WO1998054440A1 - Procede et dispositif pour deboucher un puits ou une canalisation obstrues par des hydrates de gaz - Google Patents

Procede et dispositif pour deboucher un puits ou une canalisation obstrues par des hydrates de gaz Download PDF

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WO1998054440A1
WO1998054440A1 PCT/FR1998/001017 FR9801017W WO9854440A1 WO 1998054440 A1 WO1998054440 A1 WO 1998054440A1 FR 9801017 W FR9801017 W FR 9801017W WO 9854440 A1 WO9854440 A1 WO 9854440A1
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plug
heating element
pipe
well
cable
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PCT/FR1998/001017
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Pierre-Yves Corre
James Leighton
Jean-Louis Saltel
Original Assignee
Drillflex
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    • 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
    • E21B23/14—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for displacing a cable or a cable-operated tool, e.g. for logging or perforating operations in deviated wells
    • 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
    • E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
    • E21B36/04—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones using electrical heaters
    • 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
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells

Definitions

  • the present invention relates to a method, as well as a device, for unblocking a well or a pipe which is obstructed by a solid plug of gas hydrates.
  • upstream and downstream correspond to the direction of circulation of the petroleum product in the well or in the pipeline.
  • upstream end is at the level of the hydrocarbon tank, while its downstream end is at the surface.
  • Hydrates are substances composed mainly of water, as well as various chemical substances, the melting point of which is around 0 ° C at atmospheric pressure. This melting temperature increases relatively quickly with pressure.
  • this melting temperature is of the order of 10 ° C at a pressure of 20 bar, 15 ° C at a pressure of 50 bar, 20 ° C at a pressure of 100 bar and 22 ° C at a pressure of 200 bar. Still as an indication, the temperature of the North Sea, where there are many oil deposits in exploitation, is substantially constant, of the order of 8 to 9 ° C.
  • the pressure prevailing in the wells or pipes is very often between 50 and 300 bar, which consequently corresponds to a solid state of the hydrates.
  • anti-freeze liquids in particular methanol, are generally introduced into the wells or the pipes, in order to very significantly lower the melting point of the mixture.
  • the first consists in driving out the hydrate plugs by introducing into the well or the pipe a fluid under very high pressure.
  • the present invention proposes to fill this gap, by proposing a method and a device which make it possible to unclog the well or the pipeline in a simple and inexpensive manner, in complete safety, and without risk of deterioration of the walls.
  • the method according to the invention which achieves this objective, to unclog a well or a pipe obstructed by a solid plug of hydrates, is remarkable in that a movable heating element is applied against one end of said plug and qu 'It is moved axially in the tube or pipe, towards the other end, so as to gradually melt the plug, from one end to the other.
  • a liquid - called antifreeze - is brought in which is capable of lowering the melting point of the hydrate plug inside the well or the pipe, in the vicinity of the end of the plug against which the heating element is applied.
  • the heating element is electrically heated.
  • the heating element is moved under the effect of gravity. This supposes, of course, that the well or the pipe has a vertical direction, or at least an oblique orientation, with a significant vertical component.
  • a movable heating element is applied against one end of said plug, while an antifreeze liquid is circulated inside the well or the pipe, in a closed circuit, and near from said end, this at the same time that the heating element is moved axially in the direction of the other end of the plug, so that the heat emitted by the heating element and the presence of the antifreeze liquid concomitantly ensure progressive melting and irreversible from the cap.
  • said heating element includes electrical resistances ensuring heating by Joule effect, while the circulation of the antifreeze liquid is carried out by means of an electric pump and the electrical supply of said electrical resistances and of the pump is done. from surface equipment, by means of conductors grouped in a cable or a hanging rod.
  • the device which is also part of the present invention, and serves to unclog a well or a pipe obstructed by a solid plug of hydrates, is remarkable in that it comprises a mobile heating element adapted to be introduced and moved axially in the well or the pipe so as to come to bear against one end of said plug and to cause its progressive melting, from one end to the other, during its movement in the direction of the other end.
  • heating element is a thermally conductive metal body, in which are housed electrical resistors supplied with electric current from surface equipment;
  • the device comprises means for injecting an antifreeze liquid inside the well or the pipe, near the hydrate plug;
  • the device includes means for continuously recycling the antifreeze liquid
  • Said heating element is an elongated body whose free end, intended to be applied against the hydrate plug, has a general shape of a warhead; -
  • the device is suspended from a cable connected to the surface equipment, and its descent takes place by gravity inside the tube or the pipe, this cable comprising the various electrical conductors ensuring its operation, in particular for power supply heating resistors and, if necessary, the pump which circulates the antifreeze.
  • the device comprises: a) a mobile heating element constituted by an elongated and thermally conductive metal body, the free end of which, intended to be applied against the hydrate plug, has a general shape in warhead; b) electrical resistances housed in the body, and capable of ensuring its heating by the Joule effect; c) an electric pump, integral with the heating element, and adapted to circulate an antifreeze liquid in a closed circuit around the ogive end; d) a cable or rod to which the heating element and the pump are fixed and by which they are connected to surface equipment, this cable or rod grouping together electrical conductors which supply the resistors and the pump with electrical power.
  • Figure 1 is a general schematic view of the device installed on site (well).
  • Figure 2 is a schematic view, partially cut by an axial vertical plane, of the device according to the invention.
  • Figure 3 is an axial sectional view of the constituent heating element of this device.
  • Figure 4 is a cross-sectional view, on a larger scale, of the element of Figure 3, the section plane being referenced I V-I V in this figure.
  • Figure 5 is a similar view, on a smaller scale, of that of Figure
  • FIGs 6 and 7 are schematic views of two variants of the device, inside a pipe.
  • Figure 1 there is shown schematically an offshore oil well whose drilling platform PF supports surface equipment of the traditional ES type, which comprises inter alia a winch T and a telemetry module MT.
  • the well comprises a casing assembly, designated by the reference C.
  • a casing assembly designated by the reference C.
  • such an assembly is composed of three concentric tubes designated in the trade by the English terms “riser,” casing “and” tubing "(from the outside to the 'interior).
  • the submerged length of line C is of the order of a few tens to a few hundred meters, the buried part which accesses the hydrocarbon tank being much longer.
  • the body of water has a substantially constant temperature.
  • the value of this temperature is around 8 to 9 ° C.
  • Hydrates are generally in the form of insulated plugs, the unit length of which is between 1 and 10 meters, the plugs being separated by liquid zones. In total, the whole forms a plug that can reach several hundred meters.
  • the device 1 which is the subject of the invention essentially comprises a head 2, a tool 3, and a cable or a hanging rod 4.
  • the cable or rod 4 - the free end of which is attached and connected to the tool 3 - may be of the type generally used for logging, and composed of bundles of electrically conductive cables, capable of supplying the electric current necessary for the supply and control of the material lowered into the well from the surface equipment and also suitable for transferring - in the opposite direction - the various electrical signals emanating from the various sensors which equip this material, towards the surface.
  • the cable or rod 4 is wound on the drum of the winch T.
  • the MT module controls the unwinding or winding of the cable or rod on this drum, so as to control the descent or ascent of the device 1 before, during, and after the operation.
  • the MT module is also electrically connected to the cable or to the rod 4 to ensure the operation, as will be explained below.
  • the head 2 has substantially the shape of a shell with a cylindrical body whose free end, directed downwards, has an approximately ogival shape, for example frustoconical.
  • the diameter of the head 2 is of the order of 90 mm.
  • the tool 3 in the form of a cylindrical rod, is fixed to the head 2 by suitable means. It has a diameter significantly smaller than that of the head 2.
  • the total length l ⁇ of the device is approximately 5 meters.
  • the part 2 is a heating element made of thermally good conductive material.
  • the material which constitutes it also exhibits good qualities of mechanical resistance.
  • the rod 3 In its so-called downstream end portion (on the side opposite to the head 2) the rod 3 is equipped with an electric pump 8 associated with a strainer 5.
  • This pump is suitable for sucking the ambient liquid around the strainer and for discharging it into a central tube 6, coaxial with the rod 3.
  • the tubing 6 opens into a coaxial channel 20 passing from one end to the other the heating element 2.
  • the heating element 2 is provided with electric heating resistors 7.
  • these resistances are six in number, regularly distributed at an angle of 60 ° around the central channel 20.
  • resistors are of a type known per se, for example of the type designated by "heating rod” with a steel / ceramic composite structure in which are integrated Joule effect heating wires.
  • the periphery of the element 2 is hollowed out with a set of longitudinal grooves 22, also six in number, extending opposite the spaces separating two neighboring heating resistors (see FIG. 4).
  • the reference 200 has designated the mouth of the channel 20, which opens axially into the central part of the warhead 21.
  • the heating elements 7 and the electric pump 8 are supplied with electrical energy by suitable conductors, not shown, which are grouped in the cable or the rod 4 and which communicate with the surface equipment ES.
  • the device 1 also includes a set of unrepresented electronic sensors, of known type, also connected to the surface equipment and which make it possible to measure and control various parameters during operation, in particular the temperature, the flow of antifreeze, and the pressure of the head 2 against the hydrate plug H.
  • Tubing C is usually filled with a liquid mixture of water and antifreeze.
  • antifreeze product mention may be made of methanol.
  • a certain volume of sparingly diluted antifreeze is injected - by appropriate means known per se - into the casing C, just in the zone located closest above the solid plug H .
  • the device is lowered inside the casing C, by actuation of the winch T in the direction of reeling, as symbolized by the arrow X.
  • This movement is stopped when the head 2 comes to bear against the upper end - or downstream - EA of the plug H.
  • the pressure sensors (not shown) mounted on the device 1 make it possible to know this situation, and to consequently control the stopping of the movement, and its restarting, via the MT module.
  • Electric heaters 7 and pump 8 are supplied with electric current.
  • the heating elements 7 are supplied from the surface with direct current, following a voltage between 300 and 1000 V, with a power between 5 and 15 kW, for example of the order of 7 to 8 kW
  • the temperature of element 2 is advantageously brought to a value between 50 and 100 ° C.
  • the flow rate of the pump 8 can be a few liters per minute.
  • the pump 8 delivers the antifreeze mixture downwards into the line 6, then into the channel 20 (arrows f).
  • the device 1 is periodically moved, according to a reciprocating vertical movement back and forth, symbolized by the double arrow Y. This movement is controlled by the MT module.
  • the first plug is started to be removed by fusion, after which the device is moved until it comes into contact. pressing against the next plug, and the operation is repeated successively for each of the plugs.
  • the progression of the heating head inside a hydrate plug during fusion is of the order of one meter per hour.
  • the combination of the merger with the circulation of the antifreeze mixture makes it possible to work optimally.
  • the element 2 has a large thermal inertia, it would be possible to heat it intermittently (discontinuous power supply) and not permanently during the operation.
  • the pumping of the antifreeze could also be discontinuous, the heating times being for example alternated with the pumping times.
  • the method is implemented in a pipe C, for example horizontal.
  • the device 1 is fixed to a flexible rod 4 ', axially rigid, but having a certain flexibility which allows it to follow the possible curvatures of the pipe.
  • the device 1 is carried by a small carriage 10 connected to the cable 4.
  • This carriage is provided with guide wheels 11 bearing against the internal wall of the pipe C. At least some of these wheels are driven, their direction of rotation being symbolized by arrows in the figure. They are driven by an electric motor which is also powered by the cable 4.
  • the carriage When the carriage is running, it moves the heating head 2 inside the pipe C, to apply it against the plug. hydrates H, and push it against the latter to complete 1 Operation.

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Abstract

Procédé et dispositif de débouchage d'un puits ou d'une canalisation obstrués par des hydrates de gaz. Conformément à l'invention, on applique un élément chauffant mobile (2) contre une extrémité (EA) du bouchon d'hydrates (H), et on le déplace axialement dans le tube ou la canalisation (C) en direction de l'autre extrémité, de manière à faire fondre progressivement le bouchon, d'une extrémité à l'autre. Industrie pétrolière, notamment dans les puits off-shore.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DEBOUCHER UN PUITS OU UNE CANALISATION OBSTRUE PAR DES HYDRATES DE GAZ
La présente invention concerne un procédé, ainsi qu'un dispositif, pour déboucher un puits ou une canalisation qui est obstrué par un bouchon solide d'hydrates de gaz.
Dans l'industrie ou le commerce pétrolier, se pose parfois un problème lié à l'apparition de bouchons solides à l'intérieur d'un puits de forage ou d'une canalisation de transport de produits pétroliers, oléoduc ou tuyau d'adduction notamment.
Dans la présente description, les désignations "amont" et "aval", pour le puits ou la canalisation, correspondent au sens de circulation du produit pétrolier dans le puits ou dans la canalisation. Ainsi par exemple s'agissant d'un puits pétrolier, son extrémité amont se trouve au niveau du réservoir d'hydrocarbure, tandis que son extrémité aval se trouve en surface.
La formation de bouchons d'hydrates s'observe dans les puits ou les canalisations dont l'espace intérieur se trouve à une pression très élevée, et à une température basse.
C'est le cas en particulier pour les puits off-shore.
Les hydrates sont des substances composées essentiellement d'eau, ainsi que de diverses substances chimiques, dont la température de fusion est de l'ordre de 0° C à la pression atmosphérique. Cette température de fusion augmente relativement rapidement avec la pression.
Ainsi, à titre indicatif, cette température de fusion est de l'ordre de 10° C à une pression de 20 bar, de 15° C à une pression de 50 bar, de 20° C à une pression de 100 bar et de 22° C à une pression de 200 bar. Toujours à titre indicatif, la température de la Mer du Nord, où se trouvent de nombreux gisements pétrolifères en exploitation, est sensiblement constante, de l'ordre de 8 à 9° C.
La pression régnant dans les puits ou canalisations est bien souvent comprise entre 50 et 300 bar, ce qui correspond par conséquent à un état solide des hydrates. Pour empêcher cette solidification, on introduit généralement dans les puits ou les canalisations des liquides anti-gel, en particulier, du méthanol, afin d'abaisser très sensiblement le point de fusion du mélange.
Si ce procédé donne généralement satisfaction, il peut néanmoins arriver accidentellement que des bouchons solides d'hydrates apparaissent, obstruant le puits ou la canalisation, et empêchant son exploitation.
A la connaissance du demandeur, il n'existe pas aujourd'hui de procédé, ni de dispositif, réellement adaptés à l'élimination de ces bouchons. Deux procédés sont utilisés. Le premier consiste à chasser les bouchons d'hydrates en introduisant dans le puits ou la canalisation un fluide sous pression très élevée.
Cette solution est efficace dans certains cas seulement. Un autre procédé consiste à forer le ou les bouchons, ce qui oblige de recourir à un matériel extrêmement sophistiqué et coûteux, tout en compromettant l 'intégrité du puits ou de la canalisation ; en effet, l'outil de forage risque de détériorer les parois du puits ou de la canalisation au cours de l'opération.
C'est pourquoi, la présente invention se propose de combler cette lacune, en proposant un procédé et un dispositif qui permettent de déboucher le puits ou la canalisation d'une manière simple et peu coûteuse, en toute sécurité, et sans risque de détérioration des parois.
Le procédé selon l'invention, qui permet d'atteindre cet objectif, pour déboucher un puits ou une canalisation obstrué par un bouchon solide d'hydrates, est remarquable en ce qu'on applique un élément chauffant mobile contre une extrémité dudit bouchon et qu'on le déplace axialement dans le tube ou la canalisation, en direction de l'autre extrémité, de manière à faire fondre progressivement le bouchon, d'une extrémité à l'autre.
Dans un mode de mise en oeuvre possible de ce procédé, au cours de l'opération, on amène un liquide - dit antigel- apte à abaisser la température de fusion du bouchon d'hydrates à l'intérieur du puits ou de la canalisation, au voisinage de l'extrémité du bouchon contre laquelle l 'élément chauffant est appliqué.
Avantageusement, l 'élément chauffant est chauffé électriquement. Selon une autre caractéristique du procédé, l'élément chauffant est déplacé sous l'effet de la gravité. Ceci suppose, bien entendu, que le puits ou la canalisation ait une direction verticale, ou tout au moins, une orientation oblique, avec une composante verticale importante.
Dans une variante, il est déplacé par poussée, cette action s'ajoutant ou non à l 'effet de gravité.
Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel du procédé, on applique un élément chauffant mobile contre une extrémité dudit bouchon, tandis qu'on fait circuler un liquide antigel à l'intérieur du puits ou de la canalisation, en circuit fermé, et à proximité de ladite extrémité, ceci en même temps qu'on déplace axialement l'élément chauffant en direction de l'autre extrémité du bouchon, de telle sorte que la chaleur émise par l'élément chauffant et la présence du liquide antigel assurent concomitamment la fusion progressive et irréversible du bouchon.
Dans ce cas, avantageusement, ledit élément chauffant comporte des résistances électriques assurant un chauffage par effet Joule, tandis que la circulation du liquide antigel est réalisée au moyen d'une pompe électrique et l'alimentation électrique desdites résistances électriques et de la pompe se fait à partir d'un équipement de surface, au moyen de conducteurs regroupés dans un câble ou une tige de suspension.
Le dispositif, qui fait également partie de la présente invention, et sert à déboucher un puits ou une canalisation obstrué par un bouchon solide d'hydrates, est remarquable en ce qu'il comprend un élément chauffant mobile adapté pour être introduit et déplacé axialement dans le puits ou la canalisation de manière à venir s'appliquer contre une extrémité dudit bouchon et à en provoquer la fusion progressive, d'une extrémité à l'autre, au cours de son déplacement en direction de l'autre extrémité.
Par ailleurs, selon un certain nombres de caractéristiques additionnelles, non limitatives de l 'invention :
- ledit élément chauffant est un corps métallique thermiquement conducteur, dans lequel sont logées des résistances électriques alimentées en courant électrique à partir d'un équipement de surface;
- le dispositif comporte des moyens pour injecter un liquide antigel à l'intérieur du puits ou de la canalisation, à proximité du bouchon d'hydrates ;
- le dispositif comporte des moyens de recyclage en continu du liquide antigel ;
- ledit élément chauffant est un corps allongé dont l'extrémité libre, destinée à s'appliquer contre le bouchon d'hydrates, a une forme générale en ogive ; - le dispositif est suspendu à un câble relié à l'équipement de surface, et sa descente se fait par gravité à l'intérieur du tube ou de la canalisation, ce câble comprenant les différents conducteurs électriques assurant son fonctionnement, notamment pour l'alimentation des résistances chauffantes et, le cas échéant, de la pompe qui assure la circulation de l'antigel.
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend : a) un élément chauffant mobile constitué par un corps métallique allongé et thermiquement conducteur, dont l'extrémité libre, destinée à s'appliquer contre le bouchon d'hydrates, a une forme générale en ogive ; b) des résistances électriques logées dans le corps, et aptes à assurer son chauffage par effet Joule ; c) une pompe électrique, solidaire de l'élément chauffant, et adaptée pour faire circuler un liquide antigel en circuit fermé autour de l'extrémité en ogive ; d) un câble ou tige auquel l'élément chauffant et la pompe son fixés et par lequel ils sont reliés à un équipement de surface, ce câble ou tige regroupant des conducteurs électriques qui assurent l'alimentation électrique des résistances et de la pompe.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible.
Sur les dessins :
La figure 1 est une vue générale schématique du dispositif installé sur site (puits).
La figure 2 est une vue schématique, partiellement coupée par un plan vertical axial, du dispositif conforme à l'invention.
La figure 3 est une vue en coupe axiale de l'élément chauffant constitutif de ce dispositif.
La figure 4 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, de l 'élément de la figure 3, le plan de coupe étant référencé I V-I V sur cette figure. La figure 5 est une vue similaire, à échelle plus petite, de celle de la figure
2, cette vue illustrant l'opération de débouchage.
Les figures 6 et 7 sont des vues schématiques de deux variantes du dispositif, à l'intérieur d'une canalisation. Sur la figure 1 on a représenté schématiquement un puits pétrolier offshore dont la plate-forme de forage PF supporte un équipement de surface de type traditionnel E S, qui comporte entre autres, un treuil T et un module de télémesure MT .
Le puits comporte un ensemble de cuvelage, désigné par la référence C. Généralement, un tel ensemble est composé de trois tubes concentriques désignés dans le métier par les termes anglais "riser, "casing" et "tubing" (de l'extérieur vers l'intérieur).
On a représenté uniquement la portion d'extrémité aval de ce tubage, laquelle, dans le cas illustré, est partiellement immergée dans un liquide L, en l'occur- rence dans 1 ' eau de la mer.
A titre indicatif, la longueur immergée de la canalisation C est de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de mètres, la partie enterrée qui accède au réservoir d'hydrocarbure étant beaucoup plus longue.
Excepté dans la couche superficielle, où la température est fluctuante, et dont l'épaisseur est relativement faible, la masse d'eau a une température sensiblement constante. Comme déjà dit plus haut, dans la Mer du Nord, la valeur de cette température est de l'ordre de 8 à 9°C.
C'est dans cette zone que se pose le problème de formation de bouchons d'hydrates. Les hydrates se présentent en général sous la forme de bouchons isolés, dont la longueur unitaire est comprise entre 1 et 10 mètres, les bouchons étant séparés par des zones liquides. Au total, l'ensemble forme un bouchon pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres.
Le dispositif 1 qui fait l'objet de l'invention comprend essentiellement une tête 2, un outil 3, et un câble ou une tige de suspension 4.
Le câble ou la tige 4 - dont l'extrémité libre est attachée et connectée à l'outil 3 - peut être du type généralement utilisé pour la diagraphie, et composé de faisceaux de câbles conducteurs électriques, aptes à fournir le courant électrique nécessaire à l'alimentation et à la commande du matériel descendu dans le puits depuis l'équipement de surface et adaptés aussi pour transférer - en sens inverse - les différents signaux électriques émanant des différents capteurs qui équipent ce matériel, vers la surface.
Le câble ou la tige 4 est enroulé sur le tambour du treuil T. Le module MT commande le dévidage ou l'enroulement du câble ou de la tige sur ce tambour, de manière à piloter la descente ou la remontée du dispositif 1 avant, durant, et après l'opération.
Le module MT est également connecté électriquement au câble ou à la tige 4 pour assurer l 'opération, comme cela sera expliqué plus loin.
Sur les figures 1 et 5, on a représenté la portion supérieure d'un bouchon solide d'hydrates, qui s'est formé accidentellement à l'intérieur du tubage C .
Il s'agit d'un bouchon de glace cylindrique, référencé H sur les figures.
La tête 2 a sensiblement la forme d'un obus à corps cylindrique dont l'extrémité libre, dirigée vers le bas, a une forme approximativement en ogive, par exemple tronconique.
A titre indicatif, si le diamètre intérieur du tubage C est de 150 mm, le diamètre de la tête 2 est de l 'ordre de 90 mm.
Sa hauteur - référencée 12 sur la figure 2 - est par exemple de l'ordre de un mètre.
L'outil 3, en forme de tige cylindrique, est fixée à la tête 2 par des moyens appropriés. Elle a un diamètre sensiblement plus petit que celui de la tête 2.
A titre indicatif, la longueur totale lχ du dispositif est de 5 mètres environ.
Comme on le verra plus loin, en se référant aux figures 3 et 4, la partie 2 est un élément chauffant en matériau thermiquement bon conducteur. Le matériau qui le constitue présente aussi de bonnes qualités de résistance mécanique.
Différents métaux possèdent les caractéristiques requises ; à titre d'exemples, on peut citer l'acier et le bronze.
Dans sa portion d'extrémité dite aval (du côté opposé à la tête 2) la tige 3 est équipée d'une pompe électrique 8 associée à une crépine 5.
Cette pompe est adaptée pour aspirer le liquide ambiant se trouvant autour de la crépine et pour la refouler dans une tubulure centrale 6 , coaxiale à la tige 3.
La tubulure 6 débouche dans un canal coaxial 20 traversant d'une extrémité à l 'autre 1 ' élément chauffant 2. Comme on le voit sur les figures 3 et 4, l'élément chauffant 2 est muni de résistances électriques chauffantes 7. Dans l'exemple illustré, ces résistances sont au nombre de six, réparties régulièrement à 60° d'angle autour du canal central 20.
Ces résistances sont de type connu en soit, par exemple du type désigné par "crayon chauffant" à structure composite acier/céramique dans laquelle sont intégrés des fils chauffants à effet Joule. Avantageusement, la périphérie de l'élément 2 est creusée d'un ensemble de rainures longitudinales 22, également au nombre de six, s'étendant en regard des espaces séparant deux résistances chauffantes voisines (voir figure 4).
On a désigné par la référence 200 l'embouchure du canal 20, qui débouche axialement dans la partie centrale de l 'ogive 21.
Les éléments chauffants 7 et la pompe électrique 8 sont alimentés en énergie électrique par des conducteurs appropriés, non représentés, qui sont regroupés dans le câble ou la tige 4 et qui communiquent avec l'équipement de surface ES.
Le dispositif 1 comprend également un ensemble de capteurs électroniques non représentés, de type connu, également reliés à l'équipement de surface et qui permettent de mesurer et de contrôler divers paramètres en cours d'opération, en particulier la température, le débit d'antigel, et la pression d'appui de la tête 2 contre le bouchon d'hydrates H.
Il s'agit là d'instrumentations usuelles dans le domaine du forage et de la gestion d'un puits pétrolier, et c'est pourquoi ils n'ont pas été décrits ici afin de ne pas alourdir inutilement la description.
Nous allons maintenant expliquer de quelle manière on procède à l'élimination du bouchon solide d'hydrates H à l'aide du dispositif qui vient d'être décrit . Le tubage C est généralement rempli d'un mélange liquide d'eau et d'antigel. Comme produit antigel approprié, on peut citer le méthanol.
De préférence, avant l'opération , on injecte - par des moyens appropriés connus en soit - un certain volume d'antigel peu dilué à l'intérieur du tubage C, juste dans la zone située le plus près au-dessus du bouchon solide H . On fait descendre le dispositif à l'intérieur du tubage C , par actionnement du treuil T dans le sens du dévidage, comme symbolisé par la flèche X .
On arrête ce déplacement lorsque la tête 2 vient en appui contre l'extrémité supérieure - ou aval - EA du bouchon H.
Les capteurs de pression (non représentés) montés sur le dispositif 1 permettent de connaître cette situation, et de commander en conséquence l'arrêt du mouvement, et sa remise en route, via le module MT.
On alimente en courant électrique les résistances chauffantes 7 et la pompe 8. A titre indicatif, les éléments chauffants 7 sont alimentés à partir de la surface en courant continu, suite à une tension comprise entre 300 et 1000 V, avec une puissance comprise entre 5 et 15 kW, par exemple de l'ordre de 7 à 8 kW
La température de l'élément 2 est avantageusement portée à une valeur comprise entre 50 et 100° C.
Le débit de la pompe 8 peut être de quelques litres par minute.
Par suite de son contact avec la partie 21 de la tête chauffée 2, et du fait aussi que les liquides ambiants sont réchauffés à ce niveau, l'extrémité EA du bouchon d'hydrates se met à fondre. La forme en ogive de la tête chauffante favorise sa pénétration à l'intérieur du bouchon, provoquant la fusion progressive de ce dernier.
La descente du dispositif 1 à l'intérieur du tube, au fur et à mesure de cette fusion, se fait sous l'effet de la gravité, par commande appropriée du treuil T, en laissant "filer" le câble 4, et/ou par poussée axiale s'il s'agit d'une tige (axialement rigide). De plus, la pompe 8 étant en marche, elle assure une mise en circulation de la masse liquide 9 contenant de l'antigel, située au-dessus du bouchon H.
Le trajet circulatoire du liquide est symbolisé par des flèches sur la figure 5.
La pompe 8 refoule vers le bas le mélange antigel dans la canalisation 6, puis dans le canal 20 (flèches f).
A la sortie 200 de l'élément 2, le mélange entre en contact avec la surface EA du bouchon (flèches i) .
Ceci a pour effet de contrarier la resolidification du bouchon, et d'en rendre la fusion irréversible. Le mélange remonte ensuite tout autour de l'élément 2, y compris à l'intérieur des rainures périphériques 22, puis le long de l'outil 3 (flèches j) .
Il est ensuite partiellement aspiré par la crépine 5 (flèches k) .
De préférence, pour bien homogénéiser la masse liquide située au dessus du bouchon H, - masse qui comprend aussi les hydrates venant d'être fondus - on déplace périodiquement le dispositif 1, selon un mouvement vertical alternatif de va- et- vient, symbolisé par la double flèche Y. Ce mouvement est piloté par le module MT.
Il est courant qu'un même tubage soit obstrué par plusieurs bouchons d'hydrates séparés par des zones liquides.
Conformément à l'invention, on commence bien entendu à éliminer par fusion le premier bouchon, après quoi on déplace le dispositif jusqu'à ce qu'il vienne en appui contre le bouchon suivant, et on réitère l'opération successivement pour chacun des bouchons.
A titre indicatif, la progression de la tête chauffante à l'intérieur d'un bouchon d'hydrates lors de la fusion est de l'ordre d'un mètre par heure. La conjugaison de la fusion avec la circulation du mélange d'antigel permet de travailler de manière optimale.
Sous réserve que l'élément 2 possède une grande inertie thermique, il serait possible de le chauffer par intermittence (alimentation électrique discontinue) et non de façon permanente durant l'opération. Dans cette hypothèse, le pompage de l'antigel pourrait aussi être discontinu, les temps de chauffage étant par exemple alternés avec les temps de pompage.
Sur la figure 6, le procédé est mis en oeuvre dans une canalisation C, par exemple horizontale. Le dispositif 1 est fixé aune tige flexible 4', rigide axialement, mais possédant une certaine flexibilité qui lui permet de suivre les courbures éventuelles de la canalisation.
L'enfoncement de la tige 4' dans le tube, et son application contre le bouchon d'hydrates H sont réalisés par poussée X sur la tige, à l'aide de moyens appropriés non représentés situés à l'autre extrémité, à l'extérieur de la canalisation.
Dans la variante de la figure 7, le dispositif 1 est porté par un petit chariot 10 connecté au câble 4. Ce chariot est pourvu de roues de guidage 11 prenant appui contre la paroi interne de la canalisation C . Certaines au moins de ces roues sont motrices, leur sens de rotation étant symbolisé par des flèches sur la figure. Elles sont entraînées par un moteur électrique qui est alimenté, lui aussi, par le câble 4. Lorsque le chariot est en marche, il déplace la tête chauffante 2 à l'intérieur de la canalisation C, pour l'appliquer contre le bouchon d'hydrates H, et la pousser contre ce dernier pour accomplir 1 Opération.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour déboucher un puits ou une canalisation (C) obstrué par un bouchon solide d'hydrates (H), selon lequel on applique un élément chauffant mobile (2) contre une extrémité (E A) dudit bouchon (H), et on le déplace axialement dans le tube ou la canalisation en direction de l'autre extrémité, de manière à faire fondre progressivement le bouchon, d'une extrémité à l'autre.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au cours de l'opération, on amène un liquide (9) - dit antigel- apte à abaisser la température de fusion du bouchon d'hydrates (2) à l'intérieur du puits ou de la canalisation (C), au voisinage de l 'extrémité (E A) du bouchon contre laquelle l'élément chauffant (2) est appliqué.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément chauffant (2) est chauffé électriquement.
4 . Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément chauffant (2) est déplacé sous l'effet de la gravité et/ou par poussée.
5. Procédé pour déboucher un puits ou une canalisation (C) obstrué par un bouchon solide d'hydrates (H), selon lequel on applique un élément chauffant mobile (2) contre une extrémité (EA) dudit bouchon (H), tandis qu'on fait circuler un liquide antigel (9) à l'intérieur du puits ou de la canalisation (C), en circuit fermé, et à proximité de ladite extrémité (EA), ceci en même temps qu'on déplace axialement l'élément chauffant (2) en direction de l'autre extrémité du bouchon (H), de telle sorte que la chaleur émise par l'élément chauffant et la présence du liquide antigel assurent concomitamment la fusion progressive et irréversible du bouchon (H).
6 . Procédé selon la revendication 5, selon lequel ledit élément chauffant
(2) comporte des résistances électriques (7) assurant un chauffage par effet Joule, tandis que la circulation du liquide antigel (9) est réalisée au moyen d'une pompe électrique (8), caractérisé par le fait que l'alimentation électrique desdites résistances électriques (7) et de la pompe (8) se fait à partir d'un équipement de surface (ES), au moyen de conducteurs regroupés dans un câble ou une tige de suspension (4).
7 . Dispositif pour déboucher un puits ou une canalisation (C) obstrué par un bouchon solide d'hydrates (H) caractérisé par le fait qu'il comprend un élément chauffant mobile (2) adapté pour être introduit et déplacé axialement dans le puits ou la canalisation (C) de manière à venir s'appliquer contre une extrémité (E A) dudit bouchon (H) et à en provoquer la fusion progressive, d'une extrémité à l'autre, au cours de son déplacement (X) en direction de l'autre extrémité.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit élément chauffant (2) est un corps métallique thermiquement conducteur, dans lequel sont logées des résistances électriques (7) alimentées en courant électrique à partir d'un équipement de surface (E S).
9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (8,6,20) pour injecter un liquide antigel (9) à l'intérieur du puits ou de la canalisation (C), à proximité du bouchon d'hydrates (H).
1 0. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de recyclage en continu du liquide antigel (8).
11 . Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait que ledit élément chauffant (2) est un corps allongé dont l'extrémité libre (21), destinée à s'appliquer contre le bouchon d'hydrates (2), a une forme générale en ogive.
12. Dispositif selon l'une des revendication 7 à 11, caractérisé par le fait qu'il est fixé à un câble ou tige (4) relié à l'équipement de surface (E S), et que son déplacement se fait par gravité et/ou par poussée à l'intérieur du tube ou de la canalisation (C), ce câble ou tige (4) comprenant les différents conducteurs électriques assurant son fonctionnement, notamment pour l'alimentation des résistances chauffantes (7) et, le cas échéant, de la pompe (8) qui assure la circulation de l'antigel (9).
13. Dispositif pour déboucher un puits ou une canalisation (C) obstrué par un bouchon solide d'hydrates (H), caractérisé par le fait qu'il comprend : a) un élément chauffant mobile (2) constitué par un corps métallique allongé et thermiquement conducteur, dont l'extrémité libre (21), destinée à s'appliquer contre le bouchon d'hydrates, a une forme générale en ogive ; b) des résistances électriques (7) logées dans le corps (2), et aptes à assurer son chauffage par effet Joule ; c) une pompe électrique (8), solidaire de l'élément chauffant, et adaptée pour faire circuler un liquide antigel en circuit fermé autour de l'extrémité (21) en ogive ; d) un câble ou tige (4) auquel l'élément chauffant et la pompe son fixés et par lequel ils sont reliés à un équipement de surface (ES), ce câble ou tige (4) regroupant des conducteurs électriques qui assurent l'alimentation électrique des résistances (7) et de la pompe (8).
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