FR2613763A1 - Procede et appareil pour poser un tube-guide de forage sous l'eau - Google Patents

Abstract

CET APPAREIL COMPREND UN TUBE-GUIDE 10 AYANT UN CARTER DE TETE 12 A SON EXTREMITE SUPERIEURE ET UN DISPOSITIF DE VERROUILLAGE ANNULAIRE 32 COMPORTANT UN TRAIN DE TIGES 18 QUI LE TRAVERSE, CE BOITIER 32 COMPORTANT DES MOYENS CONSTITUES PAR DES BROCHES RETRACTABLES 70 S'ETENDANT RADIALEMENT VERS L'EXTERIEUR POUR LE FIXER DE FACON AMOVIBLE DANS LEDIT CARTER 12 DE TETE ET DES MOYENS CONSTITUES PAR DES BROCHES RETRACTABLES 72 S'ETENDANT RADIALEMENT VERS L'INTERIEUR POUR FIXER LEDIT TRAIN DE TIGES 18 DE FACON REGLABLE DANS LE DISPOSITIF DE VERROUILLAGE 32.

Description

La présente invention est relative à un système pour poser un ensemble de

tube-guide dans un forage dans le fond de l'océan et, en particulier, à un procédé et à un appareil pour faire descendre l'ensemble sur un train de tiges, déplacer l'ensemble dans le forage au fur et à mesure qu'il est foré, cimenter l'ensemble dans le

forage et récupérer le train de tiges.

La recherche sous-marine de gisements de gaz et de pétrole et le forage sont devenus de plus en plus nécessaires pour satisfaire une demande croissante. On a constaté que d'importants gisements se trouvent audessous des fonds marins. Cependant, en raison des conditions de courants et météorologiques associées à une telle recherche, il est nécessaire de fournir un moyen simple et rapide de poser un ensemble de tube-guide à partir d'une barge ou d'un navire. Jusqu'à une date récente, l'ensemble initial de tube-guide était soit injecté sur place soit entrainé dans la formation. Ceci était possible en raison des formations relativement molles, telles que du sable, dans lesquelles étaient forés ces puits. Plus récemment on a rencontré des formations assez dures pour nécessiter un

système de tube-guide introduit en une seule manoeuvre.

Un tel système est décrit dans US-A-3.621.910 concernant un procédé et un appareil pour poser une structure sous-marine. Le système décrit nécessite d'entrainer la totalité du train de tiges en rotation afin de commencer le forage. De plus, la rotation du train de tiges est nécessaire pour verrouiller et déverrouiller ce train sur le carter de la tête de puits. Il en résulte que ce carter est soumis à une torsion ou à une rotation, tordant et emmêlant les lignes de guidage et les tuyaux hydrauliques souples. De plus, ce système n'assure qu'un retrait insuffisant du train de tiges, ce qui a ainsi pour résultat l'abandon du forage dans le cas o le mortier monte accidentellement dans le passage intérieur du tube-guide. L'invention surmonte les inconvénients des systèmes de la technique antérieure pour poser un tube-guide sous-marin en fournissant un système qui est

adapté pour être introduit en une seule manoeuvre.

L'invention comprend un train de tiges qui est soutenu dans un tube-guide au moyen d'un dispositif de verrouillage fixé de façon amovible sur le carter de la tête de Duits, qui constitue une partie de la plaque de base de guidage permanente de laStructure. L'extrémité inférieure du

train de tiges comporte un trépan et un élargisseur qui s'é-

tendent au-dessous de l'extrémité du tube-guide de façon à permettre un forage efficace. Un moteur à boue à couple élevé, disposé juste au-dessus de l'élargisseur, est utilisé pour entrainer le trépan et l'élargisseur en rotation, tandis que le reste du train de tiges est stationnaire. Des stabilisateurs sont également prévus

dans le train de tiges.

Le train de tiges comprend en outre des raccords supérieur et inférieur à verrou qui soutiennent et retiennent le train de tiges dans les positions d'extension et rétractée respectivement. Le verrou supérieur comporte un épaulement annulaire qui est en contact avec le dispositif de verrouillae et supporte la masse du train de tiges. De plus, une série de broches rétractables sont en prise avec des gorges annulaires formées dans le raccord à verrou de façon à maintenir la position du train de tiges par rapport au carter de la tête de puits pendant l'opération de forage. D'une façon analogue, le raccord inférieur à verrou comprend un épaulement annulaire adapté pour venir en contact avec le fond du dispositif de verrouillage et des gorges annulaires pour venir en prise avec les broches rétractables. De plus, le raccord inférieur à verrou comporte une série de dents sollicitées élastiquement ayant une surface supérieure inclinée qui facilite le retrait des dents de telle sorte qu'elles peuvent passer au-dessous du dispositif de verrouillage lors de la rétraction du train de tiges. Cependant, lorsque l'épaulement annulaire du verrou vient en contact avec le dispositif de verrouillage, empêchant ainsi une nouvelle rétraction du train de tiges, les dents sont sollicitées vers l'extérieur pour agir comme des épaulements de support du train de tiges dans la position

rétractée.

En plus d'empêcher un déplacement vertical du train de tiges, le dispositif de verrouillage fixe de façon amovible l'ensemble de forage sur le tube-guide de telle sorte qu'une fois que le tube est posé, l'ensemble peut être retiré. Normalement, le dispositif de verrouillage repose simplement dans le carter de la tête de puits du tube-guide. Cependant, afin d'empêcher une perte de pression à l'intérieur du tube- guide lors de la cimentation, des broches externes rétractables sont utilisées pour retenir le dispositif de verrouillage à l'intérieur de la tête de puits. Les deux séries interne et externe de broches sont commandées par des pistons qui sont déplaçables hydrauliquement depuis une première position dans laquelle les broches sont librement rétractables, jusque dans une seconde position dans laquelle les broches sont empêchées de se rétracter des gorges correspondantes. De plus, des moyens sont prévus pour déplacer manuellement les pistons dans le cas o le

système hydraulique est défaillant.

Le procédé suivant l'invention utilise le système décrit ci-dessus pour poser le tube-guide. Le tube-guide et le train de tiges sont montés sur une plaque de base permanente qui est abaissée à partir d'un navire situé à la surface. Lorsque le système est voisin du fond marin, le moteur à boue est actionné pour commencer le forage. Du fait que le trépan et l'élargisseur s'étendent au-dessous de l'extrémité du tube-guide, le tube est libre de se déplacer dans le trou sans nécessiter de force supplémentaire d'entrainement. Le forage se poursuit jusqu'à ce que la plaque de base vienne en contact avec le fond de l'océan à la suite de quoi le train de tiges est partiellement rétracté en dégageant les broches internes du dispositif de verrouillage pour permettre un déplacement vertical du train. Lorsque le raccord inférieur à verrou atteint le dispositif de verrouillage, les dents sollicitées élastiquement sont forcées vers l'intérieur jusqu'à ce que l'épaulement annulaire vienne en contact avec le dispositif de verrouillage, instant auquel les dents s'étendent encore une fois vers l'extérieur pour soutenir le train de tiges à l'intérieur

du carter de la tête de puits.

Avec l'appareillage de forage rétracté, la cimentation peut commencer pour fixer définitivement le tube-guide. Lorsque le ciment est pompé à traver l'espace annulaire externe du trou de sondage, une pression prédéterminée est maintenue à l'intérieur du tube-guide pour empêcher le ciment de se déplacer en montant dans le passage interne du tube-guide ou du tube en U. Dans le cas o cette pression fait éruption provoquant un pliage en U du tube, le ciment ne submerge pas l'équipement de forage du fait que la quantité de ciment n'est pas suffisante pour atteindre un point situé au-delà de la position rétractée du train de tiges. Après une cimentation du tube-guide couronnée de succès, le train de tiges et le dispositif de verrouillage sont récupérés en rétractant tout d'abord les broches externes du dispositif de verrouillage de telle sorte que l'ensemble puisse être

retiré du tube-guide.

Ainsi, l'invention fournit un procédé et un appareil simples mais à sécurité automatique pour poser un tube-guide pour un puits, qui nécessite seulement une manoeuvre tout en empêchant l'abandon du puits de forage dans le cas d'une éruption de pression. D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaitront au cours de la description qui va

suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig.1 est une vue en élévation d'un ensemble de tube-guide et de plaque de base descendu dans l'eau et prêt à forer; la Fig.2 est une vue analogue montrant le forage du trou avec l'ensemble de tube-guide se déplaçant dans le trou et la plaque de base positionnée sur le fond marin; la Fig.3 est une vue analogue montrant la positicn du train de tiges par rapport à la plaque de base pendant l'opération de cimentation; la Fig.4 est une autre vue analogue montrant comment le dispositif de verrouillage est déconnecté et la récupération du train de tiges; la Fig.5 est une vue partielle en coupe du dispositif de verrouillage à l'intérieur du tube-guide et en prise avec le raccord supérieur à verrou du train de tiges; la Fig.6 est une vue partielle en coupe du dispositif de verrouillage en prise avec le raccord

inférieur à verrou du train de tiges.

Les Fig.1 à 4 illustrent le procédé de 301'invention pour poser un système 8 de tube-guide de forage sous l'eau dans le fond 9 de l'océan ou d'une étendue d'eau analogue. L'ensemble 8 comprend un tube-guide tubulaire 10 ayant un carter 12 de tête de puits formé à l'extrémité supérieure du tube-guide ou relié à cette extrémité. Une plaque de base permanente 14 est fixée sur la périphérie externe du carter 12 de la tête de puits, cette plaque comprenant si on le désire un

marchepied 16 pour positionner l'ensemble de tube-guide 8.

Cet ensemble 8 est essentiellement soutenu sur le train de tiges 18 et est abaissé dans l'eau à partir d'un navire de surface (non représenté). Cependant, un support et un guidage supplémentaires de l'ensemble 8 de tube-guide sont assurés par l'intermédiaire de lignes de guidage 20 qui s'étendent à partir de la plaque de base 14 jusqu'au

navire de surface.

Le mode de réalisation préféré du train de tiges 18 comprend une pluralité de sections tubulaires y compris des colliers classiques de forage, des réductions, des coulisses de battage, etc. Une partie 22 de forage est disposée à l'extrémité inférieure du train de tiges 18 et comprend un élargisseur 24 et un trépan 26. Dans le mode de réalisation préféré, l'élargisseur 24 et le trépan 26 s'étendent au-dessous de l'extrémité inférieure du tube-guide 10 afin de faciliter le forage du puits lorsque l'ensemble est abaissé dans le trou. Le train de tiges 18 comprend également au moins un stabilisateur 28 qui empêche le train de tiges 18 d'osciller à l'intérieur du tube-guide 10 à la suite d'un couple de rotation. La partie 22 de forage du train de tiges 18 est entrainée en rotation par un moteur à boue 30 à couple élevé (représenté partiellement) disposé à l'intérieur du train de tiges 18 de préférence entre deux stabilisateurs 28. En utilisant le moteur à boue 30 dans le train de tiges 18, la partie inférieure de ce train est entrainée en rotation afin d'entrainer le trépan 26 et l'élargisseur 24 en rotation tandis que la partie du train de tiges 18 au-dessus du moteur à boue 30 reste stationnaire, supprimant ainsi une rotation et un emmêlement des lignes

de guidage 20 et des tuyaux souples associés.

En se référant toujours aux Fig.1 à 4, le train de tiges 18 est relié de façon amovible à l'ensemble 8 de tube-guide au moyen d'un dispositif de verrouillage 32. Le dispositif 32 présente de préférence dans son ensemble une configuration annulaire avec le train de tiges 18 traversant son centre. A son tour le dispositif 32 est en

prise avec le carter 12 de tête de puits du tube-guide 10.

Le train de tiges 18 est relié de façon réglable au dispositif 32 au moyen d'un raccord supérieur 34 à verrou et d'un raccord inférieur 36 à verrou qui sont disposés à l'intérieur du train 18 en étant espacés. Le fonctionnement du dispositif de verrouillage 32 sera

décrit en détails dans la suite.

Lorsque l'ensemble 8 de tube-guide et le train de tiges 18 sont abaissés dans l'eau, le moteur 30 à couple élevé est actionné pour entrainer le trépan 26 en rotation ainsi que l'élargisseur 24. Du fait qu'à la fois l'élargisseur 24 et le trépan 26 s'étendent au-dessous de 201'extrémité inférieure du tube-guide10, l'élargisseur24 agit dans sa position écartée afin de forer le trou de sondage 38 qui est plus large que le tube-guide 10. Comme représenté à la Fig.2, au fur et à mesure que le forage progresse, le tube-guide 10 est abaissé dans le trou de sondage 38 qui est foré lorsque le train de tiges 18 est déplacé vers le bas. Le forage est poursuivi jusqu'à ce que le marchepied 16 vienne en contact avec le fond marin 9. En variante, le marchepied 16 peut être supprimé de façon que le forage se poursuive jusqu'à ce que la plaque

de guidage 14, vienne en contact avec le fond.

Lorsque l'ensemble 8 est complètement descendu comme représenté à la Fig. 2, cet ensemble peut être posé par cimentation du tube-guide 10 à l'intérieur du trou de sondage 38. Cependant, avant que puisse commencer le processus de cimentation, le train de tiges 18 doit être déplacé depuis une position d'extension telle que représentée à la Fig.2 jusqu'à une position rétractée telle que représentée à la Fig.3. Pour accomplir ceci, le dispositif 32 est dégagé du raccord supérieur 34 et le train de tiges 18 est tiré vers le haut jusqu'à ce que le

raccord inférieur 36 vienne en contact avec le disposi-

tif 32. Dans cette position, la partie 22 de forage du train de tiges 18 est disposée à l'intérieur du tube-guide 1010 sur une distance suffisante pour empêcher l'abandon de l'appareillage de forage dans le cas d'une perte de pression à l'intérieur du tube-guide 10, qui force le ciment à remonter dans un tube en U ou à monter dans le

tube-guide 10.

Avec le train de tiges 18 rétracté, le ciment 40 est pompé à travers le train de tiges 18 et est forcé à monter dans l'espace annulaire externe du tube-guide 10 tandis que la pression est maintenue à l'intérieur du tube pour empêcher le ciment 40 de se déplacer en montant dans ce tube. Une quantité suffisante de ciment 40 est pompée pour poser l'extrémité inférieure du tube-guide 10, remplir l'espace annulaire externe et couvrir le marchepied 16 du tube 10. De cette manière, l'ensemble 10

est tout à fait fixé pour l'empêcher de se déplacer.

En se référant maintenant à la Fig.4, lorsque le ciment 40 a durçi, fixant ainsi l'ensemble 8, le dispositif 32 peut être détaché du carter 12 de tête de puits du tube conducteur 10. Ensuite, lorsque le train de tiges 18 est relevé, le dispositif 32 et le train 18 sont retirés du tube- guide 10 laissant subsister le tube-guide posé. De cette manière, le train de tiges 18, y compris la partie 22 de forage est récupéré tandis que le tube-guide et la plaque de base 14 sont fixés dans le fond marin 9 de façon que les opérations de forage puissent être

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commencées à travers l'ensemble 8 de la façon habituelle.

La plaque de base 14 reste reliée au navire de surface par l'intermédiaire de lignes de guidage 20 de manière qu'un train de tiges puisse être guidé dans le tube 10 pour un forage consécutif. Comme représenté aux Fig.5 et 6, le dispositif de verrouillage 32 fixe le train de tiges 18 en position par rapport au carter 12 de la tête de puits. A la Fig.5, le dispositif 32 est en prise avec le raccord supérieur 34 à verrou qui comprend un épaulement annulaire 42 pour soutenir le train de tiges 18 à l'intérieur du dispositif 32. L'épaulement annulaire 42 est en contact avec un épaulement annulaire similaire 44 formé dans le dispositif 32 pour empêcher le train de tiges 18 de descendre par rapport à celui-ci. Ce dispositif 32 comporte également un épaulement annulaire inférieur 46 qui coopère avec le raccord inférieur 36 à verrou comme on va le décrire dans la suite. Les deux épaulements 44 et 46 du dispositif 32 comprennent des joints 48 qui empêchent une perte de pression entre le train de tiges 18 et le dispositif 32 pendant le processus de forage et la cimentation consécutive du tube-guide afin d'empêcher une remontée du ciment. En se référant encore aux Fig.5 et 6, le dispositif de verrouillage 32 est de préférence formé d'un corps supérieur 50 et d'un corps inférieur 52 qui sont fixés ensemble par une série de vis 53. A l'intérieur du dispositif 32 et s'étendant entre le corps supérieur 50 et le corps inférieur 52, est prévu au moins un diviseur 54 qui forme un cylindre hydraulique interne 56 et un cylindre hydraulique externe 58. Suivant un mode de réalisation préféré, des séries de cylindres internes et externes sont disposées circonférentiellement dans le dispositif 32 de façon à réaliser une répartition uniforme de la force excercée sur ce dispositif. Dans chacun des cylindres est disposé un piston 60 comportant une tige 62 qui s'étend vers le haut à travers la partie supérieure du dispositif 32 A l'extrémité supérieure de chaque tige de piston 62 est prévu un oeil d'accrochageou oeillt 6z cpmart tun

câble 66 de commande manuellle qui est fixé dans cet oeil.

Les pistons 60 peuvent avoir une forme quelconque qui épouse la configuration du cylindre 56 ou 58 tout en permettant un mouvement de vaet-vient à l'intérieur du cylindre respectif. De plus, chacun des pistons 60 comprend des parties en dépouille 68 qui coopèrent avec

des broches rétractables.

Pour fixer le dispositif 32 de façon amovible à la fois sur le carter 12 et sur le train de tiges 18, il est prévu des broches rétractables 70 s'étendant vers l'extérieur et des broches rétractables 72 s'étendant vers l'intérieur qui sont disposées à l'intérieur du dispositif 32. Les broches rétractables 70 et 72 comprennent une broche 74 à tête double disposée dans un trou traversant 76 formé dans la paroiddismsitif3î.La broche 74 comporte un rebord 78 qui se déplace dans une fente 80. L'extrémité opposée de la broche 74 est en butée contre le piston 60

qui maintient la broche 74 dans sa position d'extension.

Cependant, lorsque le piston 60 est déplacé vers le haut, comme on le décrira dans la suite, la broche 74 est découverte sur la partie en dépouille 68 du piston 60 permettant à cette broche de se rétracter à l'intérieur du

trou 76.

Le dispositif de verrouillage 32 est soutenu à l'intérieur du carter 12 par une série d'épaulements annulaires 82 qui sont formés dans le carter 12. De plus, le carter 12 comporte deux gorges annulaires 84 qui coopèrent avec la broche rétractable 70 s'étendant vers l'extérieur afin de fixer le boitier 32 de façon 1 1 verrouillable dans le carter 12. Pour monter la structure, la broche 74 à tête double est rétractée et le dispositif 32 est disposé dans le carter 12 de tête de puits jusqu'à ce qu'il vienne reposer sur les épaulements 82. Le dispositif 32 étant posé, le dispositif à broche 70 peut être déplacé vers l'ex6ri.iren prise avec les gorges correspondantes 84. Ceci est effectué en déplaçant le piston externe 60 vers le bas de manière que la broche 74 vienne en contact avec la partie agrandie du piston, forçant ainsi cette broche vers l'extérieur dans les

gorges 84.

D'une façon analogue, le dispositif 32 coopère avec le train de tiges 18 pour le fixer de façon verrouillable soit dans sa position d'extension soit dans sa position de rétraction. En se référant tout d'abord à la Fig. 5, le raccord supérieur 34 à verrou comporte deux gorges annulaires 90 formées au-dessous de l'épaulement 42. Ces gorges 90 sont adaptées pour recevoir les têtes du dispositif 72 à broche s'étendant vers l'intérieur. Le raccord supérieur 34 est conçu de façon que l'épaulement 42 reposant sur l'épaulement 44 du dispositif 32, le

dispositif à broche 72 vienne en prise dans les gorges 90.

Pour rétracter le train de tiges 18 à partir de sa position d'extension, les broches 72 sont libérées en déplaçant le piston interne 60 vers le haut jusqa'à-ce que

la broche 74 soit apte à se rétracter dans la partie en dé-

pouille 68 du piston. Avec les broches 72 s'étendant vers l'intérieur libérées (le dispositif 70 à broches externes restant verrouillé), le train de tiges 18 peut être tiré vers le haut en forçant la broche 74 à se

rétracter dans la partie 68 en dépouille du piston 60.

En se référant maintenant à la Fig.6, le train de tiges]esttiré vers le haut jusqu'à ce que le raccord inférieur 36 vienne en contact avec le dispositif 32. Le raccord inférieur 36 comporte un épaulement annulaire inférieur 92 formé au voisinage de la partie inférieure du raccord 36, une série de dents 94 sollicitées ver l'extérieur étant prévue à l'extrémité supérieure du raccord 36 et deux gorges annulaires 96 entre l'épaulement 92 et les dents 94. Les dents 94 sont en appui dans le raccord inférieur 36 à verrou et sont sollicitées vers l'extérieur par des ressorts 98 disposés entre les dents 94 et la paroi du raccord 36. Des rebords 100 maintiennent les dents 94 dans le raccord 36 tandis qu'une plaque amovible 102 permet de retirer les dents 94 pour les remplacer ou les nettoyer. Les dents 94 comprennent une arête supérieure inclinée 104 qui leur permet de passer sous le dispositif 32, et une arête inférieure carrée 106 qui agit comme un épaulement pour soutenir le poids du

train de tiges 18 en position rétractée.

En se référant de nouveau au procédé de l'invention, lorsque les broches 72 sont rétractées pour libérer le raccord supérieur 34, le train de tiges 8 est

tiré vers le haut pour rétracter la partie 22 de forage.

Lorsque l'arête inclinée 104 des dents 94 vient en contact avec l'extrémité inférieure du dispositif 32, les dents 94 sont forcées vers l'intérieur pour permettre un nouveau retrait du train de tiges. Le retrait se poursuit jusqu'à ce que l'épaulement inférieur 92 du raccord 36 vienne en

contact avec l'épaulement 46 du dispositif 32.

Simultanément, les dents 94 passent au-dessus de l'épaulement supérieur 44 du dispositif 32 et sont forcées vers l'extérieur par les ressorts 98. Dans cette position, l'épaulement 92 est en contact étanche avec le joint 48 du dispositif 32 empêchant ainsi une perte de pression à

l'intérieur du tube-guide 10 pendant la cimentation.

Lorsque le train de tiges 18 est complètement rétracté et que le raccord inférieur 36 est positionné à l'incerieur du dispositif 32 comme représenté à la Fig.6, le train de tiges 18 peut être fixé, verrouillé, en

étendant les broches 72 dans les gorges 96 du raccord 36.

Ceci est effectué en déplaçant le piston interne 60 vers le bas jusqu'à ce que sa partie agrandie force la broche

74 à pénétrer dans les gorges 96.

Le retrait des broches 70 et 72 est commandé par les ensembles hydrauliques à piston et cylindre qui sont disposés à l'intérieur du dispositif 32. Chacun des o10 cylindres 56 et 58 est relié à deux sources d'alimentation en fluide hydraulique qui sont commandées à partir du navire en surface. Les sources d'alimentation 110 en fluide hydraulique sont reliées aux parties supérieures des cylindres et commandent le volume de fluide hydraulique au-dessus du piston 60 à l'intérieur du cylindre. D'une façon analogue, des sources d'alimentation 112 en fluide hydraulique commandent le volume de fluide au-dessous du piston 60. En faisant varier les volumes de fluide au-dessus et au-dessous du piston 60 le mouvement de celui-ci peut être commandé de manière à permettre aux

broches 70 et 72 de se rétracter ou de venir en prise.

Ainsi, pour déplacer le piston 60 vers le haut, la pression hydraulique est diminuée par l'alimentation 110 tandis que l'alimentation hydraulique est augmentée par la source 112. Inversement, pour déplacer le piston 60 vers le bas pour forcer la broche 74 en prise, la pression hydraulique est diminuée par la source d'alimentation 112 tandis que l'alimentation 110 augmente la pression hydraulique. Les pistons 60 sont également prévus avec un dispositif manuel d'inhibition qui permet de déplacer les pistons 60 vers le haut afin de dégager les broches 74 dans le cas o les sources d'alimentation hydraulique 110 et 112 sont défaillantes. Lesoeillets64 formés aux extrémités des tiges de piston 62 sont reliés aux câbles 66 d'actionnement qui s'étendent jusqu'au navire de surface. Dans le cas d'un défaut de fonctionnement hydraulique, les pistons 60 peuvent être tirés vers le haut au moyen des cables 66, permettant ainsi de libérer les broches 70 et 72. Avec le train de tiges 18 rétracté comme représenté aux Fig.3 et 6, la cimentation du tube-guide 10 peut être achevée. Les joints 48 et 108 maintiennent la pression nécessaire à l'intérieur du tube 10 pour empêd-er une remontée du ciment. Une fois que le ciment est mis en plaoe le train de tiges 18 et le dispositif 32 peuvent être récupérés pour d'autres opérations en dégageant les broches externes 70 et en tirant le train de tiges 18 vers le haut. Lorsque l'ensemble est levé, le dispositif 32 est soutenu sur l'épaulement annuaire 92 du raccord inférieur 36. Ainsi, l'invention fournit un procédé et un appareil pour poser un ensemble de tube-guide dans le fond de l'océan tout en permettant une récupération du train de tiges. Le dispositif 32 permet une commande hydraulique ou manuelle pour rétracter le train de tiges de façon réglable ou pour dégager la totalité de l'ensemble pour récupération. En outre, des joints sont prévus qui coopèrent avec des structures fixes du train de tiges et du carter de tête de puits pour supporter des pressions

extrêmes pendant le processus de cimentation.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1- Système de forage sous-marin a tube-guide comprenant un tube-guide (10) ayant un carter de tête (12) disposé à l'extrémité supérieure dudit tubeguide (10) et un dispositif de verrouillage annulaire (32) à travers lequel s'étend un train de tiges (18), le dispositif (32) comprenant des moyens pour le fixer de façon amovible dans ledit carter de tête (12) dudit tube-guide (10), et des moyens pour fixer ledit train de tiges (18) de façon réglable dans le dispositif (32), lesdits moyens pour fixer le dispositif de verrouillage de façon amovible sur le carter de tête (12) comprenant un dispositif à broche rétractable (70) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir dudit verrou pour coopérer avec ledit carter de tête, et lesdits moyens pour fixer ledit train de tiges de façon réglable dans le dispositif (32) comprennent un dispositif à broche rétractable (72) s'étendant radialement vers l'intérieur pour coopérer avec ledit

train de tiges.

2- Système de forage tel que défini suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à broche (70) s'étendant vers l'extérieur est étendu et rétracté sélectivement par un premier ensemble hydraulique (60) à piston et cylindre, ledit ensemble comprenant des

moyens (66) pour un actionnement manuel.

3- Système de forage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à broche (72) s'étendant vers l'intérieur est étendu et rétracté sélectivement par un second dispositif hydraulique à cylindre et piston qui comprend des moyens (66)

d'actionnement manuel.

4- Système de forage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit train de tiges (18) comprend plusieurs sections tubulaires de forage comportant un trépan (26) fixé à l'extrémité inférieure desdites sections, un élargisseur expansible (24) fixé auxdites sections au-dessus dudit trépan, un raccord supérieur à verrou (34) et un raccord inférieur à verrou (36) fixés sur lesdites sections et des moyens pour entrainer ledit trépan et ledit élargisseur en rotation, lesdits moyens étant disposés au-dessus dudit élargisseur et au-dessous

dudit raccord inférieur à verrou.

- Système de forage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit train de tiges (18) peut être réglé sélectivement à l'intérieur du dispositif de verrouillage (32) à partir d'une position d'extension grâce à quoi ledit trépan (26) et ledit élargisseur (24) s'étendent au-dessous dudit tube-guide (10), jusque dans une position rétractée grace à quoi ledit trépan et ledit élargisseur sont disposés à l'intérieur dudit tubeguide (10).

6- Système de forage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit raccord supérieur à verrou (34) comprend un épaulement annulaire (42) et au moins une gorge annulaire (90) située axialement audessous dudit épaulement, ladite gorge coopérant avec une broche correspondante (74) s'étendant vers l'intérieur du dispositif (32) pour fixer de façon verrouillable ledit raccord supérieur (34) à l'intérieur du dispositif (32), fixant ainsi sélectivement ledit train de tiges dans

ladite position d'extension.

7- Système de forage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit raccord inférieur à verrou (36) comporte un épaulement annulaire (92) et plusieurs dents rétractables (94), disposées axialement au-dessus

dudit épaulement annulaire.

8- Système de forage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit raccord inférieur à verrou (36) comprend au moins une gorge annulaire disposée entre ledit épaulement (92) et lesdites dents (94), ladite gorge coopérant avec une broche correspondante (74) du dispositif de verrouillage, s'étendant vers l'intérieur, pour fixer de façon verrouillable ledit raccord inférieur dans ledit dispositif de verrouillage, fixant ainsi sélectivement le train de tiges (18) dans

ladite position rétractée.

9- Système de forage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (32) comporte des épaulements annulaires internes supérieur et

inférieur (44,46) comportant des joints (48).

- Système de forage suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit épaulement supérieur (44) du dispositif (32) coopère avec ledit épaulement (42) dudit raccord supérieur (34) lorsque ledit train de tiges se trouve dans ladite position d'extension et coopère avec lesdites dents (94) dudit raccord inférieur (36) lorsque ledit train de tiges se trouve dans ladite position

rétractée.

11- Système de forage suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit épaulement inférieur (46) du dispositif (32) coopère avec ledit épaulement(92) dudit raccord inférieur (36) lorsque ledit train de tiges (18) se trouve dans ladite position rétractée, les joints (48) étant en contact d'étanchéité avc ledit raccord inférieur pour empacher une communication de fluide au-dessus du

dispositif (32).

12- Système de forage sous-marin à tube-guide comprenant un train de tiges (18) comportant un trépan (26) et un élargisseur (24) sur son extrémité inférieure, ledit train de tiges comprenant des moyens pour entrainer le trépan et l'élargisseur en rotation, un tube-guide (10) monté de façon amovible sur ledit train de tiges, le tube-guide comportant un carter de tête (12) formé à son extrémité supérieure, un dispositif annulaire de verrouillage (32), comprenant des moyens pour le fixer de façon amovible dans ledit carter de tête (12) dudit tube-guide (10), des moyens pour fixer de façon réglable ledit train de tiges à l'intérieur du dispositif de verrouillage de telle sorte que le train de tiges s'étende à travers ce dispositif, lesdits moyens pour fixer le dispositif de verrouillage de façon amovible à l'intérieur dudit carter de tête comprenant un premier dispositif à broche libérable (70) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du dispositif de verrouillage pour coopérer avec ledit carter de tête et lesdits moyens pour fixer ledit train de tiges de façon réglable à l'intérieur dudit verrou comprenant un second dispositif à broche (72) libérable s'étendant radialement vers l'intérieur pour

coopérer avec ledit train de tiges (18).

13- Système de forage suivant la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits premier et second dispositifs à broche (70,72) comprennent des moyens de

libération hydrauliques.

14- Système de forage suivant la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits premier et second dispositifs à broches (70,72) comprennent des moyens de

libération mécaniques.

- Système de forage suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ledit train de tiges (18) comprend un raccord supérieur à verrou (34) pour fixer sélectivement ledit train de tiges dans une position d'extension à travers le dispositif de verrouilage, grâce à quoi ledit trépan et ledit élargisseur s'étendent

au-dessous dudit tube f10).

16- Système de forage suivant la revendication , caractérisé en ce que ledit train de tiges comprend un raccord inférieur de verrouillage (36) pour fixer sélectivement ledit train de tiges (18) dans une position rétractée à travers ledit verrou (32), grâce à quoi ledit trépan et ledit élargisseurs sont disposés à l'intérieur dudit tube-guide. 17- Système de forage suivant la revendication 16, caractérisé en ce que ledit verrou (32) comprend des joints internes (48) qui sont en contact d'étanchéité avec

lesdits raccords supérieur (34) et inférieur (36).

18- Système de forage suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une plaque de base (14) fixée sur l'extrémité supérieure dudit

tube-guide (10).

19- Procédé pour poser un système de tube-guide sous-marin comprenant les phases consistant à: disposer un tube-guide de façon qu'il entoure une partie d'un train de tigesocmptamttrépan fixé sur l'extrémité inférieure dudit train de tiges située au-dessous dudit tube conducteur, ledit tube conducteur étant supporté par un raccord supérieur à verrou disposé à l'intérieur dudit train de tiges par un dispositif de verrouillage relié de façon amovible à l'extrémité supérieure dudit tube-guide; à faire descendre ledit train de tiges avec ledit tube-guide dans une masse d'eau; à faire tourner le trépan dudit train de tiges pour forer un trou dans le sol au fond de la masse d'eau de manière que lorsque le trou est foré et ledit train de tiges est descendu, ledit tube-guide soit abaissé dans le trou; à libérer la liaison entre ledit dispositif de verrouillage et ledit raccord supérieur à verrou dudit train de tiges; à faire monter ledit train de tiges par rapport au dispositif de verrouillage et audit tube-guide jusqu'à ce qu'un raccord inférieur à verrou disposé à l'intérieur dudit train de tiges vienne en contact avec ledit dispositif de verrouillage pour assurer l'étanchéité entre ledit train de tiges et ledit tube-guide; à cimenter autour de l'extérieur dudit tube-guide dans le trou formé; à libérer la liaison entre ledit dispositif de verrouillage et ledit tube-guide; et à récupérer ledit train de tiges avec ledit trépan en faisant monter ledit train de tiges avec ledit boîtier de verrouillage. - Procédé pour poser un système de tube-guide sous-marin comprenantles phases consistant à: positionner un tube-guide entourant une partie d'un train de tiges ayant un outil de forage à son extrémité inférieure, ledit tube-guide étant soutenu à partir d'un navire de surface; en une seule manoeuvre faire descendre ledit train de tiges avec ledit tube-guide sur celui-ci dans une masse d'eau, à faire tourner ledit outil de forage pour forer un trou dans le sol au fond de la masse d'eau tout en abaissant ledit tube-guide dans le trou, à faire monter ledit train de tiges par rapport audit tube-guide, et à cimenter autour de l'extérieur dudit tube-guide dans le trou foré; et à récupérer ledit train de tiges avec ledit outil de forage en faisant remonter ledit train de tiges

par rapport audit tube-guide cimenté.