FR2537203A1 - Vannes - Google Patents

Abstract

VANNE D'ERUPTION 20 AYANT DES MACHOIRES 26A, 26B AVEC DES BORDS DE COUPE POUR CISAILLER UN TUBE 24 A L'INTERIEUR DE L'ALESAGE VERTICAL 22 TRAVERSANT LE CARTER 21 DE LA VANNE, CES MACHOIRES PORTANT DES MOYENS POUR SAISIR DES COTES OPPOSES DU TUBE AU-DESSUS DES BORDS DE COUPE DES MACHOIRES LORSQUE CELLES-CI SE DEPLACENT L'UNE VERS L'AUTRE POUR CISAILLER LE TUBE, ET POUR SOULEVER L'EXTREMITE SUPERIEURE CISAILLEE DU TUBE AINSI HORS DU TRAJET DES MOYENS ASSURANT L'ETANCHEITE ENTRE LES EXTREMITES INTERIEURES DES MACHOIRES LORSQUE CELLES-CI CONTINUENT A SE DEPLACER L'UNE VERS L'AUTRE.

Description

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Vannes La présente invention concerne de façon générale des vannes telles que des vannes d'éruption

à mâchoires, utilisées dans le forage et le condition-

nement des puits de pétrole et de gaz. Sous l'un de ses aspects, cette invention

concerne des perfectionnements dans les vannes d'é-

ruption de ce type, qui sont adaptées pour être mon-

tées sur une tête de puits et dont les mâchoires

sont adaptées pour cisailler un tube d'une garniture.

de forage à l'intérieur de l'alésage du carter de la vanne, lorsqu'elles se déplacent vers l'intérieur

à partir de la position ouverte, et ensuite, lors-

qu'elles se déplacent vers l'intérieur après avoir cisaillé le tube, pour former une obturation étanche l'une par rapport à l'autre et par rapport à des guidages dans le carter de la vanne, guidages dans lesquels se déplacent les mâchoires afin d'obturer l'alésage Ainsi, l'extrémité supérieure cisaillée de la garniture de forage peut être tirée hors de l'alésage du puits lorsqu'il devient souhaitable

d'éloigner rapidement l'appareil dé forage du puits.

Sous un autre aspect, elle concerne des perfectionnements dans des vannes, et notamment des vannes d'éruption, dans lesquelles le ou les éléments obturateurs, ou les mâchoires des vannes d'éruption sont déplacés entre des positions ouverte et fermée par un système hydraulique ayant des pistons qui

leur sont raccordés par des tiges sortant des cylin-

dres du système dans des chambres dans le carter

jusqu'aux extrémités extérieures des éléments obtu-

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rateurs ou des mâchoires, grâce à quoi le fluide dans la chambre agit sur la surface transversale de la tige pour procurer une force qui s'oppose au mouvement de fermeture des éléments obturateurs ou des mâchoires Sous un autre aspect, elle concerne des perfectionnements dans des vannes, et notamment des vannes d'éruption, de ce type, dans lesquelles une gorge de bipasse raccorde l'alésage du corps de vanne ou du carter de la vanne d'éruption avec la chambre derrière chaque élément ou mâchoire de façon à procurer une force qui s'ajoute à celle du système de commande pour maintenir fermé l'élément

ou la mâchoire.

Comme on le voit, par exemple dans les vannes d'éruption des brevets USA numéros 2 919 111 et 2 969 838, le tube est aplati et ensuite cisaillé par des bords coupants sur les extrémités intérieures des mâchoires qui se déplacent au contact l'une de l'autre, et des moyens d'étanchéité comportant une garniture sont portés par chaque face de mâchoire pour appliquer une garniture sur l'autre mâchoire

à un niveau verticalement espacé des bords coupants.

Dans la vanne d'éruption du brevet ultérieur USA numéro 3 561 526, une garniture est disposée sur chaque face de mâchoire au dessus ou en dessous de son bord coupant de façon à coopérer avec une surface

sur l'extrémité intérieure de l'autre mâchoire adja-

cente à ses bords coupants Lorsque l'alésage de

la vanne d'éruption est vide, les mâchoires fonction-

nent simplement comme des mâchoires pleines pour

obturer l'alésage ouvert.

Toutefois, lorsqu'on utilise l'une quelcon-

que de ces vannes d'éruption, il était nécessaire,

après les avoir déplacées vers l'intérieur pour ci-

sailler le tube, de rétracter les mâchoires pour pouvoir soulever l'extrémité supérieure cisaillée

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du tube hors de l'espace entre les joints d'étanchéité des faces et ensuite, le tube étant ainsi enlevé, de déplacer les mâchoires vers l'intérieur jusqu'à

la position de fermeture totale Dans la vanne d'érup-

tion du brevet US numéro 3 561 526, il était également

nécessaire de déplacer ou de laisser'tomber l'extrémi-

té inférieure du tube cisaillé afin de fermer les

mâchoires Toutefois, dans une modification de la-

vanne d'éruption du brevet numéro 2 969 838, 1 'extré-

mité inférieure cisaillée du tube était adaptée pour se loger dans une cavité de sorte qu'il suffisait d'enlever seulement l'extrémité supérieure cisaillée

de celui-ci.

C'était le but des vannes d'éruption des

brevets US numéros 3 817 326 et 3 736 982 de simpli-

fier cette procédure grâce à des mâchoires adaptées pour cisailler et ensuite se fermer de façon étanche pour obturer l'alésage dans un mouvement continu des mâchoires, c'est-à-dire sans avoir d'abord à les rétracter Ainsi, les moyens d'étanchéité des mâchoires comportaient une garniture portée par une surface horizontale s'étendant vers l'arrière depuis le bord de coupe d'une mâchoire et destinée à réaliser une étanchéité avec une surface en vis-à-vis s'éten

dant vers l'arrière depuis le bord de coupe de l'au-

tre mâchoire, et de ce fait selon le plan de cisail-

lement, lors du mouvement des surfaces l'une contre

l'autre après le cisaillement Les extrémités cisail-

lées du tube étaient reçues dans des cavités formées dans chaque mâchoire à l'extérieur des bords de coupe

et dégageant ainsi le trajet du cisaillage.

Cependant, la difficulté de maintenir les surfaces en vis-à-vis suffisamment proches l'une de l'autre pour maintenir la garniture entre elles, combinée aux surfaces de garniture intrinsèquement

petites sensibles à la force de fermeture des mâchoi-

res, a conduit certains à revenir à des mâchoires

de cisaillement ayant des garnitures faciales trans-

versales Une telle approche est décrite dans le brevet USA numéro 4 132 265, dans lequel l'extrémité intérieure d'une mâchoire s'amincit vers le haut et vers l'extérieur pour coopérer avec un épaulement

sur l'extrémité intérieure de l'autre mâchoire au-

dessus d'une garniture surfacique portée par elle de façon à -repousser l'extrémité supérieure coupée du tube vers le haut en dégageant le passage entre l'extrémité intérieure de la première mâchoire et la garniture Un inconvénient évident d'une vanne d'éruption de ce type est la résistance de frottement s'opposant au glissement de l'extrémité coupée du tube sur l'extrémité intérieure effilée de la première mâchoire Par ailleurs, lorsque l'angle entre cette extrémité effilée et la verticale est relativement grand afin d'accroître la démultiplication mécanique du coin ainsi formé, l'extrémité devient si mince que la charge de l'extrémité du tube située au-dessus

d'elle risque de la casser.

C'est en conséquence un but de cette inven-

tion de procurer une vanne d'éruption dans laquelle l'extrémité coupée du tube est retirée du passage

entre les faces d'étanchéité des mâchoires simple-

ment en réponse au mouvement continu vers l'intérieur

des mâchoires pour cisailler le tube et obturer l'alé-

sage, mais sans avoir à repousser l'extrémité supé-

rieure coupée du tube dans une position de dégagement, comme par exemple dans la vanne d'éruption du brevet

US numéro 4 132 265.

La force exigée pour cisailler un tube

à l'intérieur d'une vanne d'éruption est considéra-

blement supérieure à celle exigée pour que les gar-

nitures des mâchoires forment une étanchéité entre

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les mâchoires et entre celles-ci et les guidages de la vanne De ce fait, dans les vannes d'éruption

de ce type dans lesquelles les mâchoires sont dépla-

cées par des systèmes hydrauliques classiques, cette force peut créer des pressions excessives sur la

garniture et, en tout cas, une pression considérable-

ment supérieure à celle nécessaire pour assurer une coopération d'étanchéité adéquate des garnitures

des mâchoires avec les surfaces coopérantes des mâ-

choires et des guidages.

C'est en conséquence un autre but de cette

invention de procurer une vanne d'éruption dans la-

quelle les mâchoires de cisaillement sont amenées à la position fermée, après cisaillement du tube, avec une force qui n'est pas sensiblement supérieure à celle exigée pour assurer une étanchéité entre elles et entre elles et les guidages de la vanne et, notamment, de procurer une telle vanne avec un système hydraulique de manoeuvre relativement simple et compact pouvant déplacer vers l'intérieur les mâchoires de cisaillement pour cisailler le tube

en développant une première force relativement impor-

tante, et ensuite de continuer à les déplacer vers l'intérieur pour assurer l'étanchéité entre elles et par rapport aux guidages développant une deuxième

force relativement faible.

Dans les vannes d'éruption de ce type, des moyens sont classiquement prévus pour raccorder l'alésage en dessous des mâchoires fermées avec les chambres derrière elles, grâce à quoi, les mâchoires étant fermées, la pression des fluides du puits agit sur au moins une partie de la surface des extrémités extérieures des mâchoires pour procurer une force qui s'ajoute à la pression hydraulique de service

pour maintenir les garnitures des mâchoires en coo-

pération étanche Dans ce but, des gorges peuvent

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être ménagées dans les côtés inférieurs des mâchoires

de façon à maintenir l'alésage et les chambres raccor-

dés l'un aux autres Afin de diminuer les dimensions du système de manoeuvre nécessaire pour procurer une force d'ouverture pour vaincre cette force supplé- mentaire due aux fluides du puits, le brevet USA numéro 3 036 807 proposait une vanne d'éruption dont les mâchoires présentaient des conduits équipés de soupapes pour raccorder l'alésage aux chambres lorsque les mâchoires étaient fermées, et pour raccorder ensuite la chambre à l'alésage au-dessus des mâchoires

fermées (lequel se trouve habituellement à une pres-

sion très inférieure à l'alésage en-dessous d'elles), de façon à équilibrer pratiquement la pression aux extrémités des mâchoires en réponse à un mouvement d'ouverture vers l'extérieur des mâchoires Dans la vanne représentée dans la demande de brevet US

en instance, numéro de série 337 383, intitulée "Van-

nes à commande hydraulique", des gorges sont formées

dans les côtés inférieurs des mâchoires, et la circu-

lation à travers un conduit raccordant la chambre

à l'alésage au-dessus de chacune des mâchoires fer-

mées, est réglée par une tête de soupape sur l'extré-

mité de la tige se raccordant à un piston dans le cylindre du système de manoeuvre et ayant une liaison à déplacement libre avec la mâchoire afin de fermer l'extrémité extérieure de chaque conduit lorsque la mâchoire se déplace vers l'intérieur avec la tige de piston et afin d'ouvrir cette extrémité extérieure lorsque la mâchoire se déplace vers l'extérieur avec

la tige de piston.

Bien qu'avec la vanne d'éruption du brevet US numéro 3 036 807 et de la demande en instance précitée, on obtienne le résultat recherché, à savoir réduire la force exigée pour retirer les mâchoires,

les mâchoires de ce brevet et, dans une moindre mesu-

re, celles de la demande, sont réalisées de façon compliquée, ce qui augmente le coût global de la

vanne C'est en conséquence un autre but de la présen-

te invention, de procurer une vanne dans laquelle on peut atteindre le même objectif à moindres frais. Comme il est également noté dans la demande en instance précitée, la réalisation du système de manoeuvre de la vanne d'éruption décrite dans le brevet US numéro 3 036 807 est telle que la force due au fluide du puits et agissant sur la tige de

piston pénétrant dans la chambre de la mâchoire pour-

s'opposer au déplacement des mâchoires vers la posi-

tion fermée est notablement réduite, voire supprimée.

Ainsi, une tige s'étend de l'extrémité extérieure du piston de manoeuvre de chaque mâchoire jusqu'à une chambre extérieure du carter, et un trou est

formé à travers le piston et à la fois la tige exté-

rieure et la tige intérieure de sorte que, les tiges

ayant pratiquement la même surface en coupe transver-

sale, elles sont pratiquement équilibrées.

Dans la vanne représentée dans la demande en instance précitée, de la graisse est injectée à travers un raccord dans la chambre extérieure et

le trou traversant les tiges et le piston; la-boue-

de forage et la graisse sont séparées par un bouchon coulissant à l'intérieur du trou, lorsque la tige extérieure se déplace à l'intérieur de la chambre extérieure de façon à empêcher pratiquement la boue de forage à l'intérieur de l'alésage du carter de pénétrer dans la chambre et à protéger ainsi les joints d'étanchéité entourant la tige extérieure

dans cette chambre De façon plus particulière, des.

fentes sont formées dans le trou aux extrémités inté-

rieures et extérieures des tiges pour permettre à la graisse de bipasser le bouchon lorsqu'il est amené dans une position limite intérieure, et pour permettre au fluide du puits de bipasser le bouchon lorsqu'il est amené dans une position limite extérieure afin de remplir tout vide pouvant exister dans la chambre extérieure. Bien que cet aspect du système de manoeuvre soit souhaitable pour exclure pratiquement le fluide du puits de la chambre d'équilibrage, c'est néanmoins

un aspect coûteux du fait qu'il est nécessaire d'usi-

ner des fentes de bipasse dans les tiges De ce fait, c'est un autre but de l'invention de procurer une vanne et un système de manoeuvre des mâchoires ou tout autre dispositif similaire de réglage de la circulation du type décrit, dans lequel les mêmes buts sont atteints avec de moindres coûts d'usinage

et ainsi-à un moindre coût global.

Les buts précédents, ainsi que d'autres, sont atteints, selon la réalisation représentée de l'invention, par une vanne d'éruption à mâchoires

du type décrit, qui est similaire à des vannes anté-

rieures en ce que l'extrémité intérieure de chaque mâchoire a un bord coupant prévu pour se déplacer en travers du bord coupant de l'autre mâchoire afin de cisailler un tube dans l'alésage, lorsque les mâchoires se déplacent l'une vers l'autre dans leurs guidages respectifs, et en ce que des moyens sont prévus pour assurer l'étanchéité entre les mâchoires au dessus des bords de coupe et entre chaque mâchoire et son guidage afin d'obturer l'alésage, lors du cisaillement du tube et lors du mouvement continu des mâchoires l'une vers l'autre Cependant, selon un nouvel aspect de l'invention, les mâchoires portent des moyens pour saisir les côtés opposés du tube

au-dessus des bords, lorsque les mâchoires se dépla-

cent l'une vers l'autre pour cisailler le tube, et -35 pour soulever l'extrémité supérieure cisaillée du tube ainsi saisi hors du trajet des moyens assurant

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l'étanchéité entre les mâchoires lorsque celles-

ci continuent à se déplacer l'une vers l'autre En conséquence, les mâchoires obturant l'alésage sans

avoir à repousser l'extrémité supérieure cisaillée.

sur une surface effilée de l'une des mâchoires, et ainsi sans les problèmes constatés jusqu'ici dans

la technique antérieure, à savoir vaincre la résistan-

ce de frottement résultant du glissement de l'extrémi-

té supérieure cisaillée du tube sur la surface effi-

lée, et/ou le risque d'endommager l'extrémité effilée

de ladite mâchoire.

L'invention sera mieux comprise à la lecture

de la description détaillée, donnée ci-après à titre

d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur les différentes

figure duquel des repères identiques sont uti-

lisés pour désigner des parties identiques et sur lequel: la figure t est une vue en coupe verticale d'une vanne d'éruption selon la présente invention, les mâchoires en étant rétractées à l'intérieur de leurs guidages; la figure 2 est une vue en coupe verticale de la vanne de la figure 1, mais les mâchoires s'étant déplacées vers l'intérieur pour cisailler le tube, pour soulever son extrémité supérieure coupée hors

du trajet entre les moyens sur les faces des mâchoi-

res assurant l'étanchéité entre elles, et pour assurer ensuite l'étanchéité de ces moyens l'un par rapport à l'autre et par rapport aux guidage;

la figure 3 montre les deux mâchoires reti-

rées de leurs guidages, comme on les voit de leur extrémité intérieure, d'un côté et de dessus; la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une partie de la vanne, comportant la mâchoire droite et son système de manoeuvre, les pistons du

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système de manoeuvre ayant été déplacés vers l'exté-

rieur jusqu'à leurs positions totalement rétractées afin d'amener les mâchoires en position ouverte; la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, mais les mâchoires ayant été déplacées vers l'intérieur en réponse à l'application du fluide de commande sur les côtés extérieurs des pistons du système de manoeuvre pour amener les extrémités intérieures des bords de coupe des mâchoires en prise avec les côtés opposés d'un tube à l'intérieur de l'alésage du carter pour commencer à les aplatir; la figure 6 est une vue similaire à la figure 5, mais les mâchoires ayant continué à se déplacer vers l'intérieur pour amener les lames de

coupe à cisailler le tube et les extrémités intérieu-

res des bras de préhension et de levage à saisir et à aplatir les côtés opposés du tube au-dessus des lames de coupe des mâchoires, et montrant le piston annulaire extérieur du système de manoeuvre

arrivé en butée sur l'extrémité intérieure du cylin-

dre; la figure 7 est une vue similaire à la figure 6, mais les mâchoires ayant continué à se déplacer vers l'intérieur, après cisaillement du tube, pour amener les bras à soulever l'extrémité supérieure cisaillée du tube au-dessus de la lame supérieure et ainsi hors du trajet entre l'extrémité intérieure de la lame supérieure et la garniture s'étendant transversalement à l'extrémité intérieure de l'autre mâchoire au-dessus de la lame inférieure,

et montrant le mouvement du piston intérieur du systè-

me de manoeuvre vers l'intérieur par rapport au piston extérieur arrêté; la figure 8 est une vue similaire à la figure 7, mais les mâchoires ayant continué à se déplacer vers l'intérieur en réponse à un déplacement vers l'intérieur du piston intérieur afin de continuer à soulever l'extrémité coupée du tube au-dessus des extrémités intérieures des mâchoires, et afin d'amener

l'extrémité intérieure de la lame supérieure en coo-

pération d'étanchéité avec la garniture sur la lame

inférieure pour obturer l'alésage traversant le car-

ter; et la figure 9 est une vue similaire à la figure 8, mais lors de l'enlèvement de l'extrémité supérieure cisaillée du tube d'entre les bras de

préhension et de levage pour permettre à leurs extré-

mités intérieures de basculer vers le bas et vers

l'intérieur en prise l'un avec l'autre, et pour per-

mettre l'arrivée du fluide de commande aux côtés intérieurs des pistons du système de manoeuvre afin

de retirer l'extrémité intérieure de la tige du pis-

ton droit, ouvrir le conduit à l'intérieur et égali-

ser ainsi la pression entre les extrémités intérieu-

res et extérieures des deux mâchoires.

En se reportant maintenant aux détails du dessin ci-dessus, la vanne d'éruption représentée sur les figures 1 et 2, et repérée dans son ensemble

en 20, comporte un carter 21 ayant un alésage verti-

cal traversant 22 et des brides sur les extrémités supérieure et inférieure pour la monter en tant que partie d'une tête de puits avec son alésage 22 en

alignement axial avec l'alésage de la tête de puits.

Comme on le voit, un tube 24 s'étendant verticalement

à travers l'alésage de la vanne peut faire partie.

d'une garniture de forage suspendue à un appareil de forage et dont l'extrémité inférieure porte un trépan adapté pour s'étendre au fond de l'alésage du puits Comme il est bien connu dans la technique, lorsqu'on fore un puits, de la boue de forage est envoyée vers le bas à travers la garniture de forage et hors du trépan, laquelle boue remonte ensuite à travers l'espace annulaire 25 entre la garniture

de forage et l'alésage.

La vanne comporte deux mâchoires, 26 A et 26 B, logées à l'intérieur de guidages 27 coupant des côtés opposés de l'alésage 22, pour s'y déplacer entre des positions extérieures dans lesquelles elles sont retirées de l'alésage, comme on le voit -sur

la figure 1, pendant le forage du puits, et des posi-

tions intérieures dans lesquelles elles sont disposées au travers de l'alésage pour assurer une étanchéité entre elles et le carter de façon à obturer l'alésage, comme on le voit sur la figure 2 Chaque mâchoire est déplacée entre sa position ouverte et sa position fermée au moyen d'un système de manoeuvre comportant un cylindre 28 du carter 21 à l'extérieur de-chaque guidage de mâchoire, un ensemble de pistons 29 se déplaçant dans les deux sens à l'intérieur de chaque cylindre, et une tige 30 s'étendant de façon étanche à l'intérieur d'une garniture ou joint d'étanchéité 31 à l'intérieur d'une ouverture traversant une paroi

du carter séparant une chambre en arrière de la mâ-

choire du cylindre dans le but de relier la mâchoire au piston Comme il sera décrit ci-après, un fluide hydraulique en provenance d'une source extérieure peut être amené au cylindre, ou en être évacué, sur les côtés opposés de l'ensemble de pistons 29 afin de déplacer sélectivement les pistons, et de ce fait

les mâchoires, vers l'alésage ou en sens contraire.

Chaque carter 21 comprend un corps principal 21 A dans lequel sont formés l'alésage 22 et les guidages 27, et deux capuchons 32 montés chacun à l'extrémité extérieure d'un guidage 27 et formant

une chambre pour recevoir l'une des mâchoires ouver-

tes Ainsi, chaque capuchon peut être monté à pivote-

ment sur un côté du corps principal, comme il est montré et décrit en détail sur la demande de brevet 2537203 l en instance précitée, de façon à se déplacer entre une position fermée au travers du guidage, et une

position ouverte sur un côté du guidage afin de per-

mettre l'enlèvement des mâchoires de la chambre à des fins de remplacement ou de réparation En varian- te, et comme il est bien connu dans la technique,

les capuchons peuvent être montés sur le corps princi-

pal du carter à l'aide d'un système hydraulique auxi-

liaire qui permet de déplacer axialement les capuchons en les rapprochant ou en les éloignant des côtés opposés du corps principal du carter à des fins de

remplacement ou de réparation des mâchoires.

Chaque mâchoire comprend un corps de mâchoi-

re métallique 33, dont la section transversale est de forme générale ovale, pour coulisser axialement

vers l'intérieur et vers l'extérieur en se rappro-

chant et en s'éloignant de l'alésage 22 à l'intérieur d'une chambre du carter de vanne, et des lames Bl U et BL sur les mâchoires, respectivement droite 26

B et gauche 26 A, ayant des bords de coupe pour ci-

sailler le tube 24 lorsqu'elles se déplacent l'une sur l'autre De façon plus particulière, le bord de coupe de la lame supérieure BU sur la mâchoire droite 26 B est adapté pour se déplacer sur le bord de coupe de la lame inférieure BL de la mâchoire gauche 26 A, et la mâchoire 26 A porte une garniture

34 au-dessus de la lame BL en une position lui per-

mettant de coopérer de façon étanche avec l'extrémité intérieure 35 de la lame de la mâchoire 26 B, lors

du cisaillage du tube et du soulèvement de son extré-

mité supérieure cisaillée (comme il sera décrit ci-

après) lorsque les mâchoires continuent à se dépla-

cer vers l'intérieur jusqu'à leur position fermée.

En outre, chaque mâchoire porte une garni-

ture ayant des portions surfaciques intérieures 36 de part et d'autre de la garniture transversale 34

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(dans le cas de la mâchoire gauche) et de la surface terminale 35 de la lame (dans le cas de la mâchoire droite), ainsi que des portions latérales 37 qui

s'étendent vers l'arrière depuis chaque portion surfa-

cique 36 le long de chaque côté du corps de mâchoire, et des portions supérieures 38 qui se raccordent aux extrémités extérieures des portions latérales 37 et s'étendent sur le dessus de la mâchoire Comme on peut le voir sur le dessin et comme il est bien connu dans la technique, les portions supérieures 38 restent à l'intérieur des guidages lorsque les

mâchoires se déplacent dans leurs positions extérieu-

res, grâce à quoi les garnitures de mâchoires forment un joint étanche continu afin d'obturer l'alésage

du carter de la vanne.

Les bords de coupe des lames, inférieure et supérieure, ont la forme d'un "VI peu prononcé pour coopérer l'une avec l'autre afin de centrer le tube lorsque les bords de coupe se déplacent l'un vers l'autre et l'un sur l'autre en cisaillant le tube Lorsque l'extrémité supérieure cisaillée du tube est soulevée hors du passage entre la garniture 34 et la surface 35 pour permettre aux mâchoires

de coopérer de façon étanche l'une avec l'autre lors-

qu'elles sont déplacées en position fermée, l'extrémi-

té inférieure du tube cisaillé est adaptée pour se

déplacer dans une cavité 52 formée dans le côté infé-

rieur de la mâchoire droite de façon que le tube ne gêne pas le mouvement de fermeture complète des

mâchoires.

Comme décrit précédemment, les moyens pour saisir les côtés opposés du tube et pour soulever son extrémité supérieure cisaillée comportent un bras 53 sur chaque mâchoire, l'extrémité extérieure du bras étant articulée sur la mâchoire pour pivoter

autour d'un axe généralement horizontal perpendiculai-

re à l'axe du mouvement de va-et-vient de la mâchoire.

Lorsque la -mâchoire est déplacée vers l'intérieur et que l'extrémité intérieure 54 du bras vient en prise avec un côté du tube, le bras est supporté dans une cavité 55 sur le côté supérieur de la mâ- choire de telle sorte que son extrémité intérieure 54 se trouve au-dessus de son axe de pivotement et qu'ainsi, lorsque la mâchoire continue à se déplacer

vers l'intérieur pour soulever le tube, le bras bas-

cule vers le haut autour de son axe de pivotement.

Ainsi, les composantes de la force due aux mâchoires, principalement horizontales lorsque le tube est saisi

et écrasé, deviennent principalement verticales lors-

que l'extrémité coupée du tube est soulevée De préfé-

rence, une ligne imaginaire passant par l'extrémité intérieure de chaque bras et son axe de pivotement fait un angle d'environ 30 avec l'horizontale dans les positions de repos des bras, et d'environ 600

lorsque les mâchoires sont fermées.

Comme on le voit, l'extrémité intérieure

de chaque bras a une large bande de dents horizonta-

les pour saisir et aplatir les côtés du tube au-dessus des côtés du tube aplatis par les lames et maintenir ensuite fermement les côtés aplatis entre elles de façon à soulever le tube par les extrémités intérieu-

res des bras lorsque ceux-ci basculent Ainsi, comme

on le voit sur la figure 5, le mouvement vers l'inté-

rieur des lames avec les mâchoires comprime initia-

lement le tube dans une certaine mesure dans le plan de cisaillement lorsque les extrémités intérieures

des bras viennent d'abord en prise avec le tube au-

dessus des bords de coupe des lames Lorsque les mâchoires continuent à se déplacer vers l'intérieur, les lames continuent à aplatir les côtés du tube lorsque les bras au-dessus des lames commencent à

les aplatir au-dessus des lames (voir figure 5).

2537203 i Lorsque les lames ont cisaillé le tube et que les mâchoires continuent à se déplacer vers l'intérieur, comme on le voit sur la figure 6, les bras pivotent vers le haut lorsque les dents sur leurs extrémités intérieures roulent sur les côtés aplatis du tube pour soulever son extrémité coupée au-dessus de la lame supérieure (figure 7) et ainsi hors du trajet entre la surface 35 et la garniture d'étanchéité 34. Tandis que l'extrémité supérieure cisaillée

du tube continue à être soulevée d'une hauteur supplé-

mentaire, les mâchoires viennent en prise d'étanchéité l'une avec l'autre, comme on le voit sur la figure 8 A ce moment, l'extrémité supérieure cisaillée du tube peut être soulevée de la position représentée en tirets sur la figure 9 pour être enlevée avec la garniture de forage de l'intérieur de l'alésage de la vanne Ceci permet aux extrémités intérieures des bras de basculer vers le bas et vers l'intérieur en prise l'un avec Vautre, comme on le voit sur

la figure 9 Lorsque les mâchoires sont ensuite rame-

nées dans leur position ouverte, les extrémités inté-

* rieures des bras continuent à basculer vers le bas pour venir dans leur position de repos et se séparer ensuite pour se déplacer vers l'extérieur avec les mâchoires dans leurs positions reculées On notera

que, -s'il n'y a pas de tube dans l'alésage, les extré-

mités intérieures des bras viennent en contact l'une avec l'autre lorsque les mâchoires se déplacent dans une position intermédiaire entre celles des figures 6 et 7, et basculent ensuite ensemble vers le haut lorsque les mâchoires continuent à se déplacer vers

l'intérieur jusqu'à arriver en prise d'étanchéité.

Comme on le voit mieux sur la figure 6, les extrémités intérieures des bras s'étendent vers l'avant à travers les extrémités frontales ouvertes des cavités de façon que, dans leurs positions de repos, elles soient espacées lune de l'autre lors du cisaillement du tube De préférence, cet espacement

est égal à environ une fois et demi la double épais-

seur de la paroi du tube à cisailler L'énergie stoc- kée dans le tube lors de son écrasement par les bras procure, lors du cisaillement du tube, une force

tendant à faire sauter vers le haut l'extrémité -cou-

pée du tube Comme on le voit mieux sur la figure 3, la cavité 55 dans la mâchoire droite 26 B débouche dans une cavité inférieure dans la mâchoire au-dessus de la lame BU et, dans le cas de la mâchoire gauche 26 A, une cavité 56 est formée au-dessus d'un rebord

du corps de mâchoire au-dessus de la garniture d'é-

tanchéité 34 L'extrémité intérieure de ce rebord se déplace dans la cavité inférieure de la mâchoire

droite 26 B lorsque les mâchoires viennent en posi-

tion fermée (voir figure 8).

L'extrémité extérieure de chaque bras est

incurvée pour bien se loger à l'intérieur de l'extré-

mité extérieure incurvée de chaque cavité (voir figu-

re 3) pour permettre au bras de pivoter de la maniè-

re décrite Les côtés supérieurs des bras affleurent

pratiquement les côtés supérieurs des corps de mâ-

choires, de sorte que les côtés supérieurs des guida-

ges empêchent les bras de basculer vers le haut hors de leurs positions de repos jusqu'à ce qu'ils sortent des guidages et viennent en prise avec les côtés opposés du tube Si les bras ne basculent pas vers le bas lorsque les mâchoires sont ramenées en arrière

depuis leur position fermée, les extrémités int&rieu-

res des guidages repoussent les bras vers le bas dans leurs positions de repos De préférence, les cavités ont des parois supérieures inclinées adaptées pour empêcher les bras de levage de pivoter au-delà

des positions représentées sur la figure 8.

2537203 l L' ensemble de pistons 29 du système de manoeuvre pour chaque mâchoire comporte en fait un premier piston extérieur annulaire 60 portant un joint d'étanchéité pour coulisser de façon étanche à l'intérieur du cylindre 28 entre des positions extrêmes, intérieure et extérieure, déterminées par la coopération avec les extrémités respectivement intérieure et extérieure du cylindre 28, et un piston intérieur 61 qui porte un joint d'étanchéité pour coulisser de façon étanche à l'intérieur du piston extérieur 60 Le piston intérieur est fixé sur la tige 30 pour déplacer avec elle la mâchoire vers

l'intérieur et vers l'extérieur, et les pistons inté-

rieur et extérieur possèdent des moyens n'autorisant

qu'un mouvement axial limité l'un par rapport à l'au-

tre Ainsi, le piston extérieur a une première colle-

rette 62 A sur son extrémité intérieure qui limite son déplacement vers l'extérieur par rapport au piston intérieur 61, et une collerette 62 B sur son extrémité extérieure qui limite son déplacement vers l'intérieur

par rapport au piston 61.

Comme on le voit sur la figure 4, lorsque du fluide de commande a été envoyé à travers l'orifice Pl sur les côtés intérieurs des deux pistons dans

le but d'ouvrir les mâchoires, les deux pistons occu-

pent leurs positions extérieures extrêmes, c'est-

à-dire que le piston extérieur 60 vient s'appliquer sur l'extrémité extérieure du cylindre, et le côté extérieur du piston 61 est appliqué sur la collerette 62 B du piston extérieur Pour déplacer les mâchoires vers l'intérieur afin de cisailler le tube et obturer l'alésage de la vanne, du fluide de commande est envoyé sur les côtés extérieurs des pistons à travers les orifices P 2 et évacué de leurs côtés intérieurs par les orifices Pl Au début de leur mouvement vers l'intérieur, les pistons se déplacent ensemble du fait du contact de la collerette 62 B du piston 60 avec le côté extérieur du piston 61 jusqu'à ce que les bras viennent en prise avec les côtés opposés du tube et commencent à les aplatir, comme on le voit sur la figure 5, et que les lames cisaillent le tube, comme on le voit sur la figure 6 A ce stade, la force fournie par le système de manoeuvre qui déplace les mâchoires est maximale, du fait que le fluide de commande agit sur la totalité des surfaces

des deux pistons sensibles à la pression.

Toutefois, lorsque le tube est cisaillé

comme on le voit sur la figure 6, l'extrémité inté-

rieure du piston extérieur 60 vient en prise avec l'extrémité intérieure de son cylindre 28, ce qui

arrête -son déplacement vers l'intérieur Il en résul-

te que les mâchoires continuent à être déplacées vers l'intérieur pour soulever l'extrémité cisaillée

du tube et se fermer de façon étanche l'une par rap-

port à l'autre et par rapport à leurs guidages sous l'action d'une force qui n'est due qu'à l'action

du fluide de commande sur le piston intérieur 61.

En conséquence, ni la pression sur les moyens d'é-

tanchéité portés par les mâchoires, ni la force due

au fluide hydraulique maintenant fermées les mâchoi-

res, ne sont excessives Comme on le voit sur la figure 8, lorsque le tube coupé a été soulevé et que les mâchoires ont été amenées -en coopération d'étanchéité, l'extrémité intérieure du piston 60 est espacé de la collerette 62 A de sorte' que sa coopération avec elle ne gêne pas la totale fermeture étanche des mâchoires et qu'il est toléré quelque

usure des joints d'étanchéité surfaciques des mâchoi-.

res lors d'une utilisation continue de la vanne.

Lorsque les mâchoires doivent être ramenées

en position ouverte, du fluide de commande est intro-

duit par les orifices Pl dans les cylindres sur les

côtés intérieurs des pistons et évacué par les orifi-

ces P 2 de leurs côtés extérieurs Comme on le voit

sur la figure 9, il en résulte que les pistons exté-

rieurs 60 se déplacent vers l'extérieur par rapport à leurs pistons intérieurs 61 jusqu'à ce que les collerettes '62 A viennent en prise avec les pistons intérieurs et déplacent alors les pistons intérieurs et les tiges de commande 30 Les mâchoires continuent ensuite à se déplacer vers l'extérieur jusqu'à ce que les extrémités extérieures des pistons 60 viennent

en prise avec les extrémités extérieures des cylin-

dres, les pistons intérieurs se déplaçant alors vers l'extérieur par rapport à eux pour venir en prise avec les collerettes 62 B. Comme il est courant dans la technique, le côté inférieur de chaque corps de mâchoire comporte une gorge G qui raccorde par son extrémité intérieure l'alésage 22 du carter avec la chambre sur l'extrémité extérieure de la mâchoire; de ce fait, lorsque les mâchoires sont fermées, la pression du fluide du

puits en provenance de l'alésage agit sur les extrémi-

tés extérieures des mâchoires pour maintenir celles-

ci fermées avec une force s'ajoutant à celle du systè-

me de manoeuvre Ainsi, dans la position fermée des mâchoires, la pression du fluide du puits en-dessous des mâchoires est habituellement très supérieure à celle au-dessus des mâchoires de sorte qu'il existe une différence de pression relative grande agissant sur la surface des mâchoires délimitée par les moyens

d'étanchéité qu'elles portent.

Comme dans la vanne de la demande de brevet précitée, un conduit 40 est formé dans la mâchoire

droite 26 B et se raccorde par son extrémité extérieu-

re avec la chambre de mâchoire sur le côté extérieur de cette dernière et par son extrémité intérieure avec la portion intérieure supérieure de la mâchoire

2537203 '

délimitée par les moyens d'étanchéité continus, et ainsi avec l'alésage du carter de la vanne au-dessus des mâchoires lorsque celles-ci sont fermées De préférence, l'extrémité intérieure du conduit 40 a des branches divergentes 40 A qui se raccorde avec la cavité inférieure de la mâchoire 26 B en-dessous du bras 53 et au-dessus de la lame BU, et ainsi avec une zone dégagée entre les extrémités intérieures des mâchoires fermées (voir figure 9) Par ailleurs, pour des raisons décrites dans la demande précitée, la surface transversale du conduit est supérieure à celle de la-gorge G. Comme c'est également le cas dans la vanne de la demande précitée, l'extrémité intérieure de la tige de commande 30 de la mâchoire droite 26 B a une tête plus large 41 avec des goujons 42 se projetant de son extrémité intérieure de part et d'autre d'une garniture annulaire 43, coaxiale au conduit 40, pour alternativement coopérer de façon étanche avec l'extrémité extérieure de la mâchoire autour de l'extrémité extérieure du conduit 40 pour obturer le conduit ou s'en dégager pour ouvrir le conduit De façon plus particulière, les goujons 42 sont logés de façon amovible à l'intérieur de fentes en T élargies 43 dans la mâchoire droite de part et d'autre du conduit 40 pour former une liaison à déplacement libre entre la tige et la mâchoire de façon que la garniture 43 soit libre de se déplacer vers l'avant pour assurer une étanchéité autour de

l'extrémité extérieure du conduit 40 lorsque le sys-

tème de manoeuvre déplace la mâchoire vers l'inté-

rieur, mais de se dégager de l'extrémité extérieure de la mâchoire pour ouvrir le conduit 40, lorsque

le système de manoeuvre est actionné pour faire recu-

ler la mâchoire droite Les extrémités inférieures des fentes en T s'étendent à travers les extrémités inférieures de la mâchoire droite pour procurer un

moyen de montage de la mâchoire sur l'extrémité inté-

rieure de' la tige de commande ou de démontage de cette mâchoire lorsque le capuchon droit est amené en position ouverte. Ainsi, comme dans le cas des deux mâchoires de la vanne de la demande antérieure, l'actionnement du système de manoeuvre pour ramener en arrière la mâchoire droite ouvre automatiquement le conduit 40 pour égaliser pratiquement les pressions sur les extrémités intérieure et extérieure de la mâchoire droite et permettre ainsi son ouverture avec une force moindre Toutefois, comme décrit précédemment, bien que la mâchoire gauche 26 A soit réalisée de façon plus ou moins conventionnelle en ce qu'elle ne comporte pas un tel conduit traversant, le recul de l'extrémité intérieure de la mâchoire droite hors

de coopération d'étanchéité avec l'extrémité inté-

rieure de la mâchoire gauche permet aux pressions sur les extrémités intérieure et extérieure de la mâchoire gauche de s'égaliser aussi pratiquement,

ce qui facilite son recul.

La tige 30 de la mâchoire gauche 26 A,

ainsi que leurs moyens de liaison, peuvent être iden-

tiques à la tige 30 de la mâchoire droite 26 B et à leurs moyens de liaison En variante toutefois, du fait que l'extrémité intérieure de la tige ne sert pas à ouvrir et fermer un conduit à travers

la mâchoire 26 A, les goujons sur l'extrémité inté-

rieure de la tige s'ajustent étroitement dans les

fentes en T dans l'extrémité extérieure de la mâchoi-

re Ainsi, la liaison permet de remplacer ou de répa-

rer la mâchoire, mais interdit tout mouvement axial relatif important entre la tige et la mâchoire lors

du cycle d'ouverture et de fermeture.

Comme c'est également le cas dans la vanne de la demande antérieure, une autre tige 44 part vers l'extérieur de chaque piston 61, traverse de façon étanche un joint d'étanchéité 46 monté dans une ouverture dans l'extrémité extérieure du cylindre 28 et s'étend dans une chambre extérieure 45 dans

le capuchon Ainsi, un élément tubulaire 48 est rac-

cordé par filetage à un contre-alésage dans l'extrémi-

té extérieure de l'ouverture dans l'extrémité du cylindre pour former la chambre extérieure 45, et

une garniture supplémentaire est logée dans l'extrémi-

té intérieure de l'élément 48 pour assurer une étan-

chéité entre lui et la -tige 44 à l'extérieur du joint 46. De façon plus particulière, un trou 47 traverse l'ensemble de pistons, la tige intérieure et la tige extérieure 44; les surfaces en section

transversale des tiges intérieure et extérieure s'é-

tendant à travers les moyens d'étanchéité 31 et 46 sont essentiellement identiques Ainsi, dans le cas de la mâchoire droite 26 B, les tiges sont équilibrées en pression, non seulement lorsque la mâchoire est reculée et que la tête 41 est espacée de l'extrémité extérieure de la mâchoire 26 B lors de l'ouverture des mâchoires, mais également lors de la fermeture de la mâchoire 26 B lorsque le trou 47 est raccordé au conduit 40 Un trou similaire peut être formé

à travers le piston et les tiges 30 et 44 de la mâ-

choire gauche 26 A de sorte que, la tige 30 étant

reliée à la mâchoire gauche par une liaison à dépla-

cement libre, comme dans le cas de la tige 30 de la mâchoire 26 B, il y aurait également équilibre

des pressions lors du recul de la mâchoire Par ail-

leurs bien entendu, si on le désire dans ce but, la liaison de la tige à la mâchoire peut s'effectuer à ajustage serré, et un orifice dans la tige 30 de la mâchoire 30 A peut raccorder le trou traversant

2537203 '

47 à la chambre 45.

Comme il est également décrit dans la deman-

de en instance précitée, un raccord E est porté par le capuchon de carter, et plus particulièrement par l'extrémité extérieure de l'élément tubulaire 48, de façon à pouvoir injecter de la graisse dans la chambre extérieure 45 et dans au moins une partie du trou 47 se raccordant à celle-ci afin d'empêcher pratiquement la boue de forage de pénétrer dans la chambre 45 et protéger ainsi le joint d'étanchéité

46 entourant l'extrémité extérieure de la tige 44.

Un bouchon 49 en matière plastique ou en toute autre matière appropriée peut coulisser à l'intérieur du trou 47 entre des positions limites, intérieure et extérieure, afin de séparer normalement la graisse du fluide du puits Les limites de déplacement du bouchon sont déterminées par des bagues à ressort maintenues à l'intérieur des extrémités, intérieure et extérieure, de la tige intérieure 30 et de la

tige extérieure 44.

Lorsque les mâchoires ont été amenées en position fermée, les bouchons 49 se seront déplacés

en des positions tout au moins proches de leurs posi-

tions limites extérieures du fait du recul des por-

tions principales des tiges extérieures 44 des cham-

bres 45 Dans le cas o de la graisse serait perdue

de la chambre 45, le bouchon serait maintenu à l'inté-

rieur du trou par la bague à ressort extérieure, et une certaine quantité de boue de forage peut alors bipasser le bouchon par un orifice restreint 50 à l'intérieur du bouchon Lorsque les mâchoires sont reculées et que les tiges extérieures 44 se sont déplacées dans les chambres 45, les bouchons 49 sont repoussés vers l'intérieur en direction de leurs positions intérieures extrêmes, comme le montre la figure 4 La graisse peut bipasser le bouchon par l'orifice restreint 50 dans celui-ci, ce qui élimine

la nécessité d'usiner des fentes dans le trou traver-

sant les tiges, comme c'était le cas dans la demande antérieure. On va maintenant passer en revue le fonc- tionnement global de la vanne, en supposant que les

mâchoires sont reculées dans leurs positions exté-

rieures, comme sur les figures 1 et 4 et qu'il y ait un tube 24 à cisailler dans l'alésage 22; du fluide de commande est envoyé sur les côtés extérieurs de l'ensemble de pistons 29, tandis qu'il est évacué des côtés intérieurs de celui-ci de façon à déplacer les mâchoires vers l'intérieur en prise avec des côtés opposés du tube Il est bien entendu à cet égard que les mâchoires n'arrivent pas nécessairement ensemble dans ces positions; en fait, une mâchoire précède généralement l'autre dans sa venue en prise

avec un côté du tube Bien entendu, ceci est particu-

lièrement vrai lorsqu'une seule tige de commande de mâchoires est équilibrée en pression à ce stade du cycle de fonctionnement, auquel cas c'est cette

mâchoire qui se déplace habituellement vers l'inté-

rieur avant l'autre En tout cas, la venue en prise de l'extrémité intérieure de cette mâchoire avec un côté du tube retardera la suite et son déplacement vers l'intérieur jusqu'à ce que l'autre mâchoire se soit suffisamment déplacée vers l'intérieur pour que son extrémité intérieure vienne en prise avec

l'autre côté du tube.

Comme précédemment décrit, les deux mâchoi-

res sont ainsi déplacées par une force relativement grande du fait que le fluide du puits agit sur les extrémités extérieures du piston intérieur 60 et du piston extérieur 61 à la fois Comme on le voit sur la figure 5, la continuation de ce mouvement des mâchoires vers l'intérieur sous l'action de cette

force relativement grande amène les extrémités inté-

rieures des mâchoires à commencer à aplatir les cô-

tés du tube, puis à continuer à les aplatir jusqu'à ce que le tube soit cisaillé par le déplacement des bords coupants des mâchoires l'u contre l'autre, comme on le voit sur la figure 6 Comme on le verra également sur cette figure, lors de ce déplacement des mâchoires pour cisailler le tube, les extrémités intérieures des bras 53 attaquent les côtés opposés du tube au-dessus des lames de cisaillement pour

aplatir également-ces côtés.

Ainsi, lorsque les mâchoires continuent à se déplacer vers l'intérieur après cisaillement du tube, les extrémités intérieures des bras 53, qui saisissent les côtés aplatis du tube, commencent à pivoter vers le haut à partir de leurs positions de repos et soulèvent ainsi l'extrémité supérieure

cisaillée du tube au-dessus du trajet entre l'extrémi-

té intérieure 35 de la lame de la mâchoire droite et la garniture transversale 34, comme on le voit

sur la figure 7 Lors du cisaillement du tube, l'ex-

trémité intérieure du piston extérieur 60 est venue en prise avec l'extrémité intérieure du cylindre

28 de sorte que les mâchoires continuent à être dépla-

cées vers l'intérieur avec une force relativement faible du fait que le fluide de commande n'agit plus

que sur l'extrémité extérieure du seul piston 61.

Les mâchoires continuent à être déplacées vers l'intérieur en position fermée de sorte que l'extrémité intérieure 35 de la lame de la mâchoire droite vient en prise d'étanchéité avec la garniture

34 sous l'action d'une force relativement faible.

En même temps bien entendu, les bras 53 ont basculé davantage vers le haut pour soulever l'extrémité supérieure cisaillée du tube au-dessus des extrémités intérieures des mâchoires au-dessus de leurs lames, tandis que l'extrémité inférieure cisaillée du tube a été repoussée dans la cavité 52, supprimant ainsi tout obstacle au mouvement de fermeture totale des mâchoires. L'extrémité supérieure coupée du tube peut maintenant être enlevée avec la garniture de forage pour permettre de déplacer du site du puis l'appareil de forage auquel elle est suspendue, les extrémités intérieures des bras pouvant alors basculer librement vers l'intérieur en contact l'une avec l'autre A ce moment, on peut introduire du fluide de commande dans les cylindres 28 -sur les côtés intérieurs de l'ensemble de pistons, tout en l'évacuant de leurs côtés extérieurs afin de reculer les mâchoires dans leurs positions extérieures Comme on le voit sur la figure 9, chaque piston extérieur 60 commencera à se déplacer vers l'extérieur par rapport au piston intérieur jusqu'à ce que la collerette 62 A vienne en prise avec le côté intérieur de chaque piston intérieur; il en résulte que les mâchoires seront

tirées initialement avec une force relativement gran-

de, car le fluide de commande agit sur les extrémités

intérieures des deux pistons Le mouvement vers l'ex-

térieur de la tige 30 ouvre bien entendu l'extrémité extérieure du conduit 40 dans la mâchoire droite

26 B de façon à faire communiquer la pression relati-

vement élevée à l'intérieur de la chambre derrière la mâchoire 26 B avec l'alésage 22 au-dessus des

mâchoires fermées Comme il a été précédemment expli-

qué, non seulement ceci équilibre pratiquement les pressions aux deux extrémités de la mâchoire droite, mais également, lors de la séparation de la mâchoire droite d'avec la mâchoire gauche, ceci équilibre pratiquement les pressions aux deux extrémités de la mâchoire gauche 26 A, facilitant ainsi le recul o

de chacune.

Dans le cas o il n'y a pas de tube 24 à l'intérieur de l'alésage 22 et que les mâchoires fonctionnent comme des mâchoires pleines classiques, les extrémités intérieures des bras 53 viennent en prise l'une avec l'autre lors du déplacement vers l'intérieur des mâchoires jusqu'à une position juste au-delà de celle représentée sur la figure 6 A ce stade du mouvement de fermeture des mâchoires, les bords de coupe des lames de cisaillement se seront déplacés au droit l'un de l'autre pour permettre aux extrémités intérieures des bras de venir en prise l'une avec l'autre et, lorsque les tiges de commande de chaque mâchoire continuent à se déplacer vers l'intérieur, de pivoter vers le haut en position

inclinée Ce mouvement vers l'intérieur et ce pivote-

ment vers le haut des bras continuent jusqu'à ce

que l'extrémité intérieure 35 de la lame de la mâ-

choire droite soit venue en prise avec la garniture 34 A ce moment, l'inclinaison des bras sera celle

représentée sur la figure 9.

Durant les cycles d'ouverture et de fermetu-

redes mâchoires, que ce soit pour cisailler un tube

ou pour obturer un alésage ouvert, la tige de manoeu-

vre de la mâchoire droite 26 B est toujours équili-

brée, et la tige de manoeuvre de la mâchoire gauche 26 A sera toujours équilibrée en pression lors d'un

mouvement d'ouverture En outre, le bouchon 49 fonc-

tionne de la manière précédemment décrite de façon à pratiquement empêcher la boue de forage de pénétrer

dans la chambre d'équilibrage 45.

Il va de soi que des réalisations particu-

lières non décrites ici peuvent être réalisées sans sortir du domaine de l'invention telle qu'elle est revendiquée.

Claims (20)

R E V E N D I C A T I O N S

1 Vanne d'éruption ( 20), comportant un carter ( 21)

avec un alésage traversant ( 22) et des guidages oppo-

sés ( 27) coupant l'alésage, une mâchoire ( 26 A, B) mobile à l'intérieur de chaque guidage pour se rappro- cher ou s'éloigner l'une de l'autre, chaque mâchoire ayant un bord de coupe sur son extrémité intérieure pouvant se déplacer contre le bord de coupe de la mâchoire dans l'autre guidage afin de cisailler un tube ( 24) à l'intérieur de l'alésage lorsque les

mâchoires se déplacent l'une vers l'autre, caractéri-

sée en ce qu'elle comporte des moyens pour assurer l'étanchéité entre les mâchoires au-dessus des bords

de coupe et entre chaque mâchoire et le guidage asso-

cié afin d'obturer l'alésage, lors du cisaillement du tube et du mouvement continu des mâchoires l'une vers l'autre, et des moyens portés par les mâchoires pour saisir des côtés opposés du tube lorsque les

mâchoires se déplacent l'une vers l'autre pour cisail-

ler le tube, et pour soulever l'extrémité supérieure cisaillée du tube ainsi saisi hors du trajet des moyens assurant l'étanchéité entre les mâchoires lorsque celles-ci continuent à se déplacer l'une

vers l'autre.

2 Vanne d'éruption selon la revendication 1, caracté-

risée en ce que les moyens de préhension et de levage portés par chaque mâchoire comportent un bras ( 53) monté sur la mâchoire pour pivoter autour d'un axe généralement horizontal perpendiculaire à l'axe du mouvement alternatif des mâchoires, et des moyens supportant chaque bras dans une position telle que son extrémité intérieure ( 54) vienne en prise avec

un côté du tube ( 24) au-dessus de son axe de pivote-

ment, grâce à quoi, lorsque les mâchoires continuent à se déplacer vers l'intérieur, les bras basculent vers le haut autour de cet axe de pivotement pour

soulever l'extrémité cisaillée du tube avec des compo-

santes de force verticales progressivement -plus for-

tes. 3 Vanne d'éruption selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'une ligne imaginaire passant par l'axe de pivotement et l'extrémité intérieure ( 54) de chaque

bras ( 53) fait avec l'horizontale un angle qui aug-

mente d'environ 300 dans la position de repos du bras à environ 600 lorsque le tube est soulevé et

que les mâchoires sont fermées.

4 Vanne d'éruption selon l'une des revendications

1 à 3, caractérisée en ce que, lorsqu'il n'y a pas de tube dans l'alésage, les -extrémités intérieures des bras viennent en prise l'une avec l'autre et basculent vers le haut pour permettre aux extrémités

intérieures des mâchoires de venir en prise d'étan-

chéité l'une avec l'autre.

Vanne d'éruption selon la revendication 2, caracté- risée en ce que le côté supérieur de chaque mâchoire présente une cavité ( 55) ouverte à son extrémité avant et que chaque bras ( 53) de chaque mâchoire est supporté à l'intérieur de la cavité avec son

extrémité intérieure ( 54) s'étendant à travers l'ex-

trémité ouverte de la cavité, le côté supérieur du guidage limitant le mouvement du côté supérieur du

bras hors de la cavité lorsque la mâchoire est dépla-

cée en position fermée et pouvant coopérer avec le côté supérieur du bras pour assurer son retour dans la cavité lorsque la mâchoire revient en position ouverte.

6 Vanne d'éruption selon la revendication 1, caracté-

risée en ce que les moyens d'étanchéité comportent une bande de garniture ( 34) sur une mâchoire ( 26

A) au-dessus de sa surface de coupe inférieure pou-

vant coopérer avec une surface ( 35) sur l'extrémité intérieure de l'autre mâchoire ( 26 B) au-dessus de

la surface de coupe supérieure.

7 Ensemble de mâchoires destiné à être utilisé dans une vanne d'éruption ( 20) qui comporte -un carter ( 21) ayant un alésage traversant ( 22) et des guida- ges ( 27) coupant l'alésage, caractérisé en ce qu'il comporte deux mâchoires ( 26 A, 26 B), chacune étant adaptée pour se déplacer dans un guidage pour se rapprocher et s'éloigner de l'autre mâchoire, mobile dans l'autre guidage, un bord de coupe sur l'extrémité intérieure de chaque mâchoire pouvant se déplacer contre le bord de coupe de l'autre mâchoire afin de cisailler un tube ( 24) dans l'alésage ( 22) lorsque les mâchoires se déplacent l'une vers l'autre, et

des moyens sur les mâchoires pour assurer l'étanchéité.

entre elles au-dessus des bords de coupe et entre chacune d'elles et le guidage dans lequel elle se déplace afin d'obturer l'alésage, lors du cisaillement du tube et du mouvement continu des mâchoires l'une vers l'autre, et des moyens portés par les mâchoires pour saisir des côtés opposés du tube lorsque les

mâchoires se déplacent l'une vers l'autre pour cisail-

ler le tube, et pour soulever l'extrémité supérieure cisaillée du tube ainsi saisi hors du trajet des moyens assurant l'étanchéité entre les mâchoires lorsque celles-ci continuent à se déplacer l'une

vers l'autre.

8 Ensemble de mâchoires selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de préhension et de levage portés par chaque mâchoire comportent un bras ( 53) monté sur la mâchoire pour pivoter autour d'un axe généralement horizontal perpendiculaire à l'axe du mouvement alternatif des mâchoires, et des moyens supportant chaque bras dans une position telle que son extrémité intérieure ( 54) vienne en prise avec un côté du tube ( 24),au-dessus de son 3 Z axe de pivotement, grâce à quoi, lorsque les mâchoires continuent à se déplacer vers l'intérieur, les bras basculent vers le haut autour de cet axe de pivotement pour soulever l'extrémité cisaillée du tube avec des composantes de force verticales progressivement plus fortes ' 9 Ensemble de mâchoires selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une ligne imaginaire passant par l'axe de pivotement et l'extrémité intérieure ( 54) de chaque bras ( 53) fait avec l'horizontale un angle qui augmente d'environ 300 dans la position de repos du bras à environ 600 lorsque le tube est

soulevé et que les mâchoires sont fermées.

Ensemble de mâchoires selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lorsqu'il n'y a pas de tube dans l'alésage, les extrémités intérieures des bras viennent en prise l'une avec l'autre et basculent -vers le haut pour permettre aux extrémités intérieures des mâchoires de venir en prise d'étanchéité l'une

avec l'autre.

11 Ensemble de mâchoires selon l'une des revendica-

tions 8 à 10, caractérisé en ce que le côté supérieur de chaque mâchoire présente une cavité ( 55) ouverte à son extrémité avant et que chaque bras ( 53) de chaque mâchoire est supporté à l'intérieur de la cavité avec son extrémité intérieure ( 54) s'étendant à travers l'extrémité ouverte de la cavité, le côté supérieur du guidage limitant le mouvement du côté

supérieur du bras hors de la cavité lorsque la mâ-

choire est déplacée en position fermée et pouvant coopérer avec le côté supérieur du bras pour assurer son retour dans la cavité lorsque la mâchoire revient

en position ouverte.

12 Ensemble de mâchoires selon la revendication 8, caractérisé en ce -que les moyens d'étanchéité

comportent une bande de garniture ( 34) sur une mâ-

-33

choire ( 26 A) au-dessus de sa surface de coupe infé-

rieure pouvant coopérer avec une surface ( 35) sur l'extrémité intérieure de l'autre mâchoire ( 26 B)

au-dessus de la surface de coupe supérieure.

13 Mâchoire de vanne d'éruption, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps ( 33) mobile à l'intérieur

d'un guidage ( 27) d'un carter ( 21) d'une vanne d'érup-

tion ( 20) pour se rapprocher et s'éloigner d'un alésa-

ge ( 22) traversant le carter ( 21) et qui est coupé par le guidage ( 27), un bord de coupe sur l'extrémité intérieure du corps de mâchoire pour se déplacer contre un bord de coupe d'une autre mâchoire mobile dans un guidage opposé, grâce à quoi un tube ( 24) à l'intérieur de l'alésage ( 22) sera cisaillé lorsque les mâchoires ( 26 A, 26 B) se déplacent l'une vers l'autre, des moyens sur l'extrémité intérieure du corps de mâchoire au-dessus du bord de coupe pour venir en coopération d'étanchéité avec des moyens

sur l'extrémité intérieure du corps de l'autre mâchoi-

re, au-dessus de son bord de coupe et le long de côtés opposés et sur le côté supérieur du corps de

mâchoire pour coopérer de façon étanche avec le gui-

dage, lors du cisaillement du tube et du mouvement continu de la mâchoire vers l'autre mâchoire, et des moyens ( 53) portés par la -mâchoire pour saisir un côté du tube opposé au côté du tube saisi par les moyens de préhension portés par l'autre mâchoire, lorsque les mâchoires se déplacent l'une vers l'autre pour cisailler le tube, et coopérant avec lesdits moyens de préhension portés par l'autre mâchoire pour soulever l'extrémité supérieure cisaillée du tube hors du trajet des moyens d'étanchéité sur les extrémités intérieures des corps de mâchoires, lorsque

celles-ci continuent -à se déplacer l'une vers l'au-

tre.

14 Ensemble de mâchoires telles que selon la revendi-

cation 13, caractérisé en ce que les moyens de préhen-

sion et de levage portés par le corps de mâchoire

comportent un bras ( 53) monté sur le corps de mâ-

choire pour pivoter autour d'un axe généralement horizontal perpendiculaire à l'axe du mouvement alter- natif de la mâchoire, et des moyens supportant le

bras dans une position telle que son extrémité inté-

rieure ( 54) vienne en prise avec un côté du tube ( 24) au-dessus de son axe de pivotement, grâce à quoi, lorsque la mâchoire continue à se déplacer vers l'intérieur, le bras bascule vers le haut autour de cet axe pour soulever l'extrémité cisaillée du

tube avec des composantes de force verticales progres-

sivement plus fortes.

15 Ensemble de mâchoires selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'une ligne imaginaire passant par l'axe de pivotement et l'extrémité intérieure ( 54) de chaque bras ( 53) fait avec l'horizontale un angle qui augmente d'environ 30 dans la position de repos du bras à environ 600 lorsque le tube est

soulevé et que les mâchoires sont fermées.

16 Ensemble *de mâchoires selon la revendication -14, caractérisé en ce que le côté supérieur du corps de mâchoire présente une cavité ( 55) ouverte à son extrémité avant et que le bras est supporté à l'intérieur de la cavité avec son extrémité intérieure ( 54) s'étendant à travers l'extrémité ouverte de la cavité, le côté supérieur du guidage limitant le mouvement du côté supérieur du bras hors de la cavité lorsque la mâchoire est déplacée en position fermée et pouvant coopérer avec le côté supérieur du bras pour assurer son retour dans la cavité lorsque

la mâchoire revient en position ouverte.

17 Ensemble de mâchoires selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens sur l'extrémité intérieure du corps de mâchoire comportent un élément -

de garniture transversal ( 34).

18 Ensemble Rde mâchoires selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens sur l'extrémité intérieure du corps de mâchoire comportent une surface ( 35) pouvant coopérer avec un élément de garniture

transversal ( 34) sur l'autre corps de mâ'choire.

19 Vanne d'éruption ( 20), comportant m carter ( 21) avec un alésage traversant ( 22) et des guidages ( 27) coupant l'alésage, une mâchoire mobile dans chaque guidage pour se rapprocher et s'éloigner de l'autre mâchoire, chaque mâchoire ayant sur son extrémité intérieure un bord de coupe-qui coopère avec un bord de coupe sur l'autre mâchoire afin de cisailler un tube à l'intérieur de l'alésage lorsque les mâchoires

se déplacent l'une vers l'autre, et ayant -des moyens-

pour assurer l'étanchéité avec, l'autre mâchoire et

avec le guidage pour obturer l'alésage, lors du ci-

saillement du tube et du mouvement continu des mâ-

choires l'une vers l'autre, caractérisée en ce qu'el-

le comporte des moyens hydrauliques pour déplacer les mâchoires vers l'intérieur avec une première force jusqủà ce que le tuyau ait été cisaillé et

continuer ensuite à déplacer les mâchoires vers l'in-

térieur avec une -deuxième force plus petite afin

d'obturer l'alésage.

Vanne d'éruption selon la revendication 19, carac-

térisée en ce qu'elle comporte des moyens sur les

mâchoires pour soulever l'extrémité supérieure cisail-

lée du tube au-dessus des moyens d'étanchéité sur les extrémités intérieures des mâchoires en réponse au déplacement des mâchoires vers l'intérieur sous

l'action de cette deuxième force.

21 Vanne d'éruption selon la revendication 19, carac-

térisée en ce que les moyens hydrauliques comportent une paire de cylindres ( 28) à l'intérieur du carter ( 21), un premier piston ( 60) et un deuxième piston (.1) pouvant se déplacer dans les deux sens de façon étanche à l'intérieur de chaque cylindre, des moyens pour sélectivement envoyer du fluide de commande sur des côtés opposés des pistons à l'intérieur des cylindres pour les pousser vers l'alésage ( 22) du carter ou pour l'en évacuer pour les éloigner dudit alésage, une tige ( 30) reliant l'un des pistons dans chaque cylindre à chaque mâchoire ( 26 A, B) pour

la déplacer vers l'intérieur en direction de l'alésa-

ge et vers l'extérieur pour l'éloigner dudit alésage, des moyens ( 62 A, 62 B) reliant l'autre piston dans chaque cylindre au précédent piston pour limiter leur déplacement relatif vers l'intérieur et vers l'extérieur, grâce à quoi l'autre piston se déplace vers l'intérieur pour coopérer avec le précédent piston, en réponse à l'envoi de fluide de commande sur leurs extrémités extérieures, afin de déplacer la mâchoire vers l'intérieur pour d'abord cisailler le tube avec une force résultant de l'action de ce

fluide sur les deux pistons, et des moyens à l'inté-

rieur de chaque cylindre pour arrêter le mouvement

vers l'intérieur de l'autre piston lorsque les mâ-

choires ont été déplacées vers l'intérieur pour ci-

sailler le tube, grâce à quoi chaque mâchoire continue à se déplacer vers l'intérieur pour venir en position

d'étanchéité sous l'action d'une deuxième force ré-

sultant de l'action de ce fluide de commande sur

le seul précédent piston.

22 Vanne d'éruption selon la' revendication 21, carac-

térisée en ce que chaque premier piston ( 60) coulisse de façon étanche à l'intérieur du cylindre et que chaque deuxième piston ( 61) coulisse de façon étanche

à l'intérieur du premier piston ( 60).

23 Vanne d'éruption selon la revendication 22, carac-

térisée en ce que le premier piston est ledit "autre piston" et le second piston est ledit "précédent piston". 24 Vanne d'éruption, comportant un carter ( 21) ayant un alésage traversant ( 22) et des guidages opposés ( 27) coupant l'alésage, des mâchoires ( 26 A, 26 B) pouvant se déplacer dans les deux sens à l'intérieur des guidages entre des positions ouvrant et fermant l'alésage, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour assurer l'étanchéité entre les extrémités intérieures des mâchoires et entre chaque mâchoires et son guidage associé lorsque les mâchoires sont fermées, des moyens raccordant l'alésage du carter en-dessous des mâchoires fermées avec des chambres dans le carter en arrière des mâchoires fermées de

façon que le fluide dans l'alésage repousse les mâ-

choires vers la position fermée, des moyens comportant

un conduit ( 40) raccordant la chambre derrière seule-

ment une des mâchoires avec l'alésage du carter au-

dessus des mâchoires fermées, et des moyens pour déplacer dans les deux sens les mâchoires entre une position ouverte et une position fermée comportant des moyens pour fermer le conduit ( 40) lorsque la mâchoire considérée est déplacée vers l'intérieur et pour ouvrir le conduit lorsqu'elle est déplacée

vers l'extérieur.

25 Dispositif de commande de courant, caractérisé

en ce qu'il comporte un corps ayant un passage traver-

sant, un élément pouvant être déplacé dans les deux sens à l'intérieur du corps entre une première et une deuxième position dans lesquelles il limite plus ou moins le débit à travers le passage, des moyens pour déplacer dans les deux sens l'élément entre la première et la deuxième position, comportant un

cylindre à l'extérieur du corps, un piston se dépla-

çant dans les deux sens à l'intérieur du cylindre, une tige sur le piston s'étendant de façon étanche dans le corps pour se raccorder à l'élément afin de le déplacer dans sa première position lorsque la tige est déplacée vers l'intérieur et dans sa deuxième position lorsque la tige est déplacée vers

l'extérieur, et une autre tige sur le piston s'éten-

dant de façon étanche dans une chambre à l'extérieur du cylindre, un trou traversant le piston et les deux tiges pour raccorder l'intérieur du corps à la chambre extérieure, un bouchon monté coulissant dans le trou pour se déplacer dans les deux sens entre des positions-limites, intérieure et extérieure, et un raccord pour injecter de la graisse dans la chambre extérieure et dans le trou à l'extérieur par rapport au bouchon, le volume déplacé par le

bouchon quand il se déplace entre ses positions limi-

tes intérieure -et extérieure égalant pratiquement celui déplacé par l'autre tige lors de son mouvement à l'intérieur de la chambre extérieure, le bouchon ayant des orifices restreints le traversant pour permettre à la graisse de bipasser le bouchon lorsque celui-ci est dans sa position intérieure et pour permettre au fluide de la conduite de bipasser le

bouchon lorsque celui-ci est dans sa position exté-

rieure.