destructible 9 vers la surface latérale de celui-ci, entre deux ailes de stabilisation 77. Il pourrait tout aussi bien déboucher au travers d'une telle aile 77.
  • Il apparaît que, par exemple, la partie antérieure de l'élément destructible 9, qui porte le moyen de fixation 13 (manchon 15) à la paroi, reste pratiquement en place dans le trou de sonde lorsque l'on retire le carottier 1 après le carottage dévié. Cette partie, profilée en coin par l'action de la couronne 3 peut donc servir de guide pour réintroduire suivant la même déviation le même carottier 1 ou un autre ou même un dispositif de forage. Cette même partie antérieure profilée en coin peut cependant être ultérieurement détachée de la paroi et/ou détruite pour permettre de réaliser une opération de carottage et/ou forage dévié à un niveau plus profond dans le même trou de sonde de départ.
  • Dans une seconde forme de réalisation de l'invention (figures 5 à 12 et 21 à 23), ledit moyen de guidage 11, façonné dans l'élément destructible 9, est un canal de guidage 79, notamment de forme tubulaire cylindrique, dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne 5 de la couronne 3 et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité, pour déboucher, coupé en biais, de la surface latérale de l'élément destructible 9, comme cela est représenté dans les figures 5 et 6, de façon à ne pas déborder de cette surface latérale.
  • Dans cette seconde forme de réalisation de l'invention, un tube intermédiaire de guidage 81 peut être agencé dans le tube extérieur 33, afin d'y loger temporairement, d'une part, un ensemble amovible 83 comportant le guide interne 7 qui provoquera la déviation souhaitée et, d'autre part, ensuite un tube intérieur 31 qui recevra ultérieurement une carotte. Un accouplement à dentures 84 (figures 7 et 22) peut être prévu entre les tubes intermédiaire 81 et extérieur 33 afin de les solidariser en ce qui concerne leur rotation. On remarquera les passages pour le fluide, ménagés entre les dents portées par le tube intermédiaire 81 et les fonds des creux entre les dents du tube extérieur 33. Le tube intermédiaire 81 peut comporter des moyens de centrage 85 (figures 8 et 11) connus, présentant des passages longitudinaux pour du fluide. L'ensemble amovible 83 comporte pour pouvoir le retirer du carottier 1 (figure 9), un téton d'accrochage 86.
  • Le guide interne 7 proprement dit comporte de son côté un engin de forage 87 (figure 6) porté par un train de tiges 89 (figures 7 et 8), et est agencé pour être amené à travers le carottier 1, dans le tube intermédiaire 81, à travers l'alésage de calibre interne 5 et, en suivant le canal de guidage 79, de façon à pouvoir forer et pénétrer dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage 79. Le train de tiges 89 a une longueur choisie de façon à ce que, lorsque l'engin de forage 87 est enfoncé dans ladite paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges 89 soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne 5. Par exemple, l'engin de forage 87 comporte une tête de forage 91 et, pour faire tourner celle-ci, un moteur hydraulique 93 connu en soi, alimenté en fluide de forage à son extrémité postérieure 95, à travers le train de tiges 89 creux, à partir du tube extérieur 33.
  • Dans le cas présentement décrit, l'élément destructible 9 (figures 5 et 6) n'est pas équipé du moyen 13 représenté à la figure 1 (et décrit ci-dessus) pour la fixation sélective à la paroi du trou de sonde, et ce moyen n'est pas nécessaire dans ladite seconde forme de réalisation. De ce fait, il n'y a pas lieu d'obturer tous les ajutages 27 par des broches 25 (figure 6).
  • Dans le cas de la seconde forme de réalisation, l'ensemble amovible 83, qui est proposé à titre d'exemple pour manipuler le guide interne 7 dans le tube intermédiaire 81, peut comprendre un tube amovible 97 agencé pour coulisser dans le tube intermédiaire 81 et dans lequel est logé le train de tiges 89 de l'engin de forage 87.
  • Le procédé associé à ladite seconde forme de réalisation peut alors comporter un agencement, comme moyen de guidage 11 dans l'élément destructible 9, du canal de guidage 79 disposé comme expliqué ci-dessus.
  • On dispose, par exemple à l'assemblage du carottier 1, l'engin de forage 87, porté par son train de tiges 89, à travers le carottier 1 et l'alésage de calibre interne 5, de façon à ce qu'il suive le canal de guidage 79, de préférence pour que la tête de forage 91 soit positionnée (comme représenté à la figure 6) en un endroit encore latéralement fermé dudit canal de guidage 79 mais proche de l'extrémité antérieure de celui-ci.
  • A cet effet, le train de tiges 89 auquel est suspendu l'engin de forage 87 est retenu par une goupille cassable 99 (figures 7 et 23) qui traverse le train de tiges 89 dans un tube transversal d'étanchéité 101 qui y est fixé étanchement. La goupille cassable 99 peut être retenue de part et d'autre dans le tube amovible 97 qui est disposé (indirectement) à butée contre l'intérieur de la couronne 3. Le corps du moteur 93 est empêché de tourner par sa fixation au train de tiges 89 qui, dans l'exemple de réalisation, comporte sur sa surface externe deux rainures longitudinales 103 coopérant avec deux excroissances 105 internes du tube amovible 97. Le tube amovible 97 lui-même est empêché de tourner par exemple par un cliquet à ressort 106 (figure 9) qu'il comporte et qui coopère à cet effet avec une rainure longitudinale 107 taillée dans le tube intermédiaire 81 bloqué en rotation de son côté, par l'accouplement à dentures 84, dans le tube extérieur 33 qui ne tourne pas pendant cette phase d'opération.
  • Du fluide de forage ou de carottage est envoyé sous pression dans le carottier 1 à partir de son extrémité postérieure 109 (figure 9) et passe dans le tube intermédiaire 81 qu'il pousse en même temps à butée (directement ou indirectement) contre la couronne 3. Ce fluide passe le long du téton d'accrochage 86 et du cliquet à ressort 106, par des passages 111, et à travers un piston sélecteur 113 tenu par une goupille cassable 115 dans une position dessinée à la figure 9. De là, le fluide s'écoule à travers un ajutage 117 et à l'intérieur du tube amovible 97 et (figure 8) arrive à l'extrémité postérieure du train de tiges 89 qui est agencée en un genre de piston dans le tube amovible 97 et est munie d'un ajutage 117 de restriction de passage du fluide. Ledit fluide pousse par sa pression sur le train de tiges 89 et, parcourant ce train de tiges 89, atteint (figure 7) le moteur 93 qu'il fait tourner pour faire tourner la tête de forage 91. La goupille cassable 99 est rompue sous une pression commandée du fluide et l'engin de forage 87 peut alors avancer vers la paroi du trou de sonde.
  • Ainsi est provoqué un forage par l'engin 87 dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage 79. Le train de tiges 89 a une longueur choisie de façon à ce que, lorsque l'engin de forage 87 est enfoncé dans ladite paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges 89 soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne 5 de la couronne 3.
  • Avantageusement, (figures 8 et 21) un manchon externe 119 est monté de manière coulissante et étanche sur le train de tiges 89, en une position dépendant de la profondeur d'ancrage choisie, et est fixé audit train 89, dans la position dessinée, par une goupille cassable 121 qui passe à travers le train 89 dans un autre tube transversal d'étanchéité 122 semblable au tube 101 précédent. Ce manchon externe 119 obture dans cette position un ou des orifices 125 formés à travers la paroi du train de tiges 89.
  • Lorsque le train de tiges 89 a parcouru dans le tube amovible 97 la distance choisie pour l'ancrage, ledit manchon externe 119 vient buter (figure 7) contre un épaulement d'arrêt 123 et, sous la force exercée par la pression du fluide poussant ledit train 89, la goupille cassable 121 se rompt et le train de tiges 89 avance encore, notamment dans ledit manchon 119 (figure 8), d'une longueur déterminée. Par ce mouvement, le manchon 119 libère les orifices 125 et cela fait chuter la pression du fluide dans le carottier 1. De ce fait, le moteur 93 n'a plus la force de faire forer la tête 91 et simultanément l'opérateur du carottier 1 peut voir la chute de pression sur un manomètre en surface et en comprendre que ce forage est terminé.
  • A ce stade des opérations avec la seconde forme de réalisation de l'invention, l'élément destructible 9 (figures 5 et 6) est fixé dans le trou de sonde par l'engin de forage 87 enfoncé à la manière d'un clou dans la formation (position non représentée).
  • Par exemple, on provoque à ce moment une brusque hausse choisie de pression du fluide et celle-ci agit sur le piston sélecteur 113 (figure 9) avec une force qui provoque la rupture de sa goupille cassable 115 et le déplacement dudit piston sélecteur 113 dans la chambre qu'il occupe, en direction de la couronne 3, jusqu'à ouvrir un passage pour ledit fluide à travers des orifices 127 qui mènent celui-ci dans l'espace 129 entre les tubes extérieur 33 et intermédiaire 81, de façon à ce que ce fluide arrive par ce chemin jusqu'aux ajutages 27 pour pouvoir commencer l'opération de carottage dévié proprement dite.
  • Il y a lieu de provoquer à ce moment la rupture de la fixation détachable entre la couronne 3 et l'élément destructible 9. A cet effet notamment, on met en rotation la couronne 3 par l'intermédiaire du tube extérieur 33, l'élément destructible 9 étant bloqué en rotation par l'engin de forage 87 fiché dans la formation. Cela brise les broches 25. On conserve ladite rotation et on pousse en avant le carottier 1 qui ne peut que suivre le trajet dévié donné par le train de tiges 89 et l'engin de forage 87, en détruisant la partie de l'élément destructible 9 et dudit canal de guidage 79 que la couronne 3 rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation autour du trou de sonde jusqu'à une profondeur voulue.
  • A ce stade des opérations, on peut par exemple retirer l'ensemble amovible 83, donc ledit guide interne 7 formé par l'engin de forage 87 et ses accessoires, en attrapant de manière connue le téton d'accrochage 86 de cet ensemble. On peut alors introduire dans le carottier 1, plus précisément dans son tube intermédiaire 81, un tube intérieur 31 usuel (figures 10 à 12) à l'aide d'un téton d'accrochage 86 de celui-ci.
  • Dans l'exemple présentement décrit, l'espace intérieur 131 (figures 10 et 11) du tube intérieur 31 peut être rempli préalablement et d'une manière connue d'un autre fluide, notamment pour la protection de la carotte qui y entrera. L'extrémité antérieure (figure 10) de cet espace intérieur 131 peut alors être munie d'un piston 133 de répartition de cet autre fluide sur le pourtour de la carotte. A cet effet, le piston 133 peut comporter une soupape 135 dont la tige 137 prend appui sur le sommet de la carotte au début de l'entrée de celle-ci dans le tube intérieur 31 et dont le déplacement libère un passage pour le fluide à travers des canaux de répartition du piston 133 qui débouchent vers le sommet de la carotte, à mesure que la carotte y entre.
  • A l'extrémité postérieure dudit espace intérieur 131 (figure 11), il peut être prévu par exemple une bille 138 disposée pour permettre que l'autre fluide, contenu dans l'espace intérieur 131 et en surplus lorsque la carotte y pénètre, puisse s'en échapper et pour empêcher que du fluide de carottage sous pression, venant du dehors de cet espace intérieur 131 n'y entre.
  • Dans une troisième forme de réalisation (figures 13 à 20) du dispositif de l'invention, ledit moyen de guidage 11 (figures 13 et 14), dans l'élément destructible 9, est aussi un canal de guidage 79 dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne 5 de la couronne 3 et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité. Le guide interne 7 comporte aussi un engin de forage 87t porté par un train de tiges 89t et agencé à travers le carottier 1 et l'alésage de calibre interne 5 et en suivant le canal de guidage 79 en direction de ladite paroi. L'engin de forage 87t et son train de tiges 89t sont montés dans le carottier 1 de façon à ce que ledit engin 87t fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne 3 dans le canal de guidage 79. La tête de forage 91t de l'engin 87t pourrait aussi être entraînée en rotation par un moteur comme dans la seconde forme de réalisation.
  • Cependant, dans l'exemple des figures 14 à 17, ladite tête de forage 91t ne comporte pas de moteur mais est accouplée par le train de tiges 89t à la couronne 3 du carottier 1 comme expliqué ci-après.
  • A cet effet, l'engin de forage 87t et son train de tiges 89t forment un ensemble amovible 83t que l'on installe dans le tube intermédiaire 81 pour venir directement ou indirectement à butée contre un arrêt dans la couronne 3, de manière à ce que la tête de forage 91t soit à la distance souhaitée en avant de la couronne 3. Un cliquet à ressort 139 (figure 15), qui fait partie de l'ensemble amovible 83t, s'engage dans une rainure longitudinale 141 taillée dans le tube intermédiaire 81 de façon à ce que celui-ci, lorsqu'il est entraîné en rotation par le tube extérieur 33 via l'accouplement à denture 84, entraîne en rotation l'ensemble amovible 83t et donc la tête de forage 91t qui en fait partie et y est aussi fixée pour la rotation.
  • Dans le cas présentement décrit, puisque la couronne 3 doit tourner pour assurer la rotation de la tête de forage 91t, il faut fixer en conséquence l'élément destructible 9 (figures 13 et 14) à la paroi du trou de sonde, par exemple avec les mêmes éléments, tels que le manchon annulaire 15 gonflable et ses accessoires, et de la même manière que dans le cas de la première forme de réalisation.
  • Pour amener du fluide de gonflage au manchon 15, les moyens d'alimentation 21 (figures 13 à 15) peuvent comporter, outre la soupape 23 et les trous de passage 24 décrits précédemment dans la première forme de réalisation, un conduit 143 agencé parallèlement à l'axe longitudinal 41 et raccordant pour le fluide l'intérieur du canal de guidage 79 à la soupape 23. Pour que ledit fluide de gonflage passe dans ce conduit 143 au moment voulu, le canal de guidage 79 est fermé par un bouchon hermétique 145 disposé temporairement devant la tête de forage 91t (figure 14).
  • Le procédé de l'invention, appliqué dans le cadre de cette troisième forme de réalisation du carottier 1 peut comprendre les étapes suivantes, dont certaines sont essentielles à l'invention et d'autres ne sont nécessaires que pour la compréhension (comme cela est aussi le cas pour les autres formes et modes de réalisation).
  • On monte par exemple un carottier 1 comme celui représenté aux figures 13 à 17 et l'on agence, comme moyen de guidage 11 dans l'élément destructible 9, le canal de guidage 79 disposé comme expliqué ci-dessus. Lors de ce montage, on agence notamment l'engin de forage 87t, porté par le train de tiges 89t, à travers le carottier 1 et l'alésage de calibre interne 5 et en suivant le canal de guidage 79 en direction de ladite paroi à forer. On fixe l'engin de forage 87t au carottier 1, pour qu'il fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne 3 dans le canal de guidage 79. Cette fixation sera présentement le résultat de la pression du fluide de forage/carottage sur l'ensemble amovible 83t, poussant celui-ci à butée contre l'intérieur de la couronne 3.
  • On peut alors verser dans le tube intermédiaire 81 un fluide de préférence particulier, sans particules pour ne pas gêner le bon fonctionnement de la soupape 23, de façon à ce qu'une quantité suffisante de ce fluide soit stockée dans le conduit 143, le canal de guidage 79 fermé par le bouchon 145 et le train de tiges 89t pour assurer ultérieurement un gonflage correct du manchon 15.
  • On peut descendre alors le carottier 1 dans le trou de sonde et le positionner là où est souhaité le carottage dévié. On provoque ensuite une fixation de l'élément destructible 9 à ladite paroi du trou de sonde, comme déjà décrit, par un gonflage du manchon 15 à l'aide du fluide particulier soumis à une pression suffisante envoyée dans le carottier 1 à partir du derrick, notamment à l'aide d'un fluide de carottage/forage pressant sur le fluide particulier.
  • Il y a lieu de provoquer à ce moment une rupture de la fixation détachable entre la couronne 3 et l'élément destructible 9. A cet effet, on met dans le présent cas la couronne 3 en rotation et, l'élément destructible 9 étant bloqué par les moyens de fixation 13 dans le trou de sonde, les broches 25 se brisent. On remarquera que, pour pouvoir mettre les fluides sous pression, tous les ajutages ont été bouchés par des broches 25 du type décrit ci-dessus.
  • On peut poursuivre la mise en rotation de la couronne 3 et pousser celle-ci en avant à travers l'élément destructible 9 qu'elle détruit sur son passage, en même temps que le canal de guidage 79 qui s'y trouve. La couronne 3 entraîne dans sa course l'engin de forage 87t qui la précède, le fluide de carottage/forage pressant vers l'avant le train de tiges 89t. La tête de forage 91t fore et élimine d'abord le bouchon 145 et peut ensuite forer la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage 79. La couronne 3 suit alors le trajet dévié donné par le train de tiges 89t et l'engin de forage 87t, en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  • On peut remarquer à la figure 14 une membrane 147 qui, lorsqu'elle est intacte dans sa position dessinée, empêche le ou les fluides de passer vers l'extérieur de l'élément destructible 9. En fait, lorsque le manchon 15 a été suffisamment gonflé, on peut donner au fluide une surpression momentanée capable de percer cette membrane 147 de façon à ce que, à partir de cet instant, du fluide puisse s'échapper en cet endroit et remonter vers la couronne 3
  • A ce stade des opérations, on peut retirer à l'aide du téton 86 l'ensemble amovible 83t qui comporte l'engin de forage 87t, et remplacer cet ensemble 83t, comme dans le cas de la seconde forme de réalisation ci-dessus, par un tube intérieur 31 usuel de carottage (figures 18 à 20) déjà décrit.
  • En variante du troisième mode de réalisation, lorsque l'engin de forage a pénétré d'une profondeur voulue dans la paroi du trou de sonde, il peut être choisi de réduire la pression du fluide de carottage dans le carottier 1 de façon à ce que l'engin de forage 87t ne soit plus poussé en avant dans la formation et que la tête 91t ne fore plus ou à peine. Dans ces conditions, si la couronne 3 continue à progresser dans l'élément destructible 9 et/ou dans la formation, l'ensemble amovible 83t rentre dans le carottier 1, dans le tube intermédiaire 81. Le système à cliquet 139 et à rainure longitudinale 141 peut être agencé pour qu'à partir d'une position de rentrée de l'ensemble amovible 83t, le cliquet 139 sorte de cette rainure 141. En conséquence, la tête 91t n'est alors plus entraînée en rotation et ne progresse plus du tout dans la formation. Si la couronne 3 est encore entraînée en rotation et poussée en avant, elle peut progresser tout en étant guidée par l'engin de forage 87t et/ou son train de tiges 89t.
  • Il apparaît à l'homme de métier que les seconde et troisième formes de réalisation de l'invention donnent à la couronne 3 un guidage supérieur à celui que donne la première forme de réalisation, puisque le guide interne 7 de ces deux cas se dispose jusqu'au delà de l'interface entre l'élément destructible 9 et la formation.
  • De plus, dans les seconde et troisième formes de réalisation, si l'engin de forage 87 ou 87t est envoyé suffisamment profondément dans la formation de la paroi du trou de sonde, la carotte découpée ensuite sera tout entièrement constituée de formation et non d'une première partie constituée de débris de l'élément destructible 9 et d'une seconde partie constituée de ladite formation avec, entre ces deux parties, une surface d'interface en oblique par rapport à la direction de carottage.
  • II doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications.
  • Dans la description et les revendications, l'ordre indiqué des étapes de procédé semble présentement favorable. Cependant des modifications de cet ordre doivent être considérées comme comprises dans la portée des revendications.
  • Les ailes de stabilisation 77 de l'élément destructible 9 sont représentées s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal 41. Elles peuvent cependant être d'allure hélicoïdale.
  • On remarquera aux figures 3, 7, 10, 15, et 18 un appareillage 151, non détaillé, qui peut être monté en variante ou omis, et qui peut
    • être disposé entre le tube extérieur 33 et le tube intérieur 31 ou respectivement intermédiaire 81,
    • présenter une grande chambre annulaire 153,
    • présenter une petite chambre annulaire 155 reliée à la grande chambre 153 et qui est ouverte au moins localement du côté de la carotte,
    • être en appui ou fixé contre l'intérieur de la couronne 3.
  • Ce appareillage 151 peut comporter dans la petite chambre annulaire 155 des capteurs de différents types connus dans le métier pour effectuer des détections et/ou mesures notamment électriques sur une carotte qui entre dans le carottier 1. La grande chambre annulaire 153 est destinée à recevoir des appareils de détections, mesures et/ou enregistrements ou même d'émission de données vers les opérateurs, raccordés à ces capteurs non représentés.
  • Le fluide particulier susdit peut être choisi alors et/ou aménagé pour présenter des caractéristiques électriques assorties au fonctionnement de ces capteurs, comme cela est connu.
  • Ainsi, à partir du moment où une carotte pénètre dans le carottier et avant de remonter celui-ci à la surface, on peut effectuer une ou des mesures et/ou détections de paramètres de cette carotte au niveau de la couronne 3 et un enregistrement et/ou une transmission vers un opérateur de ces mesures et/ou détections. Celles-ci peuvent être exploitées pour décider des actions à entreprendre pendant le carottage dévié.
  • Le moyen 11 ou canal 79 de guidage est principalement représenté sous forme d'un tube dans une majeure partie de sa longueur. Il peut cependant s'agir de tout élément façonné pour donner le résultat décrit.
    • Légende des figures
    • 1
    carottier
    3
    couronne de carottage de 1
    5
    alésage de calibre interne de 2
    7
    guide interne
    9
    élément destructible
    11
    moyen de guidage
    13
    moyen de fixation de 9 à la paroi
    15
    manchon annulaire
    15A
    une extrémité de 15
    15B
    autre extrémité de 15
    17
    moyens de dilatation de 10
    19
    chambre annulaire de 9
    21
    moyens d'alimentation en fluide de 13
    23
    moyens de blocage ou soupape
    24
    trous de passage vers 19
    25
    broche entre 3 et 9
    25A
    épaississement de 25
    27
    ajutage de 3
    28
    rondelle sur 25
    28A
    écrou sur 25
    29
    extrémité postérieure de 7
    31
    tube intérieur de 1
    33
    tube extérieur de 1
    35
    extrémité postérieure de 9
    37
    surface latérale de 9
    39
    canal longitudinal de 7 et 9
    41
    axe longitudinal de 1
    43
    espace intérieur de 31
    45
    système de piston et piston
    47
    espace supérieur de 43
    49
    espace inférieur de 43
    51
    bouchon dans un passage dans 31
    53
    dégagement annulaire de 45
    55
    joints toriques sur 45
    57
    passage transversal dans 45
    59
    soupape vers 49
    61
    passage longitudinal dans 45
    63
    soupape de surplus
    65
    sortie de fluide de surplus à travers 45
    67
    système de butée à billes
    69
    interstice entre 31 et 33
    71
    orifices vers 69
    73
    orifice vers 45
    75
    bille de fermeture de 73
    77
    aile de stabilisation
    79
    canal de guidage
    81
    tube intermédiaire de guidage
    83
    ensemble amovible
    84
    accouplement à denture
    85
    moyens de centrage
    86
    téton d'accrochage
    87
    engin de forage
    89
    train de tiges
    91
    tête de forage
    93
    moteur de 87
    95
    extrémité postérieure de 93
    97
    tube amovible
    99
    goupille cassable
    101
    tube transversal d'étanchéité
    103
    rainures longitudinales
    105
    excroissances internes de 97
    106
    cliquet à ressort
    107
    rainure longitudinale
    109
    extrémité postérieure de 1
    111
    passages
    113
    piston sélecteur
    115
    goupille cassable
    117
    ajutage
    119
    manchon externe
    121
    goupille cassable
    122
    tube transversal d'étanchéité
    123
    épaulement d'arrêt
    125
    orifices dans 89
    127
    orifices
    129
    espace entre 33 et 81
    131
    espace intérieur de 31
    133
    piston de répartition
    135
    soupape de 133
    137
    tige de 135
    138
    bille
    139
    cliquet à ressort
    141
    rainure longitudinale dans 81
    143
    conduit
    145
    bouchon de 79
    147
    membrane
    151
    appareillage
    153
    grande chambre annulaire
    155
    petite chambre annulaire

Claims (16)

  1. Procédé de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte :
    - outre une sélection d'un carottier (1) muni d'une couronne de carottage (3) présentant un alésage de calibre interne (5),
    - un agencement, dans le carottier (1), d'un guide interne (7)
    - qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne (3),
    - qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne (5), de manière à ce que la couronne (3) puisse circuler le long de ce guide interne (7),
    - qui s'étend devant la couronne (3), suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci,
    - une fixation détachable à la couronne (3), et devant elle suivant son sens d'avance de carottage, d'un élément destructible (9)
    - qui est en une matière choisie pour pouvoir être détruite par la couronne (3) en cours de carottage et/ou de forage dévié, et
    - qui est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde, et
    - dans l'élément destructible (9), une fixation d'un moyen de guidage (11) agencé pour donner une direction de trajet dévié au guide interne s'étendant devant la couronne,
    - une mise en route du carottage avec ladite couronne (3), et
    - un guidage de la couronne (3) par son alésage de calibre interne (5) coopérant avec le guide interne (7), avec déviation progressive de la couronne (3) depuis ladite direction longitudinale vers la paroi, suivant ladite direction de trajet dévié souhaité, jusqu'à pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue suivant le trajet dévié.
  2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte
    - une utilisation du guide interne (7) susdit comme moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9),
    - une fixation de l'élément destructible (9) à la paroi du trou de sonde à un endroit choisi pour un carottage dévié,
    - ensuite, une rupture de la fixation détachable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9), et
    - une mise en rotation et une poussée en avant de la couronne (3) pour suivre le trajet dévié donné par le guide interne (7), en détruisant la partie de l'élément destructible (9) qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte
    - un agencement, comme moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9), d'un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité,
    - une disposition du guide interne (7) comportant un engin de forage (87), porté par un train de tiges (89), à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et suivant le canal de guidage (79),
    - un forage par l'engin (87) dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage (79), le train de tiges (89) ayant une longueur choisie afin que, lorsque l'engin de forage (87) est enfoncé dans la paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges (89) soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3),
    - ensuite, une rupture de la fixation détachable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9), et
    - une mise en rotation et une poussée en avant de la couronne (3) suivant le trajet dévié donné par le train de tiges (89) et l'engin de forage (87), pour détruire la partie de l'élément destructible (9) et dudit canal de guidage (79) qu'elle rencontre et pour pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend,
    - un agencement, comme moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9), d'un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité,
    - un agencement du guide interne (7) comportant un engin de forage (87t), porté par un train de tiges (89t), à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et en suivant le canal de guidage (79) en direction de ladite paroi,
    - une fixation de l'engin de forage (87t) au carottier (1), pour qu'il fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne (3) dans le canal de guidage (79),
    - une fixation de l'élément destructible (9) à ladite paroi du trou de sonde,
    - une rupture de la fixation détachable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9).
    - une mise en rotation et une poussée en avant de la couronne (3) et de l'engin de forage (87t),
    - un forage par l'engin (87t) dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage (79),
    - un carottage par la couronne (3) suivant le trajet dévié donné par le train de tiges (89t) et l'engin de forage (87t), en détruisant la partie de l'élément destructible (9) et dudit canal de guidage. (79) qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
  5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une suspension de la poussée et/ou rotation de l'engin de forage (87t) et une poursuite de la rotation et de la poussée en avant de la couronne (3) guidée le long de l'engin de forage (87t) et/ou de son train de tiges (89).
  6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, à partir du moment où une carotte pénètre dans le carottier (1) et avant de remonter celui-ci à la surface, une ou des mesures et/ou détections de paramètres de cette carotte au niveau de la couronne (3) et un enregistrement et/ou une transmission vers un opérateur de ces mesures et/ou détections.
  7. Dispositif de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde, en particulier pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconques des revendications précédentes, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un carottier (1) muni d'une couronne de carottage (3) présentant un alésage de calibre interne (5),
    - un guide interne (7)
    - qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne (3),
    - qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne (5), de manière à ce que la couronne (3) puisse circuler le long de ce guide interne (7),
    - qui s'étend devant la couronne (3), suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci,
    - un élément destructible (9)
    - qui est fixé de manière détachable devant la couronne (3) suivant le sens d'avance de carottage de celle-ci,
    - est en une matière choisie pour pouvoir être détruit par la couronne (3) en cours de carottage et/ou forage dévié, et
    - est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde, et
    - dans lequel est fixé un moyen de guidage (11) agencé pour donner une direction de trajet dévié au guide interne s'étendant devant la couronne, le guide interne étant, pendant le carottage et/ou forage dévié, maintenu fixe de façon à donner à la couronne (3) ladite direction de trajet dévié souhaité et à dévier progressivement la couronne (3) depuis ladite direction longitudinale vers la paroi.
  8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément destructible (9) comporte un moyen (13) de fixation sélective à la paroi du trou de 5 sonde.
  9. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la fixation détachable de l'élément destructible (9) à la couronne (3) est agencée pour se détacher par rotation relative de la couronne (3) par rapport à l'élément destructible (9) fixé à ladite paroi.
  10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ladite fixation détachable comporte au moins une broche (25)
    - fixée chaque fois au travers d'un ajutage (27) de la couronne (3),
    - tubulaire ouverte à une extrémité tournée vers l'intérieur de la couronne (3) et jusqu'au delà de l'ajutage (27) à l'extérieur de la couronne (3), et fermée à l'autre extrémité,
    - cassable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9), lors de ladite rotation, et
    - en une matière que peut éliminer du fluide de carottage passant dans la broche tubulaire (25) cassée et/ou dans l'ajutage (27) correspondant.
  11. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen (13) de fixation sélective à la paroi du trou de sonde comporte un manchon annulaire (15),
    - en matière élastique,
    - monté sur une périphérie radiale de l'élément destructible (9),
    - dont le diamètre extérieur peut être dilaté sélectivement jusqu'à se bloquer contre la paroi du trou de sonde, des moyens étant prévus pour provoquer la dilatation et pour la conserver.
  12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens pour provoquer une dilatation comprennent une chambre annulaire (19) entre le manchon (15) et l'élément destructible (9) et des moyens (21) d'alimentation en fluide de cette chambre ainsi que des moyens (23) de blocage agencés pour bloquer sélectivement dans la chambre annulaire (19) le fluide qui y a été alimenté.
  13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que ledit moyen de guidage (11) est le guide interne (7) précité fixé dans l'élément destructible (9).
  14. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que
    - ledit moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9) est un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité,
    - le guide interne (7) susdit comporte un engin de forage (87) porté par un train de tiges (89), et est agencé pour être amené à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et, en suivant le canal de guidage (79), pour forer et pénétrer dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage (79), le train de tiges (89) ayant une longueur choisie afin que, lorsque l'engin de forage (87) est enfoncé dans la paroi suivant une profondeur d'ancrage, le train de tiges (89) soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3).
  15. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que
    - ledit moyen de guidage (11), dans l'élément destructible (9), est un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité,
    - le guide interne (7) comporte un engin de forage (87t), porté par un train de tiges (89t), agencé à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et en suivant le canal de guidage (79) en direction de ladite paroi,
    - l'engin de forage (87t) et son train de tiges (89t) sont montés dans le carottier (1) de façon à ce que ledit engin (87t) fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne (3) dans le canal de guidage (79), un moyen étant prévu pour tenir fixe au moins temporairement cette distance.
  16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que, pour son entraînement en rotation, la tête de forage (91t) de l'engin de forage (87t) est accouplée par son train de tiges (89t) à la couronne (3) du carottier (1).
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