WO2003080987A1 - Procédé et dispositif de carottage et/ou forage dévié - Google Patents

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WO2003080987A1
WO2003080987A1 PCT/BE2003/000054 BE0300054W WO03080987A1 WO 2003080987 A1 WO2003080987 A1 WO 2003080987A1 BE 0300054 W BE0300054 W BE 0300054W WO 03080987 A1 WO03080987 A1 WO 03080987A1
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WO
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crown
internal
guide
wall
coring
Prior art date
Application number
PCT/BE2003/000054
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English (en)
Inventor
Philippe Fanuel
Georges Dechief
Luis Quintana
Original Assignee
Halliburton Energy Services, Inc.
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Publication date
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Priority to DE60305679T priority patent/DE60305679D1/de
Priority to EP03711719A priority patent/EP1492935B1/fr
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Priority to US10/950,877 priority patent/US7021404B2/en
Priority to NO20044641A priority patent/NO334884B1/no

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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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/061—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of coring and / or drilling through a wall of a borehole which has been cored or previously drilled in an underground formation, for making coring and / or drilling deviated transversely from and with respect to to a longitudinal direction of the borehole.
  • deflection means are installed in the borehole which act on the outside of the drill bit or of the coring ring.
  • the installation of these means in precise locations and orientations of the borehole is complicated and costly.
  • the object of the present invention is to remedy this problem and to propose a method in which a corer carries, at least the time to carry out the deflection operation, its own guide means.
  • the method of the invention comprises, in addition to a selection of a core barrel provided with a coring ring having an internal bore, an arrangement, in the core barrel, of an internal guide which is made of a material abrasion resistant to the crown; in addition, before initiating a deflected coring, said guide is internal to at least the bore of internal caliber, so that the crown can circulate along this internal guide.
  • the guide extends in front of the crown, in a direction of advance of coring thereof, and is arranged to gradually deflect the crown from said longitudinal direction towards the wall, in a direction of desired deviated path.
  • the method then comprises starting the coring with said crown and guiding the crown by its bore of internal caliber cooperating with the internal guide, until penetrating into said wall and in the formation to a desired depth according to the deflected path.
  • a destructible element which is made of a material chosen so as to be able to be destroyed by the crown, is detachably attached to the crown, and in front of it according to its direction of advance of coring. coring along the deflected path, and which is of a size chosen to pass into the borehole.
  • a guide means arranged to give the deviated path direction is fixed.
  • the abovementioned internal guide is used as a guide means in the destructible element, and the destructible element is fixed to the wall of the borehole at a location chosen for deviated coring. .
  • the method comprises, before the actual deflected coring, an arrangement, as guide means in the destructible element, of a guide channel, one end of which is substantially coaxial with the bore of internal caliber and whose layout corresponds to the desired deviated path.
  • a drilling machine carried by a drill string, through the core barrel and the bore of internal caliber and along the guide channel.
  • a drilling by the machine is organized in the wall of the borehole along the deflected path given by said channel, the drill string having a chosen length so that, when the drilling machine is driven into the wall at a depth d 'anchoring chosen, the drill string is still engaged in at least the bore of internal caliber of the crown.
  • the detachable fixing between the crown and the destructible element is broken, and the crown is rotated and pushed forward along the deflected path given by the drill string and the drilling machine, to destroy the part of the destructible element and of said guide channel which it encounters and to penetrate into said wall and into the formation to a desired depth.
  • the internal guide is sent beforehand and inserted in the wall of the borehole, for fixing there, before the crown is put into action. Then, the actuated crown will be advanced along the internal guide until it releases from its fixation in said wall. It will then be possible to provide for a withdrawal of said internal guide through the corer when the latter has been deflected.
  • the method comprises, before the actual deflected coring, an arrangement, as a guide means in the destructible element, of a guide channel, one of which end is substantially coaxial with the bore of internal caliber and whose layout corresponds to the desired deviated path.
  • the destructible element is fixed to said wall of the borehole at the location chosen for the deflection.
  • a drilling machine is arranged, carried by a drill string, through the core barrel and the bore of internal caliber and so that it follows the guide channel in the direction of said wall. The drilling machine is fixed to the core barrel, so that it projects a determined distance outside the crown in the guide channel.
  • the invention also relates to a coring and / or drilling device through a wall of a borehole which has been cored or previously drilled in an underground formation, for making coring and / or drilling deviated transversely from and by relative to a longitudinal direction of the borehole.
  • the device of the invention comprises a corer, provided with a coring ring having an internal caliber bore, and an internal guide which is made of a material resistant to abrasion of the crown, which, before initiating a coring deviated, is internal to at least the bore of internal caliber, so that the crown can circulate along this internal guide, which extends in front of the crown, in a direction of advance of coring thereof , and is arranged to gradually deflect the crown from said longitudinal direction towards the wall, and which is held fixed to give the crown the desired direction of deflection.
  • Figures 1 to 20 show schematically, without scales -4- determined, in section along the longitudinal axis and with broken different successive sections of three different embodiments of a device according to the invention. Said figures are oriented in the same direction, the front end of a section being at the bottom of the drawing, the rear end being at the top. In the same embodiment, the rear end of a section of a figure is to be followed by the front end of the section of the following figure, the place of attachment of the destructible element to the crown being reproduced in two consecutive figures.
  • Figures 1 to 4 show the first embodiment, Figure 1 showing the front end, Figure 2 showing a next section in the direction towards the rear end, Figure 3 showing the section following that of Figure 2 , Figure 4 showing the rear section to be connected to a drill string.
  • Figures 5 to 9 show in the same way the second embodiment in its deflection guide assembly, Figure 5 showing the front end of the device and Figure 9 showing the rear section to be connected to a drill string.
  • FIGS 10 to 12 show in the same way the second embodiment in its core assembly.
  • Figures 13 to 17 show in the same way the third embodiment in its deflection guide assembly, Figure 13 showing the front end of the device and Figure 17 showing the rear section to be connected to a drill string.
  • FIGS 18 to 20 show in the same way the third embodiment in its core assembly.
  • Figures 21 to 23 show on other scales cross sections of construction details, taken respectively along the section planes XXI-XXI of Figure 8, XXII-XXII of Figure 7 and XXIII-XXIII of this same Figure 7 .
  • the device of the invention is first described for coring and / or deviated drilling, through a wall of a borehole (not shown) which has been cored or previously drilled in an underground formation (not shown).
  • the device of the invention is configured to:
  • FIG. 1 ( Figures 1 to 4) comprises in particular, on the one hand, a core barrel 1 provided with a coring ring 3 ( Figure 1) having an internal caliber bore 5 and, on the other hand, an internal guide 7 which is in a material resistant to abrasion of the crown 3, in particular to that of the abrasive elements usually disposed in its bore of internal caliber 5.
  • the internal guide 7 Before initiating a deflected core drilling, the internal guide 7 is arranged inside at minus the bore of internal gauge 5, so that the crown 3 can circulate along this internal guide 7.
  • the internal guide 7 extends in front of the crown 3, in a direction of advance of coring thereof, and is arranged to gradually deflect the crown 3, from said longitudinal direction of the borehole previously shaped, towards the wall of this borehole.
  • the internal guide 7 is kept fixed relative to said wall to give the crown 3 the desired direction of deflection.
  • the anterior end of an element the one closest to the bottom of the borehole will be designated when the corer 1 is placed there in the coring position, and by the posterior end of an element, the one closest to the 'a derrick to which said corer 1 is connected for coring.
  • Said device of the invention may further comprise a destructible element 9 which is detachably fixed in front of the crown 3, in the direction of advance of coring thereof, and which is made of a material chosen to be able to be destroyed by the crown 3 during coring along the deflected path.
  • the destructible element 9 is of a size chosen to pass into the borehole.
  • the destructible element 9 can be made of any known material, composite or not, which the crown 3 can destroy in its path without it wearing out unnecessarily, but which can keep the guiding means 11 in place efficiently enough and / or the internal guide 7.
  • it may be a block of cement, polyester, a composite material, etc.
  • a guide means 11 arranged to give the direction of deviated path which the crown 3 will have to follow.
  • the destructible element 9 may include a means 13 for its selective fixing to the wall of the borehole.
  • Said selective fixing means 13 can comprise an annular sleeve 15, of elastic material, which is mounted on a part of the peripheral lateral surface of the destructible element 9 and whose outside diameter at rest passes freely in the borehole but can be expanded selectively until it locks against the wall of the borehole, means 17 being provided to cause this expansion and to keep it.
  • the annular sleeve 15 is for example fixed by one of its ends 15A to the destructible element 9 while its other end 15B is arranged so that it can slide in leaktight fashion along said destructible element 9.
  • the means 17 arranged to cause expansion may include an annular chamber 19, between the annular sleeve 15 and the destructible element 9, means 21 for supplying fluid to this annular chamber 19 as well as blocking means 23, in particular a ball and spring valve 23, arranged to selectively block in the annular chamber 19 the fluid which has been supplied to it.
  • the detachable attachment between the destructible element 9 and the crown 3 is arranged to detach by relative rotation of the crown 3 relative to the destructible element 9 fixed beforehand to said wall.
  • said detachable attachment between the destructible element 9 and the crown 3 may comprise at least one and preferably several pins 25 fixed each time through a nozzle 27, of the crown 3, provided as an outlet from coring fluid on the front face of the crown 3.
  • This pin 25 is advantageously partially tubular and open at its end facing the inside of the crown 3, its internal recess extending as far as the nozzle 27 towards outside the crown 3.
  • the pin 25 is closed at its end outside the crown 3. It is arranged to break, during said relative rotation, between the crown 3 and the destructible element 9, there where it is hollow, and it is preferably made of a material which can be removed, for example by wear, from the coring fluid passing through the broken tubular spindle 25 and / or through the corresponding nozzle 27.
  • the pin 25 has a thickening 25A at its end internal to the crown 3, so as to be locked in the nozzle 27 when it is inserted therein to exit therefrom the crown 3 and pass into the destructible element 9.
  • the pin 25 can receive a washer of elastic material 28 and a nut 28A for blocking the destructible element 9 on the crown 3.
  • the pin 25 can be made in particular of synthetic material, aluminum or an alloy thereof. The pins 25 which serve for the detachable fixing between the crown 3 and the destructible element 9 thus block all the nozzles 27 in the present embodiment of the invention.
  • said guide means 11 is the above-mentioned internal guide 7 fixed in the destructible element 9.
  • the internal guide 7 has a rear end 29 inserted coaxially in an inner tube 31 of the core barrel 1, which is mounted in known manner in an outer tube 33 of the same core barrel 1.
  • the guide internal 7 passes through the bore of internal caliber 5 and (FIGS. 3 and 2) extends first coaxially into the rear end 35 of the destructible element 9 and then curved in the direction of, and up to , the lateral surface 37 of the destructible element 9 where the internal guide 7 is preferably shaped to integrate into the external shape of said lateral surface 37.
  • the rear end 29 of the internal guide 7 as well as at least a part there are pierced with a longitudinal channel 39 preferably of the same axis as the longitudinal axis 41 of the core barrel 1 and of the destructible element 9, this longitudinal channel 39 being extended in this same direction until the so upape 23 of the fixing means 13 to the wall of the borehole.
  • the longitudinal channel 39 thus gradually leaves the internal guide 7 and leaves it due to the curvature of the latter and the rectilinear course of said channel 39.
  • said longitudinal channel 39 can be drilled in the internal guide 7 and destructible element 9 previously assembled.
  • the outer 33 and inner 31 tubes are usually each formed from several successive sections fixed in known manner to each other.
  • the interior space 43 (FIG. 4) of the interior tube 31 can advantageously include a piston system 45 which sealingly separates this interior space 43 into an upper space 47, in which coring fluid can be brought to pressure regulated from the terrestrial surface, and a lower space 49 in which a different particular fluid can be trapped before lowering the core barrel 1 into the borehole.
  • This particular fluid can be a carrot protection fluid, which can be used, as explained below, to inflate the annular sleeve 15.
  • this particular fluid preferably does not contain particles which could hamper the proper functioning of the valve 23 in particular.
  • This particular fluid is introduced by this path into said lower space 49 before putting the inner tube 31 into the outer tube 33.
  • the inner tube 31 is suspended in known manner in the outer tube 33 using a ball thrust system 67 ( Figure 4).
  • Coring fluid can be brought through the stop system 67 and can flow towards the gap 69 between the outer 33 and inner tubes 31 through orifices 71 and towards the top of the piston 45 through an orifice 73 as long as that -this was not closed by a ball 75.
  • a first embodiment of the method of the invention can be described using the device of the invention according to the embodiment described above, without however being limited to the use of this device.
  • an internal guide 7 of the type described is arranged in the corer 1 which, before initiating a deviated coring, is arranged inside at least said bore of internal caliber 5, so that the crown 3 can circulate along this internal guide 7.
  • the latter is arranged so as to extend in front of the crown 3, according to a direction of coring advance thereof, and is arranged to gradually deflect the crown 3 from said longitudinal direction of the borehole towards the wall thereof.
  • the internal guide 7 is kept fixed relative to the wall of the borehole to give the crown 3 a desired deviated path direction. " Coring is started " with said crown 3 thus equipped and the crown 3 is allowed to guide through its bore of internal caliber 5 along the internal guide 7, until it penetrates into said wall and into the formation until '' at a desired depth following the deviated route.
  • the crown 3 in order to fix the position of the internal guide 7 with respect to said wall of the borehole, is advantageously detachably attached to the crown 3, in front of the latter in its direction of advance of coring, the aforesaid destructible element 9, in particular using the pins 25 described.
  • the abovementioned internal guide 7 can be used directly as a guide means 11 in the destructible element 9 or vice versa, the internal guide 7 and the guide means 11 being combined in one piece.
  • the aforementioned particular fluid may not be introduced into the interior space 43 until the destructible element 9 and the internal guide 7 are fixed to the core barrel 1, so as to also fill the longitudinal channel 39 to at least the valve
  • the corer 1 can then be lowered into the borehole and the destructible element 9 can be fixed to the wall of the borehole at a location chosen for deviated coring.
  • drilling fluid sent under pressure into the core barrel 1, which cannot flow through the nozzles 27 blocked by the pins 25, is forced to pass through the orifice 73 and act on the face of the piston 45 which it meets in the upper space 47.
  • the piston 45 thus urged pushes the particular fluid through the longitudinal channel 39 so that this fluid opens the valve 23 and passes, through holes 24, in the annular chamber 19 to fill the latter and thus push the annular sleeve 15 into very intimate contact with the wall of the borehole. This blocks the destructible element 9 and the core barrel 1 which is attached to it in the borehole.
  • the piston 45 releases the pressure of the particular fluid and the valve 23 is closed by the action of its spring as well as possibly by a reverse pressure caused by the annular sleeve 15.
  • the annular chamber 19 thus remains filled and the annular sleeve 15 remains in blocking contact to keep the position of the destructible element 9 in the borehole fixed in translation and in rotation.
  • Said particular fluid remaining in the interior space 43 or more precisely in the lower space 49 can be used, if it has been chosen for this purpose, to coat the carrot as it enters this lower space 49, the surplus of this fluid which can escape for example through the valve 63 and, by pushing the ball 75, mix with the coring fluid in the gap 69.
  • the curvature that can be given to the internal guide 7 is of a very large radius, and that consequently the length of this internal guide 7 is important, because the deviation that this can give to the corer 1 is weak due to the rigidity of the latter.
  • this length will therefore be taken into account in the calculation of that of the interior space 43 into which the internal guide 7 will enter and remain.
  • the internal guide 7 can advantageously have, outside of the destructible element 9, a certain flexibility so as to be able to straighten somewhat when it arrives and is located in the internal tube 31.
  • the internal guide 7 opens, from the interior of the destructible element 9 towards the lateral surface of the latter, between two stabilization wings 77. It could just as easily open out through such a wing 77.
  • This part, profiled in a corner by the action of the crown 3 can therefore serve as a guide for reintroducing, according to the same deviation, the same corer 1 or another or even a drilling device.
  • This same front part profiled in a corner can however be subsequently detached from the wall and / or destroyed to allow a coring and / or drilling operation deviated to a deeper level in the same starting borehole.
  • said guide means 11, shaped in the destructible element 9, is a guide channel 79, in particular of cylindrical tubular shape, one of which end is substantially coaxial with the bore of internal caliber 5 of the crown 3 and the layout of which corresponds to the desired deviated path, to open, cut at an angle, from the lateral surface of the destructible element 9, as shown in the Figures 5 and 6, so as not to project beyond this lateral surface.
  • an intermediate guide tube 81 can be arranged in the outer tube 33, in order to temporarily house there, on the one hand, a removable assembly 83 comprising the internal guide 7 which will cause the desired deviation and, on the other hand, then an inner tube 31 which will subsequently receive a carrot.
  • a gear coupling 84 ( Figures 7 and 22) may be provided between the intermediate 81 and outer 33 tubes in order to secure them with regard to their rotation. Note the passages for the fluid, formed between the teeth carried by the intermediate tube 81 and the bottom of the recesses between the teeth of the outer tube 33.
  • the intermediate tube 81 may include known centering means 85 (FIGS. 8 and 11), having longitudinal passages for fluid.
  • the removable assembly 83 includes, in order to be able to remove it from the core barrel 1 (FIG. 9), a hooking stud 86.
  • the internal guide 7 proper comprises for its part a drilling machine 87 (FIG. 6) carried by a train of rods 89 ( Figures 7 and 8), and is arranged to be brought through the corer 1, into the intermediate tube 81, through the bore of internal gauge 5 and, following the guide channel 79, so as to be able to drill and penetrate into the wall of the borehole along said deflected path given by the guide channel 79.
  • the drill string 89 has a length chosen so that, when the drilling machine 87 is pressed into said wall in a chosen anchoring depth, the drill string 89 is still engaged in at least the bore of internal caliber 5.
  • the drilling machine 87 includes a drilling head 91 and, to rotate the latter, a hydraulic motor 93 known per se, supplied with drilling fluid at its end posterior 95, through the hollow drill string 89, from the outer tube 33.
  • the destructible element 9 (FIGS. 5 and 6) is not equipped with the means 13 shown in FIG. 1 (and described above) for the selective fixing to the wall of the borehole, and this means is not necessary in said second embodiment. Therefore, it is not necessary to close all the nozzles 27 by pins 25 ( Figure 6).
  • the removable assembly 83 which is proposed by way of example for manipulating the internal guide 7 in the intermediate tube 81, may comprise a removable tube 97 arranged to slide in the
  • the method associated with said second embodiment can then include an arrangement, as guide means 11 in the destructible element 9, of the guide channel 79 arranged as explained above. 10
  • guide means 11 in the destructible element 9 of the guide channel 79 arranged as explained above. 10
  • the drill string 89 to which the drilling machine 87 is suspended is retained by a breakable pin 99 ( Figures 7 and 23) which crosses the drill string 89 in a transverse sealing tube 101 which is fixed to it sealing.
  • the breakable pin 99 can be retained on either side in the removable tube 97 which is disposed (indirectly) at abutment against the interior of the crown 3.
  • the body of the motor 93 is prevented from rotating by its attachment to the train of rods 89 which, in the embodiment, has on its external surface two longitudinal grooves 103 cooperating with two internal protrusions 105 of the removable tube 97.
  • the removable tube 97 itself is prevented from rotating for example by a spring ratchet 25 106 (FIG. 9) which it comprises and which cooperates for this purpose with a longitudinal groove 107 cut in the intermediate tube 81 locked in rotation on its side, by the gear coupling 84, in the outer tube 33 which does not rotate not during this phase of operation.
  • Drilling or coring fluid is sent under pressure to the 0 core barrel 1 from its rear end 109 (FIG. 9) and passes through the intermediate tube 81 which it simultaneously pushes against the stop (directly or indirectly) against the crown 3.
  • This fluid passes along the hooking stud 86 and the spring pawl 106, through passages 111, and through a selector piston 113 held by a breakable pin 115 in a position drawn in FIG. 9.
  • the fluid flows5 through a nozzle 117 and inside the removable tube 97 and (FIG. 8) arrives at the rear end of the drill string 89 which is arranged in a kind of piston in the removable tube 97 and is provided with a nozzle 117 for restricting the passage of the fluid.
  • Said fluid pushes by its pressure on the drill string 89 and, traversing this drill string 89, reaches (FIG. 7) the motor 93 which it rotates to rotate the drilling head 91.
  • the breakable pin 99 is broken under a controlled pressure of the fluid and the drilling machine 87 can then advance towards the wall of the borehole.
  • the drill string 89 has a length chosen so that, when the drilling machine 87 is pressed into said wall according to a chosen anchoring depth, the drill string 89 is still engaged in at least the bore of internal gauge 5 of the crown 3.
  • an external sleeve 119 is slidably and tightly mounted on the drill string 89, in a position depending on the chosen anchoring depth, and is fixed to said train 89, in the drawn position, by a breakable pin 121 which passes through the train 89 in another transverse sealing tube 122 similar to the previous tube 101.
  • This external sleeve 119 closes in this position one or more orifices 125 formed through the wall of the drill string 89.
  • the destructible element 9 (FIGS. 5 and 6) is fixed in the borehole by the drilling machine 87 driven in like a nail in training (position not shown).
  • the crown 3 is rotated by means of the outer tube 33, the element destructible 9 being blocked in rotation by the drilling machine 87 inserted in the formation. This breaks the pins 25.
  • the said rotation is kept and the corer 1 is pushed forward which can only follow the deflected path given by the drill string 89 and the drilling machine 87, destroying the part of the destructible element 9 and said guide channel 79 which the crown 3 meets and penetrating into said wall and into the formation around the borehole to a desired depth.
  • the inner tube 31 can be filled beforehand and in a known manner with another fluid, in particular for the protection of the carrot which will enter it.
  • the front end (FIG. 10) of this interior space 131 can then be provided with a piston 133 for distributing this other fluid around the periphery of the core.
  • the piston 133 may include a valve 135, the rod 137 of which bears on the top of the core at the start of its entry into the inner tube 31 and the displacement of which opens a passage for the fluid to through distribution channels of the piston 133 which open towards the top of the core, as the core enters it.
  • a ball 138 can be provided, for example, arranged to allow the other fluid, contained in interior space 131 and in excess when the core enters it, to be able to s 'to escape from it and to prevent coring fluid under pressure, coming from outside this interior space 131 from entering it.
  • said guide means 11 in the destructible element 9, is also a guide channel 79, one end of which is substantially coaxial with the bore of internal caliber 5 of the crown 3 and the outline of which corresponds to the desired deviated path.
  • the internal guide 7 also includes a drilling machine 87t carried by a drill string 89t and arranged through the core barrel 1 and the bore of internal gauge 5 and following the guide channel 79 in the direction of said wall.
  • the drilling rig 87t and its drill string 89t are mounted in the core barrel 1 so that said rig 87t protrudes by a determined distance from the crown 3 in the guide channel 79.
  • the drilling head 911 87t could also be rotated by a motor as in the second embodiment. However, in the example of FIGS. 14 to 17, said drilling head 911 does not include a motor but is coupled by the drill string 89t to the crown 3 of the core barrel 1 as explained below.
  • the drilling machine 87t and its drill string 89t form a removable assembly 83t which is installed in the intermediate tube 81 to come directly or indirectly to abut against a stop in the crown 3, so that that the drilling head 911 is at the desired distance in front of the crown 3.
  • a spring pawl 139 (FIG. 15), which is part of the removable assembly 83t, engages in a longitudinal groove 141 cut in the tube intermediate 81 so that the latter, when it is rotated by the outer tube 33 via the gear coupling 84, rotates the removable assembly 83t and therefore the drilling head 91t which is part of it and is also attached to it for rotation.
  • the destructible element 9 (FIGS. 13 and 14) must therefore be fixed to the wall of the borehole, for example with the same elements, such as the inflatable annular sleeve and its accessories, and in the same manner as in the case of the first embodiment.
  • the supply means 21 may comprise, in addition to the valve 23 and the through holes 24 described previously in the first embodiment, a duct 143 arranged parallel to the longitudinal axis 41 and connecting for the fluid the interior of the guide channel 79 to the valve 23.
  • the guide channel 79 is closed by a hermetic cap 145 temporarily disposed in front of the 91t drill head ( Figure 14).
  • a core barrel 1 is mounted such as that shown in FIGS. 13 to 17 and, as guide means 11 in the destructible element 9, the guide channel 79 arranged as explained above is arranged.
  • the drilling machine 87t carried by the drill string 89t, is arranged in particular through the corer 1 and the bore of internal caliber 5 and following the guide channel
  • the drilling machine 87t is fixed to the core barrel 1, so that it projects a determined distance out of the crown 3 in the guide channel 79. This fixing will presently be the result of the pressure of the drilling / coring fluid on the removable assembly 83t, pushing it against the inside of the crown 3.
  • the crown 3 drives in its stroke the drilling machine 87t which precedes it, the coring / drilling fluid pressing forward the drill string 89t.
  • the drilling head 911 drills and first eliminates the plug 145 and can then drill the wall of the borehole along said deflected path given by the guide channel 79.
  • the crown 3 then follows the deviated path given by the drill string 89t and the drilling rig 87t, entering said wall and into the formation to a desired depth.
  • FIG. 14 a membrane 147 which, when it is intact in its drawn position, prevents the fluid or fluids from passing towards the outside of the destructible element 9.
  • the fluid can be given a momentary overpressure capable of piercing this membrane 147 so that, from this moment, fluid can escape there and rise up towards the crown 3
  • the drilling machine when the drilling machine has penetrated a desired depth into the wall of the borehole, it may be chosen to reduce the pressure of the coring fluid in the core barrel 1 so that the drilling machine 87t is no longer pushed forward in the formation and the head 91t no longer or hardly drills 0.
  • the crown 3 if the crown 3 continues to progress in the destructible element 9 and / or in the formation, the removable assembly 83t enters the core barrel 1, in the intermediate tube 81.
  • the ratchet system 139 and with longitudinal groove 141 can be arranged so that from a retracted position of the removable assembly 83t, the pawl 139 comes out of this groove 141. Consequently, the head 911 is then no longer rotated and no longer progresses from the everything in training. If the crown 3 is still driven in rotation and pushed forward, it can progress while being guided by the drilling machine 87t and / or its drill string 89t.
  • the second and third embodiments of the invention give the crown 3 a guide which is greater than that which the first embodiment gives, since the internal guide 7 of these two cases is arranged up to 'beyond the interface between the destructible element 9 and the formation.
  • the core cut afterwards will be entirely made up of formation and not of a first part consisting of debris from the destructible element 9 and of a second part consisting of said formation with, between these two parts, an interface surface oblique to the direction of coring.
  • the stabilization wings 77 of the destructible element 9 are shown extending parallel to the longitudinal axis 41. They can however have a helical shape.
  • FIGS. 3, 7, 10, 15, and 18 an apparatus 151, not detailed, which can be mounted as a variant or omitted, and which can be placed between the outer tube 33 and the inner tube 31 or respectively intermediate 81 ,
  • This apparatus 151 may include in the small annular chamber 155 sensors of different types known in the art for carrying out detections and / or measurements, in particular electrical, on a core which enters the corer 1.
  • the large annular chamber 153 is intended to receive detection, measurement and / or recording devices or even data transmission to operators, connected to these sensors, not shown.
  • the aforementioned particular fluid can then be chosen and / or arranged to present electrical characteristics which match the operation of these sensors, as is known.
  • the guide means 11 or channel 79 is mainly represented in the form of a tube over most of its length. It can however be any element shaped to give the described result.

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Abstract

Procédé et dispositif de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde, pour dévier transversalement à partir d'une direction longitudinal du trou, comportant outre une sélection d'un carottier (1) muni d'une couronne de carottage (3) présentant un alésage de calibre interne (5), un agencement, dans le carottier (1), d'un guide interne (7) résistant à l'abrasion, qui est intérieur à au moins l'alésage (5), de manière à ce que la couronne (3) puisse circuler le long de ce guide (7), et est agencé pour dévier la couronne (3) suivant une direction de trajet dévié souhaité, une mise en route du carottage avec la dite couronne (3) et un guidage de la couronne (3) par son alésage (5) coopérant avec la guide (7).

Description

"Procédé et dispositif de carottage et/ou forage dévié"
La présente invention concerne un procédé de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde.
On connaît des procédés et dispositifs de ce genre dans lesquels on installe dans le trou de sonde des moyens de déviation qui agissent sur l'extérieur du trépan de forage ou de la couronne de carottage. La mise en place de ces moyens en des endroits et orientations précis du trou de sonde est compliquée et coûteuse. La présente invention a pour but de remédier à ce problème et de proposer un procédé dans lequel un carottier porte, au moins le temps de réaliser l'opération de déviation, son propre moyen de guidage. Ainsi, en réglant directement la profondeur à laquelle on descend le carottier pour commencer la déviation, on règle immédiatement l'endroit à partir duquel peut commencer un carottage dévié. A cet effet, le procédé de l'invention comporte, outre une sélection d'un carottier muni d'une couronne de carottage présentant un alésage de calibre interne, un agencement, dans le carottier, d'un guide interne qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne; de plus, avant d'amorcer un carottage dévié, ledit guide est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne, de manière à ce que la couronne puisse circuler le long de ce guide interne. Le guide s'étend devant la couronne, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne depuis ladite direction longitudinale vers la paroi, suivant une direction de trajet dévié souhaité. Le procédé comporte ensuite une mise en route du carottage avec ladite couronne et un guidage de la couronne par son alésage de calibre interne coopérant avec le guide interne, jusqu'à pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue suivant le trajet dévié.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, on fixe de manière détachable à la couronne, et devant elle suivant son sens d'avance de carottage, un élément destructible qui est en une matière choisie pour pouvoir être détruite par la couronne, en cours de carottage le long du trajet dévié, et qui est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde. Dans l'élément destructible, on fixe un moyen de guidage agencé pour donner la direction de trajet dévié. Suivant un mode avantageux de réalisation de l'invention on utilise le guide interne susdit comme moyen de guidage dans l'élément destructible, et l'on fixe l'élément destructible à la paroi du trou de sonde en un endroit choisi pour un carottage dévié. Ensuite, on provoque une rupture de la fixation détachable entre la couronne et l'élément destructible, et l'on met en rotation et on pousse en avant la couronne pour suivre le trajet dévié donné par le guide interne, en détruisant la partie de l'élément destructible qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
On notera que dans ce cas le guide interne est fixé dans le trou de sonde par l'élément destructible, jusqu'à ce que la couronne l'ait complètement détaché de l'élément destructible.
Suivant un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, le procédé comporte, avant le carottage dévié proprement dit, un agencement, comme moyen de guidage dans l'élément destructible, d'un canal de guidage dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité. On dispose alors, notamment par étapes, un engin de forage, porté par un train de tiges, à travers le carottier et l'alésage de calibre interne et suivant le canal de guidage. On organise un forage par l'engin dans la paroi du trou de sonde selon le trajet dévié donné par ledit canal, le train de tiges ayant une longueur choisie afin que, lorsque l'engin de forage est enfoncé dans la paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne de la couronne. Ensuite, on provoque une rupture de la fixation détachable entre la couronne et l'élément destructible, et on met en rotation et on pousse en avant la couronne suivant le trajet dévié donné par le train de tiges et l'engin de forage, pour détruire la partie de l'élément destructible et dudit canal de guidage qu'elle rencontre et pour pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
On notera que dans ce cas le guide interne est préalablement envoyé et fiché dans la paroi du trou de sonde, pour s'y fixer, avant que la couronne soit mise en action. Ensuite, la couronne mise en action sera avancée le long du guide interne jusqu'à libérer celui-ci de sa fixation dans ladite paroi. On pourra alors prévoir un retrait dudit guide interne à travers le carottier lorsque celui-ci aura été dévié.
Suivant encore un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, le procédé comporte, avant le carottage dévié proprement dit, un agencement, comme moyen de guidage dans l'élément destructible, d'un canal de guidage dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité. On fixe dans ce cas-ci l'élément destructible à ladite paroi du trou de sonde à l'endroit choisi pour la déviation. On agence un engin de forage, porté par un train de tiges, à travers le carottier et l'alésage de calibre interne et pour qu'il suive le canal de guidage en direction de ladite paroi. On fixe l'engin de forage au carottier, pour qu'il fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne dans le canal de guidage. On rompt la fixation détachable entre la couronne et l'élément destructible et l'on met en rotation et l'on pousse en avant la couronne et l'engin de forage et l'on provoque un forage par l'engin dans la paroi du trou de sonde, selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage, et un carottage par la couronne suivant le trajet dévié donné par le train de tiges et l'engin de forage, en détruisant la partie de l'élément destructible et dudit canal de guidage qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue. On notera que dans ce cas le guide interne se déplace en avant de la couronne, en même temps, et en principe de la même valeur, que la couronne mais on pourra également organiser un retrait dudit guide interne à travers le carottier lorsque celui-ci aura été dévié.
L'invention concerne aussi un dispositif de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde.
Le dispositif de l'invention comporte un carottier, muni d'une couronne de carottage présentant un alésage de calibre interne, et un guide interne qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne, qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne, de manière à ce que la couronne puisse circuler le long de ce guide interne, qui s'étend devant la couronne, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne depuis ladite direction longitudinale vers la paroi, et qui est maintenu fixe pour donner à la couronne la direction de déviation souhaitée.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, le procédé et des formes de réalisation particulières du dispositif suivant l'invention. Les figures 1 à 20 représentent schématiquement, sans échelles -4- déterminées, en coupe suivant l'axe longitudinal et avec brisures différents tronçons successifs de trois différentes formes de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. Lesdites figures sont orientées dans un même sens, l'extrémité antérieure d'un tronçon étant dans le bas du dessin, l'extrémité postérieure étant dans le haut. Dans une même forme de réalisation, l'extrémité postérieure d'un tronçon d'une figure est à faire suivre par l'extrémité antérieure du tronçon de la figure suivante, l'endroit de fixation de l'élément destructible à la couronne étant reproduit sur deux figures consécutives.
Les figures 1 à 4 montrent la première forme de réalisation, la figure 1 en montrant l'extrémité antérieure, la figure 2 montrant un tronçon suivant dans le sens vers l'extrémité postérieure, la figure 3 montrant le tronçon suivant celui de la figure 2, la figure 4 montrant le tronçon postérieur à raccorder à un train de tiges.
Les figures 5 à 9 montrent d'une même manière la seconde forme de réalisation dans son montage de guidage de déviation, la figure 5 montrant l'extrémité antérieure du dispositif et la figure 9 montrant le tronçon postérieur à raccorder à un train de tiges.
Les figures 10 à 12 montrent d'une même manière la seconde forme de réalisation dans son montage de carottage.
Les figures 13 à 17 montrent d'une même manière la troisième forme de réalisation dans son montage de guidage de déviation, la figure 13 montrant l'extrémité antérieure du dispositif et la figure 17 montrant le tronçon postérieur à raccorder à un train de tiges.
Les figures 18 à 20 montrent d'une même manière la troisième forme de réalisation dans son montage de carottage.
Les figures 21 à 23 montrent à d'autres échelles des coupes transversales de détails de construction, prises respectivement suivant les plans de coupe XXI-XXI de la figure 8, XXÏI-XXII de la figure 7 et XXIII-XXIII de cette même figure 7.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues. Cependant, dans la troisième forme de réalisation, certains éléments de même genre et/ou fonction que ceux de la seconde forme de réalisation, mais différents dans leur conception, recevront le même numéro complété de la lettre "t".
Pour la clarté de l'explication, on décrit d'abord le dispositif de l'invention destiné à du carottage et/ou forage dévié, à travers une paroi d'un trou de sonde (non représenté) qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine (non représentée).
Suivant une de ses formes de réalisation, le dispositif de l'invention
(figures 1 à 4) comporte notamment, d'une part, un carottier 1 muni d'une couronne de carottage 3 (figure 1) présentant un alésage de calibre interne 5 et, d'autre part, un guide interne 7 qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne 3, en particulier à celle des éléments abrasifs usuellement disposés dans son alésage de calibre interne 5. Avant d'amorcer un carottage dévié, le guide interne 7 est agencé à l'intérieur d'au moins l'alésage de calibre interne 5, de manière à ce que la couronne 3 puisse circuler le long de ce guide interne 7. De plus, le guide interne 7 s'étend devant la couronne 3, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne 3, depuis ladite direction longitudinale du trou de sonde façonné au préalable, vers la paroi de ce trou de sonde. Le guide interne 7 est maintenu fixe par rapport à ladite paroi pour donner à la couronne 3 la direction de déviation souhaitée. Ci-après, par extrémité antérieure d'un élément, on désignera celle la plus proche du fond du trou de sonde lorsque le carottier 1 y est disposé en position de carottage, et par extrémité postérieure d'un élément, celle la plus proche d'un derrick auquel est relié ledit carottier 1 pour le carottage.
Ledit dispositif de l'invention peut comprendre de plus un élément destructible 9 qui est fixé de manière détachable devant la couronne 3, suivant le sens d'avance de carottage de celle-ci, et qui est réalisé en une matière choisie pour pouvoir être détruite par la couronne 3 en cours de carottage le long du trajet dévié. L'élément destructible 9 est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde.
L'élément destructible 9 peut être réalisé en toute matière connue, composite ou non, que la couronne 3 peut détruire sur son passage sans qu'elle s'use inutilement, mais qui puisse maintenir suffisamment efficacement en place le moyen de guidage 11 et/ou le guide interne 7. Il peut s'agir à cet effet d'un bloc de ciment, de polyester, d'une matière composite, etc.
Dans l'élément destructible 9 est fixé un moyen de guidage 11 agencé pour donner la direction de trajet dévié que devra suivre la couronne 3.
L'élément destructible 9 peut comporter un moyen 13 pour sa fixation sélective à la paroi du trou de sonde.
Ledit moyen de fixation sélective 13 peut comprendre un manchon annulaire 15, en matière élastique, qui est monté sur une partie de surface latérale périphérique de l'élément destructible 9 et dont le diamètre extérieur au repos passe librement dans le trou de sonde mais peut être dilaté sélectivement jusqu'à se bloquer contre la paroi du trou de sonde, des moyens 17 étant prévus pour provoquer cette dilatation et pour la conserver. Le manchon annulaire 15 est par exemple fixé par une de ses extrémités 15A à l'élément destructible 9 tandis que son autre extrémité 15B est agencée pour pouvoir coulisser de manière étanche le long dudit élément destructible 9.
Les moyens 17 agencés pour provoquer la dilatation peuvent comprendre une chambre annulaire 19, entre le manchon annulaire 15 et l'élément destructible 9, des moyens 21 d'alimentation en fluide de cette chambre annulaire 19 ainsi que des moyens de blocage 23, notamment une soupape 23 à bille et ressort, agencés pour bloquer sélectivement dans la chambre annulaire 19 le fluide qui y a été alimenté.
D'autres moyens de fixation sélective 13 appropriés, différents de ceux décrits, peuvent être utilisés pour la mise en œuvre de l'invention. De préférence, la fixation détachable entre l'élément destructible 9 et la couronne 3 est agencée pour se détacher par rotation relative de la couronne 3 par rapport à l'élément destructible 9 fixé préalablement à ladite paroi.
A cet effet, ladite fixation détachable entre l'élément destructible 9 et la couronne 3 peut comporter au moins une et de préférence plusieurs broches 25 fixées chaque fois au travers d'un ajutage 27, de la couronne 3, prévu en tant que sortie de fluide de carottage sur la face avant de la couronne 3. Cette broche 25 est avantageusement partiellement tubulaire et ouverte à son extrémité tournée vers l'intérieur de la couronne 3, son creux interne s'étendant jusqu'au delà de l'ajutage 27 vers l'extérieur de la couronne 3. La broche 25 est fermée à son extrémité à l'extérieur de la couronne 3. Elle est agencée pour se casser, lors de ladite rotation relative, entre la couronne 3 et l'élément destructible 9, là où elle est creuse, et elle est de préférence en une matière que peut éliminer, par exemple par usure, du fluide de carottage passant dans la broche tubulaire 25 cassée et/ou dans l'ajutage 27 correspondant. Dans l'exemple des figures 2 et 3, la broche 25 comporte un épaississement 25A à son extrémité interne à la couronne 3, de façon à être bloquée dans l'ajutage 27 lorsqu'elle y est enfoncée pour en sortir à l'extérieur de la couronne 3 et passer dans l'élément destructible 9. A son autre extrémité, la broche 25 peut recevoir une rondelle en matière élastique 28 et un écrou 28A pour le blocage de l'élément destructible 9 sur la couronne 3. La broche 25 peut être réalisée notamment en matière synthétique, aluminium ou alliage de celui-ci. Les broches 25 qui servent à la fixation détachable entre la couronne 3 et l'élément destructible 9 bouchent ainsi tous les ajutages 27 dans la présente forme de réalisation de l'invention.
Suivant cette première forme de réalisation de l'invention, représentée aux figures 1 à 4, ledit moyen de guidage 11 est le guide interne 7 précité fixé dans l'élément destructible 9.
Dans le cas d'exemple de la figure 3, le guide interne 7 comporte une extrémité postérieure 29 insérée coaxialement dans un tube intérieur 31 du carottier 1, qui est monté de manière connue dans un tube extérieur 33 de ce même carottier 1. Le guide interne 7 passe à travers l'alésage de calibre interne 5 et (figures 3 et 2) se prolonge d'abord coaxialement dans l'extrémité postérieure 35 de l'élément destructible 9 et ensuite de manière courbée en direction de, et jusqu'à, la surface latérale 37 de l'élément destructible 9 où le guide interne 7 est façonné de préférence pour s'intégrer dans la forme extérieure de ladite surface latérale 37. L'extrémité postérieure 29 du guide interne 7 ainsi qu'au moins une partie de celui-ci sont percés d'un canal longitudinal 39 de préférence de même axe que l'axe longitudinal 41 du carottier 1 et de l'élément destructible 9, ce canal longitudinal 39 étant prolongé suivant cette même direction jusqu'à la soupape 23 des moyens de fixation 13 à la paroi du trou de sonde. Comme le montre la figure 2, le canal longitudinal 39 sort ainsi progressivement du guide interne 7 et le quitte en raison de la courbure de celui-ci et du tracé rectiligne dudit canal 39. Notamment à cet effet, ledit canal longitudinal 39 peut être foré dans les guide interne 7 et élément destructible 9 préalablement assemblés.
Les tubes extérieur 33 et intérieur 31 sont usuellement formés chacun de plusieurs tronçons successifs fixés de manière connue l'un à l'autre. L'espace intérieur 43 (figure 4) du tube intérieur 31 peut comporter avantageusement un système de piston 45 qui sépare de façon étanche cet espace intérieur 43 en un espace supérieur 47, dans lequel du fluide de carottage peut être amené à pression réglée depuis la surface terrestre, et un espace inférieur 49 dans lequel un fluide particulier différent peut être enfermé avant de descendre le carottier 1 dans le trou de sonde. Ce fluide particulier peut être un fluide de protection de carotte, qui pourra être utilisé, comme expliqué ci-après, pour gonfler le manchon annulaire 15. A cet effet, ce fluide particulier ne comporte de préférence pas de particules qui pourraient entraver le bon fonctionnement de la soupape 23 notamment.
Pour l'introduction du fluide particulier dans l'espace inférieur 49 lorsque le système de piston 45 est dans la position représentée à la figure 4, il peut être prévu - à travers la paroi du tube intérieur 31 , un passage muni d'un bouchon 51 ,
- sur le pourtour du piston 45, un dégagement annulaire 53 délimité par deux joints toriques 55, et par ladite paroi du tube intérieur 31,
- dans le piston 45, un passage transversal 57 entre ce dégagement annulaire 53 et une soupape 59 à bille et ressort,
- une sortie de fluide de la soupape 59 vers l'espace inférieur 49,
- dans le piston 45, un passage longitudinal 61 entre l'espace inférieur 49 et une soupape 63 à bille et ressort destinée à l'évacuation d'un surplus de fluide particulier, et - une sortie 65 du fluide de la soupape 63 vers l'espace intérieur 43 et plus particulièrement vers son espace supérieur 47.
Ce fluide particulier est introduit par ce chemin dans ledit espace inférieur 49 avant de mettre le tube intérieur 31 dans le tube extérieur 33.
Le tube intérieur 31 est suspendu de manière connue dans le tube extérieur 33 à l'aide d'un système de butée à billes 67 (figure 4).
Du fluide de carottage peut être amené à travers le système de butée 67 et peut s'écouler vers l'interstice 69 entre les tubes extérieur 33 et intérieur 31 par des orifices 71 et vers le sommet du piston 45 par un orifice 73 tant que celui-ci n'a pas été fermé par une bille 75. Un premier mode de réalisation du procédé de l'invention peut être décrit à l'aide du dispositif de l'invention suivant la forme de réalisation décrite ci- dessus, sans cependant être limité à l'utilisation de ce dispositif.
Outre une sélection usuelle, suivant le travail à accomplir, d'un carottier 1 muni d'une couronne de carottage 3, on agence dans le carottier 1 un guide interne 7 du genre décrit qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est agencé à l'intérieur d'au moins ledit alésage de calibre interne 5, de manière à ce que la couronne 3 puisse circuler le long de ce guide interne 7. Celui-ci est disposé de façon à s'étendre devant la couronne 3, suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne 3 depuis ladite direction longitudinale du trou de sonde vers la paroi de celui-ci.
On maintient fixe le guide interne 7 par rapport à la paroi du trou de sonde pour donner à la couronne 3 une direction de trajet dévié souhaité. On met en route "le carottage avec ladite couronne 3 ainsi équipée et on laisse se réaliser un guidage de la couronne 3 par son alésage de calibre interne 5 le long du guide interne 7, jusqu'à pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue suivant le trajet dévié.
Dans une variante du procédé de l'invention, pour fixer la position du guide interne 7 par rapport à ladite paroi du trou de sonde, on fixe avantageusement de manière détachable à la couronne 3, devant celle-ci suivant son sens d'avance de carottage, l'élément destructible 9 susdit, notamment à l'aide des broches 25 décrites.
On fixe alors dans cet élément destructible 9 un moyen de guidage agencé pour donner la direction de trajet dévié.
En particulier, on peut utiliser directement le guide interne 7 susdit comme moyen de guidage 11 dans l'élément destructible 9 ou vice et versa, le guide interne 7 et le moyen de guidage 11 étant confondus en une pièce.
Le fluide particulier précité peut n'être introduit dans l'espace intérieur 43 qu'au moment où l'élément destructible 9 et le guide interne 7 sont fixés au carottier 1 , de manière à remplir également le canal longitudinal 39 jusqu'au moins à la soupape
23, et de préférence jusque dans la chambre annulaire 19, en purgeant l'air qui s'y trouverait.
On peut descendre alors le carottier 1 dans le trou de sonde et fixer l'élément destructible 9 à la paroi du trou de sonde en un endroit choisi pour un carottage dévié. A cet effet, du fluide de forage envoyé sous pression dans le carottier 1, ne pouvant s'écouler à travers les ajutages 27 bouchés par les broches 25, est obligé de passer par l'orifice 73 et d'agir sur la face du piston 45 qu'il rencontre dans l'espace supérieur 47. Le piston 45 ainsi sollicité pousse le fluide particulier à travers le canal longitudinal 39 de façon à ce que ce fluide ouvre la soupape 23 et passe, par des trous 24, dans la chambre annulaire 19 pour remplir celle-ci et pousser ainsi le manchon annulaire 15 en un contact des plus intime avec la paroi du trou de sonde. Ceci bloque dans le trou de sonde l'élément destructible 9 et le carottier 1 qui y est fixé. Lorsque la pression du fluide de carottage est réduite ou annulée temporairement, le piston 45 relâche la pression du fluide particulier et la soupape 23 est refermée par l'action de son ressort ainsi qu'éventuellement par une pression inverse provoquée par le manchon annulaire 15. La chambre annulaire 19 reste ainsi remplie et le manchon annulaire 15 reste en contact de blocage pour maintenir fixe en translation et en rotation la position de l'élément destructible 9 dans le trou de sonde.
Pour que la pression du fluide de carottage ne sollicite plus le piston 45, on peut lancer avantageusement dans le carottier 1 , comme cela est connu, une bille de fermeture 75 (figure 4) calibrée pour arriver jusqu'à l'orifice 73 et obturer celui-ci. Comme l'élément destructible 9 est ainsi fixé dans le trou de sonde, lorsque la couronne 3 est mise en rotation par l'intermédiaire du tube extérieur 33, les broches 25 sont amenées à se rompre. Le fluide de carottage peut à présent passer à travers la partie tubulaire de chaque broche 25 restée dans son ajutage 27 respectif, et user par abrasion cette partie tubulaire jusqu'à libérer en suffisance ou totalement ledit ajutage 27.
Il y a lieu alors de poursuivre la rotation de la couronne 3 et de pousser celle-ci en avant pour qu'elle suive le trajet dévié donné par le guide interne 7 ainsi fixé à la paroi du trou de sonde, en détruisant la partie de l'élément destructible 9 qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
Ledit fluide particulier restant dans l'espace intérieur 43 ou plus précisément dans l'espace inférieur 49 peut servir, s'il a été choisi à cet effet, à enrober la carotte à mesure qu'elle entre dans cet espace inférieur 49, le surplus de ce fluide pouvant s'échapper par exemple par la soupape 63 et, en repoussant la bille 75, se mélanger au fluide de carottage dans l'interstice 69.
On comprend que la courbure que l'on peut donner au guide interne 7 est d'un très grand rayon, et qu'en conséquence la longueur de ce guide interne 7 est importante, parce que la déviation que celui-ci peut donner au carottier 1 est faible en raison de la rigidité de ce dernier. Lors de la sélection du carottier 1 , il sera donc tenu compte de cette longueur dans le calcul de celle de l'espace intérieur 43 dans lequel le guide interne 7 entrera et restera. A cet effet, le guide interne 7 peut présenter avantageusement, hors de l'élément destructible 9, une certaine flexibilité de manière à pouvoir se redresser quelque peu lorsqu'il arrive et se trouve dans le tube intérieur 31.
A la figure 2, on aperçoit que le guide interne 7 débouche, de l'intérieur de l'élément destructible 9 vers la surface latérale de celui-ci, entre deux ailes de stabilisation 77. Il pourrait tout aussi bien déboucher au travers d'une telle aile 77.
Il apparaît que, par exemple, la partie antérieure de l'élément destructible 9, qui porte le moyen de fixation 13 (manchon 15) à la paroi, reste pratiquement en place dans le trou de sonde lorsque l'on retire le carottier 1 après le carottage dévié. Cette partie, profilée en coin par l'action de la couronne 3 peut donc servir de guide pour réintroduire suivant la même déviation le même carottier 1 ou un autre ou même un dispositif de forage. Cette même partie antérieure profilée en coin peut cependant être ultérieurement détachée de la paroi et/ou détruite pour permettre de réaliser une opération de carottage et/ou forage dévié à un niveau plus profond dans le même trou de sonde de départ. Dans une seconde forme de réalisation de l'invention (figures 5 à 12 et 21 à 23), ledit moyen de guidage 11, façonné dans l'élément destructible 9, est un canal de guidage 79, notamment de forme tubulaire cylindrique, dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne 5 de la couronne 3 et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité, pour déboucher, coupé en biais, de la surface latérale de l'élément destructible 9, comme cela est représenté dans les figures 5 et 6, de façon à ne pas déborder de cette surface latérale.
Dans cette seconde forme de réalisation de l'invention, un tube intermédiaire de guidage 81 peut être agencé dans le tube extérieur 33, afin d'y loger temporairement, d'une part, un ensemble amovible 83 comportant le guide interne 7 qui provoquera la déviation souhaitée et, d'autre part, ensuite un tube intérieur 31 qui recevra ultérieurement une carotte. Un accouplement à dentures 84 (figures 7 et 22) peut être prévu entre les tubes intermédiaire 81 et extérieur 33 afin de les solidariser en ce qui concerne leur rotation. On remarquera les passages pour le fluide, ménagés entre les dents portées par le tube intermédiaire 81 et les fonds des creux entre les dents du tube extérieur 33. Le tube intermédiaire 81 peut comporter des moyens de centrage 85 (figures 8 et 11) connus, présentant des passages longitudinaux pour du fluide. L'ensemble amovible 83 comporte pour pouvoir le retirer du carottier 1 (figure 9), un téton d'accrochage 86. Le guide interne 7 proprement dit comporte de son côté un engin de forage 87 (figure 6) porté par un train de tiges 89 (figures 7 et 8), et est agencé pour être amené à travers le carottier 1, dans le tube intermédiaire 81, à travers l'alésage de calibre interne 5 et, en suivant le canal de guidage 79, de façon à pouvoir forer et pénétrer dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage 79. Le train de tiges 89 a une longueur choisie de façon à ce que, lorsque l'engin de forage 87 est enfoncé dans ladite paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges 89 soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne 5. Par exemple, l'engin de forage 87 comporte une tête de forage 91 et, pour faire tourner celle-ci, un moteur hydraulique 93 connu en soi, alimenté en fluide de forage à son extrémité postérieure 95, à travers le train de tiges 89 creux, à partir du tube extérieur 33.
Dans le cas présentement décrit, l'élément destructible 9 (figures 5 et 6) n'est pas équipé du moyen 13 représenté à la figure 1 (et décrit ci-dessus) pour la fixation sélective à la paroi du trou de sonde, et ce moyen n'est pas nécessaire dans ladite seconde forme de réalisation. De ce fait, il n'y a pas lieu d'obturer tous les ajutages 27 par des broches 25 (figure 6).
Dans le cas de la seconde forme de réalisation, l'ensemble amovible 83, qui est proposé à titre d'exemple pour manipuler le guide interne 7 dans le tube intermédiaire 81, peut comprendre un tube amovible 97 agencé pour coulisser dans le
5 tube intermédiaire 81 et dans lequel est logé le train de tiges 89 de l'engin de forage
87.
Le procédé associé à ladite seconde forme de réalisation peut alors comporter un agencement, comme moyen de guidage 11 dans l'élément destructible 9, du canal de guidage 79 disposé comme expliqué ci-dessus. 10 On dispose, par exemple à l'assemblage du carottier 1, l'engin de forage
87, porté par son train de tiges 89, à travers le carottier 1 et l'alésage de calibre interne 5, de façon à ce qu'il suive le canal de guidage 79, de préférence pour que la tête de forage 91 soit positionnée (comme représenté à la figure 6) en un endroit encore latéralement fermé dudit canal de guidage 79 mais proche de l'extrémité antérieure de 15 celui-ci.
A cet effet, le train de tiges 89 auquel est suspendu l'engin de forage 87 est retenu par une goupille cassable 99 (figures 7 et 23) qui traverse le train de tiges 89 dans un tube transversal d'étanchéité 101 qui y est fixé étanchement. La goupille cassable 99 peut être retenue de part et d'autre dans le tube amovible 97 qui est 20 disposé (indirectement) à butée contre l'intérieur de la couronne 3. Le corps du moteur 93 est empêché de tourner par sa fixation au train de tiges 89 qui, dans l'exemple de réalisation, comporte sur sa surface externe deux rainures longitudinales 103 coopérant avec deux excroissances 105 internes du tube amovible 97. Le tube amovible 97 lui-même est empêché de tourner par exemple par un cliquet à ressort 25 106 (figure 9) qu'il comporte et qui coopère à cet effet avec une rainure longitudinale 107 taillée dans le tube intermédiaire 81 bloqué en rotation de son côté, par l'accouplement à dentures 84, dans le tube extérieur 33 qui ne tourne pas pendant cette phase d'opération.
Du fluide de forage ou de carottage est envoyé sous pression dans le 0 carottier 1 à partir de son extrémité postérieure 109 (figure 9) et passe dans le tube intermédiaire 81 qu'il pousse en même temps à butée (directement ou indirectement) contre la couronne 3. Ce fluide passe le long du téton d'accrochage 86 et du cliquet à ressort 106, par des passages 111, et à travers un piston sélecteur 113 tenu par une goupille cassable 115 dans une position dessinée à la figure 9. De là, le fluide s'écoule5 à travers un ajutage 117 et à l'intérieur du tube amovible 97 et (figure 8) arrive à l'extrémité postérieure du train de tiges 89 qui est agencée en un genre de piston dans le tube amovible 97 et est munie d'un ajutage 117 de restriction de passage du fluide. Ledit fluide pousse par sa pression sur le train de tiges 89 et, parcourant ce train de tiges 89, atteint (figure 7) le moteur 93 qu'il fait tourner pour faire tourner la tête de forage 91. La goupille cassable 99 est rompue sous une pression commandée du fluide et l'engin de forage 87 peut alors avancer vers la paroi du trou de sonde.
Ainsi est provoqué un forage par l'engin 87 dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage 79. Le train de tiges 89 a une longueur choisie de façon à ce que, lorsque l'engin de forage 87 est enfoncé dans ladite paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges 89 soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne 5 de la couronne 3.
Avantageusement, (figures 8 et 21) un manchon externe 119 est monté de manière coulissante et étanche sur le train de tiges 89, en une position dépendant de la profondeur d'ancrage choisie, et est fixé audit train 89, dans la position dessinée, par une goupille cassable 121 qui passe à travers le train 89 dans un autre tube transversal d'étanchéité 122 semblable au tube 101 précédent. Ce manchon externe 119 obture dans cette position un ou des orifices 125 formés à travers la paroi du train de tiges 89.
Lorsque le train de tiges 89 a parcouru dans le tube amovible 97 la distance choisie pour l'ancrage, ledit manchon externe 119 vient buter (figure 7) contre un épaulement d'arrêt 123 et, sous la force exercée par la pression du fluide poussant ledit train 89, la goupille cassable 121 se rompt et le train de tiges 89 avance encore, notamment dans ledit manchon 119 (figure 8), d'une longueur déterminée. Par ce mouvement, le manchon 119 libère les orifices 125 et cela fait chuter la pression du fluide dans le carottier 1. De ce fait, le moteur 93 n'a plus la force de faire forer la tête 91 et simultanément l'opérateur du carottier 1 peut voir la chute de pression sur un manomètre en surface et en comprendre que ce forage est terminé.
A ce stade des opérations avec la seconde forme de réalisation de l'invention, l'élément destructible 9 (figures 5 et 6) est fixé dans le trou de sonde par l'engin de forage 87 enfoncé à la manière d'un clou dans la formation (position non représentée).
Par exemple, on provoque à ce moment une brusque hausse choisie de pression du fluide et celle-ci agit sur le piston sélecteur 113 (figure 9) avec une force qui provoque la rupture de sa goupille cassable 115 et le déplacement dudit piston sélecteur 113 dans la chambre qu'il occupe, en direction de la couronne 3, jusqu'à ouvrir un passage pour ledit fluide à travers des orifices 127 qui mènent celui-ci dans l'espace 129 entre les tubes extérieur 33 et intermédiaire 81, de façon à ce que ce fluide arrive par ce chemin jusqu'aux ajutages 27 pour pouvoir commencer l'opération de carottage dévié proprement dite. II y a lieu de provoquer à ce moment la rupture de la fixation détachable entre la couronne 3 et l'élément destructible 9. A cet effet notamment, on met en rotation la couronne 3 par l'intermédiaire du tube extérieur 33, l'élément destructible 9 étant bloqué en rotation par l'engin de forage 87 fiché dans la formation. Cela brise les broches 25. On conserve ladite rotation et on pousse en avant le carottier 1 qui ne peut que suivre le trajet dévié donné par le train de tiges 89 et l'engin de forage 87, en détruisant la partie de l'élément destructible 9 et dudit canal de guidage 79 que la couronne 3 rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation autour du trou de sonde jusqu'à une profondeur voulue.
A ce stade des opérations, on peut par exemple retirer l'ensemble amovible 83, donc ledit guide interne 7 formé par l'engin de forage 87 et ses accessoires, en attrapant de manière connue le téton d'accrochage 86 de cet ensemble. On peut alors introduire dans le carottier 1 , plus précisément dans son tube intermédiaire 81, un tube intérieur 31 usuel (figures 10 à 12) à l'aide d'un téton d'accrochage 86 de celui-ci. Dans l'exemple présentement décrit, l'espace intérieur 131 (figures 10 et
11) du tube intérieur 31 peut être rempli préalablement et d'une manière connue d'un autre fluide, notamment pour la protection de la carotte qui y entrera. L'extrémité antérieure (figure 10) de cet espace intérieur 131 peut alors être munie d'un piston 133 de répartition de cet autre fluide sur le pourtour de la carotte. A cet effet, le piston 133 peut comporter une soupape 135 dont la tige 137 prend appui sur le sommet de la carotte au début de l'entrée de celle-ci dans le tube intérieur 31 et dont le déplacement libère un passage pour le fluide à travers des canaux de répartition du piston 133 qui débouchent vers le sommet de la carotte, à mesure que la carotte y entre.
A l'extrémité postérieure dudit espace intérieur 131 (figure 11), il peut être prévu par exemple une bille 138 disposée pour permettre que l'autre fluide, contenu dans l'espace intérieur 131 et en surplus lorsque la carotte y pénètre, puisse s'en échapper et pour empêcher que du fluide de carottage sous pression, venant du dehors de cet espace intérieur 131 n'y entre.
Dans une troisième forme de réalisation (figures 13 à 20) du dispositif de l'invention, ledit moyen de guidage 11 (figures 13 et 14), dans l'élément destructible 9, est aussi un canal de guidage 79 dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne 5 de la couronne 3 et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité. Le guide interne 7 comporte aussi un engin de forage 87t porté par un train de tiges 89t et agencé à travers le carottier 1 et l'alésage de calibre interne 5 et en suivant le canal de guidage 79 en direction de ladite paroi. L'engin de forage 87t et son train de tiges 89t sont montés dans le carottier 1 de façon à ce que ledit engin 87t fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne 3 dans le canal de guidage 79. La tête de forage 911 de l'engin 87t pourrait aussi être entraînée en rotation par un moteur comme dans la seconde forme de réalisation. Cependant, dans l'exemple des figures 14 à 17, ladite tête de forage 911 ne comporte pas de moteur mais est accouplée par le train de tiges 89t à la couronne 3 du carottier 1 comme expliqué ci-après.
A cet effet, l'engin de forage 87t et son train de tiges 89t forment un ensemble amovible 83t que l'on installe dans le tube intermédiaire 81 pour venir directement ou indirectement à butée contre un arrêt dans la couronne 3, de manière à ce que la tête de forage 911 soit à la distance souhaitée en avant de la couronne 3. Un cliquet à ressort 139 (figure 15), qui fait partie de l'ensemble amovible 83t, s'engage dans une rainure longitudinale 141 taillée dans le tube intermédiaire 81 de façon à ce que celui-ci, lorsqu'il est entraîné en rotation par le tube extérieur 33 via l'accouplement à denture 84, entraîne en rotation l'ensemble amovible 83t et donc la tête de forage 91t qui en fait partie et y est aussi fixée pour la rotation.
Dans le cas présentement décrit, puisque la couronne 3 doit tourner pour assurer la rotation de la tête de forage 911, il faut fixer en conséquence l'élément destructible 9 (figures 13 et 14) à la paroi du trou de sonde, par exemple avec les mêmes éléments, tels que le manchon annulaire 15 gonflable et ses accessoires, et de la même manière que dans le cas de la première forme de réalisation.
Pour amener du fluide de gonflage au manchon 15, les moyens d'alimentation 21 (figures 13 à 15) peuvent comporter, outre la soupape 23 et les trous de passage 24 décrits précédemment dans la première forme de réalisation, un conduit 143 agencé parallèlement à l'axe longitudinal 41 et raccordant pour le fluide l'intérieur du canal de guidage 79 à la soupape 23. Pour que ledit fluide de gonflage passe dans ce conduit 143 au moment voulu, le canal de guidage 79 est fermé par un bouchon hermétique 145 disposé temporairement devant la tête de forage 91t (figure 14). Le procédé de l'invention, appliqué dans le cadre de cette troisième forme de réalisation du carottier 1 peut comprendre les étapes suivantes, dont certaines sont essentielles à l'invention et d'autres ne sont nécessaires que pour la compréhension (comme cela est aussi le cas pour les autres formes et modes de réalisation). 5 On monte par exemple un carottier 1 comme celui représenté aux figures 13 à 17 et l'on agence, comme moyen de guidage 11 dans l'élément destructible 9, le canal de guidage 79 disposé comme expliqué ci-dessus. Lors de ce montage, on agence notamment l'engin de forage 87t, porté par le train de tiges 89t, à travers le carottier 1 et l'alésage de calibre interne 5 et en suivant le canal de guidage
10 79 en direction de ladite paroi à forer. On fixe l'engin de forage 87t au carottier 1, pour qu'il fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne 3 dans le canal de guidage 79. Cette fixation sera présentement le résultat de la pression du fluide de forage/carottage sur l'ensemble amovible 83t, poussant celui-ci à butée contre l'intérieur de la couronne 3.
15 On peut alors verser dans le tube intermédiaire 81 un fluide de préférence particulier, sans particules pour ne pas gêner le bon fonctionnement de la soupape 23, de façon à ce qu'une quantité suffisante de ce fluide soit stockée dans le conduit 143, le canal de guidage 79 fermé par le bouchon 145 et le train de tiges 89t pour assurer ultérieurement un gonflage correct du manchon 15. 0 On peut descendre alors le carottier 1 dans le trou de sonde et le positionner là où est souhaité le carottage dévié. On provoque ensuite une fixation de l'élément destructible 9 à ladite paroi du trou de sonde, comme déjà décrit, par un gonflage du manchon 15 à l'aide du fluide particulier soumis à une pression suffisante envoyée dans le carottier 1 à partir du derrick, notamment à l'aide d'un fluide de5 carottage/forage pressant sur le fluide particulier.
Il y a lieu de provoquer à ce moment une rupture de la fixation détachable entre la couronne 3 et l'élément destructible 9. A cet effet, on met dans le présent cas la couronne 3 en rotation et, l'élément destructible 9 étant bloqué par les moyens de fixation 13 dans le trou de sonde, les broches 25 se brisent. On remarquera0 que, pour pouvoir mettre les fluides sous pression, tous les ajutages ont été bouchés par des broches 25 du type décrit ci-dessus.
On peut poursuivre la mise en rotation de la couronne 3 et pousser celle-ci en avant à travers l'élément destructible 9 qu'elle détruit sur son passage, en même temps que le canal de guidage 79 qui s'y trouve. La couronne 3 entraîne dans5 sa course l'engin de forage 87t qui la précède, le fluide de carottage/forage pressant vers l'avant le train de tiges 89t. La tête de forage 911 fore et élimine d'abord le bouchon 145 et peut ensuite forer la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage 79. La couronne 3 suit alors le trajet dévié donné par le train de tiges 89t et l'engin de forage 87t, en pénétrant dans ladite paroi et dans la 5 formation jusqu'à une profondeur voulue.
On peut remarquer à la figure 14 une membrane 147 qui, lorsqu'elle est intacte dans sa position dessinée, empêche le ou les fluides de passer vers l'extérieur de l'élément destructible 9. En fait, lorsque le manchon 15 a été suffisamment gonflé, on peut donner au fluide une surpression momentanée capable de percer cette 10 membrane 147 de façon à ce que, à partir de cet instant, du fluide puisse s'échapper en cet endroit et remonter vers la couronne 3
A ce stade des opérations, on peut retirer à l'aide du téton 86 l'ensemble amovible 83t qui comporte l'engin de forage 87t, et remplacer cet ensemble 83t, comme dans le cas de la seconde forme de réalisation ci-dessus, par un tube intérieur 15 31 usuel de carottage (figures 18 à 20) déjà décrit.
En variante du troisième mode de réalisation, lorsque l'engin de forage a pénétré d'une profondeur voulue dans la paroi du trou de sonde, il peut être choisi de réduire la pression du fluide de carottage dans le carottier 1 de façon à ce que l'engin de forage 87t ne soit plus poussé en avant dans la formation et que la tête 91t ne fore 0 plus ou à peine. Dans ces conditions, si la couronne 3 continue à progresser dans l'élément destructible 9 et/ou dans la formation, l'ensemble amovible 83t rentre dans le carottier 1, dans le tube intermédiaire 81. Le système à cliquet 139 et à rainure longitudinale 141 peut être agencé pour qu'à partir d'une position de rentrée de l'ensemble amovible 83t, le cliquet 139 sorte de cette rainure 141. En conséquence, la5 tête 911 n'est alors plus entraînée en rotation et ne progresse plus du tout dans la formation. Si la couronne 3 est encore entraînée en rotation et poussée en avant, elle peut progresser tout en étant guidée par l'engin de forage 87t et/ou son train de tiges 89t.
Il apparaît à l'homme de métier que les seconde et troisième formes de0 réalisation de l'invention donnent à la couronne 3 un guidage supérieur à celui que donne la première forme de réalisation, puisque le guide interne 7 de ces deux cas se dispose jusqu'au delà de l'interface entre l'élément destructible 9 et la formation.
De plus, dans les seconde et troisième formes de réalisation, si l'engin de forage 87 ou 87t est envoyé suffisamment profondément dans la formation de la5 paroi du trou de sonde, la carotte découpée ensuite sera tout entièrement constituée de formation et non d'une première partie constituée de débris de l'élément destructible 9 et d'une seconde partie constituée de ladite formation avec, entre ces deux parties, une surface d'interface en oblique par rapport à la direction de carottage.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications.
Dans la description et les revendications, l'ordre indiqué des étapes de procédé semble présentement favorable. Cependant des modifications de cet ordre doivent être considérées comme comprises dans la portée des revendications. Les ailes de stabilisation 77 de l'élément destructible 9 sont représentées s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal 41. Elles peuvent cependant être d'allure hélicoïdale.
On remarquera aux figures 3, 7, 10, 15, et 18 un appareillage 151, non détaillé, qui peut être monté en variante ou omis, et qui peut - être disposé entre le tube extérieur 33 et le tube intérieur 31 ou respectivement intermédiaire 81,
- présenter une grande chambre annulaire 153,
- présenter une petite chambre annulaire 155 reliée à la grande chambre 153 et qui est ouverte au moins localement du côté de la carotte, - être en appui ou fixé contre l'intérieur de la couronne 3.
Ce appareillage 151 peut comporter dans la petite chambre annulaire 155 des capteurs de différents types connus dans le métier pour effectuer des détections et/ou mesures notamment électriques sur une carotte qui entre dans le carottier 1. La grande chambre annulaire 153 est destinée à recevoir des appareils de détections, mesures et/ou enregistrements ou même d'émission de données vers les opérateurs, raccordés à ces capteurs non représentés.
Le fluide particulier susdit peut être choisi alors et/ou aménagé pour présenter des caractéristiques électriques assorties au fonctionnement de ces capteurs, comme cela est connu. Ainsi, à partir du moment où une carotte pénètre dans le carottier et avant de remonter celui-ci à la surface, on peut effectuer une ou des mesures et/ou détections de paramètres de cette carotte au niveau de la couronne 3 et un enregistrement et/ou une transmission vers un opérateur de ces mesures et/ou détections. Celles-ci peuvent être exploitées pour décider des actions à entreprendre pendant le carottage dévié. Le moyen 11 ou canal 79 de guidage est principalement représenté sous forme d'un tube dans une majeure partie de sa longueur. Il peut cependant s'agir de tout élément façonné pour donner le résultat décrit.
Légende des figures
1 carottier
3 couronne de carottage de 1
5 alésage de calibre interne de 2
5 7 guide interne
9 élément destructible
11 moyen de guidage
13 moyen de fixation de 9 à la paroi
15 manchon annulaire
10 15A une extrémité de 15
15B autre extrémité de 15
17 moyens de dilatation de 10
19 chambre annulaire de 9
21 moyens d'alimentation en fluide de 13
15 23 moyens de blocage ou soupape
24 trous de passage vers 19
25 broche entre 3 et 9
25A épaississement de 25
27 ajutage de 3
20 28 rondelle sur 25
28A écrou sur 25
29 extrémité postérieure de 7
31 tube intérieur de 1
33 tube extérieur de 1
25 35 extrémité postérieure de 9
37 surface latérale de 9
39 canal longitudinal de 7 et 9
41 axe longitudinal de 1
43 espace intérieur de 31
30 45 système de piston et piston
47 espace supérieur de 43
49 espace inférieur de 43
51 bouchon dans un passage dans 31
53 dégagement annulaire de 45
35 55 joints toriques sur 45 57 passage transversal dans 45
59 soupape vers 49
61 passage longitudinal dans 45
63 soupape de surplus 5 65 sortie de fluide de surplus à travers 45
67 système de butée à billes
69 interstice entre 31 et 33
71 orifices vers 69
73 orifice vers 45 10 75 bille de fermeture de 73
77 aile de stabilisation
79 canal de guidage
81 tube intermédiaire de guidage
83 ensemble amovible
15 84 accouplement à denture
85 moyens de centrage
86 téton d'accrochage
87 engin de forage 89 train de tiges
20 91 tête de forage
93 moteur de 87
95 extrémité postérieure de 93
97 tube amovible
99 goupille cassable
25 101 tube transversal d'étanchéité
103 rainures longitudinales
105 excroissances internes de 97
106 cliquet à ressort
107 rainure longitudinale
30 109 extrémité postérieure de 1
111 passages
113 piston sélecteur
115 goupille cassable
117 ajutage
35 119 manchon externe 121 goupille cassable
122 tube transversal d'étanchéité
123 épaulement d'arrêt
125 orifices dans 89
5 127 orifices
129 espace entre 33 et 81
131 espace intérieur de 31
133 piston de répartition
135 soupape de 133
10 137 tige de 135
138 bille
139 cliquet à ressort
141 rainure longitudinale dans 81
143 conduit
15 145 bouchon de 79
147 membrane
151 appareillage
153 grande chambre annulaire
155 petite chambre annulaire 0

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte : outre une sélection d'un carottier (1) muni d'une couronne de carottage (3) présentant un alésage de calibre interne (5), un agencement, dans le carottier (1), d'un guide interne (7) - qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne (3),
- qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne (5), de manière à ce que la couronne (3) puisse circuler le long de ce guide interne (7),
- qui s'étend devant la couronne (3), suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne (3) depuis ladite direction longitudinale vers la paroi, suivant une direction de trajet dévié souhaité, une mise en route du carottage avec ladite couronne (3) et un guidage de la couronne (3) par son alésage de calibre interne (5) coopérant avec le guide interne (7), jusqu'à pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue suivant le trajet dévié.
2. Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une fixation détachable à la couronne (3), et devant elle suivant son sens d'avance de carottage, d'un élément destructible (9) - qui est en une matière choisie pour pouvoir être détruite par la couronne (3) en cours de carottage le long du trajet dévié, et
- qui est d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde, et dans l'élément destructible (9), une fixation d'un moyen de guidage (11) agencé pour donner la direction de trajet dévié.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une utilisation du guide interne (7) susdit comme moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9), une fixation de l'élément destructible (9) à la paroi du trou de sonde à un endroit choisi pour un carottage dévié, - ensuite, une rupture de la fixation détachable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9), et une mise en rotation et une poussée en avant de la couronne (3) pour suivre le trajet dévié donné par le guide interne (7), en détruisant la partie de l'élément destructible (9) qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un agencement, comme moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9), d'un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité, - une disposition, notamment par étapes, d'un engin de forage (87), porté par un train de tiges (89), à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et suivant le canal de guidage (79), un forage par l'engin (87) dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage (79), le train de tiges (89) ayant une longueur choisie afin que, lorsque l'engin de forage (87) est enfoncé dans la paroi suivant une profondeur d'ancrage choisie, le train de tiges (89) soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3), ensuite, une rupture de la fixation détachable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9), et - une mise en rotation et une poussée en avant de la couronne (3) suivant le trajet dévié donné par le train de tiges (89) et l'engin de forage (87), pour détruire la partie de l'élément destructible (9) et dudit canal de guidage (79) qu'elle rencontre et pour pénétrer dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend,
- un agencement, comme moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9), d'un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité, - un agencement d'un engin de forage (87t), porté par un train de tiges (89t), à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et en suivant le canal de guidage (79) en direction de ladite paroi,
- une fixation de l'engin de forage (87t) au carottier (1), pour qu'il fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne (3) dans le canal de guidage (79), - une fixation de l'élément destructible (9) à ladite paroi du trou de sonde, - une rupture de la fixation détachable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9),
- une mise en rotation et une poussée en avant de la couronne (3) et de l'engin de forage (87t), - un forage par l'engin (87t) dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage (79), un carottage par la couronne (3) suivant le trajet dévié donné par le train de tiges (89t) et l'engin de forage (87t), en détruisant la partie de l'élément destructible (9) et dudit canal de guidage (79) qu'elle rencontre et en pénétrant dans ladite paroi et dans la formation jusqu'à une profondeur voulue.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte • une suspension de la poussée et/ou rotation de l'engin de forage (87t) et une poursuite de la rotation et de la poussée en avant de la couronne (3) guidée le long de l'engin de forage (87t) et/ou de son train de tiges (89).
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte, à partir du moment où une carotte pénètre dans le carottier (1) et avant de remonter celui-ci à la surface, une ou des mesures et/ou détections de paramètres de cette carotte au niveau de la couronne (3) et un enregistrement et/ou une transmission vers un opérateur de ces mesures et/ou détections.
8. Dispositif de carottage et/ou forage à travers une paroi d'un trou de sonde qui a été carotté ou foré préalablement dans une formation souterraine, pour faire du carottage et/ou forage dévié transversalement à partir de et par rapport à une direction longitudinale du trou de sonde, en particulier pour la mise en œuvre du procédé suivant l'une quelconques des revendications précédentes, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte :
- un carottier (1) muni d'une couronne de carottage (3) présentant un alésage de calibre interne (5),
- un guide interne (7) - qui est en une matière résistant à l'abrasion de la couronne (3),
- qui, avant d'amorcer un carottage dévié, est intérieur à au moins l'alésage de calibre interne (5), de manière à ce que la couronne (3) puisse circuler le long de ce guide interne (7),
- qui s'étend devant la couronne (3), suivant un sens d'avance de carottage de celle-ci, et est agencé pour dévier progressivement la couronne (3) depuis ladite direction longitudinale vers la paroi, et - qui est maintenu fixe de façon à donner à la couronne (3) la direction de déviation souhaitée.
9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un élément destructible (9) fixé de manière détachable devant la couronne (3) suivant le sens d'avance de carottage de celle-ci, en une matière choisie pour pouvoir être détruite par la couronne (3) en cours de carottage le long du trajet dévié, - d'un encombrement choisi pour passer dans le trou de sonde, et dans lequel est fixé un moyen de guidage (11) agencé pour donner la direction de trajet dévié.
10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément destructible (9) comporte un moyen (13) de fixation sélective à la paroi du trou de sonde.
11. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la fixation détachable de l'élément destructible (9) à la couronne (3) est agencée pour se détacher par rotation relative de la couronne (3) par rapport à l'élément destructible (9) fixé à ladite paroi.
12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ladite fixation détachable comporte au moins une broche (25) - fixée chaque fois au travers d'un ajutage (27) de la couronne (3), -. tubulaire ouverte à une extrémité tournée vers l'intérieur de la couronne (3) et jusqu'au delà de l'ajutage (27) à l'extérieur de la couronne (3), et fermée à l'autre extrémité, cassable entre la couronne (3) et l'élément destructible (9), lors de ladite rotation, et en une matière que peut éliminer du fluide de carottage passant dans la broche tubulaire (25) cassée et/ou dans l'ajutage (27) correspondant.
13. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen (13) de fixation sélective à la paroi du trou de sonde comporte un manchon annulaire (15), en matière élastique, monté sur une périphérie radiale de l'élément destructible (9), - dont le diamètre extérieur peut être dilaté sélectivement jusqu'à se bloquer contre la paroi du trou de sonde, des moyens étant prévus pour provoquer la dilatation et pour la conserver.
14. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens pour provoquer une dilatation comprennent une chambre annulaire (19) entre le manchon (15) et l'élément destructible (9) et des moyens (21) d'alimentation en fluide de cette chambre ainsi que des moyens (23) de blocage agencés pour bloquer sélectivement dans la chambre annulaire (19) le fluide qui y a été alimenté.
15. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que ledit moyen de guidage (11) est le guide interne (7) précité fixé dans l'élément destructible (9).
16. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que ledit moyen de guidage (11) dans l'élément destructible (9) est un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité, le guide interne (7) susdit comporte un engin de forage (87) porté par un train de tiges (89), et est agencé pour être amené à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et, en suivant le canal de guidage (79), pour forer et pénétrer dans la paroi du trou de sonde selon ledit trajet dévié donné par le canal de guidage (79), le train de tiges (89) ayant une longueur choisie afin que, lorsque l'engin de forage (87) est enfoncé dans la paroi suivant une profondeur d'ancrage, le train de tiges (89) soit encore engagé dans au moins l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3).
17. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que ledit moyen de guidage (11), dans l'élément destructible (9), est un canal de guidage (79) dont une extrémité est sensiblement coaxiale à l'alésage de calibre interne (5) de la couronne (3) et dont le tracé correspond au trajet dévié souhaité, le guide interne (7) comporte un engin de forage (87t), porté par un train de tiges (89t), agencé à travers le carottier (1) et l'alésage de calibre interne (5) et en suivant le canal de guidage (79) en direction de ladite paroi, l'engin de forage (87t) et son train de tiges (89t) sont montés dans le carottier (1) de façon à ce que ledit engin (87t) fasse saillie d'une distance déterminée hors de la couronne (3) dans le canal de guidage (79), un moyen étant prévu pour tenir fixe au moins temporairement cette distance.
18. Dispositif suivant la revendication 17, caractérisé en ce que, pour son entraînement en rotation, la tête de forage (91t) de l'engin de forage (87t) est accouplée par son train de tiges (89t) à la couronne (3) du carottier (1).
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