Brevet FR2002052A1 — publié le 19691003

^Dr- o5^ c ~-/. La présente invention se rapporte à un joint de raccordement extensible, d'une manière télescopique, pour des tiges de forage. Le mouvement vertical d'un navire flottant à équipement de forage de pétrole, par suite de l'action des vagues, rend souhaitable l'utilisation d'un joint de raccordement extensible pour maintenir la position de l'outil ou trépan de forage tout en empêchant la rupture du train de forage. Un joint de raccordement extensible convenable dans ce but est le dispositif appelé "tampon sous-marin" (bumper sub). Le tampon sous-marin (que l'on dénommera ci-après pour plus de facilité "tampon") a un manchon supérieur avec le même diamètre extérieur que le tubage de train de forage et un manchon inférieur à diamètre réduit qui se monte de manière télescopique dans le manchon supérieur. Lorsque le manchon inférieur est au moins partiellement en extension, il forme une faible articulation dans le train de forage par suite de son diamètre réduit. Cette faiblesse peut devenir critique pour le forage du trou initial à grand diamètre où le tampon n'a pas de support contre la courbure latérale. Dans ces circonstances, la présence d'une force latérale suffisante peut fléchir ou même briser le manchon inférieur. En outre, la conception de certains tampoiB permet à la matière abrasive d'y pénétrer lorsqu'il est dans une position en extension. Egalement, les tampons peuvent être serrés par des roches non consolidées ou d'autres matières qui arrivent à se coincer dans le joint de raccordement ouvert. En conséquence, c'est unobjet de la présente invention de prévoir un joint de raccordement extensible s'opposant à toute flexion latérale. C'est un objet de la présente 69 03691 2 2002052 invention de prévoir un manchon de protection pour un tampon. Un objet de la présente invention est de minimiser l'entrée de matière abrasive dans un joint de raccordement extensible. Un autre objet de la présente invention est d'empêcher des roches ou d'autres matières d'être coincées dans un joint de raccordement ouvert d'un tampon. On a découvert que les objets précédents pouvaient être atteints et les inconvénients du système antérieur évités en utilisant un manchon extérieur qui est plus long què le manchon supérieur, le manchon extérieur étant de plus grand diamètre pour entourer le tampon et étant fixé à l'extrémité supérieure de celui-ci. Lorsque l'on utilise plusieurs tampons^ le manchon extérieur est plus long que la série de tampons en position totalement en extension, de sorte que les manchons inférieurs exposés sont complètement à l'intérieur du manchon extérieur. La présente invention sera maintenant décrite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe transversale, d'un tampon pourvu d'un manchon de protection extérieur selon des caractéristiques de la présente invention, ce tampon étant partiellement en extension, et La figure 2 est une vue en élévation partiellement en coupe transversale du dispositif de la figure 1, le tampon étant totalement en extension. En se référant maintenant aux dessins en détail, le tampon protégé 11 est connecté entre deux sections de tige de forage' 12 et 13. Le tampon a un manchon supérieur 14-pourvu d'une douille 15 taraudée d'extrémité supérieure, adaptée pour un engagement par vissage avec le bouchon mâle fileté 69 03691 3 2002052 16 a 1'extrémite de fond du raccord 17. De la même manière, le raccord 17 est pourvu d'une douille 18 taraudée a'extrémité supérieure, adaptée en vue d'un engagement par vissage avec le bouchon mâle fileté 19 à l'extrémité de fond du tube 5 de forage 12. Le raccord 17 est pourvu d'un passage axial 21 pour relier l'intérieur de la tige de forage 12 à l'intérieur au manchon supérieur 14. Une douille d'extrémité inférieure 22 est vissée à l'extrémité inférieure de l'alésage du manchon supérieur 14. La douille 22 a un diamètre intérieur -0 plus petit que le manchon supérieur, en présentant ainsi un épaulement de butée 23. Le diamètre extérieur du manchon inférieur 24 est plus petit que le diamètre intérieur du manchon supérieur 14, en permettant ainsi au manchon inférieur 24 de se monter 15 télescopiquement dans le manchon supérieur 14. Le manchon inférieur 24 est pourvu de plusieurs rainures de clavette longitudinales 25 à la surface extérieure. La douille 22 est pourvue de plusieurs clavettes ou nervures correspondantes 26 qui s'étendent dans les rainures de clavette 25. Les cla-20 vettes 26 dans les rainures 25 permettent au manchon inférieur 24 de faire un mouvement de va-et-vient axialement par rapport au manchon supérieur 14, mais empêchent la rotation entre eux des manchons supérieur et inférieur. L'extrémité inférieure du manchon inférieur 24 est 25 pourvue d'une section 27 à diamètre augmenté, de préférence de même diamètre extérieur que celui de la tige de forage 13 et celui du manchon supérieur 14. La section 27 est pourvue d'un bouchon fileté mâle 28 à l'extrémité inférieure, adapté en vue d'un engagement par vissage avec la douille filetée 36 29 d'extrémité supérieure de la tige de forage 13« La section 69 03691 4 2002052 27 a un passage axial 31 pour la communication entre l'intérieur de la tige de forage 13 à travers l'intérieur des manchons 14 et 24 et le raccord 17 vers l'intérieur de la tige de forage 12. 5 Selon des caractéristiques de la présente invention, le raccord 17 a une section 32 de diamètre agrandi, ayant des filetages extérieurs. Un manchon de protection extérieur 33, ayant un diamètre intérieur plus grand que le diamètre extérieur maximum du tampon, est fileté à l'intérieur à son 10 extrémité supérieure en vue d'un engagement par vissage avec la section 32. Le manchon 33 a une longueur suffisante pour s'étendre en dessous de la section 27 dans la position totalement en extension pour le tampon, comme on l'illustre sur la figure 2. Pour plus de commodité, la partie inférieure du 15 manchon 33 a été supprimée sur la figure 1. Lorsque deux tampons (ou davantage) sont connectés ensemble pour augmenter la gamme d'extension, le manchon 33 a une longueur suffisante pour s'étendre en dessous de la section 27 du tampon le plus inférieur. Comme le diamètre extérieur de la section 27 et 20 celui du manchon 14 sait chacun inférieurs au diamètre intérieur du manchon de protection 33, le manchon inférieur 24 (et les tampons entiers, si plus d'un est utilisé) peut faire un mouvement de va-et-vient à l'intérieur du manchon 33. La différence entre le diamètre extérieur du tampon et le 25 diamètre intérieur du manchon de protection est suffisamment faible pour fournir la protection désirée contre la flexion du manchon inférieur 24 à faible diamètre, lorsqu'il est soumis à des efforts latéraux. Généralement, cette différence est inférieure à 5 cm et de préférence est comprise entre 30 environ 1,59 nim et 1*27 cm. 69 03691 5 2002052 Le manchon 33 empêche des roches lâches dans le trou de forage de pénétrer dans les rainures de clavettes 25 et de coincer le tampon, en empêchant ainsi le mouvement ae va-et-vient. De la même manière, le manchon 33 empêche 5 toutes les roches plus grandes dans le trou de forage ou de s onde de s'engager dans l'épaulement inférieur de la section 22 ou dans l'épaulement supérieur de la section 27 et d'ébar-ber ou de coincer le tampon dans le trou de forage. La fixation du manchon 33 à son extrémité supérieure au raccord 17 10 réduit le contact de la matière abrasive dans le fluide du trou de forage avec les surfaces de glissement des manchons supérieur et inférieur. Dans un exemple de la présente invention, l'extrémité supérieure du raccord 17 avait un diamètre extérieur de 19,7 cm» qui était le même que celui des tiges de forage 12 et 13, du manchon supérieur 14 et de la section 27. La section 32 du raccord 17a été filetée pour recevoir un manchon métallique 33 ayant un diamètre intérieur de 20,1 cm et un diamètre extérieur de 21,9 cm. Le tampon, de pointe à pointe, en 20 excluant le raccord avait une longueur d'approximativement 3,51 m, dans la position totalement fermée ou rétractée, et une longueur d'approximativement 5,04 m dans la position totalement allongée. Le manchon extérieur 33 avait une longueur supérieure à 6 m en dessous du fond du raccord, 25 Alors que la présente invention a été décrite en fonction du manchon supérieur H en tant que. manchon extérieur et du manchon inférieur 24 en tant que manchon intérieur, ceci peut êtreinversé. Alors que la présente invention a été décrite en fonction d'un tampon spécifique, d'autres 30 types de tampons et d'autres joints de raccordement exten 69 0 3691 6 2002052 sibles peuvent être employés. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 69 03691 7 2002052 REVENDICATIONS 1 - Joint de raccordement extensible de manière télescopique, comprenant un manchon supérieur et un manchon inférieur en engagement télescopique l'un avec l'autre, et 5 ayant une position totalement allongée et une position totale ment rétractée, caractérisé en ce qu'il est protégé contre les forces de flexion par un manchon protecteur entourant le joint et se montant intimement tout autour, mais en étant espacé de ce dernier, le manchon de protection étant fixé 10 en position adjacente à une des extrémités du joint et ayant une longueur telle qu'il entoure complètement le manchon supé rieur et le manchon inférieur lorsqu'ils sont dans la position totalement allongée. 2 - Joint selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce qu'il est pourvu d'un passage de fluide placé axialement. 3 - Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens adjacents aux extrémités des manchons pour la fixation à des sections séparées du train ae forage. 20 4 - Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens pour empêcher la rotation relative des manchons supérieur et inférieur. 5 - Joint selon la revendication 4-, caractérisé en 25 ce que le moyen pour empêcher la rotation relative comprend au moins une clavette longitudinale sur un manchon, adaptée pour se monter dans un siège de clavette longitudinale dans l'autre manchon. 6 - Joint selon la revendication 5, caractérisé en 30 ce que la clavette est présente à l'intérieur d'une douille 69 03691 8 2002052 fixée à l'extrémité inférieure du nanchon supérieur et le siège de clavette est dans la surface extérieure du manchon inférieur. 7 - Joint selon la revendication - 6, caractérisé en 5 ce que le manchon forme un épauleaent de butée qui sert d'arrêt et définit la position totalement allongée et la position totalement rétractée du joint.