WO1986002124A1 - Dispositif de controle de verrouillage d'un tube carottier - Google Patents

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WO1986002124A1
WO1986002124A1 PCT/BE1985/000016 BE8500016W WO8602124A1 WO 1986002124 A1 WO1986002124 A1 WO 1986002124A1 BE 8500016 W BE8500016 W BE 8500016W WO 8602124 A1 WO8602124 A1 WO 8602124A1
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drilling
cylindrical body
ring
pressure
drilling fluid
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PCT/BE1985/000016
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English (en)
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Honoré Joseph LAMBOT
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Diamant Boart Société Anonyme
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/04—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
    • E21B23/0413—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion using means for blocking fluid flow, e.g. drop balls or darts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/02—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver being insertable into, or removable from, the borehole without withdrawing the drilling pipe

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the locking of a cable sounder corer for a wet well, comprising an outer tube through which slides an inner tube consisting of a hooking head and a cylindrical body provided a hydraulic seal with the outer tube, a valve for adjusting the liquid pressure ⁇ drilling and locking means relative to the outer tube, consisting of a lock holder, an unlocking slide - lage secured to the attachment head and a pin which releases out of an annular blocking groove, the lugs of the aforementioned lock, under the effect of a traction by means of the operating cable and the piece of repechage on the hooking head.
  • It also relates to a method for controlling the locking of a cable borehole sampler, using the device described above.
  • the drilling liquid is freely launched at the bottom of a wet well, under possible injection by means of a pump, in order to accelerate the descent and save time, and one rises to the surface, after the coring operation, using a fishing piece and a cable, an inner tube.
  • a cable core sampler comprising a valve for adjusting the flow rate of drilling fluid, allowing to detect from the surface, the precise moment of locking of the corer in the coring position, in wet or dry hole.
  • the adjustable control valve comprises a spherical obturator in a body formed by a sleeve consti ⁇ tutive of the head of the inner tube.
  • the spherical shutter is applied elastically against an annular seat by a return spring bearing downwardly on an adjustment washer d which can be placed axially in the body,
  • the operator has, in the adjustable control valve, for deep drilling, a particularly simple, fast and effective means of knowing when and if the inner tube is in the correct position. for drilling and coring. For this purpose, it suffices to follow the pressure indicated at the pump without stopping a conch-type engine.
  • the present invention aims to remedy the aforementioned drawback and proposes a device for controlling the locking of a cable sounder corer for a wet well, comprising an outer tube through which slides an inner tube consisting of a head d 'hanger and a cylindrical body provided with a hydraulic seal with the outer tube, a valve ⁇ é ⁇ zg ⁇ cfe ledi pressuredi liquid cfe drilling etcfe locking means relative to the outer tube, consisting of a latch holder, an unlocking slide soli ⁇ darrise to the latching head and a pin which releases outside of an annular blocking groove, the legs of the aforementioned lock, under the effect of a traction by means of the operating cable and the fishing piece on the hooking head, characterized in that it comprises a bistable eclipsable lock, which, when pushed to a lower position by hydraulic pressure by means of the drilling fluid injection pump, ensures the hydraulic sealing of the inner tube with the outer tube, when said pressure of the drilling fluid drilling exceeds a predetermined value and allows
  • said lock consists of a slide ring which can be slid outside ⁇ along a cylindrical body integral with the hooking head, said ring comprising a keeper having two uneven converging arms, playing the role of slides, in which is guided and made in turn prisoner, a lug secured to the above cylindrical body which occupies, under the action of a spring acting on the base of the ring and bearing against a body adjusting nut cylindrical when the injection of drilling fluid is interrupted, an upper rest position in which a lateral orifice of the above-mentioned ring is closed by the cylindrical body.
  • the invention also relates to a method for controlling the locking of a cable borehole sampler, using the device described above.
  • This process is essentially characterized in that the abovementioned ring first occupies, during the descent of the core barrel, under the action of the hydraulic pressure of the drilling fluid, a stable intermediate position, in which the lateral orifice is closed. by the cylindrical body, so as to prevent the circulation of the drilling fluid towards the drilling crown, whatever the hydraulic pressure applied and accelerate the descent of the inner tube as a function of the drilling fluid flow injected
  • 3a ring of which the piston-shaped ring-shaped annular segment around the cylindrical body moves against a spring acting on the base 3a ring — drawer and taking ⁇ çpuL against an adjusting nut of the cylindrical body towards a lower position of rest in which the lug is at the top of the keeper and occupies a position which allows to release at the same time as the bolt clip-on, passage of drilling fluid.
  • Figures 1, 2 and 3 are sections of successive sections of a core barrel device, provided with a locking control device according to the invention;
  • - Figure 4 shows a section of the locking control device in the intermediate position, as provided for the descent of the corer;
  • FIG. 5 is a view similar to those of Figures 4, the control device during a ver ⁇ rusting test;
  • FIG. 6 is a view similar to those of Figures 4 to 5, of the control device during a coring ocher ⁇ ration;
  • FIG. 7 is a cross-sectional view along line VI-VI 'of the device shown in Figure 6;
  • FIGS. 8 to 16 illustrate the successive changes in the drilling liquid in the core barrel device shown in FIGS. 1 to 3.
  • Figures 1 to 3 illustrate a first mode of réali ⁇ tion of the device for installing the inner tube of a core barrel device according to the invention.
  • a double cable core barrel designated as a whole by the reference number 1, comprises an external tube 1, provided in principle with a sounding ring 2 and an internal tube 3 axially slidable in the outer tube 1 and equipped at its base with a carrot extractor sleeve 4.
  • the inner tube 3 is freely launched into the outer tube 1.
  • the inner tube 3 is suspended in the outer tube 1 by a flange annular 5 s » ap ⁇ phenomenon on a suspension ring 5 1 of the outer tube 1. It comprises a tubular latch holder 6 and a hooking head 7 having at its top a truncated hook 8 and a cone-guide 9 arranged below the hook 8.
  • the hooking head 7 is connected by a diametric pin 10 to a rusting slide 11 which has a diametrical slot 12 and two elongated openings 13 diametrically opposite.
  • the unlocking slide 11 carries an unlocking pin 14 extending perpendicularly through the slot 12 below the openings 13.
  • the unlocking pin 11 can slide relative to the lock holder 6. It also carries a safety pin 20 intended to avoid any untimely unlocking during the operation of the Jbra operation.
  • This latch holder houses a latch 15 made up of two locking lugs 1 ⁇ and 17 flat, parallel and housed in the diametrical slot 12.
  • the lugs 1 ⁇ and 17 pivot together around a diametral pivot 18 which passes through the corresponding elongated openings 13 above and whose ends are fixed to the tubular lock holder 6.
  • the lock holder 6 has two unlocking recesses 19 "which are diametrically opposite and located opposite -screw of the diametrical slot 12.
  • the latch holder 6 On its outer face, the latch holder 6 has a circumferential hooking groove 21 near its end upper mite 22 also chamfered.
  • the lock holder 6 is made integral with the remaining lower part of the inner tube 3 by a pin 2.
  • the slide 11 can coulis ⁇ slightly relative to the lock holder 19 in particular - thanks to the possibility of sliding the pivot 18 in the elongated openings 13 above.
  • the lugs 16 and 17 of the latch 15 are constantly biased by a spring 24, to be moved apart one of the other and distant together from the longitudinal axis common to the inner tube 3 and the outer tube 1.
  • a space is provided between the outer tube 1 and the inner tube 3 to supply the lower core area with cooling water which not only allows the evacuation of calories, but also that of probing debris.
  • the water passage channel included in the inner tube 3 includes an adjustable 2 ⁇ control valve cfe the pressai of water supplied under the action of an injection pump not shown, installed on the surface.
  • the adjustment of the aforementioned 2 ⁇ valve is carried out using an adjustment screw 27 with a hexagonal head 28 mounted in the cylindrical body 33 and makes it possible to move axially in height inside the inner tube 3, a washer 29 so as to more or less compress the return key spring 30 and thus adjust the return force of said spring 30.
  • the return force of the spring 30 is adjusted as a function of the conditions of the coring operations, so as to allow the opening of the valve 26 as soon as a predetermined water pressure selectively in full knowledge of the exact conditions of the coring operations, in particular the depth of drilling, is reached.
  • the locking control device comprises a bistable eclipsable lock which, when pushed towards a lower position by higher hydraulic pressure at the calibration value of the spring 30, by means of the drilling liquid injection pump, ensures the hydraulic seal of the cylindrical body 33 with the outer tube 1 and allows the drilling liquid to arrive in a chamber delimited by the ring-iroir 32 of the bistable eclipsable lock 31.
  • the thrust of the drilling fluid is maintained at a value less than the setting force of the spring 38 but greater than the return force of the spring 30 necessary for the opening of the valve for adjusting the pressure of the drilling fluid.
  • said latch 31 is made up of a drawer ring 32 which can be slid outwardly along a cylindrical body 33 secured to the hooking head 7 " said drawer ring 32 comprising a keeper 34 having two uneven converging arms 35 ” 36, playing the role of slides, in which is guided and taken in turn prisoner, a lug 37 secured to the above-mentioned cylindrical body 33, capable of occupying three extreme positions, corresponding to lowering, locking indication and drilling operations.
  • the aforementioned drawer ring 32 firstly occupies, during the descent of the inner tube of the core barrel, under the action of the hydraulic pressure of the drilling fluid on a segment 32 ′, a stable intermediate position, in which each lateral orifice 40 is closed by the cylindrical body 33, so as to prevent the circulating of the drilling liquid towards the drill bit 2, whatever the hydraulic pressure applied (FIG. 4).
  • the ring 32 When the pressure of the drilling fluid is then increased, the ring 32, the segment 32 'of which forms a sealing piston around the cylindrical body 33, provided with a seal 33', moves against the spring 38 acting sant on the base of the drawer ring 32 and bearing against an adjusting nut 39 of the cylindrical body 33 to a lower position of rest in which each side port 40 above is closed (Figure 5).
  • a permanent increase in pressure can be easily detected on the surface by the pressure gauge. It indicates that the inner tube 3 of the core barrel seals in a sealed manner by an annular flange 5 on the suspension ring 5 ′ of the outer tube 1 and that the drawer ring 32 is pushed back into the sealed lower position.
  • the spring 38 By interrupting the injection of the drilling liquid, the spring 38 is allowed to move the ring 32 to an upper, so-called drilling, rest position, in which the lug 37 is located at the foot of the keeper 34 and the orifice lateral 40 is arranged in front of a window 40 ′ of the cylindrical body 33 and allows the circulation of drilling liquid towards the drilling crown 2 as soon as the pressure is sufficient to overcome the return force of the spring 30 of the adjustment valve 26 ( Figure 6).
  • Figures 8 to 10 show where the drilling fluid moves in the core drilling device, during the descent of the latter into the borehole.
  • the drilling fluid is injected using the injection pump into the drill string.
  • the displacement of the column of drilling liquid downwards contributes to accelerating the descent of the inner tube 3 of the core barrel in the drill string.
  • the inner tube 3 of the corer comes to rest in a sealed manner on the ring 5 f of suspension. And the locking of the inner tube of the corer is effected by spacing of the lugs 16, 17 of the latch 15.
  • FIGS. 11 to 13 The progression of the drilling fluid in the chamber delimited by the drawer ring 32 of the bistable eclipsable latch 31 is illustrated in FIGS. 11 to 13.
  • FIG. 12 shows how the column of drilling fluid is stopped by the bistable eclipsing latch 31. * • - •%,
  • each lateral orifice 40 is opposite a window 40 ′ of the cylindrical body 33
  • the operator while letting the pump run, discharges the fluid in the open air drilling by a valve with two outputs.
  • the return spring 35 is allowed to push the ring 32 towards the so-called upper drilling position.
  • the drilling fluid is thus allowed to flow between the inner tube and the outer tube of the core barrel towards the drill bit.
  • FIGS. 11 to 16 The progression of the drilling liquid towards the drilling column 2 is illustrated in FIGS. 11 to 16.
  • the recovery of the inner tube 3 of the core barrel device is carried out in a known manner by lowering an overshot into the outer tube 1, using a cable.
  • the locking control device signals in a precise, durable and verifiable manner, the locking of the inner tube, which makes it possible to ensure that the latter has been carried out normally, while known systems provide this indication fleetingly.
  • the pressure gauge indicates a value greater than the reference pressure. A possible increase in pressure can be read on the pump pressure gauge.
  • the eclipsable lock is released and the passage of the drilling liquid towards the drilling ring 2 is released.
  • a deflector sleeve 41 ' is fixed to the lower part of the tube 11 door-locks, onto which a full shaft 41 is screwed .
  • the shaft 41 carries around it and from top to bottom, a retaining ring 42, support washers 43, expansion rings 44 between them, a first stop for bill 45, a spacer sleeve 46, a second ball bearing 47, spring washers 48 and another retaining ring 49.
  • the mechanical elements 43 to 48 surrounding the shaft 41 are clamped between the two retaining stops 4 and 49 by a self-locking nut 50, screwed on the threaded lower end of the shaft 41.
  • the bracing sleeve 46 has a threaded part on the lacquer is screwed a support 51 of the inner tube.
  • the internal threaded part of the support 51 carries a tube 3 receptacle of the carrot, threaded above and below.
  • the lower part of the receptacle tube 3 is in turn screwed into the extractor sleeve 4 " which is provided at the bottom with an extractor spring 52.

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Abstract

On obtient un signal permanent de contrôle du verrouillage d'un appareil carottier à câble par la mise en place d'un verrou éclipsable constitué d'une bague-tiroir (32) coulissable extérieurement le long d'un corps cylindrique (33) et pourvue d'une gâche (34) présentant deux bras convergents (35, 36) inégaux, dans lesquels est guidé et rendu tour à tour prisonnier, un ergot (37) solidaire du corps cylindrique (33) susdit.

Description

Dispositif de contrôle de verrouillage d'un tube carottier
La présente invention est relative à un dispositif de contrôle du verrouillage d'un carottier de sondage à câble pour puits humide, comprenant un tube extérieur au travers duquel coulisse un tube intérieur constitué d'une tête d'accrochage et d'un corps cylindrique muni d'un joint d'étanchéité hydraulique avec le tube extérieur, d'une soupape de réglage delà pression de liquide ≈ forage et de moyens de verrouillage par rapport au tube extérieur, constitués d'un porte-verrou, d'une coulisse de déverrouil- lage solidarisée à la tête d'accrochage et d'une goupille qui dégage hors d'une rainure annulaire de blocage, les pattes du verrou susdit, sous l'effet d'une traction au moyen du câble de manoeuvre et de la pièce de repêchage sur la tête d'accrochage.
Elle concerne également un procédé pour contrôler le verrouillage d'un carottier de sondage à câble, à l'aide du dispositif décrit ci-dessus. Suivant ce procédé, on lance librement au fond d'un puits humide, sous injection éventuelle au moyen d'une pompe, du liquide de forage, afin d'accélérer la descente et gagner du temps, et on re¬ monte à la surface, après' l'opération de carottage, à l'aide d'une pièce de repêchage et d'un câble, un tube intérieur.
Par le certificat d'utilité français publié sous le N° 2359 273, on connaît un carottier à câble comportant une soupape de réglage du débit de liquide de forage, permettant de détecter à partir de la surface, le moment précis de verrouillage du carottier en position de carot- tage, en trou humide ou sec.
La soupape de contrôle réglable comprend un obtura¬ teur sphérique dans un corps formé par un manchon consti¬ tutif de la tête du tube intérieur. L'obturateur sphé¬ rique est appliqué élastiquement contre un siège annulaire par un ressort de rappel prenant appui inférieurement sur une rondelle de réglage d plaçable axialement dans le corps,
Dans cet appareil carottier connu, l'opérateur dispose, en la soupape de contrôle réglable, pour des forages profonds , d'un moyen p a r t i c u l i è r e- ment simple, rapide et efficace pour savoir quand et si le tube intérieur est en position correcte pour le sondage et le carottage. A cet effet, il lui suffit de suivre la pression indiquée à la pompe sans arrêter un moteur quel¬ conque.
En effet, lorsque le tube intérieur est verrouillé dans le tube extérieur, un rebord annulaire repose sur une bague de suspension , au niveau de l'obturateur et forme joint d'étanchéité. Il en résulte que l'eau ne peut plus circuler entre le tube intérieur et le tube extérieur au niveau en question et que cette eau est arrêtée par l'obturateur* appliqué contre le siège annulaire . De _ce fait, la pression d'eau indiquée au manomètre de la pompe d'injection augmente progressi- vement pour se stabiliser à une valeur correspondant à la force de rappel du ressort , force qui est préa¬ lablement connue par le réglage de ce ressort , avant l'introduction du carottier dans le trou foré. Ainsi, l'évolution de la pression d'eau à la pompe d'injection permet de se rendre compte aisément si le tube intérieur est bien en position inférieure verrouillée et suspendu à la bague de suspension du tube extérieur, avant de faire tourner le tube extérieur dans le trou foré.
Lors de sondages effectués à une grande profondeur, c'est-à-dire supérieure à environ 1000 m, il est difficile de déduire avec certitude, à partir de l'évolution de la pression d'eau à la pompe d'injection, si le verrouillage a effectivement eu lieu.
On se réfère plutôt à une indication, au manomètre de la pompe, d'une augmentation brutale mais fugitive de pression au-dessus de la pression prédéterminée de réglage de la soupape, due à l'arrêt brusque de la colonne de liquide entraînant le carottier dans sa descente. Il est malaisé d'observer au manomètre de la pompe d'injection, le coup de bélier impromptu lié au moment précis du verrouillage.
La descente du carottier, en plongée libre, malgré la contribution favorable de la colonne liquide de forage entraînant celui-ci, demande plus d'une vingtaine de minutes.et implique une attention soutenue et ininterrompue de l'opérateur pendant la totalité de l'intervalle de temps,
La présente invention vise à remédier à l'inconvé¬ nient susdit et propose un dispositif de contrôle de verrouillage d'un carottier de sondage à câble pour puits humide, comprenant un tube extérieur au travers duquel coulisse un tube intérieur constitué d'une tête d'accro¬ chage et d'un corps cylindrique muni d'un joint d'étan- chéité hydraulique avec le tube extérieur, d'une soupape de τé§zgβ cfe la pressiondi liquide cfe forage etcfe moyens de verrouillage par rapport au tube extérieur, constitués d'un porte-verrou, d'une coulisse de déverrouillage soli¬ darisée à la tête d'accrochage et d'une goupille qui dégage hors d'une rainure annulaire de blocage, les pattes du verrou susdit, sous l'effet d'une traction au moyen du câble de manoeuvre et de la pièce de repêchage sur la tête d'accrochage, caractérisé en ce qu'il comporte un verrou eclipsable bistable, qui, lorsqu'il est repoussé vers une position inférieure par pression hydraulique au moyen de la pompe d'injection du liquide de forage, assure l'étanchéité hydraulique du tube intérieur avec le tube extérieur, lorsque ladite pression du liquide de forage dépasse une valeur prédéterminée et permet la circulation du liquide de forage lorsque la pression diminue à une valeur inférieure à ladite valeur, tout en restant supé¬ rieure à la force de rappel nécessaire à l'ouverture de la soupape de réglage de pression de liquide de forage.
Dans une forme de réalisation particulière, ledit verrou est constituéd'une bague-tiroir coulissable ex- térieuremei± le long d'un corps cylindrique solidaire de la tête d'accrochage, ladite bague comportant une gâche présentant deux bras convergents inégaux, jouant le rôle de glissières, dans lesquelles est guidé et rendu tour à tour prisonnier, un ergot solidaire du corps cylindrique susdit qui occupe, sous l'action d'un ressort agissant sur l'embase de _a bague et prenant appui contre un écrou de réglage du corps cylindrique lorsque l'injection de liquide du forage est interrompue, une position supérieure de repos dans laquelle un orifice latéral de la bague susdite est obturé par le corps cylindrique. L'invention concerne également un procédé pour contrô¬ ler le verrouillage d'un carottier de sondage à câble, à l'aide du dispositif décrit ci-dessus.
Ce procédé est essentiellement caractérisé en ce que la bague susdite occupe d'abord, au cours de la descente du carottier, sous l'action de la pression hydraulique du fluide de forage, une position intermédiaire stable, dans laquelle l'orifice latéral est obturé par le corps cylindrique, de manière à empêcher la circulation du liquide de forage vers la couronne de forage, quelle que soit la pression hydraulique appliquéeet accélérerla descente du tube intérieuren fonctionό débitde liquide de forage inject Lorsqu'on augmente ensuite la pression du liquide de forage, 3a bague dontle segment forme pistond'étanchéité annu¬ laire autour ai corps cylindrique, se déplace àl'encontre d'un ressort agissant sur 1'embasecfe 3a bague—tiroiret prenant εçpuL contre un écrou de réglage du corps cylindrique vers une position inférieure de repos dans laquelle l'ergot se trouve au sommet de la gâche et occupe une position qui perme de libérer en même temps que le verrou clipsable, le passage du liquide de forage.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante faisant référence aux dessins ci-annexés qui illustrent une forme de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif.
Dans ces dessins :
les figures 1, 2 et 3 sont des coupes de tronçons successifs d'un appareil carottier, muni d*un dispositif de contrôle du verrouillage selon 1*invention ; - la figure 4 montre une coupe du dispositif de contrôle du verrouillage en position intermédiaire, telle que prévu pour la descente du carottier ;
- la figure 5 est une vue analogue à celles des figures 4, du dispositif de contrôle au cours d'un test de ver¬ rouillage ;
- la figure 6 est une vue analogue à celles des figures 4 à 5, du dispositif de contrôle au cours d'une opé¬ ration de carottage ;
- la figure 7 est une vue en coupe transversale suivant la ligne VI-VI' du dispositif montré à la figure 6;
- les figures 8 à 16 illustrent les évolutions successives du liquide de forage dansl'appareil carottier montré aux figures 1 à 3.
Dans ces diverses figures, les mêmes notations de ré¬ férence désignent des éléments identiques ou équivalents.
Les figures 1 à 3 illustrent un premier mode de réali¬ sation du dispositif de mise en place du tube intérieur d'un appareil carottier selon l'invention.
Comme illustré à la figure 1, un carottier double à câble, désigné dans son ensemble par la notation de ré érence 1 , comprend un tube extérieur 1 , pourvu in érieu- rement d'une couronne de sondage 2 etun tube intérieur 3 coulissable axialement dans le tube extérieur 1 et équipé à sa base d'un manchon extracteur de carotte 4. Le tube intérieur 3 est lancé librement dans le tube extérieur 1. En position de carottage, le tube intérieur 3 est suspendu dans le tube extérieur 1 par un rebord annulaire 5 s»ap¬ puyant sur une bague de suspension 51 du tube extérieur 1. Il comprend un porte-verrou tubulaire 6 et une tête d'accrochage 7 présentant à son sommet un crochet tron- conique 8 e t u n cône - guide 9 disposé en- dessous du crochet 8. La tête d'accrochage 7 esi reliée par une goupille diamétrale 10 à une coulisse de déver¬ rouillage 11 qui présente une fente diamétrale 12 et deux ouvertures allongées 13 diamétralement opposées. La coulisse de déverrouillage 11 porte une goupille de déverrouillage 14 s'étendant perpendiculairement à travers la fente 12 en-dessous des ouvertures 13. La goupille de dé- verrouillage 11 peut coulisser par rapport i porte-verrou 6. Elle porte égalementuns goupille cfe sécurité 20 destinés à évi¬ ter tout deverouillage intempestif au cours cfe l'opérationcfe Jbra Ce porte-verrou abrite un verrou 15 constitué de deux pattes de verrouillage 1β et 17 plates, parallèles et logées dans la fente diamétrale 12. Les pattes 1β et 17 pivotent ensemble autour d'un pivot diamétral 18 qui traverse les ouvertures allongées correspondantes 13 précitées et dont les extrémités sont fixées au porte- verrou tubulaire 6. Le porte-verrou 6 présente deux évi- dements de déverrouillage 19» diamétralement opposés et situés vis-à-vis de la fente diamétrale 12. Sur sa face extérieure, le porte-verrou 6 a une rainure circonfé- rentielle d'accrochage 21 près de son extrémité supérieure 22 par ailleurs chanfreinée. Le porte-verrou 6 est rendu solidaire de la partie inférieure restante du tube inté¬ rieur 3 par une goupille 2 . La coulisse 11 peut coulis¬ ser légèrement par rapport au porte-verrou 19 notamment - grâce à la possibilité de coulissement du pivot 18 dans les ouvertures allongées 13 précitées.
Les pattes 16 et 17 du verrou 15 sont sollicitées constamment par un ressort 24, à être écartées l'.une de l'autre et éloignées ensemble de l'axe longitudinal commun au tube intérieur 3 et au tube extérieur 1.
Un espace est prévu entre le tube extérieur 1 et le tube intérieur 3 pour alimenter la zone inférieure de carottage en eau de refroidissement qui permet non seule¬ ment l'évacuation des calories, mais également celle des débris de sondage.
Le canal du passage d'eau compris dans le tube inté¬ rieur 3 comporte une soupape réglable 2β de contrôle cfe la pressai d'eau alimenté sous l'action d'une pompe d'injection non montrée,installée en surface.
Le réglage de la soupape 2β susdite s'effectue à l'aide d'une vis de réglage 27 à tête hexagonale 28 montée dans le corps cylindrique 33 et permet d e déplacer axia¬ lement en hauteur à l'intérieur du tube intérieur 3, une rondelle 29 de manière à comprimer plus ou moins le ressort cle rappel 30 et à régler ainsi la force de rappel dudit ressort 30.
La force de rappel du ressort 30 est réglée en fonction des conditions des opérations de carottage, de manière à permettre l'ouverture de la soupape 26 dès qu'une pression d'eau prédéterminée sélectivement en pleine connaissance des conditions exactes des opérations de carottage, notamment de la profondeur de sondage, est atteinte.
Suivant une particularité de l'invention, le dispo¬ sitif de contrôle du verrouillage comporte un verrou eclipsable bistable qui, lorsqu'il est repoussé versune position inférieure par pression hydraulique supérieure à la valeur de tarage du ressort 30, au moyen de la pompe d'injection du liquide de forage, assure l'étan- chéité hydraulique du corps cylindrique 33 avec le tube extérieur 1 et permet l'arrivée du liquide de forage dans une chambre délimitée par la bague- iroir 32 du verrou eclipsable bistable 31.
Ensuite, la poussée du liquide de forage est maintenu une valeur inférieure à la force de tarage du ressort 38 mais supérieure à la force de rappel du ressort 30 nécessaire à l'ouverture de la soupape de réglage de la pression du liquide de forage.
Dans une forme de réalisation particulière du dis¬ positif suivant l'invention, ledit verrou 31 est cons- titué d'une bague-tiroir 32 coulissable extérieurement le long d'un corps cylindrique 33 solidaire de la tête d'ac¬ crochage 7» ladite bague-tiroir 32 comportant une gâche 34 présentant deux bras convergents 35» 36 inégaux, jouant le rôle de glissières, dans lesquelles est guidé et rendu tour à tour prisonnier, un ergot 37 solidaire du corps cylindrique 33 susdit, susceptible d'occuper trois positions extrêmes, correspondant aux opérations de descente, d'indication de verrouillage et de forage.
La bague-tiroir susdite 32 occupe d'abord, au cours de la descente du tube intérieur du carottier, sous l'action de la pression hydraulique du fluide de forage sur un segment 32', une position intermédiaire stable, dans laquelle chaque orifice latéral 40 est obturé par le corps cylindrique 33, de manière à empêcher la cir¬ culation du liquide de forage vers la couronne de forage 2, quelle que soit la pression hydraulique appliquée (figure 4). Lorsqu'on augmente ensuite la pression du liquide de forage, la bague 32 dont le segment 32' forme piston d'étanchéité autour du corps cylindrique 33, muni d'un joint 33', se déplace à l'encontre du ressort 38 agis- sant sur l'embase de la bague-tiroir 32 et prenant appui contre un écrou de réglage 39 du corps cylindrique 33 vers une position inférieure de repos dans laquelle chaque orifice latéral 40 susdit est obturé (figure 5).
La circulation de liquide de forage vers la cou¬ ronne de forage 2 est empêchée, quelle que soit la pression hydraulique fournie par la pompe d'injection.
Une augmentation permanente de pression peut être décelée facilement en surface au manomètre. Elle in¬ dique que le tube intérieur 3 du carottier repose de manière étanche par un rebord annulaire 5 sur la bague de suspension 5' du tube extérieur 1 et que la bague- tiroir 32 est repoussée en position inférieure étanche.
En interrompant l'injection du liquide de forage, on permet au ressort 38 de déplacer la bague 32 vers une position supérieure de repos dite de forage, dans la¬ quelle l'ergot 37 se trouve au pied de la gâche 34 et l'orifice latéral 40 est disposé en face d'une fenêtre 40' du corps cylindrique 33 et permet la circulation de liquide de forage vers la couronne de forage 2 dès que la pression est suffisante pour vaincre la force de rappel du ressort 30 de la soupape de réglage 26 (figure 6).
Une description séquentielle du procédé mettant en oeuvre le dispositif décrit ci-dessus est illustré par les figures suivantes. Les figures 8 à 10 montrent où évolue le liquide de forage dans l'appareil carottier, au cours de la descente de celui-ci dans le trou de forage. Le liquide de forage est injecté à l'aide de la pompe d'injection dans le train de tiges.
Le déplacement de la colonne de liquide de forage vers le bas, contribue à accélérer la descente du tube intérieur 3 du carottier dans le train de tiges.
Au cours de la descente du tube intérieur du carottier, la soupape de réglage de la pression 26 est obturée puisque la bille prend appui de manière étanche sur son siège.
Arrivé en position de forage, le tube intérieur 3 du carottier vient reposer de manière étanche sur la bague 5f de suspension.et le verrouillage du tube in¬ térieur du carottier s'effectue par écartement des pattes 16, 17 du verrou 15.
Etant donné que le liquide de forage est injecté par une pompe volumétrique, l'étanchéité du tube ex¬ térieur 1 avec le tube intérieur 3 provoque une montée en pression qui, lorsqu'elle atteint la pression de tarage de la soupape d'une surcharge non montrée montée sur la pompe, en provoquera l'ouverture pour indiquer ainsi de manière tangible, sûre et permanente, q 'il y a verrouillage.
La progression du liquide de forage dans la chambre délimitée par la bague-tiroir 32 du verrou eclipsable bistable 31 est illustrée dans les figures 11 à 13. La figure 12 montre comment la colonne de liquide de forage est stoppée par le verrou eclipsable bistable 31. *•-•% ,
12
Pour amener le verrou bistable en position de forage, dans laquelle chaque orifice latéral 40 se trouve en face d'une fenêtre 40' du corps cylindrique 33, l'opérateur, tout en laissant tourner la pompe, décharge à l'air libre le fluide de forage par une vanne à deux sorties.
En supprimant de cette façon la pression dans le train de tiges, on permet au ressort de rappel 35 de repousser la bague 32 vers la position supérieure dite de forage. On permet ainsi au fluide de forage de circuler entre le tube intérieur et le tube extérieur du carottier vers la couronne de forage.
La progression du liquide de forage vers la cou¬ ronne de forage 2 est illustrée aux figures 11 à 16.
La récupération du tube intérieur 3 de l'appareil carottier s'effectue de manière connue en descendant un overshot dans le tube extérieur 1, à l'aide d'un câble.
Sous l'effet d'une traction au moyen du câble et de la pièce de repêchage ou overshot sur la tête d'accro- chage, la goupille de déverrouillage 14 dégage hors de la rainure annulaire de blocage 5, les pattes 16, 17 du verrou susdit 15.
Le dispositif de contrôle du verrouillage suivant l'invention signale de manière précise, durable et véri- fiable, le verrouillage du tube intérieur, ce qui permet de s'assurer que celui-ci s'est effectué normalement, alors que les systèmes connus apportent cette indication de manière fugitive. Dès que le verrouillage a eu lieu, le manomètre indique une valeur supérieure à la pression de réfé¬ rence. Une augmentation éventuelle de pression se lit au manomètre de la pompe. Par contre, en interrompant l'injection de liquide de forage, on libère le verrou eclipsable et on libère le passage du liquide de forage vers la couronne de forage 2.
Le fait d'avoir une soupape réglable 26 et d'avoir u faible espace annulaire entre le tube extérieur et la paroi du trou, permettront, comme dant les systèmes connus, de forer avec de faibles débits de fluide d'in¬ jection, ce qui permet de réduire la perte de carotte par érosion, tout en conservant une évacuation correcte des sédiments.
Comme décrit dans le certificat d'utilité français N° 7 720 085 publié sous le N° 2359 273, à la partie in¬ férieure du tube 11 porte-verrous, est fixé un manchon déflecteur 41 ' sur lequel est vissé un arbre 41 plein. L'arbre 41 porte autour de lui et de haut en bas, une bague de retenue 42, des rondelles d'appui 43, des bagues d'expansion 44 entre celles-ci, une première butée à bill 45, un manchon d'entretoisement 46, une seconde butée à billes 47, des rondelles ressorts 48 et une autre bague de retenue 49. Les éléments mécaniques 43 à 48 entourant l'arbre 41 sont serrés entre les deux butées de retenue 4 et 49 par un écrou 50 autobloquant, vissé sur l'extrémité inférieure filetée de l'arbre 41. D'autre part, le manch d'entretoisement 46 présente une partie filetée sur laque est vissée un support 51 du tube intérieur. La partie in rieure taraudée du support 51 porte un tube 3 réceptacle de la carotte, fileté supérieurement et inférieurement. L partie inférieure du tube réceptacle 3 est vissée à son tour dans le manchon extracteur 4 » lequel est pourvu in- férieure ent d'un ressort extracteur 52. Il est évident que l'invention n'est pas exclusive¬ ment limitée aux modes et formes de réalisation représentés et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation à condition que ces modifications ne soient pas en contraction avec l'objet des revendications suivantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de contrôle du verrouillage d'un carot¬ tier de sondage à câble pour puits humide, comprenant un tube extérieur au travers duquel coulisse un tube intérieur constitué d'une tête d'accrochage et d'un corps cylindri- que muni d'un joint d'étanchéité hydraulique avec le tube extérieur, d'une soupape de réglage de 3a pressionό_ι liquide de forage et de moyens de verrouillage par rapport au tube extérieur, constitués d'un porte-verrou, d'une coulisse de déverroulllage solidarisée à la tête d'accrochage et d'une goupille qui dégage hors d'une rainure annulaire de blocage, les pattes du verrou susdit, sous l'effet d'une traction au moyen du câble de manoeuvre et de la pièce de repêchage sur la tête d'accrochage, caractérisé en ce qu'il comporte un verrou eclipsable bistable (3-1) qui, lorsqu'il est re- poussé vers une position inférieure par pression hydrau¬ lique au moyen de la pompe d'injection du liquide de forage assure l'étanchéité hydraulique du tube intérieur (3) avec le tube extérieur (.1), lorsque ladite pression du liquide de forage dépasse une valeur prédéterminée et permet la circulation du liquide de forage lorsque la pression dimi¬ nue à une valeur inférieure à ladite valeur, tout en res¬ tant supérieure à la force de rappel nécessaire à l'ouver¬ ture de la soupape de réglage (26) du débit de liquide de forage.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit verrou est constitué d'une bague-tiroir(32) coulissable extérieurement le long d'un corps cylindrique (33) solidaire de la tête d'accrochage (7)» ladite bague (32) comptant une gâche (34) présentant deux bras conver¬ gents (35»36) inégaux, jouant le rôle de glissières, dans lesquelles est guidé et rendu tour à tour prisonnier, un ergot (37) solidaire du corps cylindrique (33) susdit qui "X.
-, occupe, sous l'action d'un ressort (38) agissant sur l'em¬ base de la bague (32) et prenant appui contre un écrou de réglage (39) du corps cylindrique (33) lorsque l'injection de liquide de forage est interrompue, une position supé- 5 rieure de repos, dans laquelle un orifice latéral (40) de " " la bague (.32) susdit est obturé par le corps cylindrique (33).
3. Procédé pour contrôler le verrouillage d'un ca- 10 rottier de sondage à câble à l'aide d'un dispositif selon l'une des caractéristiques des revendications 1 et 2, suivant lequel on lance librement au fond d'un puits humide, sous injection éventuelle au moyen d'une pompe, du liquide de forage, afin d'accélérer la descente et gagner du temps,
15 et remonte à la surface, après l'opération de carottage, à l'aide d'une pièce de repêchage et d'un câble, un tube intérieur caractérisé en ce que la bague susdite occupe d'abord, au cours de la descente du carottier, sous l'action de la pression hydraulique du fluide de forage, une position
2o intermédiaire stable, dans laquelle l'orifice latéral (40) est obturé par le corps cylindrique (33), de manière à empêcher la circulation du liquide de forage vers la cou¬ ronne de forage (2), quelle que soit la pression hydraulique appliquée et accélérer la descente du tube intérieur (3)
25 e n fonction du débit de liquide de forage injecté.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on augmente ensuite la pression du liquide de forage de manière à déplacer la bague-tiroir (32) formant piston
30 d'étanchéité dans le corps cylindrique (33), à l'encontre d'un ressort (38) agissant sur l'embase de la bague (32) et prenant appui contre un écrou de réglage (39) du corps cy¬ lindrique (33) vers une position inférieure de repos dans laquelle 1*ergot se trouve au sommet de la gâche (34) et dans laquelle l'orifice latéral(40)susdit est obturé .
5. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'en interrompant l'injection du liquide de forage, on permet au ressort(38)de déplacer la bague (32) vers une position supérieure de repos dans laquelle l'ergot se trouve au pied de la gâche(34) et l'orifice latéral (40) est disposé en face d'une fenêtre du corps cylindrique (33) et permet la circulation de liquide de forage vers la cou¬ ronne de forage (2) dès que la pression est suffisante pour vaincre la force de rappel de la soupape de réglage(26).
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'augmentation de pression peut être décelée facilementen surface ai manomètre etai ce qu'en diminuant la pression en-dessous de la force de rappel du ressort(38) de la bague (32)tout en restant supérieure à la force de rappel (24)du ressort de la souspape de réglage (26), on assure un débit suffisant de liquide de forage vers la couronne de orage(_$.
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