EP3739163B1 - Tête de forage pour perçage par électro-impulsion - Google Patents
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Claims (15)
- Tête de forage (1) pour le forage par électro-impulsions d'un puits de forage, comprenant• un générateur d'impulsions haute tension enfermé dans un conteneur hermétiquement scellé (10) de sorte que le conteneur (10) peut être rempli avec un fluide électriquement isolant, et dans lequel ledit conteneur (10) comprend i) une paroi circonférentielle (11) s'étendant le long d'un axe central (Z) coaxial avec un axe de forage de la tête de forage (1) et ii) un premier (12) et un second (13) couvercle axial pour respectivement fermer de manière étanche une première et une seconde extrémité de ladite paroi circonférentielle (11),• un outil de forage (20) mécaniquement couplé audit conteneur (10) et dans lequel ledit outil de forage comprend un ensemble d'électrodes (40) électriquement couplé audit générateur d'impulsions haute tension pour recevoir des impulsions haute tension,• un tuyau d'alimentation (31) pour fournir un liquide de forage audit outil de forage de sorte que, en fonctionnement, une portion inférieure de puits de forage est remplie de liquide de forage afin d'immerger ledit outil de forage dans du liquide de forage,caractérisée en ce que ladite tête de forage (1) comprend• un joint circonférentiel (50) pour séparer le liquide de forage dans la portion inférieure de puits de forage d'un liquide de stabilisation qui remplit le puits de forage jusqu'en haut jusqu'à la surface, et dans lequel au moins une portion dudit joint circonférentiel (50) entoure une partie de ladite paroi circonférentielle (11),• un ou plusieurs tuyaux de retour (32a, 32b) pour l'évacuation de matière excavée mélangée avec du liquide de forage provenant de la portion inférieure de puits de forage, et dans lesquels lesdits un ou plusieurs tuyaux de retour sont mécaniquement couplés audit conteneur (10).
- Tête de forage (1) selon la revendication 1, dans laquelle lesdits un ou plusieurs tuyaux de retour traversent ledit conteneur (10) et dans laquelle chacun desdits tuyaux de retour (32a, 32b) comprennent i) une portion d'entrée de tuyau traversant ledit second couvercle axial (13) et ii) une portion d'extrémité de tuyau, et dans laquelle les portions d'extrémité de tuyau des tuyaux de retour traversent ledit premier couvercle axial (12) ou les portions d'extrémité de tuyau sont couplées à une traversée commune pour traverser le premier couvercle axial (12).
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacun desdits un ou plusieurs tuyaux de retour est couplé ou partiellement couplé à un côté intérieur de ladite paroi circonférentielle (11).
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins une portion d'un côté circonférentiel intérieur dudit joint circonférentiel (50) est attachée à un côté extérieur de ladite paroi circonférentielle (11).
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle une bride s'étendant de façon circonférentielle (15) entoure et est attachée à ladite paroi circonférentielle (11) afin de former un collier autour de la paroi circonférentielle (11) et dans laquelle au moins une portion d'un côté circonférentiel intérieur dudit joint circonférentiel (50) est attachée à un côté extérieur de ladite bride s'étendant de façon circonférentielle (15), et
dans laquelle lesdits un ou plusieurs tuyaux de retour (32a, 32b) sont attachés à un côté extérieur de ladite paroi circonférentielle (11), et
dans laquelle ladite bride s'étendant de façon circonférentielle (15) comprend pour chacun desdits tuyaux de retour une ouverture de traversée correspondante, et dans laquelle chaque ouverture de traversée reçoit une portion d'entrée de tuyau de retour correspondante. - Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdits un ou plusieurs tuyaux de retour ont une aire en coupe transversale configurée de sorte que la somme des aires en coupe transversale de chacun des tuyaux de retour est égale à une aire en coupe transversale du tuyau d'alimentation dans les limites d'une précision de 30 %, de préférence dans les limites d'une précision de 25 %, plus de préférence dans les limites d'une précision de 20 %.
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit joint circonférentiel (50) est gonflable et/ou dans laquelle ledit joint circonférentiel (50) est fait d'une matière compressible ou d'une matière élastique.
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit ensemble d'électrodes a un périmètre circulaire avec un diamètre extérieur DE mesuré dans un plan perpendiculaire à l'axe central (Z), et dans laquelle DE ≥ 40 cm, de préférence DE ≥ 50 cm et dans laquelle ladite paroi circonférentielle (11) a une forme cylindrique avec un diamètre extérieur DPG dans lequel DPG < DE .
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle ledit ensemble d'électrodes (40) est un ensemble d'électrodes segmenté comprenant une pluralité de segments d'électrode, dans lesquels chaque segment d'électrode comporte une masse (41) et une électrode haute tension (42), et dans laquelle le générateur d'impulsions haute tension est configuré pour exciter individuellement chacun des segments d'électrode.
- Tête de forage (1) selon la revendication 9, dans laquelle l'un des segments d'électrode est configuré pour forer un puits de forage localement agrandi aboutissant à la formation d'un puits de forage ayant une rainure ou un canal longitudinal dans la paroi du puits de forage.
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7, dans laquelle ledit ensemble d'électrodes (40) comprend une électrode de masse (41) et une électrode haute tension (42) et dans laquelle ladite paroi circonférentielle et ledit premier et ledit second couvercle sont faits d'un métal et sont électriquement mis à la masse et couplés à ladite électrode de masse (41), et dans laquelle une traversée haute tension passant à travers ledit second couvercle axial (13) est configurée pour fournir une haute tension à ladite électrode haute tension (42).
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit tuyau d'alimentation (31) traverse ledit conteneur (10) le long dudit axe central (Z) depuis une portion d'entrée de tuyau d'alimentation traversant ledit premier couvercle axial (12) jusqu'à une portion de sortie de tuyau d'alimentation traversant ledit second couvercle axial (13), de préférence ledit générateur d'électro-impulsions comprend une pluralité de condensateurs dans lesquels lesdits condensateurs sont positionnés autour du tuyau d'alimentation (31) ou dans lesquels chacun des condensateurs a une forme d'anneau et sont circonscrits au tuyau d'alimentation (31).
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans laquelle une portion d'entrée de tuyau d'alimentation du tuyau d'alimentation (31) comprend un premier moyen d'accouplement configuré pour un accouplement avec un canal d'alimentation d'un train de tiges de forage transportant le fluide de forage à partir de la surface de la tête de forage.
- Tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacune desdites portions d'extrémité de tuyau des tuyaux de retour traversant le premier couvercle axial (12) comprend un second moyen d'accouplement ou dans laquelle ladite traversée commune traversant le premier couvercle axial (12) comprend un second moyen d'accouplement, et dans laquelle le second moyen d'accouplement est configuré pour s'accoupler avec un canal de retour d'un train de tiges de forage transportant la matière excavée mélangée avec du fluide de forage provenant de la tête de forage jusqu'à la surface.
- Système de forage par électro-impulsions comprenant• une tête de forage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,• un dispositif de levage situé au niveau de la surface et configuré pour lever la tête de forage (1) depuis le puits de forage,• un ensemble de train de tiges de forage comprenanti) un canal d'alimentation pour fournir du liquide de forage provenant de la surface jusqu'à la tête de forage,ii) un câble électrique courant jusqu'à la tête de forage pour fournir de l'énergie au générateur d'électro-impulsions,iii) un ou plusieurs canaux de retour pour transporter un mélange de matière excavée et de liquide de forage en haut jusqu'à la surface,• un système de circulation de liquide de forage comprenant au moinsi) un réservoir de liquide de forage,ii) une pompe pour pomper du liquide de forage depuis ledit réservoir de liquide de forage jusqu'à la tête de forage à travers ledit canal d'alimentation de l'ensemble de train de tiges de forage, etiii) un dispositif de récupération de liquide de forage configuré pour recevoir ledit mélange de matière excavée et de liquide de forage en provenance desdits un ou plusieurs canaux de retour de l'ensemble de train de tiges de forage et configuré pour séparer la matière excavée du liquide de forage et pour transporter le liquide de forage récupéré jusqu'au réservoir.
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