FR2715985A1 - Vanne de sécurité pour un arbre horizontal. - Google Patents
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Abstract
Une vanne (30) peut être utilisée afin de retenir la pression de puits sans faire appel à une pile d'obturateur anti-éruption ou un arbre de test sous-marin, et comporte un tiroir cylindrique (48) monté de façon rotative dans un corps de vanne (46) afin d'ouvrir et fermer un passage d'écoulement à travers le corps de vanne en amenant un alésage principal (50) qui s'étend à travers l'élément de vanne dans une direction globalement transversale à son axe de rotation dans et hors d'alignement avec le passage d'écoulement. Des moyens d'étanchéité sont prévus entre le corps de vanne et l'élément de vanne, et définissent une surface d'étanchéité au niveau de laquelle tous les points sont espacés de manière équidistante de l'axe de rotation de corps de vanne. Un agencement de dispositif d'actionnement hydraulique (60, 68) peut être prévu pour faire tourner le tiroir cylindrique (48).
Description
L'arbre horizontal est une évolution des
concepts d'arbre à alésage traversant antérieurs servant de moyen de récupération de tube de production et d'équipement de fond de trou << à travers l'alésage " de l'arbre sous-marin afin de simplifier les exigences d'équipement et les opérations de reconditionnement.
Les arbres à alésage traversant étaient limités à des installations à tige unique et à un équipement de dimensions qui pouvait passer à travers des vannes principales et de pistonnage de 7 pouces (178 mm).
D'autres éléments pénétrants, tels que des stabilisateurs hydrauliques et des connecteurs électriques, devaient sortir par des sorties latérales dans une tête de tube sous l'arbre.
Avec des exigences croissantes de sécurité, de capacité de fonctionnement et de coût, ainsi que la nécessité d'accepter des équipements tels que des installations à pompe submersible électrique, l'arbre horizontal a été développé afin de procurer des éléments de suspension de tube à plusieurs alésages plus grands avec des éléments pénétrants additionnels afin d'accéder à et commander un équipement de fond de trou. Du fait de sa configuration à alésage de grande taille, l'arbre horizontal permet une commande de puits et un accès vertical à l'équipement de fond de trou par l'intermédiaire d'une colonne montante de forage marin conventionnelle reliée à un obturateur anti-éruption sous-marin, par l'intermédiaire d'une garniture d'étanchéité de colonne montante marine inférieure, ce qui élimine la nécessité de colonnes montantes de complétion spécialisées et coûteuses. L'arbre horizontal procure un accès total au fond de trou sans avoir à enlever l'arbre ou perturber les connexions externes à des conduites d'écoulement, des conduites d'entretien ou des tubes ombilicaux centraux.
Un arbre sous-marin horizontal comporte généralement les mêmes composants trouvés dans les arbres sous-marins conventionnels tels que les têtes de tube, les vannes sous-marines, les éléments de suspension de tube et les raccords de tête de puits.
Ces composants sont toutefois installés dans un ordre différent de celui des arbres conventionnels. Dans un arbre horizontal, la tête de puits est installée en premier suivie par l'arbre, l'élément de suspension de tube et le bouchon d'arbre respectivement. Dans un arbre conventionnel, l'élément de suspension de tube est installé avant l'arbre. L'ordre d'installation dans un arbre horizontal élimine un nombre significatif d'étapes d'intervention et d'équipement pendant les reconditionnements. Il élimine également certains équipements et réduit le temps nécessaire pour l'installation.
Une caractéristique clé de l'arbre horizontal est l'utilisation d'un bouchon interne monté dans l'élément de suspension de tube afin de réorienter l'écoulement vertical à travers une sortie latérale horizontale. L'élément de suspension de tube possède une ou plusieurs sorties latérales horizontales pour le trou de puits et/ou des fluides de commande. Une fois que l'élément de suspension de tube est en place, un bouchon de tube est installé juste au-dessus d'une sortie latérale afin de procurer une première barrière et réorienter l'écoulement vers cette sortie latérale.
L'accès vertical au forage de production est maintenu une fois que le bouchon a été enlevé afin de satisfaire les exigences d'installation et de reconditionnement.
Dans un élément de suspension de tube conventionnel, un bouchon similaire est utilisé comme barrière de pression temporaire pendant le processus d'installation.
Selon les règlements nationaux de certains pays o un équipement de tête de puits sous-marin peut être mis en oeuvre, une double barrière doit être maintenue en permanence afin d'empêcher une fuite de fluides du puits. Dans un arbre conventionnel, les barrières se composent des vannes principales et de pistonnage. Dans un arbre horizontal, les barrières se composent de bouchons amovibles. Par exemple, un bouchon peut être placé dans l'élément de suspension de tube et l'autre, un bouchon de plein alésage, placé dans ou au sommet du fût d'arbre. D'autres agencements sont également possibles.
Dans un arbre horizontal, le bouchon d'arbre procure la deuxième barrière de pression verticale de plein alésage derrière le bouchon d'éléments de suspension de tube et les joints d'espaces annulaires d'éléments de suspension de tube. Le bouchon d'arbre peut être un des deux types: interne ou externe. Les bouchons d'arbre internes s'étendent à travers l'obturateur anti-éruption sous-marin et la colonne montante de forage, en établissant une deuxième barrière statique. Les bouchons d'arbre externes sont installés avec un outil de mise en place et une tige de travail séparés une fois que l'obturateur anti-éruption est déconnecté et récupéré. Leur utilisation peut être limitée cependant du fait que, pendant l'opération au cours de laquelle ils sont mise en oeuvre, il y a une seule barrière commandant un puits << vivant >" et/ou le puits peut éventuellement devoir être << neutralisé ".
Lorsque le puits est << neutralisé ", une solution de saumure lourde est introduite et forme un bouchon hydrostatique qui sert de première barrière.
Les opérations de reconditionnement impliquant de manière typique l'utilisation de câbles ou d'outils de tube bobinés, exigent l'entrée dans le puits par l'arbre de Noel. Des opérations de fonctionnement sur un puits avec un arbre conventionnel sont réalisées en utilisant un système de reconditionnement comportant une garniture d'étanchéité de sécurité et une colonne montante de reconditionnement, qui permet la communication entre la garniture de sécurité et l'équipement de commande de pression à la surface. La garniture d'étanchéité de sécurité comprend une vanne à cisaillement de fil et une garniture d'étanchéité à déconnexion d'urgence. Le système de reconditionnement comporte de manière typique un assemblage à double tige afin de permettre la communication avec le forage de production et l'espace annulaire. Dans un arbre conventionnel, il est nécessaire d'installer un système de reconditionnement à la place du bouchon d'arbre afin de permettre l'entrée dans le puits.
Un arbre horizontal ne nécessite pas de système de reconditionnement dédié, mais s'appuie en fait sur l'utilisation d'une pile d'obturateur anti- éruption et d'un arbre de test sous-marin. L'arbre de test sous-marin est placé dans la pile d'obturateur anti-éruption sur la colonne montante de tube haute pression à laquelle il est relié par l'intermédiaire d'un raccord rapide. L'extrémité inférieure de l'arbre de test sous-marin est reliée à l'outil de mise en place d'élément de suspension de tube, qui peut également être utilisé afin de mettre en place et récupérer le bouchon de plein alésage ou le bouchon d'arbre. La pile d'obturateur anti-éruption et l'arbre de test sous marin procurent une capacité d'étanchéité et de déconnexion d'urgence. L'arbre de test sous-marin procure en outre une vanne supérieure ayant une capacité de cisaillement de fil et une vanne inférieure.
L'entrée dans un arbre conventionnel se fait par les barrières prévues par la vanne de pistonnage et par les vannes principales. Ces vannes peuvent être ouvertes afin de permettre l'entrée d'outils dans le puits pendant une opération de reconditionnement une fois que la garniture d'étanchéité de sécurité a été installée. La barrière peut être actionnée afin d'être ouverte et fermée de manière sélective à un moment quelconque alors que la garniture d'étanchéité de sécurité est en place. Dans le cas d'un arbre horizontal, le puits peut faire l'objet d'un accès uniquement une fois que les deux barrières ont été enlevées, plutôt qu'ouvertes.
Dans la situation o un puits actif, c'est-à- dire à pleine pression, subit des opérations de reconditionnement dans lesquelles un système de reconditionnement et un outil à câble sont installés, et o un incident qui exige la déconnexion de l'appareil de forage du puits se produit, des procédures de déconnexion d'urgence sont nécessaires.
Dans des conditions d'urgence pendant les opérations de reconditionnement sur un puits actif équipé d'un arbre horizontal, il peut être nécessaire pour le navire de surface d'être détaché rapidement du puits. Dans une telle situation, il peut ne pas être possible de réinstaller des bouchons de câble, qui constitueraient la barrière de retenue de pression de puits, immédiatement avant la déconnexion. Dans ces circonstances, la seule barrière de retenue de pression disponible est la pile d'obturateur antiéruption et l'arbre de test sous-marin.
La première étape dans la déconnexion d'urgence d'un arbre horizontal consiste à fermer la vanne supérieure dans l'arbre de test sous-marin afin de cisailler le câble, ce qui l'amène à tomber dans le puits. Ce cisaillement peut endommager la vanne et affecter son intégrité de pression. La vanne inférieure dans l'arbre de test sous-marin est alors fermée afin de contenir le puits.
Ensuite, le raccord rapide dans l'arbre de test sous-marin est séparé afin de permettre à la colonne montante de tube haute pression d'être récupérée. La garniture d'étanchéité de colonne marine inférieure est alors séparée de l'obturateur anti- éruption, en laissant l'obturateur anti-éruption en place sur le puits. Les barrières laissées en place sont la vanne d'arbre de test sous-marin inférieure et les vérins de cisaillement d'obturateur anti-éruption.
Dans le cas o l'arbre de test sous-marin a été endommagé pendant la déconnexion et doit être récupéré pour réparation, les seules barrières disponibles sont les vérins d'obturateur anti-éruption. L'arbre de test sous-marin endommagé et l'outil de mise en place d'élément de suspension de tube associés doivent être " extraits " à travers les joints sous pression de vérin d'obturateur anti-éruption, ce qui est considéré par de nombreux opérateurs de puits comme une procédure particulièrement dangereuse. Les vérins de pile d'obturateur anti-éruption sont utilisés afin d'assurer l'étanchéité autour de l'outil de mise en place d'élément de suspension de tube pendant sa déconnexion de l'élément de suspension de tube et le retrait du puits afin de permettre à l'arbre de test sous-marin d'être récupéré, et une fois que l'outil a été enlevé, les vérins d'obturateur anti- éruption sont utilisés afin de fermer le puits. Dans ce cas, il n'y a pas de barrières d'étanchéité métallique en place afin de contenir le puits. Le rétablissement des barrières d'étanchéité métalliques ne peut être obtenu avec l'outil de mise en place d'élément de suspension, l'arbre de test sous-marin et leurs colonnes montantes associées enlevées, du fait que le bouchon d'élément de suspension de tube et le bouchon d'arbre ne peuvent être installés.
Afin de réduire la dépendance de la pile d'obturateur anti-éruption et afin d'accepter des situations o la pile d'obturateur anti-éruption ou bien l'arbre de test sous-marin peuvent ne pas être présents, il est souhaitable de prévoir une barrière de retenue de pression de puits autoobturante et fiable utilisant un équipement qui se trouve normalement dans l'arbre de Noel.
Un but de la présente invention est de procurer des moyens indépendants de retenue de pression de puits dans des conditions d'urgence pendant les opérations de reconditionnement lorsqu'il peut être nécessaire pour le navire de surface de se détacher du puits, en éliminant la nécessité de s'appuyer sur la pile d'obturateur anti-éruption ou l'arbre de test sousmarin afin de procurer une barrière de retenue de pression. C'est en outre un but de la présente invention que de procurer les moyens de retenue dans lesquels les moyens: sont présents pendant des opérations normales, et restent en place pendant des opérations de reconditionnement; se trouvent dans l'alésage d'arbre en tant que parties de l'équipement d'arbre de Noël; sont capables d'assurer l'étanchéité du puits dans des conditions d'urgence, en permettant à la pile d'obturateur anti-éruption d'être une sécurité; et capables d'assurer l'étanchéité de façon fiable, de préférence par un contact d'étanchéité métal sur métal.
La présente invention atteint ces buts en prévoyant une vanne de sécurité comportant: un corps de vanne ayant un passage d'écoulement à travers celle-ci; un élément de vanne ayant un axe de rotation longitudinal et qui est monté de façon rotative dans ledit corps de vanne; un alésage principal s'étendant à travers ledit élément de vanne dans une direction globalement transversale audit axe longitudinal; des moyens destinés à entraîner en rotation ledit élément de vanne dans et hors d'une position dans laquelle ledit alésage principal s'aligne avec ledit passage d'écoulement; des moyens d'étanchéité destinés à former un joint de pression entre ledit corps de vanne et ledit élément de vanne, lesdits moyens d'étanchéité formant une surface d'étanchéité sur ledit élément de vanne dans laquelle tous les points définis par ladite surface d'étanchéité sont équidistants dudit axe longitudinal.
L'arbre de test sous-marin peut alors faire appel à un outil d'intervention de bouchon d'arbre conçu pour engager le bouchon supérieur ou bouchon d'arbre, plutôt que faire appel à l'outil de mise en place d'élément de suspension de tube, la vanne se trouvant dans le bouchon d'arbre afin de procurer une retenue de pression de puits pouvant facilement être ouverte et fermée indépendamment de l'obturateur antiéruption ou de l'arbre de test sous-marin. Par conséquent, dans un autre aspect, l'invention prévoit un ensemble d'arbre de Noël horizontal et de bouchon, ce bouchon se trouvant à l'intérieur de l'arbre et comportant un passage traversant permettant l'accès au puits pour des opérations de reconditionnement, le passage pouvant être fermé par une vanne, l'arbre comprenant un bouchon d'élément de suspension qui peut être installé et enlevé à travers la vanne.
Dans une forme de réalisation préférée, la vanne de sécurité comporte un mécanisme de vanne d'étanchéité métallique à quart de tour ayant un tiroir cylindrique avec un alésage principal transversal, qui tourne dans un alésage cylindrique qui se trouve dans un bouchon qui est reçu dans l'alésage d'un arbre de Noël sous-marin horizontal. L'alésage principal transversal à travers le tiroir cylindrique est suffisamment grand pour laisser passer un bouchon de câble pour l'installation dans un emplacement inférieur. Une paire de sièges en forme de selle forme un joint métal sur métal entre le corps de bouchon et le tiroir cylindrique. Chaque siège possède un joint circonférentiel, de préférence métal sur métal, et un ressort de disque annulaire, ou des moyens similaires, afin de procurer une force de pré-charge. A chaque extrémité du tiroir se trouve un alésage s'étendant à travers suivant un angle de 45 par rapport à l'alésage principal. Chaque alésage contient une paire opposée de tiges avec un ressort de compression positionné entre les tiges. L'extrémité extérieure de chaque tige est prévue pour être reçue dans un trou qui se trouve dans un piston correspondant. Chaque piston se trouve dans le corps de bouchon et est aligné afin de se déplacer de manière alternative le long d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du tiroir cylindrique. Les axes des pistons correspondants à chaque extrémité du tiroir cylindrique sont coplanaires et les pistons sont rappelés dans la direction opposée l'un par rapport à l'autre par un ressort de compression positionné à une extrémité de chaque piston. Un mouvement simultané des pistons correspondants dans une direction opposée l'un par rapport à l'autre entraîne la translation des extrémités extérieures de chaque tige dans des directions opposées le long de l'axe de piston correspondant. La translation de l'extrémité extérieure de chaque tige est transférée au tiroir cylindrique sous forme d'un mouvement de rotation. L'alésage principal transversal du tiroir cylindrique commande l'ouverture et la fermeture d'un passage d'écoulement à travers le corps de bouchon. Les ressorts de compression positionnés aux extrémités des pistons rappellent chaque piston de telle sorte que le tiroir cylindrique est dans une position fermée. La vanne est ouverte en mettant sous pression un volume entre un joint de piston et un bouchon d'extrémité à l'extrémité de chaque piston opposée au ressort de compression. La mise en pression amène le piston à se déplacer à l'encontre de et à surmonter la force du ressort de compression et à amener le tiroir cylindrique à tourner vers une position ouverte d'écoulement.
D'autres caractéristiques préférées de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation, en se référant aux dessins.
La figure 1 est une vue en coupe centrale d'un ensemble d'arbre horizontal après déconnexion d'urgence d'appareil de forage dans un mode de reconditionnement, qui illustre schématiquement le cuvelage de tête de puits, le raccord d'arbre, l'arbre de Noël horizontal, l'élément de suspension de tube, la pile d'obturateur anti-éruption et l'arbre de test sous-marin avec la garniture d'étanchéité de colonne montante marine inférieure.
La figure 2 est une vue en coupe agrandie de l'ensemble d'arbre horizontal représenté sur la figure 1, qui illustre le carter de tête de puits, le raccord d'arbre, l'arbre de Noël horizontal, l'élément de suspension de tube, l'élément de vanne et le bouchon d'arbre interne.
La figure 3 est une vue en coupe de la vanne de la présente invention.
La figure 4 est une vue en coupe le long de la ligne 4-4 de la figure 3 qui montre la vanne dans les positions ouverte et fermée, sur les côtés gauche et droit respectivement. 1l
La figure 5 est une coupe le long de la ligne 5-5 de la figure 4 qui illustre l'agencement d'étanchéité métallique entre le tiroir de vanne et le corps de vanne.
Un ensemble d'arbre horizontal, représenté sur les figures 1 et 2, comprend une tête de puits 10 équipée d'un raccord d'arbre 12 et un arbre de Noël horizontal 14. Un élément de suspension de tube 16 est installé dans l'arbre de Noël 14. D'autres éléments de suspension de tube 17 supportent d'autres trains de tubes 19. Un passage d'écoulement 18 s'étend à travers l'alésage central de la tête de puits 10 à travers l'arbre de Noël 14 et à travers l'élément de suspension de tube 16. Une sortie de production 20 qui passe à travers l'élément de suspension de tube 16 et l'arbre de Noël 14 s'étend horizontalement. Une vanne principale de production 22 et une vanne anti-retour 24 sont positionnées le long de la sortie de production 20. Une sortie d'espace annulaire 26 est positionnée sur l'arbre de Noël 14 et est représentée à l'opposé de la sortie de production 20. Un bouchon d'arbre interne 28, ayant une vanne 30, est installé dans l'alésage au sommet de l'arbre de Noël horizontal 14, au-dessus de l'élément de suspension de tube 16, figure 2. Un obturateur anti-éruption 32 est installé sur le profilé de fût au sommet de l'arbre horizontal 14 et comprend le bouchon d'arbre interne 28. Un outil d'intervention de bouchon d'arbre 34, qui peut être l'outil de mise en place d'élément de suspension de tube, est installé à travers l'obturateur anti-éruption 32 et engage de manière opérationnelle le bouchon d'arbre 28. Un ensemble d'arbre de test sous-marin 36, comprenant des vannes supérieure et inférieure 38, 40, est également installé dans l'obturateur anti-éruption 32, dans lequel les vérins de cisaillement 42 sont disposés au- dessus de l'ensemble d'arbre de test sous-marin 36 dans l'obturateur anti- éruption 32.
Dans la forme de réalisation décrite, le diamètre externe du bouchon d'arbre 28 forme un joint métal sur métal 44 avec le diamètre intérieur de l'arbre horizontal 14. Le bouchon d'arbre 28 procure une barrière de pression de puits. Afin de prévoir des moyens d'étanchéité qui sont indépendants de l'obturateur anti-éruption 32 et de l'arbre de test sousmarin 36, présents pendant les opérations normales et de reconditionnement, et capables d'assurer l'étanchéité pendant des déconnexions d'urgence, le bouchon d'arbre 28 est pourvu d'une vanne 30.
Comme cela est représenté sur les figures 3 à 5, la vanne 30 comporte un corps de vanne 46 monté dans le bouchon d'arbre 28. Un tiroir cylindrique 48 est supporté pour rotation autour de son axe longitudinal dans le corps de vanne 46. Le tiroir cylindrique 48 possède un alésage principal transversal 50 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal qui, lorsqu'il est aligné avec le passage d'écoulement 18, permet l'écoulement et l'accès de reconditionnement à travers la vanne 30. L'alésage principal 50 se trouve approximativement à égale distance des extrémités du tiroir 48 et d'un diamètre suffisamment grand pour permettre le passage d'un bouchon d'élément de suspension 31 afin de basculer entre les modes de production et de reconditionnement. Sur les figures 1 et 2, le bouchon 31 est représenté en pointillé, du fait qu'il est enlevé dans le mode de reconditionnement illustré afin de permettre l'accès au forage de production. Une paire de sièges en forme de selle 52 repose dans des logements de siège 54 dans le corps de vanne 46 et engage le tiroir cylindrique 48, en formant un joint métal sur métal entre le corps de vanne 46 et le tiroir 48. Deux joints de secours circonférentiels 49 sont prévus sur le tiroir 48 de chaque côté de l'alésage transversal 50 en tant que moyens secondaires d'isolation du fluide de production s'écoulant à travers l'alésage transversal 50 et du fluide de commande ou du fluide sous pression permettant la rotation du tiroir cylindrique 48. Chaque siège 52 est pourvu de moyens à ressort 56, positionnés en contact avec la surface radiale du logement de siège 54 correspondant, qui rappelle de manière élastique le siège 52 contre le tiroir cylindrique 48. Les moyens à ressort 56 peuvent se présenter sous la forme d'un ressort à disque ou un autre ressort approprié. Chaque siège 52 est en outre pourvu d'un joint circonférentiel 58, qui peut être un joint métallique, entre le siège 52 et la surface circonférentielle du logement de siège 54.
A proximité de chaque extrémité du tiroir 48 se trouve un alésage 59 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal et suivant un angle d'approximativement 45 par rapport à l'alésage principal 50. Une paire opposée de tiges 60 ayant un ressort de compression 62 positionné entre elles s'étend à travers chaque alésage 59. L'extrémité extérieure 64 de chaque tige 60 est reçue dans un trou 66 qui se trouve dans un piston 68 correspondant.
Chaque piston 68 se trouve dans un passage dans le corps de vanne 46 et est aligné afin de se déplacer alternativement le long d'un axe globalement perpendiculaire à l'axe longitudinal du tiroir 48. Les axes des pistons 68 correspondants à chaque extrémité du tiroir 48 sont coplanaires et les pistons 68 sont rappelés dans la direction opposée l'un par rapport à l'autre par un ressort de compression 70 positionné à une extrémité de chaque piston 68. Un mouvement simultané des pistons 68 correspondants dans directions opposées l'une à l'autre entraîne une translation des extrémités extérieures 64 de chaque tige de liaison 60 dans des directions opposées le long de l'axe de piston correspondant. La translation des extrémités extérieures 64 de chaque tige 60 est transférée au tiroir cylindrique 48 sous la forme d'un mouvement de rotation. La rotation du tiroir 48 amène l'alésage principal 50 à s'aligner avec le passage d'écoulement 18 pour la position ouverte de vanne ou à tourner hors d'alignement pour la position fermée de vanne. Les ressorts de compression 70 à chaque extrémité des pistons 68 rappellent chaque piston 68 de telle sorte que le tiroir 48 est dans une position fermée.
L'activation des pistons 68 amène le tiroir 48 à tourner vers une position ouverte.
Les pistons 68 sont activés par introduction d'un fluide sous pression à l'extrémité 72 de chaque piston 68 opposé au ressort de compression 70. Afin de recevoir le fluide sous pression, un volume ou première chambre est enfermé par un joint de piston annulaire 74 qui se trouve dans une gorge du piston et forme un joint entre le diamètre extérieur de chaque piston 68 et le diamètre intérieur du passage dans lequel il se trouve, et par un joint de bouchon d'extrémité annulaire 76 qui forme un joint entre ce même passage et un bouchon d'extrémité 78 placé sur le passage. Le bouchon d'extrémité 78 est maintenu en place sur le corps de vanne 46 par des vis de bouchon d'extrémité 80. Le fluide sous pression peut être introduit dans le volume fermé par des moyens conventionnels tels qu'un orifice hydraulique. En montant un joint circonférentiel unidirectionnel 84 à l'extrémité opposée du piston 68, la deuxième chambre 86 peut être mise à l'air libre afin d'accepter des changements volumétriques, et permet à la vanne d'être fermée en introduisant un fluide sous pression dans l'orifice de mise à l'air libre 82 afin de rappeler les pistons 68 vers une position de retour, en plus de la force de ressort générée par les ressorts de compression 70.
Claims (22)
1. Vanne de sécurité, caractérisée en ce qu'elle comporte: un corps de vanne (46) ayant un passage d'écoulement (18) à travers celle-ci; un élément de vanne (48) ayant un axe de rotation longitudinal et qui est monté de façon rotative dans ledit corps de vanne (46); un alésage principal (50) s'étendant à travers ledit élément de vanne (48) dans une direction globalement transversale audit axe longitudinal; des moyens destinés à entraîner en rotation ledit élément de vanne (48) dans et hors d'une position dans laquelle ledit alésage principal (50) s'aligne avec ledit passage d'écoulement (18); des moyens d'étanchéité destinés à former un joint de pression entre ledit corps de vanne (46) et ledit élément de vanne (48), lesdits moyens d'étanchéité formant une surface d'étanchéité sur ledit élément de vanne (48) dans laquelle tous les points définis par ladite surface d'étanchéité sont équidistants dudit axe longitudinal.
2. Vanne de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit corps de vanne (46) est monté dans un bouchon supérieur (28) pour installation dans un arbre de Noël de puits (14).
3. Vanne de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit élément de vanne (48) est de forme cylindrique.
4. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que
lesdits moyens destinés à faire tourner ledit élément de vanne (48) comportent un élément hydraulique.
5. Vanne de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément hydraulique comporte un piston (68) monté de façon alternativement mobile dans un passage de piston dans ledit corps de vanne (46) en direction d'une extrémité dudit élément de vanne (48).
6. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une paire de pistons (68) dirigés de manière opposée.
7. Vanne de sécurité selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte deux paires de pistons (68) positionnées en direction de chaque extrémité de l'élément de vanne (48).
8. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que lesdits moyens destinés à faire tourner ledit élément de vanne (48) comportent en outre des moyens destinés à engager le piston (68) ou chaque piston (68) monté dans ledit corps de vanne (46) et prévus pour transférer le mouvement dudit piston (68) vers ledit élément de vanne (48), provoquant ainsi la rotation dudit élément de vanne (48).
9. Vanne de sécurité selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens destinés à engager le piston (68) ou chaque piston (68) comportent: un alésage traversant (59) en direction d'une extrémité dudit élément de vanne (48), ledit alésage traversant (59) étant globalement transversal audit axe longitudinal et décalé angulairement par rapport audit alésage principal (50); et une paire de tiges opposées (60) insérées dans des extrémités opposées de l'alésage traversant (59) et séparées par un ressort de compression (62) positionné dans l'alésage traversant (59) entre les tiges (60), l'extrémité extérieure de chacune desdites tiges (60) s'étendant dans ledit piston (68) de telle sorte que, lorsque ledit piston (68) est actionné, lesdites extrémités extérieures de tige se déplacent avec ledit piston (68) en amenant ledit élément de vanne (48) à tourner.
10. Vanne de sécurité selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque alésage traversant (59) est décalé par rapport audit alésage principal (50) d'approximativement 45 .
11. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des
revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle
comporte en outre: une première chambre sous pression étanche qui se trouve au niveau d'une première extrémité (72) du piston (68); et une source de fluide sous pression en communication avec la première chambre de pression, un fluide sous pression provenant de ladite source de fluide sous pression étant introduit dans la première chambre de pression, amenant ainsi chaque piston (68) à sortir de telle sorte que ledit élément de vanne (48) est déplacé vers une position de vanne ouverte.
12. Vanne de sécurité selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit élément de vanne (48) est pourvu de moyens d'étanchéité destinés à assurer l'étanchéité entre ledit fluide sous pression et ledit fluide de production qui s'écoule à travers ledit passage d'écoulement (18) ou l'alésage principal (50).
13. Vanne de sécurité selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de rappel (70) logés dans le passage de piston (68) de façon adjacente à l'extrémité du piston (68) opposé à la première chambre de pression, lesdits moyens de rappel étant activés lorsque ledit piston (68) s'étend vers ladite position ouverte de vanne et, lors de la libération de la pression de la première chambre de pression, lesdits moyens de rappel exerçant une force sur ledit piston (68) afin de ramener le piston (68) de telle sorte que ledit élément de vanne (48) est déplacé vers une position fermée de vanne.
14. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des
revendications 11 à 13, caractérisée en ce qu'elle
comporte en outre: un deuxième chambre de pression (86) adjacente au piston (68) et opposée à la première chambre de pression; et un orifice de mise à l'air libre (82) en correspondance avec la deuxième chambre de pression, la vanne pouvant être fermée par introduction d'un fluide sous pression dans l'orifice de mise à l'air libre afin de rappeler le piston (68) vers une position de retour.
15. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des
revendications 11 à 14, caractérisée en ce qu'elle
comporte en outre: un joint de piston annulaire (74) reçu dans une gorge annulaire autour de ladite première extrémité du piston (68); et un bouchon d'extrémité (78) prévu pour assurer l'étanchéité d'une extrémité dudit passage de piston.
16. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, caractérisée en ce que ledit élément de vanne (48) est pourvu de moyens d'étanchéité (52 à 58) destinés à assurer l'étanchéité entre ledit alésage principal (50) et ledit élément hydraulique.
17. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que
ledit élément de vanne (48) est prévu pour tourner sur une plage d'approximativement 900 entre une position ouverte de vanne et une position fermée de vanne.
18. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que
lesdits moyens d'étanchéité destinés à former un joint de pression entre ledit corps de vanne (46) et ledit élément de vanne (48) comportent: un siège annulaire (52) reçu dans un logement de siège (54) dans ledit corps de vanne (46) de chaque côté dudit élément de vanne (48), chaque siège ayant une face conformée afin d'engager ledit élément de vanne (48); et un joint coulissant (58) agissant entre chaque siège annulaire (52) et son logement de siège (54).
19. Vanne de sécurité selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (56) positionnés entre chaque siège (52) et le logement de siège (54) respectif, en rappelant ledit siège en contact d'étanchéité avec ledit élément de vanne (48).
20. Ensemble d'arbre de Noël horizontal et de bouchon, caractérisé en ce que le bouchon se trouve à l'intérieur de l'arbre et comportant un passage traversant permettant l'accès au puits pour des opérations de reconditionnement, le passage pouvant être fermé par une vanne, l'arbre comprenant un bouchon d'élément de suspension qui peut être installé et enlevé à travers la vanne.
21. Bouchon selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il est prévu pour être engagé avec un outil d'intervention de bouchon d'arbre pouvant à son tour être engagé avec un arbre de test sous-marin.
22. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 20 à 21, caractérisé en ce que la vanne est une vanne de sécurité selon l'une quelconque des
revendications 1 à 19.
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