FR2614934A1 - Equipment for a drill string in which the upper rod elements have a diameter which is less than that of the lower elements and method of use - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un équipement pour train de tiges, tel qu'un train de tiges de forage, comprenant un raccord à fenêtre latérale pour le passage d'un câble de l'intérieur vers L'extérieur des tiges.The present invention relates to equipment for a drill string, such as a drill string, comprising a side window connection for the passage of a cable from the inside to the outside of the rods.
Les raccords à fenêtre latérale (souvent désignés par oside entry subs" dans L'industrie pétroLière) sont bien connus des spécialistes des forages pétroliers. Un tel dispositif est, par exemple, décrit dans le brevet britannique 2.135.719.Side window fittings (often referred to as oside entry subs "in the petroleum industry) are well known to oil drilling specialists. Such a device is, for example, described in British Patent 2,135,719.
Un raccord à fenêtre latérale est, par exemple, utilisé dans la technique décrite dans les brevets français 2.501.777 et ses deux premières additions FR-A-2.522.059 et FR-A-2.564.893.A side window fitting is, for example, used in the technique described in French patents 2,501,777 and its first two additions FR-A-2,522,059 and FR-A-2,564,893.
Suivant cette technique, permettant d'effectuer des diagraphies ou interventions dans des puits horizontaux ou fortement inclinés, une sonde de diagraphie (ou un outil d'intervention) est initialement fixée à la partie inférieure d'un train de tiges qui est descendu dans le puits au fur et à mesure de sa constitution.According to this technique, allowing logging or interventions in horizontal or strongly inclined wells, a logging probe (or an intervention tool) is initially fixed to the lower part of a drill string which is lowered into the well as it is formed.
On fait ensuite descendre à l'intérieur des tiges (par gravité et par pompage) un câble électrique muni d'un connecteur lesté (le connecteur peut être surmonté d'une barre de charge) qui vient se raccorder à un connecteur complémentaire fixé au sommet de La sonde (ou de l'outil). An electrical cable with a weighted connector is lowered inside the rods (by gravity and by pumping) (the connector can be surmounted by a load bar) which is connected to a complementary connector fixed at the top of the probe (or tool).
Dans La portion du train de tiges correspondant à la partie verticale ou faiblement inclinée du puits, un raccord à fenêtre latérale fait passer le câble de L'intérieur vers L'extérieur des tiges. In the portion of the drill string corresponding to the vertical or slightly inclined part of the well, a side window fitting passes the cable from the interior to the exterior of the rods.
L'enregistrement de la mesure -(ou L'intervention dans le puits) est effectué en déplaçant l'ensemble du train de tiges depuis la surface.The recording of the measurement - (or the intervention in the well) is carried out by moving the entire drill string from the surface.
Les équipements actuels avec fenêtre latérale ne sont pas utilisables lorsque les dimensions du puits sont trop réduites. Ceci se produit notamment lorsqu'un puits de forage de faible diamètre a été cuvelé.Current equipment with side window cannot be used when the dimensions of the well are too small. This occurs especially when a small diameter well has been cased.
En proposant un équipement compact qui résoud cette difficulté; la présente invention fournit un raccord permettant la circulation de fluide dans la partie inférieure du train de tiges, notamment en vue du déplacement de pièces, d'outils, de barres de charge..., reliés par un câble aux installations de surface.By offering compact equipment that solves this difficulty; the present invention provides a connector allowing the circulation of fluid in the lower part of the drill string, in particular for the movement of parts, tools, load bars, etc., connected by a cable to the surface installations.
Cet équipement'pour train de tiges de forage comporte un raccord à fenêtre latérale, permettant le passage d'un câble, ce raccord ayant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, et étant adapté à être incorporé à un train de tiges comportant des éléments supérieurs coopérant avec ladite extrémité supérieure et comportant des éléments inférieurs coopérant avec ladite extrémité inférieure.This equipment for drill string includes a side window connector, allowing the passage of a cable, this connector having an upper end and a lower end, and being adapted to be incorporated into a drill string comprising upper elements. cooperating with said upper end and comprising lower elements cooperating with said lower end.
Cet équipement se caractérise notamment en ce que le diamètre extérieur des éléments supérieurs du train de tige est inférieur au diamètre extérieur des éléments inférieurs du train de tiges.This equipment is characterized in particular in that the outside diameter of the upper elements of the drill string is less than the exterior diameter of the lower elements of the drill string.
Le raccord pourra être adapté pour que les éléments inférieurs et supérieurs aient une génératrice sensiblement commune.The connector could be adapted so that the lower and upper elements have a substantially common generator.
Le raccord pourra comporter des moyens réalisant une étanchéité autour du câble avec la fenêtre et permettant d'isoler une zone intérieure au raccord. La zone intérieure pourra être située sous lesdits moyens d'étanchéité et pourra déboucher au niveau de l'extremité inférieure dans une partie inférieure du train de tiges.The connection may include means providing a seal around the cable with the window and making it possible to isolate an area inside the connection. The inner zone may be located under said sealing means and may open out at the lower end into a lower part of the drill string.
Les moyens d'étanchéité pourront comporter deux pièces complémentaires adaptées à être étanches aux passages de fluide de L'intérieur vers l'extérieur et réciproquement et adaptées à être placées autour d'un câble, les deux pièces définissant une forme intérieure, ces moyens d'étanchéité comportant des moyens internes adaptés à coopérer avec la forme intérieure et le câble pour réaliser une étanchéité entre le câble et les deux pièces complémentaires, lesdits moyens d'étanchéité comportant en outre des moyens externes adaptés à coopérer avec les deux pièces et le raccord pour réaliser une étanchéité.The sealing means may include two complementary parts adapted to be sealed to the fluid passages from the inside to the outside and vice versa and adapted to be placed around a cable, the two parts defining an internal shape, these means of '' sealing comprising internal means adapted to cooperate with the internal shape and the cable to achieve a sealing between the cable and the two complementary parts, said sealing means further comprising external means adapted to cooperate with the two parts and the connector to achieve a seal.
Le raccord pourra comporter un organe d'ancrage du câble audit raccord.The connector may include a cable anchoring member to said connector.
L'organe d'ancrage pourra comporter des moyens adaptés à libérer le câble sous l'action d'une commande à distance.The anchoring member may include means adapted to release the cable under the action of a remote control.
Les moyens de Libération pourront être mis en oeuvre sous L'action d'une traction exercée par le câble.The release means can be implemented under the action of a traction exerted by the cable.
L'organe d'ancrage pourra être expansible pour permettre la libération du câble.The anchoring member may be expandable to allow the cable to be released.
Le tronçon du câble situé au droit des deux pièces complémentaires pourra être rectiligne et possèder un axe sensiblement parallèle à t'axe dudit raccord.The section of the cable located to the right of the two complementary parts may be straight and have an axis substantially parallel to the axis of said connector.
Le tronçon du câble situé au droit des deux pièces complémentaires pourra avoir un axe sensiblement confondu avec L'axe dudit raccord.The section of the cable located to the right of the two complementary parts may have an axis substantially coincident with the axis of said connector.
L'organe d'ancrage et Les moyens d'étanchéité pourront être intégrés -l'un à l'autre.The anchoring member and the sealing means can be integrated - one to the other.
En outre, La présente invention concerne une méthode d'utilisation dudit équipement et est notamment caractérisée en ce que l'on produit une circulation de fluide dans la partie inférieure du train de tiges de manière à déplacer une barre de charge placée dans la partie inférieure et reliée au câble.Furthermore, the present invention relates to a method of using said equipment and is particularly characterized in that a circulation of fluid is produced in the lower part of the drill string so as to move a load bar placed in the lower part and connected to the cable.
L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaitront clairement à la lecture de la description qui suit, dont un exemple de réalisation est illustré par les figures annexées parmi lesquelles - les figures 1A et 1B représentent des coupes sensiblement adjacentes
d'un raccord selon L'invention, avec en détail les moyens
d'étanchéité et l'organe d'ancrage, - la figure 2 est une section de détail de l'organe d'ancrage.The invention will be able to be well understood and all of its advantages will appear clearly on reading the description which follows, an embodiment of which is illustrated by the appended figures, in which - FIGS. 1A and 1B represent substantially adjacent sections
of a connector according to the invention, with details of the means
seal and the anchor, - Figure 2 is a detail section of the anchor.
- la figure 3 est une section d'un deuxième mode de réalisation de
L'organe d'ancrage.- Figure 3 is a section of a second embodiment of
The anchor.
La référence 1 représente le raccord à fenêtre latérale vissé par ses extrémités supérieure la et inférieure lb respectivement à un élément supérieur 2 et un élément inférieur 3 du train de tiges.The reference 1 represents the connection with side window screwed by its upper ends 1a and 1b respectively to an upper element 2 and a lower element 3 of the drill string.
Ce raccord comporte une fenêtre latérale 5 permettant le passage d'un câble électrique 4 de l'extérieur vers l'intérieur des tiges, en s'appuyant sur deux galetas de guidage 6a et 6b. Ce câble est, par exemple, d'un type utilisé pour des diagraphies ou interventions réalisées selon la technique décrite dans le brevet FR-A-2.501.777 et ses additions précitées.This connector has a side window 5 allowing the passage of an electrical cable 4 from the outside to the inside of the rods, by relying on two guide rollers 6a and 6b. This cable is, for example, of a type used for logs or interventions carried out according to the technique described in patent FR-A-2,501,777 and its aforementioned additions.
L'extrémité supérieure la peut comporter un bouchon permettant l'obturation de l'élément supérieur 2.The upper end 1a may include a plug allowing the closure of the upper element 2.
L'organe 8 assure l'étanchéité autour du câble 4 entre une zone 9 intérieure au raccord 1 et L'extérieur du raccord. The member 8 seals around the cable 4 between an area 9 inside the fitting 1 and the outside of the fitting.
La zone intérieure 9 débouche dans la partie inférieure du train de tiges, au travers de L'élément inférieur 3. Cette zone intérieure 9 est en communication avec une ouverture latérale 10 située dans le raccord et que l'on peut raccorder à une installation de pompage adaptée à produire notamment une circulation de fluide en vue des déplace;nents d'outils et d'instruments de mesure ou d'intervention reliés ou non au câble 4. Un de ces instruments peut être une barre de charge comportant un connecteur électrique adapté à coopérer avec un autre connecteur électrique complémentaire.The inner zone 9 opens into the lower part of the drill string, through the lower element 3. This inner zone 9 is in communication with a lateral opening 10 located in the connector and which can be connected to a installation of pumping adapted to produce in particular a circulation of fluid for movement; nents of tools and of measurement or intervention instruments connected or not to the cable 4. One of these instruments can be a load bar comprising a suitable electrical connector to cooperate with another complementary electrical connector.
L'organe 8 assure de plus l'ancrage du câble 4 audit raccord 1.The member 8 also ensures the anchoring of the cable 4 to said connector 1.
Les moyens du raccord 1 spécifiquement destinés à l'étanchéité et portés par l'organe 8 comportent deux pièces complémentaires (8a, 8b) assemblées par des vis 7 et adaptées à être placées autour du câble (4) et à être étanches au passage de fluide de l'intérieur vers l'extérieur et réciproquement. L'intérieur de ces deux pièces est alésé de manière à pouvoir y placer des bagues déformables 16 et une bague de compression 17 et à maintenir bloquées ces bagues suivant une direction. Toutes ces bagues, ou certaines d'entre elles seulement, sont fendues de manière à pouvoir être mises en place une fois que le câble traverse le raccord 1.The means of the connector 1 specifically intended for sealing and carried by the member 8 comprise two complementary parts (8a, 8b) assembled by screws 7 and adapted to be placed around the cable (4) and to be watertight at the passage of fluid from the inside to the outside and vice versa. The interior of these two parts is bored so as to be able to place deformable rings 16 and a compression ring 17 therein and to keep these rings locked in a direction. All these rings, or some of them only, are split so that they can be put in place once the cable passes through the fitting 1.
Un écrou 18, comportant une ouverture latérale pour son introduction autour du câble 4 et sur l'organe 8, permet de mettre en compression des rondelles déformables 16 de manière à réaliser une étanchéité.A nut 18, comprising a lateral opening for its introduction around the cable 4 and on the member 8, makes it possible to compress the deformable washers 16 so as to produce a seal.
L'ensemble propre à réaliser les moyens interne d'étanchéité et comportant les deux pièces complémentaires 8a, 8b, les rondelles déformables 16, la rondelle de compression 17 à demi-lune et, l'écrou 18 correspond au presse-étoupe généralement retenu pour cet usage.The assembly suitable for producing the internal sealing means and comprising the two complementary parts 8a, 8b, the deformable washers 16, the compression washer 17 with half-moon and, the nut 18 corresponds to the cable gland generally retained for this usage.
Les moyens d'étanchéité externes comportent les deux pièces complémentaires ou corps 8a, 8b coopérant avec un ou plusieurs joints d'étanchéité externes 14, tels un joint torique, et la paroi interne du raccord 1.The external sealing means comprise the two complementary parts or body 8a, 8b cooperating with one or more external seals 14, such as an O-ring, and the internal wall of the connector 1.
L'organe d'ancrage spécifiquement destiné à l'immobilisation du câble 4 par rapport au raccord 1 et porté par l'organe 8 comporte les deux pièces complémentaires ou corps 8a, 8b, et un élément de serrage 8c actionné par des vis de serrage 12.The anchoring member specifically intended for immobilizing the cable 4 relative to the connector 1 and carried by the member 8 comprises the two complementary parts or body 8a, 8b, and a clamping element 8c actuated by clamping screws 12.
L'une 8b des pièces complémentaires ou corps 8a, 8b comporte un évidement évasé débouchant sur le câble 4 et dans lequel se positionne l'élément de serrage 8c qui, sous l'action des vis à tétons 12, empêche le câble 4 de se déplacer.One 8b of the complementary parts or body 8a, 8b has a flared recess opening onto the cable 4 and in which the clamping element 8c is positioned which, under the action of the stud screws 12, prevents the cable 4 from move.
Ces vis 12 comportent des moyens d'étanchéité interdisant tout passage de fluide entre leur corps et les trous dans lesquelles elles sont logées.These screws 12 include sealing means preventing any passage of fluid between their body and the holes in which they are housed.
Les tétons de ces vis 12 agissent sur l'élément de serrage 8c par l'intermédiaire de surfaces de dégagement 13.The pins of these screws 12 act on the tightening element 8c by means of clearance surfaces 13.
L'organe 8 d'étanchéité et d'ancrage comporte en outre un ergot 19 coopérant avec une rainure 20 située dans le raccord 1, tous deux adaptés à permettre un déplacement relatif lors du désancrage du câble.The sealing and anchoring member 8 further comprises a lug 19 cooperating with a groove 20 located in the connector 1, both adapted to allow relative movement when the cable is detached.
L'organe 8 est immobilisé relativement au raccord 1 par une goupille cisaillable 11 qui permet par son cisaillement de libérer l'organe 8 en translation lorsqu'une traction est exercée sur le câble 4.The member 8 is immobilized relative to the connector 1 by a shearable pin 11 which allows, by its shearing, to release the member 8 in translation when a traction is exerted on the cable 4.
La mise en oeuvre de l'équipement s'effectue comme suit, alors que le raccord à entrée latérale est accessible, par exemple lorsqu'il est proche de la surface.The equipment is implemented as follows, while the side entry fitting is accessible, for example when it is close to the surface.
Après avoir ôté l'organe 8 et le galet de guidage, - on introduit par la fenêtre 5 une extrémité du câble, - on place ensuite l'organe 8 autour du câble 4, puis - on positionne l'organe 8 dans le raccord î avant de mettre dans la
rainure 20 L'ergot 19 qu'il comporte et avant d'immobiliser L'organe
8 par la goupille cisaillable 11.After removing the member 8 and the guide roller, - one end of the cable is introduced through the window 5, - the member 8 is then placed around the cable 4, then - the member 8 is positioned in the connector î before putting in the
groove 20 The lug 19 which it comprises and before immobilizing The organ
8 by the shear pin 11.
- on s'assure que l'étanchéité 12a des vis à tétons 12 est active.- It is ensured that the seal 12a of the nipple screws 12 is active.
- on relie la zone intérieure 9 du raccord à l'installation de pompage
grâce à L'ouverture latérale 10 et l'on effectue la circulation de
fluide.- the inner zone 9 of the fitting is connected to the pumping installation
thanks to the lateral opening 10 and the circulation of
fluid.
Lorsque L'on désire ancrer le câble 4 au raccord on serre les vis 12 de manière que l'élément de serrage 8c coopérant avec les deux pièces complémentaires 8a, 8b solidarise le câble 4.When it is desired to anchor the cable 4 to the connector, the screws 12 are tightened so that the clamping element 8c cooperating with the two complementary parts 8a, 8b secures the cable 4.
Les vis de serrage jouent le rôle de butées ajustables, mais on pourrait aussi utiliser des butées fixes. Ainsi, lorsque les surfaces de dégagement sont inclinées, on peut réaliser le serrage du câble par coincement de L'organe d'ancrage, ou plus précisément de l'élément de serrage, à l'intérieur du raccord, par pression axiale sur ledit organe ou par autocoincement du câble une fois que le coincement est entamé.The clamping screws act as adjustable stops, but fixed stops could also be used. Thus, when the clearance surfaces are inclined, the cable can be clamped by wedging the anchoring member, or more precisely the clamping member, inside the connector, by axial pressure on said member. or by self-pinching the cable once the jamming has started.
Pour retirer le câble 4 du train de tiges 3 il suffit d'effectuer les opérations précédentes dans le sens inverse.To remove the cable 4 from the drill string 3, it suffices to carry out the preceding operations in reverse.
Cependant, si pour une autre raison on ne pouvait ou si l'on ne pas voulait retirer le câble par cette procédure, comme ce peut être le cas lors d'un blocage de la colonne dans le puits, il est possible d'exercer une traction suffisante sur le câble de manière à cisailler la goupille 11 et ainsi déplacer l'organe 8 relativement au raccord 1 sur une distance suffisante pour que les tétons des vis 12 n'agissent plus sur les surfaces de dégagement 13.However, if for another reason we could not or if we did not want to remove the cable by this procedure, as may be the case when blocking the column in the well, it is possible to exercise a sufficient traction on the cable so as to shear the pin 11 and thus move the member 8 relative to the connector 1 over a sufficient distance so that the studs of the screws 12 no longer act on the release surfaces 13.
Lorsque les vis 12 libèrent l'élément de serrage 8c, le câble défile librement à l'intérieur de l'organe 8 et du raccord 1, jusqu'à ce qu'on puisse complètement retirer le câble et ainsi pouvoir réaliser des opérations, telles le déblocage de la colonne, que la présence du câble empêcherait.When the screws 12 release the clamping element 8c, the cable runs freely inside the member 8 and the connector 1, until the cable can be completely removed and thus operations can be carried out, such as unlocking the column, which the presence of the cable would prevent.
Les- surfaces de dégagement 13 représentées aux figures 1A et 1B comportent une pente dont l'inclinaison est adaptée à augmenter le jeu entre l'élément d'ancrage 8c et les tétons des vis 12, lorsque l'organe 8 suit le mouvement du câble imprimé par une traction sur celui-ci. Ainsi, si l'on oriente la partie inclinée de la surface de dégagement 13 dans la direction O.S. s'écartant du passage, l'angle alpha entre les axes orientés de la translation OT et de la partie inclinée est un angle aigu. Ainsi, le sommet de cet angle aigu est orienté vers le bas du puits, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui dans lequel sera exercée la traction destinée à libérer le câble.The clearance surfaces 13 shown in FIGS. 1A and 1B have a slope whose inclination is adapted to increase the clearance between the anchoring element 8c and the pins of the screws 12, when the member 8 follows the movement of the cable. printed by a pull on it. Thus, if the inclined part of the clearance surface 13 is oriented in the direction O.S. deviating from the passage, the angle alpha between the oriented axes of the OT translation and of the inclined part is an acute angle. Thus, the apex of this acute angle is oriented towards the bottom of the well, that is to say in the opposite direction to that in which the traction intended to release the cable will be exerted.
La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'élément de serrage, dans lequel les surfaces de dégagement comportent une partie sans inclinaison 13a sur laquelle vient s'appuyer le téton de l'une des vis 12, suivie d'une partie 13b, telle que le jeu entre téton et élément d'ancrage 8c s'accroisse brutalement. La surface revêt donc une forme crénelée 13a, 13b, où les sommets 13a correspondent aux positions de serrage de l'élément de serrage 8c, et où les échancrures 13b correspondent aux positions de dégagement du câble.FIG. 3 represents a second embodiment of the clamping element, in which the release surfaces comprise a part without inclination 13a on which the stud of one of the screws 12 rests, followed by a part 13b , such that the clearance between the stud and the anchoring element 8c increases suddenly. The surface therefore assumes a crenellated shape 13a, 13b, where the vertices 13a correspond to the clamping positions of the clamping element 8c, and where the notches 13b correspond to the cable release positions.
Toutefois, les surfaces de dégagement inclinés permettent à la fois la libération du câble après un faible déplacement de L'organe 8 et une plus grande précision dans le seuil de traction à exercer pou-r cisailler la goupille 11.However, the inclined release surfaces allow both the release of the cable after a slight displacement of the member 8 and greater precision in the traction threshold to be exerted for shearing the pin 11.
De préférence selon la présente invention les axes des vis 12 pourront être sensiblement perpendiculaires aux surfaces de dégagement 13.Preferably, according to the present invention, the axes of the screws 12 can be substantially perpendicular to the clearance surfaces 13.
Ainsi, l'aire des surfaces des tétons en contact avec les parties inclinées de la surface de dégagement 13, ou en contact avec les parties 13a selon le deuxième mode de réalisation, sera la plus grande possible.Thus, the surface area of the studs in contact with the inclined parts of the relief surface 13, or in contact with the parts 13a according to the second embodiment, will be as large as possible.
Avec le raccord selon l'invention, on peut par exemple être raccordé avec des éléments inférieurs de train de tiges de 2 pouces 7/8 VAM et des éléments supérieurs de 2 pouces 3/8 VAM, ce qui correspond respectivement à des diamètres extérieurs de 85 mm et 73 mm.With the connector according to the invention, it is for example possible to be connected with lower elements of drill string of 2 inches 7/8 VAM and upper elements of 2 inches 3/8 VAM, which respectively correspond to outside diameters of 85 mm and 73 mm.
Cette réduction de diamètre permet à un câble de longer les éléments supérieurs du train de tiges jusqu'à l'extrémité supérieure du puits, notamment lorsque les éléments inférieurs et supérieurs du train de tiges sont désaxés. Un désaxement avantageux peut être obtenu lorsque
Les éléments inférieurs et supérieurs ont une génératrice sensiblement commune.This reduction in diameter allows a cable to run along the upper elements of the drill string to the upper end of the well, especially when the lower and upper elements of the drill string are offset. An advantageous offset can be obtained when
The lower and upper elements have a substantially common generator.
Des capots peuvent être utilisés pour appliquer le câble sur ces éléments supérieurs du trai-n de tiges. Hoods can be used to apply the cable to these upper elements of the rod train.
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Also Published As
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|---|---|
| FR2614934B1 (en) | 1995-05-12 |
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