FR3012512A1

FR3012512A1 - EXPANDABLE METAL SHIRT AND DEVICE USING THE SAME

Info

Publication number: FR3012512A1
Application number: FR1360599A
Authority: FR
Inventors: Jean-Louis Saltel; Samuel Roselier; Romain Neveu; Robin Laupie
Original assignee: Saltel Industries SAS
Current assignee: Saltel Industries SAS
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-01
Also published as: WO2015062888A2; WO2015062888A3

Abstract

La présente invention se rapporte notamment à une chemise métallique expansible radialement (2), qui présente un diamètre dit "diamètre initial" qui correspond à un état non expansé et un diamètre dit "diamètre optimum" qui correspond à un état expansé, ce diamètre optimum étant inférieur ou égal à son diamètre maximal au-delà duquel elle se romprait, caractérisée par le fait que : - elle comporte dans son état non expansé, contre sa face externe et au moins sur une partie de celle-ci, au moins un enroulement (5) hélicoïdal coaxial ; - cet enroulement (5) est constitué d'une fibre ou d'un ensemble de fibres, - chaque spire (50) de l'enroulement est constituée d'une partie principale (500) en contact avec la face externe de la chemise (2) et d'une partie secondaire (501), d'une pièce avec la partie principale (500) ; - la longueur développée de cette partie secondaire (501) étant telle que se déploie et se plaque contre ladite chemise (2) lors de l'expansion de cette dernière, pour la contraindre dans un état où elle occupe ledit "diamètre optimum".The present invention relates in particular to a radially expandable metal sleeve (2), which has a diameter called "initial diameter" which corresponds to an unexpanded state and a diameter called "optimum diameter" which corresponds to an expanded state, this optimum diameter being less than or equal to its maximum diameter beyond which it would break, characterized by the fact that: - it comprises in its unexpanded state, against its external face and at least on a part thereof, at least one winding (5) coaxial helical; this winding (5) consists of a fiber or a set of fibers, each turn (50) of the winding consists of a main part (500) in contact with the outer face of the jacket ( 2) and a secondary part (501), of a part with the main part (500); the developed length of this secondary portion (501) being such that it deploys and is pressed against said sleeve (2) during the expansion thereof, to constrain it to a state where it occupies said "optimum diameter".

Description

La présente invention se rapporte essentiellement à une chemise métallique expansible par hydroformage et équipée de moyens empêchant l'éclatement de cette dernière. Elle concerne également un dispositif expansible qui en est 5 pourvu. Ainsi, la figure 1 annexée représente, partiellement et en coupe longitudinale, un dispositif connu d'isolation d'une conduite, mais l'invention est applicable à d'autres dispositifs similaires. Sur cette figure, la conduite tubulaire 1 est en place dans un 10 puits, par exemple horizontal. Cette conduite 1 est en métal. Elle est pourvue d'au moins une chemise expansible 2 (une seule est visible à la figure 1) qui est préférentiellement en métal. Cette chemise est fixée de manière étanche à la conduite 1 par l'intermédiaire d'anneaux 20, par exemple sertis. 15 Un ou plusieurs passages (ou perforations) 10 formés dans la conduite 1 permettent de mettre en communication l'intérieur de celle-ci avec l'intérieur de la chemise 2 pour permettre son expansion. La chemise expansible est recouverte, sur toute ou partie de sa longueur, d'une couche d'étanchéité 3 en matériau élastiquement deformable (par 20 exemple en élastomère). Comme montré à la figure 2, cet ensemble est placé dans un puits 4. La paroi intérieure 40 de ce puits peut être constituée d'un tube métallique (puits tubé), ou bien de surfaces brutes de forage (puits ouvert). 25 L'intérieur du puits 4 est à une pression absolue P0. Ainsi que cela est visible à la figure 3, la chemise 2 est expansée radialement, par injection de pression dans la conduite 1, via le passage 10. La pression nécessaire au contact entre la couche d'étanchéité 3 et la paroi intérieure 40 du puits 4 est notée P1. 30 Par application d'une surpression P1 + OP, la couche d'étanchéité 3 vient alors se comprimer et permet ainsi d'isoler de manière étanche les espaces annulaires EA1 et EA2 disposés de part et d'autre de la chemise 2.The present invention essentially relates to an expandable metal jacket by hydroforming and equipped with means preventing the bursting of the latter. It also relates to an expandable device which is provided. Thus, the appended FIG. 1 represents, partially and in longitudinal section, a known device for isolating a pipe, but the invention is applicable to other similar devices. In this figure, the tubular pipe 1 is in place in a well, for example horizontal. This pipe 1 is metal. It is provided with at least one expandable sleeve 2 (only one is visible in FIG. 1) which is preferably made of metal. This jacket is sealed to the pipe 1 by means of rings 20, for example crimped. One or more passages (or perforations) 10 formed in the conduit 1 allow the interior of the conduit 1 to communicate with the interior of the liner 2 to allow its expansion. The expandable jacket is covered, over all or part of its length, with a sealing layer 3 of elastically deformable material (for example elastomer). As shown in Figure 2, this assembly is placed in a well 4. The inner wall 40 of this well may consist of a metal tube (cased well), or of rough drilling surfaces (open well). The interior of the well 4 is at an absolute pressure P0. As can be seen in FIG. 3, the jacket 2 is expanded radially, by pressure injection in the pipe 1, via the passage 10. The pressure necessary for the contact between the sealing layer 3 and the inner wall 40 of the well 4 is noted P1. By applying an overpressure P1 + OP, the sealing layer 3 then compresses and thus makes it possible to seal the annular spaces EA1 and EA2 disposed on either side of the jacket 2.

Il est possible que la paroi 40 du puits 40 soit instable ou qu'une "cave" soit présente, c'est-à-dire que la paroi 40 du puits 4 présente une absence de matière 41 plus ou moins en regard de la chemise expansible 2. Ainsi, la chemise continue de s'expanser, sans support solide pour l'en empêcher, lors du passage de la pression P1 à la pression (P1 + OP). Cela correspond à la situation de la figure 4. Il est ainsi possible que la chemise expansible atteigne son allongement maximal (de l'ordre de 40 à 50 %) et rompe (situation de la figure 5).It is possible that the wall 40 of the well 40 is unstable or that a "cellar" is present, that is to say that the wall 40 of the well 4 has an absence of material 41 more or less opposite the shirt expandable 2. Thus, the jacket continues to expand, without solid support to prevent it, during the passage of the pressure P1 to the pressure (P1 + OP). This corresponds to the situation of FIG. 4. It is thus possible for the expandable jacket to reach its maximum elongation (of the order of 40 to 50%) and to break (situation of FIG. 5).

Lorsqu'une telle rupture intervient, les espaces annulaires EA1 et/ou EA2 sont alors en communication avec l'intérieur de la conduite. L'intégrité du puits est alors totalement perdue. Le document WO 2013/037816 présente un dispositif de prévention de la rupture d'un système à base de chemise expansible, lorsque la rupture est due à un défaut de la matière qui les constitue. L'épaisseur de la chemise expansible est ainsi divisée en deux chemises expansibles distinctes. Si des défauts apparaissent dans l'une des chemises expansibles, il est très peu probable que ce défaut apparaisse exactement en regard d'un défaut de la seconde chemise expansible.When such a break occurs, the annular spaces EA1 and / or EA2 are then in communication with the inside of the pipe. The integrity of the well is then totally lost. Document WO 2013/037816 discloses a device for preventing the rupture of an expandable jacket-based system, when the rupture is due to a defect in the material which constitutes them. The thickness of the expandable sleeve is thus divided into two separate expandable folders. If defects appear in one of the expandable folders, it is very unlikely that this defect will appear exactly opposite a defect in the second expandable sleeve.

Ce système ne prévient cependant pas de l'éclatement en face d'une "cave" si l'allongement dépasse les limites d'expansion et de plasticité des matériaux. Par ailleurs, un système de valve est décrit dans la demande de brevet EP 260761. Si la chemise expansible qui y est décrite rompt, une valve placée dans l'orifice d'expansion détecte soit une chute de pression brutale à l'intérieur de la conduite, soit un débit important au travers de l'orifice. Si ces événements sont détectés, la valve se ferme et isole alors complètement l'intérieur de la conduite du reste du puits.This system, however, does not prevent bursting in front of a "cellar" if the elongation exceeds the limits of expansion and plasticity of the materials. Furthermore, a valve system is described in the patent application EP 260761. If the expandable sleeve described therein breaks, a valve placed in the expansion orifice detects either a sudden pressure drop inside the driving, or a significant flow through the orifice. If these events are detected, the valve closes and completely insulates the inside of the pipe from the rest of the well.

Cependant, en cas de défaillance de la valve, l'intégrité du puits est également perdue. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. En d'autres termes, elle a pour but de proposer une chemise 35 expansible qui ne se rompt pas, même quand celle-ci se trouve face à une "cave" ou un défaut de matière dans la paroi du puits.However, in the event of valve failure, well integrity is also lost. The present invention aims to overcome these disadvantages. In other words, its purpose is to provide an expandable shirt that will not break, even when it is facing a "cellar" or a material defect in the wall of the well.

Ainsi, la présente invention se rapporte principalement à une chemise métallique expansible radialement par hydroformage, qui présente un diamètre dit "diamètre initial" qui correspond à un état non expansé et un diamètre dit "diamètre optimum" qui correspond à un état expansé, ce diamètre optimum étant inférieur ou égal à son diamètre maximal au-delà duquel elle se romprait, caractérisée par le fait que : - elle comporte dans son état non expansé, contre sa face externe et au moins sur une partie de celle-ci, au moins un 10 enroulement hélicoïdal coaxial ; - cet enroulement est constitué d'une fibre ou d'un ensemble de fibres, - chaque spire de l'enroulement est constituée d'une partie principale en contact avec la face externe de la chemise et d'une partie 15 secondaire, d'une pièce avec la partie principale ; - la longueur développée de cette partie secondaire étant telle que se déploie et se plaque contre ladite chemise lors de l'expansion de cette dernière, pour la contraindre dans un état où elle occupe ledit "diamètre optimum". 20 Selon d'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'invention : - ledit enroulement hélicoïdal et coaxial est constitué de spires jointives; - la fibre ou l'ensemble de fibres dudit enroulement coaxial 25 est enduit avec un matériau souple tel que du silicone ou un élastomère ; - la fibre ou l'ensemble de fibres dudit enroulement coaxial est enduit avec un matériau souple, à l'exception de leur partie secondaire ; - elle comporte au moins deux enroulements séparés l'un de 30 l'autre par un intervalle ; - dans ledit intervalle est présent une bande de matière élastiquement déformable, son épaisseur étant supérieure à celle desdits enroulements ; - elle comporte au moins un enroulement "à étages" ce qui 35 signifie qu'une première partie de l'enroulement est en contact direct avec ladite chemise , tandis qu'au moins une portion de la partie restante est enroulée sur la première partie, et ainsi de suite ; - la partie secondaire de chaque spire est rabattue sur la partie principale associée ; - la partie secondaire de chaque spire est rabattue transversalement au dit enroulement ; - ledit enroulement comporte des moyens de rattachement de la partie secondaire des spires aux parties principales des spires de l'enroulement, ces moyens de rattachement cédant ou se déformant sous l'effet de l'augmentation du diamètre de ladite chemise pour libérer ladite partie secondaire ; - lesdits moyens de rattachement consistent en une gaine élastique qui enveloppe ledit enroulement ; - lesdits moyens de rattachement consistent en un anneau en 15 matériau souple dans lequel ledit enroulement est noyé ; - ledit matériau souple est du silicone ou un élastomère ; - lesdits moyens de rattachement consistent en un lien frangible qui relie la partie secondaire de chaque spire à la partie principale ; 20 La présente invention se rapporte aussi à un dispositif expansible, notamment de fracturation hydraulique, qui comprend : - une conduite tubulaire ; - et, contre sa face externe, une chemise cylindrique expansible coaxiale, dont les extrémités opposées sont reliées 25 de manière étanche à cette face externe ; - la paroi de ladite conduite tubulaire comportant au moins un passage pour la faire communiquer avec l'intérieur de la chemise. Ce dispositif est remarquable en ce qu'il comporte une chemise conforme à l'une des caractéristiques précitées. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre. Elle sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 à 5, déjà citées, représentent l'état de la technique le plus proche de l'invention ; 35 - la figure 6 est une vue partielle, en coupe longitudinale d'un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 7 est une vue partielle, en coupe longitudinale, de la paroi de la chemise expansible du dispositif et de deux formes de réalisation d'enroulements hélicoïdaux qui l'équipe ; - la figure 7' est une vue simplifiée en perspective d'une 5 chemise 2 et d'une partie de l'enroulement qui l'équipe ; - la figure 8 est similaire à la partie gauche de la figure 7, l'enroulement étant noyé dans un anneau de matière d'enveloppement ; - la figure 9 est un schéma montrant la différence de diamètre entre la chemise expansible dans son état non expansé, ainsi 10 qu'une spire de l'enroulement précité, présentée dans sa position complètement déployée ; - la figure 10 est une vue analogue à la figure précédente, la spire étant montrée dans une position dans laquelle elle est en contact avec la chemise, à l'exception d'une partie secondaire rabattue sur le 15 reste de la spire ; - la figure 11 est une vue partielle de face d'une chemise, avec des enroulements dont la partie secondaire est disposée différemment de ce qui est montré à la figure 10 ; - la figure 12 est un graphique qui montre, en fonction de la 20 pression à l'intérieur de la chemise, l'évolution de son diamètre ; - les figures 13, 14 et 15 sont des vues analogues en coupe transversale d'une chemise et d'une spire contraignant son diamètre, selon trois modes de réalisation dans lesquels des moyens de rattachement de la partie secondaire des spires à la partie principale sont montrés, ces 25 moyens de rattachement cédant ou se déformant sous l'effet d'une augmentation du diamètre de la chemise ; - les figures 16, 17 et 18 sont des vues destinées à montrer comment se comportent la chemise et les spires de son enroulement associé ; 30 - les figures 19 et 20 sont des vues en perspective d'un mode de réalisation particulier d'un enroulement, avant et après déformation de la chemise ; - enfin, la figure 21 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un puits dont un chemisage interne est soumis à une 35 déformation par déplacement d'un "packer".Thus, the present invention mainly relates to a radially expandable hydroformed metal jacket, which has a diameter called "initial diameter" which corresponds to an unexpanded state and a diameter called "optimum diameter" which corresponds to an expanded state, this diameter optimum being less than or equal to its maximum diameter beyond which it would break, characterized by the fact that: - it comprises in its unexpanded state, against its external face and at least on a part thereof, at least one Coaxial helical winding; this winding consists of a fiber or a set of fibers, each turn of the winding consists of a main part in contact with the outer face of the jacket and a secondary part, a room with the main part; the developed length of this secondary part being such that it deploys and is pressed against said sleeve during the expansion of the latter, to constrain it to a state where it occupies said "optimum diameter". According to other nonlimiting and advantageous features of the invention: said helical and coaxial winding consists of contiguous turns; the fiber or set of fibers of said coaxial winding is coated with a flexible material such as silicone or an elastomer; the fiber or set of fibers of said coaxial winding is coated with a flexible material, with the exception of their secondary part; it comprises at least two windings separated from one another by an interval; - In said gap is present a band of elastically deformable material, its thickness being greater than that of said windings; it comprises at least one "stage" winding, which means that a first part of the winding is in direct contact with said jacket, while at least a portion of the remaining portion is wound on the first part; And so on ; the secondary part of each turn is folded over the associated main part; the secondary part of each turn is folded transversely to said winding; said winding comprises means for attaching the secondary portion of the turns to the main parts of the turns of the winding, these connecting means yielding or deforming under the effect of increasing the diameter of said jacket to release said abutment ; said attachment means consist of an elastic sheath which envelops said winding; said connecting means consist of a ring of flexible material in which said winding is embedded; said flexible material is silicone or an elastomer; said connecting means consist of a frangible link which connects the secondary part of each turn to the main part; The present invention also relates to an expandable device, especially hydraulic fracturing, which comprises: - a tubular conduit; and, against its external face, a coaxial expandable cylindrical jacket, the opposite ends of which are sealingly connected to this external face; - The wall of said tubular conduit having at least one passage to communicate with the inside of the jacket. This device is remarkable in that it comprises a jacket conforming to one of the aforementioned characteristics. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows. It will be made with reference to the accompanying drawings in which: - Figures 1 to 5, already mentioned, represent the state of the art closest to the invention; FIG. 6 is a partial view, in longitudinal section, of a device according to the invention; - Figure 7 is a partial view, in longitudinal section, of the wall of the expansible sleeve of the device and two embodiments of helical windings that team; FIG. 7 is a simplified perspective view of a jacket 2 and part of the winding which equips it; - Figure 8 is similar to the left part of Figure 7, the winding being embedded in a ring of wrapping material; Fig. 9 is a diagram showing the difference in diameter between the expandable sleeve in its unexpanded state, as well as a turn of the aforesaid coil, presented in its fully extended position; FIG. 10 is a view similar to the preceding figure, the turn being shown in a position in which it is in contact with the sleeve, with the exception of a secondary part folded over the remainder of the turn; FIG. 11 is a partial front view of a jacket, with windings whose secondary portion is arranged differently from that shown in FIG. 10; FIG. 12 is a graph which shows, as a function of the pressure inside the jacket, the evolution of its diameter; - Figures 13, 14 and 15 are similar views in cross section of a jacket and a turn constraining its diameter, according to three embodiments in which means for attaching the secondary portion of the turns to the main part are shown, these attachment means yielding or deforming under the effect of an increase in the diameter of the sleeve; FIGS. 16, 17 and 18 are views intended to show how the jacket and the turns of its associated winding behave; FIGS. 19 and 20 are perspective views of a particular embodiment of a winding, before and after deformation of the jacket; - Finally, Figure 21 is a schematic longitudinal sectional view of a well in which an inner liner is subjected to deformation by displacement of a "packer".

La description qui va suivre est essentiellement donnée en référence à un dispositif expansible du même type que celui décrit aux figures 1 à 5. Toutefois, et comme déjà précisé, l'invention s'applique également à une chemise métallique expansible radialement par hydroformage, et ce mode de réalisation sera décrit en fin de description, en référence à la figure 19. Le dispositif représenté à la figure 6 est donc du même type que celui présenté en référence aux figures 1 à 5. Toutefois, en lieu et place de la couche d'étanchéité 3 placée sur la paroi externe de la chemise 2, on a ici affaire à un ensemble de manchons élastomères 30 distants les uns des autres, entre lesquels est placé un enroulement hélicoïdal coaxial d'une fibre ou d'un ensemble de fibres à spires jointives 5. Dans le cas représenté ici, on a affaire à six bandes 30 solidaires de la face externe de la chemise 2, entre lesquelles sont disposés les enroulements 5. Bien entendu, ces nombres pourraient être différents, et l'on peut même envisager que la chemise soit dépourvue de bandes 30. Chaque enroulement 5 est, comme dit plus haut, constitué 20 d'une fibre ou d'un ensemble de fibres à spires jointives ou non jointives. Par le terme "fibre ou ensemble de fibres", on entend une fibre mono-fil, ou constituée d'un ensemble de fils, par exemple torsadés ou encore disposés parallèlement les uns aux autres. D'autres agencements peuvent aussi être envisagés. 25 Le matériau constitutif de la fibre est choisi en fonction des critères suivants : résistance à la traction, souplesse, résistance à la température. Des matériaux préférés pour cet enroulement consistent notamment en de l'aramide ou du carbone. 30 Dans un mode de réalisation possible, ledit enroulement est "monocouche" de sorte que ses différentes spires 50, considérées dans un plan de coupe transversal, se situent dans un même plan. Toutefois, comme montré à la figure 7, on peut avoir plusieurs enroulements El et E2 à étages, ce qui signifie qu'une première 35 partie de l'enroulement El est en contact direct avec la chemise 2 tandis qu'au moins une portion de la partie restante E2 de l'enroulement est enroulée sur la première partie E1, et ainsi de suite. Sur la partie droite de cette même figure, on a affaire à trois enroulements 5 de quatre fibres répartis en trois étages E1, E2, E3 5 superposés. Ces enroulements ne sont de préférence pas directement réalisés sur la chemise elle-même. On préfère en effet utiliser un mandrin dont le diamètre correspond à celui de la chemise 2 expansible, après qu'elle se soit 10 expansée. Par exemple, ce diamètre correspond à la déformation maximale de la chemise 2 avant sa rupture. L'allongement de la fibre sous la contrainte doit être également pris en compte, c'est-à-dire que si le diamètre maximal de la chemise expansible 2 après expansion est dmax, les fibres doivent être 15 enroulées sur un mandrin ayant un diamètre extérieur égal à dmax x (1 - allongement de la fibre en pourcentage). L'allongement est par exemple de l'ordre de 4 % pour certaines fibres en aramide. Cet enroulement 5 est ensuite détaché du mandrin, le mandrin est ensuite retiré, et l'ensemble est placé à l'extrémité de la 20 chemise, puis dans sa position finale. On se retrouve alors dans la situation de la figure 9 dans laquelle le diamètre d50 de chaque spire est largement supérieur au diamètre d2 de la chemise 2 avant expansion. On procède alors au repliement de l'enroulement de manière à ce qu'une partie principale 500 de cet enroulement 5 soit en contact 25 direct avec la face externe de la chemise 2 (voir figure 10). L'excédent de matière constitue la partie secondaire 501 de l'enroulement et sa mise en place peut se faire soit par rabattement sur la partie principale 500 de la spire associée 50, comme c'est le cas de la figure 10. 30 Sa mise en place peut se faire également dans une direction légèrement transversale par rapport à la direction générale la partie principale 500 de l'enroulement 5. Ceci correspond à la situation de la figure 7. Pour faciliter le transfert de l'enroulement du mandrin sur la 35 chemise 2, on aura par exemple enduit la fibre avec un matériau souple tel que du silicone ou un élastomère de manière à former une matrice qui maintient les différentes spires ensemble et qui permet de le démouler de manière plus aisée. Cette matrice est référencée 6 à la figure 8. On notera que la figure 7' représente un enroulement de quelques spires représenté en perspective autour de la chemise 2.The description which follows is essentially given with reference to an expandable device of the same type as that described in FIGS. 1 to 5. However, and as already stated, the invention also applies to a radially expandable metal jacket by hydroforming, and this embodiment will be described at the end of the description, with reference to FIG. 19. The device represented in FIG. 6 is therefore of the same type as that presented with reference to FIGS. 1 to 5. However, instead of the layer 3 is placed on the outer wall of the jacket 2, here we are dealing with a set of elastomeric sleeves 30 spaced from each other, between which is placed a coaxial helical winding of a fiber or a set of fibers With the contiguous turns 5. In the case represented here, we are dealing with six strips 30 integral with the external face of the jacket 2, between which the windings 5 are arranged. Of course, these numbers could be different, and one could even envisage that the liner be devoid of strips 30. Each winding 5 is, as said above, constituted by a fiber or a set of fibers with contiguous turns or not contiguous. The term "fiber or set of fibers" means a single-wire fiber, or consists of a set of son, for example twisted or arranged parallel to each other. Other arrangements may also be envisaged. The constituent material of the fiber is selected according to the following criteria: tensile strength, flexibility, temperature resistance. Preferred materials for this winding consist in particular of aramid or carbon. In one possible embodiment, said winding is "monolayer" so that its different turns 50, considered in a transverse section plane, lie in the same plane. However, as shown in FIG. 7, it is possible to have a plurality of stage windings E1 and E2, which means that a first portion of the winding E1 is in direct contact with the jacket 2 while at least one portion of the remaining part E2 of the winding is wound on the first part E1, and so on. On the right side of this same figure, we are dealing with three windings 5 of four fibers distributed in three stages E1, E2, E3 superimposed. These windings are preferably not directly made on the shirt itself. It is indeed preferred to use a mandrel whose diameter corresponds to that of the expandable sleeve 2 after it has expanded. For example, this diameter corresponds to the maximum deformation of the liner 2 before it breaks. The extension of the fiber under stress must also be taken into account, that is, if the maximum diameter of expandable sleeve 2 after expansion is d max, the fibers must be wound on a mandrel having a diameter. outside equal to dmax x (1 - elongation of the fiber in percentage). The elongation is for example of the order of 4% for certain aramid fibers. This winding 5 is then detached from the mandrel, the mandrel is then removed, and the assembly is placed at the end of the sleeve, then in its final position. We then find ourselves in the situation of Figure 9 in which the diameter d50 of each turn is much larger than the diameter d2 of the sleeve 2 before expansion. The winding is then folded so that a main portion 500 of this winding 5 is in direct contact with the outer face of the jacket 2 (see FIG. 10). The excess material constitutes the secondary portion 501 of the winding and its installation can be done by folding on the main part 500 of the associated turn 50, as is the case of Figure 10. Its implementation in place can also be in a direction slightly transverse to the general direction the main part 500 of the winding 5. This corresponds to the situation of Figure 7. To facilitate the transfer of the winding of the mandrel on the 35 2, the fiber will for example be coated with a flexible material such as silicone or an elastomer so as to form a matrix that holds the different turns together and makes it easier to demold it. This matrix is referenced 6 in FIG. 8. It will be noted that FIG. 7 'represents a winding of a few turns represented in perspective around the jacket 2.

Selon un mode de réalisation avantageux, la chemise comporte des moyens supplémentaires qui permettent de maintenir la partie secondaire 501 des spires 50 solidaire de la partie principale 500 de la spire correspondante. Toutefois, ces moyens sont prévus pour céder sous l'augmentation du diamètre de la chemise pour libérer la partie secondaire 501. Ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 13, on a affaire à une gaine élastique 7 qui enveloppe l'enroulement 5. Dans le mode de réalisation de la figure 14, on utilise un anneau en matériau souple 6 dans lequel l'enroulement 5 est noyé. 15 Préférentiellement, ces moyens consistent en un anneau en silicone. Enfin, dans le mode de réalisation de la figure 15, on a simplement affaire à un lien frangible 8 qui relie chaque partie secondaire 501 à la partie principale correspondante 500. Nous allons maintenant expliquer, en référence aux 20 figures 16, 17 et 18, comment se comportent les spires 50 des enroulements 5 en fonction du taux d'expansion de la chemise 2. Ainsi, la figure 16 correspond à la situation dans laquelle la chemise 2 est dans son état non expansé. On peut ainsi faire le parallèle entre cette figure 16 et la figure 2 commentée plus haut. 25 Au fur et à mesure de l'augmentation de la pression P à l'intérieur de la chemise 2, celle-ci voit son diamètre augmenter de sorte que la partie pale de chaque spire voit sa longueur diminuer au détriment de la partie secondaire. En d'autres termes, le diamètre global de la spire augmente. 30 Toutefois, dans la mesure où la circonférence totale de chaque spire présente une longueur prédéterminée, même si la pression P à l'intérieur de la chemise augmente encore, le diamètre reste inchangé lorsque chaque spire s'est complètement déployée. L'enroulement agit alors comme une butée, un lasso ou un 35 renfort et contraint l'expansion de la chemise 2. 301 2 5 1 2 9 Du fait que les spires sont jointives et qu'il existe de fortes contraintes de frottement entre l'enroulement et la chemise, les fibres ne se déroulent pas par simple effet cabestan mais selon le mode opératoire qui vient d'être décrit. 5 En référence aux figures 19 et 20, on s'est contenté de représenter un enroulement 5 sans la chemise à laquelle il est normalement associé (dans un simple but de simplification). Comme dans le mode de réalisation de la figure 8, cet enroulement est enduit d'un matériau souple tel que du silicone ou un 10 élastomère, de manière à former une matrice 6. Toutefois, contrairement à ce mode de réalisation, la partie secondaire 501 des spires 50 n'est pas enduite et est rabattue sous la matrice (elle pourrait être rabattue par-dessus. Lors de l'expansion de la chemise, les parties secondaires 501 15 des spires se déplient pour occuper leur position finale en arc de cercle, comme montré à la figure 20. Cette "absence" d'enduction des parties secondaires permet tout particulièrement d'obtenir une expansion rapide et sûre des parties secondaires. 20 Comme indiqué plus haut, une structure et l'utilisation d'un dispositif selon l'invention ont été décrites en référence aux figures précitées. Toutefois, l'invention se rapporte aussi à une simple chemise métallique pourvue d'un tel enroulement. 25 Cette chemise trouve une application, notamment lorsque l'on se propose de déformer une chemise 2 de réparation d'un puits 4 tel que cela est visible sur la figure 21. On se trouve donc ici dans une situation dans laquelle l'on souhaite chemiser le puits 4 avec une chemise 2 qui est descendue dans le 30 puits à l'aide d'une vessie gonflable 9. Pour ce faire, la chemise est descendue dans le puits 4 à l'aide de la vessie gonflable 9 qui est gonflée de telle manière qu'elle vienne simplement en appui contre la paroi interne de la chemise. Une fois descendue dans le puits et bloquée, on déforme la chemise 2 jusqu'à 35 ce qu'elle occupe le diamètre 1 montré en bas de la figure. La vessie gonflable 9 est ensuite remontée le long de la chemise.According to an advantageous embodiment, the liner comprises additional means which make it possible to maintain the secondary portion 501 of the turns 50 integral with the main portion 500 of the corresponding turn. However, these means are provided to yield under the increase in the diameter of the jacket to release the secondary portion 501. Thus, in the embodiment of Figure 13, there is an elastic sheath 7 which envelops the winding 5 In the embodiment of Figure 14, a ring of flexible material 6 is used in which the winding 5 is embedded. Preferably, these means consist of a silicone ring. Finally, in the embodiment of FIG. 15, there is simply a frangible link 8 which connects each secondary part 501 to the corresponding main part 500. We will now explain, with reference to FIGS. 16, 17 and 18, how do the turns 50 of the windings 5 behave as a function of the expansion rate of the jacket 2. Thus, FIG. 16 corresponds to the situation in which the jacket 2 is in its unexpanded state. We can thus draw the parallel between this figure 16 and Figure 2 commented above. As the pressure P increases within the jacket 2, the latter increases in diameter so that the blade portion of each coil decreases in length at the expense of the abutment. In other words, the overall diameter of the turn increases. However, since the total circumference of each turn has a predetermined length, even if the pressure P inside the liner further increases, the diameter remains unchanged when each turn has fully expanded. The winding then acts as a stop, a lasso or a reinforcement and forces the expansion of the jacket 2. 301 2 5 1 2 9 Because the turns are contiguous and there are strong frictional stresses between the winding and the shirt, the fibers do not take place by simple capstan effect but according to the procedure just described. With reference to FIGS. 19 and 20, only a winding 5 has been represented without the jacket to which it is normally associated (for the sake of simplification). As in the embodiment of FIG. 8, this winding is coated with a flexible material such as silicone or an elastomer, so as to form a matrix 6. However, unlike this embodiment, the secondary portion 501 turns 50 is not coated and is folded under the die (it could be folded over.) During the expansion of the sleeve, the secondary portions 501 of the turns unfold to occupy their final position in an arc. As shown in Fig. 20, this "absence" of coating of the abutments makes it possible particularly to obtain a rapid and safe expansion of the abutments, as indicated above, a structure and the use of a device according to The invention has also been described with reference to the above-mentioned figures, but the invention also relates to a simple metal jacket provided with such a winding. it is proposed to deform a liner 2 for repairing a well 4 as can be seen in FIG. 21. This places us in a situation in which it is desired to liner the well 4 with a jacket 2 which has descended into the well using an inflatable bladder 9. To do this, the liner is lowered into the well 4 using the inflatable bladder 9 which is inflated in such a way that it comes simply in support against the inner wall of the shirt. Once lowered into the well and blocked, the sleeve 2 is deformed until it occupies the diameter 1 shown at the bottom of the figure. The inflatable bladder 9 is then raised along the liner.

Dans l'hypothèse où l'on a affaire à une cave 41 ou à un défaut de matériau dans la paroi du puits 4, alors l'enroulement présent sur la paroi externe de la chemise entre en action pour limiter son expansion selon le processus déjà expliqué.5In the event that we are dealing with a cell 41 or a defect of material in the wall of the well 4, then the winding present on the outer wall of the liner goes into action to limit its expansion according to the process already expliqué.5

Claims

REVENDICATIONS1. A radially expandable metallic sleeve (2) which has a so-called "initial diameter" diameter which corresponds to an unexpanded state and a diameter referred to as "optimum diameter" which corresponds to an expanded state, this optimum diameter being less than or equal to its maximum diameter beyond which it would break, characterized by the fact that: it comprises in its unexpanded state, against its external face and at least on a part thereof, at least one coaxial helical winding (5); this winding (5) consists of a fiber or a set of fibers, each turn (50) of the winding consists of a main part (500) in contact with the outer face of the jacket ( 2) and a secondary part (501), of a part with the main part (500); the developed length of this secondary portion (501) being such that it deploys and is pressed against said sleeve (2) during the expansion thereof, to constrain it to a state where it occupies said "optimum diameter". 20

2. Shirt according to claim 1, characterized in that said helical and coaxial winding consists of contiguous turns (50).

3. Shirt according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber or set of fibers of said coaxial winding is coated with a flexible material such as silicone or elastomer.

4. Shirt according to claim 3, characterized in that the fiber or set of fibers of said coaxial winding is coated with a flexible material, with the exception of their secondary portion (501). 30

5. Shirt according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least two windings (5) separated from one another by a gap.

6. Shirt according to claim 5, characterized in that in said gap is present a strip (30) of elastically deformable material, its thickness being greater than that of said windings (5).

7. Shirt according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one winding (5) "stages" (E1, E2, E3), which means that a first portion (E1) of the winding (5) is in direct contact with said jacket (2), while at least a portion of the remaining portion (E2) is wound on the first portion, and so on.

8. Shirt according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary portion (501) of each turn (50) is folded over the associated main portion (500).

9. Shirt according to one of claims 1 to 7, characterized in that the secondary portion (501) of each turn (50) is folded transversely to said winding (5).

10. Shirt according to one of the preceding claims, characterized in that said winding (5) comprises means of attachment (6, 7, 8) of the secondary part (501) of the turns (50) to the main parts ( 501) turns (50) of the winding (5), these connecting means yielding or deforming under the effect of increasing the diameter of said jacket (2) to release said secondary portion (501).

11. Shirt according to claim 10, characterized in that said connecting means consist of an elastic sheath (7) which envelops said winding (5).

12. Shirt according to claim 10, characterized in that said connecting means consist of a ring (6) of flexible material in which said winding (5) is embedded.

The liner of claim 10, characterized in that said flexible material is silicone or an elastomer.

14. Shirt according to claim 10, characterized in that said connecting means consist of a frangible link (8) which connects the secondary portion (501) of each turn (50) to the main portion (500). 35

15. Expansible device, in particular hydraulic fracturing, which comprises: - a tubular pipe (1); and, against its external face, a coaxial expandable cylindrical jacket (2), the opposite ends of which are sealingly connected to this external face; - The wall of said tubular pipe (1) having at least one passage (10) for communicating with the inside of the liner, characterized in that said liner (2) is according to one of the preceding claims. 10