FR2461089A1 - Recovery appts. for rods jammed at bottom of well during drilling - has reversing tool incorporating hydraulically operated piston causing rotation by screw-nut effect avoiding rotation of rod train - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un dispositif permettant le repêchage de tiges coincées au fond d'un puits en cours de forage
Pour effectuer des forages de prospection. pétrolière ou autres, on utilise des tiges de forage vissées ensemble au moyen de filetage â droite ; or, il arrive qu'une portion du train de tiges restée au fond soit coincée, et ne puisse être retirée ou mise en rotation
Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà proposé différents types de dispositifs permettant la mise en oeuvre d'opérations dites de repêchage, consistant en particulier en un dévissage mécanique de la portion du train de tiges coincée.The present invention relates to a device allowing the recovery of rods stuck at the bottom of a well during drilling.
To carry out prospecting drilling. petroleum or other, use is made of drill rods screwed together by means of right-hand thread; however, it happens that a portion of the drill string remained at the bottom is trapped, and cannot be removed or rotated
To overcome this drawback, various types of device have already been proposed allowing the implementation of so-called recovery operations, consisting in particular of a mechanical unscrewing of the portion of the stuck drill string.
Pour effectuer cette opération, on a déjà proposé un appareil mécanique, connu sous le nom de ':Reversing tool" suscep- tible de transformer la rotation à droite donnée aux tiges à partir de la surface en une rotation à gauche transmise par l'outil aux tiges de forage coincées, appelées 2'poisson:' par les spécialistes du forage. To carry out this operation, a mechanical device has already been proposed, known under the name of ': Reversing tool "capable of transforming the right rotation given to the rods from the surface into a left rotation transmitted by the tool. to stuck drill rods, called 2 'fish:' by drilling specialists.
Cet appareil donne approximativement pour la rotation à gauche, un couple de dévissage environ égal à 1,8 fois la valeur transmise sur l'outil par la rotation à droite des tiges de forage. This device gives approximately for the rotation to the left, a torque of unscrewing approximately equal to 1.8 times the value transmitted on the tool by the rotation to the right of the drill rods.
DDune façon schématique, le dispositif susceptible de permettre le repêchage du poisson B coincé au fond du trou A dont une partie C a déja été cimentée se compose d'une série d'outils de repêchage à gauche D se libérant par une rotation à droite du reversing tOOl::: proprement dit E comportant des tiges d'ancrage
F susceptibles de s'agripper sur les parois du tube de cuvelage en acier C et du train de tiges normal à droite G
Une fois la connexion réalisée, on soumet le train de sonde à une force de traction et la rotation a droite se fait de la surface, selon la flèche H, entraînant la mise en fonction du système de blocage en rotation du corps de l'outil par l'applica- tion en force des griffes F sur la paroi du cuvelage C
Le nombre de tours que l'on doit donner en surface est fonction de la limite de appareil et du couple de torsion maximum des tiges de forage
Si l'on a réussi à dévisser le poisson B, par une rotation à gauche de valeur variable selon la flèche I opposée à la flèche H, de valeur variable, on commande la rétraction des griffes d'ancrage F et ensemble libéré peut être retiré du trou
En cas d'échec on lance une bille dans les tiges de forage et on pompe le fluide de forage, poussant alors la bille sur un siège situé dans l'outil et mettant en action un piston de blocage. Le train de tige est alors tourné à gauche de la surface, selon la flèche I, afin de bloquer la tige en rotation droite gauche, permettant ainsi la rotation à droite des outils de repêchage, et entraînant du fait de leur conception (connexion à gauche, libération à droite) la libération du poisson B.In a schematic way, the device likely to allow the recovery of the fish B trapped at the bottom of the hole A, part of which C has already been cemented, consists of a series of recovery tools on the left D released by a rotation to the right of the reversing tOOl ::: proper E with anchor rods
F likely to grip on the walls of the steel casing tube C and the normal drill string on the right G
Once the connection has been made, the probe train is subjected to a tensile force and the rotation to the right takes place from the surface, according to arrow H, causing the body of the tool to rotate in rotation. by the application in force of the claws F on the wall of the casing C
The number of turns that must be given at the surface depends on the device limit and the maximum torsional torque of the drill rods
If we have succeeded in unscrewing the fish B, by a rotation to the left of variable value according to arrow I opposite to arrow H, of variable value, we command the retraction of the anchor claws F and released assembly can be removed the hole
In the event of failure, a ball is launched into the drill rods and the drilling fluid is pumped, then pushing the ball onto a seat located in the tool and actuating a blocking piston. The rod train is then turned to the left of the surface, according to arrow I, in order to block the rod in right-to-left rotation, thus allowing rotation of the fishing tools to the right, and resulting in their design (connection to the left , release right) release of fish B.
Ce dispositif, malgré des avantages certains, n'est pas sans présenter de nombreux inconvénients, étant donné que
D-autre part, comme l'ancrage se fait au moyen de pointes F sur le tube C, la surface d'ancrage est très faible et l'on risque ainsi d'endommager les parois du cuvelage C.This device, despite certain advantages, is not without many disadvantages, given that
D-on the other hand, as the anchoring is done by means of points F on the tube C, the anchoring surface is very small and there is thus a risk of damaging the walls of the casing C.
D'autre part, dans le cas de forages profonds ou déviés le couple mis en surface est du fait du frottement des tiges contre la paroi du trou, considérablement diminué lors de sa transmission sur l'outil de dévissage. On the other hand, in the case of deep or deviated drilling the torque put on the surface is due to the friction of the rods against the wall of the hole, considerably reduced during its transmission on the unscrewing tool.
Par ailleurs, le système de sécurité, constitué par la bille, entratne une rotation à gauche importante du train de tiges pouvant risquer de dévisser ce dernier. Furthermore, the security system, consisting of the ball, causes a significant left rotation of the drill string which may risk unscrewing the latter.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients, tout en conservant les avantages du dispositif qui a été décrit ci-dessus. The object of the present invention is to remedy these drawbacks, while retaining the advantages of the device which has been described above.
A cet. effet, elle propose un dispositif permettant le repêchage de tiges de forage coincées au fond d'un puits se composant d'un train de tiges formé par des tiges de forage vissées ensemble au moyen de filetages à droite, d'un organe d'ancrage à commande hydraulique susceptible de s'agripper sur les parois du tube de cuvelage en acier, déjà cimenté dans le trou foré et portant un filetage à droite lui permettant d'être vissé sur le train de tiges, et d'un organe de repêchage susceptible de dévisser les tiges de forage coincées au fond du puits. In this. Indeed, it offers a device allowing the recovery of drill rods wedged at the bottom of a well consisting of a drill string formed by drill rods screwed together by means of right-hand threads, of an anchoring member. hydraulically actuated capable of gripping on the walls of the steel casing tube, already cemented in the drilled hole and carrying a right-hand thread allowing it to be screwed onto the drill string, and of a recovery member capable unscrew the drill rods stuck to the bottom of the well.
Ce dispositif est caractérisé en ce que l'organe de repêchage se compose d'un cylindre comportant un filetage interne faisant office d'organe de guidage pour la surface externe portant un filetage correspondant d'un piston creux se déplaçant dans le cylindre et dont la surface interne cannelée coopère avec des cannelures correspondantes prévues sur la surface externe d'un arbre de transmission coulissant dans le piston, et auquel il transmet son mouvement de rotation, cet arbre de transmission étant vissé par un filetage à gauche à un outil de repchage susceptible d'être connecté aux tiges à repécher, le fluide de commande du dispositif d'ancrage étant susceptible d'immobiliser le cylindre et de commander le déplacement du piston. This device is characterized in that the recovery member consists of a cylinder comprising an internal thread acting as a guide member for the external surface carrying a corresponding thread of a hollow piston moving in the cylinder and the grooved inner surface cooperates with corresponding grooves provided on the outer surface of a drive shaft sliding in the piston, and to which it transmits its rotational movement, this drive shaft being screwed by a left-hand thread to a repeaching tool capable to be connected to the rods to be fished, the control fluid of the anchoring device being capable of immobilizing the cylinder and of controlling the movement of the piston.
La liaison entre l'arbre de transmission et le poisson (tiges à repécher) s'effectue au moyen d'outils divers, fonction- nant toujours à gauche et se libérant à droite. The connection between the transmission shaft and the fish (fishing rods) is carried out using various tools, always operating on the left and freeing on the right.
Ce dispositif présente, vis-à-vis du dispositif décrit ci-dessus, des avantages certains, étant donné que, en fonctionne- ment, il n'y a pas de rotation du train de tiges, et que la limite de couple de dévissage est uniquement fonction de la limite de fonctionnement de l'appareil. This device has certain advantages over the device described above, given that, in operation, there is no rotation of the drill string, and that the limit of unscrewing torque is only a function of the operating limit of the device.
Par ailleurs, en cas d'échec, il suffit de purger la pression, ce qui libère les patins d'ancrage, et de tourner le train de tiges à droite, libérant ainsi les outils de repechage à gauche
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ancrage hydraulique est effectué au moyen de patins striés appliqués hydrauliquement. In addition, in the event of failure, it suffices to release the pressure, which frees the anchor pads, and to turn the drill string to the right, thus releasing the repechage tools to the left
According to another characteristic of the invention, the hydraulic anchoring is carried out by means of ribbed pads applied hydraulically.
Ces patins ont une surface de contact nettement plus grande que celle des griffes du dispositif utilisé selon l'art antérieur, ce qui permet de diminuer les risques d'endommagement du tube de cuvelage. These pads have a significantly larger contact surface than that of the claws of the device used according to the prior art, which makes it possible to reduce the risk of damage to the casing tube.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de repêchage comporte un organe de blocage constitué par une vis creuse de pas à gauche portant un épaulement, entratnée en rotation par l'arbre et susceptible de coulisser sur ce dernier et de venir en contact avec des épaulements prévus à cet effet sur l'arbre et sur le cylindre pour empêcher la rotation libre de l'arbre dans le cylindre, lors d'une rupture de l'arbre au droit de sa partie cannelée0
Selon une autre caractéristique de l'invention, la vis comporte une clavette coopérant avec une rainure prévue à cet effet dans l'arbre pour permettre le coulissement de la vis.According to another characteristic of the invention, the recovery member comprises a blocking member constituted by a hollow screw with a pitch to the left carrying a shoulder, driven in rotation by the shaft and capable of sliding on the latter and coming in contact with shoulders provided for this purpose on the shaft and on the cylinder to prevent free rotation of the shaft in the cylinder, during a rupture of the shaft in line with its fluted part
According to another characteristic of the invention, the screw comprises a key cooperating with a groove provided for this purpose in the shaft to allow the screw to slide.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la vis est vissée sur le cylindre. According to another characteristic of the invention, the screw is screwed onto the cylinder.
En conséquence, en cas de rupture de l'arbre au droit de la partie cannelée, entraenant la mise en rotation libre du train de sonde, l'organe de blocage, par plusieurs trois à droite du train de tiges, rend les outils de repêchage solidaires du corps de l'appareil et donc du train de tiges. Consequently, in the event of the shaft breaking to the right of the splined part, causing the free rotation of the probe train, the blocking member, by several three to the right of the drill string, makes the fishing tools integral with the body of the device and therefore with the drill string.
Le dispositif qui fait l'objet de l'invention sera décrit plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 représente un dispositif similaire à ceux utilisés selon l'art antérieur, et
- la figure 2 représente de manière schématique, l'organe de repêchage qui fait l'objet de l'invention.The device which is the subject of the invention will be described in more detail with the aid of the appended drawings, in which
FIG. 1 represents a device similar to those used according to the prior art, and
- Figure 2 shows schematically, the recovery member which is the subject of the invention.
Selon la figure 2, cet organe de repêchage se compose d'un cylindre 1 comportant un filetage interne 2, faisant office d'organe de guidage, pour la surface externe portant un filetage correspondant, d'un piston creux 3 qui se déplace dans le cylindre 1, et dont la surface interne2 cannelée, coopère avec des cannelures correspondantes 4 prévues sur une partie de la surface externe diun arbre de transmission 5 qui coulisse dans le piston 3 auquel il transmet son mouvement de rotation. L'arbre de transmission 5 est vissé par un filetage à gauche 6, sur un outil de repêchage non représenté, susceptible d'être vissé aux tiges à repêcher B par un organe de connexion. According to FIG. 2, this recovery member consists of a cylinder 1 comprising an internal thread 2, acting as a guide member, for the external surface carrying a corresponding thread, of a hollow piston 3 which moves in the cylinder 1, and whose internal surface 2 grooved, cooperates with corresponding grooves 4 provided on a part of the external surface of a drive shaft 5 which slides in the piston 3 to which it transmits its rotational movement. The transmission shaft 5 is screwed by a left-hand thread 6, on a not shown fishing tool, capable of being screwed to the fishing rods B by a connection member.
Le cylindre 1 vient en butée sur la partie inférieure de l'organe d'ancrage 7, représenté schématiquement sur cette figure, et portant des patins striés 70 susceptibles de s'agripper sur les parois du tube de cuvelage. Cet organe d'ancrage 7 est muni d'un dispositif de décharge de pression, et porte un filetage à droite afin d'être vissé sur le train de tiges. The cylinder 1 abuts on the lower part of the anchoring member 7, shown schematically in this figure, and carrying striated pads 70 capable of gripping on the walls of the casing tube. This anchoring member 7 is provided with a pressure relief device, and carries a right-hand thread in order to be screwed onto the drill string.
Le cylindre 1 vient en butée sur la partie inférieure de l'organe 7, permettant ainsi de bloquer l'ensemble en rotation droite ou gauche. The cylinder 1 abuts on the lower part of the member 7, thus making it possible to block the assembly in right or left rotation.
Par ailleurs, le fluide de commande du dispositif d'ancrage 7 est susceptible de commander le déplacement vers le bas du piston 3, tout en étant guidé par le filetage 2 de la partie interne du cylindre 1. Furthermore, the control fluid of the anchoring device 7 is capable of controlling the downward movement of the piston 3, while being guided by the thread 2 of the internal part of the cylinder 1.
En outre, le dispositif comporte un organe de blocage dont le fonctionnement sera décrit plus en détail dans la suite de cet exposé. In addition, the device comprises a blocking member whose operation will be described in more detail in the remainder of this description.
Cet organe de blocage est constitué par une vis creuse 8 de pas à gauche, portant un épaulement 9 entratné en rotation par l'arbre 5 et susceptible de coulisser sur ce denier sur les flèches
X et Y pour venir en contact avec des épaulements 10 et 11, respectivement prévus à cet effet sur le cylindre 1 et sur l'arbre 5, pour empêcher la rotation libre de l'arbre dans le cylindre. This blocking member is constituted by a hollow screw 8 of pitch to the left, carrying a shoulder 9 driven in rotation by the shaft 5 and capable of sliding on this denier on the arrows
X and Y to come into contact with shoulders 10 and 11, respectively provided for this purpose on the cylinder 1 and on the shaft 5, to prevent free rotation of the shaft in the cylinder.
Pour permettre son coulissement sur l'arbre 5, la vis 8 comporte une clavette 12, qui coopère avec une rainure 13 de 'arbre 5. To allow it to slide on the shaft 5, the screw 8 comprises a key 12, which cooperates with a groove 13 in the shaft 5.
Par ailleurs, la vis 5 est vissée sur la partie inférieure du cylindre 1, au moyen daun filetage taillé dans ce cylindre
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant
L'appareil est tout d'abord descendu avec le train de tiges G à droite, et connecté au poisson B. Furthermore, the screw 5 is screwed onto the lower part of the cylinder 1, by means of a thread cut in this cylinder.
The operation of this device is as follows
The device is first lowered with the drill string G to the right, and connected to the fish B.
Une traction est alors exercée sur le train de tiges G et le fluide de forage se trouve pompé à l'intérieur des tiges. A traction is then exerted on the drill string G and the drilling fluid is pumped inside the rods.
La pression hydraulique agit alors sur les patins 70 pour ancrer le dispositif d'ancrage 7, sur le cuvelage C, immobilisant ainsi en rotation le cylindre 1
Dans le même temps, et comme indiqué précédemment, la pression hydraulique va aussi s' exercer sur le piston 3, qui descend et tourne à gauche, du fait de lSaction vis-écrou, et transmet le couple de dévissage à l'arbre 5 au moyen des cannelures 4 prévues à cet effet sur une partie de cet arbre
L'appareil peut être prévu pour faire cinq rotations à gauche, mais cette valeur n'est absolument pas limitative de 1 'invention
Par ailleurs, le couple à gauche peut être limité et contrôlé par un réglage de pression hydraulique, de mme que l'observation du manomètre de pression peut donner une idée de la course du pison 2. Toute diminution correspond à un déplacement vers le bas de ce piston, et donc à une ou plusieurs rotations de l'arbre, et donc du poisson B
En bout de course descendante, après cinq révolutions à gauche, si le dévissage est incomplet ou en cas d'échec, la pression hydraulique est purgée, libérant ainsi l'ancrage, et l'ensemble est tourné à gauche afin de remonter le piston 3 en position haute selon la flèche X et la procédure de dévissage peut être répétée autant de fois que nécessaire.The hydraulic pressure then acts on the pads 70 to anchor the anchoring device 7, on the casing C, thus immobilizing the cylinder 1 in rotation.
At the same time, and as indicated above, the hydraulic pressure will also be exerted on the piston 3, which descends and turns to the left, due to the screw-nut action, and transmits the unscrewing torque to the shaft 5 at by means of the grooves 4 provided for this purpose on a part of this tree
The device can be designed to make five rotations to the left, but this value is in no way limitative of the invention
In addition, the torque on the left can be limited and controlled by a hydraulic pressure adjustment, just as the observation of the pressure gauge can give an idea of the stroke of the pison 2. Any decrease corresponds to a downward movement of this piston, and therefore one or more rotations of the shaft, and therefore of the fish B
At the end of the downward stroke, after five revolutions to the left, if the unscrewing is incomplete or in the event of failure, the hydraulic pressure is purged, thus releasing the anchoring, and the assembly is turned to the left in order to raise the piston 3 in the high position according to arrow X and the unscrewing procedure can be repeated as many times as necessary.
Dans le cas où le dévissage est impossible, du fait de la résistance limitée de l'appareil, l'ensemble, unefois purgé de toute pression est tourné à droite, ce qui amène le piston 2 en fin de course basse rendant ainsi solidaire en rotation, tiges de forage, appareil et outils de repêchage qui dans ce cas se libèrent à droite. In the event that unscrewing is impossible, due to the limited resistance of the device, the assembly, once purged of any pressure, is turned to the right, which brings the piston 2 at the low end of travel thus making it integral in rotation , drill pipes, fixture and fishing tools which in this case are released on the right.
Si le dévissage est incomplet en tournant le train de tiges à gauche, le meme effet de blocage se produit avec le piston en position haute et le dévissage peut ainsi se produire mécaniquement. If unscrewing is incomplete by turning the drill string to the left, the same blocking effect occurs with the piston in the high position and unscrewing can thus occur mechanically.
Pour toute rotation de l'arbre 5, la vis creuse 8 de l'organe de blocage1 entratnée par l'arbre de transmission 5, effectue un mouvement de translation similaire à celui du piston 3 mais de valeur bien moindre du fait d'un pas plus faible. Les positions et dimensions de cette vis, sont calculées de façon que son épaulement ne rentre pas en contact avec le corps ou la partie basse de l'arbre en fonctionnement normal. For any rotation of the shaft 5, the hollow screw 8 of the blocking member 1 driven by the transmission shaft 5, performs a translational movement similar to that of the piston 3 but of much less value due to a step weaker. The positions and dimensions of this screw are calculated so that its shoulder does not come into contact with the body or the lower part of the shaft in normal operation.
Le dispositif selon l'invention permet aussi de remédier à une rupture de l'arbre 5 au droit de la partie cannelée 4. The device according to the invention also makes it possible to remedy a break in the shaft 5 in line with the grooved part 4.
En effet1 cet incidents une fois la pression hydraulique purgée entratne la rotation libre de l'arbre 5t dans le cylindre 1.Indeed, this incident once the hydraulic pressure has been purged causes the free rotation of the shaft 5t in the cylinder 1.
Dans ce cas, les outils de repchage à gauche peuvent être libérés gracie au dispositif de blocage ; lorsque l'on tourne l'ensemble à droite, la vis creuse 8 remonte selon la flèche X et son épaulement 9 vient en contact avec l'épaulement 10 du cylindre 1, grace au système clavette 12 - rainure 13. Le même effet se produit avec une rotation à gauche, et dans ce cas, la vis creuse 8 rentre en contact avec l'épaulement ll prévu sur l'arbre 5. In this case, the left hand tools can be freed thanks to the locking device; when the assembly is turned to the right, the hollow screw 8 rises according to arrow X and its shoulder 9 comes into contact with the shoulder 10 of the cylinder 1, thanks to the key system 12 - groove 13. The same effect occurs with a rotation to the left, and in this case, the hollow screw 8 comes into contact with the shoulder ll provided on the shaft 5.
Par ailleurs, et d'une-façon accessoire, la mesure des distances A et B, avant et après l'utilisation de l'appareil donne la position du piston 3 dans l'appareil une fois celui-ci en surface. Furthermore, and incidentally, the measurement of the distances A and B, before and after the use of the device gives the position of the piston 3 in the device once the latter on the surface.
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Also Published As
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