FR2615897A1 - Dispositif de verrouillage pour outil dans un puits d'hydrocarbures - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de verrouillage pour outil dans la colonne de production 100 d'un puits d'hydrocarbures, comprenant des têtes de verrouillage 13 radialement mobiles par rapport à l'axe 14 de l'outil 12, qui émergent par des fenêtres 18 pour s'engager dans la gorge 11 d'un siège d'ancrage 10, de diamètre restreint, interposé dans la colonne de production. Chaque tête de verrouillage 13 est également mobile axialement dans la fenêtre 18 entre une position haute et une position basse, et des moyens de retenue 19, 15a des têtes 13 en position haute et radialement rétractée sont prévus. La libération des têtes nécessite un enfoncement suffisant de celles-ci suivi d'un déplacement vers le bas.

Description

Dispositif de verrouillage pour outil dans un puits d'hydrocarbures La

présente invention se rapporte à un dispos4tif de verrouillage pour outil dans la colonne de production d'un puits d'hydrocarbures, comprenant des têtes de verrouillage radialement mobiles par rapport à l'axe de l'outil, qui peuvent émerger du corps de l'outil par des fenêtres pour s'engager dans une gorge que comporte un siège d'ancrage interposé dans la colonne de production, ce siège offrant un diamètre interne restreint par

rapport au diamètre général de celle-ci.

L'invention a pour but de créer un dispositif de verrouillage de ce genre, qui soit de structure simple et de maniement aisé et permette le verrouillage d'un outil dans tous types de sièges d'ancrage (à arrêt supérieur, à arrêt inférieur ou sélectifs), le verrouillage ne pouvant être obtenu que dans un siège de diamètre suffisamment restreint, avec choix possible parmi les divers sièges d'ancrage de diamètre convenable que peut

comporter une colonne de production.

Selon l'invention, chaque tête de verrouillage, soumise à une force élastique qui tend à l'écarter de l'axe de l'outil, est également mobile axialement - c'est-à-dire suivant la direction de l'axe de l'outil - dans la fenêtre par o elle émerge entre une position haute et une position basse; des moyens de retenue des têtes en position haute et radialement rétractée sont prévus, qui sont conçus de façon que la libération des têtes vis-à-vis de ces moyens de retenue nécessite un enfoncement de certaines au moins de celles-ci au delà d'une position plus rétractée bien définie, suivi d'un déplacement axial des têtes vers leur position basse; en outre, à chaque tête est associée une butée mobile de blocage radial de la tête en position de verrouillage, c'est-à-dire en position basse avec écartement par rapport à l'axe sous l'action

de ladite force élastique.

Ainsi, le verrouillage de l'outil dans un siège d'ancrage n'est possible qu'après libération des têtes de verrouillage, laquelle nécessite que le siège d'ancrage ait un diamètre convenable pour causer un enfoncement suffisant des têtes vers l'axe de l'outil, et qu'un mouvement de remontée soit imprimé à l'outil après venue des têtes de verrouillage au-dessous de la gorge dudit siège, pour amener celles-ci en position basse o elles sont définitivement libérées et peuvent dès lors pénétrer dans

ladite gorge pour y être bloquées.

De préférence, les têtes de verrouillage sont reliées entre elles de façon à se déplacer nécessairement ensemble en

translation suivant la direction de l'axe de l'outil.

Dans une forme de réalisation préférée, Lesdits moyens de retenue comprennent des éléments de butée respectivement solidaires des têtes de verrouillage, lesquels, lorsque celles-ci sont en position haute, prennent appui sur la paroi du corps de l'outil, au-dessus desdites fenêtres, et maintiennent les têtes de verrouillage en position rétractée, tandis que certains au moins des éléments de butée comportent un court ergot orienté radialement vers l'extérieur de l'outil, cet ergot retenant la tête de verrouillage correspondante en position haute et rétractée lorsqu'il est engagé dans un orifice adapté pratiqué dans la paroi du corps de l'outil, tandis qu'il peut en être délogé et libérer ladite tête par enfoncement radial de celle-ci puis déplacement

axial vers sa position basse.

Il convient de prévoir que l'élément de butée et l'ergot associés à une tête de verrouillage soient suffisamment rapprochés de celle-ci pour que, lorsque ladite tête est libérée et prend sa position basse, la fenêtre correspondante reçoive l'élément de

butée et l'ergot.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la butée de blocage radial de chaque tête de verrouillage peut prendre, par déplacement axial, une position de blocage préliminaire o elle empiète partiellement sur la surface de la fenêtre correspondante, au voisinage du bord inférieur de celle-ci, de façon à assurer un adossement partiel contre ladite butée de la tête de verrouillage lorsque celle-ci vient en position basse, et une position de blocage final o la tête de verrouillage se trouve totalement

adossée contre ladite butée.

Avantageusement, les butées de blocage radial sont portées par un manchon mobile disposé coaxialement à l'intérieur du corps de l'outil. Elles peuvent alors soit se rejoindre en formant un anneau continu, soit être distinctes et avoir chacune une étendue circonférentielle inférieure à l'intervalle séparant les têtes de verrouillage. Dans le premier cas, le déverrouillage de l'outil sera obtenu en faisant descendre ledit manchon pour que l'anneau continu se trouve amené au-dessous d'elles; dans le second cas, il sera obtenu en faisant tourner le manchon autour de l'axe jusqu'à ce que les têtes se trouvent en regard des intervalles

séparant les butées.

Dans une forme d'exécution avantageuse, les têtes de verrouillage sont portées par des doigts élastiques s'étendant suivant la direction de l'axe et appartenant à une même pièce déplaçable suivant cette direction. On peut alors prévoir que les doigts élastiques portant les têtes de verrouillage soient moins larges que celles-ci et que chaque butée de blocage radial présente une encoche centrale, orientée parallèlement à l'axe, dans laquelle peut pénétrer le doigt élastique de la tête de verrouillage correspondante, mais non cette dernière. Le déverrouillage s'obtient alors en faisant se déplacer le manchon portant les butées de façon que celles-ci, quittant les têtes, viennent en regard des doigts portant ces dernières, les butées pouvant - bloquer radialement les têtes, mais non les doigts qui les portent. Ce déplacement du manchon est dirigé vers le haut lorsque

les têtes se trouvent à l'extrémité inférieure des doigts.

- En général, plusieurs paires de têtes de verrouillage seront prévues, régulièrement réparties en couronne sur le pourtour

du corps de l'outil.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en

regard des dessins annexes, d'un exemple de réalisation non limitatif. La figure 1 représente schématiquement, en coupe verticale, un puits équipé d'une colonne de production dotée de

sièges d'ancrage d'un outil.

La figure 2 représente, en coupe longitudinale, La partie de l'outil o se trouve un dispositif de verrouillage selon l'invention. La figure 3 représente en perspective une pièce unitaire

comportant les têtes de verrouillage du dispositif de la figure 2.

Les figures 4A à 4C représentent en perspective la pièce de la figure 3 et un manchon de butée dans différentes positions relatives. Les figures 5A à 5E représentent schématiquement, en coupe Longitudinale (seules les moitiés gauches étant montrées), le dispositif de verrouillage dans différentes phases de fonctionnement. Les figures 6A à 6G représentent, à La manière des figures 5A à 5E, les éléments de l'outil qui permettent de

commander le blocage, puis l'effacement des têtes de verrouillage.

On voit sur la figure 1 un puits creusé dans une zone 90 productrice de pétrole et comportant, dans un tubage 71, une colonne de production 100. Entre l'extrémité inférieure de cette dernière et le tubage 71 est placée une garniture d'étanchéité annulaire ou "packer" 63. Un outil 70 peut être descendu dans la colonne de production 100 à l'aide d'un câble 76 auquel il est suspendu. Ce câble émerge au sommet de la colonne de production 100 à travers un dispositif d'étanchéité 72 pour aller s'enrouler, via des poulies de renvoi 73, 74, sur le tambour d'un treuil 75 disposé

à la surface du sol.

L'outil 70 peut être mis temporairement en station dans l'un de plusieurs sièges d'ancrage 10 que comporte la colonne de production 100 (à titre d'exemple, on a représenté deux sièges

d'ancrage 10; en pratique, leur nombre peut être quelconque).

Chaque siège d'ancrage est constitué par un tronçon tubulaire incorporé dans la colonne de production et offrant un diamètre interne inférieur à celui de ladite colonne. Dans la paroi de ce tronçon de diamètre restreint est creusée une gorge périphérique 11, dans laquelle peuvent s'engager des têtes de verrouillage mobiles 13 émergeant radiaLement du corps tubulaire 12 de l'outil 70. Lorsqu'on désire faire quitter à ce dernier le siège d'ancrage o il était immobilisé, on fait se rétracter les têtes de

verrouillage 13 dans le corps de l'outil.

Dans la description qui suit du dispositif de

verrouillage de l'outil 70, on a supposé que celui-ci se trouvait

en position normale d'utilisation dans un puits vertical.

Conformément aux figures 2 et 3, le dispositif d'ancrage de l'outil 70 comprend plusieurs paires de têtes de verrouillage 13 diamétralement opposées et régulièrement réparties en une couronne centrée sur l'axe 14 commun du corps de l'outil 12 et de la colonne de production 100. Chacune de ces têtes 13 est portée par un doigt s'étendant parallèlement à l'axe 14, mais toutefois élastiquement déformable de façon à permettre aux têtes 13 des mouvements radiaux par rapport à l'axe 14. Ces doigts 15 s'attachent par leur extrémité supérieure à une embase annulaire 16 commune, l'ensemble des éléments 13, 15 et 16 formant une pièce

unique 17.

La pièce 17 est engagée dans le corps tubulaire 12 de l'outil, o elle peut coulisser longitudinalement suivant la direction de l'axe 14. Les têtes 13 émergent à l'extérieur du corps tubulaire 12 par des fenêtres 18 dont l'étendue suivant l'axe 14 est supérieure à celle des têtes 13, ce qui permet un coulissement axial de la pièce 17 sur une faible course. Les têtes 13 peuvent ainsi prendre une position haute, en butée contre le bord supérieur des fenêtres 18 (figures 5A, 5B) ou une position basse dans la

partie inférieure de celles-ci (figure 2).

Au-dessus de la tête 13, chaque doigt 15 offre un petit ergot 19 (figures 2 à 4) faisant saillie radialement vers l'extérieur, comme la tête 13 (il serait cependant suffisant que certains seulement des doigts 15, par exemple un sur deux, soient munis d'un ergot 19). Cet ergot s'enclenche, lorsque la tête 13 est en position haute, dans un orifice 20 de dimensions adaptées pratiqué dans la paroi du corps tubulaire 12, au- dessus de la fenêtre 18 correspondante. Lorsque les ergots 19 sont en prise dans les orifices 20, la pièce 17 est immobilisée, ses têtes 13 se trouvant en position haute dans les fenêtres 18 et en situation rétractée vers l'axe 14, grâce à la conformation donnée à La partie a des doigts 15 qui est située entre L'ergot 19 et la tête 13 et OS constitue un éLément de butée qui vient alors en appui contre La partie 12a du corps tubulaire 12 séparant la fenêtre 18 et l'orifice 20 correspondants (figure SA). Par contre, lorsque l'ergot 19 est amené hors de son orifice 20, par enfoncement radial de la tête 13, et que celle-ci est en position basse dans la fenêtre 18, cette tête peut, sous l'action de la force élastique engendrée par le doigt 15 cherchant à reprendre sa position naturelle, s'écarter radialementde de l'axe 14 et venir s'engager dans la gorge 11 d'un siège d'ancrage 10, o elle se trouve bloquée par une butée 21 appartenant à un manchon 22 placé coaxialement à l'intérieur de la pièce 17 et mobile en translation

suivant l'axe 14.

La structure et le fonctionnement des butées 21 vont être explicités à l'aide des figures 4A à 4C. L'ensemble des butées 21 forme un anneau en saillie sur le pourtour du manchon 22, cet

anneau étant interrompu par des encoches 23 au droit des têtes 13.

La largeur e de ces encoches est inférieure à la largeur t des têtes 13, mais supérieure à la largeur d des doigts 15 (il s'agit ici de largeurs "circonférentielles", c'est-à-dire comptées suivant des cercles centrés sur l'axe 14). La figure 4A montre les butées 21 partiellement engagées derrière les têtes 13, empêchant déjà ainsi tout déplacement de celles-ci en direction de l'axe 14. Par un mouvement de translation vers le haut imprimé au manchon 22, les butées 21 sont amenées à soutenir les têtes 13 sur toute leur hauteur axiale h, sensiblement égale à celle des têtes 13 (figures 2 et 4B). Une course de translation complémentaire fait passer les butées 21 au-dessus des têtes 13; celles-ci cessent d'être soutenues et, si elles sont repoussées vers L'axe 14, peuvent se rétracter radialement dans le corps de l'outil 12, les doigts 15 pénétrant dans les encoches 23 en se déformant élastiquement (figure 5C). Bien entendu, des moyens de guidage du manchon 22 sont

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prévus pour l'empêcher de tourner autour de l'axe 14 et maintenir

les encoches 23 en regard des doigts 15.

En variante, le déblocage des têtes 13 pourrait aussi être obtenu en faisant se déplacer le manchon 22 vers le bas, de façon à amener entièrement au-dessous des têtes 13 les butées 21, qui pourraient alors être réunies en un anneau continu, les

encoches 23 devenant inutiles.

Dans une autre variante, les encoches 23 auraient une largeur e supérieure à la largeur t des têtes 13, et seraient disposées au même pas que ces dernières. Une rotation du manchon 22 permettrait alors d'amener les encoches 23 en regard des têtes 13, lesquelles échapperaient ainsi aux butées 21. Dans ce cas, les moyens de guidage du manchon 22 devraient lui permettre une

rotation limitée autour de l'axe 14.

Le fonctionnement du dispositif de verrouillage va maintenant être expliqué à l'aide des figures 5A à 5E. On y reconnaît le corps 12 d'un outil descendu dans la colonne de production 100 pour y être fixé temporairement à un siège d'ancrage , la pièce 17 dont les doigts 15 élastiquement déformables portent les têtes de verrouillage 13 émergeant du corps 12 par les fenêtres 18, et le manchon mobile 22 comportant les butées 21 de blocage des têtes 13. Dans la phase de descente de l'outil représentée à la figure 5A, les têtes 13 sont retenues en position haute dans les fenêtres 18 par les ergots 19 engagés dans les orifices 20. Dans cette situation, les têtes 13 se trouvent rétractées dans le corps d'outil 12, Les éléments 15a des doigts 15 étant en butée contre les parties 12a correspondantes du corps 12, duquel elles émergent toutefois quelque peu, mais sans pouvoir toucher la surface interne de la colonne de production 100. Les doigts élastiques 15 de la pièce 17 sont bandés et présentent une légère obliquité vers l'axe 14. On remarquera par ailleurs que les butées 21 du manchon 22 reposent sur un rebord annulaire 24 appartenant au corps tubulaire 12 et faisant saillie à l'intérieur de celui-ci, ce rebord 23 étant positionné de façon que les butées

21 soient partiellement en regard du bas des fenêtres 18.

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La descente de l'outil est stoppée Lorsque Les têtes 13 ont franchi la gorge 11 du siège d'ancrage 10 (figure 5B). ELles se trouvent alors au niveau de la partie du siège 10, de diamètre restreint, située au-dessous de la gorge 11. Ce diamètre est tel que les têtes 13 sont repoussées vers l'axe 14, les doigts 15 fléchissant un peu plus, au point que Les ergots 19 sortent de

leurs orifices 20.

On peut alors remonter l'outil, tandis que les têtes 13 restent d'abord immobiles, par effet de frottement contre la surface interne du siège 10, puis remontent aussi, entraînées par les butées 21 du manchon 22 que repousse vers le haut le corps

d'outil 12 par son rebord-interne 24 (figure 5C).

Lorsque les têtes 13 arrivent face à la gorge 11, elles s'y engagent en s'écartant de l'axe 14 sous la force de rappel élastique des doigts 15. Elles échappent alors à la poussée ascendante des butées 21, de sorte qu'elles s'immobilisent jusqu'à être entraînées de nouveau vers le haut par le bord inférieur des fenêtres 18, tandis que la partie supérieure des butées 21 vient se placer radialement derrière les têtes 13, amorçant ainsi leur blocage en position déployée d'ancrage (figure 5D). Ce déploiement des têtes 13 n'est pas gêné par les ergots 19, qui trouvent place dans les fenêtres 18 auxquelles on a donné une hauteur suffisante

pour les recevoir.

Les opérations d'ancrage de l'outil s'achèvent par un petit mouvement de translation vers le haut imprimé au manchon 22 de façon à amener les butées 21 entièrement derrière les têtes 13 et à obtenir ainsi un blocage absolu de celles-ci dans la gorge 11

du siège d'ancrage 10 (figure 5E).

Lorsque par la suite on désire libérer l'outil du siège d'ancrage o il était ainsi verrouillé, il suffit d'imprimer au manchon 22 un nouveau mouvement de translation vers le haut afin d'amener les butées 21 audessus des têtes 13 (figure 4C). On peut dès lors faire se déplacer à volonté l'outil dans la colonne de production 100, les têtes 13, qui ne sont plus bloquées par les butées 21, pouvant alors s'escamoter librement à l'intérieur du corps de l'outil 12, les doigts. élastiques 15 qui les portent

étant reçus par les encoches 23 séparant les butées 21.

Deux remarques peuvent être faites sur le dispositif de verrouillage décrit: 1 / IL ne permet le verrouillage de l'outil qui en est

équipé que dans un siège d'ancrage de diamètre interne convenable.

En particulier, si le diamètre d'un siège rencontré par l'outil est trop grand, les têtes de verrouillage ne sont pas repoussées suffisamment dans le corps de l'outil pour faire sortir les ergots 19 des orifices 20 o ils sont engagés, de sorte qu'elles ne sont pas libérées et ne peuvent se déployer dans la gorge dudit siège

d'ancrage, quel que soit le sens de passage de l'outil.

/ Le verrouillage de l'outil dans un siège d'ancrage 10 de diamètre convenable nécessite de le faire descendre jusqu'à ce que ses têtes de verrouillage 13 se trouvent au-dessous de la gorge 11il dudit siège (ce qui cause la libération desdites têtes), puis de le faire remonter quelque peu (ce qui cause le déploiement et le blocage des têtes dans ladite gorge). Sans cette petite course de remontée, il n'y a pas de verrouillage. Il s'ensuit que l'outil peut traverser, Lors de sa descente jusqu'au siège d'ancrage o il doit être verrouillé, un nombre quelconque de sièges d'ancrage o il serait également susceptible d'être verrouillé, mais qu'il

traverse simplement.

Le mode d'obtention des mouvements de translation vers le haut du manchon 22 mentionnés à la page précédente, qui sont destinés d'abord à parfaire le blocage des têtes 13 par les butées 21 du- manchon 22, puis, à la fin des opérations, à libérer lesdites têtes pour déverrouiller l'outil, va maintenant être

- explicité à l'aide des figures 6A à 6G.

On reconnaît sur les figures 6C et 6D, en correspondance avec les figures 5D et 5E, le corps 12 de l'outil, une tête de verrouillage 13 qui en émerge et le manchon 22 qui porte tes butées 21. Le manchon 22 est traversé par une longue pièce tubulaire 30 à laquelle est amarré le câble 76 de suspension de l'outil. Entre la pièce 30 et le corps 12 est insérée une pièce annulaire 31 qui peut coulisser axialement, ainsi que La pièce 30. Cette pièce 31 comporte, dans Le présent exemple, un cLapet de soupape 31a coopérant avec un siège non représenté. ELle présente en outre une gorge périphérique de section rectangulaire dans laquelle fait saillie une cloison annulaire 12a solidaire du corps 12. Entre les pièces 30 et 31 est ménagée une chambre annulaire étanche 32 de faible épaisseur, dont le volume varie lorsque lesdites pièces coulissent axialement l'une par rapport à l'autre. Cette chambre 32 est reliée par un court conduit radial 33 à une seconde chambre étanche 34, formée dans la gorge précitée de la pièce 31 et limitée par la cloison fixe 12a. Les deux chambres 32, 34 et le

conduit 33 sont remplis de liquide hydraulique.

EntretLe clapet 31a de la pièce 31 et le manchon 22 est interposée une douille 35 susceptible de communiquer au manchon 22

les déplacements ascendants exécutés par la pièce 31.

La pièce 30 est entourée, au-dessous de la pièce 31, par une pièce 36 ressemblant à la pièce 17 et comportant, solidaires d'une embase annulaire 36a, un jeu de doigts 36b s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe 14 et ayant tendance à se rapprocher élastiquement de celui-ci. Chaque doigt 36b se termine par une tête 36c susceptible, lorsque le doigt est forcé de s'écarter de l'axe 14, de venir en prise dans une gorge 12b prévue sur la face interne du corps 12. On notera que le diamètre intérieur de celui-ci a, au-dessous de la gorge 12b, une valeur inférieure à sa valeur au-dessus de celle-ci, de sorte que chaque tête 36c peut, lorsqu'elle prend une position radiale intermédiaire qui sera définie plus loin, échapper à ladite gorge vers le bas,

mais non vers le haut.

L'embase annulaire 36a de la pièce 36 est engagée dans une gorge 30a qu'offre extérieurement la pièce 30; cette gorge présente une longueur axiale légèrement supérieure à l'épaisseur de l'embase 36a, de sorte que la pièce 36 peut se déplacer axialement quelque peu par rapport à la pièce 30. Elle est sollicitée vers le haut par un ressort de compression 37 interposé entre l'embase 36a et une collerette 30b appartenant à la pièce 30. Quant à la pièce 30, elle est sollicitée vers le bas par un ressort de compression 38 interposé entre une collerette 30e que comporte la pièce 30 au-dessus de la gorge 30a et une collerette 12c

appartenant au corps 12.

Chaque tête 36c peut prendre appui, par une dent 36'c orientée vers l'axe 14 qu'elle comporte, sur un manchon crénelé 39 comportant une série de crans annulaires 39a s'échelonnant axialement vers le haut à partir d'une zone annulaire 39b de diamètre extérieur légèrement supérieur au diamètre du fond des crans annulaires 39a, la zone 39b étant limitée vers le bas par un épaulement annulaire 39'd formé par une seconde zone annulaire 39d de diamètre encore un peu plus grand. Au delà de la zone annulaire 39d se raccordent au manchon 39 un jeu de doigts 39c s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe 14, vers lequel ils sont sollicités du fait de leur élasticité. Chaque doigt 39c se termine par une dent 39'c en prise avec l'un de plusieurs crans annulaires c s'étageant sur la surface extérieure de la pièce 30. Les dents 39'c et les crans 30c ont une forme triangulaire telle que le manchon 39 peut glisser vers le bas sur la pièce 30, ses dents 39'c sautant de cran en cran 30c, mais ne peut remonter. Quant aux dents 36'c et aux crans 39a, ils ont également une forme triangulaire, de sorte que les têtes 39b peuvent monter par rapport

au manchon 39 en sautant de cran en cran 39a, mais non descendre.

Initialement (figure 6A), les têtes 36c de la pièce 36 se trouvent complètement engagées dans la gorge 12b, étant maintenues en position éloignée de l'axe par leurs dents 36'c reposant sur la zone annulaire 39b du manchon 39, tandis que les têtes 39'c des doigts élastiques 39c se trouvent en prise avec le cran supérieur de la série de crans 30c de la pièce 30. La pièce 36 est donc immobilisée dans le corps 12 de l'outil, son embase 36a étant, sous l'action du ressort 37, en position haute dans la gorge 30a de la

pièce 30, tandis que le ressort 38 est en situation de compression.

Lorsqu'on exerce une traction sur le câble 76 (figure 6B), on fait remonter la pièce 30 d'une quantité égale au jeu de l'embase 36a de la pièce 36 dans la gorge 30a (ce jeu est égal au

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pas des crans 30c et 39a et à la largeur de la zone 39b), tandis que Le ressort 37 est comprimé. Comme le manchon 39 ne peut monter, retenu par son épaulement 39'd en butée contre la dent 36'c de

chaque tête 36c, ses dents 39'c sautent dans Le deuxième cran 30c.

La traction sur le câble 76 cessant alors (figure 6C), la pièce 30 redescend, sous la détente des ressorts 37 et 38, tout d'abord de laquantité précitée, accompagnée par le manchon 39. De ce fait, les dents 36'c de la pièce 36 quittent la zone 39b pour tomber dans le cran 39a inférieur. Les têtes 36c prennent par suite la position intermédiaire précédemment mentionnée, de sorte qu'elles peuvent quitter vers le bas la gorge 12b, autorisant ainsi la pièce 36 et, en conséquence, la pièce 30 à descendre plus bas sous la détente du ressort 38 (figure 6D). La descente de la pièce 30 cause une augmentation du volume de la chambre 32, le volume de la chambre 34 diminuant d'autant, ce qui se traduit par une montée de la pièce 31 qui pousse, par sa tête 31a et la douille 35, le manchon 22, les butées 21 de celui-ci venant se placer derrière les têtes 13. L'outil est maintenant parfaitement

verrouillé dans la colonne de production.

Une nouvelle traction appliquée au câble 76 fait remonter la pièce 30 avec compression du ressort 38, lequel fait redescendre celle-ci lorsque cesse la traction. A chacun de tels cycles de traction et de relâchement, la pièce 31 est actionnée, par le jeu des chambres hydrauliques 32, 34, ainsi que son clapet de soupape 31a. Toutefois, à chaque traction (figure 6E), le déplacement ascendant de la pièce 30 est limité par butée du bord inférieur de la gorge 30a contre l'embase 36a de la pièce 36, arrêtée dans son mouvement de remontée par butée de ses têtes 36c contre le bord supérieur de la gorge 12b, ce qui fait sauter d'un cran 30c vers le bas les dents 39'c du manchon 39. Puis, au relâchement du câble 76 (figure 6F) , le ressort 38, précédemment comprimé, se détend en faisant descendre la pièce 30, le manchon 39 et la pièce 36, le ressort 37, se détendant lui aussi, faisant toutefois sauter un

cran 39a vers le haut aux dents 36'c de la pièce 36.

Au bout d'un nombre déterminé de cycles de traction et de relâchement du câble 76,-la traction suivante fait s'échapper les dents 36'c du cran 39a supérieur de la pièce 39 (figure &G), de sorte que les têtes 36c se rapprochent un peu plus de l'axe 14 et peuvent dés lors franchir vers le haut la gorge 12b. Lors de cette ultime traction, la course de la pièce 30 n'est donc plus limitée et son amplitude accrue lui permet d'entraîner elle-même vers le haut le manchon 22 par tous moyens appropriés, tels deux collerettes 30d, 22a respectivement solidaires de la pièce 30 et du manchon 22, la collerette 30d venant soulever ledit manchon par sa collerette 22a. Les têtes de verrouillage 13 s'effacent alors vers l'axe 14 (cf figure 4C) dans le corps 12 de l'outil, de sorte que celui-ci est déverrouillé et peut être remonté dans la colonne de production.

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Claims (11)

Revendications

1. Dispositif de verrouillage pour outil dans la colonne de production d'un puits d'hydrocarbures, comprenant des têtes de verrouillage radialement mobiles par rapport à l'axe de l'outil, qui peuvent émerger du corps de l'outil par des fenêtres pour s'engager dans une gorge que comporte un siège d'ancrage interposé dans la colonne de production, ce siège offrant un diamètre interne restreint par rapport au diamètre général de celle-ci, caractérisé par le fait que chaque tête de verrouillage (13), soumise à une force élastique qui tend à l'écarter de l'axe (14) de l'outil, est également mobile axialement dans la fenêtre (18) par o elle émerge entre une position haute et une position basse, que des moyens de retenue des têtes (13) en position haute et radialement rétractée sont prévus, qui sont conçus de façon que la libération des têtes vis-à-vis de ces moyens de retenue nécessite un enfoncement de certaines au moins de celles-ci au delà d'une position plus rétractée bien définie, suivi d'un déplacement axial des têtes vers leur position basse, et qu' à chaque tête (13) est associée une butée mobile (21) de blocage radial de la tête en position de verrouillage, c'est-à-dire en position basse avec écartement par rapport à l'axe (14) sous l'action de Ladite force élastique.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les têtes de verrouillage (13) sont reliées entre elles de façon à se déplacer nécessairement ensemble en

translation suivant la direction de l'axe (14) de l'outil.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de retenue comprennent des éléments de butée (15a) respectivement solidaires des têtes de verrouillage (13), lesquels, lorsque celles-ci sont en position haute, prennent appui (en 12a) sur la paroi du corps de l'outil (12), au-dessus desdites fenêtres (18), et maintiennent les têtes de verrouillage (13) en position rétractée, et que certains au moins des éléments de butée (15a) comportent un court ergot (19) orienté radialement vers l'extérieur de l'outil, cet ergot retenant la tête de verrouillage (13) correspondante en position haute et rétractée lorsqu'il est engagé dans un orifice adapté (20) pratiqué dans la paroi du corps de l'outil (12), tandis qu'il peut en être délogé et libérer ladite tête (13) par enfoncement radial

de celle-ci puis déplacement axial vers sa position basse.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'élément de butée (15a) et l'ergot (19) associés à une tête de verrouillage (13) sont suffisamment rapprochés de celle-ci pour que, lorsque ladite tête est libérée et prend sa position basse, la fenêtre (18) correspondante reçoive l'élément de

butée (15a) et l'ergot (19).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1

à 4, caractérisé par le fait que la butée (21) de blocage radial de chaque tête de verrouillage (13) peut prendre, par déplacement axial, une position de blocage préliminaire o elle empiète partiellement sur la surface de la fenêtre (18) correspondante, au voisinage du bord inférieur de celle-ci, de façon à assurer un adossement partiel contre ladite butée de la tête de verrouillage lorsque celle-ci vient en position basse, et une position de blocage final o la tête-de verrouillage (13) se trouve totalement

adossée contre ladite butée.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1

à 5, caractérisé par le fait que les butées (21) de blocage radial sont portées par un manchon mobile (22) disposé coaxialement à

l'intérieur du corps de l'outil (12).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fLit que les butées (21) de blocage radial se rejoignent en

formant un anneau continu.

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les butées (21) de blocage radial sont distinctes et ont chacune une étendue circonférentielle inférieure à l'intervalle

séparant les têtes de verrouillage (13).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2

à 8, caractérisé par le fait que les têtes de verrouillage (13) sont portées par des doigts élastiques (15) s'étendant suivant la direction de l'axe (14) et appartenant à une même pièce (17)

déplaçable suivant cette direction.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les doigts élastiques (15) portant les têtes de verrouillage (13) sont moins larges que celles-ci et que chaque butée (21) de blocage radial présente une encoche centrale (23), orientée parallèlement à l'axe (14), dans laquelle peut pénétrer le doigt élastique (15) de la tête de verrouillage (13)

correspondante, mais non cette dernière.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 10, caractérisé par le fait que plusieurs paires de têtes de verrouillage (13) sont prévues, régulièrement réparties en

couronne sur le pourtour du corps de l'outil (12).