FR2935455A1

FR2935455A1 - Construction de garniture d'etancheite extensible

Info

Publication number: FR2935455A1
Application number: FR0955955A
Authority: FR
Inventors: Jean-Louis Pessin; Pierre-Yves Corre; Guillaume Boutillon
Original assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2010-03-05
Anticipated expiration: 2029-09-01
Also published as: US9650860B2; FR2935455B1; US8020294B2; US20110297400A1; US20100051259A1; US9175776B2; US20160047200A1

Abstract

Une technique implique une garniture d'étanchéité sous forme d'une garniture d'étanchéité extensible avec une vessie extensible intérieure. La vessie extensible est formée avec une section radialement agrandie par rapport à une extrémité axiale de la vessie extensible quand la vessie est dans un état détendu. La configuration de la vessie permet d'utiliser un rapport de dilatation réduit tout en permettant la dilatation de la garniture d'étanchéité à un grand diamètre souhaité.

Description

CONSTRUCTION DE GARNITURE D'ETANCHEITE EXTENSIBLE CONTEXTE DE L'INVENTION Diverses garnitures d'étanchéité sont utilisées dans les puits pour isoler les régions spécifiques du puits. Une garniture d'étanchéité est placée au fond du trou sur une colonne de production et un élément d'étanchéité de garniture d'étanchéité est dilaté contre la paroi du puits environnant pour isoler une région du puits. Souvent, deux garnitures d'étanchéité ou plus peuvent être utilisées pour isoler plusieurs régions selon une variété d'applications liées aux puits, notamment les applications de production, les applications de service et les applications d'essai. Certaines garnitures d'étanchéité sont construites sous forme de garnitures d'étanchéité gonflables pouvant être gonflées sélectivement pour former un joint dans un puits. Les garnitures d'étanchéité gonflables sont généralement construites sur des mandrins cylindriques en formant une vessie gonflable sur un mandrin cylindrique correspondant pour créer une vessie cylindrique. La vessie est reliée à des extrémités métalliques et peut être entourée par des couches supplémentaires. Le gonflage de la vessie entraîne la dilatation de la garniture d'étanchéité gonflable. Cependant, la vessie cylindrique gonflable a un rapport de dilatation limité ou nécessite l'utilisation de matériaux permettant un rapport de dilatation supérieur. Les matériaux offrant le plus grand rapport de dilatation peuvent être confrontés à des températures élevées, des fluides de forage agressifs, et à d'autres facteurs qui affectent négativement la fonction et la longévité de la garniture d'étanchéité.

RESUME La présente invention concerne globalement un système et un procédé pour construire une garniture d'étanchéité extensible, telle qu'une garniture d'étanchéité gonflable. La garniture d'étanchéité extensible est formée d'une vessie extensible ayant une section radialement agrandie par rapport à une extrémité axiale de la vessie extensible quand la vessie est dans un état détendu. La configuration de la vessie permet d'utiliser un rapport de dilatation réduit tout en permettant la dilatation de la garniture d'étanchéité à un grand diamètre souhaité.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés. Certains modes de réalisation de l'invention sont décrits ci-dessous en référence aux dessins annexés, dans lesquels les numéros de référence similaires désignent des éléments similaires, et dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation frontale d'un mandrin de fabrication et d'une section dilatée radialement, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est une vue d'extrémité d'un exemple de la section dilatée radialement, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est une vue d'extrémité d'un autre exemple de la section dilatée radialement, selon un mode de réalisation alternatif de la présente invention ; la figure 4 est une vue en élévation frontale d'une vessie extensible formée sur le mandrin de fabrication et la section dilatée radialement, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 5 est une illustration similaire à celle de la figure 4 mais comprenant une structure mécanique montée autour de la vessie extensible, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 6 est une illustration similaire à celle de la figure 5 mais illustrant le mandrin de fabrication retiré, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 7 est une illustration similaire à celle de la figure 5 mais illustrant la section dilatée radialement retirée, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 8 est une illustration similaire à celle de la figure 5 mais illustrant un autre mode de réalisation de la section dilatée radialement retirée, selon un mode de réalisation alternatif de la présente invention ; la figure 9 est une vue d'extrémité de la section 30 dilatée radialement partiellement démontée illustrée sur la figure 8, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 10 est une vue en élévation frontale d'un mandrin de fabrication avec une structure de garniture d'étanchéité intérieure montée sur le mandrin de fabrication, selon un mode de réalisation alternatif de la présente invention ; la figure 11 est une illustration similaire à celle de la figure 10 mais illustrant une vessie extensible montée sur la structure de garniture d'étanchéité intérieure, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 12 est une illustration similaire à celle de la figure 11 mais avec une structure mécanique montée autour de la vessie extensible, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 13 est une illustration similaire à celle de la figure 12 mais illustrant le mandrin de fabrication retiré, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 14 est une vue en élévation frontale d'un outil de puits avec une structure de garniture d'étanchéité montée sur l'outil de puits, selon un mode de réalisation alternatif de la présente invention ; la figure 15 est une illustration similaire à celle de la figure 14 mais illustrant la vessie extensible étendue linéairement pour réduire le diamètre de la garniture d'étanchéité, selon un mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 16 est une illustration similaire à celle de la figure 14 mais illustrant la garniture d'étanchéité extensible dans une configuration dilatée, selon un mode de réalisation de la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE Dans la description qui suit, de nombreux détails sont présentés pour permettre de comprendre la présente invention. Cependant, l'homme du métier comprendra que la présente invention peut être mise en pratique sans ces détails et que de nombreuses variantes ou modifications sont possibles par rapport aux modes de réalisation décrits. La présente invention concerne globalement un système et un procédé impliquant la création de garnitures d'étanchéité utilisées pour former des joints à l'intérieur d'un puits. Par exemple, de nombreux types d'applications de production et de traitement de puits impliquent l'isolation d'une ou de plusieurs régions spécifiques le long d'un puits. Les régions isolées peuvent être créées en dilatant une ou plusieurs garnitures d'étanchéité à l'intérieur du puits pour séparer les régions le long du puits les unes par rapport aux autres. Dans un mode de réalisation, une garniture d'étanchéité extensible est formée avec une vessie extensible créée dans une configuration partiellement dilatée. En d'autres termes, la vessie extensible comprend une section de la vessie s'étendant dans une direction radialement vers l'extérieur quand la vessie extensible est dans un état relâché. Le système et le procédé permettent la construction d'une garniture d'étanchéité avec un rapport de dilatation inférieur, tout en permettant la dilatation de la garniture d'étanchéité aux diamètres complets nécessaires pour former des joints souhaités à l'intérieur du puits. La capacité de réaliser une garniture d'étanchéité avec des rapports de dilatation inférieurs garantit de meilleures performances de garniture d'étanchéité, réduit l'usure et les dommages potentiels, et permet d'utiliser une plus grande variété de matériaux de vessie et d'autres matériaux constituant la garniture d'étanchéité. La garniture d'étanchéité peut être fabriquée avec un diamètre intérieur de vessie relativement grand par rapport aux extrémités axiales de la garniture d'étanchéité. Le grand diamètre réduit l'allongement du matériau de la vessie quand la garniture d'étanchéité est dilatée, par exemple gonflée, réduisant ainsi les limitations autrement causées par le diamètre des extrémités axiales de la garniture d'étanchéité. En référence, de manière générale, à la figure 1, un exemple d'un mandrin de plusieurs diamètres 20 est illustré. Dans ce mode de réalisation, le mandrin de plusieurs diamètres 20 comprend un mandrin de fabrication 22 et une section dilatée radialement 24 disposée sur le mandrin de fabrication 22. A titre d'exemple, le mandrin de fabrication 22 peut être de forme globalement cylindrique, et la section dilatée radialement 24 peut comprendre un passage intérieur 26 avec un diamètre sélectionné pour recevoir le mandrin de fabrication 22 de façon coulissante. Avec la section dilatée radialement 24 positionnée sur le mandrin de fabrication 22, le diamètre central du mandrin de plusieurs diamètres 20 est supérieur aux diamètres à ses extrémités axiales. Les figures 2 et 3 présentent des exemples de sections dilatées radialement 24 pouvant être utilisées pour faciliter la construction d'une garniture d'étanchéité extensible, par exemple gonflable. Dans l'exemple de la figure 2, la section dilatée radialement 24 est formée en combinant des segments ou pièces 28 rigides et solides pouvant être séparés et retirés individuellement après la construction d'une garniture d'étanchéité extensible. A titre d'exemple, les segments 28 peuvent être formés de matériaux métalliques, de matières plastiques dures, ou d'autres matériaux appropriés. Dans un mode de réalisation alternatif illustré sur la figure 3, la section dilatée radialement 24 est construite à partir d'un matériau flexible pouvant être fléchi de manière à faciliter le retrait après la construction de la garniture d'étanchéité extensible. A titre d'exemple, la section dilatée radialement 24 flexible peut être formée d'un matériau élastomère souple et permettant la flexion et le pliage. En référence globalement à la figure 4, un exemple présente des phases initiales de la formation de la garniture d'étanchéité. Dans cet exemple, une paire d'extrémités 30 de la garniture d'étanchéité est coulissée sur le mandrin de fabrication 22 à proximité de la section dilatée radialement 24. Chaque extrémité de garniture d'étanchéité comporte un passage 30 central 32 dimensionné globalement selon le diamètre du mandrin de fabrication 22. En outre, chaque extrémité 30 de garniture d'étanchéité peut comprendre une section épaisse axialement extérieure 34 et une section mince axialement intérieure 36. Les extrémités 30 de la garniture d'étanchéité peuvent être formées d'un matériau métallique. Ainsi que cela est illustré, une vessie extensible 38 est formée sur le mandrin de fabrication 22 et la section dilatée radialement 24 pour créer une vessie extensible 38 comportant une section radialement agrandie 40 formée par la section dilatée radialement 24 du mandrin de plusieurs diamètres 20. La vessie extensible 38 peut être de forme globalement tubulaire avec des diamètres variables le long de la forme tubulaire. Dans l'exemple illustré, la section radialement agrandie 40 comprend une section centrale limitée par les extrémités 42 de la vessie ayant un diamètre réduit par rapport à la section radialement agrandie 40. Les extrémités 42 de la vessie sont conçues pour venir en prise avec les extrémités 30 de la garniture d'étanchéité, par exemple, en étant formées sur les sections minces 36 des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité. Selon le matériau utilisé pour former la vessie extensible 38, le procédé de formation peut varier. A titre d'exemple, la vessie extensible 38 peut être moulée sur le mandrin de fabrication 22, la section dilatée radialement 24, et les sections minces 36 ; cependant, d'autres techniques de formation peuvent être utilisées pour créer la vessie extensible 38, comme le moulage par injection, le moulage par compression et/ou la cuisson, entre autres techniques. Dans certains modes de réalisation, les matériaux utilisés pour former la vessie extensible 38 comprennent les matériaux élastomères, tels qu'une variété de matériaux en caoutchouc synthétique et d'autres matériaux caoutchouteux ou des mélanges de matériaux. Dans d'autres modes de réalisation, les matériaux utilisés pour former la vessie extensible 38 comprennent un caoutchouc résistant à l'huile, tel que le NBR (Caoutchouc nitrile-butadiène), le HNBR (Caoutchouc nitrile-butadiène hydrogéné) et/ou les FKM (Fluoroélastomères). Dans une application spécifique souhaitée aux performances élevées, la vessie extensible 38 est réalisée à partir d'un caoutchouc HNBR d'acrylonitrile élevé, tel qu'un caoutchouc HNBR ayant un pourcentage d'acrylonitrile dans la plage d'environ 21 à environ 49 %. L'utilisation du mandrin de fabrication 22 et de la section dilatée radialement 24 permet de créer une section radialement agrandie, par exemple la section 40, qui reste dans sa configuration radialement agrandie quand la vessie est dans un état détendu non contraint. Par conséquent, quand la garniture d'étanchéité 46 est gonflée à un diamètre donné, le rapport de dilatation de la vessie extensible 38 intérieure est fortement réduit. Le rapport de dilatation réduit peut améliorer fortement les performances de la garniture d'étanchéité 46 en permettant de sélectionner des matériaux de vessie plus résistants aux températures élevées, aux fluides agressifs, ou à d'autres facteurs souterrains liés au puits.

Après avoir formé la vessie extensible 38 sur le mandrin de fabrication 22 et la section dilatée radialement 24, une structure mécanique 44 peut être montée autour de la vessie extensible 38 pour créer une garniture d'étanchéité extensible 46. Selon les applications souhaitées pour la garniture d'étanchéité extensible 46 et les environnements dans lesquels la garniture d'étanchéité 46 doit être utilisée, la configuration et les matériaux de la structure mécanique 44 peuvent varier. Par exemple, la structure mécanique 44 peut comprendre des couches individuelles ou multiples. Dans certaines applications, la structure mécanique 44 peut comprendre des câbles, des lattes, ou d'autres structures conçues pour améliorer la longévité de la garniture d'étanchéité et la formation de joints dans des endroits souhaités du puits. Des couches supplémentaires peuvent également être incorporées à l'intérieur de la structure mécanique 44 ou le long de l'extérieur de la structure mécanique 44. Par exemple, la structure mécanique 44 peut comprendre ou être combinée avec une couche extérieure de matériau de joint, tel qu'un matériau caoutchouteux. Après avoir construit la garniture d'étanchéité 46 sur le mandrin de fabrication 22 et la section dilatée radialement 24, le mandrin de fabrication 22 peut être retiré, ainsi que cela est illustré sur la figure 6.

Ainsi que cela est illustré, le mandrin de fabrication 22 est coulissé en dehors de la section dilatée radialement 24 le long du passage intérieur 26 et des passages 32 des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité jusqu'à ce que le mandrin de fabrication soit totalement retiré. Une fois que le mandrin de fabrication 22 est retire, la section dilatée radialement 24 est également retirée. Si la section dilatée radialement 24 est formée à partir d'un matériau élastomère flexible, le matériau flexible peut être replié avec un outil approprié et retiré à travers l'une des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité, ainsi que cela est illustré sur la figure 7. Il faut noter qu'une fois que la section dilatée radialement 24 est retirée, la garniture d'étanchéité 46 est prête à être positionnée dans un puits et à être dilatée dans une mise en prise par joint avec une paroi environnante située dans le puits. Sur la figure 7, une paroi de puits 48 est illustrée schématiquement par des lignes en tirets. La dilatation de la garniture d'étanchéité 46 peut être réalisée en gonflant la garniture d'étanchéité avec un fluide introduit à l'intérieur de la garniture d'étanchéité à travers les passages dans l'une des extrémités de la garniture d'étanchéité ou à travers d'autres passages appropriés comme avec les garnitures d'étanchéité gonflables traditionnelles.

Si la section dilatée radialement 24 est formée de segments 28 rigides et solides, les parties individuelles de la section dilatée radialement 24 peuvent être séparées, ainsi que cela est illustré sur la figure 8. Les segments individuels sont ensuite retirés à travers le passage 32 de l'une des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité. A titre d'exemple, un des segments 28 peut être formé avec des surfaces latérales 50 penchées de façon appropriée permettant au mandrin de fabrication 22 de supporter les segments 28 dans une forme globalement cylindrique quand ils sont montés sur le mandrin de fabrication 22. Cependant, l'angle des surfaces latérales 50 permet également au segment de se déplacer radialement vers l'intérieur, ainsi que cela est illustré sur la figure 9, une fois que le mandrin de fabrication 22 est retiré. Une fois que le segment initial est tiré à travers l'extrémité 30 de la garniture d'étanchéité, les segments 28 suivants peuvent également être démontés et retirés à travers l'extrémité 30 de la garniture d'étanchéité. En référence globalement à la figure 10, une approche alternative de la construction de la garniture d'étanchéité extensible 46 est illustrée. Dans ce mode de réalisation, les extrémités 30 de la garniture d'étanchéité sont coulissées sur le mandrin de fabrication 22. Cependant, au lieu d'utiliser une section dilatée radialement sur le mandrin de fabrication, les extrémités 30 de la garniture d'étanchéité sont chacune couplées à ou formées d'un seul tenant avec une extension évasée radialement 52. Les extensions évasées 52 sont dimensionnées pour créer une région de chevauchement 54 quand les extrémités 30 de la garniture d'étanchéité sont coulissées sur une distance suffisante le long du mandrin de fabrication 22, ainsi que cela est illustré sur la figure 10. Une fois que les extensions évasées 52 sont déplacées dans la configuration de chevauchement, la vessie extensible est formée sur les extensions évasées 52 pour créer la vessie extensible 38 avec la section radialement agrandie 40, ainsi que cela est illustré sur la figure 11. La section radialement agrandie 40 est créée suite à l'extension radialement vers l'extérieur des extensions évasées 52. Dans un mode de réalisation, les extensions évasées 52 sont mobiles axialement les unes par rapport aux autres, permettant à la vessie 38 de se dilater et de se contracter pendant le gonflage et le dégonflage de la vessie 38.

Dans l'exemple illustré, la section radialement agrandie 40 comprend également une section centrale limitée par les extrémités 42 de la vessie ayant un diamètre réduit par rapport à la section radialement agrandie 40. Cependant, la section radialement agrandie 40 peut être positionnée en d'autres emplacements le long de la vessie 38, par exemple plus près de ou au niveau de l'une des extrémités de la vessie. Les extrémités 42 de la vessie sont conçues pour venir en prise avec les extrémités 30 de la garniture d'étanchéité, par exemple, en étant formées sur les sections minces 36 des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité. Les sections minces 36 peuvent être positionnées et construites pour servir de liaison ou de raccord entre les sections évasées 52 et les sections épaisses 34 correspondantes des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité. Ainsi que cela est décrit ci-dessus, une variété de matériaux extensibles, par exemple des matériaux élastomères, tels que les matériaux caoutchouteux, les caoutchoucs synthétiques et/ou les caoutchoucs résistants à l'huile, peuvent être utilisés pour construire la vessie extensible 38. Après avoir formé la vessie extensible 38 sur le mandrin de fabrication 22 et les sections évasées radialement 52, la structure mécanique 44 est montée autour de la vessie extensible 38 pour créer la garniture d'étanchéité extensible 46, ainsi que cela est illustré sur la figure 12. Le mandrin de fabrication 22 peut alors être retiré, ainsi que cela est illustré sur la figure 13. Le mandrin de fabrication 22 est tiré ou poussé à travers les passages 32 des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité jusqu'à ce que le mandrin de fabrication soit totalement retiré depuis une extrémité axiale de la garniture d'étanchéité 46. En référence globalement à la figure 14, un autre mode de réalisation de la garniture d'étanchéité extensible 46 est illustré. Dans ce mode de réalisation, la garniture d'étanchéité 46 comprend également un mécanisme d'autorétractation 56 utilisé pour appliquer une force axiale le long de la garniture d'étanchéité. Par exemple, le mécanisme d'autorétractation 56 peut être relié à la vessie extensible 38 à travers une ou les deux extrémités 30 de la garniture d'étanchéité. Dans l'exemple illustré sur la figure 14, le mécanisme d'autorétractation 56 est monté sur un outil de puits 58 et relié à une extrémité axiale de la vessie extensible 38 à travers l'une des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité. L'extrémité 30 opposée de la garniture d'étanchéité est fixée à l'outil de puits 58. Le mécanisme d'autorétractation 56 peut être actionné ou poussé pour appliquer une force dans la direction axiale à la garniture d'étanchéité 46 qui force la garniture d'étanchéité à se dégonfler. De plus, le mécanisme d'autorétractation 56 peut être utilisé pour tirer et allonger la vessie extensible 38 et la garniture d'étanchéité 46 pour effectuer une réduction du diamètre induite par la force, ainsi que cela est illustré sur la figure 15. Cela permet au diamètre dans l'état détendu de la garniture d'étanchéité 46 d'être sélectivement réduit, ce qui non seulement dégonfle davantage la garniture d'étanchéité, mais facilite aussi le mouvement de la garniture d'étanchéité au fond du trou ou à travers les limitations. A titre d'exemple, le mécanisme d'autorétractation 56 peut comprendre un actionneur à piston ou un ressort relié à l'extrémité 30 de la garniture d'étanchéité et orienté pour pousser (ou pour activer l'actionnement de) la vessie extensible 38 à sa longueur linéaire totale, ainsi que cela est illustré sur la figure 15. Etant donné que la vessie extensible 38 et la garniture d'étanchéité 46 sont naturellement dans un état semidilaté, le mécanisme d'autorétractation 56 peut être conçu de telle sorte que la garniture d'étanchéité 46 dans son ensemble, comprenant le mécanisme 56, ne soit pas plus longue qu'une garniture d'étanchéité traditionnelle. Dans certaines applications, le système du mécanisme d'autorétractation peut être conçu de telle sorte que son diamètre extérieur lui permette d'être inséré à l'intérieur du diamètre intérieur de la vessie extensible 38 après la fabrication. Dans ce mode de réalisation, le mécanisme d'autorétractation est fixé pendant la fabrication et l'ensemble complet de la garniture d'étanchéité est simplifié. Quand la garniture d'étanchéité 46 est forcée à se dégonfler en utilisant le mécanisme d'autorétractation 56 pour tirer la garniture d'étanchéité dans une direction axiale, la vessie extensible n'est pas dégonflée en dessous de son diamètre de fabrication. Dans certains modes de réalisation, un élément d'anti-extrusion peut être positionné pour coopérer avec le mécanisme d'autorétractation 56 pour empêcher tout dommage pendant le dégonflage de la garniture d'étanchéité si la pression interne à l'intérieur de la garniture d'étanchéité est abaissée en dessous de la pression hydrostatique.

Que le mécanisme d'autorétractation 56 soit intégré ou pas dans la conception de la garniture d'étanchéité, la vessie extensible 38 et la garniture d'étanchéité 46 dans son ensemble peuvent être dilatées sélectivement, par exemple gonflées, dans une mise en prise par joint avec une surface environnante, telle que la surface de la paroi du puits 48, ainsi que cela est illustré sur la figure 16. La section radialement agrandie 40 permet la transition de la garniture d'étanchéité 46 dans cette configuration par joint avec un rapport de dilatation réduit. Dans certaines applications, un mode de réalisation de mécanisme d'autorétractation 56 est couplé à l'une des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité pour faciliter le dégonflage de la garniture d'étanchéité et/ou pour faire passer la garniture d'étanchéité à un diamètre inférieur au diamètre de la garniture d'étanchéité 46 dans un état détendu. Pendant le fonctionnement, la garniture d'étanchéité 46 peut être montée sur l'outil de puits 58, par exemple une rame d'outils, pour le mouvement au fond du trou vers un emplacement souhaité dans le puits avant d'être fixée contre une surface du puits 48. La garniture d'étanchéité 46 peut être montée sur l'outil de puits 58 en fixant l'une des extrémités 30 de la garniture d'étanchéité, par exemple l'extrémité supérieure, par rapport à l'outil de puits qui empêche l'extrémité fixée de la garniture d'étanchéité de se déplacer pendant la translation de la garniture d'étanchéité. L'extrémité inférieure 30 de la garniture d'étanchéité peut coulisser le long de l'outil de puits 58 pour permettre le raccourcissement axial de la garniture d'étanchéité quand la garniture d'étanchéité 46 est dilatée radialement. Dans certaines applications, un mécanisme d'autorétractation 56 peut être ajouté à la garniture d'étanchéité et relié, par exemple, à l'extrémité inférieure 30 de la garniture d'étanchéité 46 pour permettre le dégonflage forcé de la garniture d'étanchéité en appliquant une force de traction. Si le mécanisme d'autorétractation est utilisé, la course du mécanisme est sélectionnée pour permettre le gonflage complet de la garniture d'étanchéité 46. La garniture d'étanchéité extensible 46 peut être construite selon une variété de configurations pour une utilisation dans de nombreux environnements et de nombreuses applications. Par exemple, la garniture d'étanchéité 46 peut être construite en différents diamètres et longueurs, avec de nombreux types de vessies extensibles, structures mécaniques, et autres couches pouvant faciliter l'actionnement de la garniture d'étanchéité et la création du joint de la garniture d'étanchéité à un emplacement souhaité dans le puits. En outre, la section radialement agrandie 40 de la vessie extensible 38 peut être formée avec différents rapports par rapport au diamètre d'une ou plusieurs extrémités 42 de la vessie. Dans certaines applications, la section radialement agrandie 40 peut être sélectionnée de telle sorte que le diamètre global de la garniture d'étanchéité au niveau de la section radialement agrandie soit relativement proche du diamètre de la garniture d'étanchéité totalement gonflée. Par conséquent, le rapport de dilatation de la vessie extensible 38 peut être réduit à divers rapports sélectionnés selon les applications souhaitées de la garniture d'étanchéité et selon les matériaux utilisés dans la construction de la vessie 38. A titre d'exemple, la section radialement agrandie 40 peut être sélectionnée de telle sorte que le matériau de la vessie extensible 38 représente la moitié, ou moins de la moitié, du rapport de dilatation autrement nécessaire si la section radialement agrandie 40 n'est pas intégrée dans la vessie 38. Les divers composants et couches de la garniture d'étanchéité peuvent également être construits à partir d'une variété de matériaux et de combinaisons de matériaux adaptés pour une application donnée en fond de trou.

Par conséquent, bien que seulement quelques modes de réalisation de la présente invention aient été décrits en détail ci-dessus, l'homme du métier notera facilement que de nombreuses modifications sont possibles sans s'écarter matériellement des enseignements de la présente invention. Ces modifications sont conçues pour être incluses dans la

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de construction d'une garniture d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend : le montage d'une section dilatée radialement sur un mandrin de fabrication ; la formation d'une vessie extensible sur la section dilatée radialement pour créer une section centrale radialement agrandie de la vessie extensible entre une paire d'extrémités de la vessie ayant un diamètre inférieur à la section centrale radialement agrandie ; et le retrait du mandrin de fabrication et de la section dilatée radialement de la vessie extensible après la formation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également la construction de la vessie extensible à partir d'un matériau caoutchouteux résistant à l'huile.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également le montage d'une structure mécanique autour de la vessie extensible.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également le raccordement de la paire d'extrémités de la vessie aux extrémités métalliques correspondantes de la garniture d'étanchéité avant le retrait du mandrin de fabrication et de la section dilatée radialement.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le retrait comprend le coulissement du mandrin de fabrication hors de la vessie extensible.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le retrait comprend le retrait de la section dilatée radialement après le retrait du mandrin de fabrication. 10
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le montage comprend le montage d'une section élastomère dilatée radialement sur le mandrin de fabrication. 15
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le montage comprend le montage d'une section rigide dilatée radialement sur le mandrin de fabrication ; et caractérisé en ce que le retrait 20 comprend le retrait de la section rigide dilatée radialement en plusieurs parties.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également le raccordement de la 25 vessie extensible à un mécanisme d'autorétractation.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend également l'actionnement du mécanisme d'autorétractation pour déplacer au moins 30 l'une des extrémités de la vessie dans une direction axiale.5
11. Procédé de construction d'une garniture d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend : la formation d'une vessie extensible avec une section centrale radialement agrandie disposée entre une paire d'extrémités de la vessie ayant des diamètres inférieurs à un diamètre de la section centrale radialement agrandie dans un état détendu ; le montage d'une structure mécanique autour de la 10 vessie extensible ; et le raccordement de la paire d'extrémités de la vessie aux extrémités correspondantes de la garniture d'étanchéité pour créer une garniture d'étanchéité extensible. 15
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la formation comprend la formation de la vessie extensible sur des extensions évasées reliées aux extrémités correspondantes de la garniture 20 d'étanchéité.
13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la formation comprend la formation de la vessie extensible sur un mandrin de fabrication et une 25 section dilatée radialement positionnée pour former la section centrale radialement agrandie.
14. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend également le montage de la 30 garniture d'étanchéité extensible sur un outil de puits.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend également le déplacement de l'outil de puits et de la garniture d'étanchéité extensible au fond du trou dans le puits ; et le gonflage de la garniture d'étanchéité extensible pour venir en prise avec une paroi du puits environnante.
16. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend également le raccordement d'au moins une extrémité correspondante de la garniture d'étanchéité à un mécanisme d'autorétractation.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend également l'actionnement du mécanisme d'autorétractation pour réduire le diamètre de la section centrale radialement agrandie.
18. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend également la construction de la vessie extensible à partir d'un matériau caoutchouteux résistant à l'huile.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le matériau caoutchouteux résistant à l'huile est sélectionné parmi le groupe constitué de caoutchouc nitrile-butadiène, caoutchouc nitrile-butadiène hydrogéné, et de fluoroélastomère.
20. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend également la construction de lavessie extensible à partir d'un caoutchouc nitrile- butadiène hydrogéné comprenant un pourcentage d'acrylonitrile dans la plage d'environ 21 à environ 49 pour cent.
21. Système pour une utilisation dans un puits, caractérisé en ce qu'il comprend : une garniture d'étanchéité comprenant : - une paire d'extrémités de la garniture 10 d'étanchéité; et - une vessie extensible reliée à la paire d'extrémités de la garniture d'étanchéité et ayant une forme globalement tubulaire, la vessie extensible ayant une section centrale radialement agrandie entre une 15 paire d'extrémités de la vessie, la section centrale radialement agrandie ayant un diamètre plus grand que la paire d'extrémités de la vessie quand la vessie extensible est dans un état détendu. 20
22. Système selon la revendication 21, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité comprend également une structure mécanique positionnée autour de la vessie extensible. 25
23. Système selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend également un mécanisme d'autorétractation couplé à au moins une extrémité de la garniture d'étanchéité. 30
24. Système selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend également un outil de puits, lagarniture d'étanchéité étant montée sur l'outil de puits.
25. Système selon la revendication 22, caractérisé 5 en ce que la vessie extensible comprend un matériau caoutchouteux résistant à l'huile.
26. Procédé caractérisé en ce qu'il comprend : la formation d'une vessie extensible dans une 10 configuration semi-dilatée de telle manière qu'une section de la vessie extensible soit radialement dilatée par rapport à une partie restante quand la vessie extensible est dans un état détendu ; et le fait d'envelopper la vessie extensible avec une 15 couche mécanique pour créer une garniture d'étanchéité extensible.
27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comprend également l'extension physique de 20 la garniture d'étanchéité extensible pour réduire un diamètre de la section de la vessie extensible.
28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comprend également la dilatation de la 25 garniture d'étanchéité extensible pour former un joint à un emplacement souhaité dans un puits.
29. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que la formation comprend la formation de la 30 section entre une paire d'extrémités de la vessie ayant des diamètres inférieurs à un diamètre de la section.
30. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comprend également la construction de la vessie extensible à partir d'un matériau caoutchouteux résistant à l'huile.
31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que le matériau caoutchouteux résistant à l'huile est sélectionné parmi le groupe constitué de caoutchouc nitrile-butadiène, caoutchouc nitrile-butadiène hydrogéné, et de fluoroélastomère.
32. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comprend également la construction de la vessie extensible à partir d'un caoutchouc nitrile- butadiène hydrogéné comprenant un pourcentage d'acrylonitrile dans la plage d'environ 21 à environ 49 pour cent.
33. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que la formation d'une vessie extensible dans une configuration semi-dilatée comprend la cuisson de la vessie extensible.