EP1934426B1 - Under-reaming and stabilizing tool for use in a borehole and method for using same - Google Patents

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EP1934426B1
EP1934426B1 EP20050797916 EP05797916A EP1934426B1 EP 1934426 B1 EP1934426 B1 EP 1934426B1 EP 20050797916 EP20050797916 EP 20050797916 EP 05797916 A EP05797916 A EP 05797916A EP 1934426 B1 EP1934426 B1 EP 1934426B1
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EP
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Grant
Patent type
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drive tube
element
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wedge
tubular body
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EP20050797916
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Jean-Pierre Lassoie
Valérie SILLEN
Olivier Mageren
Philippe Fanuel
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Halliburton Energy Services NV
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Halliburton Energy Services NV
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/26Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • E21B10/322Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools cutter shifted by fluid pressure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
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    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/62Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable

Abstract

The invention concerns an under-reaming and stabilizing tool comprising a tubular body (1) having an axial cavity (2) open outwards by at least one radial guide channel (3), a blade element (5, 6) arranged radially mobile in each radial guide channel, and wedge means (17, 18) which through an axial displacement inside the tubular body, induce a radial movement of each blade element (5, 6) as well as a drive tube (11) which is mounted inside said axial cavity so as to produce therein axial movements, the wedge means being supported at the periphery of the drive tube so as to perform between them a relative sliding movement, stop means being capable of releasably locking the wedge element on the drive tube in a locking position wherein the drive tube can produce its axial movements driving with it the wedge element.

Description

  • La présente invention est relative à un outil d'élargissement et de stabilisation à mettre en oeuvre dans un trou de forage, comprenant The present invention relates to an expansion tool and stabilization to implement in a borehole, comprising
  • un corps tubulaire, à monter entre une première section d'un train de tiges et une deuxième section de celui-ci, ce corps tubulaire présentant une cavité axiale qui est ouverte vers l'extérieur par au moins un canal de guidage radial, a tubular body to be mounted between a first section of a drill string and a second section thereof, this tubular body having an axial cavity which is open towards the outside by at least one radial guidance channel,
    un élément de couteau agencé de manière radialement déplaçable dans chaque canal de guidage radial susdit, et a cutter element arranged radially displaceably in each radial guide channel aforesaid, and
    des moyens de coin qui, par un déplacement axial à l'intérieur du corps tubulaire, induisent un mouvement radial de chaque élément de couteau dans son canal de guidage. wedge means which, through an axial movement inside the tubular body, lead to radial motion of each cutter element in its guidance channel.
  • On connaît depuis longtemps de tels outils (voir par exemple long known of such tools (eg US-A-5.368.114 US Patent 5,368,114 , , US-B-6.189.631 US-B-6189631 , , US-B-6.615.933 US-B-6615933 et and US-A-2003/0155155 US-2003/0155155 ). ).
  • Il est devenu de plus en plus nécessaire, au cours de forages dans des formations géologiques dures et abrasives, de disposer d'outils d'élargissement pourvus de beaucoup d'éléments de couteaux, ayant la forme de bras volumineux. It has become increasingly necessary during drilling in hard and abrasive geological formations, to have enlargement equipped with many elements knives tools, in the form of bulky arms. Les bras élargisseurs sont donc de plus en plus allongés et riches en plaquettes de coupe. The flares arms are therefore increasingly elongated and rich in cutting inserts. Enfin, avantageusement les éléments de couteau en forme de bras élargisseurs, qui habituellement élargissent le trou de forage lors d'une descente de l'outil vers le bas, sont à présent pourvus de parties renforcées de dômes en diamant pour stabiliser l'outil pendant l'élargissement et de parties capables d'élargir le trou en remontant l'outil d'élargissement vers la surface. Finally, preferably the elements of knife-shaped spacers arm which usually extend the borehole during a descent of the tool toward the bottom, are now provided with reinforced diamond domes parts for stabilizing the tool during enlargement and parts able to enlarge the hole, up the expansion tool to the surface.
  • Les outils connus de la technique antérieure présentent malheureusement l'inconvénient d'être adéquats uniquement pour leur mise en oeuvre dans un type de formation géologique. The tools known from the prior art unfortunately have the disadvantage of being suitable only for their implementation in a type of geological formation. Lors d'un changement de formation géologique, l'outil d'élargissement doit être complètement remplacé, c'est-à-dire que tout l'outil doit être extrait du train de tiges et remplacé par un autre outil dont la configuration convient mieux pour l'élargissement du trou de forage dans la nouvelle formation géologique. During a change of geological formation, the expansion must be completely replaced tool is to say that all the tool must be extracted drill string and replaced with another tool configuration is more suitable for the enlargement of the borehole in the new geological formation. Il en est de même en cas d'usure ou de défaillance des éléments de couteau. It is the same in case of wear or failure of the cutter elements. Il en résulte un coût d'exploitation important. The result is a significant operating cost.
  • La présente invention a donc pour but de mettre au point un outil d'élargissement et de stabilisation tel qu'indiqué au début, qui permette une grande souplesse d'utilisation de l'outil en fonction des formations géologiques dans lesquelles il doit élargir un trou de forage et une grande facilité de remplacement des éléments de couteau après leur usure. The present invention therefore aims to develop a widening tool and stabilization as indicated at the beginning, which allows a great flexibility of use of the tool according to the geological formations in which it needs to expand a hole drilling and ease of replacement of the knife elements after wear.
  • On a résolu ce problème, suivant l'invention, par un outil d'élargissement et de stabilisation, tel qu'indiqué au début, qui comprend en outre We solved this problem according to the invention, by an expansion tool and stabilization, as indicated at the beginning, which further comprises
    un tube d'entraînement qui est monté à l'intérieur de ladite cavité axiale de manière à pouvoir y effectuer des déplacements axiaux, et qui présente un axe longitudinal, a drive tube that is mounted inside said axial cavity so as to be able to perform axial movements, and which has a longitudinal axis,
    comme moyens de coin, au moins un élément de coin par élément de couteau qui est supporté à la périphérie du tube d'entraînement, ledit au moins un élément de coin et le tube d'entraînement étant capables d'effectuer entre eux un mouvement de coulissement axial relatif le long de l'axe longitudinal, et as wedge means, at least one wedge element per cutter element which is supported at the periphery of the drive pipe, said at least one wedge element and the drive tube being capable of effecting between them a motion relative axial sliding along the longitudinal axis, and
    des moyens d'arrêt qui sont capables de bloquer de manière détachable ledit au moins un élément de coin sur le tube d'entraînement dans une position de blocage dans laquelle le tube d'entraînement peut effectuer ses déplacements axiaux susdits, et ledit au moins un élément de coin est entraîné par le tube d'entraînement dans ces déplacements axiaux. stop means which are capable of blocking detachably said at least one wedge element on the drive tube in a locking position in which the drive tube can make its aforementioned axial movements, and said at least one corner element is driven by the drive tube in the axial movements.
  • Cet outil permet donc de remplacer aisément les éléments de coin en les détachant du tube d'entraînement sur lequel ils sont supportés. This tool makes it possible to easily replace the corner elements by detaching the drive tube on which they are incurred. De ce fait il est possible sans difficulté de les remplacer par d'autres éléments de coin présentant une configuration différente. Therefore it is easily possible to replace them with other area elements having a different configuration. En face d'une formation géologique dure, on pourra prévoir des éléments de couteau qui réagissent de manière plus souple au cours de l'élargissement parce qu'ils reposent sur des éléments de coin à forte pente. In front of a geological formation lasts, we can provide cutter elements that react more flexibly during the expansion because they rely on corner elements steep. En face d'une formation géologique friable, on pourra prévoir, dans le même outil, des éléments de couteau réagissant de manière plus dure, car les éléments de coin seront alors prévus avec une pente plus faible. In front of a crumbly geological formation, it may be provided in the same tool, knife elements reacting more harshly, because the corner members will then be provided with a lower slope. Une telle transformation de l'outil demande donc uniquement le remplacement des éléments de coin et la substitution des éléments de couteau par d'autres adaptés à ces éléments de coin. Such a transformation of the tool therefore only request the replacement of wedge members and substitution of cutter elements by others adapted to these corner elements. On peut ainsi aussi prévoir dans les mêmes canaux de guidage radiaux, des éléments de couteau présentant des longueurs actives différentes, sans devoir changer d'outil. also thus may provide in the same radial guide channels of the cutter elements having different active lengths without having to change tools.
  • De plus, lors de l'apparition du phénomène d'usure des éléments de couteau, ceux-ci peuvent être rapidement remplacés, ainsi qu'il sera décrit de manière plus détaillée dans la suite. In addition, during the appearance of the wear phenomenon of knife elements, these can be quickly replaced, as will be described in more detail below.
  • Suivant une forme de réalisation de l'invention, le tube d'entraînement présente à sa périphérie des rainures longitudinales dans chacune desquelles au moins un élément de coin peut effectuer ledit mouvement de coulissement axial relatif, en étant retenu radialement à l'intérieur de cette rainure longitudinale. In one embodiment of the invention, the drive tube has at its periphery longitudinal grooves in each of which at least one wedge element can perform said relative axial sliding movement, being radially retained within this longitudinal groove.
  • Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens d'arrêt comprennent According to another embodiment of the invention, said stop means comprise
    une butée obturant chaque rainure longitudinale à une première extrémité axiale, et a sealing abutment each longitudinal groove at a first axial end and
    un élément de blocage amovible qui obture chaque rainure longitudinale à une deuxième extrémité axiale, opposée à la première, lorsque ledit au moins un élément de coin et ledit tube d'entraînement sont dans ladite position de blocage, et qui est entraîné par le tube d'entraînement pendant ses déplacements axiaux. a removable locking element that closes each longitudinal groove at a second axial end, opposite the first, when said at least one wedge member and said drive tube is in said locking position, and which is driven by the tube training during its axial movements. On obtient ainsi, rapidement et aisément, un maintien du tube d'entraînement dans l'outil de façon qu'il effectue uniquement un mouvement de coulissement à l'intérieur du tube central, sans rotation autour de son axe. Is thus obtained quickly and easily maintaining the drive tube in the tool so that it performs only a sliding motion within the central tube, without rotation about its axis.
  • Avantageusement, on a prévu, suivant l'invention, que ledit élément de blocage et le tube d'entraînement présentent des filets capables de coopérer pour leur fixation mutuelle dans une position d'obturation de ladite deuxième extrémité des rainures longitudinales. Advantageously, there is provided according to the invention, said blocking element and the drive tube have threads capable of cooperating for their mutual fixing in a position closing said second end of the longitudinal grooves. Dans cette position, au moins une partie de l'élément de coin est enfermée de manière totalement stationnaire dans sa rainure longitudinale correspondante fermée à ses deux extrémités. In this position, at least a portion of the wedge member is enclosed completely stationary in its corresponding longitudinal groove closed at both ends.
  • Suivant une forme perfectionnée de réalisation de l'invention, la surface interne inclinée de chaque élément de couteau et la surface externe inclinée de chaque élément de coin sur lequel est en appui l'élément de couteau sont pourvues de moyens de retenue mutuels en sens radial qui sont agencés de façon que l'élément de couteau en position haute dans son canal de guidage effectue une descente radiale vers une position basse par rétraction de la part des moyens de retenue dudit au moins un élément de coin pendant le déplacement axial de celui-ci. According to an improved embodiment of the invention, the inclined inner surface of each cutter element and the outer inclined surface of each wedge element on which bears the cutter element are provided with mutual holding means in the radial direction which are arranged so that the knife element in the high position in its guidance channel performs a radial descent towards a low position by retraction on the part of the retaining means of said at least one wedge element during the axial displacement of celui- this. La poussée des éléments de couteau radialement vers l'extérieur et la rétraction de ceux-ci à l'intérieur du corps tubulaire résultent donc uniquement d'une coopération entre éléments de coin et un élément de couteau correspondant, emprisonné dans un canal qui sert uniquement au guidage radial. The thrust radially knife elements outwardly and retraction thereof inside the tubular body thus resulting only cooperation between corner elements and a corresponding cutter element, trapped in a channel which is used only the radial guide. Il en résulte que quelle que soit la pente des surfaces coopérantes des éléments de coin et de l'élément de couteau, la longueur de ce dernier ou l'extension recherchée de celui-ci hors du corps de l'outil, le corps tubulaire reste le même et le tube d'entraînement aussi. As a result, regardless of the slope of the cooperating surfaces of the wedge elements and the cutter element, the length of the latter or the desired extension thereof outside the body of the tool, the tubular body remains the same and the drive tube also.
  • Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le tube d'entraînement comporte un piston qui sépare, dans le corps tubulaire, un premier tronçon dans lequel un fluide hydraulique est sous une pression intérieure et un deuxième tronçon qui est en communication avec l'extérieur par lesdits au moins un canal de guidage radiaux où sont logés lesdits au moins un élément de coin et leur élément de couteau correspondant. According to an advantageous embodiment of the invention, the drive tube comprises a piston that separates, in the tubular body, a first section in which a hydraulic fluid is under internal pressure and a second section which is in communication with outside through said at least one radial guide channel which houses said at least one wedge element and their corresponding cutter element. Par une simple différence de pression appliquée entre deux tronçons du corps tubulaire, il est possible d'entraîner longitudinalement les éléments de coin et de mettre en service les éléments de couteau pour un élargissement du trou et/ou une stabilisation de l'outil dans ce trou. By a simple pressure difference applied between the two sections of the tubular body, it is possible to drive longitudinally corner members and turn on the blade members to an enlargement of the hole and / or stabilization of the tool in this hole.
  • D'autres formes de réalisation de l'outil suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées. Other embodiments of the tool according to the invention are indicated in the appended claims.
  • La présente invention concerne également un procédé pour la mise en oeuvre d'un outil d'élargissement et de stabilisation à mettre en service dans un trou de forage. The present invention also relates to a method for the implementation of an expanding tool and stabilization to be operated in a borehole.
  • Le procédé suivant l'invention comprend The process of the invention comprises
    une introduction de chaque élément de couteau muni d'au moins un élément de coin d'une manière engagée dans un canal de guidage radial correspondant de la cavité axiale du corps tubulaire, an introduction of each cutter element equipped with at least one wedge member in a manner engaged in a radial guide channel corresponding to the axial cavity of the tubular body,
    une introduction du tube d'entraînement dans la cavité axiale du corps tubulaire, avec un coulissement relatif entre ce tube d'entraînement et ledit au moins un élément de coin radialement engagé, et an introduction of the drive tube into the axial cavity of the tubular body with a relative sliding between this drive pipe and said at least one radially engaged wedge element, and
    un blocage de manière détachable de chaque élément de coin sur le tube d'entraînement dans une position de blocage dans laquelle le tube d'entraînement peut effectuer des déplacements axiaux et ledit au moins un élément de coin est entraîné par le tube d'entraînement dans ces déplacements axiaux. a releasably locking each wedge element on the drive tube in a locking position in which the drive tube can make axial movements and the said at least one wedge element is driven by the drive tube in these axial movements.
  • Un tel procédé permet un montage et un démontage de l'outil particulièrement aisé et rapide. Such a method allows assembly and disassembly of the particularly simple and quick tool. Un simple blocage des éléments de coin sur le tube d'entraînement dans une position appropriée permet immédiatement la mise en service de l'outil. A simple locking wedge elements on the drive tube in proper position immediately allows the commissioning of the tool. Le tube d'entraînement peut effectuer uniquement un mouvement de coulissement axial, sans rotation autour de son axe. The drive tube may only perform an axial sliding movement, without rotation about its axis.
  • Suivant un mode de réalisation avantageux du procédé suivant l'invention, il comprend en outre, avant l'étape d'introduction de chaque élément de couteau, un agencement sur au moins une surface interne inclinée de chaque élément de couteau d'au moins un élément de coin présentant une surface externe inclinée de la même manière, de façon que ces éléments restent solidaires l'un de l'autre, pendant cette étape d'introduction, et, après l'étape de blocage susdit, éléments de couteau et éléments de coin sont désolidarisés de manière que chaque élément de couteau puisse glisser sur la surface inclinée dudit au moins un élément de coin correspondant. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it further comprises, before the step of introducing each blade element, an arrangement on at least one inclined internal surface of each cutter element of at least one wedge member having an inclined outer surface in the same manner, so that these elements remain integral with each other, during this feeding step, and after the aforementioned locking step, blade elements and elements corner are disconnected so that each blade element can slide over the inclined surface of said at least one corresponding wedge element. La désolidarisation entre les éléments de coin et les éléments de couteau peut se faire par exemple par le cisaillement, à partir d'une pression hydraulique seuil, de goupilles qui retiennent les éléments de couteau sur leurs éléments de coin, c'est-à-dire alors que l'outil d'élargissement est déjà descendu dans le trou de forage. The separation between the corner members and the blade members can be done for example by shearing, from a hydraulic pressure threshold, pins which retain the blade members on their corner elements, that is, say while the expansion tool is already lowered into the borehole.
  • D'autres modes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiqués dans les revendications annexées. Other embodiments of the process according to the invention are indicated in the appended claims.
  • D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés. Further details and features of the invention emerge from the description given below without limitation and with reference to the accompanying drawings.
    • La The figure 1 figure 1 représente une vue en perspective partiellement brisée d'un tube d'entraînement d'outil suivant l'invention qui est muni d'éléments de coin et d'éléments de couteau. shows a partially broken perspective view of a drive tube tool according to the invention which is provided with corner elements and cutter elements.
    • La The figure 2 Figure 2 représente une vue en perspective du tube d'entraînement. shows a perspective view of the drive tube.
    • Les The figures 3 à 6 Figures 3 to 6 représentent des étapes de montage de l'outil suivant l'invention. show steps of mounting the tool according to the invention.
    • La The figure 7 Figure 7 représente le même outil lorsque les éléments de couteaux sont en service. shows the same tool while the knife elements are in operation.
    • Les The figures 8 à 10 Figures 8 to 10 représentent une vue en coupe axiale d'une forme de réalisation d'outil suivant l'invention pourvu de part et d'autre d'éléments de jonction pour la fixation de l'outil dans le train de tiges. represent an axial section view of one embodiment of tool according to the invention provided on either side of connecting elements for fastening the tool in the drill string.
    • Les The figures 11 et 12 Figures 11 and 12 sont des vues en section transversale suivant la ligne XI-XI de la are views in cross-section according to line XI-XI of figure 9 Figure 9 et respectivement suivant la ligne XII-XII de cette figure. and respectively along the line XII-XII of this figure.
    • Les The figures 13 à 15 13 to 15 représentent chacune une vue en perspective partiellement brisée d'un dispositif d'activation de l'outil suivant l'invention dans trois positions différentes. each show a partially broken perspective view of an activation device of the tool according to the invention in three different positions.
    • Les The figures 16 et 17 Figures 16 and 17 représentent chacune une vue en perspective partiellement brisée d'un dispositif de capture du tube d'entraînement, dans deux positions différentes. each show a partially broken perspective view of a drive tube capture device, in two different positions.
    • La The figure 18 Figure 18 représente une vue en coupe axiale d'une variante de dispositif d'activation de l'outil suivant l'invention. shows an axial sectional view of a variant of the next tool activation device of the invention.
    • La The figure 19 Figure 19 représente une vue en perspective agrandie d'une forme de réalisation d'élément de coin. shows an enlarged perspective view of one embodiment of wedge member.
  • Ainsi qu'il est illustré en particulier sur la As illustrated in particular on the figure 3 Figure 3 , l'outil suivant l'invention comprend un corps tubulaire 1 qui est à monter entre deux sections d'un train de tiges non représenté. The tool according to the invention comprises a tubular body 1 which is to be mounted between two sections of a train of rods not shown. Ce corps tubulaire 1 présente une cavité axiale 2 qui est ouverte vers l'extérieur par trois canaux de guidage radiaux 3, dont seul un est visible sur cette figure. The tubular body 1 has an axial cavity 2 which is open outwardly with three radial guide channels 3, of which only one is visible in this figure. On pourrait bien sûr prévoir un autre nombre de canaux de guidage, selon les besoins. One could of course provide a different number of guide channels as necessary.
  • Dans chaque canal de guidage est agencé de manière radialement déplaçable un élément de couteau 5 et respectivement 6. Chaque élément de couteau comprend, comme illustré en détail sur la In each guide channel is arranged radially displaceable manner a knife element 5 respectively 6. Each cutter element comprises, as illustrated in detail in the figure 1 figure 1 , une surface extérieure munie de plaquettes de coupe qui présente une partie avant 7 inclinée vers l'avant (c'est-à-dire vers le bas sur la , An outer surface provided with cutting tips which has a front part 7 inclined toward the front (that is to say down on the figure 1 figure 1 ) par rapport à l'axe longitudinal 8, une partie centrale 9 sensiblement parallèle à l'axe 8 et une partie arrière 10 inclinée vers l'arrière par rapport à l'axe 8. La partie avant 7 est destinée à produire un élargissement du trou de forage au cours de sa descente, la partie centrale 9 à stabiliser l'outil par rapport au trou élargi et la partie arrière 10 à produire un élargissement du trou de forage lors d'une remontée du train de tiges. ) Relative to the longitudinal axis 8, a central portion 9 substantially parallel to the axis 8 and a rear part 10 inclined rearwards with respect to the axis 8. The front portion 7 is intended to produce a widening of borehole during its descent, the central portion 9 to stabilize the tool with respect to the enlarged bore and the rear part 10 to produce a widening of the borehole during a lift of the drill string.
  • L'outil suivant l'invention comprend également un tube d'entraînement 11 qui est monté à l'intérieur de la cavité axiale 2 de manière à pouvoir y effectuer des déplacements axiaux en fonction d'une pression hydraulique. The tool according to the invention also comprises a drive tube 11 which is mounted within the axial cavity 2 so as to be able to perform axial movements according to a hydraulic pressure.
  • Ainsi qu'il ressort en particulier de la As is apparent in particular from the figure 2 Figure 2 , le tube d'entraînement 11 présente lui aussi une cavité axiale 12 à travers laquelle peuvent circuler les boues de forage. , The drive tube 11 also presents an axial cavity 12 through which may circulate drilling muds. Le tube d'entraînement 11 comporte un piston 13 qui sépare, dans le corps tubulaire, un premier tronçon 14 (voir The drive tube 11 has a piston 13 which separates, in the tubular body, a first section 14 (see figure 8 Figure 8 ) ét un deuxième tronçon 15 (voir ) And a second section 15 (see figure 9 Figure 9 ). ). Dans le premier tronçon 14 peut pénétrer un fluide hydrauliquement sous pression, par exemple à partir de la cavité axiale 12 du tube d'entraînement en passant par des moyens de filtration formés par les perçages 16. Le deuxième tronçon 15 du corps tubulaire 1 est en communication avec l'extérieur par les canaux de guidage 3 où sont logés les éléments de couteau 5 et 6. In the first portion 14 can penetrate a hydraulically pressurized fluid, for example from the axial cavity 12 of the drive tube via the filtration means formed by the bores 16. The second section 15 of the tubular body 1 is communication with the outside through the guide channels 3 in which are housed the blade members 5 and 6.
  • L'outil suivant l'invention comprend en outre, dans l'exemple illustré, deux éléments de coin 17 et 18 par élément de couteau, ces éléments de coin étant supportés par le tube d'entraînement 11. On peut comprendre que l'on pourrait prévoir un seul élément de coin par élément de couteau ou plus de deux, en fonction des besoins. The tool according to the invention further comprises, in the example shown, two corner elements 17 and 18 by cutter element, these corner members being supported by the drive tube 11. It can be understood that one could provide a single corner member with knife element or more than two, depending on the needs. Sur la On the figure 19 Figure 19 on représente une variante de réalisation dans laquelle deux éléments de coin sont reliés l'un à l'autre de manière rigide. an alternative embodiment is shown wherein two wedge elements are connected to each other rigidly.
  • Chaque élément de couteau présente au moins une surface interne inclinée par rapport à l'axe longitudinal 8. Dans l'exemple de réalisation illustré il en présente deux 19 et 20. Chaque élément de coin présente une surface externe 21 inclinée de la même manière qui est en appui sur la surface interne 19 ou 20 de l'élément de couteau correspondant. Each cutter element has at least one internal surface inclined with respect to the longitudinal axis 8. In the embodiment shown it has two 19 and 20. Each wedge member has an outer surface 21 inclined in the same way that is supported on the inner surface 19 or 20 of the corresponding cutter element.
  • Dans l'exemple illustré sur la In the example shown in figure 12 Figure 12 , chaque élément de couteau 5 présente une section transversale en forme de U et donc chevauche l'élément de coin 17 ou 18 correspondant. , Each cutter element 5 has a cross-section U-shaped and thus overlaps the wedge member 17 or 18 corresponding. Les surfaces 19 ou 20 et 21 de ces éléments, qui sont en appui l'une sur l'autre, présentent des moyens de retenue mutuels en sens radial qui, dans l'exemple illustré, se présentent sous la forme d'une rainure en queue-d'aronde et d'une cannelure 38, de forme correspondante. The surfaces 19 or 20 and 21 of these elements, which rest one on the other, have mutual retaining means radially, which in the example illustrated, are in the form of a groove dovetail and a groove 38 of corresponding shape.
  • Par ailleurs, pour le montage, les éléments de coin sont fixés sur les éléments de couteau par des broches de cisaillement 22 qui retiennent les éléments de coin par rapport aux éléments de couteau dans la position illustrée sur les Moreover, for assembly, the corner elements are attached to the cutter elements by shear pins 22 that secure the wedge members relative to the cutter elements in the position illustrated in figure 3 à 6 FIG 3-6 . . Pour ce faire, ces broches sont introduites dans une perforation 37 prévue à cet effet dans l'élément de couteau et une perforation correspondante de l'élément de coin (voir To do this, these pins are inserted into a hole 37 provided for this purpose in the cutter element and a corresponding perforation of the wedge element (see figure 11 Figure 11 ). ).
  • Si l'on se reporte à la If we refer to the figure 2 Figure 2 , on peut voir que le tube d'entraînement 11 est pourvu à sa périphérie de rainures longitudinales 23 dans lesquelles les éléments de coin 17 et 18 peuvent effectuer un mouvement de coulissement axial relatif par rapport au tube d'entraînement 11, comme représenté sur les It can be seen that the drive tube 11 is provided at its periphery with longitudinal grooves 23 in which the corner elements 17 and 18 can perform axial sliding movement relative to the drive tube 11, as shown in figure 5 et 6 FIG 5 and 6 . .
  • Dans cet exemple de réalisation, les rainures sont limitées latéralement par des lèvres 24 dirigées l'une vers l'autre qui rétrécissent l'ouverture des rainures vers l'extérieur. In this embodiment, the grooves are laterally bounded by lips 24 directed towards one another which narrow the opening of the grooves outwardly. Dans une position centrale des rainures, ces lèvres sont supprimées en formant un évasement 25 qui permet une pénétration en sens radial d'au moins une partie de l'élément de coin correspondant. In a central position of the grooves, these lips are suppressed by forming a widening 25 which enables a penetration in the radial direction of at least a portion of the corresponding wedge member.
  • Les éléments de coin présentent dans cet exemple de réalisation une conformation avec saillies latérales qui peuvent être glissées en dessous des lèvres 24 susdites. The corner elements have in this embodiment a configuration with lateral projections which can be slid underneath the lips 24 aforesaid.
  • L'outil suivant l'invention comporte en outre des moyens d'arrêt qui sont capables de bloquer de manière détachable les éléments de coin 17, 18 sur le tube d'entraînement 11, en permettant les déplacements axiaux de celui-ci. The tool according to the invention further comprises stop means that are capable of detachably locking the corner elements 17, 18 on the drive tube 11, allowing the axial displacements thereof.
  • Les moyens d'arrêt comportent une butée 26 qui limite longitudinalement chaque rainure longitudinale 23. Dans l'exemple illustré, il s'agit d'une paroi qui termine la rainure du côté piston. The stop means comprise a stop 26 which limits longitudinally each longitudinal groove 23. In the illustrated example, there is a wall which terminates the groove on the piston side. Les moyens d'arrêt comportent également un manchon fileté 27 qui peut être vissé sur l'extrémité filetée 28 du tube d'entraînement. The stop means also comprise a threaded sleeve 27 which can be screwed onto the threaded end 28 of the drive tube. Après vissage le manchon fileté 27 ferme les rainures longitudinales 23 du côté opposé au piston. After screwing the threaded sleeve 27 close the longitudinal grooves 23 on the side opposite to the piston.
  • Après vissage, lors du coulissement axial du tube d'entraînement 11, celui-ci peut être amené de la position représentée sur la After screwing, on axial sliding of the drive tube 11, the latter can be brought from the position shown in figure 6 Figure 6 à la position représentée sur la to the position shown in figure 7 Figure 7 . . Il entraîne alors avec lui les éléments de coin qui sont emprisonnés dans la rainure longitudinale entre la butée 26 et le manchon fileté 27 ainsi que par les lèvres 24. Lors de leur mouvement, les éléments de coin induisent alors un mouvement radial de chaque élément de couteau 5, 6 dans son canal de guidage 3. En effet, les éléments de couteau sont bloqués contre tout déplacement axial par des parois avant 34 et arrière 35 de leur canal de guidage, et ils effectuent donc un mouvement d'ascension ou de descente dans celui-ci entre la position basse (retrait) illustrée sur la It then carries with it the corner elements that are trapped in the longitudinal groove between the abutment 26 and the threaded sleeve 27 and by the lips 24. During their movement, the corner elements then induce a radial movement of each element of knife 5, 6 in its guide channel 3. in fact, the blade members are secured against axial movement by front walls 34 and rear 35 of its guide channel and therefore they perform a movement of ascent or descent therein between the low position (withdrawal) illustrated in figure 6 Figure 6 et la position haute (expansion) illustrée sur la and the high position (expansion) illustrated in figure 7 Figure 7 . .
  • Avantageusement le piston 13 présente un passage sous la forme d'au moins un conduit de petit diamètre 36 (voir Advantageously, the piston 13 has a passage in the form of at least one duct of small diameter 36 (see figure 9 Figure 9 ) qui permet une communication entre le tronçon sous pression 14 (voir ) That permits communication between the pressure section 14 (see figure 8 Figure 8 ) du corps tubulaire et le tronçon 15 (voir ) Of the tubular body and the section 15 (see figure 9 Figure 9 ) qui est en communication avec l'extérieur. ) Which is in communication with the outside. L'étranglement réalisé par ce conduit 36 a pour effet une injection sous haute pression de jets de fluide hydraulique dans le tronçon 15. Ceci permet d'empêcher une pénétration dans l'outil de la boue de forage qui circule à l'extérieur du train de tiges et de nettoyer les éléments de coin, les éléments de couteau et les canaux de guidage radiaux. The throttling performed by the conduit 36 ​​has the effect of high pressure hydraulic fluid jets injected into the section 15. This allows to prevent penetration of the drilling mud tool that circulates outside the train rods and clean the corner elements, the cutter elements and the radial guide channels.
  • Le procédé pour la mise en oeuvre de l'outil suivant l'invention va à présent être décrit plus en détail ci-dessous. The method for implementing the tool according to the invention will now be described in more detail below.
  • Ainsi qu'il ressort de la As is clear from the figure 1 figure 1 , chaque élément de couteau 5 est muni, dans l'exemple illustré, de deux éléments de coin 17 et 18. Pour cela, les cannelures en queue-d'aronde 38 des éléments de coin (v. , Each cutter element 5 is provided, in the example illustrated, of two corner elements 17 and 18. For this, the grooves dovetail 38 of the corner elements (v. figure 12 Figure 12 ) sont glissées à l'intérieur des rainures en queue-d'aronde correspondantes de l'élément de couteau, jusque dans la position illustrée sur la ) Are slid within the corresponding dovetail grooves of the cutter element, into the position illustrated in figure 1 figure 1 . . Puis, chaque élément de coin est fixé à son élément de couteau par une goupille de cisaillement 22 qui traverse chaque élément de coin et au moins un orifice 37 prévu dans l'élément de couteau (voir Then each wedge member is secured to the knife element by a shear pin 22 which passes through each wedge member and at least one orifice 37 provided in the cutter element (see figure 11 Figure 11 ). ). De cette manière, les éléments de coin et l'élément de couteau restent solidaires pendant les opérations de montage. In this way, the corner elements and cutter element remain secured during assembly operations.
  • L'élément de couteau 5 muni de ses deux éléments de coin est alors introduit axialement ou, comme illustré à la The knife element 5 provided with two corner members is then introduced axially or, as shown in figure 3 Figure 3 , radialement en oblique à l'intérieur de la cavité 2 du corps tubulaire 1 dans le sens de la flèche F1. Radially obliquely inside the cavity 2 of the tubular body 1 in the direction of the arrow F1. Lorsque l'élément de couteau 5 se présente en face du canal de guidage radial 3 qui lui correspond, il est tiré radialement vers l'extérieur dans le sens de la flèche F2 (v. When the cutter element 5 is in opposite radial guide channel 3 corresponding thereto, it is pulled radially outwards in the direction of arrow F2 (v. figure 4 Figure 4 ) et cela manuellement ou à l'aide d'une machine, et il est maintenu dans cette position engagée. ) And it manually or with a machine, and it is held in this engaged position.
  • Avantageusement, le manchon fileté 27, muni d'un joint d'étanchéité 29 dans lequel il est capable de coulisser, est introduit par le bas dans la cavité axiale 2. Le joint est maintenu en position entre l'extrémité filetée du manchon 27 et un ressort de rappel non représenté. Advantageously, the threaded sleeve 27, provided with a seal 29 in which it is slidable, is introduced from below into the axial cavity 2. The gasket is held in position between the threaded end of the sleeve 27 and a not shown return spring.
  • L'étape suivante est aussi illustrée sur la The next step is illustrated in figure 4 Figure 4 . . Le tube d'entraînement 11 est introduit dans le sens de la flèche F3 dans la cavité axiale 2 du corps tubulaire 1. The drive tube 11 is introduced in the direction of the arrow F3 in the axial cavity 2 of the tubular body 1.
  • Lorsque l'évasement 25 des rainures longitudinales 23 du tube d'entraînement 11 parviennent en face des éléments de coin 17 (voir When the flare 25 of the longitudinal grooves 23 of the drive tube 11 reaching in front of the corner elements 17 (see figure 4 Figure 4 ), les éléments de coin 18 sont situés en face de l'extrémité filetée 28 du tube d'entraînement. ), The corner elements 18 are located opposite the threaded end 28 of the drive tube.
  • Les éléments de couteau sont alors, comme illustré sur le knife elements are then, as shown in figure 5 Figure 5 , enfoncés dans le sens de la flèche F4 dans leur canal de guidage. , Driven in the direction of arrow F4 in their guide channel. Les éléments de coin 17 pénètrent radialement dans les rainures longitudinales, par les évasements 25, et les éléments de coin 18 présentent leurs saillies latérales en position pour pouvoir passer en dessous des lèvres 24 des rainures longitudinales 23. The corner elements 17 penetrate radially into the longitudinal grooves, by the flares 25 and the corner members 18 have their lateral projections in position to pass beneath the lip 24 of the longitudinal grooves 23.
  • La The figure 6 Figure 6 illustre un coulissement relatif entre le tube d'entraînement 11 et les éléments de coin 17 et 18. Le tube d'entraînement s'enfonce partiellement dans le manchon fileté 27. Les éléments de coin 17 pénètrent dans la partie haute des rainures longitudinales qui sont dépourvues d'évasement et les éléments de coin 18 pénètrent dans la partie basse de ces rainures. illustrates a relative sliding between the drive tube 11 and corner elements 17 and 18. The drive tube penetrates partially into the threaded sleeve 27. The corner members 17 enter the upper part of the longitudinal grooves which are without flaring and corner elements 18 penetrate the bottom of these grooves.
  • Le manchon fileté 27 est alors vissé par le bas. The threaded sleeve 27 is then screwed down. En position de vissage, les éléments de coin 17, 18 sont emprisonnés dans les rainures longitudinales 23 entre les butées 26 et le manchon fileté 27, et elles sont immobilisées radialement par les lèvres 24. Threadably position, corner elements 17, 18 are trapped in the longitudinal grooves 23 between the abutments 26 and the threaded sleeve 27, and are locked radially by the lips 24.
  • Dans cette position, il n'y a plus de coulissement axial relatif entre les éléments de coin et le tube d'entraînement. In this position, there is no axial relative sliding between the wedge members and the drive tube. Celui-ci entraîne les éléments de coin dans ses déplacements axiaux. This causes the corner elements in its axial movements.
  • La The figure 7 Figure 7 illustre un déplacement axial vers le bas du tube d'entraînement 11. Les éléments de couteau 5, 6 ont glissé sur la pente des éléments de coin 17, 18 jusque dans la position expansée, illustrée. illustrates an axial downward movement of the drive tube 11. The blade members 5, 6 have slipped down the slope area 17 of the elements 18 into the expanded position illustrated.
  • Comme on peut le constater le montage et bien sûr le démontage également de l'outil sont très simples et rapides. As can be seen the assembly and disassembly of course also of the tool are very simple and quick. Les éléments de couteau peuvent aisément être remplacés par des nouveaux et d'autres modèles de couteau peuvent être introduits dans l'outil, sans devoir remplacer l'outil lui-même. knife elements can easily be replaced with new knife and other models may be introduced into the tool, without having to replace the tool itself.
  • L'outil suivant l'invention comporte également un dispositif d'activation qui est capable de maintenir axialement le tube d'entraînement 11 dans sa position initiale représentée sur les The tool according to the invention also comprises an activation device which is capable of axially supporting the drive tube 11 in its initial position shown in figures 8 figures 8 , , 9 9 et and 10 10 . . C'est dans cette position de retrait des éléments de couteau que l'outil est descendu dans le trou de forage. It is in this retracted position of the blade members that the tool is lowered into the borehole.
  • Dans l'exemple illustré sur les In the example shown in figures 8 à 10 Figures 8 to 10 , ce dispositif d'activation comprend une goupille de cisaillement 39 qui traverse un orifice 40 prévu dans le corps tubulaire en pénétrant dans un trou borgne prévu sur un tube de prolongement 41 appliqué contre le manchon 27 vissé au tube d'entraînement 11. Lorsque la pression hydraulique appliquée sur le piston 13 est inférieure à un seuil déterminé, la goupille empêche tout déplacement axial du tube de prolongement 41. Lorsque ce seuil est dépassé, la goupille 39 est cisaillée, et le tube d'entraînement peut coulisser dans le corps tubulaire 1. , This activation device comprises a shear pin 39 which passes through a hole 40 provided in the tubular body by penetrating into a blind hole provided on an extension of tube 41 bears against the sleeve 27 screwed to the drive tube 11. When the hydraulic pressure applied to the piston 13 is less than a determined threshold, the pin prevents axial movement of the extension tube 41. When this threshold is exceeded, the pin 39 is sheared, and the drive tube is slidable in the tubular body 1.
  • Comme on peut le voir en particulier sur les As can be seen especially on figures 9 figures 9 et and 10 10 , l'outil suivant l'invention est aussi muni, dans l'exemple illustré, d'un ressort de rappel 42 qui prend appui d'une part sur le tube de prolongement 41 et d'autre part sur un élément de jonction 43, fixé sur le corps tubulaire 1 et permettant d'insérer celui-ci dans le train de tiges. The tool according to the invention is also provided, in the example illustrated, a return spring 42 which bears on the one hand on the extension tube 41 and secondly to a connecting element 43, fixed on the tubular body 1 and to insert it in the drill string. Lorsque, sous l'action de la pression, le tube d'entraînement 11 est déplacé, le ressort de rappel est comprimé,. When, under the action of the pressure, the drive tube 11 is moved, the return spring is compressed ,. Lorsque la pression diminue, le tube d'entraînement 11 est rappelé vers sa position initiale illustrée sur les When the pressure decreases, the drive tube 11 is returned to its initial position illustrated in figures 8 à 10 Figures 8 to 10 . .
  • Suivant un autre exemple de réalisation illustré sur les In another embodiment shown in figures 13 à 15 13 to 15 , le dispositif d'activation comprend, à l'extrémité du tube de prolongement 41, une douille 44 qui enveloppe cette extrémité. , The activation device comprises, at the end of the extension tube 41, a sleeve 44 that surrounds this end. Le tube de prolongement est pourvu à son extrémité inférieure de plusieurs trous latéraux 45. La douille 44 est prévue de manière à pouvoir coulisser à l'intérieur d'un manchon 46 qui est incorporé de manière fixe dans l'élément de jonction 43. Une goupille de cisaillement 47 retient en place la douille 44 par-dessus l'extrémité du tube de prolongement 41, dans la position initiale du tube d'entraînement et la douille 44 empêche tout déplacement axial du tube de prolongement 41 et donc du tube d'entraînement 11. Les boues de forage passent à travers le tube d'entraînement 11, le manchon fileté 27, le tube de prolongement 41 et le manchon 46 et rejoignent ensuite le train de tiges. The extension tube is provided at its lower end to several lateral holes 45. The sleeve 44 is provided so as to be slidable within a sleeve 46 which is fixedly incorporated in the connecting element 43. A shear pin 47 holds the sleeve 44 in place over the end of the extension tube 41, in the initial position of the drive tube and the sleeve 44 prevents axial displacement of the extension pipe 41 and therefore of the tube drive 11. the drilling mud pass through the drive tube 11, the threaded sleeve 27, the extension tube 41 and the sleeve 46 and then reaches the drill string.
  • On peut alors lancer à partir de la surface une bille d'activation 48 qui vient se loger contre un rétrécissement terminal 49 du tube de prolongement 41. L'application de cette bille comme représenté sur la It is then possible to start from the surface of an activation ball 48 which is received against a terminal narrowing 49 of the extension tube 41. The application of the ball as shown in figure 14 Figure 14 a pour effet, d'une part, un choc mécanique sur la goupille de cisaillement 47, et, d'autre part, une obturation du passage axial des boues, et donc une augmentation énorme de la pression exercée sur le piston 13 du tube d'entraînement 11. Il en résulte immédiatement un cisaillement de la goupille 47, comme représenté sur la has the effect, firstly, a mechanical shock on the shear pin 47, and, secondly, a closure of the axial passage of the sludge, and therefore a tremendous increase in the pressure exerted on the piston 13 of the tube drive 11. the immediate result of the shear pin 47, as shown in figure 14 Figure 14 , et un coulissement vers le bas du tube d'entraînement. And a downward sliding of the drive tube. Par la pression créée à l'intérieur de l'espace situé en amont de la douille 44, celle-ci est projetée vers le bas jusque dans la position illustrée sur la By the pressure created within the space upstream of the sleeve 44, it is projected downwardly into the position illustrated in figure 14 Figure 14 où elle est immobilisée par une butée 50. Le coulissement du tube d'entraînement 11 et donc du manchon fileté 27 et du tube de prolongement 41 est arrêté avant que le tube de prolongement 41 n'atteigne la douille 44 dans sa position immobilisée. where it is immobilized by a stop 50. The sliding of the drive tube 11 and therefore of the threaded sleeve 27 and the extension tube 41 is stopped before the extension tube 41 reaches the sleeve 44 in its immobilized position. Par conséquent, la circulation des boues est alors rétablie par l'intermédiaire des trous latéraux 45. Dans cette position, illustrée sur la Therefore, the circulation of the sludge is then reestablished through the lateral holes 45. In this position, illustrated in figure 14 Figure 14 , le tube d'entraînement 11 est libéré et peut développer ses mouvements de coulissement axiaux. , The drive tube 11 is released and can develop its axial sliding movements. Lorsque la pression hydraulique diminue, le ressort de rappel 42 ramène le tube d'entraînement vers sa position initiale, comme représenté par exemple sur la When the hydraulic pressure decreases, the return spring 42 returns the drive tube to its initial position, as shown for example on the figure 15 Figure 15 . .
  • Suivant encore une autre forme de réalisation de l'invention on pourrait imaginer un élément de verrou, usuel en soi, qui maintient axialement le tube d'entraînement 11 dans le corps tubulaire 1 en position initiale. In yet another embodiment of the invention one could imagine a latch member, conventional per se, which axially holds the drive tube 11 in the tubular body 1 in the initial position.
  • Une commande électrique connue en soi est par exemple située en surface et, comme illustré sur la An electrical control known per se is for example located at the surface and, as illustrated in figure 18 Figure 18 , connectée au verrou 70 par l'intermédiaire d'un dispositif électronique 71, qui peut être commandé par pulsations de fluide. , Connected to the latch 70 via an electronic device 71 which can be controlled by fluid pulse. Le dispositif électronique peut alors à son tour commander un déplacement du verrou par un activateur de verrou 72, et cela dans une position d'ouverture dans laquelle il libère le tube d'entraînement. The electronic device may then in turn controlling movement of the bolt by a bolt activator 72, and that in an open position in which it releases the drive tube.
  • L'outil suivant l'invention peut aussi avantageusement être pourvu d'un dispositif de capture du tube d'entraînement. The tool according to the invention can also advantageously be provided with a capturing device of the drive tube. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les In the embodiment shown in figures 16 et 17 Figures 16 and 17 , le tube d'entraînement 11 est pourvu d'une allonge tubulaire 51 fixée sur lui. , The drive tube 11 is provided with a tubular stretches 51 affixed thereto. Cette allonge 51 est entourée d'un manchon 52 capable de coulisser par-dessus ladite allonge 51 et à l'intérieur de deux douilles successives 53 et 54 reliées entre elles de manière fixe. This lengthens 51 is surrounded by a sleeve 52 capable of sliding over said stretches 51 and within two successive sleeves 53 and 54 interconnected fixedly. Ces douilles 53 et 54 sont elles-mêmes encastrées de manière stationnaire à l'intérieur d'un élément de jonction 57 relié de manière fixe au corps tubulaire 1 pour permettre son insertion dans un train de tiges. These bushings 53 and 54 are themselves embedded in a stationary manner inside a connecting element 57 fixedly connected to the tubular body 1 to permit its insertion in a drill string.
  • Un premier collier de serrage élastique 55 est logé dans une rainure interne 58 du manchon 52 et peut donc coulisser avec lui sur l'allonge 51. Un second collier de serrage élastique 59 est logé dans une rainure interne 60 formée entre les deux douilles 53 et 54, de manière à pouvoir coulisser sur le manchon 52. A first elastic clamping collar 55 is accommodated in an internal groove 58 of the sleeve 52 and can therefore slide with him on the extension 51. A second elastic clamp 59 is housed in an internal groove 60 formed between the two bushings 53 and 54, so as to be slidable on the sleeve 52.
  • Dans la position initiale du tube d'entraînement 11 ainsi que pendant la mise en service de l'outil le manchon 52 est maintenu axialement à l'intérieur de la douille fixe 53 par une goupille de cisaillement 61. Les boues passent à l'intérieur du manchon 52, puis de l'allonge 51 et enfin du tube d'entraînement 11. In the initial position of the drive tube 11 and during the commissioning of the tool sleeve 52 is held axially inside the fixed sleeve 53 by a shear pin 61. The sludge pass inside the sleeve 52, then the extension 51 and finally the drive tube 11.
  • Lorsque le fonctionnement de l'outil doit être arrêté, par exemple pour être remonté à la surface, une seconde bille 62 de diamètre supérieur à celui du manchon 52 est envoyée dans le train de tiges. When operation of the tool must be stopped, for example, be brought to the surface, a second ball 62 of diameter greater than that of the sleeve 52 is sent in the drill string. Elle vient s'appliquer à l'entrée du manchon 52 en bouchant le passage. It is applied to the input sleeve 52 by stopping the passage. Par le choc mécanique de la bille et l'augmentation immédiate et forte de la pression, la goupille 61 est cisaillée et le manchon 52 peut effectuer un coulissement vers l'aval. For the mechanical impact of the ball and the immediate increase and high pressure, the pin 61 is sheared and the sleeve 52 can make sliding downstream.
  • Lors de ce coulissement, une rainure périphérique 64 du manchon 52 vient se placer en face du second collier de serrage élastique 59 et ce dernier vient s'y loger, en solidarisant ainsi le manchon 52 et les douilles fixes 53 et 54, et donc l'élément de jonction 57 du corps tubulaire 1. Ensuite, lorsqu'on diminue la pression, le premier collier de serrage élastique 55 vient se loger dans une rainure périphérique 63 prévue entre l'allonge 51 et le tube d'entraînement 11, qui est remonté dans sa position initiale, ce qui solidarise ceux-ci avec le manchon 52. Dans cette position, le tube d'entraînement est capturé par le corps tubulaire 1 et il ne peut plus bouger. During this sliding, a peripheral sleeve 64 of the groove 52 is placed in front of the second elastic clamping collar 59 and the latter is housed therein, thereby solidarisant the sleeve 52 and fixed bushings 53 and 54, and thus the 'connecting element 57 of the tubular body 1. Then, when the pressure decreases, the first elastic clamping collar 55 is received in a peripheral groove 63 provided between the extension 51 and the drive tube 11, which is reassembled to its initial position, which secures the latter with the sleeve 52. in this position, the drive tube is captured by the tubular body 1 and it can not move. Comme l'extrémité amont du manchon 52 est pourvue de trous latéraux 66, les boues peuvent, dans cette position de capture, continuer à circuler en passant latéralement autour de la bille 62 dans un espace 67 ménagé entre la douille 53 et le manchon 52, puis dans les trous latéraux 66 et enfin dans le manchon 52. As the upstream end of sleeve 52 is provided with lateral holes 66, the sludge can, in the capture position, continue to circulate passing laterally around the ball 62 in a space 67 formed between the sleeve 53 and the sleeve 52, then into the side holes 66 and finally into the sleeve 52.
  • Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées. It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiments described above and that many modifications can be made without departing from the scope of the appended claims.
  • On peut aussi envisager que le piston d'entraînement soit entraîné dans ses déplacements axiaux par des moyens totalement ou partiellement mécaniques situés par exemple au-dessus de l'outil. It is also conceivable that the driving piston is driven in its axial movements by means totally or partially mechanical located for example above the tool.
  • On peut enfin prévoir que l'outil comprenne un verrou qui, dans une position de fermeture, maintient axialement le dispositif de capture dans une position non activée et un organe de commande électrique, connecté au verrou et capable de commander un déplacement du verrou dans une position d'ouverture dans laquelle le dispositif de capture est déplacé dans sa position de capture. Finally, one can provide that the tool comprises a bolt which, in a closed position, axially holds the capture device in a non-activated position and an electric control member, connected to the bolt and capable of controlling a lock of the movement in a open position wherein the capture device is moved into its catch position.
  • On peut aussi envisager, comme représenté sur la It is also possible, as shown in figure 19 Figure 19 que, pour chaque élément de couteau 5, il y ait plusieurs éléments de coin, par exemple deux éléments de coin 80 et 81 qui sont reliés l'un à l'autre de manière rigide par exemple par une entretoise 82. that for each knife element 5, there is a plurality of wedge members, for example two wedge elements 80 and 81 which are connected to one another rigidly, for example by a spacer 82.
  • Cette forme de réalisation offre l'avantage d'une excellente résistance au basculement des éléments de coin dans les rainures et donc d'éviter tout coinçage intempestif des éléments de coin. This embodiment has the advantage of excellent resistance to tipping corner elements in the grooves and thus prevent unwanted jamming corner elements.

Claims (23)

  1. Underreaming and stabilisation tool to be used in a borehole, comprising
    a tubular body (1) to be mounted between a first section of a string and a second section thereof, this tubular body having an axial cavity (2) that is open towards the outside through at least one radial guide channel (3),
    a blade element(5, 6) arranged so as to be radially movable in each aforementioned radial guide channel (3), and
    wedge means that, through an axial movement inside the tubular body, cause a radial movement of each blade element in its guide channel,
    characterised in that it also comprises
    a drive tube (11) that is mounted inside the said axial cavity (2) so as to be able to make axial movements therein and that has a longitudinal axis (8),
    as wedge means, at least one wedge element (17, 18) per blade element (5, 6) that is supported at the periphery of the drive tube (11), the said at least one wedge element and the drive tube being capable of effecting between them a relative axial sliding movement along the longitudinal axis (8), and
    stop means that are capable of detachably locking the said at least one wedge element on the drive tube (11) in a locking position in which the drive tube can make its aforementioned axial movements, and the said at least one wedge element is driven by the drive tube (11) in these axial movements.
  2. Tool according to claim 1, characterised in that the drive tube (11) has at its periphery
    longitudinal grooves (23) in each of which at least one wedge element (17, 18) can make the said relative axial sliding movement, while being held radially inside this longitudinal groove.
  3. Tool according to claim 2, characterised in that the said stop means comprise a stop closing each longitudinal groove at a first axial end, and
    a removable locking element that closes each longitudinal groove at a second axial end, opposite to the first, when the said at least one wedge element and the drive tube are in the said locking position, and which is driven by the drive tube during its axial movements.
  4. Tool according to claim 3, characterised in that the said locking element is the drive tube having threads capable of cooperating for their mutual fixing in a position of closure of the said second end of the longitudinal grooves.
  5. Tool according to any one of claims 1 to 4, characterised in that each blade element (5, 6) has at least one internal surface (19, 20) inclined with respect to the longitudinal axis (8) of the drive tube, and in that each wedge element (17, 18) has an external surface (21) that is inclined in the same way with respect to the said longitudinal axis and on which one of the said at least one inclined surface of a blade element is in abutment, in that each blade element is locked against any axial movement by front and rear walls (34, 35) of its guide channel (3) and in that, when the said at least one wedge element is driven axially by the drive tube, the corresponding blade element makes a rising or descending movement in its radial guide channel, sliding over the inclined surface of the said at least one wedge element, the blade element projecting out of the tubular body in the high position.
  6. Tool according to claim 5, characterised in that the said at least one inclined internal surface (19, 20) of each blade element and the said inclined external surface (21) of each wedge element on which the main element is in abutment are provided with means (38) of mutual holding in the radial direction that are arranged so that the blade element in the high position in its guide channel makes a radial descent towards a low position by retraction on the part of the means of holding the said at least one wedge element during the axial movement thereof.
  7. Tool according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the drive tube (11) comprises a piston (13) that separates, in the tubular body, a first portion (14) in which a hydraulic fluid is situated at an internal pressure and a second portion (15) that is in communication with the outside through the said at least one radial guide channel (3) where the said at least one wedge element and their corresponding blade element are housed.
  8. Tool according to claim 7, characterised in that it also comprises, at each blade element, at least one pin (22) that temporarily connects the latter to at least one wedge element by preventing any movement of one with respect to the other, when the internal hydraulic pressure is below a given threshold, and that is sheared when this hydraulic pressure is above this threshold.
  9. Tool according to any one of claims 1 to 8, characterised in that each blade element is supported by at least two wedge elements (17, 18).
  10. Tool according to claim 9, characterised in that the wedge elements supporting one and the same blade element are connected to each other rigidly.
  11. Tool according to any one of claims 1 to 10, characterised in that each blade element comprises an external surface provided with cutting tips that has a front part (7) inclined towards the front with respect to the said longitudinal axis (8) and intended to produce a widening of the drilling hole, a central part (9) substantially parallel to the longitudinal axis and intended to stabilise the tool with respect to the widened hole, and a rear part (10) inclined towards the rear with respect to the longitudinal axis and intended to produce a widening of the drilling hole when the string rises again.
  12. Tool according to any one of claims 7 to 11, characterised in that it comprises a communication between the drive tube (11) through which a hydraulic fluid passes under pressure and the said first portion (14) and at least one throttled passage (36) through the said piston (13) allowing an injection into the said second portion (15) of jets of hydraulic fluid preventing entry, into the said second portion, of a drilling fluid situated outside the tubular body (1).
  13. Tool according to claim 12, characterised in that the said communication between the drive tube (11) and the said first portion (14) comprises means of filtering the fluid (16).
  14. Tool according to any one of claims 1 to 13, characterised in that it comprises
    an activation device that holds the drive tube axially inside the tubular body (1) in an initial position, in which the said at least one wedge element (17, 18) and each blade element are situated in a low position of the blade element in its guide channel (3), and that is capable of releasing the drive tube (11) at an appropriate moment, thus enabling it to make the said axial movements according to a hydraulic fluid pressure, and
    at least one return spring (42) that opposes these axial movements and returns the drive tube to its initial position when the hydraulic pressure decreases.
  15. Tool according to claim 14, characterised in that the activation device comprises at least one shear pin (39, 47) which, when the hydraulic pressure is less than a given threshold, holds the drive tube axially inside the tubular body in the said initial position, and which, when the hydraulic pressure is above this threshold, is sheared, thus allowing an axial movement of the drive tube in the tubular body, and simultaneously a radial rising of each blade element in this guide channel.
  16. Tool according to claim 14, characterised in that the activation device also comprises
    a bolt which, in a closure position, holds the drive tube axially inside the tubular body in the said initial position, and
    an electronic control device, connected to the bolt and capable of controlling a movement of the bolt in an opening position in which it releases the drive tube.
  17. Tool according to one of claims 14 to 16, characterised in that it also comprises, inside the tubular body (1), a capture device that can be activated in a capture position in which the drive tube (11) is captured by this device when, under the action of the return spring (42) it regains its initial position.
  18. Method for using a tool according to any one claims 1 to 17, characterised in that it comprises
    an introduction of each blade element provided with at least one wedge element so as to be engaged in a corresponding radial guide channel in the axial cavity of the tubular body,
    introduction of the drive tube into the axial cavity of the tubular body with a relative sliding between this drive tube and the said at least one radially engaged wedge element, and
    detachable locking of each wedge element on the drive tube in a locking position in which the drive tube can make axial movements and the said at least one wedge element is driven by the drive tube in these axial movements.
  19. Method according to claim 18, characterised in that it also comprises, before the step of introducing each blade element, an arrangement on at least one inclined internal surface of each blade element of at least one wedge element having an external surface inclined in the same way, so that these elements remain secured to each other during this step of introducing each blade element, and in that, after the aforementioned locking step, blade elements and wedge elements are disconnected so that each blade element can slide over the inclined surface of the said at least one corresponding wedge element.
  20. Method according to one or other of claims 18 and 19, characterised in that it also comprises, after descent of the tool according to the invention in a borehole,
    an increase in pressure of a hydraulic fluid inside a portion of the tubular body that has the effect of an axial sliding of the drive tube with respect to an initial position where each blade element is in a low position in its guide channel, with driving of the said at least one wedge element in this sliding movement, and
    a sliding of each blade element on its at least one driven wedge element, with a radial rising in its radial guide channel so as to project out of the tubular body.
  21. Method according to claim 20, characterised in that it comprises, from a first portion of the tubular body in which the hydraulic fluid is situated at an internal pressure, a partial injection of this fluid in a second portion, which is in communication with the outside through the said at least one radial guide channel, where the said at least one wedge element and their corresponding blade element are housed, to prevent penetration into the said second portion of a drilling fluid situated outside the tubular body.
  22. Method according to either one of claims 20 and 21, characterised in that it comprises, when the pressure of the hydraulic fluid increases,
    first of all a temporary maintenance of the drive tube in its initial position by at least one shear pin, and
    when the internal pressure has exceeded a given threshold, a shearing of the said at least one shear pin.
  23. Method according to any one of claims 20 to 22, characterised in that it also comprises
    a subsequent reduction in the pressure of the hydraulic fluid,
    a return of the drive tube to its initial position, with radial descent of each blade element in its radial guide channel, and
    capture of the drive tube in its initial position.
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