FR2498676A1 - Mandrin de verrouillage pour conduite d'ecoulement de puits - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN MANDRIN DE VERROUILLAGE AMOVIBLE D'UN OUTIL DANS UNE CONDUITE D'ECOULEMENT D'UN PUITS. CE MANDRIN 35 COMPORTE UN CORPS TUBULAIRE 36 SUR LEQUEL EST MONTE UN MANCHON 46 DE RETENUE DE CLIQUETS 50 DE VERROUILLAGE. UN MANCHON 60 DE VERROUILLAGE EST MOBILE SUR LE CORPS 36. CE DERNIER COMPORTE UN BOSSAGE ANNULAIRE EXTERIEUR 200 DE BLOCAGE, ET LA MANCHON 60 COMPORTE UNE BRIDE ANNULAIRE INTERIEURE 210 ET UN EVIDEMENT ANNULAIRE INTERIEUR 213 DE BLOCAGE QUI PERMETTENT UN BLOCAGE AMOVIBLE DU MANCHON 60 EN POSITION DE VERROUILLAGE, ET SON RETOUR EN POSITION DE LIBERATION, PAR DEFORMATION DE LA MATIERE EN DECA DE SES LIMITES D'ELASTICITE. DOMAINE D'APPLICATION: PUITS DE PETROLE ET DE GAZ.
Description
: L'invention concerne les outils de puits, et plus particulièrement des
mandrins de verrouillage d'outils de commande d'écoulement dans des puits et d'autres outils analogues placés dans une conduite d'écoulement d'un puits,
par exemple un puits de pétrole ou un puits de gaz. L'in-
vention apporte plus particulièrement un perfectionnement
au mandrin de verrouillage décrit dans le brevet des Etats-
Unis d'Amérique NI 3 208 531. I Le mandrin de verrouillage décrit dans le brevet précité présente des caractéristiques de structure qui comprennent des surfaces striées 75 et 76, présentées I respectivement par le manchon 60 de verrouillage et les cliquets 50 de verrouillage et qui sont appliquées l'une contre l'autre sous une forme directement proportionnelle à la pression différentielle appliquée à l'outil afin
d'empêcher le manchon de verrouillage de s'élever de l'in-
térieur des cliquets. Ces caractéristiques empêchent de hautes pressions différentielles, appliquées à l'outil, I
de déverrouiller ce dernier d'un raccord à portée intérieure.
Lorsque la pression différentielle appliquée à l'outil i verrouillé dans un raccord à portée intérieure augmente, I
le contact entre les surfaces inclinées des cliquets 50 -
de verrouillage et les surfaces inclinées de la gorge 30 de pose et de verrouillage du raccord à portée intérieure repousse, par action de came, les cliquets de verrouillage
vers l'intérieur, autour du manchon de verrouillage, augmen-
tant ainsi la force exercée entre les surfaces striées et 76 et, par conséquent, la force de retenue s'opposant à l'élévation du manchon de verrouillage, cette élévation o risquant autrement de déverrouiller le mandrin. Il est cependant apparu que ces caractéristiques, qui s'opposent au dégagement du mandrin de verrouillage sous des pressions différentielles élevées, ne sont pas efficaces lorsque les débits d'écoulement à travers l'outil sont faibles et engendrent, dans la zone du manchon de traction de il'outil, le lonc de l'évidement 85, une turbulence qui tend à élever suffisamment le manchon de verrouillage pour déverrouiller les cliquets 50. A ce faible débit d'écoulement, engendrant la turbulence, la chute de pression à travers l'outil n'est pas suffisante pour que les cliquets de
verrouillage soient déplacés par action de came vers l'in-
térieur, contre le manchon de verrouillage, sous une force assez grande pour vaincre la force d'élévation et de dégagement exercée par la turbulence sur le manchon. En outre, lorsque le mandrin est conçu pour supporter une lourde vanne, les épaulements de support présentés par les
cliquets et le raccord à portée intérieure sont des épaule-
ments à angle vif qui ne repoussent pas les cliquets vers
l'intérieur sous de faibles charges, de sorte que le man-
chon de verrrouillage est suffisamment libre pour pouvoir
être aisément élevé par de faibles débits d'écoulement.
Ainsi, bien que le mandrin de verrouillage décrit dans le
brevet N0 3 208 531 précité résiste efficacement au dégage-
ment sous des chutes de pression élevées, appliquées & l'outil, il tend à se dégager et à se libérer d'un raccord
à portée intérieure sous de faibles débits dl'écoulement.-
Des efforts pour résoudre le problème posé par un déverrouillage accidentel du manchon de verrouillage dans le mandrin de verrouillage décrit dans le brevet
No 3 208 531 précité ont porté sur l'utilisation de goupil-
les de cisaillement et d'anneaux à emboîtement élastique utilisés comme verrous, ces efforts n'ayant pas été couronnés de succès. Dans chaque cas, le dispositif de
verrouillage arrive dans une position de verrouillage lors-
que le manchon de verrouillage est abaissé en arrière des cliquets de verrouillage. Il est apparu que dans des puits dans lesquels on rencontre couramment du sable, ce dernier tend à se compacter autour des goupilles de cisaillement et des anneaux élastiques, empêchant leur déplacement vers des positions de verrouillage en cas de nécessité. Ainsi, il est apparu que de tels dispositifs fonctionnent mal dans certaines conditions de travail
telles que la présence de sable dans un puits.
L'invention a donc pour objet principal un outil de puits nouveau et perfectionné, et plus particulièrement un mandrin de verrouillage nouveau et perfectionné, destiné à une conduite d'écoulement d'un puits, pour verrouiller de manière amovible des outils de puits tels que des
vannes, dans cette conduite. Ce mandrin est d'un type ana-
logue à celui décrit dans le brevet N' 3 208 531 précité.
L'invention a également pour objet une structure I perfectionnée destinée à un mandrin de verrouillage du l type décrit dans le brevet N0 3 208 531 précité, et conçue i pour empêcher tout dégagement accidentel des cliquets de | verrouillage du mandrin par une turbulence à faible débit I d'écoulement, tendant à élever le manchon de verrouillage | o du mandrin jusqu'à une position dans laquelle les cliquets I de verrouillage sont libérés. |
L'invention concerne en outre des moyens per-
fectionnés destinés à maintenir le manchon de verrouillage ( du mandrin de verrouillage, du type décrit dans le brevet t No 3 208 531 précité, ces moyens étant conçus de manière I à ne pas réduire la résistance de l'outil au dégagement | lorsque des pressions différentielles élevées sont appliI
quées à l'outil.
Selon l'invention, des moyens perfectionnés pour g t empêcher tout dégagement accidentel du manchon de * verrouillage du mandrin de verrouillage tel que décrit dans le brevet N' 3 208 531 précité comprennent une bride
annulaire intérieure de verrouillage disposée sur la par-
tie extrême inférieure du manchon de verrouillage, et un bossage annulaire extérieur de verrouillage entourant le mandrin tubulaire sur lequel le manchon est monté. Le manchon de verrouillage présente un évidement annulaire intérieur, situé intérieurement par rapport à la bride de verrouillage qui est légèrement plus longue que le bossage de verrouillage porté par le mandrin tubulaire. Lorsque le manchon de verrouillage est entraîné vers le bas sur L le mandrin, la bride se verrouille sur le bossage afin t
d'empêcher le manchon de se libérer.
L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel:1 Les figures 1A et 1B représentent, ensemble, en l élévation et avec coupe longitudinale partielle, le mandrin! F. de verrouillage selon l'invention;
- la figure 2 est une coupe longitudinale par-
tielle, à échelle agrandie, du manchon de verrouillage, du mandrin du corps et de l'un des cliquets de verrouillage de ce mandrin, avant que le manchon de verrouillage soit abaissé en position de verrouillage sur le mandrin du corps;
- la figure 3 est une coupe longitudinale par-
tielle, analogue à celle de la figure 2, montrant le man-
chon de verrouillage entraîné vers le bas alors que la bride de verrouillage située dans le manchon passe au-dessus du bossage de verrouillage porté par le mandrin du corps; et - la figure 4 est une coupe partielle, à échelle agrandie et analogue à celle des figures 2 et 3, montrant le manchon de verrouillage dans une position extrême inférieure de verrouillage sur le mandrin de corps, alors qu'une certaine quantité de sable provenant d'une formation
voisine s'étend le long du mandrin, à l'intérieur du manchon.
Les figures 1A et 1B représentent un mandrin 35
de verrouillage possédant les caractéristiques de l'inven-
tion et comprenant un corps tubulaire 36 qui présente un alésage 37 et sur lequel est monté un ensemble extérieur 38 de garnitures annulaires. Le tronçon extrême inférieur du mandrin 36 fonrmnt corps est branché dans un outil de puits, par exemple une soupape 43, suspendue au mandrin 35 de verrouillage. Le mandrin 36 de corps comporte un tronçon tubulaire supérieur 45 de diamètre sensiblement réduit
et présentant plusieurs orifices 45a, espacés circonféren-
tiellement autour de l'extrémité inférieure de ce tronçon 45, à la jonction avec le corps principal plus large, fileté extérieurement, du mandrin 36. Un manchon 46 de support de cliquets, ou de retenue de clavettes, est vissé le long du tronçon extrême inférieur, sur la partie à filetage extérieur du mandrin 36 de corps, au-dessus
de la bride annulaire extérieure 42 de ce mandrin 36.
Le manchon 46 présente deux fenêtres latérales et longitu-
dinales 48, diamétralement opposées et dans lesquelles deux cliquets ou clavettes 50 de verrouillage, expansibles et rétractables radialement, sont montés. Les cliquets de verrouillage comportent des bossages extérieurs de positionnement et de verrouillage qui s'ajustent dans des évidements annulaires intérieurs 30 de positionnement et de verrouillage d'un raccord 21 à portée intérieure dans
lequel le mandrin de verrouillage peut être posé et verrouil-
lé pour supporter l'outil 43 de puits dans la conduite d'écoulement. L'alésage du manchon 46 est suffisamment plus grand que la partie réduite 45 du mandrin de corps pour qu'un espace annulaire 49 soit délimité entre les deux éléments, espace dans lequel un manchon allongé 60 i de verrouillage est engagé télescopiquement pour permettre r un mouvement longitudinal entre des positions d'expansion et de libération des cliquets de verrouillage. Le manchon de verrouillage comporte un tronçon extrême supérieur fileté logé dans un col ou manchon tubulaire 80 de repêchage qui présente une gorge annulaire intérieure 85 et des épaulements 84 et 86 coopérant avec un outil de manoeuvre pour la mise en place et l'enlèvement du mandrin 35 de | verrouillage. Le manchon 60 de verrouillage comporte un | tronçon extrême inférieur et élargi 61 qui présente une |
surface extérieure striée compatible avec une surface inté-
rieure striée présentée par chacun des cliquets 50 de verrouillage, afin d'empêcher le manchon 60 de verrouillage I
de s'élever lorsque les cliquets sont rappelés vers l'inté-
rieur, sur le pourtour du manchon de verrouillage, par une pression différentielle élevée s'appliquant au mandrin t de verrouillage lorsque ce dernier est verrouillé en [ place dans le raccord à portée intérieure. Le manchon 60
de verrouillage présente deux rainures ou gorges longitu-
dinales 68, diamétralement opposées, dans chacune desquelles est disposé un ressort allongé 66. Les ressorts 66 sont du type à lame plate et ils sont maintenus entre le man- L chon 46 et le manchon 60 relié aux cliquets 50 afin d'expanser et de rétracter ces derniers, selon la position l longitudinale dudit manchon 60 de verrouillage pendant | la descente, la mise en place et la traction du mandrin t de verrouillage. I Chacun des cliquets 50 de verrouillage présente un épaulement abrupt de support, tourné vers le bas et pouvant entrer en contact avec un épaulement annulaire intérieur et abrupt 33 d'arrft, tourné vers le haut et ménagé dans le raccord 21 à portée intérieure. Les épau- lements abrupts d'arrêt sont importants lorsque le poids des outils de puits tels que la soupape 43 applique une force descendante importante dans la conduite d'écoulement, sur le mandrin 35 de verrouillage. Etant donné que les épaulements de support sont abrupts plutôt qu'inclinés, le poids exercé par l'outil 43 de puits sur le mandrin de verrouillage n'applique pas une force tendant à déplacer les cliquets de verrouillage vers l'intérieur, comme ce serait le cas si les épaulements en contact étaient des épaulements inclinés vers le bas, comme on en trouve dans certains mandrins similaires de verrouillage. Etant donné que les cliquets de verrouillage ne sont pas entrainés
vers le bas par le poids de l'outil 43, lorsque le man-
drin 35 de verrouillage n'est pas soumis à une pression différentielle ascendante élevée, le manchon 60 de verrouillage n'est pas maintenu étroitement par les cliqueta
de verrouillage et il peut donc s'élever de façon relative-
ment libre. Dans ces conditions, un faible écoulement traversant le mandrin de verrouillage et engendrant une turbulence dans la zone de la gorge 85 du col de repêchage tend à soulever le manchon 60 de verrouillage, ce qui déverrouille ou libère accidentellement les cliquets 50
du mandrin de verrouillage. Par conséquent, selon l'inven-
tion, des précautions spéciales de blocage sont prévues
le long du manchon 60 de verrouillage et du tronçon tubu-
laire réduit 45 du mandrin 36 de corps sur lequel le
manchon 60 de verrouillage peut se déplacer télescopique-
ment. Le tronçon tubulaire 45 du mandrin de corps présente, le long de son tronçon extrême inférieur, au-dessus des orifices 45a, un bossage annulaire extérieur 200 de
verrouillage ou de blocage, s'étendant entre des épaule-
ments inclinés supérieur et inférieur 201 et 202 de came, respectivement. Les épaulements 201 et 202 sont de préférence formés de manière à faire un angle d'environ avec l'axe longitudinal du tronçon tubulaire 45 du mandrin de corps. En outre, selon l'invention, le tronçon extrême inférieur élargi 61 du manchon 60 de verrouillage comporte une bride annulaire intérieure 210 de blocage ou de verrouillage située entre des épaulements inclinés supérieur et inférieur 211 et 212, respectivement. Le
tronçon extrême 61 du manchon de verrouillage présente éga-
lement un évidement annulaire intérieur 213 espacé de l'extrémité de cet élément et défini entre la surface
inclinée de l'épaulement 211 et une surface extrême supé-
rieure inclinée 214 d'épaulement. L'alésage traversant la bride 210 de blocage du tube 60 de verrouillage est d'un diamètre inférieur au diamètre extérieur du bossage 200 de blocage porté par l'élément tubulaire 45. La rela- tion entre la bride 210 de blocage et le bossage 200 de blocage, ou les dimensions relatives de cette bride 210 et de ce bossage 200, sont établies pour permettre à la bride de blocage de passer au-dessus du bossage de blocage :0 par étirement, dans la limite d'élasticité de la matière constituant le manchon 60 de verrouillage. La bride 210 de blocage doit pouvoir s'étirer suffisamment pour passer
au-dessous du bossage 200 de blocage et se contracter au-
dessous de ce bossage pour verrouiller ou bloquer le man-
chon 60 afin de l'empêcher de s'élever, de façon que les
cliquets 50 de verrouillage ne soient pas libérés involon-
tairement par un mouvement ascendant accidentel du manchon de verrouillage. Il convient de noter que les dimensions relatives de la bride 210 de blocage et du bossage 200 de o blocage sont critiques attendu que, si la limite d'élasticité de la matière formant le manchon de verrouillage est dépassée, la bride de blocage ne revient pas au diamètre inférieur demandé et nécessaire à une coopération avec le bossage de blocage pour verrouiller le manchon 60 en position basse. En outre, la longueur de l'élément 213 doit être supérieure à celle du bossage 200, telle que
mesurée entre les surfaces inclinées des épaulements déli-
mitant l'évidement et le bossage de manière que, lorsque
la bride 210 de blocage est en position de blocage au-
dessous du bossage 200 de blocage, il existe un certain degré de tolérance ou de liberté entre la bride et le bossage afin que cette bride ne soit pas maintenue à l'état étiré ou sous contrainte qui, au bout d'un certain temps, induirait des détériorations par fatigue dans le tube 60 de verrouillage. Cette détérioration par fatigue pourrait provoquer une libération involontaire ou accidentelle du manchon de verrouillage. Il est évident que les épaulements inclinés, situés aux extrémités opposées du bossage 200 de blocage et de la bride 210 de blocage, produisent une action de came en douceur entre la bride et le bossage pour bloquer le manchon de verrouillage sur le mandrin
et le débloquer de ce mandrin.
Le mandrin 36 de corps présente une ouverture longitudinale 111 destinée à une goupille de cisaillement utilisée pour relier le mandrin 35 de verrouillage à un outil de descente au moyen duquel le mandrin est suspendu à un câble et est commandé lors de l'expansion et du verrouillage des cliquets 50 dans les évidements 30 de verrouillage du raccord 21 à portée intérieure. Une vis 98 de blocage, montée dans le tronçon extérieur taraudé de l'ouverture 111, maintient la goupille de cisaillement en position. Le brevet No 3 208 531 précité décrit plus en détail les caractéristiques de structure du mandrin 35 de verrouillage et d'un outil R de descente, ainsi que les opérations effectuées lors de la descente, de la pose et de la traction du mandrin 35 de verrouillage. Il décrit en particulier les détails de structure et les opérations de manoeuvre du mandrin 35 de verrouillage, ces détails et opérations, qui s'appliquent également au mandrin 35 de verrouillage selon l'invention, n'étant pas décrits
dans le présent mémoire.
Lorsque le mandrin 35 de verrouillage doit être descendu dans une conduite d'écoulement et posé et verrouillé dans un raccord 21 à portée intérieure, il est assemblé avec l'outil R de descente, comme montré sur les figures 1 et 2 du brevet N0 3 208 531 précité, ces
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figures représentant le mandrin de verrouillage et l'outil de descente pendant l'introduction des outils dans un forage, sur un càble L. Comme représenté sur la figure 2 du brevet précité, le manchon 60 de verrouillage occupe | une position haute dans laquelle il descend audessous | d'un crochet 66a d'extrémité supérieure du ressort 66,
ce crochet aboutissant au-dessus d'un coude 66b du ressort.
Dans cette position du manchon de verrouillage, le ressort
66 tend à déplacer les cliquets de verrouillage vers l'in-
térieur et à les appliquer étroitement autour du corps du mandrin de verrouillage afin que les cliquets ne frottent pas contre la paroi de la conduite d'écoulement. | Le mandrin 35 de verrouillage, supporté par l'outil de descente, est abaissé au-dessous du raccord 21 à portée
intérieure dans lequel il doit être posé et verrouillé.
Conformément au procédé décrit dans le brevet No 3 208 531 précité, l'outil de descente et le mandrin de verrouillage sont ensuite remontés au-dessus des évidements de pose et de verrouillage du raccord à portée intérieure, puis ils sont de nouveau descendus vers le raccord. Cette i dernière opération d'abaissement de l'outil de descente I et du mandrin de verrouillage a pour effet de faire I descendre le manchon 60 de verrouillage jusqu'à une posi-! tion intermédiaire telle que montrée sur la figure 5, | position dans laquelle le tronçon extrême inférieur du f manchon 60 de verrouillage se trouve en arrière du tronçon recourbé 72, au niveau du coude 66b du ressort 66, afin que ce dernier repousse les cliquets 50 de verrouillage
ver.s l'extérieur, contre la paroi de la conduite d'écoule-
ment. L'abaissement de l'outil de descente et du mandrin de verrouillage se poursuit alors que les cliquets 50
frottent le long de la paroi de la conduite d'écoulement.
Lorsque les cliquets arrivent dans l'évidement 30 de.
pose et de verrouillage du raccord 21 à portée intérieure, l ils sont expansés à l'intérieur des évidements de pose l et de verrouillage jusqu'à la position montrée sur la l figure 1A des dessins annexés et sur la figure 10 du i brevet N' 3 208 531 précité. J Les cliquets 50 du mandrin 35 de verrouillage étant expansés dans les évidements 30 de pose et de
verrouillage du raccord 21 à portée intérieure, des opé-
rations classiques, effectuées au câble et telles que décrites dans le brevet No 3 208 531 précité, sont utili- sées pour appliquer des forces descendantes de battage à l'outil de descente et au mandrin de verrouillage afin de faire descendre le manchon 60 de verrouillage jusqu'à la position extrême inférieure représentée sur la figure 1A du présent mémoire et sur les figures 10 et 12 du brevet N0 3 208 531 précité, afin de verrouiller les cliquets 50 en position expansée de verrouillage dans le raccord
à portée intérieure.
Selon l'invention, lorsque le manchon 60 de verrouillage est abaissé vers la position de verrouillage montrée sur la figure 1A, il est bloqué dans la position extrême inférieure de verrouillage par la coopération entre la bride 210 de verrouillage située à l'intérieur du manchon et le bossage 200 de verrouillage porté par le tube 45 du corps du mandrin de verrouillage. Les figures 2, 3 et 1A montrent les opérations progressives de blocage du manchon 60 de verrouillage avec le tube 45 du corps du mandrin de verrouillage. La figure 2 montre le manchon de verrouillage alors que son tronçon extrême inférieur se rapproche, en descendant, du bossage 200 de blocage. Initialement, l'épaulement incliné 212 situé à l'extrémité inférieure de la bride 210 de blocage porte contre l'épaulement 201 du bossage de blocage afin d'expanser ou d'étirer la bride 210 de blocage du manchon de verrouillage jusqu'à ce que la bride 210 puisse descendre le long du bossage de blocage, comme montré sur la figure 3 qui illustre une position dans laquelle la bride de blocage du manchon de verrouillage est suffisamment étirée pour franchir le bossage de blocage. L'étirement de la matière formant le tronçon extrême inférieur du manchon de blocage, y compris la bride de blocage, est
inférieur, sauf indication contraire, à la limite d'élas-
ticité de la matière. Le mouvement de descente du manchon de verrouillage se poursuit de la position de la figure 3 dans laquelle la bride de blocage passe au-dessus du bossage de blocage, jusqu'à la position extrême inférieure de la figure 1A dans laquelle la bride 210 de blocage se trouve au-dessous du bossage 200 de blocage. Dès que la bride 210 de blocage a franchi le bossage 200, le tronçon extrême inférieur du manchon de verrouillage, y compris la bride de blocage, se rétracte à un diamètre tel que l'alésage traversant la bride de blocage présente un diamètre inférieur au diamètre extérieur du bossage I de blocage afin que le manchon de verrouillage soit maintenu | dans la position extrême inférieure de verrouillage, l intérieurement au cliquet 50. Etant donné que la limite d'élasticité de la matière formant le manchon de verrouillage n'a pas été dépassée lors du passage de la bride de blocage au-dessus du bossage de blocage, la matière se rétracte aisément à la dimension qu'elle avait avant le passage sur le bossage de blocage, de sorte que l'alésage de la | bride est inférieur au bossage afin que le manchon de
verrouillage soit maintenu dans la position extrême infé-
rieure. La longueur sur laquelle l'évidement 213 s'élève i au-dessus de la bride 210 dépasse la longueur du bossage de blocage, de sorte que, dans la position de blocage du f manchon de verrouillage, représentée sur la figure 1A, le manchon de blocage est légèrement libre afin que son
tronçon extrême inférieur ne soit pas soumis à une con-
trainte. Ceci est très important, car la présence prolongée d'une contrainte permanente dans les conditions régnant
dans un puits, qui impliquent souvent la présence d'hydro-
gène sulfuré hautement corrosif, peut entrainer une dété-
rioration par fatigue du manchon de verrouillage. Il est évident qu'en cas de détérioration par fatigue du manchon de verrouillage, le mandrin de verrouillage risque de se déverrouiller accidentellement. Avec les tolérances indiquées entre l'évidement 213 du manchon de verrouillage, audessus de la bride 210 de blocage, et le bossage 200 de blocage, le manchon de verrouillage n'est jamais sous contrainte et, par conséquent, cette détérioration par
fatigue n'apparaît pas.
Le manchon 60 de verrouillage étant dans la position extrême inférieure montrée sur la figure 1A, conformément à l'invention, ce manchon de verrouillage est bloqué de manière à ne pas pouvoir s'élever accidentellement et il maintient les cliquets 50 de verrouillage à l'état expansé dans les évidements de verrouillage du raccord à portée intériDure. L'outil R de descente est retiré par les opérations indiquées dans le brevet N0 3 208 531 précité. Un débit d'écoulement ascendant élevé, traversant le mandrin 35 de verrouillage, applique à ce dernier une pression différentielle tendant à le soulever et ayant pour résultat la coopération entre les
surfaces inclinées vers le bas, présentées par les évide-
ments du raccord à portée intérieure et par les cliquets 50 de sorte que ces derniers sont repoussés vers l'intérieur, en direction du manchon 60 de verrouillage. Les surfaces intérieures striées des cliquets 50, portant contre la surface extérieure striée du tronçon extrême inférieur du manchon de verrouillage, comme montré sur les figures 1A et 2, empêchent ce manchon 60 de verrouillage de s'élever vers une position de déverrouillage sous des pressions différentielles élevées. Conformément aux caractéristiques
de l'invention, de faibles débits d'écoulement, insuffi-
sants pour repousser les cliquets 50 vers l'intérieur, engendrent une turbulence dans la zone 85 de l'évidement du col de repêchage, à la tête du mandrin de verrouillage, cette turbulence tendant à élever le manchon 60 de verrouillage qui est relativement libre. Le blocage du
manchon de verrouillage par la bride 210 de blocage, au-
dessous du bossage 200 de blocage, oppose une résistance à cette force d'élévation du manchon de verrouillage. La turbulence se produisant à faible débit d'écoulement ne libère donc pas accidentellement les cliquets 50 situés
sur le mandrin de verrouillage.
Lorsque l'on souhaite retirer le mandrin 35 de verrouillage, on utilise un outil de récupération et
les opérations décrits dans le brevet No 3 208 531 précité.
2498676 I
On libère le mandrin de verrouillage en faisant remonter le manchon 60 de verrouillage jusqu'à une position extrême
supérieure dans laquelle les cliquets 50 peuvent se dépla-
cer librement vers l'intérieur afin de se dégager des évidements de verrouillage du raccord à portée intérieure Lorsque le manchon 60 de verrouillage est tiré vers le haut, la bride 210 de blocage de ce manchon doit revenir au-dessus du bossage 200 de blocage situé sur le mandrin 36 de corps. Dans le cas o du sable, se trouvant dans le forage du puits, est tassé autour du tube 45 du mandrin de corps, le long du bossage 200 de blocage, à l'intérieur du manchon 60 de verrouillage et le long du tronçon extrême inférieur, comme montré sur la figure 4, un effet de cisaillement, se produisant entre la bride 210 de blocage | et le bossage 200 de blocage, a simplement pour effet de cisailler le sable et de repousser les grains sur le côté tandis que le manchon de verrouillage est soulevé sur le mandrin du corps. Ainsi qu'il ressort de manière évidente de la figure 4, le sable contenu dans l'évidement 213 est i élevé avec le manchon de verrouillage lorsque ce dernier I passe au- dessus du bossage 200 de blocage. L'effet de cisaillement entre la bride de blocage et le bossage de blocage provoque un balayage du sable le long de ce bossage, de sorte que le sable ne gêne pas le déblocage
du manchon 60 de verrouillage.
Un mandrin de verrouillage perfectionné a donc
été décrit ci-dessus et est représenté sur les figures. On peut voir à présent que les caractéristiques de blocage de l'invention
empêchent tout déverrouillage involontaire
du mandrin sous de faibles débits d'écoulement de fluide.
Il va de soi que de nombreuses modifications j peuvent être apportées au mandrin décrit et représenté
sans sortir du cadre de l'invention.
- 2498676
Claims (7)
1. Mandrin de verrouillage amovible d'outils (43) de puits dans une conduite d'écoulement d'un puits,
ce mandrin (35) de verrouillage comprenant un corps tubu-
làire (36), un manchon (46) de retenue de cliquets de ver- rouillage, monté sur le corps, des cliquets expansibles
et rétractables (50) de verrouillage portés par le man-
chon de retenue, et un manchon (60) de verrouillage mobile sur le corps, à l'intérieur du manchon de retenue, entre une première position de verrouillage dans laquelle les cliquets sont expansés en position de verrouillage, et une position de libération dans laquelle le manchon est rétracté de l'intérieur des cliquets, le mandrin étant caractérisé en ce que l'une des pièces constituées par le manchon de verrouillage et le corps comporte un bossage (200) de verrouillage et l'autre desdites pièces présente
un évidement (213) de verrouillage, le bossage et l'évide-
ment étant alignés le long du corps et du manchon de verrouillage afin de s'enclencher en position de verrouillage lorsque le manchon est dans ladite première position de
verrouillage, le bossage et l'évidement n'étant pas ali-
gnés et plaçant le manchon de verrouillage en position de libération lorsque ce manchon est déplacé vers l'une
desdites positions de libération.
2. Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement de verrouillage est plus long que
le bossage de verrouillage.
3. Mandrin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces du corps et du manchon de verrouillage sont dimensionnées de manière à engendrer dans la matière formant le manchon de verrouillage et le corps des contraintes inférieures à la limite d'élasticité de cette matière lorsque le manchon de verrouillage se déplace entre ladite première position de verrouillage et lesdites
positions de libération.
4. Mandrin de verrouillage amovible d'outils (43) dans une conduite d'écoulement d'un puits, ce mandrin (35) de verrouillage comprenant un corps tubulaire (36), un manchon (46) de retenue de cliquets'de verrouillage monté sur le corps, des cliquets (50) de verrouillage portés par le manchon de retenue afin de pouvoir s'expanser et se contracter entre des positions de verrouillage et de libération, et un manchon (60) de verrouillage mobile sur le corps, à l'intérieur du manchon de retenue, entre une première position de verrouillage dans laquelle les cliquets de verrouillage sont expansés, et des positions de libération rétractées de l'intérieur des cliquets de verrouillage et dans lesquelles lesdits cliquets peuvent
se déplacer librement vers l'intérieur jusqu'à des posi-
tions de libération, le mandrin étant caractérisé en ce qu'il présente un bossage annulaire extérieur (200) de blocage, le manchon de verrouillage comportant une bride annulaire intérieure (210) de blocage et un évidement annulaire intérieur (213) de blocage, situé intérieurement par rapport à ladite bride, le bossage, la bride et l'évidement de blocage occupant des positions relatives, le long du corps et du manchon de verrouillage, de manière à bloquer de façon amovible le manchon de verrouillage dans ladite première position et à libérer ledit manchon de ladite position de blocage lorsque ce manchon est
déplacé vers l'une desdites positions de libération.
5. Mandrin selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'évidement de blocage est plus long que le
bossage de blocage.
6. Mandrin selon la revendication 5, caractérisé en ce que le diamètre intérieur global de la bride de blocage est inférieur au diamètre extérieur du bossage
de blocage, et en ce que les dimensions relatives consti-
tuées par le diamètre intérieur de la bride de blocage et le diamètre extérieur du bossage de blocage sont telles qu'une relation amovible de blocage s'établit entre le manchon de verrouillage et le corps lorsque ledit manchon est dans ladite première position de verrouillage, la matière constituant le corps et le manchon de verrouillage étant soumise à des contraintes inférieures à sa limite d'élasticité lorsque le manchon de verrouillage est déplacé entre ladite première position de verrouillage et lesdites
positions de libération.
7. Mandrin selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bossage de verrouillage comporte une partie présentant une surface cylindrique extérieure annulaire et s'étendant le long du corps, ainsi que des surfaces inclinées et extrêmes (201, 202) de came, situées aux
extrémités opposées de ladite surface cylindrique, l'évi-
dement de blocage et la bride de blocage dans le manchon de verrouillage étant définis par des surfaces cylindriques comprises entre des surfaces inclinées extrêmes et opposées
(211, 214) de came.
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