FR3050226B1 - Dispositif de mesure de la position axiale courante d'un module mobile en translation suivant un axe vis a vis d'une structure fixe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure de la position axiale courante d'un module mobile en translation suivant un axe vis à vis d'une structure fixe, comprenant ledit module (20, 46) et ladite structure fixe (11, 12) et : - au moins un guide longiligne (30) fixé à la structure, s'étendant suivant l'axe de déplacement du module (14) - un capteur radar à émission d'onde électromagnétique (31) guidée par le guide auquel il est associé, fixé à la structure (12) à un point de référence - un réflecteur (32) de l'onde émise par le capteur radar radiofréquence, solidaire en translation axiale du module mobile et monté autour du guide de l'onde en étant libre en translation axiale vis à vis de ce guide de façon à réfléchir l'onde vers le capteur radar lui-même durant les déplacements du module mobile le long de l'axe, - une unité (33) de conversion du temps de parcours de l'onde entre son émission et la détection de sa réflexion au point de référence, en position relative du module (20, 46) vis à vis du point de référence.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE LA POSITION AXIALE COURANTE D’UN

MODULE MOBILE EN TRANSLATION SUIVANT UN AXE VIS A VIS

D’UNE STRUCTURE FIXE

[001] L’invention concerne un dispositif de mesure de la position axiale courante d’un module mobile en translation suivant un axe (horizontal, vertical ou autre) vis à vis d’une structure fixe.

[002] Plus particulièrement, l’invention concerne, dans le domaine du forage, la mesure de la position axiale courante : - d’un crochet de levage d’un train de tiges vis à vis du plancher d’une plateforme de forage d’un puits ou pied du mât de la plateforme, le train de tiges étant animé en rotation par une table de rotation solidaire du plancher et/ou - lorsque les fonctions de levage et de mise en rotation du train de tige sont assurées par un même élément qui est un assemblage de forage à commande au sommet du train de tige (ou « top drive » en anglais), de cet assemblage vis à vis du pied du mât ou du plancher de la plateforme, et/ou - d’un compensateur de pilonnement vis à vis du plancher d’une plateforme de forage immergée, et celle du crochet de levage ou de l’assemblage de forage à commande au sommet vis à vis de ce compensateur, et/ou - de la plateforme de forage par rapport à la colonne de liaison fond-surface, dite « riser ».

ETAT DE LA TECHNIQUE

[003] Dans le domaine général de la mesure de la position relative d’un objet mobile vis à vis d’un autre, fixe ou mobile, il est connu par exemple du document WO 2003002297 une mesure différentielle d’écart selon laquelle deux éléments mobiles sont liés en mouvement via un transmetteur de mouvement se présentant sous la forme d’un câble souple maintenu tendu entre quatre renvois d’angles fixes dont une partie est constituée par l’échelle souple d’un encodeur linéaire traditionnel.

[004] Ce dispositif n’est cependant pas facilement transposable à des objets en déplacement mutuel de dizaine, vingtaine, trentaine, voire quarantaine de mètres en garantissant une certaine précision de mesure, du fait notamment que l’échelle soit portée par le câble maintenu tendu entre les renvois alors qu’il est le siège d’une usure, d’un vieillissement et/ou d’un environnement impliquant une dilatation préjudiciable à la précision de mesure.

[005] En outre, la présence des quatre renvois et du câble les reliant est susceptible de générer un encombrement incompatible avec la structure à laquelle ce dispositif doit être intégré.

[006] Dans le domaine du forage, il est connu de mesurer le déplacement latéral de l’assemblage de forage à commande au sommet du train de tige notamment par le dispositif du document US 2015 017 63 90, en raison par exemple du débattement dû au vent, et la vitesse de rotation et la position angulaire de cet assemblage par les dispositifs des documents US 8 843 220 et EP 2 723 981 afin de maîtriser les paramètres de forage.

[007] Concernant le positionnement axial du crochet ou du module d’entraînement du train de tige, celui ci devient déterminant notamment : - lors de l’ajout de tiges supplémentaires dans le puits puisqu’alors le crochet ou l’assemblage doit être surélevé pour permettre la fixation de la nouvelle tige au crochet ou à l’assemblage, l’abaissement de cette nouvelle tige pour venir se fixer à la tige précédente disposée dans le puits pour y être fixée, - lors du retrait des tiges successives - pour respecter un taux de pénétration préconisé, en fonction du profil sismique du lieu de forage. En effet, le taux de pénétration dépend de la vitesse de pénétration du train de tige, elle-même fonction de la vitesse de rotation du train de tige, et du poids exercé sur l’outil de forage en fond de puits, poids dépendant de l’abaissement du train de tige, et donc de la position axiale du crochet ou de l’assemblage de forage à commande au sommet auquel ce train de tige est solidaire en translation axiale.

[008] Or, le positionnement axial du crochet ou de l’assemblage de forage à commande au sommet, est traditionnellement effectué par un opérateur qui commande le freinage d’un tambour de treuil de forage contrôlant le déplacement du crochet ou de l’assemblage. Lorsque l’opérateur juge que le crochet ou l’assemblage a atteint la position haute ou basse souhaitée, il actionne le frein.

[009] Si des systèmes de sécurité performants ont été proposés pour assister l’opérateur dans la manoeuvre de freinage des mouvements axiaux du crochet ou de l’assemblage, voir notamment le document WO 2015 044004, il n’est généralement pas assisté dans la précision de la position à laquelle il aura stoppé le crochet ou l’assemblage de commande du train de tige.

[0010] Son expérience, sa concentration et la proximité avec le crochet ou l’assemblage de commande du train de tige lorsqu’il occupe une position basse à proximité du plancher de la plateforme, lui permettront d’éviter de dépasser une position basse extrême où le crochet module percute la table de rotation ou l’assemblage de commande au sommet, percute le plancher de la plateforme, ou amène l’outil de forage à percuter le fond du puits.

[0011] Mais l’éloignement de l’opérateur vis à vis du crochet ou de l’assemblage de commande du train de tige en position haute (plusieurs dizaines de mètres, une quarantaine parfois) augmente les risques de percussion du crochet ou de l’assemblage avec le moufle supérieur, susceptible d’entraîner des casses, des chutes et des accidents graves de personnel.

[0012] Pour éviter ces problèmes, des capteurs de proximité sont prévus pour avertir du dépassement d’une position critique (haute ou basse) mais sont inopérants pour connaître le positionnement courant du crochet ou de l’assemblage, en vue du calcul du taux de pénétration.

[0013] Et les méthodes de calcul de la position du crochet ou de l’assemblage de commande du train de tige à partir de la longueur du câble par lequel il est déplacé en hauteur, ne sont pas précises.

[0014] L’invention vise à remédier à ces problèmes en proposant un dispositif de mesure de la position axiale courante d’un module mobile en translation suivant un axe vis à vis d’une structure fixe, particulièrement adapté à la mesure de la position axiale courante d’un crochet d’élévation ou d’un assemblage de commande au sommet d’un train de tige, ou de tout élément solidaire en translation ou également mobiles en translations vis à vis de ce crochet ou cet assemblage.

OBJET DE L’INVENTION

[0015] A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif de mesure de la position axiale courante d’un module mobile en translation suivant un axe vis à vis d’une structure fixe, comprenant ledit module et ladite structure fixe et : - au moins un guide longiligne fixé à la structure, s’étendant suivant l’axe de déplacement du module - un capteur radar à émission d’onde électromagnétique guidée par le guide auquel il est associé, fixé à la structure à un point de référence - un réflecteur de l’onde émise par le capteur radar radiofréquence, solidaire en translation axiale du module mobile et monté autour du guide de l’onde en étant libre en translation axiale vis à vis de ce guide de façon à réfléchir l’onde vers le capteur radar lui-même durant les déplacements du module mobile le long de l’axe, - une unité de conversion du temps de parcours de l’onde entre son émission et la détection de sa réflexion au point de référence, en position relative du module vis à vis du point de référence.

[0016] Grâce à ce dispositif, la position axiale courante du crochet d’élévation ou d’un assemblage de commande de train de tige est connue de façon précise, la propagation de l’onde le long du guide s’effectuant suivant une progression quasiment cylindrique et sa réflexion par le réflecteur vers l’antenne de réception du capteur, étant quasiment totale, sans écho parasite, avec un encombrement réduit.

[0017] Lorsque le réflecteur est choisi avec une surface de réflexion métallique garantissant une réflexion «franche», l’unité de conversion n’a pas à prendre en compte de constante diélectrique particulière, l’onde se propageant dans l’air et étant quasiment réfléchie en totalité par la surface de réflexion.

[0018] Ce dispositif est en outre peu sensible voire insensible à la poussière, aux conditions météorologique et à la température.

[0019] Il peut être couplé électroniquement au système de freinage du tambour de treuil actionnant les déplacements du crochet ou de l’assemblage, pour leur assurer un freinage automatique lorsqu’une position de sécurité est en passe d’être franchie.

[0020] Selon d’autres caractéristiques avantageuses de l’invention : -le module mobile est un crochet de levage d’un train de tige d’un appareil de forage, ou un assemblage de forage à commande au sommet d’un train de tige d’un appareil de forage, ou un élément solidaire en translation axiale de ceux ci ou également mobile vis à vis de ceux ci, la structure fixe du dispositif étant formée par un mât de l’appareil de forage et/ou le plancher de cette plateforme, le point de référence étant constitué par le pied du mât ou le plancher de la plateforme. -Le module mobile est selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, une poulie mobile rattachée à un vérin et reliée par un câble à une colonne fixe solidaire d’un fond marin, et la structure fixe est formée par deux éléments fixes d’une plateforme tels que le plancher ou un élément haut fixe de cette plateforme, la plateforme étant montée sur une colonne mobile du riser en coulissement dans la colonne fixe. -le guide longiligne comprend un câble flexible tendu par ses extrémités fixées à la structure sur l’étendue de déplacement du module mobile, éventuellement par l’intermédiaire d’un élément élastique autorisant un débattement latéral du câble vis à vis de la structure. -le réflecteur présente la forme générale d’une coupole pourvue d’un orifice de préférence central de passage du câble, portée par un bras solidaire du module mobile. -le guide longiligne comprend un rail rigide fixé le long de la structure sur l’étendue de déplacement du module mobile par l’intermédiaire de supports montés le long de la structure. -le réflecteur présente la forme générale d’une coupole pourvue d’une découpe en périphérie de passage du rail et des supports de ce rail lors des déplacements du module mobile. - le dispositif peut en outre comprendre : o un module supplémentaire mobile en translation axiale vis à vis du module principal, o un jeu supplémentaire de guide longiligne, capteur radar à émission/réception d’onde électromagnétique guidée par le guide associé, et réflecteur permettant de mesurer la position courante du module supplémentaire vis à vis du module principal, le guide supplémentaire et le capteur supplémentaire étant solidaires en translation du module principal, le réflecteur supplémentaire étant monté solidaire en translation du module supplémentaire et monté autour du guide supplémentaire libre en translation axiale, de façon à réfléchir l’onde émise par le capteur supplémentaire durant les déplacements du module supplémentaire vis à vis du module principal o l’unité assurant également la conversion du temps de parcours de l’onde entre son émission et la détection de sa réflexion par le capteur supplémentaire, en position relative du module supplémentaire vis à vis du module principal, pour en déduire à partir de la position courante du module principal vis à vis de la structure, la position courante du module supplémentaire vis à vis de la structure. -dans ce cas, par exemple, le module principal est un compensateur de pilonnement (46) et le module supplémentaire est un assemblage de forage à commande au sommet (20) d’une plateforme de forage d’un puits, immergée. L’invention concerne également un système de surveillance de la position courante d’un module mobile vis à vis d’une structure, comprenant le dispositif précité, et une unité centrale comparant la position courante du module mobile vis à vis de la structure à des positions de référence critique, et émettant une alarme et/ou bloquant le déplacement du module lorsque la position courante du module est située à une distance de sécurité prédéterminée d’une position critique. L’invention concerne également une utilisation du système de surveillance ci-dessus, pour la surveillance de la position courante d’un crochet de levage d’un train de tige ou d’un module d’entraînement par le haut d’un train de tige au sein d’une plateforme de forage d’un puits.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0021] D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence à : - la figure 1 qui représente une vue schématique de côté d’un appareil de forage muni du dispositif de mesure de la position axiale courante de l’assemblage de forage à commande au sommet d’un train de tige, selon une première variante de réalisation, - la figure 2 qui montre une vue schématique en perspective d’un appareil de forage muni du dispositif de mesure de la position axiale courante du module d’entraînement par le haut d’un train de tige, selon une première variante de réalisation. - la figure 3 qui représente une deuxième variante de réalisation du dispositif de mesure de la position axiale courante du module d’entraînement - la figure 4 qui illustre une vue schématique de côté d’un appareil de forage avec compensateur de pilonnement, muni de deux dispositifs selon l’invention permettant de connaître à la fois la position courante du compensateur de pilonnement et celle du module d’entraînement du train de tige - la figure 5 qui représente une vue schématique de côté de la base d’une plateforme semi-submersible pourvue d’un riser relié à un dispositif de mesure de la position de la plateforme vis à vis du Riser en fonction des marées

DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES

[0022] L’invention trouve applications dans différents domaines techniques, dès qu’un module mobile en translation axiale vis à vis d’une structure, et sur une distance relativement importante, doit avoir une position axiale courante connue avec précision, et qui seront explicitées à titre d’exemple en fin de description.

[0023] L’invention sera cependant décrite en détail en référence à une application technique particulière dans le domaine du forage de puits pétrolier.

[0024] En relation avec la figure 1 et la figure 2, il est décrit une installation de forage 10 comprenant un mât ou un pylône de forage 11 s'élevant à partir d'un plancher 12, avec un train de tiges tubulaires 13 constitué d'une série de sections de tiges reliées l'une à l'autre par des joints filetés 17, s'étendant vers le bas le long d'un axe vertical 14 et supportant un trépan (non représenté) destiné à forer un puits 16. Une cuvette à coins de sûreté 18 montée dans le plancher 12 de l'installation de forage comporte des surfaces allant en diminuant en cône vers le bas et pouvant venir s'engager sur les surfaces à section décroissante de coins de sûreté 19 destinés à supporter le train de tiges alors qu'une section de tige est ajoutée à ou retirée de ce dernier [0025] Au cours du forage, le train de tiges est entraîné en rotation par un assemblage de forage à commande au sommet 20 suspendu à l'aide d'un crochet 22 d'un mécanisme de levage 21 qui comprend une poulie mobile 40 (visible sur la figure 2) pouvant se déplacer verticalement par rapport à une poulie fixe 23 à l'intervention d'un câble 24 tiré par un treuil de manoeuvre 25.

[0026] L'assemblage 20 supporte, à sa base, un mécanisme de manipulation de tiges 27 conçu pour établir et rompre des raccordements filetés dans le train de tiges de forage, ainsi que pour déplacer des sections d'une tige de forage entre des positions active et inactive. L'assemblage de commande au sommet 20, le mécanisme de manipulation de tiges 27 et les pièces associées sont montés pour se déplacer le long de l'axe vertical 14 à l'intervention de deux voies de roulement verticales parallèles espacées (non représentées) qui s'étendent parallèlement à l'axe 14 et ont, de préférence, une section horizontale en I, ces voies de roulement pouvant s'étendre vers le bas depuis le sommet du pylône jusqu'à des extrémités inférieures 29 situées au-dessus du plancher de l'installation. L'assemblage de commande au sommet 20, le mécanisme de manipulation de tiges 27 et/ou les pièces associées, mobiles en translation axiale vis à vis de la structure (le mât) constituent chacun un module mobile axialement vis à vis de la structure 11, dont la position courante doit être connue, afin d’éviter lors de ses déplacements le long de l’axe, un choc en position extrême haute avec la poulie fixe (ou moufle) 23 ou un choc en position extrême basse avec la cuvette 18, les surfaces de coins de sûreté 19 ou une table de rotation.

[0027] A cet effet, selon l’invention, il est prévu d’intégrer au dispositif de forage 10 un dispositif de mesure de la position axiale courante de l’assemblage 20 vis à vis du mât 11, comprenant : - un guide longiligne 30 fixé à la structure, s’étendant suivant Taxe vertical de déplacement du module - un capteur radar à émission/réception d’onde électromagnétique 31 guidée par le guide 30 auquel il est associé, fixé au plancher 12 pour constituer un point de référence - un réflecteur 32 de l’onde émise par le capteur radar radiofréquence 31, solidaire en translation axiale de l’assemblage 20 et monté autour du guide 30 de l’onde en étant libre en translation axiale vis à vis de ce guide 30 de façon à réfléchir l’onde vers le capteur radar lui-même durant les déplacements du module mobile le long de l’axe, - une unité 33 de conversion du temps de parcours de l’onde entre son émission et la détection de sa réflexion par le capteur 31, en position relative du module vis à vis du point de référence.

[0028] Dans cet exemple de réalisation, le capteur 31 assure à la fois l’émission et la réception de l’onde électromagnétique. Le capteur radar filoguidé émet et détecte une onde électromagnétique radiofréquence, de préférence haute fréquence, de manière encore préférée de fréquence comprise entre 8 et 12 GHz. Par exemple, un capteur ou radar de niveau filoguidé peut convenir au dispositif selon l’invention, en inhibant toutefois sa programmation lui permettant généralement de prendre en compte la constante diélectrique du produit à la surface duquel l’onde est réfléchie (boue, liquide, grains...) et dont il doit usuellement mesurer le niveau : dans le dispositif selon l’invention, la réflexion de l’onde s’effectue en surface d’un réflecteur à surface externe métallique qui ne perturbe pas l’onde émise mais la réfléchie pratiquement à 100% (autour de 90%). Cette onde étant en outre émise selon un volume cylindrique centré autour du guide, le réflecteur étant mis à la masse, c’est l’intégralité de ce cylindre d’onde, sans écho parasite, qui est réfléchi et détecté par le capteur radar.

[0029] Le capteur 3 f est relié électroniquement ou par un réseau de communication avec ou sans fil, à l’unité de conversion 33 qui convertit le temps de parcours de l’onde entre son émission et la détection de sa réflexion par le capteur 31, en position relative axiale de l’assemblage 20 vis à vis du plancher, le long du mât.

[0030] Cette unité de conversion peut être intégrée à une unité centrale dont la mémoire inclût des positions critiques hautes et basses (par exemple respectivement à 80% et 20% de la hauteur du mât) auxquelles sera comparée la position courante axiale mesurée.

[003f] Si cette position dépasse la position critique haute, l’unité centrale 34 en communication avec un système électronique de commande de frein 36 d’un tambour de treuil 25, tel que celui décrit dans la demande internationale WO20Î5 044004, pourra commander le freinage de ce tambour idéalement avec une vitesse de freinage fonction du dépassement détecté de la position critique par l’assemblage 20.

[0032] Selon un autre mode de réalisation avantageux, le système électronique de commande de frein sera en communication permanente avec le capteur et/ou l’unité de conversion et pourra être doté de fonctions automatiques pour ralentir, accélérer, arrêter, démarrer le frein de façon automatique, pour disposer l’assemblage de forage ou son crochet, autour de positions axiales critiques prédéterminées (position critique haute ou basse précitées, position critique de mise en place d’une nouvelle tige, position critique de retrait d’une tige...) en fonction de la tâche en accomplissement.

[0033] Dans l’exemple illustré sur la figure 1, le réflecteur se présente sous la forme d’une coupelle constituée d’un matériau métallique résistant à la corrosion, par exemple un acier inoxydable, percée en son centre par un orifice 39 de passage du guide 30. Elle est rendue solidaire en translation de l’assemblage 20 au moyen d’un bras rigide 37 dont une extrémité est fixée à la surface arrière 36 de cet assemblage 20, l’extrémité opposée fixée sur la surface externe supérieure de la coupole, soit à distance de l’orifice, soit également au centre de la coupole et comprend dans ce cas lui aussi un orifice de passage du câble. Le bras 37 s’étend d’un côté du mât dans l’exemple illustré. Dans l’exemple illustré sur la figure 2, le réflecteur, le guide 30 et le bras reliant en translation le réflecteur à l’assemblage sont tous disposés du même côté du mât, et le réflecteur 32 est supporté par deux bras latéraux 37 fixés à l’arrière de l’assemblage 20 à proximité de ses bords latéraux.

[0034] Pour mettre le réflecteur à la masse, tout en diminuant les frottement entre ce réflecteur 32 et le guide d’onde, il est monté sur ce guide par le biais de deux roulettes, en matériau métallique tel que de l’acier inoxydable, qui sont accolées l’une contre l’autre par leurs bandes roulantes qui sont en outre pourvue d’une gorge de passage du guide. Ces roulettes agissent en outre comme des éléments de centrage du guide dans l’orifice. Elles permettent également de réduire la taille de cet orifice au minimum tout en évitant les frottements et l’usure. Le jeu entre le câble et l’orifice peut alors être minimal par exemple compris entre 2 et 20 mm.

[0035] En outre, il peut être prévu que le réflecteur comprenne un lubrifiant par exemple naturel tel que le Teflon sur le pourtour de son orifice pour entre diminuer les frottements d’avec le câble.

[0036] Le guide 30 se présente sous la forme d’un câble relativement flexible, métallique et résistant à la corrosion, tels que ceux utilisés dans les radar de niveau filoguidé, et dont les extrémités sont fixées respectivement au capteur 31 et en haut du mât 11 sous la poulie fixe 23, par l’intermédiaire d’un ressort 38 permettant au câble 30 de suivre le débattement latéral de l’assemblage 20 par exemple par grand vent.

[0037] Dans l’exemple représenté sur la figure 3, le guide se présente sous la forme d’un rail rigide 41, de préférence métallique et résistant à la corrosion fixé par des supports 42 tout le long du mât (non représenté). Le réflecteur 43 est alors pourvu d’une découpe périphérique de forme complémentaire de la section des supports perpendiculairement à l’axe 14 (entaille en V dans l’exemple illustré pour des supports à section triangulaire) permettant au réflecteur 43 en translation axiale de se déplacer le long du guide sans être gêné, freiné, par les supports.

[0038] L’exemple de la figure 4 illustre l’utilisation du dispositif selon l’invention pour une plateforme en mer afin de prendre en compte les déplacements de la plateforme dus à la houle, l’assemblage de forage à commande au sommet 20 étant monté mobile en translation axiale sur un compensateur de pilonnement 46 lui même mobile en translation axiale vis à vis du mât 11 de la plateforme de forage.

[0039] Dans ce cas, il est possible de mesurer avec le dispositif selon l’invention, la position axiale courante de l’assemblage 20 vis à vis du compensateur 46 au moyen d’un capteur 47 solidaire en translation axiale du compensateur 46 fixé sur une embase inférieure située au niveau d’un bord inférieur du compensateur 46, et d’un guide 48 dont les extrémités sont fixées au capteur 47 et à une embase supérieure solidaire du bord supérieur du compensateur 46. L’assemblage 20 sera muni d’un réflecteur 55 fixé à l’avant de l’assemblage 20 et monté autour du guide 52 également situé à l’avant de l’assemblage.

[0040] L’unité de conversion (non représentée sur cette figure) permettra de déduire des positions courantes axiales mesurées de l’assemblage 20 vis à vis du bord inférieur du compensateur, et du compensateur de pilonnement 46 vis à vis du plancher, la position axiale courante de l’assemblage 20 vis à vis du plancher 12, connaissant les positions de fixation des réflecteurs 53 et 55 respectivement le long du compensateur 46 et de l’assemblage et celle du capteur 47 vis à vis du compensateur 46.

[0041] Et il est possible de mesurer la position axiale courante du compensateur 46 vis à vis du plancher 12 au moyen d’un capteur radar filoguidé 51 fixé à ce plancher 12, et d’un câble ou guide 52 s’étendant à partir de ce capteur, et dont l’extrémité opposée est reliée à la tête du mât 11. Le compensateur 46 sera muni d’un réflecteur 53 fixé à l’arrière du compensateur et monté autour du guide 52.

[0042] La figure 5 illustre l’utilisation du dispositif selon l’invention pour connaître la position d’une plateforme semi-submersible 60, vis à vis d’une colonne de liaison fond 61 surface, dite riser. Cette colonne de liaison permet de compenser les effets de la marée et comprend deux colonnes, l’une fixe 62, l’autre 63 mobile en translation verticale et emmanchée dans la colonne fixe 62, et solidaire en translation de la plateforme 64 par son extrémité supérieure. La plateforme 64 est par ailleurs rendue flottante au moyen de supports de flottaison semi immergés 65. La plateforme est également reliée à la colonne fixe 62 par l’intermédiaire d’un câble 66 relié au plancher 67 de la plateforme 64 par l’intermédiaire d’une poulie fixe 68 solidaire du plancher 67 et d’une poulie mobile en translation axiale 69 au dessus du plancher 67. La poulie mobile 69 est montée à l’extrémité supérieure et mobile d’un vérin par exemple hydraulique 71, dont la base est fixée au plancher 67 de la plateforme. Lorsque sous l’effet de la marée, montante, la plateforme est surélevée vis à vis de la colonne fixe 62, elle compresse le vérin 71 entre la poulie mobile 69 et la poulie fixe 68. Et lors de la marée descendante, la plateforme est abaissée et étend le vérin entre la poulie mobile 69 et la poulie fixe 68. Pour connaître la position axiale courante de la plateforme 64 vis à vis de la colonne fixe 62, le dispositif selon l’invention comprend un capteur radar à onde guidée tel que décrit ci-dessus 72, fixé sur le plancher 67 de la plateforme et un guide 73 s’étendant depuis ce capteur 72 dans l’axe vertical 14 de déplacement de la plateforme, avec une extrémité supérieure 74 fixée sur le reste de la structure (non représenté) avantageusement par l’intermédiaire d’un ressort 75. Le capteur 72 constitue un point de référence associé à la plateforme mobile. Le réflecteur haute fréquence 76 du dispositif selon l’invention sera solidaire en translation axiale des mouvements de la poulie mobile 69 soumise à la pression hydraulique du vérin et à la liaison entre la plateforme mobile et la colonne fixe. Le réflecteur donnera ainsi une mesure représentative de la position courante de la plateforme 64 vis à vis de la colonne fixe 62 du riser. L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

[0043] Notamment, d’autres modules mobiles cette fois relativement à un axe horizontal par exemple par rapport à une structure, pourront voir leur position courante connue de façon précise, modules utilisés par exemple pour la réalisation d’ouvrages d’art, tels que des ponts, le percement d’un tunnel et utilisant une foreuse horizontale sur grands rails.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de mesure de la position axiale courante d’un module mobile en translation suivant un axe vis à vis d’une structure fixe, comprenant ledit module (20, 46) et ladite structure fixe (11, 12) et : - au moins un guide longiligne (30) fixé à la structure, s’étendant suivant l’axe de déplacement du module (14) - un capteur radar à émission d’onde électromagnétique (31) guidée par le guide auquel il est associé, fixé à la structure (12) à un point de référence - un réflecteur (32, 43) de l’onde émise par le capteur radar radiofréquence, solidaire en translation axiale du module mobile et monté autour du guide de l’onde en étant libre en translation axiale vis à vis de ce guide de façon à réfléchir l’onde vers le capteur radar lui-même durant les déplacements du module mobile le long de l’axe, - une unité (33) de conversion du temps de parcours de l’onde entre son émission et la détection de sa réflexion au point de référence, en position relative du module (20, 46) vis à vis du point de référence.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module mobile (20, 46) est un crochet de levage d’un train de tige d’un appareil de forage, ou un assemblage de forage à commande au sommet (20) d’un train de tige d’un appareil de forage, ou un compensateur de pilonnement (46) ou un élément solidaire en translation axiale d’un crochet ou d’un module d’entraînement ou un compensateur de ce type, la structure fixe du dispositif étant formée par un mât (11) de l’appareil de forage, le point de référence étant constitué par le pied du mât (11).
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le guide longiligne (30) comprend un câble flexible tendu par ses extrémités fixées à la structure (11, 12) sur l’étendue de déplacement du module mobile, éventuellement par l’intermédiaire d’un élément élastique (38) autorisant un débattement latéral du câble (30) vis à vis de la structure (11,12).
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réflecteur (32) présente la forme générale d’une coupole pourvue d’un orifice central (39) de passage du câble, portée par un bras solidaire (37) du module mobile.
5. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le guide longiligne (30) comprend un rail rigide (41) fixé le long de la structure (11) sur l’étendue de déplacement du module mobile par l’intermédiaire de supports (42) montés le long de la structure (11).
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réflecteur (43) présente la forme générale d’une coupole pourvue d’une découpe en périphérie de passage du rail et des supports (42) de ce rail (41) lors des déplacements du module mobile (20,46).
7. 7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend : - un module supplémentaire (20) mobile en translation axiale vis à vis du module principal (46), - un jeu supplémentaire de guide longiligne (48), capteur radar à émission d’onde électromagnétique (47) guidée par le guide associé (48), et réflecteur (55) permettant de mesurer la position courante du module supplémentaire (20) vis à vis du module principal (46), le guide supplémentaire et le capteur supplémentaire étant solidaires en translation du module principal, le réflecteur supplémentaire étant monté solidaire en translation du module supplémentaire et monté autour du guide supplémentaire libre en translation axiale, de façon à réfléchir l’onde émise par le capteur supplémentaire durant les déplacements du module supplémentaire vis à vis du module principal - l’unité assurant également la conversion du temps de parcours de l’onde entre son émission et la détection de sa réflexion par le capteur supplémentaire, en position relative du module supplémentaire (20) vis à vis du module principal, (46) pour en déduire à partir de la position courante du module principal (46) vis à vis de la structure (11, 12), la position courante du module supplémentaire (20) vis à vis de la structure (11, 12).
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le module principal est un compensateur de pilonnement (46) et le module supplémentaire est un assemblage de forage à commande au sommet (20) d’une plateforme de forage d’un puits, immergée.
9. 9. Système de surveillance de la position courante d’un module mobile vis à vis d’une structure, comprenant le dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, et une unité centrale (34) comparant la position courante du module mobile vis à vis de la structure à des positions de référence critique, et émettant une alarme et/ou bloquant le déplacement du module lorsque la position courante du module est situé à une distance de sécurité prédéterminée d’une position critique.
10. 10. Utilisation du système de surveillance selon la revendication 9, pour la surveillance de la position courante d’un crochet de levage d’un train de tige ou d’un assemblage de forage à commande au sommet d’un train de tige (20) ou d’un compensateur de pilonnement (46) au sein d’une plateforme de forage d’un puits.