EP1540132B1 - Actionneur rapide de vanne et outil muni de celui-ci - Google Patents

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EP1540132B1
EP1540132B1 EP03771131A EP03771131A EP1540132B1 EP 1540132 B1 EP1540132 B1 EP 1540132B1 EP 03771131 A EP03771131 A EP 03771131A EP 03771131 A EP03771131 A EP 03771131A EP 1540132 B1 EP1540132 B1 EP 1540132B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
driven member
rapid
actuating member
actuator according
valve
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03771131A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1540132A1 (fr
Inventor
François Millet
Christophe Michaud
François GIRARDI
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.)
Geoservices SA
Original Assignee
Geoservices SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Geoservices SA filed Critical Geoservices SA
Publication of EP1540132A1 publication Critical patent/EP1540132A1/fr
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Publication of EP1540132B1 publication Critical patent/EP1540132B1/fr
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Classifications

    • 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
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
    • E21B21/103—Down-hole by-pass valve arrangements, i.e. between the inside of the drill string and the annulus
    • 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
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/066—Valve arrangements for boreholes or wells in wells electrically actuated

Definitions

  • the invention relates to a fast valve actuator and a tool provided with this actuator.
  • One field of application of the invention relates to the valves intended to be installed in a subsurface operation pipe, for example in the oil or gas production wells and any eruptive well for taking hydrocarbons present in a the basement, or any injector well.
  • the production wells usually include an underground wall having bores for passing the produced fluid from the surrounding production layer into the well and then up to the surface due to the fluid pressure in that layer.
  • This production yield can be influenced by different parameters and conditions.
  • One of these parameters relating exclusively to the structure of the drilled well, is the cross section of fluid passage produced between the subsurface layer and the well wall. The larger this section of passage, the greater a quantity of fluid can be raised from the well.
  • This passage section may be polluted by materials and fluids such as drilling mud, casing cement, or solids carried by the fluid produced.
  • the pressure measurement curves must be used with regard to their value but also their slope ⁇ as a function of time t.
  • the duration T that the measured pressure P puts to pass from the production pressure P1 to the pressure P 2 of the deposit is it equal to a value of between half a day and ten days.
  • the pressure curve becomes assimilated, at least during the first phase immediately following closure or full opening, to a general first-order curve in response to a flow step at the valve, characterizing the instantaneous passage between its closed state and its open state or vice versa.
  • a steep slope of the curve of Figure 1 indicates a thin skin or a passage section slightly obstructed, providing a higher production yield.
  • the pressure response is similar to a curve of order greater than one, such as that shown in FIG. 2, in which the slope of the pressure as a function of time begins to increase to a point of deflection, and then to decrease, until that the pressure goes into steady state.
  • the measured pressure curve P it is much more difficult to exploit the measured pressure curve P, since it depends on a larger number of parameters than on the single pass section at the level of the production layer.
  • the measured pressure curve P can not be used during the TI time flowing to the point of inflection.
  • the aim of the invention is to obtain a valve actuator and a tool equipped with the actuator, which makes it possible to open and / or close the valve as quickly as possible between the last moment when the valve is located. completely in the open and / or closed state and the moment when the valve is completely in the closed and / or open state, so that the flow rate measured downstream of the valve is as close as possible to a step of flow as a function of time, so that the response to the actuation of the valve is as close as possible to the curve according to FIG.
  • a first object of the invention is a fast valve actuator according to claim 1.
  • the invention allows the rapid movement of the valve between the open or closed position and the closed or open position.
  • the actuator is able to cause several movements of opening and closing of the valve. It is thus possible to reassemble the valve and the tool comprising it in the open state after an opening movement or a closing movement followed by an opening movement, which was not possible with valves that can only perform one closure.
  • the actuator makes it possible to perform a quick opening and / or closing successively in several successive layers of well production.
  • the product fluid carries abrasive materials such as sand and passes through the valve with a very high speed.
  • This high speed is due to the large pressure difference between the upstream and downstream sides of the valve, which increases as the fluid passage gap in the valve narrows at the end of closing and at the beginning of opening.
  • the fluid produced has a tendency to be applied against the slide or the movable piston of the valve during its closing or opening movement.
  • the accumulation of energy in the actuator according to the invention also makes it possible to guarantee that the force exerted on the valve overcomes the resistance between its mobile part and its fixed part, which may be due to the bonding of the sealing means between those this, resulting from the high temperature and pressure conditions prevailing in the well. Consequently, the actuator and the tool comprising the actuator are more reliable.
  • a second object of the invention is a tool comprising a valve, having a closed position and an open position, and the actuator of the valve according to any one of claims 1 to 29.
  • Other characteristics of the invention are the subject of claims 31 to 36.
  • the actuator 1 comprises an actuator outer body 2 extending in a longitudinal general direction 3 directed from the rear towards the front, for example in the upward direction of the fluid. produced up the well.
  • the actuator body 2 comprises means 4 for connection to a body 5 of a valve 6, for example by corresponding threads on the bodies 2 and 5, such as an internal thread 4a on the upper inner end of the body 2 of actuator and a corresponding thread 4b on the lower outer end of the valve body 5, the bodies 2 and 5 being hollow and for example tubular circular cross section.
  • the valve 6 has a plurality of holes 7 or holes distributed transversely, for the passage of fluid produced from outside the body 5 to a front space 14 thereof to the top of the well. Of course, only one hole 7 could be provided.
  • a piston 8 is slidably mounted in the body 5 facing the hole 7, between the front space 14 and a rear space 15.
  • the piston 8 has a wall 11 for supporting first and second outer seals 9, 10 for sealing at fluid produced, spaced longitudinally from the back to the front.
  • the valve and the tool of which it is part are placed just above the production layer.
  • valve 6 Downstream, the valve 6 is connected to a locking member in the well, for example of the jaw type, spaced in the locking position to the wall of the well.
  • the piston 8 of the valve 6 is connected to a rear member 18 for attachment to a front member 19 for fixing a member 21 for actuating the valve 8, between the one and the other of its open positions. and closing the piston 8 is fixedly connected to the fixing member 18 according to Figures 4 to 10 or to Figures 3A to 3C.
  • the member 19 before fastening the member 21 is formed by a clamp comprising several branches 191 provided with claws 192 at their free end and elastic from an open position, represented in FIG. 3A and allowing the insertion between them of a fastening piece 181 forming the member 18.
  • the body 5 of the valve comprises a rear inner groove 501 cooperating with a corresponding outer chamfer 193 of the claws 192, for to force the branches 191 to close around the attachment piece 181, when it has been inserted between them and then the member 19 of the actuating member 21 and the body 5 are pushed longitudinally l one against the other, as shown in Figure 3B.
  • the claws 192 then enter a complementary groove 182 located in front of the attachment piece 181.
  • the branches 191 comprise an outer projection 194 for holding the claws 192 in the closed position on the groove 182, when the projections 194 abut against a longitudinal guide wall 502 provided inside the body 5 and in front of the chamfer 501 in the position 3B, in the closed position shown in Figure 3C and between them.
  • the fastener 18 is formed in FIGS. 4 to 10 for example by an internal thread cooperating with a corresponding external thread forming the member 19 of the actuating member 21.
  • the actuating member 21 extends longitudinally in the housing 2 and comprises, for example, a pin 22 having a front end carrying the member 19 for fastening the piston 8.
  • the actuating member 21 is longitudinally movable in the body 2 actuator to move the piston 8 of the valve 6 between one and the other of its open and closed positions.
  • the actuating member 21 further comprises a hollow rear longitudinal jacket 23 having a portion 23b before attachment by any appropriate means, for example by screwing, to the rear end of the pin 22.
  • a driven member 31 integral in longitudinal translation, at the rear of the sleeve 23, a nut 32 driven cooperating by an internal thread with a longitudinal threaded rod 33 secured to the longitudinal rotating shaft 34 of a drive device 35, for example formed of a geared motor, fixed inside the body 2.
  • the threaded rod 33 is for example in the form of a roller recirculating screw for driving the nut 32 in longitudinal translation.
  • Geared motor 35 comprises for example a brushless motor.
  • the driven member 31 is for example present in the form of a longitudinal pin comprising a portion 36 enclosing the nut 32.
  • the geared motor 35, the nut 32 and the driven member 31 are adapted to occupy different longitudinal positions relative to the means 41 for locking and tripping.
  • the driven member 31 comprises in Figures 4, 5 and 6 a first stroke C1 actuating in the body 2 in the direction from the back to the front in the longitudinal direction of the actuator 1 or from bottom to top in the direction of the well, until occupying a first longitudinal position of trigger, shown in Figure 7, in which the passage of the valve position opening to the closed position is caused.
  • the driven member 31 comprises in Figures 8, 9 and 10 a second stroke C2 of longitudinal actuation directed in the opposite direction of the first stroke C1, from the front to the rear of the actuator 1 or from top to bottom. bottom of the well, from the first trigger position to a second longitudinal trigger position, moved back relative to the first and shown in Figure 4, wherein the passage of the valve from the closed position to the position opening is provoked.
  • first and second longitudinal trigger positions could be provided.
  • the driven member 31 In each of the first and second triggering positions, the driven member 31 is fixed longitudinally relative to the locking and tripping means 41, while the actuating member 21 is pushed longitudinally with respect to the locking means 41 and triggering by a prestressing means 51 provided between the driven member 31 and the actuating member 21 respectively forward and backward, to pass the actuating member 21 respectively in first and second longitudinal positions respectively corresponding to the closing and opening positions of the valve 6.
  • the positioning of the driven member 31 in the latter causes the preloading means 51 to move the actuating member 21 only in the second position, corresponding to the passage of the valve 6. from the closed position to the open position.
  • the driven member 31 comprises a first pusher 37 to push longitudinally forwards the pretensioning means 51 during the first stroke C1 to arrive at the first release position, and a second pusher 38 to push longitudinally towards the first rear biasing means 51 during the second stroke C2 to arrive at the second trigger position.
  • the prestressing means 51 is for example formed by a helical compression spring inserted in the liner 23 between the first and second pushers 37, 38 around a longitudinal central pin 39 integrally connecting the first and second to each other. pushers 37, 38.
  • the first pusher 37 acts on the prestressing means 51 via a first spacer 61 mounted longitudinally movable between the prestressing means 51 and the first pusher 37 and for example formed by a washer threaded by a hole of a smaller cross-section. that of the first pusher 31 around the pin 39 in front of it.
  • the second pusher 38 acts on the pre-stressing means 51 via a second spacer 62 mounted to move longitudinally between the prestressing means 51 and the second pusher 38 and for example formed by a washer threaded by a hole of a lower cross section. that of the second pusher 31 around the pin 39 behind it.
  • first stop 63 of the liner 23 of upper section to the first pusher 31 and the pin 39 to slide longitudinally
  • second stop 64 of the shirt 23 upper section to the second pusher 38 and pin 39, to let them slide longitudinally.
  • the first and second stops 63, 64 are spaced apart by the same length L as the first and second pushers 37, 38.
  • the first pusher 31 advances the first spacer 61 in front of the first stop 63 as shown in FIG. 6, while the sleeve 23 is locked longitudinally by the means 41 for locking and tripping, which blocks the second spacer 62 forwards against the second stop 64 and therefore reduces the distance between the first and second spacers 61, 62, at a distance less than the distance L, thus compressing the spring 51.
  • the liner 23 has an additional space 65 in front of the second pusher 38 to house it during its first race C1 to the first trigger position.
  • the second pusher 38 pushes the second spacer 62 rearwardly behind the second stop 64 as shown in FIG. 9, while the sleeve 23 is blocked. longitudinally by the locking and tripping means 41, which keeps the first spacer 61 against the first stop 63 and therefore reduces the distance between the first and second struts 61, 62, at a distance less than the distance L, thereby compressing the spring 51.
  • An additional space 66 is provided in the liner 23 behind the first stop 63 to accommodate the first pusher 37 retreating into the liner 23 behind the first stop 63 during its second race C2.
  • the driven member 31 comprises, connected in front of the portion 36, a sheath 67 for receiving the front end of the threaded rod 33 during the races C1 and C2 and in the first and second trigger positions.
  • the sheath 67 is connected to the front to a longitudinal guide piece 47 having a length L2 greater than or equal to the length of the first stroke C1 to the first release position and the length of the second stroke C2 to the second release position
  • the means 41 for locking and tripping comprises a support 42 fixed inside the body 2 in front of the portion 36 and the nut 32 around the sheath 67 and the guide piece 47.
  • the support 42 is formed of a longitudinal wall, which surrounds the guide piece 47 and which comprises one or more housings 44, in which are inserted transversely to the longitudinal direction, and for example radially, respectively one or more pieces 43 jamming.
  • the housing or the housing 44 are for example each in the form of a through hole being in the same prescribed longitudinal position of the longitudinal wall of the support 42.
  • the housing 44 When several housing 44 and 43 associated parts are provided, the housing 44 are separated into the same longitudinal position prescribed by solid parts of the longitudinal wall of the support 42, that is to say that the housing 44 are aligned transversely, so that each wedging piece has a limited stroke in its associated housing 44 around the longitudinal direction 3.
  • the guide piece 47, the wedge piece or parts 43, and a rear portion 68 of the jacket 23 surrounding the support 42 are configured so as to face each other transversely during the first and second races C1 and C2 and in the first and second trigger positions.
  • the guide piece 47 has on its outer surface, for each wedge piece 43, a first transverse recess 45 of housing, while the rear portion 24 of the sleeve 23 comprises, for each piece 43 of wedging, a second transverse recess 46 housing for coin 43 of jamming.
  • first transverse recess 45 When several recesses 45 are provided, they are aligned transversely.
  • second recesses 46 When several recesses 46 are provided, they are aligned transversely.
  • the first and second recesses 45, 46 are able to face each other transversely when the first stroke C1 reaches the first release position, to move the wedge piece 43 from the second recess 46 to the first recess 45.
  • the guide piece 47 comprises, in front of the first recess or recesses 45 and for each wedging piece 43, a third transverse recess 49 for accommodating the wedge piece 43 in the second trigger position, while the part rear 24 of the liner 23 comprises, behind the second or second recesses 46 and for each part 43 wedging, a fourth transverse recess 50 housing for the coin 43 jamming.
  • a third transverse recess 49 for accommodating the wedge piece 43 in the second trigger position
  • the part rear 24 of the liner 23 comprises, behind the second or second recesses 46 and for each part 43 wedging, a fourth transverse recess 50 housing for the coin 43 jamming.
  • the third and fourth recesses 49, 50 are able to face each other transversely when the second stroke C2 reaches the second release position, to move the wedge piece 43 from the fourth recess 50 to the third recess 49.
  • the sleeve 23 comprises around and between its recesses 46, 50 a closing wall 231, mounted on it after insertion of
  • the wedge piece 43 is in the fourth recess 50 of the rear portion 24 of the jacket 23 and out of the third recess 49 shifted longitudinally relative to the recess 50, so as to make the support 42 and the liner 23 longitudinally integral and to allow the longitudinal displacement of the guide piece 47 with respect to the wedge piece 43.
  • the jamming piece 43 falls into the third recess 49 and leaves the fourth recess 50 then being face to face transversely, to make the guide piece 47 transversely integral with the support 42 and to allow the displacement longitudinal direction towards the rear of the liner 23, thanks to the force exerted by the means 51 of backward prestressing on the first spacer 61 and the first stop 63.
  • the wedge piece 43 is for example formed, as shown, by a ball, the recesses 45, 49 of the driven member 31 being of corresponding shape, for example hemispherical.
  • the recess 46 and / or 50 of the liner 23 is for example a circular hole of diameter greater than that of the ball to allow its introduction into the support 42 from the outside.
  • the housing 44 is for example also a circular hole of diameter greater than that of the ball, in the wall of the support 42.
  • the wedge piece 43 could also be formed by a roll with a cylindrical surface, the recesses 45, 49 provided in the driven member 31 then also of hollow cylindrical shape, for example in the form of circular half-cylinder, while the recesses 46, 50 are corresponding oblong holes for the introduction of the wedge piece 43 in the support 42 through the portion 24.
  • the housing 44 is for example in the form of an oblong through hole Rectangular dimensions following the generatrices and bases of the roll in the wall of the support 42.
  • the passage of the valve 6 from the open position to the closed position is caused by prior accumulation of energy in the prestressing means 51, for example by compression for a spring 51 in the jacket 23, during the first stroke C1, until the driven member 31 reaches the first trigger position.
  • the first trigger position releases energy accumulated in the prestressing means 51 during the first stroke C1 to move the actuating member 21 from the open position to the closed position.
  • the force exerted on the actuating member 21 in the triggering position or positions depends on the capacity of the prestressing means 51 for storing energy, that is to say for a spring of its stiffness, of its prestressing value and its stroke.
  • the prestressing means 51 is provided in such a way that any resistance forces between the piston 8 and the body 5 of the valve 6 are overcome, the initial force exerted by the prestressing means 51 in the release position. being for example several times greater than, and for example equal to at least three or ten times, this resistance force.
  • the prestressing means 51 is provided in the form of a helical spring already compressed longitudinally between the spacers 61, 62, when they are spaced from their greater distance.
  • the prestressing means 51 may also be provided in the form of a corrugated coil spring. After triggering an opening or closing, the spring 51 continues to exert a force on the actuating member 21 for maintain the valve 6 respectively in the open or closed position it has just taken.
  • the closing time of the valve elapsed between the last moment when the piston 8 is stationary relative to the body 5 of the valve 6 in the open position and the first moment when it is in the closed position is very short and of duration less than one second, while the known valves perform a closing movement of the valve in more than 50 seconds.
  • the guide piece 47 comprises a central support pin 471, which is integral with the sheath 67 and the pusher 37 and which has at its ends the first and / or third recesses 45, 49, whose longitudinal halves 451, 491 furthest away from each other are similar to those of FIGS. 4 to 9 and of which the nearest longitudinal halves 452, 492 of one another are formed by a straight profile groove and a right angle connected to center pin 471.
  • a guide sleeve 472 is mounted movably longitudinally around the central support pin 471.
  • the guiding sleeve 472 comprises an outer surface 473 for guiding the wedge piece (s) 43, in a manner similar to the guiding piece 47 according to FIGS. 4 to 9.
  • the outer guiding surface 473 is connected to front transverse edges 474 and 475 rear separated from each other by a length substantially equal to the distance between the middle of the first recess 45 and the furthest end of the third obviously 49.
  • the wedge piece (s) 43 are against the outer guide surface 473 during the strokes C1 and C2.
  • the coin (s) 43 wedge reach the rear transverse edge 475.
  • the piece (s) ) 43 from the recess 46 in the first recess 45, push longitudinally and jointly forward the rear transverse edge 475 until the guide sleeve 472 abuts against the front half 491 of the obviously 49.
  • the process is similar for the second race C2 and the second trigger position
  • each lug 431 is provided with a jaw 433 forming wedge piece 43, having an outer portion 434 facing the liner 23 and of longitudinal section of complementary shape of the second and fourth recesses 46, 50, and a portion Inner 435 facing the guide piece and longitudinal section complementary shape of the first and third recesses 45, 49.
  • the recesses 45, 46, 49, 50 are for example in the form of rectilinear profile grooves formed respectively in the guide piece 47 and in the jacket 23, the wall 231 being in one piece with the jacket 23.
  • Ramps complementary parts are provided on the parts 434, 435 and in the recesses 45, 46, 49, 50 to allow the longitudinal locking of the liner 23 or the driven member 31 relative to the tabs 431.
  • the tabs 431 are made of a material having a certain flexibility allowing them to flex transversely in order to be able to pass from one recess 50, 46 to the other 45, 46 in the first and second trigger position and to be in the recess. 46 or 50, against the guide piece 47 and between its recesses 45 and 49 in the races C1 and C2.
  • the passage control of the actuating member 21 in the first or second triggering position is effected by controlling the driving device 35 to move the nut 32 to corresponding longitudinal positions on the rod. threaded 33.
  • This command is performed for example by controlling energy supply means of the drive device 35, not shown and shipped with the actuator and / or tool at the bottom of the well.
  • these power supply means are provided in the form of a battery or an electric battery which is controlled to connect to the drive device 35 to rotate in one direction or another its shaft 34 during the race C1 or C2.
  • the supply means can be provided so that it can perform several races C1 and C2 without having to recharge or change them, which gives the actuator greater autonomy.
  • the actuator body 2 has at its rear end a sealed bushing 81 for electrically connecting the drive device 35 to supply and control means, provided in a housing fixed to the body 2 of the actuator or extending from one piece this one.
  • the drive device 35 comprises, for example, counting means of turns of its shaft 34 and is for example a brushless drive device.
  • the power supply of the actuator can also be performed by cable connected on the surface to an electrical source.
  • the control of the actuator can also be preprogrammed on the surface before it descends into the well. The connection of the supply means to the actuator then causes the prerecorded program to run in the actuator.
  • sealing means 71 are for example provided in the form of a piston surrounding the pin 22 in the body 2 and bearing on its outer peripheral face facing the inside of the housing 2 a first seal 72 and on its inner face facing the pin 22 a second seal 73.
  • the piston 71 is advantageously slidably mounted relative to the spindle 22 and to the body 2, in order to balance the pressure differences prevailing on either side longitudinally thereof. The seals 72 and 73 are thus better preserved from pressure differences on either side longitudinally.
  • the internal space of the body 2 located behind the sealing means 71 is filled with an operating fluid, for example to a large extent incompressible in the operating conditions of the well.
  • This operating fluid is, for example, an oil.
  • the piston 8 of the valve 6 is connected with a longitudinal displacement to the fixing member 18 according to FIGS. 4 to 10 or according to FIGS. 3A to 3C.
  • the fixing member 18 comprises at its front end a transverse shoulder 183 inserted longitudinally sliding in a rear housing 184 of the piston 8, delimited by front stops 185 and rear 186 thereof, which define between them a longitudinal deflection determined for the shoulder 183, less than the length between its open and closed position.
  • the shoulder 183 When the valve 6 is kept open, the shoulder 183 is held by the members 18, 19 and 21 against the rear stop 186, whereas when the valve 6 is kept closed as shown in FIG. 13, the shoulder 183 is maintained by the members 18, 19 and 21 against the stop before 185. When it is then closed or opened the valve 6 from the open or closed position, the clearance of the shoulder 183 allows to make it arrive with a high speed in the corresponding direction against the opposite stop 185 or 186, thus exerting a shock on the piston 8, helping to take off its joints 9,10 relative to the body 5.
  • the piston 8 of the valve 6 comprises a single outer front seal 10 and an inner rear inner chamber 111 which can communicate on the one hand by a transverse duct 112 with the outside of its support wall 11 and on the other side. on the other hand by a longitudinal duct 113 with the front space 14.
  • the transverse duct 112 opens into the hole 7.
  • the ducts 112 and 113 have a fluid passage section produced in the well, lower than that of the hole 7.
  • the chamber 111 is further delimited at the rear by a secondary piston 114 mounted longitudinally sliding and fixed to the member 18 in front of the shoulder 183.
  • the actuator 1 can be integrated into a tool 201.
  • a tool 201 can comprise, in addition to the actuator 1 and the valve 6, a unit 204 comprising pressure, temperature, flow rate and / or other parameters under the actuator 1 and means for recording the measurement information produced by the sensors.
  • the tool 201 comprises, mechanically connected to each other from top to bottom, a member 207 for locking by anchoring against the conduit 203, having seals 208 for sealing the fluid produced against the conduit 203, the valve 6 , the actuator 1, an optional centralizer 209 with arches against the conduit 203 and the unit 204.

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Description

  • L'invention concerne un actionneur rapide de vanne, ainsi qu'un outil muni de cet actionneur.
  • Un domaine d'application de l'invention concerne les vannes destinées à être mises en place dans un conduit d'exploitation de sous-sol comme par exemple dans les puits de production de pétrole ou gaz et tout puits éruptif pour prélever des hydrocarbures présents dans le sous-sol, ou tout puits injecteur.
  • Les puits de production comprennent habituellement une paroi souterraine comportant des perçages pour faire passer le fluide produit de la couche environnante de production vers l'intérieur du puits pour ensuite le remonter à la surface grâce à la pression de fluide régnant dans cette couche.
  • Ainsi, l'exploitant du puits a le plus grand intérêt à ce qu'une grande quantité de fluide produit soit remontée du puits par unité de temps, c'est-à-dire que le rendement de production soit le plus élevé possible. Ce rendement de production peut être influencé par différents paramètres et conditions. L'un de ces paramètres, tenant exclusivement à la structure du puits foré, est la section transversale de passage de fluide produit entre la couche souterraine et la paroi du puits. Plus cette section de passage est importante, plus une grande quantité de fluide peut être remontée du puits. Cette section de passage peut être polluée par les matériaux et les fluides telle que de la boue de forage, du ciment de cuvelage, ou des matières solides transportées par le fluide produit.
  • Toutefois, il est difficile de savoir si un trop petit débit de production de fluide remonté à la surface est dû ou non à la valeur de la section de passage entre la couche souterraine et le puits.
  • Pour évaluer la valeur de la section de passage, il est connu de surveiller la pression et la température régnant dans la couche souterraine de production. En fermant et/ou en ouvrant la vanne située entre la surface et la couche de production, par laquelle le fluide produit doit passer pour être remonté à la surface, on peut obtenir, à partir de la pression et de la température mesurées, des informations sur la section de passage au niveau de la couche souterraine, également appelée peau ("skin"), et sur sa perméabilité. Le document US-A-5.375.658 montre une telle vanne.
  • En fermant brusquement la vanne, on fait passer la pression mesurée au niveau de la couche de production d'une pression P1 de production à une pression P2 de gisement supérieure, ainsi que représenté à la figure 1. Inversement, lorsque la vanne est fermée, son passage brusque à l'état ouvert fait baisser la pression mesurée au niveau de la couche de production de la pression P2 de gisement à la pression P1 de production.
  • Les courbes de mesure de pression doivent être exploitées en ce qui concerne leur valeur mais aussi leur pente α en fonction du temps t. Ainsi la durée T que la pression mesurée P met pour passer de la pression P1 de production à la pression P2 de gisement est-elle égale à une valeur comprise entre une demi-joumée et dix jours.
  • En cas de fermeture et/ou d'ouverture rapide, la courbe de pression s'assimile, au moins pendant la première phase suivant immédiatement la fermeture ou l'ouverture complète, à une courbe générale du premier ordre en réponse à un échelon de débit au niveau de la vanne, caractérisant le passage instantané entre son état fermé et son état ouvert ou l'inverse. Ainsi, une pente α raide de la courbe de la figure 1 indique une peau peu épaisse ou une section de passage peu obstruée, fournissant un rendement de production plus important.
  • Il est alors possible d'en déduire facilement des informations sur la section de passage de fluide au niveau de la couche de production.
  • Au contraire, si l'ouverture et la fermeture de la vanne sont trop lentes, c'est-à-dire si le temps écoulé entre son état ouvert et/ou son état fermé est trop important, la réponse en pression s'assimile à une courbe d'ordre supérieur à un, telle que celle représentée à la figure 2, dans laquelle la pente de la pression en fonction du temps commence par croître jusqu'à un point I d'infléchissement, pour ensuite décroître, jusqu'à ce que la pression passe en régime établi.
  • Dans ce cas, il est beaucoup plus difficile d'exploiter la courbe de pression P mesurée, étant donné que celle-ci dépend d'un plus grand nombre de paramètres que de la seule section de passage au niveau de la couche de production. Ainsi, la courbe P de pression mesurée n'est-elle pas exploitable pendant la durée TI s'écoulant jusqu'au point I d'inflexion.
  • L'invention vise à obtenir un actionneur de vanne ainsi qu'un outil muni de l'actionneur, qui permette d'ouvrir et/ou de fermer la vanne d'une manière la plus rapide possible entre le dernier instant où la vanne se trouve complètement à l'état ouvert et/ou fermé et l'instant où la vanne se trouve complètement à l'état fermé et/ou ouvert, de manière à ce que le débit mesuré en aval de la vanne se rapproche le plus possible d'un échelon de débit en fonction du temps, pour que la réponse à l'actionnement de la vanne soit le plus possible proche de la courbe selon la figure 1.
  • A cet effet, un premier objet de l'invention est un actionneur rapide de vanne selon la revendication 1.
  • Grâce à l'invention, il est accumulé de l'énergie dans l'actionneur pour pouvoir provoquer le passage rapide de la vanne de l'état ouvert ou fermé à l'état fermé ou ouvert, afin de provoquer l'apparition d'une rampe abrupte de débit proche d'un échelon au niveau de la vanne. Il est alors plus aisé d'exploiter la réponse en pression au niveau de la section de passage pour déterminer son état.
  • Ainsi, même si la puissance disponible pour alimenter en énergie le dispositif d'entraînement est faible ou limitée, l'invention permet le mouvement rapide de la vanne entre la position ouverte ou fermée et la position fermée ou ouverte. Le cas échéant, l'actionneur est capable de provoquer plusieurs mouvements d'ouverture et de fermeture de la vanne. Il est ainsi permis de remonter la vanne et l'outil comportant celle-ci à l'état ouvert après un mouvement d'ouverture ou un mouvement de fermeture suivi d'un mouvement d'ouverture, ce qui n'était pas possible avec des vannes ne pouvant effectuer qu'une seule fermeture. En outre, l'actionneur permet d'effectuer une ouverture et/ou une fermeture rapide successivement en plusieurs couches successives de production de puits.
  • Par ailleurs, la fermeture et/ou l'ouverture rapide de la vanne permet d'éviter sa détérioration prématurée dans les conditions d'utilisation. En effet, le fluide produit transporte des matières abrasives telles que du sable et passe dans la vanne avec une vitesse très élevée. Cette vitesse élevée est due à la grande différence de pression entre les côtés amont et aval de la vanne, qui augmente quand l'interstice de passage de fluide dans la vanne se rétrécit en fin de fermeture et en début d'ouverture. Par conséquent, le fluide produit a tendance à s'appliquer contre le tiroir ou le piston mobile de la vanne lors de son mouvement de fermeture ou d'ouverture. Grâce à la rapidité du mouvement de fermeture et/ou d'ouverture de la vanne, sa partie mobile est exposée moins longtemps à une vitesse élevée du fluide produit, ce qui diminue son usure et allonge sa durée de vie, évitant de devoir remonter la vanne pour la remplacer, ce qui est coûteux en matériel et augmente le temps de test du puits de production.
  • L'accumulation d'énergie dans l'actionneur suivant l'invention permet en outre de garantir que la force exercée sur la vanne vainc la résistance entre sa partie mobile et sa partie fixe, pouvant être due au collage des moyens d'étanchéité entre ceux-ci, résultant des conditions de température et de pression hautes régnant dans le puits. Par conséquent, l'actionneur et l'outil comportant l'actionneur sont plus fiables.
  • D'autres caractéristiques de l'invention font l'objet des revendications 2 à 29.
  • Un deuxième objet de l'invention est un outil comportant une vanne, ayant une position de fermeture et une position d'ouverture, et l'actionneur de la vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 29. D'autres caractéristiques de l'invention font l'objet des revendications 31 à 36.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels:
    • la figure 1, décrite ci-dessus, représente une courbe de la pression mesurée dans la couche souterraine de production de fluide d'un puits, permettant d'obtenir des informations sur la section de passage ;
    • la figure 2, décrite ci-dessus, représente une autre courbe de la pression mesurée dans la couche souterraine de production de fluide d'un puits ;
    • les figures 3A, 3B et 3C représentent schématiquement en coupe longitudinale un exemple de fixation de la vanne à l'actionneur suivant l'invention;
    • la figure 4 représente schématiquement en coupe longitudinale un actionneur de vanne suivant l'invention dans une position de déclenchement d'ouverture de la vanne ;
    • les figures 5 et 6 représentent schématiquement en coupe longitudinale l'actionneur de vanne suivant l'invention dans une position d'ouverture de la vanne pendant une course d'actionnement depuis la position de la figure 4 vers une position de déclenchement de fermeture de la vanne; et
    • la figure 7 représente schématiquement en coupe longitudinale l'actionneur de vanne suivant l'invention dans la position de déclenchement de fermeture de la vanne ;
    • les figures 8 et 9 représentent schématiquement en coupe longitudinale l'actionneur de vanne suivant l'invention dans une position de fermeture de la vanne pendant une autre course d'actionnement depuis la position de la figure 7 vers la position de déclenchement d'ouverture de la vanne ;
    • la figure 10 représente schématiquement à plus petite échelle que celle des figures 4 à 9 l'actionneur suivant l'invention, monté sur une vanne ;
    • la figure 11 représente schématiquement en vue agrandie une variante de réalisation d'une pièce de guidage faisant partie des moyens de verrouillage et de déclenchement de l'actionneur suivant les figures 4 à 10 ;
    • la figure 12 représente schématiquement en vue agrandie une variante de réalisation d'une pièce de coincement faisant partie des moyens de verrouillage et de déclenchement de l'actionneur suivant les figures 4 à 10 ;
    • la figure 13 représente schématiquement en vue agrandie une variante de réalisation de la liaison entre un organe de fixation à l'organe d'actionnement et le piston de la vanne suivant les figures 4 à 12 ;
    • les figures 14A, 14B et 14C représentent schématiquement en vue agrandie une variante de réalisation du piston de la vanne suivant les figures 3A, 3B, 3C, 4 à 10 et 13; et
    • la figure 15 représente schématiquement à plus petite échelle que celle des figures 4 à 9 l'actionneur suivant l'invention, monté sur une vanne.
  • Aux figures 4 à 10, l'actionneur 1 suivant l'invention comporte un corps 2 extérieur d'actionneur s'étendant suivant une direction générale longitudinale 3 dirigée de l'arrière vers l'avant, par exemple dans le sens de remontée de fluide produit vers le haut du puits. Le corps 2 d'actionneur comporte des moyens 4 de connexion à un corps 5 d'une vanne 6, par exemple par des filetages correspondants sur les corps 2 et 5, tels qu'un filetage intérieur 4a sur l'extrémité supérieure intérieure du corps 2 d'actionneur et un filetage correspondant 4b sur l'extrémité extérieure inférieure du corps 5 de vanne, les corps 2 et 5 étant creux et par exemple tubulaires à section transversale circulaire.
  • La vanne 6 comporte plusieurs trous 7 ou ouïes répartis transversalement, pour le passage de fluide produit depuis l'extérieur du corps 5 vers un espace avant 14 de celui-ci vers le haut du puits. Bien entendu, un seul trou 7 pourrait être prévu. Un piston 8 est monté coulissant dans le corps 5 en regard du trou 7, entre l'espace avant 14 et un espace arrière 15. Le piston 8 comporte une paroi 11 de support de premier et deuxième joints extérieurs 9, 10 d'étanchéité au fluide produit, espacés longitudinalement de l'arrière vers l'avant. Pour une dynamique optimale, la vanne et l'outil dont elle fait partie sont placés juste au-dessus de la couche de production.
  • Lorsque, ainsi que représenté aux figures 4, 5 et 6, le joint avant 10 se trouve derrière le trou 7, le fluide produit passe de l'extérieur du corps 5 dans le trou 7 et l'espace avant 14 pour être remonté vers la surface, la vanne se trouvant alors en position d'ouverture.
  • Lorsque, ainsi que représenté aux figures 7, 8 et 9, le piston 8 est avancé dans l'espace avant 14, pour que le joint arrière 9 se trouve en arrière du trou 7 et que le joint avant 10 se trouve devant les trous 7, le fluide produit est empêché de passer dans l'espace avant 14 et dans l'espace arrière 15 par les joints 9, 10 la vanne se trouvant alors en position de fermeture. Le fluide produit est alors empêché de pénétrer vers la surface, lorsque des moyens d'étanchéité sont prévus entre le corps 5 de vanne et la paroi du puits.
  • En aval, la vanne 6 est reliée à un organe de blocage dans le puits par exemple du type à mors, écartés dans la position de blocage vers la paroi du puits.
  • On va maintenant décrire ci-dessous les parties de l'actionneur 1 suivant l'invention, situées à l'intérieur du corps 2 d'actionneur.
  • Le piston 8 de la vanne 6 est relié à un organe arrière 18 de fixation à un organe avant 19 de fixation d'un organe 21 d'actionnement de la vanne 8, entre l'une et l'autre de ses positions d'ouverture et de fermeture le piston 8 est relié de manière fixe à l'organe 18 de fixation selon les figures 4 à 10 ou selon les figures 3A à 3C.
  • Par exemple, aux figures 3A à 3C, l'organe 19 avant de fixation de l'organe 21 est formée par une pince comportant plusieurs branches 191 munies de griffes 192 à leur extrémité libre et élastiques à partir d'une position ouverte, représentée à la figure 3A et permettant l'insertion entre celles-ci d'une pièce 181 d'accrochage formant l'organe 18. Le corps 5 de la vanne comporte un chanfrein 501 intérieur arrière coopérant avec un chanfrein 193 extérieur correspondant des griffes 192, pour contraindre les branches 191 à se refermer autour de la pièce 181 d'accrochage, lorsqu'elle a été introduite entre celles-ci et qu'ensuite l'organe 19 de l'organe 21 d'actionnement et le corps 5 sont poussés longitudinalement l'un contre l'autre, ainsi que représenté à la figure 3B. Les griffes 192 pénètrent alors dans une gorge complémentaire 182 située devant la pièce 181 d'accrochage. Les branches 191 comportent une saillie extérieure 194 de maintien en position refermée des griffes 192 sur la gorge 182, lorsque les saillies 194 butent contre une paroi 502 de guidage longitudinal prévue à l'intérieur du corps 5 et en avant du chanfrein 501 dans la position d'ouverture représentée à la figure 3B, dans la position de fermeture représentée à la figure 3C et entre celles-ci.
  • L'organe 18 de fixation est formé aux figures 4 à 10 par exemple par un filetage intérieur coopérant avec un filetage extérieur correspondant formant l'organe 19 de l'organe 21 d'actionnement.
  • L'organe 21 d'actionnement s'étend longitudinalement dans le boîtier 2 et comprend par exemple une broche 22 comportant une extrémité avant portant l'organe 19 de fixation au piston 8. L'organe 21 d'actionnement est mobile longitudinalement dans le corps 2 d'actionneur pour déplacer le piston 8 de la vanne 6 entre l'une et l'autre de ses positions d'ouverture et de fermeture.
  • L'organe 21 d'actionnement comporte en outre une chemise 23 longitudinale arrière creuse, comportant une partie 23b avant de fixation par tout moyen approprié, par exemple par vissage, à l'extrémité arrière de la broche 22. Dans la chemise 23 est inséré un organe mené 31 solidaire en translation longitudinale, à l'arrière de la chemise 23, d'un écrou 32 mené coopérant par un filetage intérieur avec une tige longitudinale filetée 33 solidaire de l'arbre rotatif longitudinal 34 d'un dispositif d'entraînement 35, par exemple formé d'un moto-réducteur, fixé à l'intérieur du corps 2. La tige filetée 33 est par exemple sous la forme d'une vis à recirculation de rouleaux pour entraîner en translation longitudinale l'écrou 32. Le moto-réducteur 35 comprend par exemple un moteur sans balais. L'organe mené 31 est par exemple présent sous la forme d'une broche longitudinale comportant une partie 36 enserrant l'écrou 32.
  • Entre l'organe mené 31 et l'organe 21 d'actionnement est prévu un moyen 41 de verrouillage et de déclenchement coopérant avec ceux-ci et fixe longitudinalement par rapport au corps 2.
  • Grâce au moto-réducteur 35, l'écrou 32 et l'organe mené 31 sont aptes à occuper différentes positions longitudinales par rapport au moyen 41 de verrouillage et de déclenchement.
  • Ainsi, l'organe mené 31 comporte aux figures 4, 5 et 6 une première course C1 d'actionnement dans le corps 2 dans le sens allant de l'arrière vers l'avant dans le sens longitudinal de l'actionneur 1 ou de bas en haut dans la direction du puits, jusqu'à occuper une première position longitudinale de déclenchement, représentée à la figure 7, dans laquelle le passage de la vanne de la position d'ouverture à la position de fermeture est provoqué. Inversement, l'organe mené 31 comporte aux figures 8, 9 et 10 une deuxième course C2 d'actionnement longitudinale dirigée en sens inverse de la première course C1, de l'avant vers l'arrière de l'actionneur 1 ou de haut en bas du puits, à partir de la première position de déclenchement jusqu'à une deuxième position longitudinale de déclenchement, reculée par rapport à la première et représentée à la figure 4, dans laquelle le passage de la vanne de la position de fermeture à la position d'ouverture est provoqué.
  • Bien entendu, une seule des première et deuxième positions longitudinales de déclenchement pourrait être prévue.
  • Dans ce qui suit, l'invention est décrite en référence aux première et deuxième positions de déclenchement présentes.
  • Dans chacune des première et deuxième positions de déclenchement, l'organe mené 31 est rendu fixe longitudinalement par rapport au moyen 41 de verrouillage et de déclenchement, tandis que l'organe 21 d'actionnement est poussé longitudinalement par rapport au moyen 41 de verrouillage et de déclenchement par un moyen 51 de précontrainte prévu entre l'organe mené 31 et l'organe 21 d'actionnement respectivement vers l'avant et vers l'arrière, pour faire passer l'organe 21 d'actionnement respectivement dans des première et deuxième positions longitudinales correspondant respectivement aux positions de fermeture et d'ouverture de la vanne 6.
  • Lorsque seule la première position de déclenchement est prévue, le positionnement de l'organe mené 31 dans celle-ci fait passer par le moyen 51 de précontrainte l'organe 21 d'actionnement seulement dans la première position, correspondant au passage de la vanne 6 de la position d'ouverture à la position de fermeture.
  • Lorsque seule la deuxième position de déclenchement est prévue, le positionnement de l'organe mené 31 dans celle-ci fait passer par le moyen 51 de précontrainte l'organe 21 d'actionnement seulement dans la deuxième position, correspondant au passage de la vanne 6 de la position de fermeture à la position d'ouverture.
  • Aux figures, l'organe mené 31 comporte un premier poussoir 37 pour pousser longitudinalement vers l'avant le moyen 51 de précontrainte lors de la première course C1 pour arriver à la première position de déclenchement, et un deuxième poussoir 38 pour pousser longitudinalement vers l'arrière le moyen 51 de précontrainte lors de la deuxième course C2 pour arriver à la deuxième position de déclenchement.
  • Le moyen 51 de précontrainte est par exemple formé par un ressort hélicoïdal de compression inséré dans la chemise 23 entre les premier et deuxième poussoirs 37, 38 autour d'une broche centrale longitudinale 39 reliant solidairement l'un à l'autre les premier et deuxième poussoirs 37, 38.
  • Le premier poussoir 37 agit sur le moyen 51 de précontrainte par l'intermédiaire d'une première entretoise 61 montée mobile longitudinalement entre le moyen 51 de précontrainte et le premier poussoir 37 et par exemple formée par une rondelle enfilée par un trou de section inférieure à celle du premier poussoir 31 autour de la broche 39 devant celui-ci.
  • Le deuxième poussoir 38 agit sur le moyen 51 de précontrainte par l'intermédiaire d'une deuxième entretoise 62 montée mobile longitudinalement entre le moyen 51 de précontrainte et le deuxième poussoir 38 et par exemple formée par une rondelle enfilée par un trou de section inférieure à celle du deuxième poussoir 31 autour de la broche 39 derrière celui-ci.
  • Derrière la première entretoise 61 est prévue une première butée 63 de la chemise 23, de section supérieure au premier poussoir 31 et à la broche 39 pour les laisser coulisser longitudinalement, tandis que devant la deuxième entretoise 62 est prévue une deuxième butée 64 de la chemise 23, de section supérieure au deuxième poussoir 38 et à la broche 39, pour les laisser coulisser longitudinalement. Les première et deuxième butées 63, 64 sont espacées de la même longueur L que les premier et deuxième poussoirs 37, 38.
  • Lorsque l'organe mené 31 se déplace vers l'avant suivant la première course C1, le premier poussoir 31 fait avancer la première entretoise 61 devant la première butée 63 ainsi que représenté à la figure 6, tandis que la chemise 23 est bloquée longitudinalement par le moyen 41 de verrouillage et de déclenchement, ce qui bloque vers l'avant la deuxième entretoise 62 contre la deuxième butée 64 et réduit par conséquent la distance entre les première et deuxième entretoises 61, 62, à une distance inférieure à la distance L, comprimant ainsi le ressort 51. La chemise 23 comporte un espace supplémentaire 65 devant le deuxième poussoir 38 pour loger celui-ci lors de sa première course C1 jusqu'à la première position de déclenchement.
  • Inversement, lors du déplacement de l'organe mené 31 suivant la deuxième course C2, le deuxième poussoir 38 pousse la deuxième entretoise 62 vers l'arrière derrière la deuxième butée 64 ainsi que représenté à la figure 9, tandis que la chemise 23 est bloquée longitudinalement par le moyen 41 de verrouillage et de déclenchement, ce qui maintient la première entretoise 61 contre la première butée 63 et réduit par conséquent la distance entre les première et deuxième entretoises 61, 62, à une distance inférieure à la distance L, comprimant ainsi le ressort 51. Un espace supplémentaire 66 est prévu dans la chemise 23 derrière la première butée 63 pour loger le premier poussoir 37 reculant dans la chemise 23 derrière la première butée 63 lors de sa deuxième couse C2.
  • L'organe mené 31 comporte, relié devant la partie 36, une gaine 67 de réception de l'extrémité avant de la tige filetée 33 au cours des courses C1 et C2 et dans les première et deuxième positions de déclenchement La gaine 67 est reliée à l'avant à une pièce 47 de guidage longitudinal comportant une longueur L2 supérieure ou égale à la longueur de la première course C1 jusqu'à la première position de déclenchement et à la longueur de la deuxième course C2 jusqu'à la deuxième position de déclenchement
  • Derrière l'espace supplémentaire arrière 66 et le premier poussoir 31 se trouve le moyen 41 de verrouillage et de déclenchement. Le moyen 41 de verrouillage et de déclenchement comporte un support 42 fixé à l'intérieur du corps 2 devant la partie 36 et l'écrou 32 autour de la gaine 67 et de la pièce 47 de guidage. Le support 42 est formé d'une paroi longitudinale, qui entoure la pièce 47 de guidage et qui comporte un ou plusieurs logements 44, dans lesquels sont insérées de manière mobile transversalement à la direction longitudinale, et par exemple radialement, respectivement une ou plusieurs pièces 43 de coincement. Le ou les logements 44 sont par exemple chacun sous la forme d'un trou traversant se trouvant en une même position longitudinale prescrite de la paroi longitudinale du support 42. Lorsque plusieurs logements 44 et pièces 43 associées sont prévues, les logements 44 sont séparés en la même position longitudinale prescrite par des parties pleines de la paroi longitudinale du support 42, c'est-à-dire que les logements 44 sont alignés transversalement, pour que chaque pièce de coincement ait une course limitée dans son logement associé 44 autour de la direction longitudinale 3. La pièce 47 de guidage, la ou les pièces 43 de coincement, et une partie arrière 68 de la chemise 23 entourant le support 42 sont configurées de manière à se trouver les uns en face des autres transversalement au cours des première et deuxième courses C1 et C2 et dans les première et deuxième positions de déclenchement.
  • La pièce 47 de guidage comporte sur sa surface extérieure, pour chaque pièce 43 de coincement, un premier évidement 45 transversal de logement, tandis que la partie arrière 24 de la chemise 23 comporte, pour chaque pièce 43 de coincement, un deuxième évidement transversal 46 de logement pour la pièce 43 de coincement. Lorsque plusieurs évidements 45 sont prévus, ceux-ci sont alignés transversalement. Lorsque plusieurs évidements 46 sont prévus, ceux-ci sont alignés transversalement. Les premier et deuxième évidements 45, 46 sont aptes à se trouver face à face transversalement lorsque la première course C1 atteint la première position de déclenchement, pour faire passer la pièce 43 de coincement du deuxième évidement 46 au premier évidement 45.
  • Lorsque la pièce 43 de coincement se trouve dans le premier évidement 45, il ne fait pas saillie dans le deuxième évidement 46, ce qui permet à la chemise 23 de pouvoir coulisser longitudinalement par rapport au support 42, ce qui correspond à la première position de déclenchement, ainsi que représenté à la figure 7.
  • Au contraire, lorsque les premier et deuxième évidements 45, 46 sont décalés longitudinalement, la pièce 43 de coincement est appliquée sur la pièce 47 de guidage hors du premier évidement 45 et pénètre dans le deuxième évidement 46, ainsi que représenté aux figures 5 et 6, ce qui maintient la partie arrière 24 de la chemise 23 fixe longitudinalement par rapport au support 42 et permet le déplacement longitudinal de la pièce 47 de guidage par rapport à la pièce 43 de coincement, cet état correspondant à la première course C1 jusqu'à la première position de déclenchement
  • De même, la pièce 47 de guidage comporte, en avant du ou des premiers évidements 45 et pour chaque pièce 43 de coincement, un troisième évidement transversal 49 de logement de la pièce 43 de coincement dans la deuxième position de déclenchement, tandis que la partie arrière 24 de la chemise 23 comporte, en arrière du ou des deuxième évidements 46 et pour chaque pièce 43 de coincement, un quatrième évidement transversal 50 de logement pour la pièce 43 de coincement. Lorsque plusieurs évidements 49 sont prévus, ceux-ci sont alignés transversalement. Lorsque plusieurs évidements 50 sont prévus, ceux-ci sont alignés transversalement. Les troisième et quatrième évidements 49, 50 sont aptes à se trouver face à face transversalement lorsque la deuxième course C2 atteint la deuxième position de déclenchement, pour faire passer la pièce 43 de coincement du quatrième évidement 50 au troisième évidement 49. La chemise 23 comporte autour et entre ses évidements 46, 50 une paroi 231 de fermeture, montée sur celle-ci après insertion des pièces 43 de coincement dans le support 44.
  • Ainsi que représenté aux figures 8 et 9, au cours de la deuxième course C2 jusqu'à la deuxième position de déclenchement, la pièce 43 de coincement se trouve dans le quatrième évidement 50 de la partie arrière 24 de la chemise 23 et hors du troisième évidement 49 décalé longitudinalement par rapport à l'évidement 50, de manière à rendre solidaire longitudinalement le support 42 et la chemise 23 et à permettre le déplacement longitudinal de la pièce 47 de guidage par rapport à la pièce 43 de coincement.
  • Dans la deuxième position de déclenchement, la pièce 43 de coincement tombe dans le troisième évidemment 49 et sort du quatrième évidement 50 se trouvant alors face à face transversalement, pour rendre solidaire transversalement la pièce 47 de guidage par rapport au support 42 et permettre le déplacement longitudinal vers l'arrière de la chemise 23, grâce à la force exercée par le moyen 51 de précontrainte vers l'arrière sur la première entretoise 61 et la première butée 63.
  • La pièce 43 de coincement est par exemple formée, ainsi que représenté, par une bille, les évidements 45, 49 de l'organe mené 31 étant de forme correspondante, par exemple hémisphérique. L'évidement 46 et/ou 50 de la chemise 23 est par exemple un trou circulaire de diamètre supérieur à celui de la bille pour permettre son introduction dans le support 42 depuis l'extérieur. Le logement 44 est par exemple également un trou circulaire de diamètre supérieur à celui de la bille, dans la paroi du support 42.Bien entendu, la pièce 43 de coincement pourrait également être formée par un rouleau à surface cylindrique, les évidements 45, 49 prévus dans l'organe mené 31 étant alors également de forme cylindrique creuse, par exemple en forme de demi-cylindre circulaire, tandis que les évidements 46, 50 sont des trous oblongs correspondants permettant l'introduction de la pièce 43 de coincement dans le support 42 au travers de la partie 24. Le logement 44 est par exemple sous la forme d'un trou traversant oblong rectangulaire de dimensions suivant les génératrices et les bases du rouleau dans la paroi du support 42.
  • Le passage de la vanne 6 de la position d'ouverture à la position de fermeture est provoqué moyennant accumulation au préalable d'énergie dans le moyen 51 de précontrainte, par exemple par compression pour un ressort 51 dans la chemise 23, au cours de la première course C1, jusqu'à ce que l'organe mené 31 atteigne la première position de déclenchement.
  • La première position de déclenchement permet de libérer de l'énergie accumulée dans le moyen 51 de précontrainte au cours de la première course C1 pour déplacer l'organe 21 d'actionnement de la position d'ouverture à la position de fermeture. La force exercée sur l'organe 21 d'actionnement dans la ou les positions de déclenchement dépend de la capacité du moyen 51 de précontrainte à stocker de l'énergie, c'est-à-dire pour un ressort de sa raideur, de sa valeur de précontrainte et de sa course.
  • La libération brutale d'une partie de l'énergie stockée dans le moyen 51 de précontrainte au cours de la première course C1, lors du passage dans la première position de déclenchement exerce une force importante sur le piston 8 de la vanne 6, ce qui accélère brutalement sa translation de la position d'ouverture à la position de fermeture. Le cas échéant, le moyen 51 de précontrainte est prévu de manière à ce que les éventuelles forces de résistance entre le piston 8 et le corps 5 de la vanne 6 soient vaincues, la force initiale exercée par le moyen 51 de précontrainte en position de déclenchement étant par exemple plusieurs fois supérieure à, et par exemple égale à au moins trois fois voire dix fois, cette force de résistance.
  • Afin d'augmenter la force initiale exercée par le moyen 51 de précontrainte en position de déclenchement, celui-ci est par exemple tel qu'il exerce déjà une force de répulsion longitudinale entre l'organe 21 d'actionnement et l'organe mené 31 au cours de sa première course C1 avant d'atteindre la première position de déclenchement. Par exemple, le moyen 51 de précontrainte est prévu sous la forme d'un ressort hélicoïdal déjà comprimé longitudinalement entre les entretoises 61, 62, lorsque celles-ci sont espacées de leur plus grande distance. Le moyen 51 de précontrainte peut également être prévu sous la forme d'un ressort à spires ondulées. Après le déclenchement d'une ouverture ou d'une fermeture, le ressort 51 continue d'exercer une force sur l'organe 21 d'actionnement pour maintenir la vanne 6 respectivement dans la position d'ouverture ou de fermeture qu'elle vient de prendre.
  • Bien entendu, ce qui précède est valable de manière correspondante pour la deuxième course C2 et la deuxième position de déclenchement.
  • Il est ainsi provoqué un mouvement de translation, extrêmement rapide, de l'organe 21 d'actionnement et du piston 8 pour les faire passer de la position d'ouverture prise pendant la première course C1 jusqu'avant la première position de déclenchement à la position de fermeture prise lors de la première position de déclenchement. Le temps de fermeture de la vanne écoulé entre le dernier instant où le piston 8 est immobile par rapport au corps 5 de la vanne 6 en position d'ouverture et le premier instant où il se trouve en position de fermeture est très court et de durée inférieure à une seconde, alors que les vannes connues réalisent un mouvement de fermeture de la vanne en plus de 50 secondes.
  • Bien entendu, il en est de même pour la deuxième course C2 et la deuxième position de déclenchement, provoquant également un mouvement rapide d'ouverture faisant passer l'organe 21 d'actionnement et le piston 8 de la position de fermeture à la position d'ouverture en un temps également court entre le dernier instant où le piston 8 est immobile par rapport au corps 5 de la vanne 6 en position de fermeture et le premier instant où il se trouve en position d'ouverture.
  • A la figure 11, la pièce 47 de guidage comporte une broche centrale 471 de support, qui est solidaire de la gaine 67 et du poussoir 37 et qui comporte à ses extrémités les premier et/ou troisième évidements 45, 49, dont les moitiés longitudinales 451, 491 les plus éloignées l'une de l'autre sont analogues à celles des figures 4 à 9 et dont les moitiés 452, 492 longitudinales les plus proches l'une de l'autre sont formées par une gorge à profil rectiligne et à angle droit raccordée à la broche centrale 471.
  • Un manchon 472 de guidage est monté mobile longitudinalement autour de la broche centrale 471 de support. Le manchon 472 de guidage comporte une surface extérieure 473 de guidage de la ou des pièce (s) 43 de coincement, de manière analogue à la pièce 47 de guidage selon les figures 4 à 9. La surface extérieure 473 de guidage est raccordée à des bords transversaux avant 474 et arrière 475 séparés entre eux par une longueur sensiblement égale à la distance entre le milieu du premier évidement 45 et l'extrémité la plus éloignée du troisième évidemment 49.
  • Ainsi que représenté en traits pleins à la figure 11, la ou les pièce(s) 43 de coincement se trouvent contre la surface extérieure 473 de guidage au cours des courses C1 et C2. A la fin de la première course C1, la ou les pièce (s) 43 de coincement parviennent contre le bord transversal arrière 475. Puis, dans la première position de déclenchement représentée en traits interrompus à la figure 11, la ou les pièce(s) 43 de coincement, en passant de l'évidemment 46 dans le premier évidement 45, poussent longitudinalement et conjointement vers l'avant le bord transversal arrière 475 jusqu'à ce que le manchon 472 de guidage bute contre la moitié avant 491 de l'évidemment 49. Le processus est analogue pour la deuxième course C2 et la deuxième position de déclenchement
  • A la figure 12, sont prévus, entre l'organe mené 31 et la chemise 23, une ou plusieurs pièces 43 de coincement et un support 42 formés d'une seule pièce, comportant une ou plusieurs pattes 431, lesquelles sont espacées les unes des autres et sont reliées par l'arrière à une pièce 432 fixe par rapport au corps 2. Les logements 44 sont omis. A l'avant, chaque patte 431 est munie d'un mors 433 formant pièce 43 de coincement, comportant une partie extérieure 434 tournée vers la chemise 23 et de section longitudinale de forme complémentaire des deuxième et quatrième évidements 46, 50, et une partie intérieure 435 tournée vers la pièce 43 de guidage et de section longitudinale de forme complémentaire des premier et troisième évidements 45, 49.
  • Les évidements 45, 46, 49, 50 sont par exemple sous la forme de gorges à profil rectiligne ménagées respectivement dans la pièce 47 de guidage et dans la chemise 23, la paroi 231 étant d'une seule pièce avec la chemise 23. Des rampes complémentaires sont prévues sur les parties 434, 435 et dans les évidements 45, 46, 49, 50 pour permettre le blocage longitudinal de la chemise 23 ou de l'organe mené 31 par rapport aux pattes 431.
  • Les pattes 431 sont en un matériau présentant une certaine souplesse leur permettant de fléchir transversalement pour pouvoir passer d'un évidement 50, 46 à l'autre 45, 46 dans la première et la deuxième position de déclenchement et à se trouver dans l'évidement 46 ou 50, contre la pièce 47 de guidage et entre ses évidements 45 et 49 dans les courses C1 et C2.
  • La commande de passage de l'organe 21 d'actionnement dans la première ou la deuxième position de déclenchement est effectuée en commandant le dispositif d'entraînement 35 pour qu'il déplace l'écrou 32 jusqu'à des positions longitudinales correspondantes sur la tige filetée 33. Cette commande est effectuée par exemple en commandant des moyens d'alimentation en énergie du dispositif d'entraînement 35, non représentés et embarqués avec l'actionneur et/ou l'outil au fond du puits. Par exemple, ces moyens d'alimentation sont prévus sous la forme d'une batterie ou d'une pile électrique dont on commande la connexion au dispositif d'entraînement 35 pour faire tourner dans un sens ou dans un autre son arbre 34 lors de la course C1 ou C2. Les moyens d'alimentation peuvent être prévus de manière à pouvoir faire effectuer plusieurs courses C1 et C2 sans avoir à les recharger ou à les changer, ce qui confère à l'actionneur une plus grande autonomie. Le corps 2 d'actionneur comporte à son extrémité arrière une traversée étanche 81 permettant de relier électriquement le dispositif d'entraînement 35 à des moyens d'alimentation et de commande, prévus dans un boîtier fixé au corps 2 de l'actionneur ou prolongeant d'une seule pièce celui-ci. Le dispositif d'entraînement 35 comporte par exemple des moyens de comptage de tours de son arbre 34 et est par exemple un dispositif d'entraînement sans balais. L'alimentation électrique de l'actionneur peut en outre également être effectuée par câble relié en surface à une source électrique. La commande de l'actionneur peut également être préprogrammée en surface avant sa descente dans le puits. La connexion des moyens d'alimentation à l'actionneur provoque alors le déroulement du programme préenregistré dans l'actionneur.
  • Autour de la broche 22, devant un épaulement avant 23c de l'épaulement avant 23b de la chemise 23 et derrière l'extrémité avant du corps 2 sont prévus des moyens d'étanchéité 71 au fluide produit. Ces moyens 71 d'étanchéité sont par exemple prévus sous la forme d'un piston entourant la broche 22 dans le corps 2 et portant sur sa face périphérique extérieure tournée vers l'intérieur du boîtier 2 un premier joint 72 d'étanchéité et sur sa face intérieure tournée vers la broche 22 un deuxième joint 73 d'étanchéité. Le piston 71 est avantageusement monté coulissant par rapport à la broche 22 et au corps 2, afin d'équilibrer les différences de pression régnant de part et d'autre longitudinalement de celui-ci. Les joints 72 et 73 sont ainsi mieux préservés des différences de pression de part et d'autre longitudinalement.
  • L'espace intérieur du corps 2 situé derrière les moyens 71 d'étanchéité est rempli d'un fluide de fonctionnement, par exemple dans une large mesure incompressible dans les conditions de fonctionnement du puits. Ce fluide de fonctionnement est par exemple constitué d'une huile.
  • A la figure 13, le piston 8 de la vanne 6 est relié avec un débattement longitudinal à l'organe 18 de fixation selon les figures 4 à 10 ou selon les figures 3A à 3C. L'organe 18 de fixation comporte à son extrémité avant un épaulement 183 transversal inséré de manière coulissante longitudinalement dans un logement arrière 184 du piston 8, délimité par des butées avant 185 et arrière 186 de celui-ci, qui définissent entre elles un débattement longitudinal déterminé pour l'épaulement 183, inférieur à la longueur existant entre ses position d'ouverture et de fermeture.
  • Lorsque la vanne 6 est maintenue ouverte, l'épaulement 183 est maintenu par les organes 18, 19 et 21 contre la butée arrière 186, tandis que lorsque la vanne 6 est maintenue fermée ainsi que représenté à la figure 13, l'épaulement 183 est maintenu par les organes 18, 19 et 21 contre la butée avant 185. Lorsqu'il est ensuite passé à la fermeture ou à l'ouverture de la vanne 6 à partir de la position ouverte ou fermée, le débattement de l'épaulement 183 permet de le faire arriver avec une vitesse importante dans le sens correspondant contre la butée opposée 185 ou 186, exerçant ainsi un choc sur le piston 8, aidant à décoller ses joints 9,10 par rapport au corps 5.
  • Aux figures 14A à 14D, le piston 8 de la vanne 6 comporte un unique joint extérieur 10 avant et une chambre intérieure 111 centrale arrière pouvant communiquer d'une part par un conduit transversal 112 avec l'extérieur de sa paroi 11 de support et d'autre part par un conduit longitudinal 113 avec l'espace avant 14. En position de fermeture du piston 8 par rapport au trou 7, le conduit transversal 112 débouche dans le trou 7. Les conduits 112 et 113 ont une section de passage de fluide produit dans le puits, inférieure à celle du trou 7. La chambre 111 est en outre délimitée à l'arrière par un piston secondaire 114 monté coulissant longitudinalement et fixé à l'organe 18 devant l'épaulement 183.
  • Lorsqu'à la figure 14A, l'épaulement 183 est avancé contre la butée 185, le piston secondaire 114 obture par tout moyen d'étanchéité approprié la communication entre les conduits 112 et 113 par la chambre 111, tandis que lorsqu'aux figures 14B et 14C, l'épaulement 183 est reculé contre la butée 186, le piston secondaire 114 laisse communiquer les conduits 112 et 113 par la chambre 111, tout en empêchant du fluide de passer dans le logement 184 et l'actionneur. De cette manière, le mouvement d'ouverture du trou 7 par le piston 8 à la figure 14C est précédé de sa mise en communication avec les conduits 112 et 113 à la figure 14B, permettant à un petit débit de fluide produit de passer du puits dans l'espace avant 14 et diminuant les risques que la paroi du puits de production ne s'écroule à cause de l'aspiration de fluide à l'ouverture de la vanne, ce qui boucherait le puits. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour les puits faiblement consolidés.
  • A la figure 15, l'actionneur 1 suivant l'invention peut être intégré à un outil 201. Un tel outil 201 peut comporter, outre l'actionneur 1 et la vanne 6, une unité 204 comportant des capteurs de pression, de température, de débit et/ou d'autres paramètres sous l'actionneur 1 et des moyens d'enregistrement des informations de mesure produites par les capteurs. L'outil 201 comporte, reliés mécaniquement l'un à l'autre de haut en bas, un organe 207 de blocage par ancrage contre le conduit 203, comportant des joints 208 d'étanchéité au fluide produit contre le conduit 203, la vanne 6, l'actionneur 1, un centreur 209 éventuel à arceaux contre le conduit 203 et l'unité 204.

Claims (36)

  1. Actionneur rapide de vanne, comportant :
    - un corps (2) d'actionneur,
    - un organe (21) d'actionnement de vanne, mobile dans le corps (2) d'actionneur entre l'une et l'autre d'une position de fermeture de la vanne et d'une position d'ouverture de la vanne,
    caractérisé en ce que l'actionneur comporte en outre :
    - un dispositif (35) d'entraînement dans le corps (2) d'actionneur,
    - un organe mené (31) par le dispositif (35) d'entraînement par rapport au corps (2) d'actionneur, le dispositif (35) d'entraînement étant apte à faire passer l'organe mené (31) par une première course (C1) à une première position de déclenchement,
    - un moyen (51) de précontrainte de l'organe (21) d'actionnement par rapport à l'organe mené (31) pour exercer, lorsque l'organe mené (31) passe suivant la première course (C1) à sa première position de déclenchement, une force de répulsion entre ceux-ci, tendant à faire passer l'organe (21) d'actionnement au moins d'une première position déterminée parmi les positions d'ouverture et de fermeture de la vanne à la deuxième position déterminée parmi les positions d'ouverture et de fermeture de la vanne,
    - un moyen (41) de verrouillage et de déclenchement, fixe par rapport au corps (2) d'actionneur, coopérant avec l'organe mené (31) et l'organe d'actionnement (21) pour que :
    - dans la première course (C1), l'organe (21) d'actionnement soit fixe dans la première position déterminée par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement et que l'organe mené (31) soit mobile par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement,
    - lorsque l'organe mené (31) se trouve dans la première position de déclenchement, l'organe mené (31) soit fixe par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement et que l'organe (21) d'actionnement soit poussé par le moyen (51) de précontrainte par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement, de manière que l'organe (21) d'actionnement passe de la première position déterminée à la deuxième position déterminée.
  2. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (35) est apte à faire passer l'organe mené (31) par une deuxième course (C2) à une deuxième position de déclenchement, le moyen (41) de précontrainte étant apte à exercer, lorsque l'organe mené (31) passe suivant la deuxième course (C2) à sa deuxième position de déclenchement, une force de répulsion entre ceux-ci, tendant à faire passer l'organe (21) d'actionnement de la deuxième position déterminée à la première position déterminée, et le moyen (41) de verrouillage et de déclenchement est configuré pour coopérer avec l'organe mené (31) et l'organe (21) d'actionnement pour que :
    - dans la deuxième course (C2), l'organe (21) d'actionnement soit fixe dans la deuxième position déterminée par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement et que l'organe mené (31) soit mobile par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement,
    - lorsque l'organe mené (31) se trouve dans la deuxième position de déclenchement, l'organe mené (31) soit fixe par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement et que l'organe (21) d'actionnement soit poussé par le moyen (51) de précontrainte par rapport au moyen (41) de verrouillage et de déclenchement, de manière que l'organe (21) d'actionnement passe de la deuxième position déterminée à la première position déterminée.
  3. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la course (C1, C2) est longitudinale, l'organe (21) d'actionnement est mobile longitudinalement entre l'une et l'autre de la position de fermeture de la vanne et de la position d'ouverture de la vanne, l'organe mené (31) est mobile longitudinalement par rapport au corps (2) d'actionneur dans la course (C1, C2).
  4. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen (41) de verrouillage et de déclenchement comporte :
    - au moins une pièce (43) de coincement, mobile transversalement par rapport au corps (2) d'actionneur,
    - des premier et deuxième évidements (45, 46) de logement de la pièce (43) de coincement respectivement dans l'organe mené (31) et dans l'organe (21) d'actionnement, les premier et deuxième évidements (45, 46) étant décalés au moins longitudinalement dans la première course jusqu'à la première position de déclenchement, pour que la pièce (43) de coincement se trouve hors du premier évidement (45) de l'organe mené (31) et dans le deuxième évidement (46) de l'organe (21) d'actionnement, de manière à rendre solidaire longitudinalement l'organe (21) d'actionnement par rapport au support (42) et permettre le déplacement longitudinal de l'organe mené (31) par rapport au support (42), et les premier et deuxième évidements (45, 46) se trouvant face à face transversalement dans la première position de déclenchement, pour que la pièce (43) de coincement puisse passer hors du deuxième évidement (46) de l'organe (21) d'actionnement et dans le premier évidement (45) de l'organe mené (31), de manière à rendre solidaire longitudinalement l'organe mené (31) par rapport au support (42) et permettre le déplacement longitudinal de l'organe (21) d'actionnement par rapport au support (42).
  5. Actionneur rapide de vanne suivant les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le moyen (41) de verrouillage et de déclenchement comporte des troisième et quatrième évidements (49, 50) de logement de la pièce (43) de coincement respectivement dans l'organe mené (31) et dans l'organe (21) d'actionnement, le troisième évidemment étant à distance longitudinale du premier évidement (45), les troisième et quatrième évidements (49, 50) étant décalés au moins longitudinalement dans la deuxième course jusqu'à la deuxième position de déclenchement, pour que la pièce (43) de coincement se trouve hors du troisième évidement (49) de l'organe mené (31) et dans le quatrième évidement (50) de l'organe (21) d'actionnement, de manière à rendre solidaire longitudinalement l'organe (21) d'actionnement par rapport au support (42) et permettre le déplacement longitudinal de l'organe mené (31) par rapport au support (42), et les troisième et quatrième évidements (49, 50) se trouvant face à face transversalement dans la deuxième position de déclenchement, pour que la pièce (43) de coincement puisse passer hors du quatrième évidement (50) de l'organe (21) d'actionnement et dans le troisième évidement (49) de l'organe mené (31), de manière à rendre solidaire longitudinalement l'organe mené (31) par rapport au support (42) et permettre le déplacement longitudinal de l'organe (21) d'actionnement par rapport au support (42).
  6. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la pièce (43) de coincement est montée mobile transversalement de manière libre dans un support (42) fixe par rapport au corps (2) d'actionneur et prévu transversalement entre l'organe mené (31) et l'organe (21) d'actionnement.
  7. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce (43) de coincement est formée par une bille.
  8. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce (43) de coincement est formée par un rouleau.
  9. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'organe (31) mené comporte une pièce (47) de guidage fixe de la pièce (43) de coincement au cours de ladite course.
  10. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que la pièce (43) de coincement est formée par un mors (433) d'une patte (431) flexible transversalement et reliée, à distance longitudinale du mors (433), à une pièce (432) fixe par rapport au corps (2).
  11. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'organe (31) mené comporte une pièce (471) de support fixe, sur laquelle est monté mobile longitudinalement un manchon (472) de guidage de la pièce (43) de coincement au cours de ladite course, le manchon (472) de guidage étant apte à être poussé longitudinalement par la pièce (43) de coincement, lorsque la pièce (43) de coincement pénètre dans l'évidement (45, 46) de l'organe mené (31).
  12. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, caractérisé en ce qu'au moins un des évidements (46, 50) prévus dans l'organe (21) d'actionnement est ouvert vers l'extérieur pour permettre l'introduction de la pièce (43) de coincement dans le support (42).
  13. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première position correspond à la position d'ouverture de la vanne et la deuxième position correspond à la position de fermeture de la vanne.
  14. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la première position correspond à la position de fermeture de la vanne et la deuxième position correspond à la position d'ouverture de la vanne.
  15. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (41) de précontrainte est tel qu'il augmente la force de répulsion entre l'organe (21) d'actionnement et l'organe mené (31), lorsque l'organe mené (31) passe par sa course (C1, C2) à sa position de déclenchement, et qu'il exerce une force d'immobilisation de l'organe d'actionnement dans sa deuxième position déterminée.
  16. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, lorsqu'elle dépend au moins de la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe (21) d'actionnement comporte une broche (22) solidaire d'une chemise (23), l'organe mené (31) comporte une broche (39) mobile longitudinalement dans la chemise (23) et comportant au moins un premier poussoir (37) pour pousser longitudinalement le moyen (51) de précontrainte lorsque l'organe mené (31) passe par sa course (C1, C2) à la position de déclenchement, un deuxième poussoir (38) étant prévu entre le moyen (51) de précontrainte et la chemise (23).
  17. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la chemise (23) comporte des première et deuxième butées (63, 64) pour des première et deuxième entretoises (61, 62) montées mobiles entre le moyen (51) de précontrainte et respectivement les premier et deuxième poussoirs (37, 38), la chemise (23) comportant des premier et deuxième espaces supplémentaires (66, 65) de pénétration respectivement des premier et deuxième poussoirs (37, 38) lorsque l'organe mené (31) effectue la course (C1, C2) jusqu'à la position longitudinale associée de déclenchement.
  18. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (51) de précontrainte est formé par un ressort de compression entre l'organe (21) d'actionnement et l'organe mené (31).
  19. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 18 et l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que le ressort de compression est hélicoïdal et enroulé autour de la broche (39) de l'organe mené (31).
  20. Actionneur rapide de vanne suivant la revendications 14 et l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que le ressort de compression est à spires ondulées autour de la broche (39) de l'organe mené (31).
  21. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, lorsqu'elle dépend au moins de la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe mené (31) comporte un écrou (32) bloqué en rotation dans le corps (2) d'actionneur et coopérant avec une tige filetée (33) entraînée en rotation par le dispositif d'entraînement (35) pour déplacer longitudinalement l'organe mené (31).
  22. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, entre le boîtier (2) d'actionneur et l'organe (21) d'actionnement, des moyens (71) d'étanchéité du dispositif d'entraînement (35), de l'organe mené (35), du moyen (51) de précontrainte et du moyen (41) de verrouillage et de déclenchement vis-à-vis de l'extérieur.
  23. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 22, caractérisé en ce que les moyens (71) d'étanchéité comprennent un piston monté coulissant longitudinalement le long de l'organe (21) d'actionnement, le piston des moyens (71) d'étanchéité comportant des joints (72, 73) d'étanchéité appliqués respectivement contre l'intérieur du boîtier (2) d'actionneur et contre l'organe (21) d'actionnement.
  24. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 22 ou 23, caractérisé en ce que l'espace intérieur du corps (2) d'actionneur, situé derrière les moyens (71) d'étanchéité et contenant le dispositif d'entraînement (35), l'organe mené (31), le moyen (51) de précontrainte et le moyen (41) de verrouillage et de déclenchement, est rempli d'un fluide de fonctionnement.
  25. Actionneur rapide de vanne suivant la revendication 24, caractérisé en ce que le fluide de fonctionnement est constitué d'une huile lubrifiante.
  26. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (2) d'actionneur contient en outre une traversée étanche (81) pour relier électriquement le dispositif (35) d'entraînement à des moyens d'alimentation en énergie et de commande de celui-ci, embarqués avec l'actionneur.
  27. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (35) est un moto-réducteur.
  28. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement (35) comprend un moteur sans balais.
  29. Actionneur rapide de vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comprend une vis (33) à recirculation de rouleaux pour entraîner un écrou (32) de l'organe mené (31).
  30. Outil comportant une vanne, ayant une position de fermeture et une position d'ouverture, et un actionneur de la vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes.
  31. Outil suivant la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un capteur (204) de mesure et des moyens d'enregistrement des informations de mesure du capteur (204), l'actionneur (1) se trouvant longitudinalement entre la vanne (6) et ledit capteur (204).
  32. Outil suivant l'une quelconque des revendications 30 et 31, caractérisé en ce que la vanne comporte un piston (8), qui est monté mobile entre l'une et l'autre des positions de fermeture et d'ouverture d'au moins un trou (7) d'un corps (5) de vanne débouchant vers l'extérieur par rapport à un espace (14) de passage de fluide, et qui est relié à un organe (18) de fixation à un organe (19) correspondant de l'organe (21) d'actionnement
  33. Outil suivant la revendication 32, caractérisé en ce que l'organe (18) de fixation est formée par un filetage coopérant avec un filetage correspondant formant l'organe (19) correspondant de l'organe (21) d'actionnement.
  34. Outil suivant la revendication 32, caractérisé en ce que l'organe (19) correspondant de l'organe (21) d'actionnement est formé par une pince comportant plusieurs branches élastiques (191), qui sont aptes à prendre une position ouverte vers l'extérieur permettant l'insertion d'une pièce (181) d'accrochage formant organe (18) de fixation, lorsqu'elles se trouvent hors d'une paroi (502) de guidage prévue dans la vanne, et qui sont aptes à enserrer, lorsque, entre l'une et l'autre des positions de fermeture et d'ouverture, elles se trouvent contre la paroi (502) de guidage, la pièce (181) d'accrochage.
  35. Outil suivant l'une quelconque des revendications 32 à 34, caractérisé en ce que le piston (8) de la vanne (6) est relié à l'organe (18) de fixation avec un débattement longitudinal déterminé, inférieur à la longueur existant entre ses positions d'ouverture et de fermeture.
  36. Outil suivant l'une quelconque des revendications 32 à 35, caractérisé en ce que la vanne (6) comporte en outre un piston secondaire (114), qui est monté coulissant dans une chambre (111) du piston (8) comportant des moyens secondaires (112, 113) de communication de fluide entre le trou (7) et l'espace (14) de passage de fluide, qui est relié à l'organe (21) d'actionnement, qui obture la chambre (111) du piston (8) en position de fermeture, et qui est apte à faire communiquer, lors du passage de l'organe (21) d'actionnement de la position de fermeture à la position d'ouverture, le trou (7) avec l'espace (14) de passage de fluide par les moyens secondaires (112, 113) de communication.
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