FR2509366A1 - Dispositif de commande d'un outil de fermeture de la colonne de production d'un puits - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION EST RELATIVE AUX EQUIPEMENTS QUE L'ON INSTALLE DANS LES PUITS PETROLIERS, ET PLUS PARTICULIEREMENT A UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN OUTIL PLACE DANS LA COLONNE DE PRODUCTION D'UN PUITS. LEDIT DISPOSITIF EST DESCENDU DANS LE PUITS SUSPENDU AU BOUT D'UN CABLE 116. IL COMPORTE UN PREMIER MECANISME 134, 148, 152, 154 DE TRANSFORMATION D'UN MOUVEMENT LONGITUDINAL DE VA-ET-VIENT EN UN MOUVEMENT DE ROTATION ALTERNATIF, LE MOUVEMENT LONGITUDINAL ETANT OBTENU PAR TRACTION SUR LE CABLE 116, ET UN DEUXIEME MECANISME 156 SOLIDAIRE DU PREMIER, DE TRANSFORMATION DU MOUVEMENT DE ROTATION ALTERNATIF EN UN MOUVEMENT DE ROTATION A SENS UNIQUE. L'INVENTION A EGALEMENT POUR OBJET UN APPAREIL DE FERMETURE DE LA COLONNE DE PRODUCTION D'UN PUITS, CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE LEDIT OBTURATEUR. APPLICATION AUX ESSAIS DE PRODUCTION DES PUITS PETROLIERS.
Description
La présente invention est relative aux équipements que l'on installe dans
les puits pétroliers ou les puits de géothermie De façon plus précise, l'invention concerne un dispositif de commande d'un équipement placé dans un puits, la commande s'effectuant à l'aide d'un câble descendu dans le puits depuis la surface L'invention concerne également un dispositif de fermeture de la colonne de production d'un puits et de mesure des variations de pression résultant
de ladite fermeture.
Les hydrocarbures contenus dans une couche souterraine sont produits en surface au travers d'un train de tiges, appelé colonne de production et placé au centre du forage La colonne de production est généralement équipée, à des endroits déterminés, de raccords à
portée intérieure dans lesquels peuvent être installés divers équi-
pements Ces équipements sont descendus attachés au bout d'un câble enroulé sur le tambour d'un treuil à la surface Le câble est ainsi
utilisé pour installer l'équipement dans un raccord à portée inté-
rieure, mais il peut être utilisé aussi pour commander un équipement déjà installé Par exemple, une vanne peut être installée à un endroit déterminé de la colonne de production et le câble peut être utilisé
pour commander cette vanne.
Avant la mise en production du puits, on effectue différents essais consistant notamment en des mesures de pression, température et débit L'un des principaux essais permettant de déterminer la capacité de production du puits consiste à arrêter la production à l'aide d'une vanne et à enregistrer les variations de pression résultant de la fermeture du puits La plupart du temps, la fermeture du puits s'effectue en surface Cependant, la remontée en pression des fluides du puits, consécutive à la fermeture du puits, peut être masquée par d'autres phénomènes, tels que la compressibilité du fluide présent dans la colonne de production Par conséquent, il est très avantageux de pouvoir fermer la colonne de production à proximité immédiate de la zone souterraine productrice de façon à ne prendre en compte que ladite zone La commande de cette vanne s'effectue généralement à l'aide d'un outil que l'on descend attaché au bout d'un câble depuis la surface Cependant, pour que les mesures de pression soient significatives, il est nécessaire que l'écoulement des fluides dans la colonne de production, précédant la fermeture de la vanne, n'ait pas été perturbé De plus, il est important de pouvoir
effectuer des mesures immédiatement après la fermeture de la vanne.
On connaît déjà des outils de fermeture de la colonne de production d'un puits et de mesure de pression A titre d'exemples, de tels outils sont décrits dans les brevets français n' 2 422 812 et N O 2 423 627, ainsi que le brevet US N O 4 159 643 Tous ces appareils sont constitués de deux parties: une vanne installée de façon amovible dans la colonne de production et un dispositif de commande de cette vanne Ce dernier est descendu dans le puits attaché au bout d'un câble et vient se fixer à une partie de la vanne pour fermer des orifices par lesquels s'écoulait le fluide produit par le puits Une jauge de pression est généralement montée à la partie supérieure d'un canal central traversant le dispositif
de commande et transmettant la pression du puits à la jauge de pression.
Dans ce type d'équipement, la fermeture de la vanne s'effectue immédia-
tement après la descente du dispositif de commande alors qu'il faudrait attendre-un certain temps pour que le débit des fluides s'écoulant dans
la colonne de production se fût stabilisé.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'un outil placé dans un puits, tel qu'une vanne par exemple, et plus particulièrement un dispositif de commande d'un outil de fermeture de la colonne de production d'un puits Ce dispositif permet la fermeture pratiquement instantanée de la vanne, à un instant qui peut être éloigné
de la descente dans le puits de la vanne et de son dispositif de commande.
De plus, la fermeture involontaire de la vanne est rendue très impro-
bable. L'invention a également pour objet un dispositif permettant de mesurer les variations de pression résultant de la fermeture de la
colonne de production.
De façon plus précise, la présente invention concerne un dispositif de commande d'un outil placé dans la colonne de production
d'un puits, ledit dispositif pouvant être descendu dans le puits sus-
pendu au bout d'un câble, caractérisé en ce qu'il comporte un premier mécanisme de transformation d'un mouvement longitudinal de va et vient en un mouvement de rotation alternatif, le mouvement longitudinal étant obtenu par traction sur ledit câble, et un deuxième mécanisme, solidaire du premier, de transformation dudit mouvement de rotation alternatif en un mouvement de rotation à sens unique. L'invention concerne également un appareil de fermeture de la colonne de production d'un puits comportant une vanne se fixant dans la colonne de façon étanche, ayant un passage central longitudinal laissant s'écouler les fluides et un passage latéral lequel peut être fermé par un obturateur, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande de l'obturateur tel que décrit au- paragraphe précédent.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description
qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre
d'exemple non limitatif La description se réfère aux dessins qui
l'accompagnent, dans lesquels: la figure I représente schématiquement une vue générale du dispositif de commande et de la vanne installée dans la colonne de production d'un puits, les figures 2 A et 2 B représentent en coupe partielle la vanne en position d'ouverture, les figures 3, 4 et 5 représentent trois parties successives vues en coupe partielle, du dispositif de commande de la vanne, l'extrémité inférieure de la figure 3 se superposant à l'extrémité supérieure de la figure 4 et l'extrémité inférieure de la figure 4 se superposant à l'extrémité supérieure de la figure 5, la figure 6 représente en coupe une vue d'une partie de la figure 4, la figure 7 représente une coupe transversale du mécanisme d'embrayage selon la flèche 7 de la figure 6, la figure 8 montre en coupe une vue agrandie d'une partie de la figure 5, et les figures 9 et 10 représentent des coupes transversales
vues selon les flèches 9 et 10 des figures 5 et 8.
Sur la figure 1, on a représenté un puits foré jusqu'à une formation souterraine 20 productrice d'un fluide lequel peut être liquide ou gazeux ou un mélange des deux Le fluide comporte un tubage 22 dont l'extrémité inférieure a été perçé de perforations 24 de façon à permettre l'écoulement des fluides de la formation dans le puits Une colonne de production 26 a été placée au centre du puits et s'étend sensiblement depuis le fond jusqu'à la surface Le tubage 22 et la colonne de production 26 se terminent en surface par la tête de puits représente schématiquement par 28 Elle comprend une vanne
principale 32 et plusieurs vannes latérales 30 Une garniture d'étan-
chéité 34, communément appelée "packer" est placée de façon étanche à la partie inférieure de la colonne de production, dans l'espace
annulaire compris entre le tubage 22 et la colonne de production 26.
La vanne 38, représentée en détail sur les figures 2 A et 2 B, est fixée de façon étanche dans un raccord à portée intérieure 36, non loin de la zone productrice 20, à l'aide de clés 40 et de garnitures d'étanchéité 42 Le dispositif 44 de commande de la vanne a été descendu fixé à l'extrémité d'un câble 46 Ce câble est enroulé en surface sur le tambour d'un treuil (non représenté) Le câble passe au travers d'un dispositif d'étanchéité 48 (presse-étoupe) fixé à la tête de puits 28 Le dispositif de commande de la vanne est posé à l'aide du câble 46 sur la tête 50, située à l'extrémité
supérieure de la vanne 38.
La vanne 38 fait l'objet des figures 2 A et 2 B alors que le
dispositif de commande 44 est montré sur les figures suivantes.
Le câble 46 peut être métallique ou électrique On utilise un câble électrique lorsqu'on désire transmettre des signaux électriques, représentant des mesures, par exemple, de l'outil de fermeture du puits
à la surface et inversement.
Sur les figures 2 A et 2 B, le raccord àportée intérieure 36 est vissé entre les deux tubes de la colonne de production à son
extrémité supérieure 52 par le filetage 54 et à son extrémité infé-
rieure 56 par le filetage 58 Ce raccord comporte des logements 60 dans lesquels viennent se placer trois clés 62 de la vanne Le raccord se termine à son extrémité inférieure par une butée 64 La vanne 38 est fixée dans le raccord 36 à l'aide de la butée 64 qui l'empêche
de descendre et à l'aide des clés 62 engagées dans le logement 60.
Le corps de vanne 66 a approximativement une forme cylindrique creuse.
Le corps de vanne est percé à son extrémité inférieure par un ou plu-
sieurs orifices 68 Le diamètre de la vanne a été réduit à cet endroit de façon à procurer une plus grande section de passage pour le fluide s'écoulant par les orifices Au-dessus des orifices, des garnitures d'étanchéité 70, maintenues sur un support 72, assurent l'étanchéité entre le raccord à portée intérieure 36 et le corps de vanne Une pièce 74, vissée à la partie supérieure du support 72, comporte des lumières qui permettent le passage des clés 62 Cette pièce comporte également plusieurs ouvertures 76 pour le passage du liquide Une douille mobile 78 est maintenue par un ressort 80 en
butée contre la partie supérieure interne 82 du corps de vanne.
Cette douille mobile comporte à sa partie supérieure une bosse 84 et à sa partie inférieure un renflement 86 Lorsque la douille mobile 78 est en position haute, telle que représentée sur la figure 2 A, le renflement 86 pousse les clés 62 vers l'extérieur dans le logement 60 du raccord à portée intérieure Par contre, lorsque la douille mobile se déplace vers le bas, les clés 62 ne sont plus poussées par le renflement 86 mais viennent en contact sur la partie 88 Elles sont donc libres de se rétracter pour sortir
du logement 60.
Les orifices 68 peuvent être fermés par un clapet 90 formé d'un siège 92 en matière souple (matière plastique) maintenu sur une tige creuse 94 à l'aide des deux pièces 96 et 98 et de la vis 100 Un ressort 102 tend à pousser le clapet de façon à ce que le siège 92 s'appuie sur la partie 104 du corps de vanne pour fermer les orifices 68 La tige creuse 94 traverse de part en part la vanne Elle comporte une couronne 106 qui peut venir en contact avec la bosse 84 de la douille mobile 78 Lorsque l'on pousse vers le bas la tige mobile 94, on commence donc par ouvrir la vanne en découvrant les orifices 68, puis, la couronne 106 venant en contact avec la bosse 84, on pousse
vers le bas la douille mobile 78, ce qui permet de désancrer la vanne.
A l'extrémité supérieure 108 du corps de vanne est vissée une tête de repêchage 50 Elle comporte à son extrémité supérieure un collet 110 et à sa partie médiane un ensemble
de fentes 112 dans lesquelles un tenon peut se déplacer.
La vanne est installée dans le raccord à portée intérieure à l'aide d'un outil de pose Cet outil de pose comporte une pièce centrale qui maintient la tige creuse 94 en position suffisamment basse pour que les orifices 68 soient découverts et pour que les clés 62 soient en position rétractée La vanne est fixée à l'outil de pose par une goupille de cisaillement qui vient en butée sur la partie inférieure 114 du collet 110 La vanne est descendue dans la colonne de production avec l'outil de pose jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par la butée 64 du raccord à portée intérieure A l'aide d'une coulisse de battage fixée au-dessus de l'outil de pose, on cisaille une goupille qui maintenait la pièce centrale de l'outil de pose en position basse Cette pièce, ainsi que la tige creuse 94, poussée par le ressort 102, remonte de façon à ancrer les clés 62 dans le logement 60 et à fermer la vanne en obturant les orifices 68 En tirant sur le câble depuis lasurface, on
vérifie que la vanne est bien ancrée Puis, en tirant plus forte-
ment sur le câble, on cisaille la goupille maintenue à l'extrémité inférieure 114 du collet 110 pour libérer l'outil de pose et le remonter à la surface Il est à noter que lorsque la vanne est laissée installée dans la colonne de production, elle est maintenue en position fermée par le ressort 102 Cependant, les fluides produits par le puits
peuvent s'écouler par la partie intérieure de la tige creuse 94.
Le mécanisme de commande est représenté sur les figures 3 à 10.
Il est combiné à des moyens pour transmettre la pression du puits à un capteur de pression L'ensemble est attaché à un câble 116, qui remonte jusqu'à la surface o il est enroulé sur le tambour d'un treuil Dans l'exemple décrit, ce câble est électrique, ce qui permet d'acheminer à la surface les mesures de pression effectuées à l'aided'une jauge 118 connectée au câble à l'aide d'une fiche de connexion électrique 120 La jauge 118 peut être l'une des jauges actuellement disponibles commercialement, telle que, par exemple, la jauge du type 2813 commercialisée par la compagnie américaine Hewlett-Packard Le capteur de pression est fixé à la partie supérieure d'un fourreau 122 Un tube 124 enroulé en forme de spirale transmet la pression du puits à la jauge de mesure 118 L'extrémité inférieure du tube 124 est vissée à un tube rectiligne 126 traversant de part en part le mécanisme de commande de la vanne Son extrémité inférieure 128 (figure 4 ou 5) estvisséepar des moyens de liaison étanches 196 au déclencheur 198 du dispositif de commande, dont la partie interne forme un canal 129 L'extrémité inférieure du fourreau 122 (figure 3) est vissée par les filetages 132 à une tige creuse coulissante 134 Cette tige 134 coulisse à l'intérieur d'un carter
136 terminé à sa partie supérieure par une tête 138 La tige coulis-
sante 134 comporte une butée 140 sur laquelle est maintenue en appui une bague 142 à l'aide d'un ressort de rappel 144 On remarque qu'en tirant sur le câble 116, la tige coulissante 134 et la bague 142 montent par rapport au carter 136, contre la force de rappel exercée par un ressort 144 Ce dernier est l'équivalent d'un poids de 140 kg, lorsqu'il est complètement bandé, appliqué sur la tête du dispositif de commande L'extrémité inférieure de la tige coulissante 134 comporte une rainure 146, parallèle à l'axe longitudinal du dispositif de commande, et une autre rainure 148 de forme hélicoïdale, inclinée
d'environ 100 par rapport à l'axe longitudinal du dispositif de -
commande Un tenon 150 fixé dans le carter 136 se déplace dans la rainure 146 Il empêche la rotation de la tige coulissante 134
lorsqu'elle se déplace verticalement dans un mouvement de va et vient.
A l'intérieur de la rainure 148, se déplace un tenon 152, fixé à un arbre menant d'un mécanisme d'embrayage 156 Ce mécanisme, représenté plus en détail sur les figures 6 et 7,est un mécanisme d'embrayage
à rouleaux ou à galets Il est contenu dans un fourreau 164 Ce méca-
nisme comporte un arbre menant 154 et un arbre mené 158 couplé par un premier groupe de trois rouleaux 160 L'arbre menant 154 décrit un mouvement de rotation alternatif, alors que l'arbre mené 158 décrit un mouvement de rotation à sens unique Les rouleaux 160 couplent les arbres menés et menants uniquement lorsque l'arbre menant tourne dans un sens de rotation déterminé Un deuxième groupe de trois rouleaux 162, qui couplent l'arbre mené au fourreau 164 (qui est une partie fixe), constituent des rouleaux antagonistes qui empêchent la rotation
en sens inverse de l'arbre mené 158.
La figure 7,qui représente une coupe perpendiculaire à-l'axe
longitudinal, montre le mécanisme d'embrayage pour lés rouleaux anta-
gonistes 162 Ces derniers sont au nombre de trois et sont maintenus
dans des logements 166, 168 et 170 réalisés dans l'arbre mené 158.
Ils sont poussés par des ressorts 172, 174 et 176 L'arbre mené 158 est traversé par le tube 126 Les rouleaux 160 sont également au nombre de trois et sont dans des logements pratiqués dans l'arbre mené 158 Ils sont également maintenus par des ressorts mais ces ressorts sont disposés diamétralement dans le sens opposé ( à 1800) par rapport aux ressorts 172, 174 et 176 Ainsi, sur la figure 7, on comprend que l'action des rouleaux -162 permet la rotation de l'arbre mené 158 dans le sens des aiguilles d'une montre,alors que ces rouleaux empêchent la rotation dans le sens inverse en solidarisant l'arbre mené 158 au fourreau 164 Pour un sens de rotation déterminé de l'arbre menant, les rouleaux 160 sont pincés dans leur logement et solidarisent
ainsi les arbres mené et menant -Par contre, dans l'autre sens de rota-
tion, les rouleaux sont libres et les deux arbres menant et mené sont désolidarisés. L'arbre mené 158 est couplé à une pièce tournante 180 à l'aide
de moyens d'emboîtement 182 qui peuvent être, par exemple, des mor-
taises.
L'extrémité inférieure du carter 164 est vissée par le file-
tage 184 à la partie supérieure d'un fourreau 186 A l'intérieur de ce fourreau tourne la pièce 180, laquelle se termine par une surface d'appui 188 Elle comporte également des rainures 190 Des lumières 192 ont été réalisées dans le fourreau 186 de façon à avoir accès à la pièce tournante 180 Cette dernière porte des stries sur sa surface en regard des lumières 192 de façon à constituer un bouton moleté De plus, elle porte des repères permettant de déterminer la
position de la pièce tournante 180 par rapport au fourreau 186.
L'extrémité de la pièce tournante 180 est un élément du mécanisme de
déclenchement 194 montré plus en détail sur les figures 8, 9 et 10.
A l'aide d'un raccord 196, l'extrémité inférieure 128 du tube
central 126 est vissée à l'extrémité supérieure d'un déclencheur 198.
La partie centrale du déclencheur est évidée de façon à former un canal 129 Ce déclencheur a une partie protubérante 200, formant des ergots qui viennent en appui sur la surface 188 de la partie tournante Il comporte également un tenon 202 qui se déplace dans une rainure 204 du fourreau 186 Le déclencheur ne peut donc pas tourner et ne peut se déplacer que parallèlement à l'axe longitudinal Son extrémité
inférieure forme une butée 206 contre laquelle s'appuie un ressort 208.
Le déclencheur 198 comporte deux ergots 200 diamétralement opposés (figure 9) Ces ergots, tels que montrés sur la figure 8, viennent en appui sur la surface 188 de la pièce tournante 180 Cette dernière comporte deux évidements 210 par lesquels peuvent passer les ergots 200 Ainsi lorsque la pièce 180 tourne de 900 par rapport à sa position montrée sur la figure 9, les ergots 200 sont en face des évidements 210 Le déclencheur 198 se déplace alors vers le haut, poussé par le ressort 208 Le déclencheur se déplace jusqu'à ce que les ergots viennent buter sur une surface d'appui 212 (figure 10) Le
déclencheur passe donc d'une première position à une deuxième position.
La pièce tournante comporte également deux évidements ou fentes 190 diamétralement opposées et situées à 90 par rapport aux évidements 210 Ainsi, en comparant les figures 9 et 10, lorsque les ergots 200 passent au travers des évidements 210 pour venir buter sur la surface
d'appui 212, ils se trouvent donc à 90 par rapport aux fentes 190.
Si la pièce 180 continue à tourner, les fentes 210 arriveront à se trouver en face des ergots 200 du déclencheur 198 A cet instant, le déclencheur 198 effectuera à nouveau un mouvement de translation vers
le haut pour passer d' une deuxième à une troisième position.
La partie inférieure du déclencheur 198 est vissée par les filetages 214 à un connecteur hydraulique 130 dont la partie interne
est complètement évidée et forme un canal central longitudinal pro-
longeant le canal 129 Le connecteur 130 comporte une goupille de sécurité 216, formant butée, sur laquelle prend appui une douille 218 qui peut coulisser sur la surface externe du connecteur hydraulique La douille 218 comporte des lumières 220 Un joint torique 222
est placé dans une fente pratiquée à la surface de l'extrémité infé-
rieure 224 du connecteur hydraulique 130 L'extrémité 224 du connec-
teur s'emboîte de façon étanche, grâce au joint 222, dans la partie interne de la tige creuse 94 de la vanne L'extrémité de la tige
creuse de la vanne vient en appui sur l'extrémité inférieure 226 de -
la douille 218.
A la partie inférieure du fourreau 186, est vissée par les filetages 228, une pièce cylindrique 230 munie d'un tenon 232 Ce dernier se déplace dans les fentes 112 de la tête 50 de la vanne. Une fois la vanne 38 installée dans la colonne de production et l'outil de pose remonté en surface, le dispositif de commande 44 est descendu depuis la surface à l'aide du câble électrique 116 La vanne est en position fermée et la douille 218 est poussée par le ressort 208 de façon à ce que l'extrémité inférieure de la douille recouvre le joint 222 pour le protéger La partie cylindrique 230
(figure 5) du dispositif de commande vient coiffer la tâte de vanne.
Le tenon 232 passe dans l'une des fentes 240 ou 242 (figure 2 A) du système de fentes 112 de la tête devanne Le tenon 232 vient alors se loger dans la partie 244 du système de fentes 112 Simultanément, l'extrémité 224 du connecteur hydraulique s'est emboîtée de façon étanche à l'intérieur de la tige creuse 94 Ce faisant, la douille
218 remonte jusqu'à venir en butée sur la goupille de sécurité 216.
La tige creuse 94 est alors poussée vers le bas, ce qui a pour effet d'ouvrir la vanne en dégageant les orifices 68 On tire alors sur le câble depuis la surface pour faire passer le tenon 232 de la partie 244 du système de fentes au logement 246 Pour cette position, la vanne est ouverte permettant au fluide du puits de s'écouler par les orifices 68 dans le canal compris entre la tige creuse 94 et le corps de vanne 74 et par les lumières 76, de la façon schématisée par les flèches des figure 2 A et 2 B La pression du puits peut être mesurée par la jauge de pression 118 puisque les fluides passent par le canal constitué par l'intérieur de la tige creuse 94, par l'intérieur du
connecteur hydraulique 130, par le canal 129 et par le tube 126.
Pour fermer la vanne, on tire plusieurs fois de suite sur le
câble depuis la surface Lorsqu'on tire sur le câble, la tige cou-
lissante 134 remonte en comprimant le ressort 144 Il en résulte que
l'arbre menant 154 du mécanisme d'embrayage tourne d'environ 10 degrés.
Il Cet angle dépend de l'inclinaison de la rainure 148 et du déplacement longitudinal de la tige coulissante 134 L'arbre mené 158 et la pièce tournante 180 tournent également du même angle Lorsqu'on relâche la
tension sur le câble, la tige coulissante 134 reprend sa position ini-
tiale sous l'action du ressort 144 Par contre, l'arbre mené 158 et la pièce tournante 180 ne tournent pas en sens inverse Si au départ, les évidements 210 de la pièce tournante 180 ont été positionnés à environ des tenons 200 (comme représenté sur la figure 9), on comprend qu'il faut tirer environ neuf fois sur le câble 116 pour que les tenons 200 se trouvent en regard des évidements 210 Lorsque cela se produit, le connecteur hydraulique 130 et le déclencheur 198 remontent d'une distance correspondant à celle séparant les surfaces d'appui 188 et 212, passant d'une première à une deuxième positions Ceci a pour effet de fermer la vanne 38 On remarque que la fermeture de la vanne est pratiquement instantanée De plus, les variations de pression résultant de la fermeture peuvent être enregistrées immédiatement De même, on remarquera que l'écoulement des fluides avant la fermeture de la vanne n'était pas perturbé puisque le fluide pouvait s'écouler librement à travers les orifices 68 Pour cette deuxième position du déclencheur, le joint torique 222 de l'extrémité du connecteur hydraulique se trouve
encore en dessous de la lumière 220 pratiquée dans la douille 218.
Lorsqu'on désire arrêter les mesures et remonter en surface le dispositif de commande de la vanne, on commence par égaliser les
pressions en tirant à nouveau plusieurs fois de suite sur le câble 116.
Les évidements 210 étant situés à 90 des fentes 190, on réalise qu'il est à nouveau nécessaire de tirer environ neuf fois sur-le câble pour que les tenons 200 puissent passer au travers des fentes 190 Lorsque cela se produit, le déclencheur 198 et le connecteur hydraulique 130 remontent Le joint torique 222 passe alors au-dessus des lumières 220 de la douille 218, ce qui a pour effet d'égaliser les pressions La pression du puits avait tendance à pousser vers le haut le dispositif de commande Avec l'égalisation de pressions, cette poussée n'existe plus En relâchant la tension sur le câble 116, le dispositif de commande descend du fait de son poids Le tenon 232 passe alors du logement 256 du système de fentes 212 de la tête de la vanne à la position 250 En tirant sur le câble depuis la surface, le tenon 232 passe alors par la fente 252 et le dispositif de commande est alors
désolidarisé de la vanne et peut être remonté à-la surface.
Si pour une raison quelconque, le dispositif de commande ne descend pas, c'est-à-dire si le tenon 232 ne passe pas de la position 246 à la position 250 du fait du seul poids du dispositif de commande,
on tire sur le câble 116 de façon à le casser à son point faible.
Ensuite, on descend depuis la surface un outil de repêchage comprenant une coulisse de battage En battant vers le bas, on casse la goupille 216 et en appuyant sur le dispositif de commande, on peut ainsi faire passer le tenon 232 de la position 246 à la position 240 de la tête
de vanne On remonte alors le dispositif de commande à la surface.
Le dispositif de commande d'une vanne qui vient d'âtre décrit présente plusieurs avantages, parmi lesquels on peut citer sa faible longueur résultant du fait qu'il est nécessaire de tirer plusieurs fois sur le câble depuis la surface pour commander la vanne En effet, pour obtenir le même effet en tirant une seule fois depuis la surface, il serait nécessaire que la course de la tige coulissante 134 fût plus longue Le fait d'avoir à tirer plusieurs fois sur le câble évite aussi les commandes involontaires de la vanne, On peut remarquer également que la traction sur le câble n'a pas à être maintenue en dehors des périodes o l'on commande la vanne La commande s'effectue aussi d'une manière instantanée Quant aux mesures des pressions utilisant le dispositif de commande de la vanne, on notera que les variations de pressions peuvent être enregistrées avant et après la fermeture de la vanne,
sans interruption.
Le dispositif de commande a été décrit en liaison avec un dispositif permettant de mesurer les variations de pressiqn résultant de la fermeture de la colonne de production d'un puits Cependant, ce dispositif peut s'appliquer à d'autres outils qui peuvent être commandés par le recul d'une pièce par rapport à une autre (recul du déclencheur 198 par rapportaux éléments fixes) L'outil de mesure de pression a été décrit avec une jauge de pression située
au sommet de l'outil et utilisé avec un câble électrique pour trans-
mettre les données à la surface Il est évident que la jauge de pression pourrait être située à un autre endroit de l'outil et que cette jauge pourrait inclure des mémoires pour enregistrer les données dans le puits Le câble 116 pourrait alors être un simple câble en acier La jauge de pression pourrait aussi être un capteur
pour mesurer un autre paramètre, tel que par exemple, la température.
Claims (10)
1 Dispositif de commande ( 44) d'un outil ( 38) placé dans la colonne de production ( 26) d'un puits ( 22), ledit dispositif pouvant
être descendu dans le puits suspendu au bout d'un câble( 116), carac-
térisé en ce qu'il comporte un premier mécanisme ( 134-148-152-154) de transformation d'un mouvement longitudinal de va et vient en un mouvement de rotation alternatif, le mouvement longitudinal étant obtenu par traction sur ledit câble ( 116), et un deuxième mécanisme ( 156) solidaire du premier, de transformation dudit mouvement de
rotation alternatif en un mouvement de rotation à sens unique.
2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que
ledit deuxième mécanisme ( 156) est formé d'un embrayage à rouleaux ( 160) .
3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier mécanisme comporte une tige ( 134) coulissant suivant l'axe longitudinal du dispositif sous l'action de tractions exercées sur le câble ( 116) utilisé pour suspendre ledit dispositif dans le
puits, ladite tige coulissante ( 134) ayant une rainure de forme héli-
co dale ( 148), et en ce que ledit deuxième mécanisme ( 156) comprend un arbre menant ( 154) muni d'un tenon ( 152) s'engageant dans ladite rainure ( 148) de sorte que l'arbre menant ( 154) décrit un mouvement
de rotation alternatif lorsque ladite tige ( 134) se déplace longitudi-
nalement dans un mouvement de va et vient, et un arbre mené ( 158) ayant des encoches dans lesquelles sont placés des rouleaux ( 160), lesdits arbres ( 154-158) et lesdits rouleaux ( 160) formant ledit embrayage ( 156) de sorte que ledit arbre mené ( 158) est animé uniquement d'un
mouvement de rotation à sens unique.
4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit arbre mené ( 158) comporte une première surface d'appui ( 188) munie d'au moins un premier évidement ( 210), et en ce que ledit dispositif comporte un déclencheur ( 198) mobile longitudinalement entre une première et une deuxième positions, solidaire d'un élément ( 94) de l'outil à commander et ayant une partie ( 200) maintenue contre ladite surface d'appui ( 188), ladite partie ( 200) s'enfonçant dans ledit évidement ( 210) pour une position angulaire déterminée dudit
arbre mené ( 158) par rapport audit déclencheur ( 198), ledit déclen-
cheur passant alors de la première à la deuxième position.
Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit arbre mené ( 158) comporte une deuxième surface d'appui ( 212) espacée longitudinalement par rapport à la première surface d'appui
( 188) et munie d'au moins un deuxième évidement ( 190) décalé angulai-
rement par rapport au premier évidement ( 210), ladite partie ( 200) du déclencheur en contact avec la première surface d'appui ( 188) pouvant s'enfoncer dans le deuxième évidement ( 190) pour une autre position angulaire déterminée de l'arbre mené ( 158) par rapport au déclencheur ( 198), lequel passe de la deuxième position longitudinale
à une troisième position.
6 Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé
en ce que l'angle d'inclinaison de ladite rainure hélicoidale ( 148) par rapport à l'axe longitudinal de l'outil et les décalages angulaires entre chacun desdits évidements ( 190-210) et ledit déclencheur ( 198) sont tels qu'il est nécessaire d'exercer plusieurs tractions sur ledit
câble pour passer de ladite première position à ladite deuxième posi-
tion et de ladite deuxième position à ladite troisième position.
7 Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé
en ce que ledit élément de l'outil à commander est l'obturateur ( 90)
d'une vanne.
8 Appareil de fermeture de la colonne de production ( 26) d'un puits ( 22) comportant une vanne ( 38) se fixant dans la colonne de façon étanche, ayant un passage central longitudinal ( 94) laissant s'écouler les fluides et un passage latéral ( 68-76) lequel peut être fermé par un obturateur ( 90), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif ( 44) de commande de l'obturateur tel que décrit à l'une
des revendications précédentes.
9 Appareil selon la revendication 8 et l'une des revendications
4 et 5 caractérisé en ce que ledit déclencheur ( 198) comporte à son extrémité un connecteur hydraulique ( 130)-pouvant se connecter de
façon étanche dans ledit passage central de ladite vanne.
Appareil selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit passage central est formé par un manchon cylindrique ( 94) dont
l'une des extrémités supporte un clapet ( 90) de fermeture et d'ouver-
ture dudit passage latéral, l'autre extrémité ( 226) venant en butée
avec ledit déclencheur.
Il Appareil selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte un ressort ( 102) poussant ledit clapet vers la position de fermeture de la vanne, l'ouverture étant réalisée par la poussée dudit
déclencheur ( 198) sur ledit manchon cylindrique ( 94).
12 Appareil selon l'une des revendications 8 à 11, utilisé
pour mesurer des variations de pression consécutives à la ferme-
ture de la colonne de production, caractérisé en ce qu'il contient des moyens de mesure de pression ( 118) et des moyens étanches ( 124-126) pour acheminer la pression dudit passage central auxdits
moyens de mesure.
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