FR2904031A1 - Element male, pour un composant de forage, a butee externe et butee interne adaptee au refacage sans perte de couple de resistance, et ensemble de composants de forage associe. - Google Patents

Abstract

Un élément mâle (EM), pour un composant de forage (T1), est destiné à être connecté à un élément femelle (EF) d'un type identique à celui de l'élément mâle (EM) ou d'un type dit API et faisant partie d'un autre composant de forage (T2), et comprend, en allant vers une extrémité libre de son composant de forage (T1), un corps (C1) sensiblement cylindrique terminé par une surface radiale (EA) définissant une butée dite "externe" (BE) et lié par une base (B1) à une portion de connexion (PC1) de forme générale externe tronconique, de diamètre décroissant en s'éloignant de la base (B1), munie extérieurement d'une partie filetée (PF1) propre à être vissée dans une partie filetée correspondante de l'élément femelle (EF) de l'autre composant de forage (T2), et prolongée par une portion terminale (PT1) non filetée comportant une partie d'extrémité (PE) dans laquelle est définie une surface de butée dite "interne" (BI). La partie d'extrémité (PE) de la portion terminale (PT1) comprend une première partie (PE1) dans laquelle est définie la surface de butée interne (BI) et dont une surface externe est de forme générale cylindrique sur une longueur (L1) choisie suivant l'axe (XX) de l'élément mâle (EM), et une deuxième partie (PE2) dont une surface externe est de forme générale tronconique de diamètre décroissant en allant vers la première partie (PE1), formant un chanfrein et liée à la première partie (PE 1 ) d'un côté de cette dernière opposé à la butée interne (BI).

Description

ÉLÉMENT MÂLE, POUR UN COMPOSANT DE FORAGE, À BUTÉE EXTERNE ET BUTÉE

INTERNE ADAPTÉE AU REFAÇAGE SANS PERTE DE COUPLE DE RÉSISTANCE, ET ENSEMBLE DE COMPOSANTS DE FORAGE ASSOCIÉ L'invention concerne les composants de forage, utilisés par exemple dans des applications pétrolières, et plus précisément les éléments mâles que comprennent certains de ces composants de forage. 10 On entend ici par "composant de forage" tout composant ou accessoire utilisé pour forer un puits et destiné à être assemblé à un autre composant de forage en une ligne de forage depuis la surface jusqu'au fonds du puits, comme par exemple et de manière non limitative une tige de forage ("drill pipe"), une tige lourde ("heavy weight drill pipe"), 15 une masse-tige ("drill collar"), une pièce d'entraînement de ligne ("kelly"), une pièce de connexion ("sub"), un accessoire de dégagement de ligne ("jar"), et une turbine de fond de puits, un trépan ("drilling bit"). Ces composants de forage comportent chacun au moins une extrémité munie d'un 20 élément mâle ou femelle fileté destiné à coopérer avec un élément femelle ou mâle fileté d'un autre composant de forage. On comprendra que de tels composants de forage doivent être assemblés sous un couple très élevé de vissage pour pouvoir ensuite transmettre dans le puits un couple important de rotation, inférieur toutefois au couple de vissage ; de tels composants étant généralement utilisés en forage rotatif et 25 l'entraînement en rotation étant souvent assuré en surface. La résistance au couple de vissage est généralement assurée par une butée sur les éléments mâle et femelle. Les surfaces en butée assurent également un positionnement axial relatif d'un élément par rapport à l'autre et une étanchéité de la connexion à la boue sous pression circulant à 30 l'intérieur des composants, boue qui est destinée à faire remonter les débris de forage vers la surface le long de la ligne de forage par l'extérieur des composants. ql 2904031 2 Dans le domaine pétrolier, la spécification API 7 relative aux composants de forage rotatif (API pour "American Petroleum Institute") prévoit un type de filetage particulier, ainsi qu'un système à simple butée (dite "externe"). Cette butée externe est fournie dans le cas d'un élément femelle par la portion d'extrémité libre de cet élément et dans le cas 5 d'un élément mâle par une surface annulaire radiale (externe) terminant un corps sensiblement cylindrique, définissant un épaulement à partir de la surface externe du corps et liée par une base cylindrique, de diamètre externe inférieur à celui du corps, à une portion de connexion de forme générale tronconique, de diamètre externe décroissant en s'éloignant de la base, et munie extérieurement d'une partie filetée propre à être vissée dans une partie filetée correspondante d'un élément femelle d'un autre composant de forage, cette partie filetée s'étendant sensiblement jusqu'à l'extrémité libre de l'élément mâle. Différents constructeurs de composants de forage ont proposé des éléments mâles et femelles avec des filetages plus évolués ainsi qu'avec une double butée. Ces propositions spécifiques (ou "propriétaires") ont pour but de permettre de transmettre un couple plus important, à dimensions comparables. En contrepartie, pour fonctionner correctement, les éléments mâles et femelles à double butée doivent être très bien ajustés, de sorte que les appuis sur les deux butées puissent se faire harmonieusement.

Les éléments mâles spécifiques présentés ci-avant sont généralement incompatibles avec des éléments femelles de type différent. Par contre, certains d'entre eux sont rendus compatibles avec les éléments femelles conformes à la spécification API, de manière à permettre une interchangeabilité sur le terrain, lorsque c'est souhaité.

La Demanderesse propose ainsi sous la dénomination commerciale "VAM EIS" (VAM et VAM EIS sont des marques déposées) une connexion à double butée interchangeable avec des éléments mâle et femelle API. Cette connexion fournit, outre des performances élevées en torsion, un diamètre interne important pour avoir un meilleur fonctionnement hydraulique, en même temps qu'un diamètre extérieur réduit, qui permet une meilleure insertion dans le puits de forage. Cette connexion est constituée par vissage de l'élément al 2904031 3 mâle à double butée d'un premier composant de forage dans l'élément femelle d'un second composant de forage. Un élément mâle, propre à participer à une telle connexion, comprend, en allant vers 5 l'extrémité libre du composant de forage, un corps sensiblement cylindrique terminé par une surface radiale (définissant la butée externe) et lié par une base à une portion de connexion de forme générale externe tronconique, de diamètre décroissant en s'éloignant de la base, munie extérieurement d'une partie filetée destinée à être vissée dans une partie filetée correspondante de l'élément femelle d'un autre composant de forage. La 10 portion de connexion est prolongée par une portion terminale (ou "nez") non filetée comportant une partie d'extrémité dans laquelle est définie une surface de butée (dite "interne") pour une surface correspondante de butée interne de l'élément femelle de l'autre composant de forage lorsque ledit élément femelle est strictement de même type que l'élément mâle.

15 Lorsqu'un élément mâle ou femelle (de type API, VAM EIS ou autre) a été endommagé au niveau de sa butée interne et/ou de sa butée externe, par exemple lors de l'utilisation, du transport ou du stockage du composant tubulaire auquel il appartient, il doit faire l'objet d'une opération de "refaçage" (ou dressage de la surface de butée) afin de pouvoir 20 être de nouveau étanche à la boue après un nouveau vissage dans un élément correspondant ou adapté d'un autre composant de forage. Cette opération de refaçage consiste à enlever une certaine quantité de matière au niveau du corps, dans la région où est définie la butée externe, dans le cas d'un élément à simple butée externe de type API, ou bien tant au niveau du corps cylindrique, dans la région où est définie la butée 25 externe, qu'au niveau de la portion terminale (nez), dans la région où est définie la butée interne, dans le cas d'un élément à double butée. Il est en effet impératif d'effectuer le refaçage à la fois de la butée externe et de la butée interne dans le cas des connexions à double butée afin d'éviter de modifier significativement la longueur de la connexion (longueur entre butées externe et interne). Dans le cas d'un élément API (à simple 30 butée), la longueur de connexion (dite perdue au vissage (ou encore "make-up loss") dans le cas de l'élément mâle) est par contre diminuée après refaçage. La spécification API limite la longueur axiale cumulée de refaçage à environ 1,6 mm (1/16 de pouce). En a 2904031 4 effet, le refaçage entraîne une variation du diamètre de référence du filetage conique et il importe de limiter cette variation pour éviter un serrage excessif des filets voire une absence d'appui des butées en fin de vissage.

5 Le refaçage n'induit pas de problème lorsque l'on connecte un élément mâle refacé de type VAM EIS (ou équivalent) d'un premier composant de forage à un élément femelle de type VAM EIS (ou équivalent) d'un second composant de forage, les éléments VAM EIS étant conçus pour être refacés dans les mêmes limites que l'API. Il n'y a pas plus de problème à connecter un élément mâle API refacé dans un élément femelle VAM EIS 10 (ou équivalent) refacé ou non car l'élément mâle est alors plus court qu'à l'origine et ne risque pas d'interférer avec l'élément femelle. Mais cela n'est pas le cas, lorsque l'on doit connecter un élément mâle de type VAM EIS (ou équivalent), refacé ou non, d'un premier composant de forage à un élément femelle refacé de type API (ou équivalent) d'un second composant de forage. En effet, l'extrémité externe du nez de l'élément mâle 15 de type VAM EIS (ou équivalent) interfère alors avec la partie de transition (appelée "fade off') de l'élément femelle refacé de type API (ou équivalent) qui fait face au nez de l'élément mâle. Cela résulte du fait que, d'une part, la distance entre les butées interne et externe d'un élément mâle de type VAM EIS, qui est maintenue sensiblement constante par l'opération de refaçage, est plus grande d'environ 15 mm (ou 0,6 pouce) 20 que la longueur correspondante (longueur perdue au vissage) d'un élément mâle de type API standard, et d'autre part, l'opération de refaçage effectuée sur un élément femelle de type API entraîne un raccourcissement de la longueur entre butée externe et fade-off qui le rend inutilisable avec un élément mâle de type VAM EIS. La partie de fade-off ne doit en effet en aucun cas être marquée par une interférence entre les éléments mâle et 25 femelle. Pour tenter de remédier à cet inconvénient, il a été proposé de créer un petit chanfrein au niveau de l'extrémité externe de la butée interne de l'élément mâle de type VAM EIS (ou équivalent), après l'opération de refaçage. Le refaçage se faisant avec un outil plan, 30 le petit chanfrein ne peut être réalisé qu'avec un outil dédié complémentaire lors d'une opération supplémentaire coûteuse.

2904031 5 Il a également été proposé de créer initialement (avant refaçage) un grand chanfrein au niveau de l'extrémité externe de la butée interne de l'élément mâle de type VAM EIS (ou équivalent). Or, le chanfrein entraîne avant tout refaçage une réduction de la hauteur (dans la direction radiale) de la butée interne, ce qui peut limiter le couple de vissage 5 applicable et par conséquent le couple de rotation de la ligne de forage et provoquer ce que l'homme de l'art appelle des "plastifications" et donc des déformations locales importantes de la butée interne. Aucune solution connue n'étant satisfaisante, l'invention a donc pour but d'améliorer la 10 situation. Elle propose à cet effet un élément mâle à butées interne et externe du type de celui présenté ci-avant, et dans lequel la partie d'extrémité de la portion terminale (de l'élément mâle) comprend, d'une part, une première partie dans laquelle est définie la 15 surface de butée interne et dont une surface externe est de forme générale cylindrique sur une longueur choisie suivant l'axe dudit élément mâle, et d'autre part, une deuxième partie dont une surface externe est de forme générale tronconique de diamètre décroissant en allant vers la première partie, formant un chanfrein et liée à la première partie du côté de cette dernière opposé à la butée interne.

20 L'élément mâle selon l'invention peut se décliner selon de nombreuses variantes, dont certaines au moins des caractéristiques peuvent être combinées entre-elles, et notamment: • la liaison entre les surfaces externes des première et deuxième parties peut présenter, 25 dans une vue en coupe axiale, une forme arrondie; - la forme arrondie est par exemple semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm; *dans une première variante, la liaison entre les surfaces externes des première et deuxième parties peut comprendre une première rainure s'étendant sur une partie au 30 moins du pourtour de l'élément mâle; -la première rainure peut par exemple s'étendre sur tout le pourtour de l'élément mâle; oe 2904031 6 -la première rainure peut par exemple présenter une profondeur suivant la direction radiale comprise entre environ 0,1 mm et environ 0,2 mm; -la première rainure peut par exemple présenter, dans une vue en coupe axiale, une forme semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm ; 5 • dans les exemples de réalisation précédents, la surface externe de la première partie peut être de forme cylindrique sur toute son extension suivant l'axe de l'élément mâle; •dans une seconde variante, la première partie peut comprendre, d'une part, une première sous-partie possédant une surface externe de forme cylindrique, s'étendant sur une grande partie de la longueur choisie et comprenant la surface de butée interne, et 10 d'autre part, une seconde sous-partie prolongeant la première sous-partie sur la partie complémentaire de la longueur choisie, liée à la deuxième partie tronconique, et dont une surface externe présente dans une vue en coupe axiale une forme arrondie pour que son extrémité, située à la liaison avec la deuxième partie, soit plus éloignée de l'axe de l'élément mâle que la surface externe de la première sous-partie; 15 -la différence d'éloignement peut par exemple être comprise entre environ 0,2 mm et environ 0,3 mm; -la forme arrondie peut par exemple être semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm; -la deuxième partie peut comprendre, d'une part, une première sous-partie possédant 20 une surface externe de forme tronconique, et d'autre part, une seconde sous-partie prolongeant la première sous-partie en direction de la première partie jusqu'à la liaison avec cette dernière, et dont une surface externe présente dans une vue en coupe axiale une forme arrondie. Par exemple, cette forme arrondie est semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm; 25 •la première partie peut s'étendre sur une longueur suivant l'axe de l'élément mâle choisie égale à l'épaisseur de matière que l'on supprime dans la portion terminale lors de l'opération de refaçage. Cette longueur dépend de la norme (ou de la spécification) en vigueur. Par exemple, en vue d'une interchangeabilité VAM EIS/API, cette longueur est égale à environ 1,6 mm (ou 1/16 de pouce); 30 •le chanfrein de la deuxième partie peut par exemple présenter une pente comprise entre environ 40 et environ 50 ; o' 2904031 7 • la liaison entre une extrémité interne de la butée externe (et donc de la surface radiale de celle-ci) et la base peut comprendre une seconde rainure qui s'étend sur une partie au moins du pourtour de l'élément mâle; -par exemple, la seconde rainure s'étend sur tout le pourtour de l'élément mâle; 5 • au moins son extrémité mâle peut former une interface de connexion de type VAM EIS. L'invention propose également un ensemble d'au moins deux composants de forage, comportant un premier composant de forage muni d'un élément mâle du type de celui 10 présenté ci-avant, et un deuxième composant de forage muni d'un élément femelle conforme à une spécification API et couplé à l'élément mâle du premier composant de forage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la 15 description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : • la figure 1 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe suivant l'axe des composants de forage, un premier mode de réalisation d'un élément mâle de type VAM EIS d'un premier demi composant de forage selon l'invention, couplé à un élément femelle de type API d'un second demi composant de forage, 20 •la figure 2 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe suivant l'axe du premier composant de forage, un deuxième mode de réalisation d'un élément mâle de type VAM EIS d'un premier demi composant de forage selon l'invention, • la figure 3 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe suivant l'axe du premier composant de forage, la portion terminale d'un troisième mode de réalisation 25 d'un élément mâle de type VAM EIS d'un premier demi composant de forage selon l'invention, le cercle comprenant un détail de la portion terminale, et • la figure 4 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe suivant l'axe du premier composant de forage, la portion terminale d'un quatrième mode de réalisation d'un élément mâle de type VAM EIS d'un premier demi composant de forage selon 30 l'invention, le cercle comprenant un détail de la portion terminale, et •la figure 5 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe suivant l'axe du premier composant de forage, la portion terminale d'un cinquième mode de réalisation 0/ 2904031 8 d'un élément mâle de type VAM EIS d'un premier demi composant de forage selon l'invention, le cercle comprenant un détail de la portion terminale. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi 5 contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a pour but de permettre le refaçage des butées externe et interne d'un élément mâle (de type VAM EIS ou équivalent) de composant de forage n'entraînant ni une réduction sensible de la distance entre butées (interne et externe) ni une réduction 10 sensible de la hauteur radiale de la butée interne, afin de permettre sa réutilisation avec une élément femelle refacé de type API (ou équivalent). Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que les composants de forage sont destinés à être assemblés les uns aux autres de manière à constituer des 15 lignes de forage pétrolier s'étendant sur toute la profondeur d'un puits de forage. On entend ci-après par "ensemble de forage" une partie d'une ligne de forage constituée par un assemblage d'au moins des premier et second composants de forage, ledit premier composant de forage comprenant au moins une extrémité munie d'un élément mâle et 20 ledit second composant de forage comprenant au moins une extrémité munie d'un élément femelle et coopérant avec l'élément mâle du premier composant de forage pour définir une connexion. On considérera plus particulièrement dans la suite de la présente description un ensemble de forage définissant au moins une connexion entre un élément mâle à double butée, de type VAM EIS (ou équivalent) et un élément femelle, de type 25 API (ou équivalent). Une partie d'un tel ensemble (avant refaçage des éléments mâle et femelle) est illustrée sur la figure 1 dans une vue en coupe selon l'axe XX des composants de forage. Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple illustratif, non limitatif, que les 30 composants de forage sont des tiges de forage ("drill pipe") T1 et T2 (constituées chacune de manière connue d'un tube aux extrémités duquel sont rapportés (par soudage par friction, notamment) des éléments filetés creux dits "tool joints", à savoir un élément o! 2904031 9 mâle à une extrémité de la tige et un élément femelle à l'autre extrémité de la tige), des tiges lourdes ("heavy weight drill pipe") ou des masses-tiges ("drill collar"). Mais, l'invention n'est pas limitée à des composants de forage du type "tige". Elle concerne en effet également des pièces ou accessoires de forme tubulaire ou non tubulaire tels que, 5 par exemple, des pièces de connexion ("sub"), des pièces d'entraînement de ligne ("kelly"), des accessoires de dégagement de ligne ("jar"), des turbines de fonds de puits, ou des trépans ("drilling bit"). Dans cet exemple, la première tige Tl comprend un élément mâle (ou "pin") EM de type 10 VAM EIS, tandis que la seconde tige T2 comprend une élément femelle (ou "box") EF de type API. L'élément femelle EF (de la seconde tige T2) comprend tout d'abord un corps C2 sensiblement cylindrique creux défini par un diamètre externe DE2 et un diamètre 15 interne DI2 et relié à une portion de connexion PC2 par une partie tronconique (ou "fade off') PTR dont le rayon croît en s'éloignant du corps C2. La portion de connexion PC2 présente une forme générale tronconique sur sa surface interne. Son diamètre externe suivant la direction radiale (perpendiculaire à l'axe XX de la tige) est constant et égal à celui DE2 du corps C2 tandis que son diamètre interne croît en s'éloignant de la partie 20 tronconique PTR et elle comprend du côté interne (c'est-à-dire du côté orienté vers l'intérieur de la tige) une partie filetée PF2 destinée à être vissée sur une partie filetée PF1 homologue de l'élément mâle EM de la première tige Ti. La portion de connexion PC2 est prolongée par une portion terminale de contre alésage ("counterbore") PT2, non filetée de même diamètre externe DE2 que le corps C2 et de diamètre interne faiblement 25 croissant en s'éloignant de la partie filetée PF2, qui définit à son extrémité libre une surface annulaire radiale d'appui pour une butée externe. L'élément mâle EM (de la première tige Ti) comprend tout d'abord, en allant vers l'extrémité libre de la première tige Tl, un corps Cl sensiblement cylindrique creux de 30 diamètre interne DI1 égal à DI2 et de diamètre externe DE1 égal ou voisin de DE2, terminé par une surface annulaire radiale EA, dite externe du fait qu'elle est située du côté externe de la tige Tl (par opposition au côté interne), et lié à une portion de 2904031 10 connexion PC 1 par une base sensiblement cylindrique creuse B1 de diamètre interne égal à DI1 et de diamètre externe inférieur à DE1. La surface radiale EA définit une butée dite "externe" BE sur laquelle vient "s'appuyer" radialement la surface d'appui en extrémité libre de la portion terminale PT2 de l'élément femelle EF de la seconde tige 5 T2, lors du vissage. Comme cela est illustré dans l'exemple non limitatif de réalisation de la figure 2, la liaison entre l'extrémité interne de la butée externe BE et la base B1 peut éventuellement comprendre une rainure R2 qui s'étend sur une partie au moins du pourtour de la surface 10 radiale EA. Cette rainure R2 peut être annulaire lorsqu'elle s'étend sur tout le pourtour de la surface radiale EA. Elle est notamment destinée à faciliter le refaçage de l'élément mâle EM en conservant une géométrie appropriée (rayon de raccordement) dans l'angle entre la butée externe BE et la base B1.

15 La portion de connexion PC 1 de la première tige T 1 présente une surface externe de forme générale tronconique. Son diamètre interne suivant la direction radiale est constant et égal à DI1 tandis que son diamètre externe décroît en s'éloignant de la base B1. Elle comprend du côté externe la partie filetée PF1 qui est destinée à être vissée dans la partie filetée PF2 homologue de l'élément femelle EF de la seconde tige T2. Cette portion de 20 connexion PC1 est prolongée par une portion terminale (ou nez) PT1 non filetée globalement tronconique creuse de diamètre intérieur constant DI1 et de diamètre externe décroissant et à l'extrémité de laquelle est définie une surface de butée dite "interne" BI qui présente après vissage un jeu radial par rapport à la surface interne en regard de l'élément femelle EF du type API de la seconde tige T2, et notamment par 25 rapport à celle de la partie tronconique PTR, que la première tige Ti et/ou la seconde tige T2 soi(en)t ou non refacée(s). Il est rappelé que c'est seulement dans le cas d'une coopération entre des éléments mâle EM et femelle EF de type VAM EIS (disposant chacun de butées interne et externe) que 30 les butées internes desdits éléments mâle EM et femelle EF s'appuient l'une sur l'autre après vissage. ! 2904031 11 Selon l'invention, la portion terminale PT1 de l'élément mâle EM comprend une partie d'extrémité PE comportant deux parties PEI et PE2 se prolongeant au niveau d'une liaison. La première partie PEI possède une surface externe de forme générale cylindrique sur une longueur L1 choisie, suivant l'axe XX de la tige. On entend ici par 5 "forme générale cylindrique" le fait de présenter une forme cylindrique, et donc un diamètre (externe) constant dans la direction radiale, sur l'intégralité de son extension ou sur une partie importante de cette extension. Dans les exemples de réalisation illustrés sur les figures 1 à 4, la première partie PEI 10 possède une surface externe de forme cylindrique sur toute sa longueur L1 et la butée interne BI est définie (radialement) au niveau de son extrémité libre. La longueur L1 est choisie sensiblement égale à l'épaisseur de matière que l'on supprime dans la portion terminale PT1 de l'élément mâle EM, suivant l'axe XX, lors d'une opération de refaçage. Par exemple, la longueur L1 est égale à environ 1,6 mm (ou 1/16 de pouce). En 15 fait, cette longueur est choisie en fonction de la norme ou spécification en vigueur. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 5, la première partie PEI comporte deux sous-parties SPI et SP2. La première sous-partie SPI présente une surface externe de forme cylindrique sur toute sa longueur LIA et la butée interne BI est définie 20 (radialement) au niveau de son extrémité libre. Son diamètre externe est donc constant sur toute la longueur LIA. La seconde sous-partie SP2 prolonge la première sous-partie SPI en direction de la base B1 sur une longueur L1B suivant l'axe XX. Elle est liée à la deuxième partie PE2 de la 25 portion terminale PT1 de l'élément mâle EM. Par ailleurs, elle présente, dans une vue en coupe axiale, une surface externe de forme arrondie afin que l'extrémité de cette surface externe qui est située à la liaison avec la deuxième partie PE2 soit plus éloignée de l'axe XX que la surface externe de la première sous-partie SPI (à laquelle elle est également liée, mais de l'autre côté). Cette différence d'éloignement, référencée DE, est par 30 exemple comprise entre environ 0,2 mm et environ 0,3 mm, et de préférence égale à environ 0,25 mm. Sa forme arrondie peut par exemple être semi-circulaire. Dans ce cas, 2904031 12 son rayon peut par exemple être compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm. Par exemple, son rayon est égal à environ 0,8 mm ou environ 1,6 mm. La somme des longueurs LIA et L1B des première SPI et seconde SP2 sous-parties qui 5 constituent la première partie PE I est égale à la longueur L1 (L 1 = LIA + L1B). Cette dernière est choisie sensiblement égale à l'épaisseur de matière que l'on supprime dans la portion terminale PT1 de l'élément mâle EM, suivant l'axe XX, lors d'une opération de refaçage. Par exemple, la longueur LI est égale à environ 1, 6 mm (ou 1/16 de pouce). En fait, cette longueur est choisie en fonction de la norme ou spécification en vigueur.

10 Quel que soit le mode de réalisation, la deuxième partie PE2, de la partie d'extrémité PE de la portion terminale PT1 de l'élément mâle EM, présente une surface externe de forme générale tronconique qui définit un chanfrein. On entend ici par "forme générale tronconique" le fait de présenter une forme tronconique sur l'intégralité de son extension 15 ou sur une partie importante de cette extension. Le diamètre externe (suivant la direction radiale) de la deuxième partie tronconique PE2 croît en s'éloignant de la première partie PE I et donc de la butée interne BI (ou autrement dit le diamètre externe décroît en allant vers la première partie PE 1).

20 La pente du chanfrein de la deuxième partie PE2 est par exemple comprise entre environ 40 et environ 50 , et de préférence égale à environ 45 . Dans les exemples de réalisation illustrés sur les figures 1 et 2, la deuxième partie PE2 présente une surface externe de forme tronconique sur toute sa longueur L2. Dans ce cas, 25 la liaison entre les surfaces externes des première PE I et deuxième PE2 parties se fait de façon anguleuse. La longueur L2 est par exemple égale à environ 1,6 mm (ou 1/16 de pouce). En fait, cette longueur est choisie conjointement avec l'angle du chanfrein pour définir le diamètre externe de la partie PE1. Il convient en effet que ce diamètre externe soit suffisant pour obtenir une surface adéquate de butée interne tout en maintenant un 30 jeu radial entre la partie terminale PT1 et l'élément femelle EF même refacé.

2904031 13 Dans les exemples de réalisation illustrés sur les figures 3 à 5, la surface externe de la deuxième partie PE2 n'est de forme rigoureusement tronconique que sur la plus grande partie de sa longueur L2. Plus précisément, dans l'exemple illustré sur la figure 3, la liaison entre les première PE 1 et deuxièmePE2 parties présente, dans une vue en coupe 5 axiale, une surface externe de forme arrondie de manière à offrir un raccordement doux. Cette forme arrondie peut par exemple être semi-circulaire. Dans ce cas, son rayon peut par exemple être compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm. Par exemple, son rayon est égal à environ 0,8 mm ou environ 1,6 mm.

10 La longueur L2 de la deuxième partie PE2 (c'est-à-dire l'ensemble constitué de la portion tronconique et de la portion de forme arrondie) est par exemple égale à environ 1,6 mm (ou 1/16 de pouce). En fait, cette longueur est choisie conjointement avec l'angle du chanfrein pour définir le diamètre externe de la partie PE1 pour les mêmes raisons que dans le cas des figures 1 et 2.

15 Dans l'exemple illustré sur la figure 4, la liaison entre les surfaces externes des première PEI et deuxième PE2 parties comprend une (première) rainure R1 qui s'étend sur une partie au moins du pourtour de la première tige Tl. Cette rainure R1 peut être annulaire lorsqu'elle s'étend sur tout le pourtour de la première tige T1. Cette rainure RI est 20 destinée à faciliter la visualisation de la limite de refaçage, laquelle est plus difficile à observer dans le cas illustré sur la figure 3. La rainure R1 présente par exemple une profondeur suivant la direction radiale comprise entre environ 0,1 mm et environ 0,2 mm, et de préférence égale à environ 0,15 mm. Par ailleurs, la forme de cette rainure R1, dans une vue en coupe axiale, est par exemple semi-circulaire. Dans ce cas, son rayon 25 peut par exemple être compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm. Par exemple, son rayon est égal à environ 0,8 mm ou environ 1,6 mm. L'angle A que fait la rainure RI au niveau de la liaison avec la surface cylindrique externe de la première partie PEI dépend du rayon de la forme arrondie. Par exemple, dans le cas d'un rayon égal à environ 0,8 mm l'angle A est égal à environ 33 , tandis que dans le cas d'un rayon égal à environ 1,6 30 mm l'angle A est égal à environ 22 . A' 2904031 14 La longueur L2 de la deuxième partie PE2 (c'est-à-dire l'ensemble constitué de la portion tronconique et de la rainure R1) est par exemple égale à environ 1,6 mm (ou 1/16 de pouce). En fait, cette longueur est choisie conjointement avec l'angle du chanfrein pour définir le diamètre externe de la partie PE I comme dans le cas des figures 1 et 2.

5 Dans l'exemple illustré sur la figure 5, la deuxième partie PE2 comprend deux sous-parties SP3 et SP4. Cette solution dite "à deux rayons" est également destinée à faciliter la visualisation de la limite de refaçage. La première sous-partie SP3 présente une surface externe de forme tronconique sur une longueur L2A suivant l'axe XX, et définit 10 le chanfrein. Son diamètre (externe) suivant la direction radiale décroît en s'éloignant de la portion de connexion filetée PC 1. La seconde sous-partie SP4 prolonge la première sous-partie SP3 en direction de la première partie PE1 (de la partie d'extrémité PE de la portion terminale PT1 de l'élément mâle EM) jusqu'à la liaison avec cette première partie PE 1, sur une longueur L2B. Cette seconde sous-partie SP4 présente, dans une vue 15 en coupe axiale, une surface externe de forme arrondie. Cette forme arrondie peut par exemple être semi-circulaire. Dans ce cas, son rayon peut par exemple être compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm. La somme des longueurs L2A et L2B des première SP3 et seconde SP4 sous-parties qui 20 constituent la deuxième partie PE2 est égale à la longueur L2 (L2 = L2A + L2B). Cette dernière est par exemple égale à environ 1,6 mm (ou 1/16 de pouce). En fait, cette longueur est choisie conjointement avec l'angle du chanfrein pour définir le diamètre externe de la partie PE I comme dans le cas des figures 1 et 2.

25 Il est important de noter que les exemples de valeurs donnés ci-avant correspondent au cas où l'élément mâle EM de la première tige Tl est de type VAM EIS, tandis que l'élément femelle EF de la seconde tige T2 est de type API. En effet, dans le cas d'une extrémité femelle de type API, le refaçage provoque la suppression de l'élément femelle EF de la seconde tige T2 d'une épaisseur de matière d'environ 1,6 mm suivant l'axe XX 30 de ladite seconde tige T2. Par conséquent, on peut utiliser d'autre valeurs que celles présentées ci-avant, notamment pour la longueur L2 et l'angle de chanfrein, lorsque la connexion se fait entre une extrémité mâle d'un type équivalent au type VAM EIS et une d 2904031 15 extrémité femelle de type API ou d'un type équivalent, pourvu que la partie terminale PT1 de l'élément mâle EM n'interfère jamais avec la surface interne de l'élément femelle EF, que l'un et/ou l'autre des éléments mâle EM et femelle EF soi(en)t refacé(s) ou non.

5 Grâce à l'invention, une fois que la butée interne a été refacée, elle s'étend sur une hauteur dans la direction radiale qui est sensiblement identique à celle qu'elle possédait initialement, permettant ainsi de réutiliser la tige dans des conditions sensiblement identiques aux conditions initiales, du moins pour ce qui concerne le couple de vissage 10 offert. En outre, le refaçage des butées externe et interne peut se faire à l'aide d'un seul outil, en une seule étape, sans qu'il faille reformer un chanfrein. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de composant de forage et d'ensemble de composants de forage décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais 15 elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (20)

Revendications

1. Elément mâle (EM), pour un composant de forage (T 1), propre à être connecté à un élément femelle (EF) d'un type identique à celui dudit élément mâle (EM) ou d'un type dit API et faisant partie d'un autre composant de forage (T2), et comprenant, en allant vers une extrémité libre dudit composant de forage (T 1), un corps (C 1) sensiblement cylindrique terminé par une surface radiale (EA) définissant une butée dite "externe" (BE) et lié par une base (B 1) à une portion de connexion (PC 1) de forme générale externe tronconique, de diamètre décroissant en s'éloignant de ladite base (B 1), munie extérieurement d'une partie filetée (PF1) propre à être vissée dans une partie filetée correspondante dudit élément femelle (EF) de l'autre composant de forage (T2), et prolongée par une portion terminale (PT1) non filetée comportant une partie d'extrémité (PE) dans laquelle est définie une surface de butée dite "interne" (BI), caractérisé en ce que ladite partie d'extrémité (PE) de la portion terminale (PT1) comprend une première partie (PE 1) dans laquelle est définie ladite surface de butée interne (BI) et dont une surface externe est de forme générale cylindrique sur une longueur (L1) choisie suivant l'axe ()O) dudit élément mâle (EM), et une deuxième partie (PE2) dont une surface externe est de forme générale tronconique de diamètre décroissant en allant vers ladite première partie (PE 1), formant un chanfrein et liée à ladite première partie (PE 1) d'un côté de cette dernière opposé à ladite butée interne (BI).

2. Elément mâle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison entre lesdites surfaces externes desdites première (PE 1) et deuxième (PE2) parties présente dans une vue en coupe axiale une forme arrondie.

3. Elément mâle selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite forme arrondie est semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm.

4. Elément mâle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison entre lesdites 30 surfaces externes desdites première (PE 1) et deuxième (PE2) parties comprend une première rainure (RI) s'étendant sur une partie au moins du pourtour dudit élément mâle (EM). 2904031 17

5. Elément mâle selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite première rainure (Rl) s'étend sur tout le pourtour dudit élément mâle (EM). 5

6. Elément mâle selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite première rainure (RI) présente une profondeur, suivant la direction radiale, comprise entre environ 0,1 mm et environ 0,2 mm.

7. Elément mâle selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite 10 première rainure (R 1) présente dans une vue en coupe axiale une forme semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm.

8. Elément mâle selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la surface externe de ladite première partie (PE 1) est de forme cylindrique sur toute son extension 15 suivant l'axe (XX) dudit élément mâle (EM).

9. Elément mâle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première partie (PE 1) comprend une première sous-partie (SPI) possédant une surface externe de forme cylindrique, s'étendant sur une grande partie de ladite longueur (L 1) choisie et 20 comprenant ladite surface de butée interne, et une seconde sous-partie (SP2) prolongeant ladite première sous-partie sur une partie complémentaire de ladite longueur (L 1) choisie, liée à ladite deuxième partie tronconique (PE2) et dont une surface externe présente dans une vue en coupe axiale une forme arrondie de sorte que son extrémité située à la liaison avec ladite deuxième partie (PE2) soit plus éloignée de l'axe ()X) 25 dudit élément mâle (EM) que la surface externe de ladite première sous-partie (SPI).

10. Elément mâle selon la revendication 9, caractérisé en ce que la différence d'éloignement (DE) est comprise entre environ 0,2 mm et environ 0,3 mm.

11. Elément mâle selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que ladite forme arrondie est semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm. 2904031 18

12. Elément mâle selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ladite deuxième partie (PE2) comprend une première sous-partie (SP3) possédant une surface externe de forme tronconique, et une seconde sous-partie (SP4) prolongeant ladite 5 première sous-partie (SP3) en direction de ladite première partie (PE1) jusqu'à la liaison avec cette dernière, et dont une surface externe présente dans une vue en coupe axiale une forme arrondie.

13. Elément mâle selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite forme arrondie 10 est semi-circulaire de rayon compris entre environ 0,5 mm et environ 2 mm.

14. Elément mâle selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ladite première partie (PE 1) s'étend sur une longueur (L 1) suivant l'axe ()O) dudit élément mâle (EM) choisie égale à une épaisseur de matière destinée à être supprimée dans ladite 15 portion terminale (PE) lors d'une opération de refaçage.

15. Elément mâle selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite longueur (L1) est d'environ 1,6 mm. 20

16. Elément mâle selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit chanfrein de ladite deuxième partie (PEI) présente une pente comprise entre environ 40 et environ 50 .

17. Elément mâle selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la liaison 25 entre une extrémité interne de ladite butée externe (BE) et ladite base (B 1) comprend une seconde rainure (R2) s'étendant sur une partie au moins du pourtour dudit élément mâle (EM).

18. Elément mâle selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite seconde rainure 30 (R2) s'étend sur tout le pourtour dudit élément mâle (EM). 2904031 19

19. Elément mâle selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il forme une interface de connexion de type VAM EIS.

20. Ensemble d'au moins deux composants de forage (Tl, T2), caractérisé en ce qu'il 5 comporte un premier composant de forage (T1) muni d'un élément mâle (EM) selon l'une des revendications précédentes, et un deuxième composant de forage (T2) muni d'un élément femelle (EF) conforme à une spécification API et couplé audit élément mâle (EM) dudit premier composant de forage (Ti). }3(r'i' NETTER A