FR3079867A1 - Systemes et procedes de coupe tubulaire de fond de puits - Google Patents

Abstract

Un système de coupe tubulaire de fond de puits comprend un élément de coupe comprenant un matériau explosif configuré pour couper un élément tubulaire. Le système comprend en outre un corps de générateur couplé à l’élément de coupe à une extrémité de l’élément de coupe de sorte que le corps de générateur est orienté vers le haut ou vers le fond de puits de l’élément de coupe lorsque l’élément de coupe est positionné avec l’élément tubulaire. Un cordon de détonation ou un fusible d’allumage est disposé autour du corps de générateur. Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Titre de l’invention : SYSTÈMES ET PROCÉDÉS DE COUPE TUBULAIRE DE FOND DE PUITS Domaine technique de l’invention [0001] La présente invention concerne de manière générale des éléments de coupe tubulaires de fond de puits utilisés dans un puits, et plus spécifiquement des systèmes et des procédés utilisant un déplacement de fluide pour améliorer la performance de l’élément de coupe tubulaire.

Arrière-plan technique [0002] Les éléments de coupe tubulaires de fond de puits souffrent d’un manque d’efficacité de coupe, en particulier lorsque la distance entre un diamètre extérieur de l’élément de coupe et un diamètre intérieur de l’élément tubulaire augmente. Il peut être difficile de pénétrer dans le fluide de puits de forage entourant l’élément de coupe, en particulier lorsque le puits est profond ou que la pression du fluide de puits de forage est autrement élevée. Dans de telles conditions, il est nécessaire d’utiliser des éléments de coupe de taille accrue, en particulier avec des éléments tubulaires de grand diamètre. Avoir à obtenir un élément de coupe dont la taille correspond étroitement au diamètre de l’élément tubulaire à couper peut être une solution peu pratique. Il peut être nécessaire de garder plusieurs tailles des éléments de coupe afin de couper efficacement les éléments tubulaires de différentes tailles qui peuvent être rencontrés dans un projet à un ou plusieurs puits. En outre, l’efficacité de l’élément de coupe peut encore être affectée par la présence du fluide de puits de forage adjacent même lorsque l’élément de coupe est dimensionné de manière appropriée.

Brève description des figures [0003] [fig.l]

La figure 1 illustre une vue schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits selon un mode de réalisation illustratif, le système de coupe étant représenté dans une étape de pré-déclenchement ;

[0004] [fig.2]

La figure 2 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 1, le système de coupe étant représenté dans une étape de déplacement de fluide ;

[0005] [fig.3]

La figure 3 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 1, le système de coupe étant représenté dans une étape de coupe ;

[0006] [fig.4]

La figure 4 illustre une vue schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits selon un mode de réalisation illustratif, le système de coupe étant représenté dans une étape de pré-déclenchement ;

[0007] [fig.5]

La figure 5 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 4, le système de coupe étant représenté dans une étape de génération de gaz ;

[0008] [fig.6]

La figure 6 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 4, le système de coupe étant représenté dans une étape de déplacement de fluide ;

[0009] [fig.7]

La figure 7 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 4, le système de coupe étant représenté dans une étape de coupe ;

[0010] [fig.8]

La figure 8 illustre une vue schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits selon un mode de réalisation illustratif, le système de coupe étant représenté dans une étape de pré-déclenchement ;

[0011] [fig.9]

La figure 9 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 8, le système de coupe étant représenté dans une étape de déplacement de fluide ;

[0012] [fig.10]

La figure 10 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 8, le système de coupe étant représenté dans une étape de coupe ;

[0013] [fig.ll]

La figure 11 illustre une vue schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits selon un mode de réalisation illustratif, le système de coupe étant représenté dans une étape de pré-déclenchement ;

[0014] [fig.12]

La figure 12 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 11, le système de coupe étant représenté dans une étape de déplacement de fluide ; et [0015] [fig.13]

La figure 13 illustre une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits de la figure 11, le système de coupe étant représenté dans une étape de coupe. Description détaillée de l’invention [0016] Dans la description détaillée suivante de plusieurs modes de réalisation illustratifs, il est fait référence aux dessins annexés qui en font partie. Ces modes de réalisation sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à l’homme du métier de mettre en pratique l’objet divulgué et il est entendu que d’autres modes de réalisation peuvent être utilisés et que des modifications structurelles, mécaniques, électriques et chimiques logiques peuvent être apportées sans s’écarter de l’esprit ou de la portée de l’invention. Afin d’éviter des détails non nécessaires pour permettre à l’homme du métier de mettre en pratique les modes de réalisation décrits ici, la description peut omettre certaines informations connues de l’homme du métier. La description détaillée suivante ne doit donc pas être prise dans un sens limitatif, et la portée des modes de réalisation illustratifs est définie uniquement par les revendications annexées.

[0017] Sauf indication contraire, une quelconque utilisation d’une forme quelconque des termes « raccorder », « mettre en prise », « coupler », « attacher » ou de tout autre terme décrivant une interaction entre des éléments ne vise pas à limiter l’interaction à une interaction directe entre les éléments, et peut également inclure une interaction indirecte entre les éléments décrits. Dans la description suivante et dans les revendications, les termes « incluant » et « comprenant » sont utilisés de manière nonrestrictive et doivent donc être interprétés comme signifiant « y compris, mais sans s’y limiter ». Sauf indication contraire, tel qu’utilisé tout au long de ce document, « ou » ne nécessite pas d’exclusivité mutuelle.

[0018] Telles qu’utilisées ici, les expressions « couplé hydrauliquement », « raccordé hydrauliquement », « en communication hydraulique », « couplé de manière fluide », « raccordé de manière fluide » et « en communication de fluide » désignent une forme de couplage, de raccordement, ou de communication liée aux fluides, et les flux ou pressions correspondants associés à ces fluides. Dans certains modes de réalisation, un couplage, un raccordement ou une communication hydrauliques entre deux composants décrit des composants associés de sorte qu’une pression de fluide peut être transmise entre ou parmi les composants. Une référence à un couplage, un raccordement ou une communication de fluide entre deux composants décrit des composants associés de sorte qu’un fluide peut s’écouler entre ou parmi les composants. Les composants couplés, raccordés hydrauliquement ou en communication hydraulique peuvent inclure certains agencements dans lesquels le fluide ne s’écoule pas entre les composants, mais la pression du fluide peut néanmoins être transmise, comme par l’intermédiaire d’un diaphragme ou d’un piston ou d’un autre moyen de conversion du flux ou de la pression appliqué en une force mécanique ou de fluide.

[0019] La présente invention concerne un système de coupe tubulaire de fond de puits qui inclut un générateur de gaz ou un autre dispositif de déplacement de fluide pour déplacer un puits de forage ou un autre fluide entre un élément de coupe et un élément tubulaire de fond de puits. En déplaçant le fluide, qui peut être visqueux ou qui peut être présent à des pressions élevées, l’efficacité de coupe et l’efficacité de l’élément de coupe peuvent être augmentées dans certains modes de réalisation. Les modes de réalisation présentement décrits peuvent être utilisés dans des puits de forage horizontaux, verticaux, déviés ou par ailleurs non linéaires dans tout type de formation souterraine. Des modes de réalisation peuvent être mis en œuvre dans des opérations de forage, d’achèvement ou de production pour séparer des tubages ou d’autres éléments tubulaires qui ont été positionnés ou installés dans le puits de forage.

[0020] En se référant à la figure 1, une illustration schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits 100 est fournie. Le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 comprend un élément de coupe 104 qui peut être positionné à l’intérieur d’un élément tubulaire 108 disposé dans un puits de forage 112. L’élément tubulaire peut être un tubage, une chemise, un train de forage, une tubulure de production ou tout autre élément tubulaire pouvant être disposé dans le puits de forage 112 et dans lequel le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 peut être positionné. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l’élément tubulaire 108 peut être un tubage. Bien que représenté comme un élément de coupe à charge creuse radiale explosif sur la figure 1, l’élément de coupe 104 peut être à la place un élément de coupe chimique, un élément de coupe thermique, un élément de coupe à fragmentation ou tout autre élément de coupe pouvant être positionné dans l’élément tubulaire 108 et qui tirerait partie du déplacement ou de l’élimination du liquide entourant l’élément de coupe 104.

[0021] Le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 comprend en outre un dispositif de déplacement de fluide tel qu’un générateur de gaz 114 ayant un corps de générateur 116 et un élément de production de gaz 118. Une première extrémité 120 du corps de générateur 116 est couplée à l’élément de coupe 104. Dans un mode de réalisation, le couplage de l’élément de coupe 104 et du corps de générateur 116 peut être réalisé en utilisant un raccordement fileté. Dans d’autres modes de réalisation, d’autres raccordements peuvent être utilisés, y compris, sans limitation, un raccordement par ajustement par pression ou par friction, un raccordement de type verrouillage par torsion, un raccordement utilisant des éléments de fixation tels que des vis, des rivets ou d’autres éléments de fixation. En variante, le corps de générateur 116 et l’élément de coupe 104 peuvent être intégralement formés en un seul composant. Sur la figure 1, une seconde extrémité 124 du corps de générateur 116 peut être couplée à un boîtier de détonateur 130 d’une manière de couplage semblable à celle décrite précédemment en ce qui concerne la première extrémité 120. Par exemple, le corps de générateur 116 et le boîtier de détonateur 130 peuvent inclure des raccordements filetés complémentaires pour permettre un couplage fileté entre les composants. En variante, les composants peuvent être intégralement formés en un seul composant, ou peuvent être raccordés par d’autres mécanismes de raccordement, y compris, sans limitation, un raccordement par ajustement par pression ou par friction, un raccordement de type verrouillage par torsion, un raccordement utilisant des éléments de fixation tels que des vis, des rivets ou d’autres éléments de fixation.

[0022] Comme expliqué plus en détail ci-dessous en relation avec la figure 1, la génération de gaz au niveau du générateur de gaz se produit rapidement et un déplacement de fluide dans le puits de forage ne dépend donc pas de la bulle de gaz qui monte dans le puits de forage. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l’orientation et le positionnement de l’élément de coupe 104, du générateur de gaz 114 et du boîtier de détonateur 130 sont tels que l’élément de coupe 104 est positionné en fond de puits (c’est-à-dire éloigné de la surface du puits mesurée le long d’un axe du puits de forage) depuis le générateur de gaz 114, et le générateur de gaz 114 est positionné en fond de puits depuis le boîtier de détonateur 130. Etant donné que la génération de gaz avec le mode de réalisation de la figure 1 se produit rapidement, il n’est pas nécessaire que le générateur de gaz soit situé en fond de puits de l’élément de coupe. Cependant, si une technique de génération de gaz plus lente était utilisée, le positionnement de l’élément de coupe 104, du générateur de gaz 144 et du boîtier de détonateur 130 pourrait être inversé de sorte que le générateur de gaz 144 est en fond de puits à partir de l’élément de coupe 104.

[0023] Le corps de générateur 116 peut être de forme généralement cylindrique avec un passage 134 aligné avec un axe longitudinal du corps de générateur 116. Une paroi de barrière 138 peut être positionnée dans le passage 134 pour bloquer la communication fluidique entre une première partie 142 et une seconde partie 146 du passage 134. Comme expliqué plus en détail ci-dessous, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, la paroi de barrière 138 est destinée à empêcher le gaz généré dans le boîtier de détonateur 130 ou dans la première partie 142 du passage 134 d’être immédiatement envoyé à la seconde partie 146 du passage 134.

[0024] Le boîtier de détonateur 130 peut comprendre une cavité 150 adaptée pour recevoir un détonateur ou un allumeur 154. Dans un mode de réalisation, le détonateur ou l’allumeur 154 peut être la première étape de déclenchement d’une série de détonations ou d’allumages qui sont utilisés pour déplacer un fluide dans le puits de forage 112 qui est positionné dans un anneau 158 entre l’élément de coupe 104 et l’élément tubulaire 108. Le boîtier de détonateur 130 a des parois 162 formées et dimensionnées pour empêcher toute rupture du boîtier de détonateur 130 lorsque le détonateur ou l’allumeur 154 est déclenché ou allumé. La cavité 150 du boîtier de détonateur 130 peut être reliée de manière fluidique à la première partie 142 du passage 134.

[0025] Le détonateur ou l’allumeur 154 peut être n’importe quel type de détonateur ou d’allumeur 154 couramment utilisé dans des environnements de fond de puits ou avec des éléments de coupe explosifs pour déclencher la détonation d’un cordon de détonation ou d’autres charges, ou pour déclencher l’allumage d’un fusible d’allumage ou d’autres sources à base de poudre noire. Le détonateur ou l’allumeur 154 peut être raccordé électriquement par un fil 166 à la surface du puits ou à des composants électroniques situés au fond du puits. Il devrait être reconnu que la communication entre la surface du puits et le détonateur ou l’allumeur 154 peut alternativement être une communication optique ou une transmission sans fil. Le fil 166 est capable de transmettre un signal d’allumage au détonateur ou à l’allumeur 154 pour commencer le déclenchement de la détonation ou de l’allumage. Lorsque des composants électroniques de fond de puits sont inclus, les composants électroniques peuvent constituer un circuit de sécurité qui empêche le déclenchement par inadvertance du détonateur ou de l’allumeur 154. Les composants électroniques peuvent en outre comprendre des émetteurs et des récepteurs filaires ou sans fil pour communiquer avec un opérateur à la surface du puits afin de recevoir des instructions de déclenchement.

[0026] Dans un mode de réalisation, le boîtier de détonateur 130 peut en outre comprendre un frein de gaz 170 qui est positionné près de la première extrémité 124 du corps de générateur 116. Le frein de gaz 170 comprend une surface de freinage 174 approximativement perpendiculaire à un axe longitudinal de la partie du puits de forage 112 au niveau de laquelle le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 est positionné. La surface de freinage 174 du frein de gaz 170 fournit une zone approximativement égale à une zone d’une surface de l’élément de coupe correspondante 178 de l’élément de coupe 104. La surface de l’élément de coupe 178 peut également être approximativement perpendiculaire à l’axe longitudinal de la partie du puits de forage 112 au niveau de laquelle le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 est positionné. En plaçant des surfaces avec des zones similaires aux deux extrémités du corps de générateur 116, toutes les forces produites par les gaz générés dans l’espace entourant le corps de générateur 116 agissent de manière égale sur la surface de freinage 174 et la surface de l’élément de coupe 178, empêchant ainsi ou réduisant de manière significative le mouvement axial du système de coupe tubulaire de fond de puits 100 le long du puits de forage 112.

[0027] L’élément de production de gaz 118 du système de coupe tubulaire de fond de puits 100 comprend un cordon de détonation ou un fusible d’allumage 182 disposé autour du corps de générateur 116. Dans un mode de réalisation tel que celui illustré sur la figure 1, le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 est enroulé autour du corps de générateur 116 dans une configuration en bobine. Le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 peut s’étendre à travers un orifice 186 situé dans le corps de générateur 116 et dans la première partie 142 du passage 134. Le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 peut être couplé au détonateur ou à l’allumeur 154 de sorte que le déclenchement du détonateur ou de l’allumeur 154 se propage et se rend au cordon de détonation ou au fusible d’allumage 182. De même, le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 peut s’étendre à travers un orifice 190 situé dans le corps de générateur 116 et dans la seconde partie 146 du passage 134. Le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 peut ensuite être couplé à un détonateur 192 placé à l’intérieur de l’élément de coupe 104.

[0028] Le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 est constitué d’un matériau qui, lorsqu’il est déclenché ou brûlé, est capable de produire un gaz. Lorsqu’un cordon de détonation est utilisé, un explosif puissant peut être placé dans une structure en forme de tube, telle qu’un tube en plastique ou un autre boîtier flexible, pouvant être enroulé autour du corps de générateur 116. La cyclotriméthylènetrinitramine (RDX), ou la cyclotétraméthylène-tétranitramine, la tétrahexamine-tétranitramine ou roctahydro-l,3,5,7-tétranitro-l,3,5,7-tétrazocine (HMX) sont des exemples d’explosifs puissants. D’autres explosifs possibles englobent le tétranitrate de pentaérythritol (PETN), l’hexanitrostilbène (HNS) ou tout matériau explosif capable de générer un gaz sans endommager l’élément de coupe voisin 104. Les vitesses de propagation habituelles sur un cordon de détonation (c’est-à-dire la vitesse de la détonation) sont d’environ 26 000 à 27 000 pieds par seconde. La détonation du cordon de détonation est capable de produire des gaz comprenant du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et de l’azote. En guise d’alternative au cordon de détonation, un fusible d’allumage peut être utilisé pour générer du gaz. Le fusible d’allumage est généralement à base de poudre noire et brûle plutôt que n’explose. Les vitesses de propagation courantes pour le cordon d’allumage (c’est-à-dire la vitesse de combustion) sont d’environ 100 pieds par seconde, mais la vitesse de propagation peut être plus rapide dans un environnement de haute pression en fond de puits. Comme pour les cordons de détonation, les gaz produits par la combustion du cordon d’allumage sont le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et l’azote.

[0029] L’élément de coupe 104 illustré sur la figure 1 est un élément de coupe radial qui comprend une charge principale 196 positionnée dans un boîtier 202. La charge principale 196 peut être façonnée et peut comprendre une chemise 206 qui peut être entraînée par la détonation de la charge principale 196 dans l’élément tubulaire 108 afin de séparer ou de couper l’élément tubulaire 108. Un passage 210 s’étend longitudinalement à travers la charge principale 196 et le boîtier de l’élément de coupe 202, et un renforçateur 214 est couplé à la charge principale 196 à proximité du ou adjacent au passage 210. Le détonateur 192 peut être positionné à proximité du ou adjacent au renforçateur 214 de sorte que le déclenchement du détonateur 192 provoque la détonation du renforçateur 214, puis la détonation de la charge principale 196. Le détonateur 192 et le renforçateur 214 peuvent tous deux comprendre un explosif puissant semblable à l’explosif utilisé avec le cordon de détonation 182. Il est important de noter que lorsqu’un fusible d’allumage 182 est utilisé à la place du cordon de détonation, le fusible d’allumage 182 est également capable de déclencher la détonation du détonateur 192 pour ensuite faire exploser le renforçateur 214 et la charge principale 196. [0030] Le nombre d’enroulements du cordon de détonation ou du fusible d’allumage 182 autour du corps de générateur 116 est capable d’influencer la quantité de gaz générée dans une zone autour du générateur de gaz 116 et de l’élément de coupe 194, ce qui influence à son tour le déplacement du fluide de puits de forage autour de l’élément de coupe 104. La longueur longitudinale du corps de générateur 116 peut être modifiée de manière sélective en fonction de la pression du fluide de puits de forage prévue. Par exemple, dans de nombreux cas, un puits plus profond produira des fluides de puits de forage ayant des pressions plus élevées et, pour déplacer ces fluides, des volumes plus importants de gaz doivent être générés rapidement. Dans ces cas, il peut être souhaitable de disposer d’un corps de générateur plus long ou plus grand 116 afin de recevoir des longueurs supplémentaires de cordon de détonation ou de fusible d’allumage 182 afin de produire plus de gaz. Dans les puits où les pressions de fluide sont plus faibles, il peut être approprié d’utiliser un corps de générateur plus petit ou plus court avec moins de cordon de détonation ou de fusible d’allumage 182 pour produire moins de gaz.

[0031] En fonctionnement, les divers composants du système de coupe tubulaire de fond de puits 100, y compris l’élément de coupe 104, ont un diamètre extérieur inférieur à un diamètre intérieur de l’élément tubulaire 108, dans lequel le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 doit être introduit. Le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 est illustré sur la figure 1 dans une étape de pré-déclenchement dans laquelle le détonateur ou l’allumeur 154 n’a pas reçu de signal d’allumage le long du fil 166. En conséquence, aucune génération de gaz ou autre déplacement de fluide ne s’est produit et l’anneau 158 peut toujours contenir un fluide de puits de forage.

[0032] En se référant à la figure 2, une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 100 est représentée dans une étape de déplacement de fluide. Dans cette étape, un opérateur à la surface du puits provoque la transmission d’un signal d’allumage le long du fil 166 au détonateur ou à l’allumeur 154. Le déclenchement est un processus descendant dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, mais en fonction de l’inclinaison du puits de forage et du positionnement de l’élément de coupe 104 par rapport au corps de générateur 116, le déclenchement pourrait plutôt être un processus ascendant. Sur la figure 2, une détonation ou un allumage du détonateur ou de l’allumeur 154 s’est produite et cette détonation ou cet allumage commence la détonation ou l’allumage du cordon de détonation ou du fusible d’allumage 182 autour du corps de générateur 116. Lorsque le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 explose ou s’allume, du gaz 220 est produit et remplit rapidement l’espace situé autour du corps de générateur 116. Les forces créées par la génération de gaz se déplacent dans toutes les directions, mais en raison de la présence des zones approximativement égales de la surface de freinage 174 et de la surface de l’élément de coupe 178, les forces exercées contre le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 dans la direction axiale sont équilibrées, ce qui réduit le mouvement axial de l’élément de coupe 104 pendant cette étape de déplacement du fluide. Ceci est avantageux car il est souvent souhaitable que l’élément de coupe 104 soit positionné avec précision pour effectuer la coupe de l’élément tubulaire 108 à un emplacement spécifique.

[0033] Lorsque le gaz généré par la détonation ou l’allumage du cordon de détonation ou du fusible d’allumage 182 se propage rapidement dans l’espace entourant le corps de générateur 116, le gaz se déplace en haut et en bas du puits et commence à déplacer le fluide de puits de forage dans l’anneau 158 autour de l’élément de coupe 104. Le gaz forme sensiblement un bouillonnement de faible densité qui déplace le fluide de puits de forage entre l’élément de coupe 104 et l’élément tubulaire 108.

[0034] En se référant à la figure 3, une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 100 est représentée dans une étape de coupe. Dans cette étape, le gaz 220 s’est dilaté pour déplacer le fluide de puits de forage entre l’élément de coupe 104 et l’élément tubulaire 108. Alors que le cordon de détonation ou le fusible d’allumage 182 continue d’exploser ou de s’allumer dans l’étape de déplacement de fluide de la figure 2, la détonation ou l’allumage se propage au détonateur 192, qui déclenche la détonation au niveau de l’élément de coupe 104, tout d’abord dans le détonateur 192, puis dans le renforçateur 214, et enfin dans la charge principale 196. La charge principale explose à une vitesse et à une force élevées et pousse la chemise 206 radialement vers l’extérieur pour pénétrer et couper l’élément tubulaire 108.

[0035] Le déplacement du fluide de puits de forage entourant l’élément de coupe 104 améliore l’efficacité de coupe de l’élément de coupe 104 par rapport à celle d’un élément de coupe essayant de couper un fluide de puits de forage sous haute pression. En augmentant l’efficacité de coupe, il est possible de minimiser le poids explosif associé à l’élément de coupe 104, ce qui permet d’utiliser des éléments de coupe plus petits pour des travaux qui nécessitaient auparavant des éléments de coupe plus importants. Cela réduit les coûts et permet également à une taille d’élément de coupe particulière de couper des éléments tubulaires avec une gamme plus large de diamètres et d’épaisseurs intérieurs.

[0036] La figure 4 est une vue schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits 400 selon un mode de réalisation. Le système de coupe tubulaire de fond de puits

400 comprend un élément de coupe 404 qui peut être positionné à l’intérieur d’un élément tubulaire 408 disposé dans un puits de forage 412. Comme l’élément tubulaire 108 des figures 1 à 3, l’élément tubulaire 408 peut être un tubage, une chemise, un train de forage, une tubulure de production ou tout autre élément tubulaire pouvant être disposé dans le puits de forage 412 et dans lequel le système de coupe tubulaire de fond de puits 400 peut être positionné. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, l’élément tubulaire 408 illustré est un tubage. Bien que représenté comme un élément de coupe à charge creuse radiale explosif sur la figure 4, l’élément de coupe 404 peut être à la place un élément de coupe chimique, un élément de coupe thermique, un élément de coupe à fragmentation ou tout autre élément de coupe pouvant être positionné dans l’élément tubulaire 408 et qui tirerait partie du déplacement ou de l’élimination du liquide entourant l’élément de coupe 404.

[0037] Le système de coupe tubulaire de fond de puits 400 comprend en outre un dispositif de déplacement de fluide tel qu’un générateur de gaz 414 ayant un corps de générateur 416 et un élément de production de gaz 418. Le corps de générateur 416 comprend un premier élément de corps 417 couplé à l’élément de coupe 404. Le premier élément de corps 417 comprend un élément externe 419 ayant une pluralité d’ouvertures 421 et un élément interne 423 disposé de manière concentrique à l’intérieur de l’élément externe 419. Dans un mode de réalisation, le couplage de l’élément de coupe 404 et du corps de générateur 416 peut être réalisé en utilisant un raccordement fileté. Dans d’autres modes de réalisation, d’autres raccordements peuvent être utilisés, y compris, sans limitation, un raccordement par ajustement par pression ou par friction, un raccordement de type verrouillage par torsion, un raccordement utilisant des éléments de fixation tels que des vis, des rivets ou d’autres éléments de fixation. En variante, le corps de générateur 416 et l’élément de coupe 404 peuvent être intégralement formés en un seul composant.

[0038] Le corps de générateur 416 comprend en outre un second élément de corps 425 couplé au premier élément de corps 417. Le couplage entre les différents composants du corps de générateur 416 peut être réalisé par un raccordement fileté ou par tout autre raccordement tel que ceux décrits précédemment. De même, certains composants du corps de générateur 416 peuvent être raccordés ou formés de manière intégrale.

[0039] Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, l’orientation et le positionnement de l’élément de coupe 404 et du générateur de gaz 414 sont tels que le générateur de gaz 414 est positionné en fond de puits à partir de l’élément de coupe 404. Alors que la partie du puits de forage 412 dans laquelle le système de coupe tubulaire de fond de puits 400 est positionné peut être horizontale, dans de nombreuses situations, le puits de forage 412 peut être incliné verticalement ou partiellement verticalement (c’est-à-dire des inclinaisons autres que quatre-vingt-dix degrés) et la présence du gé nérateur de gaz 414 en fond de puits de l’élément de coupe 400 permet au gaz généré par le générateur de gaz 414 de monter dans le puits de forage en direction de l’élément de coupe 400. Dans les cas où le puits de forage peut avoir des inclinaisons supérieures à quatre-vingt-dix degrés, il peut être souhaitable de repositionner les composants du système de coupe tubulaire de fond de puits 400 de sorte que le générateur de gaz 414 est positionné en amont de l’élément de coupe 104. Dans ces inclinaisons, la présence du générateur de gaz 414 en amont de l’élément de coupe 400 permet au gaz généré à proximité du générateur de gaz 414 de monter dans le puits de forage en direction de l’élément de coupe 400.

[0040] Le premier élément de corps 417 du corps de générateur 416 comprend un anneau 437 formé entre l’élément externe 419 et l’élément interne 423 du premier élément de corps 417. L’anneau 437 est en communication fluidique avec un anneau 458 situé entre l’élément de coupe 404 et l’élément tubulaire 408. L’élément interne 423 du premier élément de corps 417 comprend un passage 434 bifurqué par une paroi de barrière 438 pour bloquer la communication fluidique entre une première partie 442 et une seconde partie 446 du passage 434. Comme expliqué plus en détail ci-dessous, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la paroi de barrière 438 est destinée à protéger des composants dans la seconde partie 446 du passage 434 pendant une détonation qui se produit dans la première partie 442 du passage 434.

[0041] Le second élément de corps 425 peut comprendre une cavité 450 adaptée pour recevoir l’élément de production de gaz 418 et un allumeur 454. Dans un mode de réalisation, l’allumeur 454 peut être le premier étage de déclenchement d’une série d’allumages et de détonations utilisés pour déplacer un fluide dans le puits de forage 412. Le second élément de corps 425 a une paroi annulaire 462 formée et dimensionnée pour empêcher toute rupture dans le second élément de corps 425 pendant l’allumage de l’allumeur 454 et la combustion de l’élément de production de gaz 418. Le second élément de corps 425 comprend en outre une paroi d’extrémité 463 qui empêche la communication fluidique entre la cavité 450 et l’anneau 437 et empêche également la communication fluidique entre la cavité 450 et la première partie 442 du passage 434.

[0042] L’allumeur 454 peut être n’importe quel type d’allumeur 454 couramment utilisé dans des environnements de fond de puits pour déclencher l’allumage d’un fusible d’allumage ou d’autres matériaux à base de poudre noire. L’allumeur 454 peut être raccordé électriquement à un fil 466 pouvant aller jusqu’aux composants électroniques de fond de puits utilisés pour déclencher une séquence d’allumage. Dans un mode de réalisation, les composants électroniques peuvent comprendre un module de commande de déclenchement 467 positionné dans la seconde partie 446 du passage 434. Le module de commande de déclenchement 467 peut comprendre des émetteurs ou des récepteurs filaires ou sans fil et une unité de traitement pour recevoir des instructions provenant d’un opérateur à la surface du puits et transmettre des signaux d’allumage. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, le module de commande de déclenchement 467 est raccordé électriquement à la surface par un fil 469. Le module de commande de déclenchement 467 peut fournir un circuit de sécurité qui empêche le déclenchement par inadvertance de l’allumeur 454. Sur la figure 4, le fil 466 passe à travers un orifice (non illustré) dans la paroi de barrière 438 qui peut être scellé pour empêcher le passage de gaz à travers l’orifice.

[0043] Bien que la communication entre la surface du puits, les composants électroniques de fond de puits et les détonateurs ou les allumeurs soit décrite ici comme un raccordement électrique sur des fils, il convient de noter que la communication peut avoir lieu de manière optique, sans fil ou par d’autres techniques de transmission.

[0044] L’élément de production de gaz 418 peut être constitué d’un matériau qui, lorsqu’il est déclenché ou brûlé, est capable de produire un gaz à une vitesse suffisamment commandée pour éviter une rupture du corps de générateur 416. Dans un mode de réalisation, l’élément de production de gaz 418 est une ou plusieurs pastilles de génération de gaz. Les pastilles peuvent être constituées d’un matériau à base de poudre noire ou d’un autre matériau qui brûle pour produire des gaz tels que le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et l’azote. D’autres exemples englobent les générateurs de gaz généralement utilisés dans les outils de réglage, également appelés charges d’alimentation. Ceux-ci sont souvent simplement un oxydant tel que le nitrate de potassium, le nitrate de sodium, le nitrate d’ammonium ou des oxydants semblables au perchlorate. Ceux-ci sont généralement mélangés à un matériau combustible sous la forme d’un liant tel que de la colle ou un adhésif à base d’époxy ou de carbone.

[0045] La quantité d’élément de production de gaz 418 fournie dans le corps de générateur 416 est capable d’influencer la quantité de gaz produite qui peut être utilisée pour déplacer le fluide autour de l’élément de coupe. Dans les cas où la coupe d’un élément tubulaire est souhaitée à une profondeur de puits plus profonde ou lorsque les fluides de puits de forage ont des pressions plus élevées, une plus grande quantité d’élément de production de gaz 418 est souhaitée pour générer un plus grand volume de gaz. Dans ces cas, il peut être souhaitable de disposer d’un corps de générateur plus long ou plus grand 416 afin de recevoir la quantité supplémentaire d’élément de production de gaz 418. Dans les puits avec des pressions de fluide plus faibles, il peut être approprié d’utiliser une quantité moindre d’élément de production de gaz 418 et un corps de générateur 416 plus petit ou plus court. Contrairement à la génération de gaz décrite aux figures 1 à 3, qui repose sur une production rapide de gaz qui déplace rapidement le fluide de puits de forage, la génération de gaz par l’élément de production de gaz 418 repose sur une génération plus lente de gaz pour recueillir d’abord le gaz dans la cavité

450 du second élément de corps 425 avant tout déplacement de tout fluide de puits de forage.

[0046] Dans un mode de réalisation, la première partie 442 du passage 434 peut comprendre une charge de décharge d’explosif 471 qui est configurée lors de la détonation pour retirer la paroi d’extrémité 463 et une partie de l’élément interne 423 entourant la première partie 442 du passage 434. Un détonateur 473 est couplé à la charge de décharge d’explosif 471 ou est placé à proximité de celle-ci et est configuré pour déclencher la détonation de la charge de décharge d’explosif 471. Le détonateur 473 peut être raccordé électriquement par un fil 475 au module de commande de déclenchement 467 de sorte qu’un signal envoyé depuis le module de commande de déclenchement 467 au détonateur 473 déclenche la détonation du détonateur 467 et de la charge de décharge d’explosif 471. Le détonateur 473 et la charge de décharge d’explosif 471 peuvent tous deux comprendre un explosif puissant semblable à l’explosif utilisé avec le cordon de détonation 182 décrit sur les figures 1 à 3.

[0047] L’élément de coupe 404 illustré sur la figure 4 est un élément de coupe radial qui comprend une charge principale 496 positionnée dans un boîtier 502. La charge principale 496 peut être façonnée et peut comprendre une chemise 506 qui peut être entraînée par la détonation de la charge principale 496 dans l’élément tubulaire 408 afin de séparer ou de couper l’élément tubulaire 408. Un passage 510 s’étend longitudinalement à travers la charge principale 496 et le boîtier 502, et un renforçateur 514 est couplé à la charge principale 496 à proximité du ou adjacent au passage 510. Un détonateur 492 peut être positionné à proximité du ou adjacent au renforçateur 514 de sorte que le déclenchement du détonateur 492 provoque le déclenchement du renforçateur 514, puis le déclenchement de la charge principale 496. Le détonateur 492 peut être raccordé électriquement par un fil 515 au module de commande de déclenchement 467 de sorte qu’un signal envoyé depuis le module de commande de déclenchement 467 au détonateur 492 peut déclencher la détonation du détonateur 492, du renforçateur 514 et de la charge principale 496. La charge principale 496, le détonateur 492 et le renforçateur 514 peuvent comprendre un explosif puissant semblable à l’explosif utilisé avec le cordon de détonation 182 décrit sur les figures 1 à 3.

[0048] En fonctionnement, les divers composants du système de coupe tubulaire de fond de puits 400, y compris l’élément de coupe 404, ont un diamètre extérieur inférieur à un diamètre intérieur de l’élément tubulaire 408, dans lequel le système de coupe tubulaire de fond de puits 400 doit être introduit. Le système de coupe tubulaire de fond de puits 400 est illustré sur la figure 1 dans une étape de pré-déclenchement dans laquelle le détonateur 454 n’a pas reçu de signal d’allumage le long du fil 466. En conséquence, aucune génération de gaz ou autre déplacement de fluide ne s’est produit et l’anneau 458 peut toujours contenir des fluides de puits de forage.

[0049] En se référant à la figure 5, une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 400 est représentée dans une étape de génération de gaz. Dans cette étape, un opérateur à la surface du puits pousse le module de commande de déclenchement 467 à transmettre un signal d’allumage le long du fil 466 au détonateur 454. Le déclenchement est un processus descendant dans le mode de réalisation illustré sur les figures 4 et 5, mais en fonction de rinclinaison du puits de forage et du positionnement de l’élément de coupe 404 par rapport au corps de générateur 416, le déclenchement pourrait plutôt être un processus ascendant. Sur la figure 5, il se produit une détonation du détonateur 454 qui allume l’élément de production de gaz 418 à l’intérieur de la cavité 450. La combustion de l’élément de production de gaz 418 produit un gaz 520 qui crée lentement une pression dans la cavité 450 lorsque du gaz supplémentaire est produit. Etant donné que la production de gaz 520 se fait lentement, le besoin d’un frein de gaz tel que celui décrit pour le système de coupe tubulaire de fond de puits 100 est diminué.

[0050] Après la génération de gaz, le module de commande de déclenchement 467 envoie un signal d’allumage au détonateur 473 pour déclencher la détonation de la charge de décharge d’explosif 471. Bien que le moment d’envoi du signal d’allumage au détonateur 473 puisse être un processus commandé automatiquement, le processus peut plutôt être commandé manuellement par l’opérateur. Lorsqu’elle est automatisée, la détonation du détonateur 473 peut se produire un certain temps après l’envoi du signal d’allumage au détonateur 454. Dans un mode de réalisation, un délai d’environ une minute peut être autorisé entre le déclenchement du détonateur 454 et le déclenchement du détonateur 473. En variante, une pression à l’intérieur de la cavité 450 peut être surveillée, et le module de commande de déclenchement 467 peut fournir le signal d’allumage au détonateur 473 après que la pression dans la cavité 450 a atteint un niveau choisi, indiquant ainsi la présence d’une pression de gaz appropriée 520. Lorsque le détonateur 473 et la charge de décharge d’explosif 471 sont déclenchés, la détonation élimine une partie de la paroi d’extrémité 463 et une partie de l’élément interne 423 entourant la première partie 442 du passage 434.

[0051] En se référant à la figure 6, une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 400 est représentée dans une étape de déplacement de fluide. Au cours de l’étape de génération de gaz de la figure 5, le gaz 520 est généré dans la cavité 450, puis une détonation est déclenchée à partir du détonateur 473 et de la charge de décharge d’explosif 471. Cette explosion et l’enlèvement des parois voisines permettent une communication fluidique entre la cavité 450 et l’anneau 437. Une communication fluidique se produit également entre l’anneau 437 et l’anneau 458 à travers les ouvertures 421. A la suite de cette détonation, le gaz 520 dans la cavité 450 se déplace dans l’anneau 437 et l’anneau 458. Au fur et à mesure que le gaz pénètre dans l’anneau 437, le gaz se déplace vers le haut et le fond du puits, formant une bulle de faible densité qui déplace le fluide de puits de forage entre l’élément de coupe 404 et l’élément tubulaire 408. Lorsque le gaz 520 monte dans l’anneau 437, le gaz peut être capturé par une coupelle tampon 526 positionnée en amont de l’élément de coupe 404. La coupelle tampon 526 peut être une coupelle en élastomère flexible qui est configurée pour venir en prise avec une paroi de l’élément tubulaire 408 afin d’empêcher la migration du gaz 520 en amont de l’élément de coupe 404. La coupelle tampon 520 aide à garantir que le liquide est déplacé autour de l’élément de coupe 404 et peut être utilisée avec la technique de génération de gaz lente du système de coupe tubulaire de fond de puits 400 ou avec la technique de génération de gaz plus rapide du système de coupe tubulaire de fond de puits 100.

[0052] En se référant à la figure 7, une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 400 est représentée dans une étape de coupe. A la suite du déplacement du fluide de puits de forage, le module de commande de déclenchement 467 envoie un signal d’allumage au détonateur 492 pour déclencher la détonation au niveau de l’élément de coupe 404, d’abord dans le détonateur 492, puis dans le renforçateur 514 et enfin dans la charge principale 496. Dans un mode de réalisation, un délai d’environ une minute peut être autorisé entre le déclenchement du détonateur 473 et le déclenchement du détonateur 492 pour permettre un déplacement suffisant du liquide de puits de forage par le gaz 520. En variante, une pression à l’intérieur de l’anneau 458 peut être surveillée, et le module de commande de déclenchement 467 peut fournir le signal d’allumage au détonateur 492 après que la pression dans l’anneau 458 a atteint un niveau choisi, indiquant ainsi la présence d’une quantité de gaz appropriée 520.

Lors de l’allumage du détonateur 492, la charge principale 496 explose à une vitesse et à une force élevées et pousse la chemise 506 radialement vers l’extérieur pour pénétrer et couper l’élément tubulaire 408. Le déplacement du fluide de puits de forage entourant l’élément de coupe 404 améliore l’efficacité de coupe de l’élément de coupe 404, comme expliqué précédemment en référence au système de coupe tubulaire de fond de puits 100 des figures 1 à 3.

[0053] La figure 8 est une vue schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits 800 selon un mode de réalisation. Le système de coupe tubulaire de fond de puits 800 comprend un élément de coupe 804 qui peut être positionné à l’intérieur d’un élément tubulaire 808 disposé dans un puits de forage 812. Comme les éléments tubulaires des figures 1 à 7, l’élément tubulaire 808 peut être un tubage, une chemise, un train de forage, une tubulure de production ou tout autre élément tubulaire pouvant être disposé dans le puits de forage 812 et dans lequel le système de coupe tubulaire de fond de puits 800 peut être positionné. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, l’élément tubulaire 808 illustré est un tubage. Bien que représenté comme un élément de coupe à charge creuse radiale explosif sur la figure 8, l’élément de coupe 804 peut être un autre type d’élément de coupe semblable à ceux décrits précédemment en référence aux figures 1 à 7.

[0054] Le système de coupe tubulaire de fond de puits 800 comprend en outre un dispositif de déplacement de fluide tel qu’un générateur de gaz 814 ayant un corps de générateur 816, un élément extensible 817 et un élément de production de gaz 818. Le corps de générateur 816 comprend un premier élément de corps 822 couplé à un second élément de corps 825, qui est à son tour couplé à l’élément de coupe 804. Les configurations de couplage entre les composants du système de coupe tubulaire de fond de puits 800 peuvent être toute combinaison de raccordements filetés, de raccordements intégraux ou d’autres raccordements tels que décrits ici en référence aux figures 1 à 7.

[0055] Le premier élément de corps 822 du corps de générateur 816 comprend une cavité 819 définie au moins partiellement par une paroi annulaire 821 et une paroi d’extrémité 823. La paroi d’extrémité 823 comprend une pluralité d’ouvertures 825 qui permettent une communication fluidique à travers la paroi d’extrémité 823. Le second élément de corps 825 comprend un passage 827 qui est séparé de la cavité 819 et est adapté pour loger un module de commande de déclenchement 867. Semblable au module de commande de déclenchement 467 des figures 4 à 7, le module de commande de déclenchement 867 est configuré pour recevoir des instructions d’un opérateur puis déclencher un ou plusieurs allumages ou détonations qui entraînent le déplacement du fluide de puits de forage et la coupe de l’élément tubulaire 808. Bien que la communication entre l’opérateur et le module de commande de déclenchement 867 puisse être sans fil, le module de commande de déclenchement 867 peut plutôt être raccordé électriquement à la surface du puits par un fil 869. Le module de commande de déclenchement 867 est en outre raccordé de manière communicative à un allumeur 854 disposé dans la cavité 819 du premier élément de corps 822. L’allumeur 854 est couplé à l’élément de production de gaz 818 pour déclencher de manière sélective l’allumage de l’élément de production de gaz 818.

[0056] L’élément extensible 817 du générateur de gaz 814 peut être un airbag ou une autre membrane souple imperméable aux gaz qui est disposée autour d’au moins l’élément de coupe 804. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, l’élément extensible 817 est disposé autour de parties du corps de générateur 816 et s’étend complètement autour de l’élément de coupe 804. L’élément extensible peut être couplé de manière étanche au premier élément de corps 822 de sorte qu’un intérieur 833 de l’élément extensible 817 contient le second élément de corps 825 et l’élément de coupe 804. Les ouvertures 825 permettent une communication fluidique entre la cavité 819 et l’intérieur 833 de l’élément extensible 817.

[0057] Dans certains modes de réalisation, l’élément extensible 817 peut comprendre un matériau élastomère ou autrement déformable qui est capable de s’étirer lorsque du gaz est injecté à l’intérieur 833 de l’élément extensible 817. Dans d’autres modes de réalisation, l’élément extensible 817 peut comprendre un matériau moins déformable qui nécessite la présence d’un excès de matériau afin de permettre la dilatation de l’élément extensible 817. Sur la figure 8, une trémie 835 est prévue à une extrémité terminale de l’élément de coupe 804 pour recevoir le matériau en excès 837 associé à l’élément extensible 817. Dans ces modes de réalisation, lorsque l’élément extensible 817 est dilaté, le matériau en excès 837 est configuré pour sortir de la trémie 835 afin de permettre la dilatation de l’élément extensible 817 dans une position dilatée dans laquelle l’élément extensible 817 est en contact avec l’élément tubulaire 808. Sur la figure 8, l’élément extensible 817 est dans une position repliée avant d’être dilaté.

[0058] L’élément de production de gaz 818 peut être constitué d’un matériau qui, lorsqu’il est brûlé, est capable de produire un gaz à une vitesse suffisamment commandée pour éviter la rupture du premier élément de corps 817 mais permettre le remplissage de l’élément extensible 817 jusqu’à la position dilatée. Dans un mode de réalisation, l’élément de production de gaz 818 est une ou plusieurs pastilles de génération de gaz. Les pastilles peuvent être constituées d’un matériau à base de poudre noire ou d’un autre matériau qui brûle pour produire des gaz tels que le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et l’azote. Des exemples de tels matériaux générateurs de gaz pourraient être l’azoture de sodium ou d’autres propulseurs pour airbags pour véhicules automobiles, ou les matériaux générateurs de gaz précédemment mentionnés pour être utilisés dans des outils de réglage, c’est-à-dire des charges d’alimentation.

[0059] La quantité d’élément de production de gaz 818 fournie dans le corps de générateur 816 est capable d’influencer la quantité de gaz produite qui peut être utilisée pour déplacer le fluide autour de l’élément de coupe. Des quantités plus élevées d’élément de production de gaz 818 peuvent être fourmes lorsque des pressions de fluide de puits de forage plus élevées sont rencontrées, telles que dans des puits de forage profonds, tandis que des quantités plus faibles peuvent être utilisées lorsque des pressions de fluide de puits de forage plus faibles sont attendues.

[0060] Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, l’orientation et le positionnement de l’élément de coupe 804 et du générateur de gaz 814 sont tels que le générateur de gaz 814 est positionné en amont de l’élément de coupe 804. Alors que l’inclinaison du puits de forage 812 à l’emplacement où la coupe doit avoir lieu peut avoir une incidence sur le positionnement relatif du générateur de gaz 814 et de l’élément de coupe 804 dans des modes de réalisation qui reposent sur la montée de gaz dans le puits de forage, le présent mode de réalisation n’est pas limité en termes d’orientation puisque le gaz généré est capturé dans l’élément extensible 817. En conséquence, l’orientation illustrée sur la figure 8 pourrait être inversée de sorte que le générateur de gaz 814 est positionné en fond de puits depuis l’élément de coupe 804 pour toute orientation particulière du puits de forage. Il est également important de noter que le présent mode de réalisation est particulièrement utile pour couper des éléments tubulaires positionnés dans des puits de forage horizontaux ou presque horizontaux. [0061] L’élément de coupe 804 illustré sur la figure 8 est un élément de coupe radial qui comprend une charge principale 896 positionnée dans un boîtier 902. La charge principale 896 peut être façonnée et peut comprendre une chemise 906 qui peut être entraînée par la détonation de la charge principale 896 dans l’élément tubulaire 808 afin de séparer ou de couper l’élément tubulaire 808. Un renforçateur 914 est couplé à la charge principale 896 et un détonateur 892 peut être positionné à proximité ou au voisinage du renforçateur 914 de sorte que le déclenchement du détonateur 892 provoque la détonation du renforçateur 914, puis la détonation de la charge principale 896. Le détonateur 892 peut être raccordé électriquement par un fil 915 au module de commande de déclenchement 867 de sorte qu’un signal envoyé depuis le module de commande de déclenchement 867 au détonateur 892 peut déclencher la détonation du détonateur 892, du renforçateur 914 et de la charge principale 896. La charge principale 896, le détonateur 892 et le renforçateur 914 peuvent comprendre un explosif puissant semblable à l’explosif utilisé avec le cordon de détonation 182 décrit sur les figures 1 à 3.

[0062] En fonctionnement, les divers composants du système de coupe tubulaire de fond de puits 800, y compris l’élément de coupe 804, ont un diamètre extérieur inférieur à un diamètre intérieur de l’élément tubulaire 808, dans lequel le système de coupe tubulaire de fond de puits 800 doit être introduit. Le système de coupe tubulaire de fond de puits 800 est illustré sur la figure 8 dans une étape de pré-déclenchement dans laquelle le détonateur 854 n’a pas reçu de signal d’allumage le long du fil 866. En conséquence, aucune génération de gaz n’a eu lieu et l’élément extensible 817 est toujours dans la position repliée.

[0063] En se référant à la figure 9, une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 800 est représentée dans une étape de déplacement de fluide. Dans cette étape, du gaz 920 est généré dans la cavité 819 par déclenchement de l’allumage de l’allumeur 854, qui allume à son tour l’élément de production de gaz 818 pour générer du gaz. Le gaz 920 se dilate à travers les ouvertures 825 et dans l’intérieur 833 de l’élément extensible 817. L’élément extensible se déplace ensuite de la position repliée vers la position dilatée illustrée sur la figure 9. Dans cette position, l’élément extensible 817 se dilate au contact de l’élément tubulaire 808 et déplace le fluide de puits de forage autour de l’élément de coupe 804.

[0064] En se référant à la figure 10, une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 800 est représentée dans une étape de coupe. A la suite du déplacement du fluide de puits de forage, le module de commande de déclenchement 867 envoie un signal d’allumage au détonateur 892 pour déclencher la détonation au niveau de l’élément de coupe 804, d’abord dans le détonateur 892, puis dans le renforçateur 914 et enfin dans la charge principale 896. La charge principale 896 explose à une vitesse et à une force élevées et pousse la chemise 906 radialement vers l’extérieur pour pénétrer et couper l’élément tubulaire 808. Le déplacement du fluide de puits de forage entourant l’élément de coupe 804 améliore l’efficacité de coupe de l’élément de coupe 804, comme expliqué précédemment en référence aux systèmes de coupe tubulaire de fond de puits 100 et 400 des figures 1 à 7.

[0065] La figure 11 est une vue schématique d’un système de coupe tubulaire de fond de puits 1100 selon un mode de réalisation. Le système de coupe tubulaire de fond de puits 1100 comprend un élément de coupe 1104 séparé en une première partie d’élément de coupe 1105 et une seconde partie d’élément de coupe 1107 pouvant être positionnée dans un élément tubulaire 1108 disposé dans un puits de forage 1112. Semblable aux éléments tubulaires des figures 1 à 10, l’élément tubulaire 1108 peut être n’importe quel type d’élément tubulaire de fond de puits, mais dans le mode de réalisation illustré, il s’agit d’un tubage. L’élément de coupe 1104 comprend deux moitiés d’un élément de coupe à charge creuse radiale explosif, mais un élément de coupe d’un autre type peut être utilisé comme décrit précédemment en référence aux figures 1 à 10.

[0066] Le système de coupe tubulaire de fond de puits 1100 comprend en outre un dispositif de déplacement de fluide 1114 qui, dans le mode de réalisation illustré, comprend un boîtier extensible 1116 dans lequel la première partie d’élément de coupe 1105 et la seconde partie d’élément de coupe 1107 de l’élément de coupe 1104 sont disposées. Le boîtier extensible 1116 comprend une paroi flexible 1117 qui peut être constituée d’un matériau élastomère. Le boîtier extensible 1116 comprend en outre une chambre fixe 1118 dans laquelle est disposée une source d’énergie électrique 1120. La source d’énergie électrique 1120 est raccordée électriquement par les fils 1122 et 1124 à des premiers contacts électriques 1126 et 1128, respectivement. Les premiers contacts électriques 1126 et 1128 sont disposés à une première extrémité du boîtier extensible 1116 et sont séparés des seconds contacts électriques correspondants 1130 et 1132 disposés à une seconde extrémité du boîtier extensible 1116. Les seconds contacts électriques 1130 et 1132 sont raccordés électriquement à un détonateur 1192 qui est couplé à un renforçateur 1214, lequel est à son tour couplé à une charge principale 1196 associée à la seconde partie d’élément de coupe 1107.

[0067] Le système de coupe tubulaire de fond de puits 1100 est illustré sur la figure 11 dans une étape de pré-déclenchement dans laquelle le boîtier extensible 1116 est dans une position non dilatée et les première et seconde parties d’élément de coupe 1105, 1107 de l’élément de coupe 1104 sont séparées.

[0068] La figure 12 est une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 1100 représenté dans une étape de déplacement de fluide. Dans cette étape, une tige de traction d’outil de réglage 1220 raccordée à une extrémité de fond de puits du boîtier extensible 1116 est tirée pour dilater le boîtier extensible 1116 dans une position dilatée. Dans la position dilatée illustrée sur la figure 12, la paroi flexible 1117 du boîtier extensible 1116 se déplace radialement vers l’extérieur pour venir en prise avec l’élément tubulaire 1108. Lorsque la paroi flexible 1117 se déplace vers l’extérieur, la première partie d’élément de coupe 1105 et la seconde partie d’élément de coupe 1107 de l’élément de coupe 1104 se rapprochent axialement jusqu’à ce que la charge principale 1196 de chacune des parties d’élément de coupe 1105, 1107 soit rapprochée, comme illustré sur la figure 12. En position dilatée, le boîtier extensible 1116 déplace le fluide de puits de forage entre l’élément de coupe 1104 et l’élément tubulaire 1108. En outre, lorsque le boîtier extensible 1116 atteint la position dilatée, les premiers contacts électriques 1126, 1128 engagent les seconds contacts électriques 1130, 1132, qui délivrent un courant électrique provenant de la source d’énergie électrique 1120 au détonateur 1192.

[0069] La figure 13 est une vue schématique du système de coupe tubulaire de fond de puits 1100 représenté dans une étape de coupe. A la suite de la dilatation du boîtier extensible 1116 dans la position dilatée et au déplacement du fluide de puits de forage, le détonateur 1192 est déclenché lorsque les contacts électriques complètent le circuit entre le détonateur 1192 et la source d’énergie électrique 1120. La détonation passe ensuite au renforçateur 1214 et finalement à la charge principale 1196. La charge principale 1196 explose à une vitesse et à une force élevées et pousse une chemise 1206 radialement vers l’extérieur pour pénétrer et couper l’élément tubulaire 1108. Le déplacement du fluide de puits de forage autour de l’élément de coupe 1104 améliore l’efficacité de coupe de l’élément de coupe 1104, comme expliqué précédemment, en référence aux systèmes de coupe tubulaire de fond de puits 100, 400 et 800 des figures 1 à 10.

[0070] Les modes de réalisation du système de coupe tubulaire de fond de puits décrit ici, et d’autres modes de réalisation, forment la base des procédés de coupe d’un élément tubulaire de fond de puits. Le procédé peut comprendre le déplacement d’un fluide entourant un élément de coupe de fond de puits et l’actionnement de l’élément de coupe pour couper l’élément tubulaire. Dans un mode de réalisation, le déplacement d’un fluide peut en outre comprendre la génération d’un gaz dans le fond de puits de l’élément de coupe. Dans un autre mode de réalisation, le déplacement de fluide est réalisé en dilatant un airbag entourant l’élément de coupe, ce qui est accompli en fournissant un gaz à ou en générant un gaz à l’intérieur de l’airbag. Dans encore un autre mode de réalisation, le déplacement du fluide peut inclure la dilatation d’un boîtier dans lequel l’élément de coupe est logé.

[0071] Les modes de réalisation décrits ci-dessus ont été présentés à des fins d’illustration et pour permettre à l’homme du métier de mettre en pratique l’invention, mais l’invention n’est pas destinée à être exhaustive ou limitée aux formes divulguées. De nombreuses modifications et variations non substantielles apparaîtront à l’homme du métier sans sortir du cadre et de l’esprit de l’invention. La portée des revendications est destinée à couvrir généralement les modes de réalisation divulgués et toute modification de ce type. De plus, les clauses suivantes représentent des modes de réalisation supplémentaires de l’invention et doivent être considérées dans le cadre de l’invention :

[0072] Clause 1, un système de coupe tubulaire de fond de puits comprenant : un élément de coupe pouvant être positionné en fond de puits à l’intérieur d’un élément tubulaire ; et un dispositif de déplacement de fluide conçu pour déplacer un fluide d’un espace situé entre l’élément de coupe explosif et l’élément tubulaire.

[0073] Clause 2, le système de la clause 1, dans lequel le dispositif de déplacement de fluide est un générateur de gaz.

[0074] Clause 3, le système de la clause 2, dans lequel le générateur de gaz comprend en outre un matériau explosif ou combustible pour générer le gaz.

[0075] Clause 4, le système de la clause 2 ou 3, dans lequel le générateur de gaz est configuré pour générer du gaz en fond de puits de l’élément de coupe.

[0076] Clause 5, le système de la clause 1, dans lequel le dispositif de déplacement de fluide comprend en outre un airbag entourant l’élément de coupe et configuré pour recevoir un gaz qui dilate Γ airbag pour déplacer le fluide.

[0077] Clause 6, le système de la clause 1, dans lequel le dispositif de déplacement de fluide comprend en outre un boîtier extensible entourant l’élément de coupe, la dilatation du boîtier pouvant être commandée par une tige de réglage, le boîtier dans une position dilatée déplaçant le fluide et actionnant la détonation de l’élément de coupe.

[0078] Clause 7, le système selon l’une quelconque des clauses 1 à 6, dans lequel l’espace est un anneau formé entre l’élément de coupe et l’élément tubulaire.

[0079] Clause 8, le système selon l’une quelconque des clauses 1 à 7, dans lequel le fluide dans l’espace comprend un liquide.

[0080] Clause 9, un système de coupe tubulaire de fond de puits comprenant : un élément de coupe comprenant un matériau explosif configuré pour couper un élément tubulaire ; un corps de générateur couplé à l’élément de coupe à une extrémité de l’élément de coupe de sorte que le corps de générateur est orienté vers le haut ou le fond du puits de l’élément de coupe lorsque l’élément de coupe est positionné avec l’élément tubulaire ; et un cordon de détonation ou un fusible d’allumage disposé autour du corps de générateur.

[0081] Clause 10, le système selon la clause 9 comprenant en outre un détonateur ou un allumeur pour déclencher ou allumer le cordon de détonation ou le fusible d’allumage.

[0082] Clause 11, le système selon la clause 10 comprenant en outre un fil électriquement raccordé au détonateur ou à l’allumeur pour acheminer un signal d’allumage.

[0083] Clause 12, le système selon l’une quelconque des clauses 9 à 11, comprenant en outre une coupelle tampon configurée pour être positionnée en amont de l’élément de coupe pour capturer le gaz généré par le cordon de détonation ou le fusible d’allumage.

[0084] Clause 13, le système selon l’une quelconque des clauses 9 à 12 comprenant en outre : un détonateur associé de manière opérationnelle au matériau explosif de l’élément de coupe ; dans lequel le cordon de détonation ou le fusible d’allumage est couplé à un renforçateur associé de manière opérationnelle au détonateur ; dans lequel l’élément de coupe est configuré pour se déclencher après la fin de la détonation ou de l’allumage du cordon de détonation ou du fusible d’allumage.

[0085] Clause 14, le système selon l’une quelconque des clauses 9 à 13, dans lequel le cordon de détonation ou le fusible d’allumage est enroulé dans une configuration en bobine autour du corps de générateur, et le corps de générateur est dimensionné de manière sélective pour permettre une quantité choisie de cordon de détonation ou de fusible d’allumage.

[0086] Clause 15, le système selon la clause 14, dans lequel la quantité choisie de cordon de détonation ou de fusible d’allumage est basée sur la pression du fluide entourant l’élément de coupe.

[0087] Clause 16, le système selon l’une quelconque des clauses 9 à 15 comprenant en outre un frein de gaz couplé à une extrémité du corps de générateur opposée à l’élément de coupe, le frein de gaz ayant une zone exposée à peu près égale à une zone exposée de l’élément de coupe pour empêcher un mouvement axial de l’élément de coupe lors de la détonation ou de l’allumage du cordon de détonation ou du fusible d’allumage.

[0088] Clause 17, un procédé pour couper un élément tubulaire de fond de puits comprenant : le déplacement d’un fluide entourant un élément de coupe de fond de puits ; et l’actionnement de l’élément de coupe pour couper l’élément tubulaire.

[0089] Clause 18, le procédé selon la clause 17, dans lequel le déplacement d’un fluide comprend en outre la génération d’un gaz en fond de puits de l’élément de coupe.

[0090] Clause 19, le procédé selon la clause 17 ou 18, dans lequel le déplacement d’un fluide comprend en outre la dilatation d’un airbag entourant l’élément de coupe en fournissant un gaz à ou en générant un gaz à l’intérieur de l’airbag.

[0091] Clause 20, le procédé selon la clause 17 ou 18, dans lequel le déplacement d’un fluide comprend en outre la dilatation d’un boîtier dans lequel l’élément de coupe est logé.

[0092] Bien que cette description fournisse des détails spécifiques relatifs à certains composants liés à un système et à un procédé de coupe, on comprendra que la liste des composants est uniquement illustrative et n’est pas destinée à être exhaustive ni limitée aux formes décrites. D’autres composants liés aux tubages perforateurs à l’intérieur d’un puits de forage apparaîtront à l’homme du métier sans sortir du cadre et de l’esprit de l’invention. En outre, la portée des revendications est destinée à couvrir largement les composants divulgués et tous les composants de ce type qui sont apparents à l’homme du métier.

[0093] Il devrait ressortir de la divulgation précédente de modes de réalisation illustratifs que des avantages significatifs ont été fournis. Les modes de réalisation illustratifs ne sont pas limités aux seules descriptions et illustrations incluses dans les présentes, et sont au contraire susceptibles de subir divers changements et diverses modifications sans s’écarter de l’esprit de l’invention.

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Système de coupe tubulaire de fond de puits comprenant : un élément de coupe positionnable en fond de puits dans un élément tubulaire ; et un dispositif de déplacement de fluide conçu pour déplacer le fluide d’un espace situé entre l’élément de coupe explosif et l’élément tubulaire. [Revendication 2] Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de déplacement de fluide est un générateur de gaz et, éventuellement, le générateur de gaz comprend en outre un matériau explosif ou combustible pour générer le gaz et, éventuellement, le générateur de gaz est configuré pour générer du gaz en fond de puits de l’élément de coupe. [Revendication 3] Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de déplacement de fluide comprend en outre un airbag entourant l’élément de coupe et configuré pour recevoir un gaz qui dilate l’airbag pour déplacer le fluide. [Revendication 4] Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de déplacement de fluide comprend en outre un boîtier extensible entourant l’élément de coupe, la dilatation du boîtier pouvant être commandée par une tige de réglage, le boîtier dans une position dilatée déplaçant le fluide et actionnant la détonation de l’élément de coupe. [Revendication 5] Système selon la revendication 1, dans lequel l’espace est un anneau formé entre l’élément de coupe et l’élément tubulaire. [Revendication 6] Système selon la revendication 1, dans lequel le fluide dans l’espace comprend un liquide. [Revendication 7] Système de coupe tubulaire de fond de puits comprenant : un élément de coupe comprenant un matériau explosif configuré pour couper un élément tubulaire ; un corps de générateur couplé à l’élément de coupe à une extrémité de l’élément de coupe de sorte que le corps de générateur est orienté vers le haut ou le fond du puits de l’élément de coupe lorsque l’élément de coupe est positionné avec l’élément tubulaire ; et un cordon de détonation ou un fusible d’allumage disposé autour du corps de générateur. [Revendication 8] Système selon la revendication 7, comprenant en outre un détonateur ou un allumeur pour déclencher ou allumer le cordon de détonation ou le fusible d’allumage et, éventuellement, un fil électriquement raccordé au

   détonateur ou à l’allumeur pour acheminer un signal d’allumage. [Revendication 9] Système selon la revendication 7, comprenant en outre une coupelle tampon configurée pour être positionnée en amont de l’élément de coupe pour capturer le gaz généré par le cordon de détonation ou le fusible d’allumage. [Revendication 10] Système selon la revendication 7, comprenant en outre : un détonateur associé de manière opérationnelle au matériau explosif de l’élément de coupe ; dans lequel le cordon de détonation ou le fusible d’allumage est couplé à un renforçateur associé de manière opérationnelle au détonateur ; dans lequel l’élément de coupe est configuré pour se déclencher après la fin de la détonation ou de l’allumage du cordon de détonation ou du fusible d’allumage. [Revendication 11] Système selon la revendication 7, dans lequel le cordon de détonation ou le fusible d’allumage est enroulé dans une configuration en bobine autour du corps de générateur, et le corps de générateur est dimensionné de manière sélective pour permettre une quantité choisie de cordon de détonation ou de fusible d’allumage et, éventuellement, la quantité choisie de cordon de détonation ou de fusible d’allumage est basée sur la pression du fluide entourant l’élément de coupe. [Revendication 12] Système selon la revendication 7, comprenant en outre un frein de gaz couplé à une extrémité du corps de générateur opposée à l’élément de coupe, le frein de gaz ayant une zone exposée à peu près égale à une zone exposée de l’élément de coupe pour empêcher un mouvement axial de l’élément de coupe lors de la détonation ou de l’allumage du cordon de détonation ou du fusible d’allumage. [Revendication 13] Procédé de coupe d’un élément tubulaire de fond de puits comprenant : le déplacement d’un fluide entourant un élément de coupe de fond de puits ; et l’actionnement de l’élément de coupe pour couper l’élément tubulaire ; dans lequel, éventuellement, le déplacement d’un fluide comprend en outre la génération d’un gaz en fond de puits de l’élément de coupe. [Revendication 14] Procédé selon la revendication 13, dans lequel le déplacement d’un fluide comprend en outre la dilatation d’un airbag entourant l’élément de coupe, en fournissant un gaz à ou en générant un gaz à l’intérieur de l’airbag. [Revendication 15] Procédé selon la revendication 13, dans lequel le déplacement d’un fluide comprend en outre la dilatation d’un boîtier dans lequel l’élément

   de coupe est logé.