FR3041735A1

FR3041735A1 -

Info

Publication number: FR3041735A1
Application number: FR1657873A
Authority: FR
Inventors: Christoher James Mericas; Todd Anthony Stair
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2017-03-31
Also published as: GB2556756B; WO2017052556A1; US20180238460A1; MX2018002225A; GB201801807D0; US10724648B2; AU2015409660B2; GB2556756A; CA2995342A1; AU2015409660A1; NO20180262A1

Abstract

Un module de vanne à flotteur (134 ; 200) comprend un logement cylindrique (202) définissant un trajet de flux interne (302) et un clapet antiretour (204) est positionné à l'intérieur (118) du logement (202) et déplaçable entre une position ouverte, dans laquelle un flux de fluide ascendant et descendant à travers le trajet de flux interne (302) est permis, et une position fermée, dans laquelle le flux de fluide ascendant est empêché alors que le flux de fluide descendant est permis. Un élément d'activation (208) qui est positionné en mouvement à l'intérieur (118) du logement (202) entre une première position, dans laquelle l'élément d'activation (208) maintient le clapet anti-retour (204) dans la position ouverte, et une deuxième position, dans laquelle l'élément d'activation (208) se déplace axialement à l'intérieur (118) du logement (202) et se désengage du clapet anti-retour (204). Un corps de résistance (214) couplé à l'élément d'activation (208), et le flux de fluide dans la direction descendante génère une force de résistance sur le corps de résistance (214) qui place une force axiale sur l'élément d'activation (208) pour déplacer l'élément d'activation (208) vers la deuxième position.

Description

MODULE DE VANNE À FLOTTEUR AVEC DÉSACTIVATION DÉPENDANTE DE LA FORCE DE RÉSISTANCE

CONTEXTE

[0001] Dans l'industrie du gaz et du pétrole, les puits de forage sont creusés dans la surface de la terre afin d'avoir accès à des réservoirs souterrains pour l'extraction des hydrocarbures. Une fois creusé, un puits de forage est souvent doublé d'un tubage, qui est fixé à l'intérieur du puits de forage avec du ciment. Dans une technique de cimentation, une composition de ciment est pompée à travers l'intérieur du tubage vers le bas du puits et elle est ensuite renvoyée vers la surface de la terre à travers l'anneau définit entre la paroi du puits de forage et le tubage. Dans une autre technique de cimentation, généralement appelée cimentation par circulation inversée, la composition de ciment est pompée à travers l'anneau vers le bas du puits et ensuite elle est ensuite renvoyée vers la surface à travers l'intérieur du tubage. Une fois que la composition de ciment durcie à l'intérieur de l'anneau, le tubage aide à stabiliser les parois du puits de forage pour empêcher un affaissement et isole également les diverses formations souterraines environnantes en empêchant un flux ou un flux croisé des fluides de la formation à travers l'anneau. Le tubage constitue également une surface permettant de fixer un équipement de contrôle de la pression et un équipement de production de fond de trou.

[0002] Lorsqu'on fait avancer un train de tubage dans un puits de forage rempli de fluides de puits de forage (par ex., le fluide de forage ou d'autres fluides), le tubage peut agir comme un piston étant donné qu'il interagit avec les fluides du puits de forage. Les forces hydrauliques résultant d'une telle interaction peuvent endommager des formations peu solides et nécessitent des temps de pose très longs. Afin d'éviter ce phénomène, un flotteur à autoremplissage est souvent couplé à l'extrémité du tubage. Le flotteur à autoremplissage comprend généralement une vanne à flotteur de type à battants qui est maintenue ouverte de sorte que le tubage puisse se remplir de fluide du puits de forage à partir du bas du train lorsque le tubage est descendu dans le puits de forage. Ceci diminue la charge sur la formation et permet des vitesses de pose plus rapides.

[0003] Avant de cimenter le tubage en place, le flotteur à autoremplissage doit être désactivé, ce qui transforme la vanne à flotteur en un type de vanne anti-retour. La désactivation du flotteur à auto-remplissage est généralement réalisée en pompant un projectile de puits de forage (par ex., une balle ou une flèche) à travers la vanne à flotteur afin de décaler un manchon hors d'un contact de support avec un battant, permettant ainsi la fermeture du battant. La circulation à partir de la surface avant la désactivation de l'autoremplissage est souvent nécessaire, et de petits orifices d'écoulement autour d'un siège où le projectile du puits de forage atterrit permettent aux fluides de s'écouler autour du projectile du puits de forage à des vitesses faibles. Les orifices d'écoulement, cependant, sont relativement petits et peuvent se boucher avec des débris ce qui pourrait entraîner une désactivation précoce lors de la circulation à partir de la surface. En outre, les flux d'écoulement ont une tendance à s'éroder suite à des périodes extensives de circulation, ce qui pourrait entraîner un besoin de vitesse de flux de désactivation inhabituellement élevées.

BRÈVE DESCRIPTION DES ILLUSTRATIONS

[0004] Les figures suivantes sont présentées pour illustrer certains aspects de la présente divulgation, et ne doivent pas être considérées comme des modes de réalisation exclusifs. L’objet de l'invention divulgué peut être soumis à des modifications, des altérations, des combinaisons et des équivalents considérables dans la forme et dans la fonction, sans s'écarter de la portée de cette description.

[0005] La figure 1 illustre une vue en coupe latérale d'un système de puits de forage qui peut utiliser un ou plusieurs principes de la présente divulgation.

[0006] La figure 2 est une vue isométrique d'un exemple de module de vanne à flotteur.

[0007] Les figures 3A-3C sont des vues en coupe latérale progressives du module de la figure 2.

DESCRIPTION DETAILLEE

[0008] La présente divulgation est apparentée à des outils de fond de puits et, plus particulièrement, à un module de vanne à flotteur qui dépend de la force de résistance pour sa désactivation.

[0009] Les modes de réalisation décrits ici concernent un module de vannes à flotteur qui dépend des forces de résistance générées par un corps de résistance relié à un élément d'activation. Le corps de résistance est positionné à l'intérieur d'un trajet de flux de fluide s'écoulant hors du module de vanne à flotteur dans la direction descendante. L'augmentation du débit de fluide dans la direction descendante sert, de façon correspondante, à augmenter une force axiale assumée par l'élément d'activation jusqu’à ce que la force axiale soit suffisante pour déplacer l’élément d'activation hors du contact avec un battant positionné en pivot dans le module de vanne à flotteur. Le déplacement de l'élément d'activation hors du contact avec le battant permet le déplacement du battant vers une position fermée, dans laquelle on empêche l'écoulement de fluide dans la direction ascendante tandis que l'écoulement de fluide dans la direction descendante est permis. Par conséquent, les modes de réalisation de la présente divulgation décrivent un outil qui permet une circulation en surface à travers le module de la vanne à flotteur, mais qui n'est pas dépendant du projectile de puits de forage pour la désactivation. En outre, le corps de résistance permet d'avoir des trajets de flux de circulation plus grands et une augmentation de la précision de désactivation. Ainsi, une circulation peut être maintenue pour une période de temps prolongée sans risquer de boucher ou d'éroder les orifices du siège-billes.

[0010] En se référant à la figure 1, il est illustré une vue en coupe latérale d'un système de puits de forage 100 qui peut utiliser un ou plusieurs principes de la présente divulgation. Plus particulièrement, la figure 1 illustre un puits de forage 102 qui a été foré dans la surface de la terre 104 et un tubage en surface 106 est prolongé dans le puits de forage 102 à partir d'une installation de tête de puits 108 placée au niveau de la surface 104. Un train de tiges 110 interne est également suspendu à l'intérieur du puits de forage 102 à partir de l'installation de tête de puits 108 et positionné, de façon générale, à l'intérieur du tubage en surface 106. Un sabot de tubage 112 peut être fixé à la partie la plus basse du tubage 110, et un anneau 114 est défini entre le puits de forage 102 et le tubage 110.

[0011] Tel qu'il est utilisé ici, le terme « tubage » décrit une pluralité de longueurs de tubes de tuyaux couplés (par ex., filetés) ensemble pour former un conduit tubulaire continu d'une longueur souhaitée. Il sera cependant apprécié que le terme « tubage » peut, par ailleurs, décrire une seule longueur de tube ou de structure de tuyau, sans s'écarter de la portée de la divulgation.

[0012] Afin de fixer le tubage 110 à l'intérieur du puits de forage 102, du ciment 116 peut être pompé dans l'anneau 114. Le ciment 116 peut être pompé dans un intérieur 118 du tubage 110 et peut s'écouler vers le bas de celui-ci où le sabot du tubage 112 réoriente le ciment 116 vers la surface 104 à l'intérieur de l'anneau 114. Au niveau de la surface 104, une ligne d'alimentation 120 peut être couplée en fonctionnement et en fluide à l'installation de tête de puits 108 et en communication fluidique avec l'intérieur 118 du tubage 110. La ligne d'alimentation 120 peut être couplée en fluide à une source 122 du ciment 116, et un clapet d'alimentation 124 peut réguler le flux du ciment 116 dans l'intérieur 118 du tubage 110. Dans la figure 1, la source 122 de ciment 116 est un camion de ciment, mais pourrait, par ailleurs, comprendre une tête de cimentation, une pompe autonome, ou un quelconque mécanisme de pompage de ciment capable d'introduire le ciment 116 dans le tubage 110. Une ligne de retour 126 peut également être connectée à l'installation de tête de puits 108 et en communication fluide avec l'anneau 114. Dans certains cas, comme il est illustré, la ligne de retour 126 peut comprendre un clapet de retour 128 configuré pour réguler le flux de fluide revenant vers la surface 104 à travers l'anneau 114.

[0013] Un collier flottant 132 peut être compris dans le train de tubage 110 au niveau de ou à proximité du sabot de tubage 112, et un module de vanne à flotteur 134 peut être positionné à l'intérieur du collier flottant 132 et peut fonctionner comme un flotteur à auto-remplissage. Plus particulièrement, le module de vanne à flotteur 134 peut comprendre un battant (non illustré) qui est ouvert lorsqu'on prolonge le tubage 110 dans le puits de forage 102, atténuant ainsi les forces hydrauliques découlant de l'interaction fluide entre le tubage 110 et les fluides du puits de forage présents à l'intérieur du puits de forage 102. Avant la cimentation en place du tubage 110, on laisse le battant se déplacer vers sa position fermée dans laquelle il peut fonctionner comme un clapet anti-retour qui empêche le fluide de retourner vers la surface 104 par l'intérieur 118.

[0014] La figure 2 est une vue isométrique d'un exemple de module de vanne à flotteur 200, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation. Le module de vanne à flotteur 200 (ci-après le « module 200 ») peut être le même ou peut être semblable au module de vanne à flotteur 134 de la figure 1. Par ailleurs, le module 200 peut être fixé à l'intérieur du collier flottant 132 (Fig. 1) à un emplacement choisi le long du tubage 110 (FIG. 1) et fonctionner comme un flotteur à auto-remplissage.

[0015] Comme il est illustré, le module 200 peut comprendre un logement généralement en forme cylindrique 202 ayant une première extrémité ou une extrémité en haut du puits 203a et une deuxième extrémité ou une extrémité au fond du puits 203b. Un clapet anti retour 204 peut être fixé à l'intérieur du logement 202 au niveau de ou à proximité de l'extrémité en haut du puits 203a. Même s'il est illustré sous forme de deux composants distincts, le clapet anti retour 204 et le logement 202 peuvent, dans au moins un mode de réalisation, former un composant monobloc du module 200. Dans certains modes de réalisation, comme il est illustré, le clapet anti-retour 204 peut comprendre un clapet anti-retour de type à battant, mais pourrait, par ailleurs, comprendre d'autres types de clapet anti-retour, comprenant, sans limitation, un clapet de ventilation, un clapet à bille et un clapet papillon.

[0016] Dans le mode de réalisation illustré, le clapet anti-retour 204 comprend un battant 206 qui est couplé en pivot au clapet anti-retour 204 et qui est amovible entre une position ouverte et une position fermée. Lorsque le battant 206 se trouve dans la position ouverte, comme le démontre la figure 2, l'écoulement de fluide à travers le module 200 entre les extrémités en haut du puits et en bas du puits 203a,b (dans les deux directions) est permis. Lorsque le battant 206 se trouve dans la position fermée, cependant, l'écoulement de fluide à travers le module 200 dans la direction ascendante (c.-à-d., provenant de l'extrémité de fond de puits 203b) est empêché, tandis que l'écoulement de fluide à travers le module 200 dans la direction descendante (c.-à-d., provenant de l'extrémité en haut du puits 203a) est permis.

[0017] Le module 200 peut également comprendre un élément d'activation 208 positionné de façon déplaçable à l’intérieur du logement 202. Dans certains modes de réalisation, comme il est illustré, l'élément d'activation 208 peut prendre la forme d'un manchon cylindrique ou etc. L'élément d'activation 208 est déplaçable entre une première position, dans laquelle l'élément d'activation 208 entre en contact avec et maintient le battant 206 dans la position ouverte, et une deuxième position, dans laquelle l'élément d'activation 208 se déplace axialement à l'intérieur du logement 202 et hors du contact avec le battant 206. Une fois que l'élément d'activation 208 libère le battant 206, le battant 206 sera ensuite en mesure de pivoter vers la position fermée.

[0018] Une paire d'anneaux de sûreté peut être utilisée pour aider à maintenir l'élément d'activation 208 dans la première position. Plus particulièrement, un premier anneau de sûreté ou un anneau supérieur 210a et un deuxième anneau de sûreté ou un anneau inférieur 210b peuvent être positionnés à des extrémités axiales opposées d'une épaule radiale 212 définie sur la surface externe de l'élément d'activation 208. L'un ou les deux anneaux de sûretés supérieurs et inférieurs 210a,b peuvent comprendre un anneau de sûreté fendu qui démontre une force de ressort connue. Pour déplacer l'élément d'activation de 208 vers la deuxième position et hors du contact avec le battant 206, l'épaule radiale 212 doit entrer en contact avec l'anneau de sûreté inférieur 210b avec suffisamment de force axiale pour surmonter la force du ressort. Par conséquent, l'épaule radiale 212 est fixée axialement entre les anneaux de sûreté supérieure et inférieure 210a,b dans la première position jusqu'à ce qu'une force axiale nécessaire soit appliquée à l'élément d'activation 208 dans la direction vers le fond du trou. Ce procédé sera décrit plus en détail ci-dessous.

[0019] Le module 200 peut également comporter un corps de résistance 214 couplé à l'élément d'activation 208 et utilisé pour aider le déplacement de l'élément d'activation 208 de la première position vers la deuxième position. Dans certains modes de réalisation, comme il est illustré, le corps de résistance 214 peut former un prolongement intégral de l'élément d'activation 208. Dans de tels modes de réalisation, le corps de résistance 214 et l'élément d'activation 208 peuvent former une structure monobloc. Dans d'autres modes de réalisation, cependant, le corps de résistance 214 peut comprendre une ou plusieurs parties ou pièces de composant qui peuvent être couplées fonctionnellement à l'élément d'activation 208. Dans au moins un mode de réalisation, comme il est illustré, le corps de résistance 214 peut se prolonger axialement à partir de l'élément d'activation 208 et au moins partiellement hors du logement 202.

[0020] Selon la présente divulgation, et comme il sera décrit plus en détail ci-dessous, le corps de résistance 214 peut permettre une circulation du flux de fluide à travers le module 200 à la fois dans la direction ascendante et descendante. Le flux de fluide dans la direction descendante, cependant, frappe contre le corps de résistants 214 et gêner une force de résistance qui agit sur l'élément d'activation 208 dans la direction axiale. L'augmentation du flux de fluide descendant à travers le module 200 peut augmenter, de façon correspondante, la force de résistance générée par le corps de résistance 214. Une fois qu'une force de résistance prédéterminée est générée, la force de ressort de l'anneau de sûreté inférieur 210b peut être surmontée au niveau de l'épaule radiale 212, permettant ainsi à l'élément d'activation 208 de se déplacer vers la deuxième position et hors du contact avec le battant 206.

[0021] Les figures 3A-3C sont des vues en coupe latérale progressives du module 200, selon un ou plusieurs modes de réalisation. Plus particulièrement, les figures 3A-3C illustrent le module 200 lorsque l'élément d'activation 208 se déplace de la première position dans laquelle le battant 206 se trouve dans la position ouverte, comme le démontre les figures 3A et 3B, vers la deuxième position, dans laquelle le battant 206 est déplacé vers la position fermée comme le démontre la figure 3C. Des chiffres semblables de la figure 2 qui sont utilisés dans les figures 3A-3C correspondent à des éléments ou des composants semblables du module 200 qui pourraient ne pas être de nouveau décrits.

[0022] Comme il est illustré, le logement 202 peut définir un trajet de flux interne 302 pour les fluides pour la communication à travers le module 200 dans les deux directions (ascendante ou descendante) entre les extrémités du haut du puits et du fonds de puits 230a,b du logement 202. Le clapet antiretour 204 peut être fixé à l'intérieur du logement 202, et le battant 206 et l'élément d'activation 208 peuvent être placés à l'intérieur du trajet de flux interne 302. Le battant 206 est pivotable autour d'une goupille 304, et il est biaisé vers la position fermée avec un ressort de torsion 306 (FIG. 3C). Comme il est illustré dans les figures 3A et 3B, lorsque l'élément d'activation 208 se trouve dans la première position, le battant 206 peut être poussé dans la position ouverte par contact ou autrement en reposant sur une extrémité supérieure 308a de l'élément d'activation 208. Une fois que l'élément d'activation 208 est déplacé vers la deuxième position et hors du contact avec le battant 206, la force de ressort du ressort de torsion 606 peut pousser le battant 206 vers la position fermée.

[0023] Dans la position fermée, une surface en angle 310 qui est définie autour de la périphérie du battant 206 peut être reçue par un siège de battant ayant un angle correspondant 312 définit sur le clapet anti-retour 204. Dans certains modes de réalisation, la surface en angle 310 peut entrer dans un contact étanche avec le siège du battant en angle 312, pour ainsi empêcher le flux de fluide dans la direction ascendante (c.-à-d., vers la gauche dans les figures 3A-3C) à travers le module 200. En outre, dans certains modes de réalisation, un joint 314 peut être placé autour de la circonférence du battant 206 et peut également entrer en contact de façon étanche avec le siège du battant en angle 312 lorsque le battant 206 est déplacé vers la position fermée.

[0024] L'épaule radiale 212 peut former un anneau annulaire qui se prolonge autour de toute la circonférence externe de l'élément d'activation 208. Dans certains modes de réalisation, comme il est illustré, l'épaule radiale 212 définie sur la surface externe de l'élément d'activation 208 peut constituer une face supérieure plane 316a et une face supérieure en angle 316b. Plus particulièrement, la face supérieure 316a peut être définie de façon généralement orthogonale à un axe longitudinal du module 200 et fait face autrement axialement vers l'extrémité du haut du trou 203a du logement 202 à un quelconque point sur celui-ci. Par ailleurs, la face supérieure 316a peut être frusto-conique en s'étendant vers le haut et radialement vers l'extérieur. D'autres formes de la face supérieure 316a sont également envisagées, tels que des surfaces profilées concaves et/ou convexes.

[0025] La face inférieure en angle 316b fait face radialement vers l'extérieur et vers le bas (c.-à-d., vers l'extrémité de fond de trou 203b du logement 202) à un quelconque point sur celui-ci. Comme autre exemple, la face inférieure 316b peut former un angle oblique par rapport à l'axe longitudinal du module 200. Un tel angle peut être choisi pour déterminer, au moins en partie, la force axiale nécessaire pour décaler l'épaule radiale 212 axialement au travers de l'anneau de sûreté inférieur 210b. L'angle défini par la face inférieure 316b, par ex., peut aller entre environ 10° et environ 80° par rapport à l'axe longitudinal du module 200. En fonction de la géométrie du flux donnée pour le module, cependant, l'angle défini par la face inférieure 316b peut être ajusté à un quelconque angle entre 0° et 90° pour modifier ou personnaliser la force axiale nécessaire pour décaler l'épaule radiale 212 axialement au travers de l'anneau de sûreté inférieur 210b. Comme il sera compris, plus grand est l'angle de la face inférieure en angle 316b, plus grande sera la force axiale nécessaire pour décaler l’épaule radiale 212 axialement au travers de l'anneau de sûreté inférieur 210b. D’un autre côté, des angles plus petits peuvent entraîner l'utilisation d'une force axiale plus faible. La force nécessaire, cependant, est suffisante pour éviter un mouvement axial prématuré de l'élément d'activation 208 vers la deuxième position.

[0026] Les anneaux de sûreté supérieure et inférieure 210a peuvent être positionnés dans des évidements annulaires supérieurs et inférieurs 318a et 318b, respectivement, définis dans le logement 202. L'un ou les deux des anneaux de sûreté supérieur et inférieur 210a,b peuvent être formés sous forme d'anneaux circonférentiellement discontinus qui peuvent se dilater radialement pour augmenter leur circonférence. Les anneaux de sûreté supérieur et inférieur 210a,b peuvent être formés d'une diversité de matériaux comprenant, sans limitation, le bronze, l'aluminium, l'acier, un ressort d'acier, un matériau composite, un élastomère, un plastique, un thermoplastique, un polymère thermodurci, et une quelconque combinaison de ceux-ci. Le choix du matériau pour les anneaux de sûreté supérieur et inférieur 210a,b peuvent assurer une rétention prédéterminée de l'épaule radiale 212 jusqu'à des limites de force choisies, au-delà desquelles les anneaux de sûreté supérieur et inférieur 210a,b peuvent être élastiquement ou plastiquement déformés pour permettre le passage de l'épaule radiale 212. En outre, les matériaux pour les anneaux de sûreté supérieur et inférieur 210a,b peuvent être choisis pour être facilement perçables, étant donné que le module 200 peut éventuellement être enlevé par perçage après complétion de l'opération de fond de trou.

[0027] L'anneau de sûreté supérieur 210a empêche l'élément d'activation 208 de se déplacer vers le haut (c.-à-d., dans la direction vers le haut du trou) à l'intérieur du trajet de flux interne 302 en entrant en contact avec la face supérieure plane 316a de l'épaule radiale 212. Comme il est illustré dans les figures 3A et 3B, l'anneau de sûreté supérieur 210a peut être biaisé pour se contracter radialement vers l'intérieur de sorte que l'anneau de sûreté supérieur 210a entre en contact avec et se fixe à la face supérieure 316a de l'épaule radiale 212. La face supérieure 316a et la face axiale correspondante de l'anneau de sûreté supérieur 210a peuvent être telles qu'une force ascendante appliquée par la face supérieure 316a à l'anneau de sûreté supérieur 210a ne dilate pas radialement l'anneau de sûreté supérieur 210a.

[0028] L'anneau de sûreté inférieur 210b peut être configuré pour entrer en contact avec la face inférieure en angle 316b de l'épaule radiale 212 et peut, dans certains modes de réalisation, définir une surface en angle 320 correspondante. Plus particulièrement, la surface en angle 320 de l'anneau de sûreté inférieur 21b peut être configurée pour entrer en contact axialement avec la face inférieure en angle 316b de l'épaule radiale 212. Par ex., la surface en angle 320 peut former un angle oblique relativement à l’axe longitudinal du module 200, et l'angle de la surface en angle 320 peut déterminer, au moins en partie, la force nécessaire pour décaler l'élément d'activation 208 au travers de l'anneau de sûreté inférieur 210b. Dans certains modes de réalisation, l'angle formé par la surface en angle 320 peut être égal à l'angle formé par la face inférieure en angle 316b.

[0029] D'autres mécanismes de verrouillage radial peuvent être utilisés pour retenir, de façon contrôlable, l'élément d'activation 208 dans la première position. Par ex., une ou plusieurs protrusions rétractables, biaisées radialement vers l'intérieur, peuvent individuellement entrer en contact avec des parties correspondantes de l'épaule radiale 212. Comme autre exemple, un mécanisme de verrouillage radial peut être utilisé pour retenir l'élément d'activation 208 jusqu'à ce qu'une force par l'élément d'activation 208 entraîne une déformation élastique ou plastique d'un tel mécanisme de verrouillage radial. D'autres mécanismes de verrouillage pourraient comprendre des mécanismes à collets, des fentes j, par encliquetage, à frettage ou par friction seule.

[0030] Le corps de résistance 214 peut être couplé à et se prolonger à partir d'une extrémité de fond de trou 308b de l'élément d'activation 208. Dans certains modes de réalisation, comme il est mentionné ci-dessus, le corps de résistance 214 forme une extension intégrale de l'élément d'activation 208 de sorte que l'élément d'activation 208 et le corps de résistance 214 forment un composant monobloc ou une partie du module 200. Dans d'autres modes de réalisation, cependant, le corps de résistance 214 peut comprendre une ou plusieurs parties de composant qui peuvent être assemblées et couplées fonctionnellement à l'élément d'activation 208. Comme il est indiqué ci-dessus, le corps de résistance 214 peut être configuré pour générer une force de résistance lorsque le fluide circule à travers le module 200 dans la direction vers le bas du trou et qu'il frappe sur le corps de résistance 214. La force de résistance ainsi obtenue agit sur l'élément d'activation 208 dans la direction axiale comme une force axiale, et l'augmentation de la force axiale jusqu'à un niveau prédéterminé permet à l'épaule radiale 212 de surmonter la force de ressort de l'anneau de sûreté inférieur 210b et de déplacer l'élément d'activation 208 vers la deuxième position.

[0031] Afin de générer suffisamment de force de résistance qui se traduit en une force axiale utilisée par l'élément d'activation 208, le corps de résistance 214 peut présenter plusieurs modèles ou configurations. Alors qu'un modèle général du corps de résistance 214 est spécifiquement illustré et décrit ici, il sera compris que de nombreux modèles et configurations du corps de résistance 214 peuvent, par ailleurs, être utilisés, sans s'écarter de la portée de la divulgation.

[0032] Dans le mode de réalisation illustré, le corps de résistance 214 est illustré comme comprenant un disque 322 couplé en fonction à l'élément d'activation 208 par une ou plusieurs côtes 324 se prolongeant longitudinalement. Ce disque 322 peut constituer une première face ou une face en haut du trou 326a et une deuxième face ou une face de fond de trou 326b. La face en haut du trou 326a fait généralement face dans la direction du haut du trou (c.-à-d., à gauche dans les figures 3A-3C), et la face de fond de trou 326b est à l'opposé de la face du haut de trou 326a et fait face généralement dans la direction de fond de trou (c.-à-d., vers la droite dans les figures 3A03C). Dans certains modes de réalisation, l'une ou les deux des faces du haut du trou ou du bas du trou 326a,b peuvent être positionnées à l'orthogonale par rapport à l'axe longitudinal du module 200. Dans d'autres modes de réalisation, l'une ou les deux des faces du haut du trou et du bas du trou 326a,b peuvent être positionnées à un angle par rapport à l'axe longitudinal du module 200, sans s'écarter de la portée de la divulgation.

[0033] Le disque 322 peut avoir une forme circulaire, comme il est illustré, mais pourrait, par ailleurs, démontré une quelconque forme en coupe comprenant, sans limitation, une forme ovale, en forme de rein, une forme polygonale (par ex., triangulaire, carrée, rectangulaire, etc.), une forme en forme de larmes, une forme profilée, ou une quelconque combinaison de celles-ci Dans certains modes de réalisation, un ou plusieurs trous 328 peuvent être définis dans le disque 322 et se prolonger entre les faces du haut du trou et du bas du trou 326a,b. Comme il sera compris, les trous 328 peuvent aider à modifier ou optimiser la force de résistance générée par le corps de résistance 214 et, plus particulièrement, par le disque 322. Une augmentation du nombre ou de la taille des trous 328, par ex., diminuera la force de résistance générée par le corps de résistance 214. Par contre, une diminution du nombre haut de la taille des trous 328 augmentera la force de résistance générée par le corps de résistance 214.

[0034] Les côtes 324 peuvent définir une ou plusieurs fenêtres de flux 330 à travers lesquelles les fluides peuvent s'écouler lors du fonctionnement du module 200. Comme il sera compris, le nombre de fenêtres de flux 318 peut dépendre du nombre de côtes 324 se prolongeant entre le disque 322 et l'élément d'activation 208. Dans certains modes de réalisation, les côtes 324 peuvent comprendre des éléments rigides, mais pourraient, par ailleurs, être flexibles, élastiques ou les éléments mous, selon des matériaux utilisés. Par ex., dans certains modes de réalisation, un ou plusieurs du disque 322 et des côtes 324 peuvent être fabriqués dans matériau en tissu. Dans de tels modes de réalisation, le corps de résistance 214 peut fonctionner de la même façon qu'un parachute en générant la force de résistance. En outre, dans de telles modes de réalisation, la forme en coupe du disque 322 et/ou des côtes 324 peut varier.

[0035] La géométrie de l’un ou des deux du disque 322 et des côtes 324 peut être modifiée afin de modifier et d'optimiser la force de résistance générée par le corps de résistance 214 à un débit donné à travers le module 200 dans la direction vers le bas du puits, et de modifier ainsi la force axiale assumée par l'élément d'activation 208. Plus particulièrement, la forme et la taille du disque 322 et/ou des côtes 324 peuvent être modifiées pour avoir une force de résistance plus grande ou plus faible relativement à un débit de fluide connu s'écoulant à travers le trajet de flux interne 302 dans la direction vers le bas du trou. Un disque de taille plus petit 322, par ex., entraînerait la génération d'une force de résistance plus faible lorsque les fluides frappent contre la face du haut de trou 326a du disque 322. Un disque de taille plus grand 322, cependant, entraînerait la génération d'une force de résistance plus grande lorsque les fluides frappent contre la face du haut de trou 326a du disque 322. En outre, comme il est mentionné ci-dessus, la taille et le nombre de trous 328 définis à travers le disque 322 peuvent être modifiés pour obtenir une force de résistance augmentée ou diminuée, selon ce que l'on désire.

[0036] De la même façon, des côtes plus épaisses (plus épaisses en angle) 324 peuvent réduire la taille des fenêtres de flux 330 et ainsi augmenter la force de résistance générée lorsqu'une plus grande quantité de fluide est capable de frapper sur les côtes 324. D'un autre côté, des côtes plus petites (plus fines en angle) 324 augmenteront la taille des fenêtres de flux 330 et diminueront ainsi la force de résistance générée lorsque moins de fluide frappe les côtes 324.

[0037] En outre, dans certains modes de réalisation, un ou les deux du disque 322 et du disque 324 peuvent être recouverts (revêtus) de divers matériaux ou de revêtement. Ces matériaux et revêtements peuvent s'avérer avantageux dans la modification du coefficient de friction, permettant ainsi l'ajustement ou la personnalisation de la force de résistance.

[0038] Dans les modes de réalisation dans lesquels le corps de résistance 214 comprennent une ou plusieurs parties ou pièces de composant couplées à l'extrémité de fond de puits 308b de l'élément activateur 208, le corps de résistance 214 peut être considéré comme étant modulaire. Plus particulièrement, dans de tels modes de réalisation, des parties du corps de résistance 214 peuvent être échangées ou remplacées par des pièces de tailles, de configurations différentes, ou de différents matériaux afin d'optimiser le fonctionnement du corps de résistance 214 pour une application donnée. Par ex., dans au moins un mode de réalisation, le disque 322 peut être échangé au niveau d'une plate-forme pour un disque 322 d’une taillé différente ou fabriqué en un matériau différent de sorte qu'il serait plus adapté au puits dans lequel le module 200 sera déployé. De la même façon, les côtes 324 peuvent être échangées au niveau de la plate-forme pour des côtes 324 d’une taille différente ou fabriquée en des matériaux différents pour s'ajuster à une opération de fond de puits donnée. Par conséquent, le corps de résistance 214 peut être d'un modèle modulaire de sorte que différents profils de résistance peuvent être générés selon les paramètres spécifiques d'une tâche. Comme il sera compris, ceci permet de personnaliser la force de résistance nécessaire pour désactiver le battant 206 pour chaque situation de fonctionnement.

[0039] Un exemple de fonctionnement du module 200 est maintenant donné tout en se référant aux figures 3A-3C. On fait maintenant référence à la figure 3A. Le collier flottant 132 (FIG. 1) comprenant le module 200 est descendu dans le puits de forage 102 (FIG. 1) couplé au tubage interne 110 (FIG. 1). Le puits de forage 102 est généralement rempli de fluide, tel que la boue de forage, et le tubage 110 est flotté dans le puits de forage 110. Lorsque le tubage 110 est prolongé à l'intérieur du puits de forage 102, le battant 206 est maintenu dans la position ouverte en engageant l’extrémité du haut du trou 308a de l'élément d'activation 208. Par conséquent, des fluides peuvent circuler à travers le module 200 dans la direction ascendante, comme l'indique les flèches dans la figure 3A. Comme il est illustré, le fluide peut s'écouler autour du corps de résistance 214 afin de pénétrer le trajet de flux interne 302. Plus particulièrement, le fluide peut s'écouler à travers les fenêtres de flux 330 et, s'ils sont présents, à travers les trous 328 définis dans le disque 322 pour accéder au trajet de flux interne 302.

[0040] Dans la figure 3B, une fois que le module 200 est placé à un emplacement prédéterminé à l'intérieur du puits de forage 102 (FIG. 1), on peut faire circuler un fluide à partir de la surface 104 (FIG. 1) et à travers le module 200 dans la direction descendante, tel qu'il est indiqué par les flèches de la figure 3B. Dans certains modes de réalisation, le fluide peut être du ciment 116 (FIG. 1) utilisé pour remplir l'anneau 114 (FIG. 1), mais peut, par ailleurs, être composé d'un fluide de forage, d'eau ou de la saumure. Aussi longtemps que le débit de fluide dans la direction descendante est plus faible que le débit qui entraîne la désactivation du battant 206, l'élément d'activation 208 sera maintenu en place par les anneaux de sûreté supérieure et inférieure 210a,b.

[0041] Afin de désactiver le collier flottant 132 (FIG. 1) et ainsi de déplacer le battant 206 vers la position fermée, l'élément d'activation 208 doit être déplacé vers la deuxième position ou autrement désengagé du battant 206 au niveau de son extrémité en haut du trou 308a. Ceci peut être réalisé en augmentant le débit du fluide dans la direction descendante, ce qui augmente, de façon correspondante, la force de résistance générée par le corps de résistance 214. Lorsque la force de résistance augmente, la force axiale assumée par l'élément d'activation 208 augmente de façon correspondante et pousse l’épaule radiale 212 contre l’anneau de sûreté inférieur 210b dans la direction descendante. Une fois qu'une force axiale prédéterminée est appliquée contre l'anneau de sûreté inférieur 210b, la force de ressort de l'anneau de sûreté inférieur 210b peut être surmontée, permettant ainsi à l'épaule radiale 212 de contourner l'anneau de sûreté inférieur 210 et de déplacer l'élément d’activation 208 axialement vers la deuxième position.

[0042] Dans la figure 3C, une fois que l'élément d'activation 208 se désengage du battant 206, la pression hydrostatique dans le puits de forage 102 (FIG. 1) et la force de ressort du ressort de torsion 306 peut pousser le battant 206 vers la position fermée 206. Dans la position fermée, la surface en angle 310 du battant 206 et du joint 314 peut être reçue par un siège de battant en angle 312 définit sur le clapet anti-retour 204. L'engagement étanche entre le siège du battant 312 et la surface en angle 310 et le joint 314 peut empêcher un écoulement de fluide dans la direction ascendante (c.-à-d., vers la gauche dans les figures 3A-3C) à travers le module 200.

[0043] Lorsque l'élément d'activation 208 se trouve dans la deuxième position, l'anneau de sûreté inférieur 210b peut se contracter radialement vers l'intérieur encore une fois et entrer en contact avec la face supérieure 316a de l'épaule radiale 212, empêchant ainsi de nouveau le déplacement axial ascendant de l'élément d'activation 208. Les profils de surface de l'anneau de sûreté inférieur 210b et de la face supérieure plane 316a peuvent être tels qu'une force ascendante appliquée par la face supérieure 316a sur l'anneau de sûreté inférieur 210b n'a pas tendance à entraîner une expansion radiale de l'anneau de sûreté inférieur 210b. En outre, la face inférieure en angle 316b de l'épaule radiale 212 peut se déposer sur ou autrement entrer en contact avec une partie à diamètre réduit 332 du logement 202. Dans certains modes de réalisation, la face inférieure 316b et la partie à diamètre réduit 332 peuvent fournir des profils de surface complémentaires afin de maximiser une aire de surface de contact entre la face inférieure 316b et la partie à diamètre réduit 332.

[0044] Avec le battant 206 dans une position fermée, une opération de cimentation peut commencer dans laquelle le ciment 116 (FIG. 1) est pompé à travers le module 200 dans la direction descendante. La pression de fluide du ciment 116 peut surmonter la force de ressort du ressort de torsion 306 et de la pression hydrostatique en dessous du module 200, permettant ainsi aux battants 206 de rouvrir et de permettre au ciment 116 de traverser le module 200 dans la direction descendante. Cependant, le battant 206 est capable de contrôler un retour de flux du ciment 116 dans la direction ascendante, lorsque la surface en angle 310 du battant 206 et du joint 314 forme un joint étanche avec le siège du battant en angle 312 définit sur le clapet anti-retour 204.

[0045] Après achèvement de l'opération de cimentation, le module 200 peut être enlevé par forage par des moyens connus dans le domaine pour avoir un trou de tubage ouvert vers le bas du tubage 110 (FIG. 1).

[0046] Toujours en référence aux figures 3A-3C, dans certains modes de réalisation, l'augmentation de la force de résistance sur le corps de résistance 214 peut être insuffisante pour déplacer l'élément d'activation 208 vers la deuxième position. Un tel scénario peut se produire lorsque le corps de résistance 214 est endommagé ou inopérable. Dans de tels modes de réalisation, l'élément d'activation 208 peut également comprendre une lèvre annulaire 334 se prolongeant à partir d'une paroi interne de celle-ci. La lèvre annulaire 334 peut avoir une dimension en coupe interne (par ex., un diamètre) qui est inférieure à une dimension en coupe externe (par ex. un diamètre) d'un projectile de puits de forage, tel qu'une bille, un bouchon ou une flèche. Par conséquent, lorsque le corps de résistance 214 est incapable de générer suffisamment de force de résistance pour déplacer l'élément d'activation 208 vers la deuxième position, le projectile du puits de forage peut être envoyé vers le bas pour entrer en contact avec la lèvre annulaire 334. Après s'être posé sur et formé un joint contre la lèvre annulaire 334, la pression à l'intérieur du trajet de flux interne 302 peut être augmentée pour fournir la force axiale nécessaire pour surmonter la force de ressort de l'anneau de sûreté inférieur 210b et de contourner ainsi l'anneau de sûreté inférieur 210b. La lèvre annulaire 334 peut également être configurée pour se plier, se dilater ou s'archer radialement vers l'extérieur suite à l'application d'une pression de fluide prédéterminée de sorte que le projectile du puits de forage peut être forcé hors de du module 200 pour des opérations de cimentation.

[0047] Les spécialistes du domaine peuvent comprendre facilement les nombreux avantages que le module 200 peut procurer. Par ex., le module 200 permet une circulation en surface nécessaire, mais il n'est pas dépendant d'un projectile de puits de forage pour désactiver le battant 206 (c.-à-d., pour déplacer le battant 206 vers la position fermée). En outre, contrairement aux éléments d'activation classiques, l'ajout du corps de résistance 214 peut faciliter des trajets de flux de circulations plus grands et une précision de désactivation augmentée. Les trajets de flux de circulations plus grands à travers le corps de résistance 214 rendront le module 200 moins susceptible à l'obstruction ou à l'érosion, ce qui pourrait entraîner une désactivation précoce du battant 206 ou nécessiter un débit de désactivation anormalement élevé. Par conséquent, la circulation en surface à travers le module 200 peut être réalisé pour des périodes de temps prolongées, aussi longtemps que le débit est inférieur au débit qui génère la force de résistance suffisante pour déplacer l'élément d'activation 208 vers la deuxième position sans risque d'érosion des orifices de flux ou d'autres composants essentiels.

[0048] Les modes de réalisation décrits ici comprennent : [0049] A. Un module de vanne à flotteur qui comprend un logement cylindrique qui définit un trajet de flux interne, un clapet anti-retour positionné à l'intérieur du logement et déplaçable entre une position ouverte, dans laquelle le flux de fluide à travers le trajet de flux interne dans une direction ascendante et une direction descendante est permis, et une position fermée, dans laquelle le flux de fluide dans la direction ascendante est empêché alors que le flux de fluide dans la direction descendante est permis, un élément d'activation positionné en mouvement à l'intérieur du logement entre une première position, dans laquelle l'élément d'activation entre en contact avec et maintient le clapet anti retour dans une position ouverte, et une deuxième position, dans laquelle l'élément d'activation se déplace axialement à l'intérieur du logement et se désengage du clapet anti-retour, et un corps de résistance couplé à et se prolongeant à partir d'une extrémité de fond de trou de l'élément d'activation, dans lequel le flux de fluide dans la direction descendante génère une force de résistance sur le corps de résistance qui place une force axiale sur l'élément d'activation pour faire déplacer l'élément d'activation de la première position vers la deuxième position.

[0050] B. Un procédé de fonctionnement d'un module de vanne à flotteur qui comprend le passage d'un fluide vers un logement cylindrique qui définit un trajet de flux interne, le clapet anti-retour étant positionné à l'intérieur du logement, le maintien du clapet anti-retour dans une position ouverte avec un élément d'activation positionné à l'intérieur du logement dans une première position et le passage du fluide à travers le trajet de flux interne dans une direction descendante, la génération d'une force de résistance sur un corps de résistance avec le fluide s'écoulant dans la direction descendante, le corps de résistance étant couplé à et se prolonge à partir d'une extrémité de fond de trou de l'élément d'activation et la force de résistance place ainsi une force axiale sur l'élément d'activation, l'augmentation d'un débit du fluide dans la direction descendante et générant ainsi une force de résistance augmentée sur le corps de résistance et une force axiale augmentée sur l'élément d'activation, le déplacement de l'élément d'activation vers une deuxième position et un désengagement du clapet anti-retour en réponse de la force axiale augmentée, et le retour du clapet anti-retour dans une position fermée dans laquelle le flux de fluide dans une direction ascendante à l'intérieur du trajet de flux interne est empêché alors que le flux de fluide dans la direction descendante est permis.

[0051] C. Un procédé qui comprend la descente d'un module de vanne à flotteur couplé à un tubage dans un puits de forage, le module de vanne à flotteur comprenant un logement cylindrique qui définit un trajet de flux interne, un clapet anti-retour étant positionné à l'intérieur du logement et maintenu dans une position ouverte avec un élément d'activation positionné à l'intérieur du logement dans une première position, le passage d'un fluide à travers le trajet de flux interne dans une direction ascendante lorsque le module de vanne à flotteur avance à l'intérieur du puits de forage, la circulation d'un fluide à travers le trajet de flux interne dans une direction descendante suite au placement du tubage à un emplacement souhaité, la génération d'une force de résistance sur un corps de résistance avec le fluide s'écoulant dans la direction descendante, le corps de résistance étant couplé à et se prolonge à partir de l’extrémité de fond de trou de l'élément d'activation et la force de résistance place ainsi une force axiale sur l'élément d'activation, augmentant un débit du fluide dans la direction descendante et générant ainsi une force de résistance augmentée sur le corps de résistance et une force axiale augmentée sur l'élément d’activation, le déplacement de l'élément d'activation vers une deuxième position et un désengagement avec le clapet anti retour en réponse à une force axiale augmentée, et le déplacement du clapet anti retour vers une position fermée dans laquelle le flux de fluide dans une direction ascendante à l'intérieur du trajet de flux est empêché alors que le flux de fluide dans la direction descendante est permis.

[0052] Chacun des modes de réalisation A, B et C peut avoir un ou plusieurs des éléments supplémentaires, selon une combinaison quelconque : Élément 1 : Dans lequel le clapet anti-retour est un clapet anti-retour de type à battants qui comprend un battant couplé en pivot au clapet anti-retour, et dans lequel l'élément d'activation dans la première position entre en contact avec et maintient le battant dans la position ouverte et désengage le battant lors du déplacement vers la deuxième position. Élément 2 : comprenant également une épaule radiale définie sur une surface externe de l’élément d'activation, un anneau de sûreté supérieur positionné sur une extrémité en haut du trou de l'épaule radiale, et un anneau de sûreté inférieur positionné sur une extrémité de fond de trou de l'épaule radiale, dans lequel la force axiale sur l'élément d'activation pousse l'épaule radiale contre l'anneau de sûreté inférieur pour contourner l'anneau de sûreté inférieur. Élément 3 : dans lequel l'anneau de sûreté inférieur comprend un anneau de sûreté fendu qui démontre une force de ressort connue et la force axiale sur l'élément d'activation permet à l'épaule radiale de surmonter la force de ressort connue. Élément 4 : dans lequel le corps de résistance forme une extension intégrale de l'élément d'activation de sorte que le corps de résistance et l'élément d'activation forment une structure monobloc. Élément 5 : dans lequel le corps de résistance comprend une pluralité de parties de composants qui est couplée en fonctionnement à l'élément d'activation. Élément 6 : dans lequel le corps de résistance comprend une ou plusieurs côtes couplées à l'extrémité de fond de trou de l'élément d'activation et se prolongeant axialement à partir de celui-ci, et un disque couplé à l'une ou les plusieurs côtes, l'une ou les plusieurs côtes définissant une ou plusieurs fenêtres de flux à travers lesquelles le flux de fluide s'écoule en cours de fonctionnement. Élément 7 : Dans lequel le disque démontre une forme en coupe choisie dans le groupe composé d'une forme circulaire, ovale, en forme de rein, polygonale, en forme de larme, en forme profilée et une quelconque combinaison de celles-ci. Élément 8 : comprenant également un ou plusieurs trous définis dans le disque qui se prolonge entre une face en haut du trou et une face en bas du trou du disque.

[0053] Élément 9 : dans lequel une épaule radiale est définie dans une surface externe de l'élément d'activation, le procédé comprenant également le maintien de l'élément d'activation dans la première position avec un anneau de sûreté supérieur positionné sur une extrémité en haut du trou de l'épaule radiale et un anneau de sûreté inférieur sur une extrémité de fond de trou de l’épaule radiale. Élément 10 : dans lequel le déplacement de l'élément d'activation vers la deuxième position comprend le fait de pousser l'épaule radiale contre l'anneau de sûreté inférieur et le contournement de l'anneau de sûreté inférieur. Élément 11 : dans lequel l'anneau de sûreté inférieur comprend un anneau de sûreté fendu qui démontre une force de ressort connue, le procédé comprenant également le fait de surmonter la force de ressort connue avec la force axiale augmentée. Élément 12 : dans lequel le corps de résistance comprend une ou plusieurs côtes couplées à l'extrémité de fond de trou de l'élément d'activation et se prolongeant axialement à partir de celui-ci, et un disque couplé à l'une ou plusieurs côtes, et dans lequel la génération de la force de résistance sur le corps de résistance comprend le fait de frapper le fluide sur une ou plusieurs des côtes du disque.

[0054] Élément 13 : comprenant également le pompage d'un ciment à travers le module de vanne à flotteur dans la direction descendante, et le fait d'empêcher le ciment de retourner à travers le module de vanne à flotteur dans la direction ascendante avec le clapet anti-retour. Élément 14 : dans lequel une épaule radiale est définie dans une surface externe de l'élément d'activation, le procédé comprenant également le maintien de l'élément d'activation dans la première position avec un anneau de sûreté supérieur positionné sur une extrémité en haut du trou de l'épaule radiale et un anneau de sûreté inférieur sur une extrémité de fond de trou de l'épaule radiale, et le fait de pousser l'épaule radiale contre l'anneau de sûreté inférieur pour ainsi contourner l'anneau de sûreté inférieur pour déplacer l'élément d'activation vers la deuxième position Élément 15 : dans lequel l'anneau de sûreté inférieur comprend un anneau de sûreté fendu qui démontre une force de ressort connue, le procédé comprenant également le fait de surmonter la force de ressort connue avec la force axiale augmentée. Élément 16 : comprenant également la modification d'une géométrie du corps de résistance pour ainsi modifier la force de résistance générer par le corps de résistance et la force axiale assumée par l'élément d'activation. Élément 17 : dans lequel le corps de résistance comprend une ou plusieurs côtes couplées à l’extrémité de fond de trou de l'élément d'activation et se prolongeant axialement à partir de celui-ci, et un disque couplé à l'une ou plusieurs côtes, et dans lequel la modification de la géométrie du corps de résistance comprend la modification d'au moins l'une d'une forme et d'une taille de l'un ou des deux du disque et de l'une ou des plusieurs côtes. Élément 18: dans lequel le corps de résistance comprend une ou plusieurs côtes couplées à l'extrémité de fond de trou de l'élément d'activation et se prolongeant axialement à partir de celui-ci, et un disque couplé à l'une ou plusieurs des côtes, et dans lequel la modification de la géométrie du corps de résistance comprend l'échange d'au moins un du disque et de l’une ou des plusieurs côtes avec un disque correspondant ou une ou plusieurs côtes correspondantes qui démontrent au moins l'un d'une taille différente, d'une configuration différente ou d'un matériau de fabrication différent.

[0055] Comme exemple non-limitant, des exemples de combinaisons applicables à A, B et C comprennent : Élément 2 avec Élément 3; Élément 6 avec Élément 7; Élément 6 avec Élément 8; Élément 9 avec Élément 10; Élément 10 avec Élément 11; Élément 14 avec Élément 15; Élément 16 avec Élément 17 and Élément 17 avec Élément 18.

[0056] Ainsi, les systèmes et les procédés divulgués sont bien adaptés pour parvenir aux fins et aux avantages mentionnés aussi bien que ceux qui sont inhérents à ceux-ci. Les modes de réalisation particuliers divulgués ci-dessus sont de nature illustrative seulement, et les enseignements de la présente divulgation peuvent être modifiés et pratiqués de façons différentes mais équivalentes qui seront évidentes à un spécialiste du domaine qui bénéficie de ces enseignements. De plus, aucune limitation n'est prévue aux détails de construction ou de conception divulgués ici, autres que ceux décrits dans les revendications ci-dessous. Il est donc évident que les modes de réalisation illustratifs particuliers divulgués ci-dessus peuvent être altérés, combinés ou modifiés et que toutes les variations de ce type sont considérées comme étant dans la portée de la présente divulgation. Les systèmes et les procédés décrits de manière illustrative ici peuvent être mis en pratique de manière appropriée en l'absence de tout élément qui n'est pas spécifiquement décrit ici et/ou de tout élément optionnel décrit ici. Bien que les compositions et les procédés soient décrits ici en termes de « comprenant », « contenant » ou « incluant » divers composants ou étapes, les compositions et procédés peuvent aussi « être constitués essentiellement de » ou « être constitués de » divers composants et étapes. Tous les chiffres et les fourchettes divulgués ci-dessus peuvent varier d'une certaine quantité. Lorsqu'un intervalle numérique avec une limite inférieure et une limite supérieure est indiqué, tout chiffre et tout intervalle compris se situant à l'intérieur de l'intervalle sont spécifiquement indiqués. En particulier, chaque intervalle de valeurs (de la forme, « d'environ a à environ b » ou, de façon équivalente, « d'environ a à b », ou, de façon équivalente, « d'environ a-b ») indiqué ici doit être compris comme décrivant chaque nombre et chaque intervalle englobé à l'intérieur de l'intervalle le plus large de valeurs. En cas de conflit dans les usages d'un mot ou d'un terme dans cette description et dans au moins un brevet ou un autre document susceptible de se trouver ici à titre de référence, les définitions qui sont en accord avec cette description doivent être adoptées.

[0057] Dans ce contexte, l'expression "au moins un" précédent une série d'articles, avec les termes "et" ou "ou" pour séparer l'un quelconque des articles, modifie la liste en tant que tout, plutôt que chaque membre de la liste (c.-à-d., chaque terme). L'expression "au moins un" permet une signification qui comprend au moins l'un des articles, et/ou au moins une de toute combinaison des articles et/ou au moins un de chacun des articles. Comme exemple, les phrases « au moins l'un de A, B et C » ou « au moins l'un de A, B ou C » décrivent seulement A, seulement B ou seulement C ; une quelconque combinaison de A, B et C et/ou au moins l'un de chacun de A, B et C.

[0058] L'utilisation des termes directionnels tels que au-dessus, en dessous, supérieur, inférieur, vers le haut, vers le bas, à gauche, à droite, en haut du trou, en bas du trou, etc., sont utilisés en relation aux modes de réalisation illustratif tels qu'ils sont illustrés dans les figures, la direction vers le haut étant vers le haut de la figure correspondante et la direction vers le bas étant vers le bas de la figure correspondante, la direction vers le haut du trou étant vers la surface du puits et la direction vers le bas du trou étant vers le sabot du puits.

Claims

REVENDICATIONS Ce qui est revendiqué :

1. Module de vanne à flotteur (134 ; 200), comprenant : un logement cylindrique (202) qui définit un trajet de flux interne (302) ; un clapet anti-retour (204) positionné à l'intérieur (118) du logement (202) et déplaçable entre une position ouverte, dans laquelle le flux de fluide à travers le trajet de flux interne (302) dans une direction ascendante et une direction descendante est permis, et une position fermée, dans lequel le flux de fluide dans la direction ascendante est empêché alors que le flux de fluide dans la direction descendante est permis : un élément d'activation (208) qui est positionné en mouvement à l'intérieur (118) du logement (202) entre une première position, dans laquelle l'élément d'activation (208) entre en contact et maintient le clapet anti-retour (204) dans la position ouverte, et une deuxième position, dans laquelle l'élément d'activation (208) se déplace axialement à l'intérieur (118) du logement (202) et se désengage du clapet anti-retour (204) ; et un corps de résistance (214) couplé à et se prolongeant d'une extrémité de fond de trou de l'élément d'activation (208), dans lequel le flux de fluide dans la direction descendante génère une force de résistance sur le corps de résistance (214) qui place une force axiale sur l'élément d'activation (208) pour déplacer l'élément d'activation (208) d'une première position vers une deuxième position.
2. Module de vanne à flotteur (134 200) de la revendication 1, dans lequel le clapet anti-retour (204) est un clapet anti-retour (204) de type à battants qui comprend un battant (206) couplé en pivot au clapet anti-retour (204), et dans lequel l'élément d'activation (208) dans la première position entre en contact avec et maintient le battant (206) dans la position ouverte et désengage le battant (206) lors du déplacement vers la deuxième position.
3. Module de vanne à flotteur (134 ; 200) de la revendication 1, comprenant également : une épaule radiale (212) définie sur une surface externe de l'élément d'activation (208) ; un anneau de sûreté supérieur (210a) positionné sur une extrémité en haut du trou d'une épaule radiale (212) ; et un anneau de sûreté inférieur (210b) positionné sur une extrémité de fond de trou de l’épaule radiale (212), dans lequel la force axiale sur l'élément d'activation (208) pousse l'épaule radiale (212) contre l'anneau de sûreté inférieur (210b) pour contourner l'anneau de sûreté inférieur (210b).
4. Module de vanne à flotteur (134 ; 200) de la revendication 3, dans lequel l'anneau de sûreté inférieur (210b) comprend un anneau de sûreté fendu qui démontre une force de ressort connue et la force axiale sur l'élément d'activation (208) permet à l'épaule radiale (212) de surmonter la force de ressort connue.
5. Module de vanne à flotteur (134 ; 200) de la revendication 1, dans lequel le corps de résistance (214) forme une extension intégrale de l'élément d'activation (208) de sorte que le corps de résistance (214) et l'élément d'activation (208) forment une structure monobloc.
6. Module de vanne à flotteur (134 ; 200) de la revendication 1, dans lequel le corps de résistance (214) comprend une pluralité de parties de composants qui est couplée en fonctionnement à l'élément d'activation (208).
7. Module de vanne à flotteur (134 ; 200) de la revendication 1, dans lequel le corps de résistance (214) comprend : une ou plusieurs côtes (324) couplées à l'extrémité de fond de trou de l'élément d'activation (208) et se prolongeant axialement de celui-ci ; et un disque (322) couplé à l'une ou les plusieurs côtes (324), l'une ou les plusieurs côtes (324) définissant une ou plusieurs fenêtres de flux à travers lesquelles le flux de fluide s'écoule en cours de fonctionnement.
8. Module de vannes à flotteur de la revendication 7, dans lequel le disque (322) démontre une forme en coupe choisie dans le groupe composé d'une forme circulaire, ovale, en forme de rein, polygonale, en forme de larme, en forme profilée et une quelconque combinaison de celles-ci.
9. Module de vanne à flotteur (134 ; 200) de la revendication 7, comprenant également un ou plusieurs trous (328) définis dans le disque (322) qui se prolonge entre une face en haut du trou et une face en bas du trou du disque (322).
10. Procédé de fonctionnement d'un module de vanne à flotteur (134 ; 200), comprenant : l'écoulement de fluide dans un logement cylindrique (202) qui définit un trajet de flux interne (302), dans lequel un clapet anti-retour (204) est positionné à l'intérieur (118) du logement (202) ; le maintien du clapet anti-retour (204) dans une position ouverte avec un élément d'activation (208) positionné à l'intérieur (118) d'un logement (202) dans une première position et l'écoulement du fluide à travers le trajet de flux interne (302) dans une direction descendante ; la génération d'une force de résistance sur un corps de résistance (214) avec le fluide s'écoulant dans la direction descendante, le corps de résistance (214) étant couplé à et se prolonge à partir d'une extrémité de fond de trou de l'élément d'activation (208) et la force de résistance place ainsi la force axiale sur l'élément d'activation (208) ; l'augmentation d'un débit du fluide dans la direction descendante et la génération conséquente d'une force de résistance augmentée sur le corps de résistance (214) et une force axiale augmentée sur l'élément d'activation (208) ; le déplacement de l'élément d'activation (208) vers une deuxième position et un désengagement avec le clapet anti-retour (204) en réponse à la force axiale augmentée ; et le déplacement du clapet anti-retour (204) vers une position fermée dans laquelle l'écoulement du fluide dans une direction ascendante à l’intérieur (118) du trajet de flux interne (302) est empêché alors que le flux de fluide dans la direction descendante est permis.
11. Procédé de la revendication 10, dans lequel une épaule radiale (212) est définie sur une surface externe de l'élément d’activation (208), le procédé comprenant également le maintien de l'élément d'activation (208) dans la première position avec un anneau de sûreté supérieur (210a) positionné sur une extrémité en haut du trou de l'épaule radiale (212) et un anneau de sûreté inférieur (210b) sur une extrémité de fond de trou de l’épaule radiale (212).
12. Procédé de la revendication 11, dans lequel le déplacement de l’élément d'activation (208) vers la deuxième position comprend le fait de pousser l'épaule radiale (212) contre l'anneau de sûreté inférieur (210b) et le contournement de l'anneau de sûreté inférieur (210b).
13. Procédé de la revendication 12, dans lequel l’anneau de sûreté inférieur (210b) comprend un anneau de sûreté fendu qui démontre une force de ressort connue, le procédé comprenant également le fait de surmonter la force de ressort connue avec la force axiale augmentée.
14. Procédé de la revendication 10, dans lequel le corps de résistance (214) comprend une ou plusieurs côtes (324)couplées à l'extrémité de fond de trou de l'élément d'activation (208) et se prolongeant axialement à partir de celui-ci, et un disque (322) couplé à l'une ou plusieurs côtes (324), et dans lequel la génération de la force de résistance sur le corps de résistance (214) comprend le fait de frapper le fluide sur une ou plusieurs des côtes (324) du disque (322).
15. Procédé, comprenant : le fait de faire avancer un module de vanne à flotteur (134 ; 200) couplé à un tubage (106) dans un puits de forage (102), le module de vanne à flotteur (134 ; 200) comprenant un logement cylindrique (202) qui définit un trajet de flux interne (302), un clapet anti-retour (204) étant positionné à l'intérieur (118) du logement (202) et maintenu dans une position ouverte avec un élément d'activation (208) positionnée à l'intérieur (118) du logement (202) dans une première position ; le passage d'un fluide à travers le trajet de flux interne (302) dans une direction ascendante lorsque le module de vanne à flotteur (134 ; 200) avance à l'intérieur du puits de forage (102); la circulation d'un fluide à travers le trajet de flux interne (302) dans une direction descendante après placement du tubage (106) au niveau d'un emplacement souhaité ; la génération d'une force de résistance sur un corps de résistance (214) avec le fluide s'écoulant dans la direction descendante, le corps de résistance (214) étant couplé à et se prolonge à partir d'une extrémité de fond de trou de l'élément d'activation (208) et la force de résistance place ainsi la force axiale sur l'élément d'activation (208) ; l'augmentation d'un débit du fluide dans la direction descendante et la génération conséquente d'une force de résistance augmentée sur le corps de résistance (214) et une force axiale augmentée sur l'élément d'activation (208); le déplacement de l'élément d'activation (208) vers une deuxième position et un désengagement avec le clapet anti-retour (204) en réponse à la force axiale augmentée ; et le déplacement du clapet anti-retour (204) vers une position fermée dans laquelle l'écoulement du fluide dans une direction ascendante à l'intérieur (118) du trajet de flux interne (302) est empêché alors que le flux de fluide dans la direction descendante est permis.
16. Procédé de la revendication 15, comprenant également : le pompage d'un ciment (116) à travers un module de vanne à flotteur (134 ; 200) dans la direction descendante ; et empêcher le ciment (116) de retourner à travers le module de vanne à flotteur (134 ; 200) dans la direction ascendante avec le clapet anti-retour (204).
17. Procédé de la revendication 16, dans lequel une épaule radiale (212) est définie sur une surface externe de l'élément d'activation (208), le procédé comprenant également : le maintien de l'élément d'activation (208) dans la première position avec un anneau de sûreté supérieur (210a) positionné sur une extrémité en haut du trou de l’épaule radiale (212) et un anneau de sûreté inférieur (210b) sur une extrémité de fond de trou de l’épaule radiale (212); et le fait de pousser l'épaule radiale (212) contre l'anneau de sûreté inférieur (210b) et le fait de contourner ainsi l'anneau de sûreté inférieur (210b) pour déplacer l'élément d'activation (208) vers la deuxième position.
18. Procédé de la revendication 17, dans lequel l'anneau de sûreté inférieur (210b) comprend un anneau de sûreté fendu qui démontre une force de ressort connue, le procédé comprenant également le fait de surmonter la force de ressort connue avec la force axiale augmentée.
19. Procédé de la revendication 16, comprenant également la modification d'une géométrie du corps de résistance (214) pour ainsi modifier la force de résistance générer par le corps de résistance (214) et la force axiale assumée par l'élément d'activation (208).
20. Procédé de la revendication 19, dans lequel le corps de résistance (214) comprend une ou plusieurs côtes (324) couplées à l'extrémité de fond de trou de l'élément d'activation (208) et se prolongeant axialement à partir de celui-ci, et un disque (322) couplé à l'une ou plusieurs côtes (324), et dans lequel la modification de la géométrie du corps de résistance (214) comprend la modification d'au moins l'une d'une forme et d'une taille de l'un ou des deux du disque (322) et de l'une ou des plusieurs côtes (324).
21. Procédé de la revendication 19, dans lequel le corps de résistance (214) comprend une ou plusieurs côtes (324) couplées à l'extrémité de fond de trou de l'élément d'activation (208) et se prolongeant axialement à partir de celui-ci, et un disque (322) couplé à l'une ou plusieurs des côtes (324), et dans lequel la modification de la géométrie du corps de résistance (214) comprend l'échange d'au moins un du disque (322) et de l'une ou des plusieurs côtes (324)avec un disque (322) correspondant ou une ou plusieurs côtes (324) correspondantes qui démontrent au moins l'un d’une taille différente, d'une configuration différente ou d'un matériau de fabrication différent.