FR2804164A1 - Ensemble de tete de puits de forage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ensemble de tête de puits de forage.Cet ensemble comprend une bride de suspension (20) adaptée pour être montée sur une tête de puits (12), un arbre raccordé à la bride de suspension, un perçage d'écoulement concentrique (27) s'étendant à travers la bride de suspension et l'arbre, et un perçage (40, 50) d'accès à un anneau (32) entourant la colonne de production, qui s'étend en partie à travers la bride de suspension et l'arbre.Application notamment aux puits de forage pétroliers.
Description
La présente invention concerne d'une manière générale des systèmes de
têtes de puits de forage et plus particulièrement des systèmes de têtes de puits pour une circulation en anneau et d'une manière encore plus particulière un système de tête de puits comportant un trou ou perçage de production concentrique et un passage annulaire s'étendant à travers un ensemble comprenant une bride de suspension de la colonne de
production et un arbre, dans le système de tête de puits.
Des systèmes antérieurs pour des puits sous-
marins supportaient l'arbre de Noël (ou tête de puits) sur
la plate-forme. L'arbre comportait une colonne de pro-
duction, qui supportait une olive de suspension de colonne de production qui retenait à l'état suspendu la colonne de production à travers une colonne montante de forage qui s'étendait depuis la surface et pénétrait dans le puits de forage au niveau du fond sous-marin. Le perçage de production qui traverse l'arbre, l'olive de suspension de la colonne de production et la colonne de production étaient concentriques au puits de forage. Une sortie latérale était prévue dans la partie latérale de la bride de suspension de colonne de production et au-dessous de l'olive de suspension de la colonne de production pour réaliser un accès à l'espace annulaire ou anneau formé entre la colonne de production et la colonne montante. Une vanne d'accès annulaire montée sur la bride de suspension de la colonne de production commandait l'écoulement
traversant la sortie latérale.
Dans le cas de profondeurs d'eau plus importantes, l'arbre était disposé sous l'eau et l'accès à l'anneau de la colonne de production au-dessous de l'olive de suspension de la colonne de production était réalisé par un plongeur qui raccordait un conduit à la vanne de sortie latérale sur la bride de suspension de la colonne de
production et le conduit s'étendant jusqu'à la surface.
Pour supprimer ce conduit, on a conçu une série de dispositifs et de procédés permettant de communiquer avec l'anneau de la colonne de production par l'intermédiaire d'un orifice qui traverse l'olive ellemême de suspension de la colonne de production. L'olive de suspension de la colonne de production, pourvue d'un orifice, permettait un accès à la pression dans l'anneau à partir de la zone située au-dessous de l'olive de suspension de la colonne de production, à travers l'arbre dans la colonne montante ou la canalisation de conduit d'écoulement. L'orifice traversait l'olive de suspension de la colonne de production jusqu'à un côté du perçage de production concentrique qui traversait l'olive de suspension de la colonne de production en son centre. L'olive de suspension de la colonne de production, pourvue d'un perçage, permettait le raccordement direct du trajet du fluide dans l'anneau à la canalisation de l'arbre pour faciliter le contrôle, la ventilation, la circulation, la jonction et
l'extraction au gaz.
L'inconvénient d'une olive de suspension d'une colonne de direction, pourvue d'un orifice, résidait dans le fait qu'une vanne ou un autre dispositif de maintien de pression devait être installée dans l'orifice traversant l'olive de suspension de la colonne de production de manière à fermer l'anneau de la colonne de production lorsque l'arbre était retiré. On plaçait des bouchons dans le perçage d'accès aux vannes. Différents types de vannes était également utilisés, comme par exemple des vannes à clapet à contre-pression et des vannes du type à tiroir, mues hydrauliquement. En raison du diamètre limité disponible de l'olive de suspension de la colonne de production, il fallait utiliser fréquemment plus d'un orifice pour obtenir la zone d'écoulement en anneau requise à travers l'olive de suspension de la colonne de production. De telles vannes sont considérées d'une manière générale comme étant un inconvénient du point de vue de la
fiabilité de l'étanchéité et de l'actionnement, de l'apti-
tude à effectuer des tests et pour l'obtention d'une indication de leur position. Des vannes portes comportant des actionneurs et des dispositifs de commande prioritaire sont le dispositif préféré de commande d'écoulement pour des puits, mais on ne peut pas les utiliser dans le corps de l'olive de suspension de la colonne de production. En outre ces orifices et les vannes associées occupaient un espace autour du puits de production et par conséquent limitaient la taille du puits de production pour une olive de suspension de colonne de production ayant une taille donnée. Lorsqu'on a installé des puits à des profondeurs
même encore plus importantes sous l'eau, il est devenu dif-
ficile aux plongeurs d'accrocher un conduit à la vanne d'accès à l'anneau. Un procédé d'obtention de l'accès à
l'anneau consistait à utiliser des vannes à clapet dispo-
sées dans des orifices traversant l'olive de suspension de la colonne de production. Lorsque l'arbre était posé, des broches sollicitées par des ressorts étaient enfoncées de manière à ouvrir les vannes à clapet pour accéder à l'anneau. Ceci permettait au fluide présent dans l'anneau de circuler à travers l'olive de suspension de la colonne de production. Aucun bouchon n'était requis pour fermer l'accès aux vannes à clapet. Une fois que l'arbre était retiré, les ressorts fermaient les vannes à clapet. Un autre avantage à réaliser l'écoulement dans l'anneau à travers l'olive de suspension de la colonne de production était que l'olive de suspension de la colonne de production
pouvait être positionnée directement dans la tête de puits.
Ceci éliminait l'utilisation de la bride de suspension de la colonne de production. Des manchons coulissants placés sous pression hydraulique étaient également utilisés pour ouvrir et fermer les orifices pénétrant dans l'anneau de la
colonne de production pour permettre l'accès à cet anneau.
Cependant l'accès à l'anneau de la colonne de production
continuait à poser des problèmes.
Une olive excentrée de suspension de la colonne de production à deux perçages a été développée pour satisfaire aux besoins de disposer d'un accès fiable à l'anneau de la colonne de production au-dessous de l'olive de suspension de la colonne de production, pour fournir une zone adéquate d'écoulement à travers l'olive de suspension de la colonne de production et pour former un dispositif raisonnablement fiable de commande de l'écoulement. L'olive excentrique de suspension de la colonne de production, à deux perçages comportait un perçage d'accès à l'anneau, disposé verticalement et traversant le corps de l'olive de suspension de la colonne de production. Le perçage vertical permettait la mise en place d'un bouchon obturateur manipulé par un câble de forage, similaire à celui utilisé pour le puits de production lui-même, dans le perçage d'accès à l'anneau de manière à former le perçage d'accès à l'anneau dans l'olive de suspension de la colonne de production. Ceci supprimait la nécessité de prévoir des vannes dans les orifices. Cependant, et en raison de la dimension du perçage d'accès à l'anneau, le puits de production devait être décentré et était par conséquent disposé d'une manière excentrée à l'intérieur de la tête de
puits, c'est-à-dire qu'il n'était plus concentrique.
L'olive excentrée de suspension à deux perçages devait être également orientée à l'intérieur de la tête de puits. En outre, il fallait également orienter un équipement installé ultérieurement, par rapport aux deux perçages situés dans
l'olive de suspension de la colonne de production.
Dans le cas o les opérations étaient exécutées à partir d'un navire flottant, en particulier un navire positionné selon un positionnement dynamique, il était nécessaire de prévoir un dispositif de débranchement d'urgence afin de pouvoir interrompre l'écoulement complet en direction de la surface, comme par exemple au moyen du perçage de production et du per,çage d'accès à l'anneau, et de débrancher la colonne montante dans le cas o le vaisseau s'écartait du puits. Le système de débranchement d'urgence incluait également la possibilité d'interrompre tout câble de forage ou colonne de production s'étendant à travers les perçages de l'olive de suspension de la colonne de production dans le puits. Certains systèmes de têtes de puits de l'art antérieur ne comportent pas de dispositifs appropriés de débranchement en cas d'urgence, si le navire
venait à s'écarter du site.
Etant donné que l'olive excentrique de suspension de la colonne de production à deux perçages nécessitait la mise en place d'un bouchon dans le perçage de production et/ou le perçage d'accès à l'anneau dans l'olive de suspension de colonne de production ou bien dans ces deux perçages, on a développé l'arbre de Noël à deux perçages et la colonne montante à deux perçages. Par conséquent l'olive excentrique de suspension de la colonne de production à deux perçages a conduit au développement d'un ensemble d'outils et d'équipements habituellement désignés sous l'expression système de colonne montante de complétion à
deux perçages. La complexité et les dimensions de ce sys-
tème ont augmenté au cours des années à un degré tel que, du point de vue économique et logistique, les efforts des concepteurs ont été freinés du point de vue économique. En outre et ce qui est plus important, la complétion à deux per,çages a limité la taille de puits de production en raison d'un système à olive de suspension de colonne de
production et tête de puits ayant des dimensions particu-
lières. Pour éliminer les inconvénients du système de complétion à deux per,çages, la société dite Cooper Cameron a développé et commercialisé un système à arbre horizontal à bride de suspension, désigné comme étant le système de complétion SpoolTree. A cet égard on se référera au brevet US 5 544 707. Le système à arbre horizontal à bride de suspension n'utilise aucun perçage vertical d'accès à l'anneau traversant le corps de l'olive de suspension de colonne de production pour accéder à l'anneau de la colonne de production et comporte au lieu de cela un arbre à bride de suspension comportant un passage latéral de production et un passage d'écoulement situé autour de l'olive de suspension de la colonne de production et un passage de production utilisant des vannes portes mues hydrauliquement pour la commande de l'écoulement. Le passage d'écoulement dans l'olive de suspension de la colonne de production dans l'arbre à bride de suspension présente de nombreux
avantages, dont le principal est sa simplicité.
La complétion concentrique, la complétion à deux
per,çages et la complétion horizontale pour des puits sous-
marins en eau profonde présentent chacune leurs avantages.
Dans la complétion concentrique, les vannes d'accès à l'anneau, en particulier les vannes à clapet et les vannes tiroirs, tendaient à être peu fiables et conduisaient au fait que ce type de complétion devenait obsolète et peu sûr. En outre l'espace requis par les vannes chargées par
l'olive de suspension dans le corps de l'olive de suspen-
sion limitaient fortement la taille du perçage du puits de production pour une tête de puits ayant des dimensions données. Dans la complexion à deux perçages, la dépense et la logistique du système à colonne montante de complétion à deux per,çages étaient un inconvénient. En outre l'espace requis par les deux perçages excentriques dans le corps de l'olive de suspension limitait même plus fortement la
taille du puits de production pour une tête de puits don-
née. Ceci est vrai pour le système à colonne montante avec
complétion à deux perçages. La taille de la colonne mon-
tante et de l'outil circulant dans l'olive de suspension de la colonne de production est limitée par la taille de la pile de blocs d'obturation sous-marins, avec de façon
typique un perçage de 24,77 cm.
Dans une complétion à deux perçages, si on pré- voit un perçage d'accès dans l'anneau de 5,07 cm à côté d'un puits de production de 22,86 cm, la bride de suspension de la colonne de production et la colonne de production ne passent pas à travers un tubage de 24,45 cm dans un système de tête de puits classique. Il est nécessaire d'utiliser un tubage de 27, 31 cm ou un tubage de 29,85 cm. Une complétion à un seul perçage est une autre
solution pour remplacer la complétion à deux perçages.
Cependant l'inconvénient d'une colonne montante à un seul perçage est qu'il est nécessaire de prévoir une capacité de positionnement d'un bouchon dans le puits de production ou
dans le perçage de l'accès à l'anneau ou dans les deux.
Ceci requiert que le système à un seul perçage comporte un sélecteur de perçage permettant de placer un bouchon soit dans le perçage de production, soit dans le perçage d'accès
à l'anneau.
Un avantage du perçage concentrique de production
est que le chapeau pour l'arbre n'a pas à être orienté.
Dans une complétion à deux perçages, il existe deux per-
çages, l'un pour la production et l'un pour l'accès à l'anneau, ce qui requiert que le capuchon de l'arbre soit orienté. En outre il est nécessaire de positionner un joint
d'étanchéité dans les deux perçages.
L'arbre horizontal pose des problèmes d'agence-
ment, en particulier pour des complétions concentriques pour des perçages de grande taille, de 22,86 cm ou plus. Un arbre horizontal requiert un module d'arbre de test de 22,86 cm pour un perçage de 22,86 cm. Actuellement on ne dispose d'aucun module d'arbre de test de 22,86 cm pour un puits sous-marin, bien qu'il existe des arbres basés sur une portée de 22,86 cm pour des puits et par conséquent
qu'il existe des arbres de Noël de 22,86 cm. C'est actuel-
lement la limite sur le marché des outils disponibles.
L'absence de vannes de sectionnement sur l'étendue verticale lors du test du puits requiert l'utilisation d'arbres de test BOP (c'est-à-dire d'arbres de test à blocs
d'obturation) lors de l'installation des olives de suspen-
sion d'arbre horizontal pour compléter le puits. On a déve-
loppé de telles vannes pour permettre un accès vertical pour des complétions atteignant jusqu'à (couramment) 17,78 cm. De façon typique le perçage de production pour un arbre horizontal a une taille de 12,7 cm ou éventuellement
a une taille égale à 17,78 cm. Certains industriels s'atta-
chent encore à la fiabilité des bouchons sur l'étendue ver-
ticale de l'olive de suspension de colonne de production et préfèrent un type plus classique, mais en s'accommodant des inconvénients du système à deux perçages utilisé dans leur application. Dans les agencements de l'art antérieur, il faut prévoir un connecteur et l'arbre doit être orienté et blo- que sur ce connecteur. Ceci requiert le rétablissement d'une communication depuis la zone située au-dessous de l'olive de suspension de la colonne de production jusqu'au connecteur. Fréquemment ces puits ont une profondeur qui ne25 permet pas à un plongeur de réaliser la connexion. C'est pourquoi il est nécessaire de disposer d'une possibilité de
connexion pratique pour les deux trajets de fluide, c'est-
à-dire le puits de production et le puits d'accès à l'anneau, pour permettre une circulation au-dessous de
l'olive de suspension de la colonne de production.
La présente invention élimine les inconvénients
de l'art antérieur.
La présente invention a trait à un système de tête de puits qui comporte une bride de suspension de la colonne de production adaptée pour être montée sur une tête de puits sous-marine et un ensemble à arbre connecté à la
tête de la bride de suspension de la colonne de production.
La bride de suspension de la colonne de production et l'ensemble à arbre incluent un perçage de circulation concentrique s'étendant à travers ces éléments, pour la
production. Une olive de suspension de la colonne de pro-
duction est disposée à l'intérieur de la bride de suspen-
sion de la colonne de production pour suspendre la colonne de production dans le puits, la colonne de production étant disposée concentriquement à l'intérieur du système de la
tête de puits et à l'intérieur du puits.
La bride de suspension de la colonne de produc-
tion comprend un trajet d'écoulement de circulation dans l'anneau, qui s'étend depuis l'anneau autour de la colonne de production au-dessous des joints d'étanchéité formant de
façon étanche l'olive de suspension de la colonne de pro-
duction à l'intérieur de la bride de suspension de la
colonne de production jusqu'à une zone annulaire située au-
dessus des joints d'étanchéité de l'olive de suspension de la colonne de production de manière à former un trajet d'écoulement de circulation d'accès à l'anneau s'étendant autour de l'olive de suspension de la colonne de production. Le trajet d'écoulement à circulation en anneau comprend au moins une vanne principale de l'anneau qui peut être disposée, ainsi que le trajet d'écoulement à circulation d'accès à l'anneau, dans la paroi de la bride
de suspension de la colonne de production.
Un autre trajet d'écoulement à circulation d'accès à l'anneau est disposé dans le bloc de l'ensemble à arbre et communique avec la zone annulaire située dans l'extrémité supérieure de la bride de suspension de la colonne de production et s'étendant autour de la vanne principale de production et de la vanne de pistonnage de production dans le perçage d'écoulement de production du bloc de l'arbre, jusqu'à l'extrémité terminale supérieure du bloc de l'arbre. Un passage de circulation de jonction communique avec le trajet d'écoulement de circulation d'accès à l'anneau dans le bloc de l'arbre équipé d'une vanne principale d'anneau, d'une vanne de pistonnage d'anneau et d'une vanne de jonction commandant l'écoulement dans le trajet d'écoulement de circulation à l'anneau, et
le passage d'écoulement de jonction.
L'ensemble de la tête de puits forme deux trajets de circulation principaux, un trajet de circulation d'accès à l'anneau et un trajet de circulation de production. Le trajet de circulation de production s'étend à travers le perçage d'écoulement de la colonne de production, du perçage d'écoulement dans la bride de suspension de la colonne de production, dans le perçage de circulation du bloc de l'arbre et dans la vanne principale de production jusqu'à une canalisation d'écoulement. Le trajet de circulation d'accès à l'anneau s'étend depuis l'anneau de la colonne de production, suit le trajet d'écoulement de circulation d'accès à l'anneau autour de l'olive de suspension de la colonne de production et suit le trajet d'écoulement de circulation d'accès à l'anneau-autour de la vanne principale de production et de la vanne de pistonnage de production dans le bloc de l'arbre. Le trajet de circulation de production s'étend jusqu'à la surface au moyen d'une colonne montante et le trajet de circulation en anneau s'étend jusqu'à la surface au moyen d'un conduit, de préférence situé à l'extérieur de la colonne montante. Le
conduit est de préférence un tuyau pouvant être enroulé.
Le système de tête de puits selon la présente invention fournit de multiples trajets de circulation. Un
trajet principal de circulation comprend le trajet de cir-
culation de production, le passage par une ouverture au fond du puits dans l'extrémité inférieure de la colonne de production, qui communique avec l'anneau de la colonne de production, et le trajet de circulation d'accès à l'anneau jusqu'à la surface à travers le conduit. La circulation peut être prévue dans d'autres buts, incluant une extraction au gaz, un retrait de fluides dans la colonne montante, un retrait de gaz retenus dans l'anneau, une circulation due à une perte de retenue de pression ou une circulation due à la défaillance de l'olive de suspension
de la colonne de production, entre autres.
De façon plus précise l'invention concerne un ensemble pour une tête de puits installée dans un puits sous-marin, caractérisé en ce qu'il comprend: une bride de suspension adaptée pour être montée sur la tête de puits, un arbre raccordé à ladite bride de suspension, un perç,age d'écoulement concentrique s'étendant à travers ladite bride de suspension et ledit arbre, et un perçage d'accès à l'anneau entourant la colonne de production s'étendant en partie à travers ladite
bride de suspension et ledit arbre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble comporte en outre un per,çage d'écoulement de - jonction communiquant avec ledit perçage d'écoulement concentrique et incluant une vanne de jonction disposée sur ledit arbre. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite partie dudit perçage d'accès à l'anneau, qui s'étend
à travers ladite bride de suspension, est disposée entière-
ment à l'intérieur d'une paroi de ladite bride de suspen-
sion. Selon une autre caractéristique de l'invention,
l'ensemble comporte en outre au moins une vanne communi-
quant avec ladite partie du perçage d'accès à l'anneau et
disposée dans ladite paroi de la bride de suspension.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie dudit perçage d'accès à l'anneau, qui traverse ledit arbre, est disposée complètement dans une paroi dudit arbre. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble comporte au moins une vanne communiquant avec ladite partie du perçage d'accès à l'anneau et disposée dans ladite paroi de l'arbre. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit perçage d'écoulement concentrique possède un diamètre important. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit perçage d'écoulement concentrique possède un diamètre
égal à au moins 22,86 cm.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit perçage d'accès à l'anneau traverse la liaison entre
ladite bride de suspension et ledit arbre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble comporte en outre un connecteur situé sur ledit arbre et comportant un perçage, avec lequel communique
ledit perçage d'accès à l'anneau.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble comporte en outre une olive de suspension de colonne de production qui est supportée par ladite bride de
suspension et supporte en suspension la colonne de produc-
tion à l'intérieur du puits, ladite colonne de production
formant un anneau et ledit perçage d'accès à l'anneau met-
tant en communication l'anneau avec ledit perçage du connecteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble comporte en outre un conduit communiquant avec
ledit perçage du connecteur et s'étendant jusqu'à la sur-
face.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble comporte en outre une colonne montante à un seul perçage connectée audit arbre par ledit connecteur, ladite
colonne montante ne comportant aucun sélecteur de perçage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit connecteur comprend un système de débranchement d'urgence. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite bride de suspension comprend un per,çage recevant une olive de suspension de colonne de production équipée de
joints d'étanchéité qui étanchéifient ladite olive de sus-
pension de colonne de production et ladite bride de suspen-
sion et ledit perçage d'accès à l'anneau s'étend depuis une première ouverture aménagée dans ledit perçage de la bride de suspension audessous desdits joints d'étanchéité de l'olive de suspension de colonne de production jusqu'à une seconde ouverture formée dans le perçage de la bride de suspension au-dessus desdits joints d'étanchéité de l'olive
de suspension de la colonne de production.
Selon une autre caractéristique de l'invention,
l'ensemble comporte en outre un orifice latéral de produc-
tion qui s'étend depuis ledit perçage d'écoulement concen-
trique et à travers ledit arbre jusqu'à une vanne montée
sur ledit arbre, ledit arbre comportant des vannes dispo-
sées dans ledit perçage d'écoulement concentrique au-dessus
-et au-dessous dudit orifice latéral de production.
Selon une autre caractéristique de l'invention,
l'ensemble comporte en outre un orifice latéral de produc-
tion qui s'étend depuis ledit perçage d'écoulement concen-
trique à travers ladite olive de suspension de colonne de production et ladite bride de suspension jusqu'à une vanne
montée sur ladite bride de suspension.
L'invention concerne également un ensemble pour
une tête de puits installée sur un puits sous-marin, carac-
térisé en ce qu'il comporte une bride de suspension adaptée pour être montée sur la tête de puits, un arbre raccordé à ladite bride de suspension; une olive de suspension de colonne de production supportée par ladite bride de suspension et supportant en suspension la colonne de production dans le puits; une colonne montante à un seul perçcage et un conduit s'étendant jusqu'à la surface, un perçage d'écoulement concentrique s'étendant depuis la colonne de production, à travers ladite bride de suspension et ledit arbre et à l'intérieur de ladite colonne montante à perçage unique, et un perçage d'accès communiquant avec un anneau situé autour de ladite colonne de production et s'étendant au moins partiellement à travers ladite bride de suspension et ledit arbre jusqu'à une extrémité supérieure dudit arbre, ledit perçcage d'accès à l'anneau communiquant avec
ledit conduit s'étendant jusqu'à la surface.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit perçage d'écoulement concentrique est un perçage de
production d'un diamètre de 7,62 cm, disposé concentrique-
ment dans au moins un train de tiges de 17,78 cm suspendu
dans le puits par la tête de puits.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit perçage d'écoulement concentrique est un perçage de
production d'un-diamètre de 22,86 cm disposé concentrique-
ment dans au moins un train de tiges de 24,45 cm suspendu
dans le puits par la tête de puits.
En outre l'invention concerne un procédé pour
faire circuler des fluides dans un puits sous-marin, carac-
térisé en ce qu'il consiste à: disposer un perçage d'écoulement concentriquement à travers un arbre, une bride de suspension et une tête de puits, suspendre la colonne de production dans le puits de forage à partir d'une olive de suspension de colonne de production supportée par la bride de suspension,
disposer une colonne montante depuis l'arbre jus-
qu'à la surface, aménager un percage d'accès à l'anneau disposé autour de la colonne de production à travers la bride de suspension et l'arbre à partir d'un anneau, jusqu'à une extrémité supérieure de l'arbre,
ouvrir une ouverture dans la colonne de produc-
tion au fond du puits de forage, l'ouverture communiquant avec l'anneau par l'intermédiaire d'un perçage d'écoulement de la colonne de production; et faire circuler un fluide dans ledit perçage d'écoulement, ladite ouverture et ledit perçage annulaire
d'accès.
La présente invention fournit de nombreux avan-
tages par rapport à l'art antérieur, comme cela sera décrit d'une manière plus complète dans la description des formes
de réalisation préférées. Un avantage particulier de la présente invention est son utilisation pour une complétion de puits de grande taille. Un autre avantage principal de la présente invention réside dans le fait de prévoir un perçage d'écoulement concentrique à travers le système de la tête de puits, ce qui simplifie les dispositifs et procédés utilisés pour l'installation et l'utilisation du système de la tête de puits. En outre la présente invention permet l'utilisation d'un ensemble d'arbre plus classique avec des vannes standards. Un autre avantage principal de la présente invention est le fait de prévoir des trajets de circulation d'accès à l'anneau, qui sont complètement logés entièrement dans la paroi de la bride de suspension de colonne de production et/ou dans l'ensemble de l'arbre. Un autre avantage de la présente invention est sa capacité d'utiliser une colonne montante à un seul perçage avec un sélecteur de perçage. La présente invention permet également l'utilisation d'un système de débranchement
rapide en cas d'urgence.
D'autres caractéristiques et avantages de la pré-
sente invention ressortiront de la description donnée ci-
après prise en référence aux dessins annexés, sur les-
quels: - la figure 1, constituée des figures 1A et lB, montre vue en élévation et en coupe transversale d'une forme de réalisation du système de tête de puits selon la présente invention; - la figure 2, constituée des figures 2A et 2B, représente une vue en élévation et en coupe transversale d'une autre forme de réalisation du système de tête de puits selon la présente invention; - la figure 3 représente un schéma du circuit hydraulique des formes de réalisation des figures 1 et 2; et - la figure 4 représente une vue en élévation et en coupe transversale d'une autre forme de réalisation du système de tête de puits selon l'invention, utilisé dans un
arbre horizontal.
Bien que l'invention soit susceptible de faire l'objet de nombreuses modifications ou de se présenter sous d'autres formes, on a représenté des formes de réalisation
à titre d'exemples sur les dessins et on va les décrire ci-
après de façon détaillée. On comprendra cependant que les
dessins et la description détaillée ne sont pas censés
limiter l'invention à la forme de réalisation particulière décrite et qu'au contraire l'invention est censée englober
toutes les modifications, équivalents ou variantes pos-
sibles. La présente invention concerne des procédés et
des dispositifs pour un ensemble de tête de puits sous-
marine. La présente invention peut se présenter sous diffé-
rentes formes de réalisation. En particulier différentes formes de réalisation de la présente invention concernent un certain nombre d'agencements différents et de procédés
différents de fonctionnement du système. Les modes de réa-
lisation de la présente invention incluent également une pluralité de procédés pour utiliser l'ensemble de tête de
puits selon la présente invention. On notera que les diffé-
rents enseignements des formes de réalisation décrites ci-
après peuvent être utilisés séparément ou selon une combi-
naison quelconque pour obtenir des résultats désirés. On utilisera des expressions "vers le haut" ou "vers le bas"
dans la description, "vers le haut" désignant "vers la sur-
face" et "vers le bas" désignant "vers la ligne de bout ou
vers le fond de la mer".
En se référant tout d'abord à la figure 1, constituée des figures lA et lB, on y voit représentée une forme de réalisation préférée de la présente invention. Le système de tête de puits 10 est représenté comme étant disposé sur une tête de puits 12. Une bride 20 de suspension de la colonne de production est connectée à la tête de puits 12 au moyen d'un connecteur 14. Un manchon 16 descend depuis le corps 22 de la tête de suspension de la colonne de production, dans la tête de puits 12 et est étanchéifiée par rapport à l'olive de suspension 18 du tubage, qui est disposée le plus à l'intérieur et est supportée dans la tête de puits 12. Le manchon 16 forme également une surface d'orientation 24 servant à orienter
l'olive 30 de suspension de la colonne de production.
L'olive 30 de suspension de la colonne de production est logée dans le perçage d'écoulement 56 de la bride de suspension de la colonne de production et prend appui sur un épaulement de support 29 situé sur le corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production de manière
à suspendre la colonne de production 26 dans le puits 28.
Un ensemble d'étanchéité 31 établit l'étanchéité entre l'olive 30 de suspension de la colonne de production et le corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production. L'olive 30 de suspension de la colonne de production comporte un perçage d'écoulement 33 en communication fluidique avec le perçage d'écoulement 27 de la colonne de production 26. L'olive 30 de suspension de la colonne de production comporte également un profil 35 servant à recevoir un élément de fermeture comme par
exemple un bouchon du câble de forage (non représenté).
L'anneau 32 de la colonne de production est formé entre la colonne de production 26 et le train de tiges le plus intérieur (non représenté) sur le système 18 de suspension du tubage. On peut voir que le trajet d'écoulement
annulaire 34 traverse le perçage 36 du manchon 16 au-
dessous de l'olive 30 de suspension de la colonne de
production.
Un premier passage 40 d'accès à l'anneau s'étend depuis une ouverture intérieure 42 dans une partie en général verticale de la paroi 38 du corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production, au- dessous de l'ensemble d'étanchéité 31 et de préférence au-dessous de l'épaulement de support 37 et traverse la paroi 38 pour aboutir à une ouverture extérieure 44 formée dans la paroi 38. Un second passage 50 d'accès à l'anneau s'étend depuis une ouverture intérieure 52 dans une paroi générale essentiellement verticale de la paroi 38 au-dessus de l'ensemble d'étanchéité 31 et à travers la paroi 38 jusqu'à une ouverture extérieure 54 formée dans la paroi 38. Une vanne principale 46 de l'anneau est disposée sur le côté extérieur du corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production et comporte un passage d'écoulement 48 qui s'étend entre les ouvertures externes 44, 54. La vanne principale 46 de l'anneau commande l'écoulement du fluide dans le passage d'écoulement 48. Les premier et second passages 40, 50 d'accès à l'anneau forment, conjointement avec le passage d'écoulement 48 de la vanne, un trajet d'écoulement de circulation en anneau autour de l'olive 30 de suspension de la colonne de production. Le trajet d'écoulement 60 est situé à l'extérieur du perçage d'écoulement 56 à travers le corps 22 de la bride de
suspension de la colonne de production.
L'ensemble formant arbre 70 est disposé sur la
bride 20 de suspension de la colonne de production.
L'ensemble formant arbre 70 comprend un bloc d'arbre 72 comportant un connecteur d'arbre 74 monté sur son extrémité inférieure de manière à connecter l'ensemble formant arbre à l'extrémité supérieure de la bride 20 de suspension de la colonne de production. Un joint d'étanchéité 76 est disposé entre le bloc 72 de l'arbre et le corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production pour étanchéifier la connexion, et un dispositif de verrouillage 78 est prévu pour verrouiller la connexion. La garniture d'étanchéité 76, le connecteur d'arbre 74 et le dispositif de blocage 78 sont classiques et bien connus dans la
technique. Un manchon ou tube 80 descend depuis le contre-
perçage 81 présent dans le bloc 72 de l'arbre dans la partie supérieure du perçage d'écoulement 56 de la bride de
suspension de la colonne de production dans le corps 22.
Des joints d'étanchéité 82, 84 réalisent une étanchéité entre le manchon 80 et le bloc de l'arbre 72 et le corps 22
de la bride de suspension de la colonne de production, au-
dessus et- au-dessous de la connexion entre le corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production et le bloc 72 de l'arbre. Un orifice de test 86 traverse le bloc 72 de l'arbre pour permettre le test du joint d'étanchéité 76 de sorte que le joint d'étanchéité métallique 76 peut être testé à partir de l'intérieur du contre-perçage 81 entre les joints d'étanchéité 82, 84. Une fuite autour du manchon 80 peut également être contrôlée au moyen de
l'orifice de test 86.
Le bloc 72 de l'arbre comprend une paroi 75 défi-
nissant un perçage d'écoulement concentrique de production 88 qui s'étend à l'intérieur de cette paroi, et un passage
horizontal d'écoulement de jonction 90 qui s'étend trans-
versalement à travers la paroi 75 et de préférence croise le perçage d'écoulement concentrique 88. On notera que le passage d'écoulement de jonction 90 peut communiquer avec le perçage d'écoulement 88 à l'extérieur du bloc 62 de l'arbre. Une vanne de jonction 96 est fixée à l'extérieur du bloc 72 de l'arbre, au niveau de l'autre extrémité 98 du passage de jonction 90. Un perçage latéral de production 91 traverse également la paroi 75 depuis l'extérieur du corps 72 de l'arbre jusqu'au per,çage d'écoulement concentrique 88. Une vanne à ailette de production 94 est fixée à l'extérieur du bloc 72 de l'arbre, sur une extrémité 93 du perçage latéral de production 91. Une vanne principale de production 100 est disposée dans le perçage d'écoulement concentrique 88 autour de la jonction 97 avec le perçage latéral de production 91, et une vanne de pistonnage de production 102 est disposée dans le perçage d'écoulement concentrique de production 88 au-dessus de la jonction, se situant en 97, entre le per,çage latéral de production 91 et le perçage d'écoulement 88. Une canalisation d'écoulement 162 est raccordée à la vanne à ailette de production 94 de manière à communiquer avec le perçage latéral de production 91. Un mandrin de production 110 fait saillie dans le contreperçage 92 dans l'extrémité inférieure du perçage
d'écoulement concentrique de production 88 et est étanchéi-
fié en 112 par rapport au bloc 72 de l'arbre. Le mandrin de production 110 s'étend vers le bas dans un contre-perçage 114 situé dans l'olive 30 de suspension de la colonne de
production et est étanchéifié en 116. Le mandrin de produc-
tion 110 possède un perçage d'écoulement 118 qui communique avec le perçage d'écoulement 82 du bloc 72 de l'arbre et avec le perçage d'écoulement 33 de l'olive 30 de suspension de la colonne de production. Le mandrin de production 110 forme le passage annulaire 120 avec le manchon 80 et le
perçage d'écoulement 56 du corps 22 de la bride de suspen-
sion de la colonne de production.
Le bloc 72 de l'arbre comporte en outre un pre-
mnier passage annulaire 122 possédant une partie verticale
s'étendant depuis l'ouverture intérieure 124 dans une par-
tie horizontale de la paroi 75 du bloc 72 de l'arbre, for-
mée par le contre-perçage 81 et une partie latérale s'étendant à travers la paroi 75 jusqu'à une ouverture extérieure 126 formée dans la paroi 75. Un second passage annulaire 128 possède une partie verticale qui s'étend depuis une ouverture externe supérieure 130 formée dans la paroi 75 au niveau de l'extrémité terminale supérieure 132 du bloc 72 de l'arbre, et une partie latérale qui s'étend à
travers la paroi 75 jusqu'à une ouverture externe 134 for-
mée dans cette paroi 75.
Un passage d'écoulement externe 136, qui s'étend entre des ouvertures externes 126, 134, est disposé à l'extérieur du corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production et communique par le passage 138 avec
le passage d'écoulement de jonction 90. Une vanne princi-
pale 140 de l'anneau est disposée dans le passage
d'écoulement externe 136 au-dessous de la jonction, pré-
sente en 137, avec un passage de jonction 90, et une vanne de pistonnage 142 de l'anneau est disposée dans le passage
136 au-dessus de la jonction située en 137. La vanne prin-
cipale 140 de l'anneau et la vanne de positionnement 142 de l'anneau commandent le fluide circulant dans le passage d'écoulement 136 et dans le passage de jonction 90, et ce conjointement avec la vanne de jonction 96. Les premier et second passages annulaires 122, 128 ainsi que le passage d'écoulement extérieur 136, forment le passage d'écoulement de circulation 144 d'accès à l'anneau, qui est adjacent au perçage d'écoulement concentrique de production 88. Le trajet d'écoulement 136 est situé à l'extérieur du perçage
d'écoulement 88 à travers le bloc 72 de l'arbre. Par consé-
quent l'accès à l'anneau par l'intermédiaire du trajet d'écoulement de circulation 144 d'accès à l'anneau revient dans le bloc 72 de l'arbre, de sorte que, lorsqu'un module de colonne montante est connecté à la partie supérieure de
l'ensemble formant arbre 72, l'accès à l'anneau est dispo-
nible entre le module de la colonne montante et l'anneau 32
de la colonne de production.
Dans la forme de réalisation de la figure 1, le
* perçage de production 88 est concentrique et le second pas-
sage pour l'accès à l'anneau est excentré. Par conséquent
pour la connexion avec le bloc 72 de l'arbre, il est néces-
saire d'utiliser deux éléments de guidage l'un pour le per-
çage de production et l'autre pour le second passage 128
pour l'accès à l'anneau.
Un mandrin de guidage 150 comporte un contre-per-
çage intérieur 145 qui loge l'extrémité inférieure d'un manchon intérieur 154 qui s'étend vers le bas à partir du connecteur 152, un contre-perçage médian 146 qui communique avec le second passage 128 d'accès à l'anneau, et un contre-perçage extérieur 148 qui reçoit l'extrémité inférieure d'un manchon extérieur de remplissage 156 qui s'étend vers le bas à partir du connecteur 152. Des joints d'étanchéité 155, 157 sont prévus respectivement autour de chacun des manchons 154, 156 de manière à étanchéifier leur liaison avec le mandrin 150 et le connecteur 152. Les manchons 154, 156 forment entre eux un passage annulaire d'écoulement 255 communiquant avec le second passage 128 d'accès à l'anneau. Le connecteur 152 comprend un perçage d'écoulement de production 158 qui communique avec le perçage d'écoulement concentrique de production 88 dans le bloc 72 de l'arbre et un perçage annulaire de circulation communiquant avec le passage annulaire d'écoulement 255 et par conséquent avec le second passage 128 d'accès à l'anneau. Un orifice de test 163 peut être également prévu dans le connecteur 152 de manière à tester les joints d'étanchéité 157 et contrôler des fuites de pression autour
du manchon extérieur de remplissage 156.
Le connecteur 152 permet de connecter l'ensemble formant arbre 70 à différents équipements comme par exemple un empilage de blocs d'obturation (non représentés). Cela permet de retirer l'ensemble formant arbre 70 en direction
de la surface en utilisant l'outil de pose qui a été uti-
lisé pour faire descendre l'olive 30 de suspension de la colonne de production, par embrochage de l'outil de pose
dans l'extrémité supérieure du perçage d'écoulement de pro-
duction 88 à proximité de la partie supérieure du bloc
supérieur 72 de l'arbre. L'intérieur du perçage d'écoule-
ment 88 est rempli et les mâchoires d'obturateur sont fer-
mées autour du train de tiges de travail (non représenté) sur l'outil de pose. Un capuchon interne à haute pression peut être descendu à travers l'empilage de blocs d'obturateur (BOP) et installé à l'intérieur du perçage de production 88 pour recouvrir, dans le bloc 72 de l'arbre, l'ensemble formant arbre 70. Si le connecteur 152 est un connecteur de 47, 63 cm, alors on peut également utiliser un module de pose de reconditionnement de 47,63 cm pour sa
connexion à l'ensemble formant arbre 70.
L'ensemble de tête de puits 10 définit deux trajets de circulation principaux, un trajet de circulation en anneau A et un trajet de circulation de production P. Le
trajet de circulation de production P s'étend dans le per-
çage d'écoulement 27 de la colonne de production, dans le perçage d'écoulement 33 de l'olive de suspension de la colonne de production, dans le perçage d'écoulement 118 du
mandrin de production, dans le perçage d'écoulement concen-
trique 88 et dans le perçage d'écoulement 158 du connecteur 152 ou dans le perçage d'écoulement d'un outil de pose et
d'un train de tiges de travail qui s'étend jusqu'à la sur-
face. Le trajet de circulation en anneau A passe par l'anneau 32 de la colonne de production, par le trajet annulaire d'écoulement 34 dans le manchon 16, par le trajet d'écoulement de circulation 60 d'accès à l'anneau, par le passage annulaire 120 autour du mandrin de production 110, par le trajet d'écoulement de circulation 144 d'accès à l'anneau, par le perçage d'écoulement 160 d'accès à l'anneau dans le connecteur 152 et par des lignes de contrôle et de sécurité (non représentées) connectées au bloc d'obturation (non représenté) en direction de la surface. Par conséquent il existe un accès automatique à l'anneau 32 de la colonne de production, à partir de la
partie supérieure 132 de l'ensemble formant arbre 70.
On notera que le trajet de circulation en anneau
A et le trajet de circulation de production P peuvent com-
muniquer au fond du puits par n'importe lequel de diffé-
rents moyens, comme par exemple par un manchon coulissant, bien connu dans la technique. Par conséquent un trajet de circulation de la surface du fonds du puits est formé par le trajet de circulation de production P et le trajet de circulation en anneau A, et la capacité de circulation de l'ensemble de tête de puits 10 a été maintenue moyennant l'utilisation de l'ensemble concentrique formant arbre 70
du puits de production, qui est plus classique.
Pendant la production, la vanne de pistonnage de production 102 et la vanne de jonction 96 sont formées et des fluides de production remontent à travers la partie du trajet de circulation de production P au-dessous de la vanne 102 et à travers la vanne principale de production 100 et la vanne à ailette de production 94 en direction de
la canalisation de circulation 162.
En se référant maintenant à la figure 2, formée par les figures 2A et 2B, on y voit représentée une autre forme de réalisation du système de tête de puits 170 selon la présente invention. A titre de commodité, on a utilisé les mêmes chiffres de référence pour les éléments de la forme de réalisation de la figure 2, qui sont sensiblement identiques aux éléments de la forme de réalisation de la figure 1. Le système de tête de puits 170 de la figure 2 diffère du système de tête de puits 10 en ce que le trajet de circulation en anneau A et le trajet de circulation de production B sont situés à l'intérieur de la bride 180 de suspension de la colonne de production et de l'ensemble
formant arbre 190 du système 170 de la tête de puits.
La bride 180 de suspension de la colonne de pro- duction inclut une partie ou croupe élargie 172, dans laquelle sont logées la vanne principale 174 de l'anneau et
la vanne de reconditionnement 176. Le premier passage annu-
laire 178 s'étend depuis l'ouverture intérieure 42 située dans la paroi 48 du corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production, en traversant la vanne principale 174 de l'anneau et croise le second passage annulaire 480 qui passe par la vanne de reconditionnement 176 à partir de
l'ouverture intérieure 52 située dans la paroi 38. Les pre-
mier et second passages annulaires 170, 480 forment un tra-
jet d'écoulement de circulation 182 d'accès à l'anneau autour de l'olive 30 de suspension de la colonne de production, qui est située à l'extérieur du perçage d'écoulement 56 traversant le corps 22 de la bride de suspension de la colonne de production. Par conséquent le trajet d'écoulement de circulation 182 d'accès à l'anneau, la vanne principale 174 de l'anneau et la vanne de reconditionnement 176 sont entièrement logés à l'intérieur du corps 22 de la bride de suspension de la colonne de
production.
L'ensemble formant arbre 190 comprend un bloc 191 de l'arbre pourvu d'une partie ou croupe élargie 192, dans laquelle sont logées la vanne de jonction 194, la vanne principale 196 de l'anneau et la vanne de pistonnage 198 de l'anneau. Le premier passage annulaire 200 s'étend depuis l'ouverture intérieure 124 située dans la paroi 75 du bloc 191 de l'arbre et passe par la vanne principale 196 de
l'anneau pour aboutir à la jonction 195 avec le second pas-
sage annulaire 202 qui traverse la vanne de pistonnage 198 de l'anneau pour aboutir à l'ouverture extérieure 204 dans la partie inférieure d'un second passage extérieur 234 formé dans l'extrémité supérieure 208 du bloc 191 de l'arbre. Des premier et second passages 200, 202 d'accès à l'anneau communiquent avec le passage de jonction 90 au niveau de la jonction 195. La vanne principale 196 de l'anneau et la vanne de pistonnage 198 de l'anneau commandent la circulation du fluide dans les passages de circulation 200, 202 et dans le passage de jonction 90, et ce conjointement avec la vanne de jonction 194. Les premier et second passages 200, 202 d'accès à l'anneau forment un trajet d'écoulement de circulation 210 d'accès à l'anneau adjacent au perçage d'écoulement concentrique de production 88. Le trajet d'écoulement 210 est situé à l'extérieur du perçage d'écoulement 88, et le trajet d'écoulement de circulation 210 d'accès à l'anneau, la vanne de jonction 194 et les vannes principales 196, 198 de l'anneau sont entièrement logées à l'intérieur du bloc 191 de l'arbre. On notera que l'on peut prévoir d'autres vannes, comme par exemple les vannes d'isolation d'écoulement (non
représentées).
En se référant maintenant aux figures 2 et 3, on
voit que l'ensemble de tête de puits 170 définit deux tra-
jets de circulation principaux, un trajet de circulation en anneau A et un trajet de circulation de production P. Le trajet de circulation de production P est identique à celui décrit en référence à la forme de réalisation de la figure 1. Le trajet de circulation en anneau A de l'ensemble 170 de la tête de puits passe par l'anneau 32 de la colonne de production, le trajet d'écoulement annulaire 34 dans le manchon 16, le trajet d'écoulement de circulation 180 d'accès à l'anneau, le passage annulaire 120 autour du mandrin de production 110 et le trajet de circulation 182 d'accès à l'anneau, le passage annulaire 120 autour du mandrin de production 110 et le trajet d'écoulement de circulation 210 d'accès à l'anneau pour aboutir à
l'extrémité 208 de l'ensemble formant arbre 190.
Comme variante à l'installation d'un empilage de blocs d'obturation, tel que décrit en référence à la forme de réalisation de la figure 1, on voit qu'un module 220 de complétion à un seul perçage est installé sur la partie
supérieure de l'ensemble formant arbre 190.
Le module de complétion 220 à un seul per,çage requiert uniquement le perçage d'écoulement 222, ce qui le distingue d'une complétion à deux perçages étant donné que les per,çages d'écoulement de production 33, 118 dans la bride 180 de suspension de la colonne de production et le perçage d'écoulement de production 88 dans le bloc 191 de l'arbre forment un seul perçage d'écoulement concentrique dans le système 170 de la tête de puits, à travers lequel des outils peuvent être amenés dans le puits 28. Le trajet de circulation en anneau A est utilisé uniquement pour la
circulation dans le cas d'utilisation des vannes de com-
mande décrites précédemment. Par conséquent, il n'existe, dans le trajet de circulation en anneau A, aucun câble de forage ni aucune colonne qu'il faille cisailler dans le cas d'un débranchement d'urgence.- Ceci simplifie fortement le module de pose pour la colonne montante (non représentée)
connectée au module 220 de complétion à un seul per,çage.
En se référant à nouveau à la figure 2, l'olive 30 de suspension de la colonne de production a déjà été mise en place et le bloc d'obturateur (BOP) a déjà été retiré. On connecte alors le module 220 de complétion à un seul perçage à l'ensemble formant arbre 190, pour la production. Le module 220 de complétion à un seul perçage comprend un mandrin 224 de colonne montante, qui est connecté à un joint de contrainte 226 par un dispositif de débranchement d'urgence 228, le joint de contrainte 226 étant connecté à la colonne montante (non représentée) qui s'étend jusqu'à la surface. On notera que le module de complétion inclut également un outil de pose et un train de
tiges de travail.
Le mandrin 224 de la colonne montante est monté sur l'extrémité supérieure 208 du bloc 191 de l'arbre par des brides d'accouplement 225, ou sur un connecteur (non représenté). Le bloc 191 de l'arbre inclut un contreperçage intérieur 230 qui reçoit l'extrémité inférieure d'un manchon intérieur 232 qui s'étend vers le bas à partir du mandrin 224 de la colonne montante, et le contre-perçage extérieur 234 qui reçoit l'extrémité inférieur d'un manchon extérieur de remplissage 236 qui s'étend vers le bas à partir du mandrin 224 de la colonne montante. Des joints d'étanchéité 233, 235 sont prévus autour de chaque extrémité des manchons respectifs 232, 236, pour établir l'étanchéité de leur liaison avec le mandrin 224 de la colonne montante et avec le bloc 191 de l'arbre. Le perçage
d'écoulement 222 du mandrin 224 de la colonne montante com-
prend des première et seconde vannes de commande d'écoulement 238, 240 servant à commander l'écoulement à
travers le mandrin 224 de la colonne montante.
Des manchons intérieur et extérieur 232, 236
définissent un passage d'écoulement annulaire 242 qui com-
munique avec un second passage annulaire 202 à la partie inférieure du contre-perçage 234, en tant que partie du passage d'écoulement 244 d'accès à l'anneau, et qui traverse la paroi du mandrin 224 de la colonne montante jusqu'à une connexion externe 246 sur le côté du mandrin 224 de la colonne montante. Une soupape de commande d'écoulement 252 est disposée dans le passage d'écoulement
244 pour commander l'écoulement circulant dans ce passage.
Un conduit 250 d'accès à l'anneau est connecté au mandrin 224 de la colonne montante au niveau de la connexion 246 et s'étend jusqu'à la surface. Le conduit 250 peut être un tuyau flexible pouvant être enroulé. Le tuyau 250 est fixé au niveau de la surface et est ensuite déroulé lorsque le module 220 de complétion à un seul perçage est abaissé dans la colonne montante (non représentée) dans l'eau libre jusqu'à l'ensemble formant arbre 190. Le tuyau 250 est différent d'une ligne de contrôle et de sécurité,
qui est une tubulure dure qui est formée section par sec-
tion avec la colonne montante. Le tuyau 250 est situé à l'extérieur de la colonne montante et est de préférence un tuyau de 5,07 cm. La colonne montante et le tuyau 250 s'étendent jusqu'à la surface en permettant une circulation dans le trajet de circulation en anneau A et dans le trajet decirculation de production P. On notera que le passage d'écoulement 244 peut communiquer avec la surface au moyen d'un trajet conduisant jusqu'à la surface, qui diffère du conduit 250. Le tuyau 250 peut faire partie du module de pose de complétion ou
d'un module de pose d'intervention. On notera que l'écoule-
ment en anneau peut être incorporé au moyen d'une liaison ombilicale de pose étant donné qu'aucun outil ne circule dans le trajet de circulation en anneau A. Tout ce qui est
requis c'est la circulation d'un fluide.
Il peut se présenter des cas o la colonne mon-
tante à un seul perçage peut être connectée à l'ensemble formant arbre 190 sans conduit 250. Le conduit 250 n'est pas nécessaire s'il n'est pas prévu de faire circuler l'anneau de production 32. Si le dispositif d'étanchéité (dit "packer") de production établit une étanchéité et si la colonne de production 26 est en bon état, il peut être
inutile de prévoir une possibilité de circulation. Cepen-
dant on préfère utiliser un conduit 250, étant donné que, dans le temps, la possibilité de circulation peut devenir nécessaire. On notera que le conduit 250 peut être connecté
ultérieurement de manière à former un trajet de circula-
tion. Les trajets intérieurs de circulation 182, 210 d'accès à l'anneau et les vannes 174, 176, 194, 196, 198 fournissent de nombreux avantages par rapport à des canalisations et vannes externes. Des éléments monoblocs, comme par exemple la bride 180 de suspension de la colonne de production et le bloc 191 de l'arbre, fournissent une sécurité et une fiabilité plus grandes et requièrent un moins grand nombre de connexions qu'il faut utiliser. Il est préférable que les trajets d'écoulement de circulation 182, 210 d'accès à l'anneau et les vannes 174, 176, 194, 196, 198 soient situés à l'intérieur de la bride de suspension de la colonne de production et le bloc 191 de l'arbre. Etant donné que les passages internes de circulation 182, 210 d'accès à l'anneau sont proches du trajet de circulation de production P, les fluides présents dans les passages de circulation 182, 210 d'accès à l'anneau empêchent la chaleur provenant des fluides de production de circuler dans le trajet de circulation de production P, ce qui empêche la formation d'hydrates. Ceci est particulièrement avantageux dans des eaux assez profondes, dans lesquelles la formation d'hydrates pose un problème. Aucun des systèmes 10 ou 170 de tête de puits ne
requiert la mise en place de bouchons de câbles de produc-
tion dans les seconds passages 128 ou 202 d'accès à l'anneau pour fermer le trajet de circulation en anneau A. En disposant les trajets de circulation 182, 210 d'accès à l'anneau sous un certain angle au lieu de les disposer verticalement, les dimensions des brides 20, 180 de suspension de la colonne de production et des blocs 72, 191 des arbres peuvent être réduites. La présente invention permet de réduire la hauteur de l'arbre. Le fait de disposer sous un certain angle les premier et second passages annulaires 200, 202 est particulièrement avantageux dans le système de tête de puits 170. Cela fournit un espace suffisant pour disposer la vanne de jonction 194 à l'intérieur du bloc 191 de l'arbre et permet de disposer les passages 200, 202 définissant un passage de circulation 210 d'accès à l'anneau, de s'étendre autour de
la vanne interne de jonction 194.
De même étant donné qu'aucun élément de guidage n'est nécessaire dans les seconds passages annulaires 182 et 202, le capuchon de l'arbre (non représenté) peut être non directif, ce qui simplifie l'agencement du capuchon. Le module de pose pour des systèmes 10, 170 utilise respectivement un seul élément de guidage 154, 232 et un manchon 148, 206 pour le raccordement à la partie supérieure du bloc 72, 191 de l'arbre pour former la zone annulaire 155, 242 destinée à communiquer avec l'anneau 32
de la colonne de production.
La pression dans l'anneau 32 de la colonne de production est contr8ôlée d'une manière continue. Une fuite du dispositif d'étanchéité est également contrôlée. Lorsque
le puits s'échauffe, la pression dans l'anneau peut augmen-
ter. Si un accroissement de pression est détecté, on arrête la production en fermant la vanne principale de production 100. On ouvre ensuite la vanne de jonction 96 ainsi que les vannes 140 et 46 en aval de l'anneau 32. Cela permet une évacuation de la pression produite dans l'anneau, par la
canalisation d'écoulement 162.
En fonctionnement, on abaisse et on installe la bride 20, 180 de suspension de la colonne de production et
la colonne de production 26 dans la bride 20, 180 de sus-
pension de la colonne de production. On abaisse ensuite l'ensemble formant arbre 70, 190 sur un outil de pose, en tant que partie d'un module de complétion, dans une colonne montante s'étendant à partir de la surface. Le trajet
d'écoulement en anneau A et le trajet d'écoulement de pro-
duction P sont ainsi formés. Puis on raccorde un empilage
de blocs d'obturation au moyen du connecteur 152, à la par-
tie supérieure de l'ensemble formant arbre 70, 190. On réa-
lise la complétion du puits et on abaisse le module 220 de complétion à un seul perçage et on le connecte à l'ensemble
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formant arbre 70, 190.
Pour la circulation entre le trajet d'écoulement en anneau A et le trajet d'écoulement de production P, on prévoit une ouverture de jonction au fond du puits entre le perçage de circulation 27 de la colonne de production 26 et l'anneau 32 de la colonne de production. Ceci peut être
réalisé de plusieurs façons. Dans un exemple, on peut dis-
poser un manchon coulissant au fond du puits au voisinage de l'extrémité de la colonne de production 26 au-dessus du dispositif d'étanchéité de production (non représenté). On ouvre le manchon coulissant pour accéder à la zone située entre le perçage d'écoulement 27 et l'anneau 32. Dans un autre exemple, une circulation peut s'effectuer autour de l'extrémité terminale inférieure de la zone de production 26 et à l'intérieur de l'anneau 32 avant que le dispositif d'étanchéité de production soit mis en place. Cela permet la mise en place de l'olive 30 de suspension de la colonne de production, d'obtenir une circulation servant à éliminer le fluide lourd, puis d'installer le dispositif d'étanchéité de production devant être mis en place. Selon
un autre scénario, si le dispositif d'étanchéité de produc-
tion fuit, alors on peut réaliser une circulation autour de l'extrémité inférieure de la colonne de production ou bien,
si la colonne de production est rompue, on peut alors réa-
liser une circulation au niveau de la rupture de la colonne de production. Dans un cas d'urgence, on peut faire
descendre au fond du puits un canon de perforation et per-
forer la colonne de production 26 pour accéder à l'anneau 32. On notera qu'on peut prévoir au fond du puits d'autres moyens pour établir une communication fluidique, entre le perçage de circulation 27 de la colonne de production 26 et l'anneau 32 autour de la colonne de production 26 de
manière à permettre une circulation du fluide entre le tra-
jet de circulation de production P et le trajet de circula-
tion en anneau A.
La circulation dans l'anneau peut être souhai-
table pour différentes raisons, comme par exemple pour une extraction au gaz. On introduit tout d'abord du gaz par pompage le long du train de tiges de travail en réglant la configuration des vannes de telle sorte qu'il existe un écoulement traversant la vanne de jonction 194, qui refoule l'eau de mer hors du train de tiges de travail et l'introduit dans la canalisation de circulation 162 au lieu de l'amener au fond du puits. Une fois que l'eau de mer a été retirée, on ferme la vanne de jonction 194 en introduisant le gaz par pompage, à partir de la surface, dans le trajet de circulation en anneau A pour faciliter la remontée des hydrocarbures dans le passage de production P
jusqu'à la surface.
Une circulation peut être requise pour d'autres raisons, comme par exemple pour faire circuler du gaz retenu dans l'anneau 32. Une autre raison d'exécuter une circulation réside dans la perte d'une barrière de pression, comme par exemple dans le cas d'une fuite ou d'une rupture dans la colonne de production 26 ou une défaillance du dispositif d'étanchéité de production. Une autre possibilité est celle d'une défaillance de l'olive 30 de suspension de la colonne de production, comme par exemple sous l'effet d'une fuite dans les joints d'étanchéité 76 de l'olive de suspension de la colonne de production. Une fois que le puits est achevé et que les
hydrocarbures ont été refoulés à la surface par l'intermé-
diaire du trajet d'écoulement de production P et à travers la colonne montante, il peut être nécessaire d'exécuter une
intervention de reconditionnement. Dans le cas d'un recon-
ditionnement, on ferme le puits et on ferme la vanne prin-
cipale de production 100 et la vanne principale 140, 196 de
l'anneau. Les fluides circulent alors dans la colonne mon-
tante, traversent la vanne de jonction 96, 194 et remontent
dans le conduit 250 pour refouler la totalité des hydrocar-
bures à l'intérieur de la colonne montante. Le pompage des
hydrocarbures dans la mer est interdit en raison du pro-
blème lié à l'environnement.
Une fois que les hydrocarbures ont été retirés de la colonne montante, pour accéder de façon sûre au puits, on établit une circulation dans le perçage d'écoulement P et dans l'anneau A en remplaçant les fluides du puits par de la boue lourde pour commander le puits. L'anneau A et le perçage d'écoulement P sont chargés par de la boue lourde de manière à sécuriser le puits et le rendre sûr. Il existe également des variantes consistant à arrêter la tête de puits sans faire descendre de la boue dans le fond du puits et renvoyer de façon forcée le fluide dans la zone de production. De façon typique ceci n'est pas souhaitable étant donné que ceci affecte de façon nuisible le réservoir. Le puits arrêté, on débranche le module 220 de complétion à un seul perçage de l'ensemble formant arbre et ensuite on peut retirer l'ensemble formant arbre 70, 190 pour accéder à l'olive 30 de suspension de la colonne de production, pour retirer cette dernière -et effectuer un reconditionnement. On fait ensuite descendre un module d'intervention ou de reconditionnement et on le connecte à
la bride 20, 180 de suspension de la colonne de production.
Les formes de réalisation de la présente inven-
tion fournissent de nombreux avantages par rapport à l'art antérieur et sont particulièrement avantageuses pour une complétion avec un perçage de grande taille. Une complétion avec un perçage de grande taille est défini comme étant une complétion avec un perçage de production de 7,62 cm ou plus, et plus particulièrement, un puits de production d'un
diamètre de 7,62 cm ou plus, qui est disposé concentrique-
ment dans le système de la tête de puits, et plus particu-
lièrement un puits de production de 7,62 cm ou plus disposé concentriquement dans un train de tiges de 17,78 cm. De préférence la complétion avec un perçage de grande taille est une complétion avec un perçage de production de 22,86 cm disposé concentriquement dans un train de tiges de
24,45 cm. Cela permet une complétion avec une taille maxi-
male dans une tête de puits ayant une taille minimale. Le
centrage du puits de production et l'élimination d'un ori-
fice vertical d'anneau dans l'olive de suspension de la co-
lonne de production permet de donner une taille maximale au perçage de production pour n'importe quelle tête de puits
donnée. La présente invention supprime la nécessité ressen-
tie depuis longtemps dans l'industrie de disposer d'un sys-
tème simplifié de complétion sous-marine avec un perçage de grande taille, sans qu'il soit nécessaire de développer un
arbre de test pour un perçage de grande taille avec un dis-
positif d'obturation.
Dans la présente invention il est également prévu un perçage d'écoulement concentrique dans le système de la tête de puits. Cette concentricité permet l'utilisation d'une olive concentrique de suspension de la colonne de production, qui simplifie l'outil de pose de l'olive de suspension de la colonne de production étant donné qu'il suffit qu'il comporte un seul perçage qui traverse cet
outil et l'installation de l'olive de suspension de la co-
lonne de production étant donné que la bride de suspension
de la colonne de production peut être utilisée pour orien-
ter l'olive de suspension de la colonne de production. En
outre, un arbre de test sous-marin peut être également uti-
lisé pour mettre en place l'olive de suspension de la colonne de production, ce qui permet une meilleure commande de l'olive de suspension de la colonne de production
lorsqu'on la fait descendre dans le puits. Il existe égale-
ment des avantages du point de vue de la sécurité et du point de vue du réservoir. En utilisant un ensemble formant arbre concentrique, la présente invention fournit les caractéristiques de conception de tête de puits, qui sont
préférées dans l'industrie, comme par exemple l'acces-
sibilité au puits, du point de vue de l'écoulement du fluides.
L'utilisation d'une olive concentrique de suspen-
sion de la colonne de production permet l'utilisation d'un arbre de test classique de telle sorte que le puits peut
être déchargé après la mise en place de la colonne de pro-
duction. Une fois que le puits a été foré, la formation commence à absorber le fluide de complétion, qui de façon typique n'est pas bon pour le réservoir. Le but est de positionner l'olive de suspension de la colonne de production et de retirer le fluide de complétion aussi rapidement que possible en évacuant le fluide de complétion
hors de la colonne de production afin de réduire l'endomma-
gement du réservoir, puis d'ouvrir les vannes pour la production. En termes de cadencement et d'installation de la production, la présente invention facilite le
déchargement du puits.
La concentricité simplifie également la complé-
tion avec un perçage de grande taille. Le module de colonne montante est concentrique de manière à ne pas nécessiter
une orientation avec l'ensemble de l'arbre, tout en four-
nissant l'ensemble de la circulation nécessaire. Bien que
l'orientation entre l'arbre de Noël et la bride de suspen-
sion de la colonne de production ne soit pas nécessaire
pour la présente invention, elle peut être encore néces-
saire pour d'autres accouplements fluidiques. Les canalisa-
tions de commande au fond du puits peuvent traverser l'olive de suspension de la colonne de production, ce qui requiert que les éléments de guidage dans le bloc de l'arbre soient orientés avec l'olive de suspension de la colonne de production, ce qui a pour effet que les orifices
présents dans l'olive de suspension de la colonne de pro-
duction reçoivent des dispositifs de guidage à partir du bloc de l'arbre. Ceci est classique. A titre de variante,
les canalisations de commande peuvent s'étendre horizonta-
lement à travers la bride de suspension de la colonne de production, de telle sorte qu'elles ne traversent pas
l'olive de suspension de la colonne de production. Un avan-
tage de connexions horizontales est que, dès que l'olive de suspension de la colonne de production est positionnée, on peut tester les autres connexions de manière à s'assurer que tout fonctionne. Si les orifices traversent l'olive de suspension de la colonne de production, ceci ne peut pas être déterminé avant que l'empilage de blocs d'obturation et la colonne montante aient été retirés et que l'arbre soit installé. L'inconvénient des connexions horizontales réside dans le fait que des plaques additionnelles d'accouplement doivent être montées sur la bride de suspension de la colonne de production, en dehors d'autres
problèmes logistiques.
La présente invention permet d'utiliser un ensemble d'arbre plus classique avec un ensemble standard de vanne situé dans l'ensemble d'arbre afin qu'il ne soit pas nécessaire d'utiliser des bouchons. Les vannes de l'anneau peuvent être situées à l'intérieur ou à l'extérieur du bloc de l'arbre. La vanne de jonction peut être disposée à l'intérieur étant donné qu'il n'est pas
nécessaire que les passages d'accès à l'anneau soient ver-
ticaux pour recevoir des outils. Les avantages de cette
nouvelle reconfiguration permettent d'agencer "l'arbre ver-
tical" pour revenir à l'agencement concentrique plus simple
avec un seul perçage, ce qui simplifie les outils néces-
saires et remplace les vannes d'accès à l'anneau, qui sont
présentes dans l'olive de suspension et posent des pro-
blèmes, par des vannes portes actionnées, qui sont haute-
ment préférées dans l'industrie. Un avantage de cette
configuration est le matériel simplifié requis pour la réa-
lisation effective de l'agencement.
La présente invention permet d'utiliser un ensemble d'arbres standards permettant un grand nombre des
avantages de l'arbre horizontal. La présente invention per-
met une circulation en anneau autour de l'olive de suspen-
sion de la colonne de production et une jonction pour arré-
ter le fonctionnement du puits avec accès à partir de la partie supérieure de l'ensemble de l'arbre. Les trajets d'écoulement et de circulation 60, 182 d'accès à l'anneau permettent un contournement autour de l'olive 30 de suspension de la colonne de production, tout en utilisant encore un ensemble d'arbre concentrique. La présente invention fournit également de nombreux avantages en rapport avec les connexions dans le système de tête de puits. Aucune connexion externe n'est nécessaire entre la bride 20, 180 de suspension de la colonne de production et le bloc 72, 191 de l'arbre, ni entre le bloc 72, 191 de l'arbre et le module de colonne montante. En disposant toutes les connexions en anneau dans le système de tête de puits, aucune connexion de canalisations d'écoulement extérieures n'est requise. Dans l'art antérieur, une fois que l'olive de suspension de la colonne de production est positionnée, il n'existe aucun moyen de communication avec l'anneau sauf si l'empilage de blocs d'obturation est modifié pour la fixation à une canalisation extérieure d'écoulement en anneau ou sauf si un raccordement ROV est
prévu.
La présente invention fournit également un pro-
cédé simplifié de raccordement d'un perçage concentrique de production à la partie supérieure de l'ensemble de l'arbre et présente encore les deux trajets d'écoulement jusqu'à la surface, pour la circulation. Dans la présente invention on utilise une seule colonne montante à un seul perçage. Il n'est pas nécessaire d'utiliser une colonne montante à deux per,çages, ni un sélecteur de perçage destiné à être utilisé avec la colonne montante à un seul perçage. Le conduit 250 fournit le trajet d'écoulement de circulation nécessaire
jusqu'à la surface.
La présente invention supprime la nécessité de prévoir un module de reconditionnement à haute pression pour l'accès à l'anneau. Il suffit de faire passer des outils de puits par le perçage concentrique de production. Le sélecteur de perçage est supprimé et un ensemble de vannes de sectionnement est supprimé. Tout ce qui est
requis, c'est une vanne d'isolation pour le tuyau.
La présente invention est également avantageuse pour des débranchements rapides d'urgence. Bien que l'on utilise une installation de forage positionnée de façon dynamique, la commande peut être perdue lorsque l'ensemble de forage, qui flotte, s'écarte de sa position au-dessus du
puits. La présente invention permet d'interrompre le fonc-
tionnement du puits, de l'isoler et de le séparer de l'installation de forage positionnée de façon dynamique, en l'espace de quelques secondes, ce qui garantit la commande
du puits.
En se référant maintenant à la figure 4, on y
voit représentée une autre forme de réalisation de la pré-
sente invention. Le système de tête de puits 260 de la figure 4 diffère des systèmes de tête de puits 10, 170 en ce que la bride 270 de suspension de la colonne de production est un arbre horizontal ayant un perçage latéral de production 272. Le système de tête de puits 260 est disposé sur une tête de puits 262 comportant un perçage 264, dans lequel sont disposés un ou plusieurs dispositifs de suspension de tubage, qui suspendent le tubage à l'intérieur du puits, comprenant un dispositif intérieur de suspension de tubage 266 supportant le tubage 268. L'arbre horizontal 270 est monté à la partie supérieure de la tête de puits 262 au moyen d'un connecteur 274. L'arbre horizontal 270 comprend un perçage 276 qui inclut une hélice 278 d'orientation de l'olive de suspension de la
colonne de production.
Une olive 280 de suspension de la colonne de pro-
duction est logée dans le perçage 264 de l'arbre horizontal 270 et est orientée par l'hélice d'orientation 278, de sorte qu'un orifice latéral de circulation 282 dans l'olive 280 de suspension de la colonne de production est aligné avec le perçage latéral de circulation 272 dans l'arbre
horizontal 270. Les joints d'étanchéité 286, 287 sont pré-
vus autour de l'olive 280 de suspension de la colonne de production, de manière à s'appliquer d'une manière étanche contre l'arbre horizontal 270, ce qui permet de fermer d'une manière étanche les per,çages latéraux de circulation de production 272, 282. L'olive 280 de suspension de la colonne de production supporte la colonne de production 284 à l'intérieur du tubage 268 en formant ainsi un anneau 288 de la colonne de production. La colonne de production 284 définit également une zone annulaire 290 avec le perçage
264 de la tête de puits et le per,çage 292 de l'arbre hori-
zontal. On notera qu'une seconde olive de suspension de colonne de production peut être disposée dans le système de tête de puits 260 comme cela est représenté dans le brevet
US 5 372 199.
Un premier passage annulaire 294 traverse la paroi 295 depuis l'anneau 290 pour aboutir à une vanne
principale intérieure 296 de l'anneau. Un passage de circu-
lation 298 de vanne s'étend depuis la vanne principale intérieure 296 de l'anneau en passant par une vanne de reconditionnement 300 pour aboutir à un second passage annulaire 302. Le second passage annulaire 302 revient à travers la paroi 295 de l'arbre horizontal 270 à une zone 304 située audessus de joints d'étanchéité 287 de l'olive 280 de suspension de la colonne de production. Une autre canalisation annulaire 306 communique avec le passage d'écoulement 298 à vanne et inclut une vanne extérieure 308
de l'anneau, servant à commander l'écoulement dans le pas-
sage. Une canalisation de liaison 310 établit également une communication fluidique entre le passage d'écoulement 298 à vanne et la canalisation de production 312 et les perçages latéraux d'écoulement 272, 282. Une vanne de jonction 314 commande l'écoulement circulant dans la canalisation de jonction 310, et une vanne principale interne de production 316 commande l'écoulement dans les perçages latéraux d'écoulement de production 272, 282. Une vanne principale extérieure de production 318 en communication fluidique avec la canalisation de production 312 commande l'écoulement dans une canalisation d'écoulement 320. Bien que le passage d'écoulement 298 à vanne et le passage de liaison 310 soient représentés comme s'étendant à l'extérieur de l'arbre horizontal 270, on notera que l'un
ou l'autre des passages d'écoulement 298 à vanne et du pas-
sage transversal 310 ou ces deux passages peuvent être dis-
posés dans la paroi de l'arbre horizontal 270 comme cela a et décrit en rapport avec les systèmes 10, 170 de tête de
puits des figures 1 et 2.
Un arbre de Noël classique modifié 330 est monté
sur l'arbre horizontal 270. Un bouchon ou un manchon d'iso-
lation 356 s'étend depuis l'arbre 330 à l'intérieur du per-
çage 358 dans l'olive 280 de suspension de la colonne de production, avec des joints d'étanchéité 360 prévus pour réaliser l'étanchéité de la connexion. L'arbre supérieur 330 inclut un premier passage 332 d'accès à l'anneau qui s'étend depuis la zone 304 à travers la paroi 335 de l'arbre 330 pour communiquer avec un passage d'écoulement externe 334, qui s'étend et communique avec un second passage 336 d'accès à l'anneau qui revient à travers la
paroi 335 de l'arbre 330 pour communiquer avec un contre-
perçage 338 situé à l'extrémité supérieure de l'arbre 330.
Une vanne de pistonnage 340 de l'anneau est disposée dans le passage d'écoulement externe 334 pour commander l'écoulement dans ce passage. L'arbre supérieur 330 est connecté à l'extrémité supérieure de l'arbre horizontal 270 par un connecteur 322 de bloc d'obturation. L'arbre supérieur 330 comprend une vanne extérieure de pistonnage 342 et une vanne supérieure de pistonnage 344, qui sont disposées dans le perçage d'écoulement 346 qui traverse l'arbre 330 et communique avec le perçage d'écoulement 350 de la colonne de production 284. Un couvercle 352 de protection contre les débris est raccordé à la partie supérieure de l'arbre 330 par le connecteur 354 du
dispositif du bloc d'obturation.
La forme de réalisation du système de puits 260 est prévue pour un perçage d'une taille supérieure à celle actuellement disponible dans un arbre horizontal à bride de suspension. La figure 4 illustre une complétion avec un perçage de grande taille et l'utilisation de vannes plus petites dans l'arbre supérieur 330, qui est essentiellement un bloc de pistonnage. L'accès à l'anneau s'effectue autour de l'olive 280 de suspension de la colonne de production et autour des vannes de pistonnage 342, 344 et par conséquent aucun connecteur extérieur n'est requis. Le système de tête
de puits 260 est particulièrement avantageux pour des com-
plétions sans ligne de guidage.
Bien que l'on ait représenté et décrit des formes de réalisation préférées de la présente invention, des modifications peuvent y être apportées par un spécialiste de la technique sans sortir du cadre de l'invention. Les formes de réalisation décrites ici sont données uniquement à titre d'exemples et n'ont aucun caractère limitatif. De nombreux changements et modifications peuvent être apportés
au système et au dispositif dans le cadre de l'invention.
Claims (21)
1. Ensemble pour une tête de puits (12) installée dans un puits sousmarin, caractérisé en ce qu'il comprend: une bride de suspension (20) adaptée pour être montée sur la tête de puits, un arbre (70) raccordé à ladite bride de suspension (20), un perçage d'écoulement concentrique (27, 88) s'étendant à travers ladite bride de suspension et ledit arbre (70), et un perçage (40, 50, 122, 136, 128) d'accès à un anneau (32), ledit perçage s'étendant au moins en partie à
travers ladite bride de suspension et ledit arbre.
2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un perçage d'écoulement de jonction (90) communiquant avec ledit perçage d'écoulement concentrique et incluant une vanne de jonction (96)
disposée sur ledit arbre.
3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie dudit perçage (40, 50) d'accès à l'anneau, qui s'étend à travers ladite bride de suspension (20), est disposée entièrement à l'intérieur d'une paroi
(38) de ladite bride de suspension.
4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une vanne (46) communiquant avec ladite partie du perçage (40, 50) d'accès à l'anneau et disposée dans ladite paroi (38) de la bride
de suspension (20).
5. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie dudit perçage (122) d'accès à l'anneau, qui traverse ledit arbre (70), est disposée complètement
dans une paroi (75) dudit arbre.
6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une vanne (140, 142) communiquant avec ladite partie du perçage (122) d'accès à
l'anneau et disposée dans ladite paroi (75) de l'arbre.
7. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit perçage d'écoulement concentrique (27, 88)
possède un diamètre important.
8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel ledit perçage d'écoulement concentrique possède un diamètre
égal à au moins 22,86 cm.
9. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit perçage d'accès à l'anneau traverse la
liaison entre ladite bride de suspension et ledit arbre.
10. Ensemble selon la revendication 1, caracté-
risé en ce qu'il comporte en outre un connecteur (152) situé sur ledit arbre (70) et comportant un perçage (160) de connecteur, avec lequel communique ledit perçage (128)
d'accès à l'anneau.
11. Ensemble selon la revendication 10, caracté-
risé en ce qu'il comporte en outre une olive de suspension de colonne de production (26) qui est supportée par ladite bride de suspension (20) et supporte en suspension la colonne de production (26) à l'intérieur du puits, ladite colonne de production (26) formant l'anneau (32), et ledit perçage (40, 50, 122, 126, 128) d'accès à l'anneau mettant en communication l'anneau (32) avec ledit perçage de
connecteur (152).
12. Ensemble selon la revendication 10, caracté-
risé en ce qu'il comporte en outre un conduit communiquant avec ledit perçage de connecteur et s'étendant jusqu'à la
surface.
13. Ensemble selon la revendication 10, caracté-
risé en ce qu'il comporte en outre une colonne montante à un seul perçage connectée audit arbre (70) par ledit connecteur, ladite colonne montante ne comportant aucun
sélecteur de perçage.
14. Ensemble selon la revendication 10, caracté-
risé en ce que ledit connecteur comprend un système de
débranchement d'urgence (228).
15. Ensemble selon la revendication 1, caracté-
risé en ce que ladite bride de suspension (180) comprend un perçage (222) recevant une olive de suspension de colonne de production équipée de joints d'étanchéité (233, 235) qui étanchéifient ladite olive de suspension de colonne de production et ladite bride de suspension (180) et que ledit perçage (122) d'accès à l'anneau s'étend depuis une première ouverture ménagée dans ledit perçage de la bride de suspension au-dessous desdits joints d'étanchéité de l'olive de suspension de colonne de production jusqu'à une seconde ouverture formée dans le perçage de la bride de suspension au-dessus desdits joints d'étanchéité de l'olive
de suspension de la colonne de production.
16. Ensemble selon la revendication 15, caracté-
risé en ce qu'il comporte en outre un orifice latéral de production (272) qui s'étend depuis ledit perçage d'écoulement concentrique et à travers ledit arbre (190) jusqu'à une vanne montée sur ledit arbre, ledit arbre comportant des vannes disposées dans ledit perçage d'écoulement concentrique au-dessus et au-dessous dudit
orifice latéral de production.
17. Ensemble selon la revendication 15, caracté-
risé en ce qu'il comporte en outre un orifice latéral de
production (282) qui s'étend depuis ledit perçage d'écou-
lement concentrique à travers ladite olive de suspension de colonne de production et ladite bride de suspension jusqu'à
une vanne montée sur ladite bride de suspension (180).
18. Ensemble pour une tête de puits installée sur un puits sous-marin, caractérisé en ce qu'il comporte une bride de suspension (180) adaptée pour être montée sur la tête de puits, un arbre (270) raccordé à ladite bride de suspension; une olive de suspension de colonne de production supportêepar ladite bride de suspension et supportant en suspension la colonne de production dans le puits; une colonne montante à un seul perçage et un conduit (250) s'étendant jusqu'à la surface, un perçage d'écoulement concentrique s'étendant depuis la colonne de production, à travers ladite bride de suspension et ledit arbre, et au travers de ladite colonne montante à perçage unique, et un perçage d'accès communiquant avec un anneau situé autour de ladite colonne de production et s'étendant au moins partiellement à travers ladite bride de suspension et ledit arbre jusqu'à une extrémité supérieure dudit arbre, ledit perçage d'accès à l'anneau communiquant avec
ledit conduit s'étendant jusqu'à la surface.
19. Ensemble selon la revendication 18, caracté-
risé en ce que ledit perçage d'écoulement concentrique est un perçage de production d'un diamètre de 7,62 cm, disposé concentriquement dans au moins un train de tiges de
17,78 cm suspendu dans le puits par la tête de puits.
20. Ensemble selon la revendication 18, caracté-
risé en ce que ledit perçage d'écoulement concentrique est un perçage de production d'un diamètre de 22,86 cm disposé concentriquement dans au moins un train de tiges de
24,45 cm suspendu dans le puits par la tête de puits.
21. Procédé pour faire circuler des fluides dans un puits sous-marin, caractérisé en ce qu'il consiste à: disposer un perçage d'écoulement concentriquement à travers un arbre, une bride de suspension et une tête de puits, suspendre la colonne de production dans le puits de forage à partir d'une olive de suspension de colonne de production supportée par la bride de suspension, disposer une colonne montante depuis l'arbre jusqu'à la surface, ménager un perçage d'accès à l'anneau disposé autour de la colonne de production à travers la bride de suspension et l'arbre à partir de l'anneau, jusqu'à une extrémité supérieure de l'arbre,
ouvrir une ouverture dans la colonne de produc-
tion au fond du puits de forage, l'ouverture communiquant avec l'anneau par l'intermédiaire d'un perçage d'écoulement de la colonne de production; et faire circuler un fluide dans ledit perçage d'écoulement, ladite ouverture et ledit perçage d'accès à l'anneau.
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