Brevet FR2009215A1 — publié le 19700130

La présente invention se rapporte, en général, au domaine du forage des puits de pétrole et à l'équipement utilisé. Une activité de plus en plus importante est entreprise dans le domaine du forage au-delà des côtes, où l'on utilise des plates-formes sta-5 blés dans des eaux peu profondes mais où des plates-formes flottantes sont souhaitables, par suite de la nécessité de forer dans des eaux profondes» De par leur nature, ces plates-formes de forage sont instables et peuvent être constituées par une péniche ou une barge sur laquelle est monté l'équipement ou le derrick. 10 Dans l'illustration représentée ici, la description sera faite par rapport à un derrick monté sur bateau et à l'équipement qui . l'accompagne,, De par leur nature, les plates-formes flottantes et les bateaux sont instables et il est extrêmement difficile de monter 15 l'équipement et de réaliser les opérations d'une manière qui permettra très efficacement le forage à partir d'un tel bâtiment. En particulier, pour cette description, l'équipement de manipulation de tiges et/ou de masse-tiges doit être conçu pour que les tiges ou les masse-tiges puissent être placées rapidement 20 et avec précision en vue de leur disposition dans le trou de puits ou puissent être empilées ou placées sur râtelier de manière telle qu'elles ne puissent pas céder aux forces créées par le roulis ou le tangage de ce bâtiment ou, à la force du vent ou à d'autres forces qui pourraient notamment ne pas poser de problè-25 me dans le forage à partir d'une plate-forme stable. Dans la manipulation des tiges ou des masse-tiges, les sections sont ordinairement accouplées en ce que l'on peut appeler des "groupes ou ensembles" constitués de plusieurs sections dans des buts de manipulation. Il est courant de travailler un groupe 30 ou section de trois longueurs de tiges ou de masse-tiges, cette section devant être de temps en temps placée sur support, en position éloignée du centre du derrick, afin d'être hors du chemin des opérations de forage mais facilement disponible pour être prise et déplacée jusqu'à une position en vue d'un raccordement 35 au train de forage. Jusqu'à présent, divers procédés ont été conçus pour placer les tiges ou les masse-tiges sur l'ouverture de puits ou pour placer les groupes sur râtelier, mais les procédés antérieurs n'ont pas convenus ou n'étaient pas les plus efficaces pour l'u-+0 tilisation sur taxe plate-forme instable, tel qu'un bâtiment de 69 17021 2 2009215 forage» Dans certains cas, ces procédés antérieurs ont consisté à disposer les groupes de manière horizontale pour la mise sur râtelier. Cependant, on a fait plusieurs essais pour mettre sur râtelier les groupes de tiges ou de masse-tiges verticalement, spé-5 cialement lorsque la plate-forme de forage est stable» On se référera aux brevets américains No» 2.507.040, No. 2.619.234, No. 2.628.725 et No. 2.703.178, ces brevets présentant une partie de l'activité pour prévoir tui équipement pour la mise sur râtelier vertical» Il y a d'autres exemples, 10 En plus du problème de la retenue ou du maintien efficace des groupes de tiges ou de masse-tiges dans le râtelier, en particulier dans le cas d'une plate-forme instable ou d'un bâtiment flottant, c'est également un problème d'engager et de supporter efficacement ces groupes de tiges ou de masse-tiges, comme on peut 15 l'exiger dans le déplacement ou la traction d'un train de forage, couramment appelé "déplacement en rond", lorsque les groupes de tiges ou de masse-tiges sont déplacés entre le râtelier et une position alignée avec le trou de puits et, à cette position, le groupe peut être connecté au train de forage ou retiré de ce 20 train» De grandes forces d'inertie peuvent être produites lorsqu'un bâtiment flottant est soumis au roulis ou au tangage et, en conséquence, un dispositif pour manipuler les tiges ou les masse-tiges durant le "déplacement en rond", ainsi que d'autres dispo-25 sitifs mobiles, doit être contrôlé à tout moment afin qu'il ne puisse pas faire de mouvement non désiré. Sous ce rapport, les groupes de tiges et de masse-tiges doivent non seulement être supportés contre tout mouvement non désiré mais doivent aussi être supportés de manière à éviter des endommagements sur les ti-30 ges ou les masse-tiges, tels que l'entaillage de leur surface» En conséquence, la présente invention prévoit un dispositif de positionnement ou de mise en place de tiges sur râtelier, qui est particulièrement bien adapté à l'utilisation sur une plateforme instable, tel qu'un bâtiment flottant mais, comme on le com-35 prendra, qui peut avoir d'autres applications dans n'importe quelle opération de forage de puits, dans laquelle le contrôle de l'équipement de manipulation de tiges peut être totalement ou partiellement automatisé» La présente invention implique plus particulièrement, et a 40 comme objet principal, la prévision d'un dispositif de manipula 69 17021 3 2009215 tion de groupes ou d'ensembles de tiges ou de mass«-tiges, adapté pour déplacer ces groupes entre une position de placement vertical sur râtelier et une position en extension verticale en alignement avec le puits, de manière telle que des groupes puissent 5 être retirés du train de forage du puits et placés au-dessus de celui-ci en vue d'un raccordement avec celui-ci, les groupes é-tant à tout moment fixés fermement contre tout mouvement non désiré, et, durant le mouvement entre les positions mentionnées ci-dessus, étant supporté par l'épaulement ordinaire prévu sur 10 les masse-tiges et les raccordements ordinaires des tiges de forage. Dans la réalisation de ce qui précède, la présente invention fournit une tête de guidage et d'engagement de tiges ou de masse-tiges, adaptée pour maintenir les tiges ou les masse-^tiges contre 15 des mouvements oscillants, tout en permettant leur mouvement longitudinal, la présente invention fournissant également une autre tête de support et d'engagement de tiges ou de masse-tiges, adaptée pour supporter le groupe par engagement sous le raccord d'un groupe de tiges de forage ou l'épaulement d'une masse-tige, sans 20 exiger de modifications de la tête de support pour s'adapter aux différents diamètres des tiges de forage et des masse-tiges. En outre, la présente invention fournit une structure de support pour les têtes mentionnées ci-dessus, dans laquelle des bras s'étendant longitudinalement peuvent être déplacés dans un plan 25 horizontal à la fois longitudinalement et latéralement, pour permettre le mouvement correspondant des groupes de tiges ou de masse-tiges entre une première position au-dessus du trou de puits, une seconde position sélective sur un côté du trou de puits et une troisième position à l'intérieur du dispositif de râtelier. 30 Plus spécifiquement, la tête de guidage des tiges ou des mas- se-tiges et la tête de support peuvent être mises en fonctionnement sélectivement pour déplacer un raccord de tige de forage, supportant un coulisseau ayant une gorge de réception de tiges, jusqu'à une position rétractée de manière telle que des tiges ou 35 des masse-tiges de plus grand diamètre puissent être reçues dans une gorge plus large fournie par les têtes, les têtes ayant,en outre»des crochets montés à pivot et déplaçables entre une position ouverte, la gorge de la tête étant ouverte, et une position fermée pour limiter les tiges ou les masse-tiges à l'intérieur 40 de cette gorge. La tête de support de tiges' a une partie de son 69 17021 4 2009215 coulisseau adaptée pour s'engager sous un raccord d'une tige de forage, et cette tête a aussi une autre partie adaptée pour s'engager sous un plus grand épaulemënt de masse-tige lorsque le coulisseau est rétracté, si bien que, dans l'un ou l'autre cas, le 5 crochet peut se fermer pour maintenir le groupe dans une position dans laquelle le poids du groupe est supporté par les unes ou les autres parties du coulisseau ou de la tête engageant le raccord de tige ou l'épaulement de masse-tige, sans exiger d'engagement par prise d'un dispositif de levage ou analogues, avec le raccord 1Q fileté du groupe ou avec le corps de la tige ou de la masse-tige. D'autres objets et avantages de la présente invention seront décrits ci-après ou apparaîtront aux personnes expérimentées dans la technique, en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels : 15 La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un bâteau de forage ayant un ensemble de derrick et comprenant un dispositif à titre d'exemple de la présente invention.. La figure 2 est une vue en élévation latérale agrandie de l'ensemble de derrick,prise sur la ligne 2->2 de la figure 1. 20 La figure 3 est une vue fragmentaire agrandie présentant en plan certaines parties du dispositif de mise sur râtelier, la vue étant prise sur la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 4 est une vue fragmentaire agrandie en coupe horizontale, telle que prise sur la ligne 4-4 de la figure 2. 25 La figure 5 est une vue en coupe verticale, telle que prise sur la ligne 5-5 de la figure 4. La figure 6 est une vue détaillée fragmentaire agrandie représentant la tête et le support intermédiaire de râtelier, certaines des parties étant éclatées. 30 La figure 7 est une vu®, telle que prise sur la ligne 7-7 de la figure 6, et représentant la tête intermédiaire de râtelier suivant une vue en plan du dessus. La figure 8 est une vue en élévation,telle que prise sur la ligne 8-8 de la figure 6. 35 La figure 9 est une vue en coupe verticale, telle que prise sur la ligne 9-9 de la figure 6. La figure 10 est une vue en coupe horizontale, Jelle que prise sur la ligne 10-10 de la figure 6» a La figure 11 est une vue en coupe verticale, telle que pri-40 se sur la ligne 11-11 de la figure 6; 69 17021 5 2009215 la figure 12 est une vue fragmentaire agrandie en coupe verticale, telle que prise sur la ligne 12-12 de la figure 7, représentant en traits mixtes un raccord de tige de forage supporté dans la tête. 5 La figure 13 est une vue fragmentaire correspondant à la figure 12,mais représentant une masse-tige supportée dans la tête. La figure 14 est une vue en coupe horizontale, telle que prise sur la ligne 14-14 de la figure 12. La figure 15 est une vue en coupe horizontale, telle que pri-10 se sur la ligne 15-15 de la figure 12, La figure 16 est une vue en coupe verticale, telle que prise sur la ligne 16-16 de la figure 12, et La figure 17 est une vue en coupe verticale, telle que prise sur la ligne 17-17 de la figure 12. 15 En se référant aux figures 1 et 2, on représente un "bateau defica@s21 flottant sur l'eau, la surface de l'eau étant désignée par 22. Le bateau a une plate-forme en élévation 23 placée au milieu. Un derrick de forage 24 est érigé sur la plate-forme. Le bateau a un trou ou puits 25 à travers lequel un train de forage 20 26 s'étend depuis le dessus de la plate-forme 23 jusque dans l'eau et, de là, dans la terre (non représentée) en-dessous. Comme ce type de bateau de forage avec une plate-forme et un derrick est très connu dans le domaine auquel la présente invention appartient, ah n'ai pas eu. besoin dsr Ibl décrire avec davantage de détails. 25 Le derrick 24 est représenté quelque peu schématiquement, les contreventements, les câbles de haubanage et des éléments de construction semblables étant supprimés pour permettre au dispositif opératoire d'être représenté plus clairement„ Le derrick a des montants d'angle 27 et 28 généralement verticaux, suppor-30 tés sur la plate-forme 23 sur les éléments de base 29 et 31. Un châssis support 32 près du sommet du derrick porte la traverse ordinaire 33 qui est alignée avec l'axe central vertical du derrick. Un moufle mobile 35 est suspendu à partir de la traverse par le câble 34. Comme cela est courant, une extrémité ou garant 35 (non représentée) du câble 34 est ancrée à la structure du bateau et l'autre extrémité est annexée au tambour 36 d'un mécanisme de treuil 37 pour élever et abaisser le moufle mobile et la charge supportée par celui-ci. Une structure de crochet 38 est suspendue de manière oscil-40 lante depuis le bas du moufle mobile 35 par des étriers engagés 69 17021 6 2009215 en 39 sur le crochet et en 41 sur le moufle. Une tringle de levage 42 est suspendue de manière oscillante à partir d'une oreille 43 sur la structure de crochet et elle comporte un dispositif de levage 44 fixé de manière oscillante par une autre oreille 45 à son 5 extrémité inférieure. Une seconde tringle de levage (non représentée sur la figure 2) de l'autre côté de la structure de crochet 38 relie celle-ci de la même manière au dispositif de levage 44o La référence 46 désigne d'une manière générale le dispositif 10 pour.placer et pour guider la structure de moufle et de crochet^ Un dispositif de stabilisation des tringles de levage est désigné par la référence générale 47« La référence 48 désigne d'une manière générale, un dispositif fournissant de l'air comprimé au dispositif de levage 44 afin de le commander. Les détails des 15 moyens 46 de placement et de stabilisation de crochet illustré ici, les moyens de stabilisation des tringles et les moyens 48 fournissant de l'air comprimé au dispositif de levage 44 sont plus particulièrement décrits dans d'autres brevets. Un groupe 49 de tiges de forage est représenté supporté par 20 un équipement de manipulation de tiges, comprenant un ensemble supérieur de râtelier 51 et un ensemble intermédiaire 52 de râtelier de support de tiges qui sera décrit ci-après» D'autres groupes 53 de tiges de forage ou de masse-tiges 54 sont représentés au repos dans un râtelier à tiges, ayant un châssis à doigts 25 55» une base 56 et un élément de râtelier intermédiaire 57. L'extrémité supérieure du train de tiges de forage 26 est représentée en projection au-dessus de la pince de puissance 58, des coins de retenue 59 et de la table rotative 61, Un dispositif de manipulation de tubage est représenté en 62, Un ensemble de tête de ro-30 tation et d'entraînement 63 est disposé dans le trou de rat 64. Un étage horizontal 65, sur lequel un opérateur peut se trouver pour régler ou réparer le râtelier,feit.saiHie-vers l'extérieur à partir du derrick et est placé sous le râtelier 51» Un câble 66, commandé par un moteur 67 à cylindre et piston 35 actionné par fluide, pour élever et abaisser la tête de râtelier, est associé au râtelier 52, comme on le décrira, ci-après plus en détail. En se référant ensuite principalement à *la figure 3, l'ensemble de châssis à doigts 55 est représenté en deux sections s 40 l'une 68, placée à droite, et l'autre 69 placée à gauche d'un o 69 17021 7 2009215 pérateur assis sur la chaise 71. On doit noter que cet ensemble de châssis à doigts 55 peut être placé à une hauteur considérable dans le derrick 24, par exemple approximativement 27 m au-dessus de la plate-forme 23. 5 L'ensemble de châssis à doigts 55 comporte une traverse ou barre latérale 72 s*étendant à travers lui du côté de l'opérateur du derrick. Ce que l'on peut appeler la traverse ou barre d'extrémité 73 s'étend en travers du côté extérieur ou fermé de la section droite 68 du châssis à doigts, et ce qu'on peut appeler 10 la traverse ou barre d'extrémité 74 s'étend en travers de l'extrémité extérieure gauche de la section 69 du châssis à doigts, les barres frontales 75 et 76 respectivement s'étendent vers l'intérieur des barres d'extrémité 73 et 74. Les barres 72, 73, 74, 75 et 76 forment la charpente de support des sections du châssis 15 à doigts et on peut s'y référer sous le nom de déplacement circulaire. Les barres avant 75 et 76 ont des entretoises 77, 78, 79 et 80. Les doigts de tiges de forage 81, 82, 83, 84, 85 et 86 etun ou plusieurs doigts de masse-tiges 87 sont montés sur la barré 20 d'extrémité 74. Ces doigts sont montés sur leurs extrémités gauches pour s'étendre horizontalement vers un plan vertical médian du derrick et sont espacés latéralement de la barre frontale 76 vers le doigt 81, sur une distance suffisante pour s'adapter à la dimension des tiges de forage à mettre sur râtelier, le doigt 25 87 est espacé de la barre latérale 72 sur la distance nécessaire pour s'adapter au diamètre des masse-tiges à mettre sur râtelier. L'espace ou intervalle entre la barre avant 76 et le doigt 81 est représenté ici par 88. Cet espace s'étend de l'extrémité extérieure du doigt à la base du doigt proche du rail 74 et possède une 30 profondeur horizontale suffisante pour s'adapter à un nombre choisi de groupes de tigesf représenté ici à titre d'illustration par douze. Il en est de même, en ce qui concerne les espaces 89, 90, 91, 92, 93 et 94. L'espace 95 entre le doigt 87 de masse-tige et la barre latérale 72 est supérieur à celui entre les autres 35 doigts, mais on représente sa profondeur comme pouvant s'adapter à six groupes de masse-tiges. L'extrémité gauche de l'espace est représentée comme étant fermée par un gousset 96 qui est de préférence fixé entre la barre latérale 72 et le doigt de masse-tiges 87 et s'étend horizontalement vers l'extérieur, sur une cer-40 taine distance, pour fournir un support et un renforcement pour 69 17021 8 2009215 l'ensemble et un arrêt pour le premier support du groupe "de masse-tiges 54 placé sur râtelier. Chacun des doigts 81 à 87 comporte une série de verrous 97 espacés sur une distance suffisante pour s'adapter au diamètre 5 d'une tige de forage, et s'étendant d'une extrémité à l'autre des doigts, douze verrous pour chaque doigt étant représentés sur le dessin. Les verrous sont indiqués en 98 dans leur position ouverte ou relevée, par exemple, et en 99 dans leur position fermée ou abaissée. Dans la position ouverte, les tiges peuvent être dépla-10 cées librement pour s'engager et sortir des passages entre les doigts. De la même manière, la barre latérale 72 a un certain nombre de verr'ous de masse—tiges 101 s'étendant sur la longueur du passage 95 à des intervalles espacés. Les verrous de masse-tiges 15 sont indiqués comme étant fermés en 102 et ouverts en 103 dans un but semblable à celui des verrous ouverts et fermés .des doigts de mise en place sur râtelier, décrits ci-dessus. A l'extrémité extérieure de l'ouverture 95» le verrou de masse-tiges désigné ici par 104 est représenté comme étant renforcé. 20 La section droite 73 du châssis de mise sur râtelier est pourvu des doigts 105, 106, 107, 108, 109 et 111 adaptés pour les tiges de forage et est aussi pourvu du doigt 112 pour les masse-ti-ges. En général, ces doigts sont identiques aux doigts 80 à 87 décrits ci-dessus et fonctionnent de la même manière. L'espace 25 indiqué ici par l'espace 113, entre le doigt 112 pour les masse-tiges et la barre d'extrémité 73, possède à l'extrémité droite, ce que l'on peut appeler un morceau ou tronçon de doigt 114 qui réduit la largeur de l'espace entre le doigt 112 et la barre latérale 72 pour emprisonner sur râtelier, entre cette barre 72 et 30 le tronçon de doigt 114,des tiges de forage. Cependant, entre l'extrémité du morceau de doigt 114 et l'extrémité ouverte de l'espace 113, on prévoit la mise sur râtelier des masse-tiges, représentées ici sous forme d'intervalles (quelquefois appelés "compartiments'') pour les masse-tiges. Le tronçon de doigt 114 35 a le même agencement de verrouillage que les autres doigts, et les verrous de masse-tiges sont prévus en relation avec la barre latérale 72 de la même manière que l'agencement par^rapport à la section gauche de râtelier 69. * - Ces divers verrous ne sont pas en rapport avec la présente 40 invention et on pourra se référer à leur structure et à leur mo 69 17021 9 2009215 de de fonctionnement dans des brevets antérieurs. Cependant, ils peuvent être actionnés par voie hydraulique. En conséquence, sur la figure 3, on représente, sur chaque barre d'extrémité 73 et 74, des tuyauteries Î15 et, dans la représentation du dessin, 5 il y a une tuyauterie pour chaque doigt de mise sur râtelier. Chaque tuyauterie comprend des moyens de valves convenables et des solénoïdes (non représentés) pour commander ces dernières pour chaque verrou sur le doigt de mise sur râtelier servi par ce verrouillage, des canalisations hydrauliques conduisent au 10 mécanisme de commande de verrouillage et des connexions électriques conduisent à des commutateurs de pupitre sous le contrôle d'un opérateur de derrick à l'étage. Sous ce raport, l'opérateur à l'étage (représenté en "A" sur la figure 2) a un siège 1T6 et un pupitre 117, de préférence 15 centré entre les sections de mise sur râtelier, gauche et droite, et faisant face au centre du derrick de forage 24. Ce pupitre a deux séries de commutateurs à bascule, schématiquement représentés dessus et comprenant un commutateur pour chaque verrou et une rangée de commutateurs pour chaque doigt de mise sur râte-20 lier. On illustre également sur la figure 3 une partie des moyens supérieurs du râtelier 51, comprenant un bras de support 118 ayant une tête de support 119 avec des moyens 121 de guidage de tiges, appelés ici crochet ou griffe 121. La tige de forage 49 25 est illustrée comme étant maintenue dans la griffe 121. Le bras de support 118 est monté dans le chariot 122 et comporte des moyens, comme cela apparaîtra ci-après, lui permettant de se développer et de se rétracter longitudinalement. En outre, le chariot 122 est monté dans un moyen de voie horizontale 125, 30 s'étendant horizontalement sur le côté du derrick et il comporte comme cela apparaîtra aussi ci-après, des moyens sous le contrôle de l'opérateur du derrick à l'étage lui permettant de se déplacer latéralement dans le moyen de voie d'un côté à l'autre du derrick. Le bras de support et ce chariot sont commandés par 35 des moteurs hydrauliques sous le contrôle d'une valve à quatre voies, la poignée de commande 123 étant représentée schématiquement sur le côté droit du pupitre 117 de l'opérateur du derrick à l'étage. Ce pupitre 117 a aussi des moyens de valve^ indiqués schématiquement en 124 et 124, pour manipuler la tête de support 40 et la griffe pour saisir et libérer la tige 49. On notera que le 69 17021 10 2009215 bras de support 118 est normalement à une hauteur telle qu'il puisse passer au-dessus du poste de l'opérateur du derrick à l'étage, seins interférer avec sa position,, En se référant à nouveau à la figure 2, il apparaît que l'ensemble intermédiaire de râte-5 lier 52 est sous le contrôle d'un "opérateur à la base" B„ Les commandes d'un pupitre 117b, mais sans les commutateurs à bascule pour contrôler les verrous, sont mises en fonctionnement par l'opérateur B afin de faire fonctionner le râtelier intermédiaire 52, qui sera maintenant décrit, 10 En se référant à nouveau aux figures 1 et 2, on notera que l'ensemble intermédiaire de râtelier 52, comme l'ensemble supérieur 515comprend un chariot 122 et une structure de châssis 125 qui supporte le chariot 122 en vue de son déplacement, latéralement par rapport aux côtés du derrick. Les détails généraux des 15 structures de chariot et de châssis sont représentés sur les figures 4 et 5. Le châssis 125 comprend des éléments verticaux 126 et des éléments horizontaux 127 de poutrelles de roulement, assemblés entre eux à leurs extrémités et convenablement renforcés pour former un châssis rectangulaire rigide, convenablement fi-20 xé au côté du derrick» Le chariot 122 comprend également des éléments latéraux rigides 128 et des éléments supérieurs et inférieurs 129, assemblés entre eux à leurs extrémités et formant un support de chariot rectangulaire, disposé entre les éléments de structure 126 et 127 du châssis 125. Des moyens convenables de rouleaux ou 25 de galets, comprenant les galets supérieurs et inférieurs 130 sur le support de chariot^ peuvent tourner sur des axes verticaux et sont disposés dans les éléments de poutrelles de châssis 127 afin de supporter le chariot contre toute inclinaison, et d'autres moyens de rouleaux tels qu'un certain nombre de rouleaux ou de galets 30 131 pouvant tourner sur les axes horizontaux en-dessous de l'élément inférieur 129 de support de chariot, s'engagent dans la poutrelle de l'élément inférieur de châssis 127 pour supporter la charge verticale du chariot 122, tout en facilitant le déplacement de celui-ci d'un côté à l'autre dans le châssis 125. 35 Une traverse de guidage creuse 132 est supportée au centre des éléments de support de chariot 128 et 129 par des entretoises rigides et convenables 133 et un support extérieur rectangulaire de chariot 134. Un bras de support 135, rigide e$ allongé, adapté pour se déplacer longitudinalement dans le guide 132, fait un mou-40 vement de va-et-vient dans celui-ci. De préférence, des rouleaux 69 17021 ii 2009215 ou galets convenables sont interposés entre les côtés du bras 135 et l'intérieur du guide 132, tel qu'indiqué en 136, et d'autres rouleaux ou galets 137 sont interposés entre le dessus et le fond du bras 135 et du guide 132, afin de faciliter le mouve-5 ment longitudinal de ce bras 135, nonobstant le fait que ce dernier peut supporter un grand poids à son extrémité, c'est-à-dire un groupe de tiges de forage ou de masse-tiges, comme cela apparaîtra» Des moyens sont prévus pour effectuer le mouvement latéral 10 du chariot 122 dans le châssis 125 et, à titre d'illustration, ces moyens comprennent une chaîne d'entraînement 138 s'étendant sur le châssis 125 et étant connectée à cette extrémité aux éléments latéraux de châssis 126, la chaîne s'engageant sur une roue dentée 139 agencée pour être entraînée par un moteur réversible 15 140, ce moteur étant convenablement monté sur le guide 132. Des moyens sont également prévus pour effectuer le mouvement longitudinal du bras 135 et, à titre d'illustration, ces moyens comprennent une chaîne 141, s'étendant longitudinalement sur ce bras et étant fixée à ce dernier à ses extrémités opposées. Une roue den-20 tée 142 entraînée par un moteur réversible 143 sert à mouvoir la chaîne 141 et ainsi à déplacer le bras longitudinalement par rapport au guide 132. D'une manière n'exigeant pas d'autre illustration, on comprendra que les deux moteurs d'entraînement de chaîne 140 et 143 peuvent être des moteurs hydrauliques classiques, 25 adaptés pour être mis en fonctionnement dans des sens inverses en réponse à la manipulation de moyens de valve convenables (non représentés) sous le contrôle de l'opérateur à la base B au pupitre 117b. On comprendra également que le chariot 122 du râtelier supérieur 121 et son bras 118 peuvent être amenés à traver-30 ser le châssis supérieur 125 et à être déplacés longitudinalement, de la même manière que celle qu'on vient de décrire» A l'extrémité intérieure du bras de support 135 de l'ensemble de râtelier 52 se trouve une tête de support.152 adaptée pour un mouvement vertical dans un support de tête 153 qui est 35 rigidement réuni au bras 135. Les détails de cette tête et de cette structure de support de tête sont bien vus sur les figures 6 à 16. Sous ce rapport, la tête de support 152 comprend une plaque de support 154 s'étendant verticalement et ayant une nervure cen-40 traie 155 faisant saillie vers l'extérieur'et constituée en tant 69 17021 12 2009215 que partie de la plaque, par exemple, par soudure. En position adjacente à ses extrémités supérieure et inférieure, la plaque 154- a des blocs de support 156, chacun étant adapté pour supporter un axe 157 pour deux rouleaux 158. Chaque bloc 156 a égale-5 ment des oreilles 159 saillantes pour supporter les suces de rouleaux ou galets 161 sur ses faces opposées. Ces rouleaux ou galets 161 peuvent tourner sur des axes horizontaux disposés à angle droit par rapport aux axes des rouleaux 158, afin de supporter la tête 152 contre toute inclinaison dans l'une ou l'autre direction 10 par rapport au support de tète 153. Ce support 153 est un corps fabriqué verticalement allongé ayant des éléments latéraux 153a fournissant des canaux définis par des parois opposées 162, adaptés potir recevoir les galets ou rouleaux 158 entre eux et les éléments 153a coopérant pour fournir des parois latérales opposées 15 163, adaptées pour recevoir entre elles les rouleaux ou galets 161 (voir figure 10). Ces éléments de canaux 153a sont soudés ou autrement reliés à une plaque verticale 153b qui, dans l'exemple de réalisation illustré est soudée ou autrement fixée à un élément de canal 164 qui, à son tour, est relié à l'extrémité inté-20 rieure du bras de support 55, comme on peut le voir sur la figure 6, au moyen de consoles renforcées 165, En tout cas, la construction du support de tête 153 at sa liaison au bras 135 doivent ê-tre fortes et rigides, puisqu'elles doivent supporter un poids substanciel et maintenir la tête de support 152 contre un mouve-25 ment non désiré, même quand le bâtiment est soumis à un roulis et à un tangage importants et que la tête 152 doit pouvoir supporter un groupe de tiges ou de masse-tiges, lorsque ce support est levé ou abaissé ou déplacé latéralement dans les doigts de mise sur râtelier préalablement décrits. 30 Ce levage et cet abaissement de la tête de support 152 sont réalisés par le câble 66, préalablement décrit, qui est convenablement relié à cette tête de support, comme on le voit sur la figure 6, par exemple. Dans cet exemple de réalisation donné à titre de variante, le câble 66 est pourvu d'une douille à câble 35 reliée par un étrier 66b ou autre moyen de liaison à une oreille centrale 66c prévue sur la tête 152. En outre, si on le désire, un rouleau 166 peut être tourillonné entre les oreilles 167 prévues à l'extrémité supérieure du support de tête 155»» afin de s'engager avec le câble,lorsque la tête 152 est abaissée,comme 40 on le voit en ligne brisée sur la figure 6. 17021 13 2009215 la tête de support 152 comprend des parois latérales opposées 170, assemblées, par exemple,par des vis 171 sous une paroi supérieure 172 et entretoisées par une pièce transversale 173 pour donner la rigidité» A leurs extrémités faisant face dans le der-5 rick, les parois 170 de la tête 152 sont pourvues de prolongements 170a de hauteur réduite, fournissant des surfaces horizontales supérieures 174- et, entre ces prolongements de parois, se trouve une plaque de support 175, soudée ou autrement fixée et ayant sa surface supérieure au même niveau que les surfaces de prolonge-10 ment 174 des parois 170„ Une plaque d'adaptateur 176 est agencée sur les surfaces 174, en étant fixée par des dispositifs de fixation 177 et 178 (voir figures 7 et 12). Cette plaque d•adaptateur 176 a une gorge ou passage de tige 176a de grandeur désirée, par exemple pour se monter sous l'épaulement de raccord d'une masse-15 tige, comme on le décrira ci-après plus en détail, et le bord périphérique de la gorge est pourvu d'une surface ou congé 176b dans ce but, comme on le voit bien sur la figure 13. En dessous de ce congé 176b, la périphérie de la plaque définissant la gorge 176a s'évase vers l'extérieur pour ne pas interférer l'engagement 20 convenable de ce congé avec l'épaulement de la masse-tige. Afin que la tête puisse aussi supporter une tige de diamètre inférieur à celui qui peut être supporté sur la surface ou congé 176b, on prévoit des moyens de coulisseau, comprenant une plaque de coulisseau 180. Cette plaque 180 peut être agencée de manière 25 à coulisser dans des rainures opposées 181 dans les prolongements 170a de parois latérales de la tête, et elle est reliée par des dispositifs d'attache 182 à une tête coulissante 183 de dispositif de commande (voir figure 15) pour pouvoir faire un mouvement de va-et-vient dans les rainures 181, comme on le décrira ultérieure-50 ment. Des plaques coulissantes 180 de dimensions désirées peuvent être utilisées, par exemple une plaque 180 reliée à la plaque d'adaptateur 176, si bien que la tête est adaptée pour supporter les dimensions apparentées des tiges de forage et des masse-tiges. Sous ce rapport, la plaque 180, comme on le voit bien sur les 35 figures 7, 12 et 13, a une gorge ou ouverture de tige 180a, adaptée pour recevoir une tige de forage d'un plus faible diamètre que la gorge 176a de la plaque d'adaptateur 176. En outre, la plaque 180 est pourvue d'une surface 180d adaptée, comme on le représente sur la figure 12, pour recevoir le corps de la tige de 40 forage et s'engager dans l'amincissement ou l'épaulement fourni 69 17021 H 20092î5 par le raccord, lorsqu'elle est dans la position en projection des figures 7 et 12, mais cette plaque 180 devant être retirée pour ne pas s'engager dans une plus grande tigé adaptée pour être engagée par la plaque d'adaptateur 176. 5 En conséquence, on comprendra que différentes combinaisons de plaques d'adaptateur 176 et de plaques coulissantes 180, ayant des diamètres de gorges apparentés, peuvent être utilisées de manière interchangeable dans la tête 152, afin de permettre la manipulation et la mise sur râtelier de tiges de forage et de masse-10 tiges ayant toute une gamme de diamètres relatifs. Des moyens de crochets ou de griffes 185 sont prévus pour s'engager avec une tige ou une masse-tige au-dessus des surfaces de support 176b et 180b, ces moyens, comme on le comprendra bien en se référant aux figures 7, 8, 12-14 et 16, fonctionnant pour 15 pousser la tige de forage ou les masse-tiges, selon le cas, dans la gorge de la plaque coulissante 180 ou de la plaque d'adaptateur 176, respectivement» Plus particulièrement, le moyen de griffe 185 comprend un levier 186, relié de manière pivotante au corps de la tête de support 152, par exemple au moyen d'une tige 20 de pivot 187, cette tige s'étendant vers le bas à travers la paroi supérieure 172 de la tête dans l'ouverture 188 fournie dans la plaque 175 décrite préalablement, et entretoisant les parois latérales 170 de cette tête de support» Le levier 186 comprend un bras de commande 189 et un bras opératoire 190, ce dernier 25 s'étendant généralement en arc sous la forme d'un crochet ou d'une griffe et ayant une surface intérieure en arc 191 adaptée, quand le bras de levier 190 est dans une position, pour s'engager avec un raccord de tige de forage ou de masse-tige pour appliquer une force tendant à le pousser dans la gorge appropriée 176a ou 180a 30 du coulisseau de support et de la plaque d'adaptateur, respectivement, tout en pouvant être déplacé à une seconde position, dans laquelle les gorges mentionnées sont ouvertes pour recevoir la tige de forage ou la masse-tige, comme on le représente en traits mixtes sur la figure 14. 35 Des moyens de commande 195 sont prévus pour effectuer le mou vement du coulisseau de support 180 de la tige de forage entre la position en projection vers l'extérieur, représentée sur la figure 12, et la position rétractée représentée sur la figure 13i et des moyens de commande 196 sont prévus pour effectuer le 40 mouvement du levier 186 à crochet ou à griffe entre les positions 69 17021 15 2009215 en traits pleins et en traits mixtes de la figure 14. les premiers moyens de commande 195 peuvent comprendre un cylindre de commande 197 actionné par pression de fluide, ayant une tige 198 faisant projection et convenablement reliée à la tête 183 des dis-5 positifs de commande de coulisseau, par un moyen de fixation convenable 199» si bien que le prolongement et la réaction de la tige 198 effectueront la projection du coulisseau 180 de support de tige de forage jusqu'à la position de support de tige de la figure 12 et la rétraction de la tige 198 effectuera le mouvement du 10 coulisseau 180 jusqu'à la position excentrée représentée sur la figure 13. le moyen de commande 196 peut également comprendre un cylindre 200 de dispositif de commande par pression de fluide, ayant une tige de commande 201 faisant projection et connectée à piTot par exemple en 202 au bras de commande 189 du levier à 15 griffe 186. Ainsi, la projection de la tige 201 effectuera le mouvement pivotant du levier 186 jusqu'à la position en traits mixtes de la figure 14 et la rétraction de la tige 201 effectuera le mouvement du levier 186 jusqu'à la position en traits pleins de la figure 14. 20 On comprendra que la commande des moyens de commande respectifs 195 et 196 peut être effectuée par l'opérateur à la base B, par le fonctionnement de moyens convenables de commande de valves (non représentés). Sans exiger d'autres illustrations, il apparaîtra que la tête 25 supérieure 119 de support de tige sur le bras de support 118 peut être construite en prévoyant un crochet ou griffe 121 décrite ci-dessus, pour que celle-ci puisse être ouverte ou fermée afin d'enfermer une partie supérieure d'un groupe de tiges de forage, tel que le groupe 49 de la figure 2 ou un groupe de masse-tiges, tel 30 que le groupe 54 de la figure 2, contre tout mouvement latéral par rapport à la tête 119, mais ces groupes pouvant être levés et abaissés par rapport à cette tête 119. En outre, alors que le moyen 62 de la figure 2 a été décrit au préalable sous forme d'un dispositif de manipulation de tiges, ce moyen peut comporter une 35 autre tête et des moyens de griffes adaptés pour effectuer par • coulissement l'engagement avec le train de tiges dans certaines de ses opérations de manipulation. Daris l'utilisation du dispositif tel que décrit ci-dessus, le groupe de tiges de forage 49, illustré sur la figure 2 dans line 4.0 position disposée au-dessus et en alignement avec le train de 69 .17021 16 2009215 forage 26 supporté dans les coins de retenue 59, peut être assemblé avec ce train de forage 26 ou déplacé dans le râtelier. Dans ce dernier cas, l'opérateur à la base B commandera la mise en fonctionnement du moteur 143 dans un sens pour effectuer la 5 rétraction du bras de support 135 et, de manière correspondante, la rétraction du bras de support 118 des moyens supérieurs de râtelier 51» lorsque le groupe de tiges 49 est ramené jusqu'à un emplacement aligné avec l'espace désiré entre n'importe lequel des doigts de râtelier 81 à 87 ou 105 à 112, l'opérateur à la 10 base B arrêtera la rétraction des bras de support 108 et 135 et commandera le déplacement latéral des chariots 122 par rapport aux châssijÉt. 125 des mo^nsdefiâtelier 52 et 51, en provoquant le fonctionnement du moteur d'entraînement de chaîne 140 dans le sens désiré et puis en arrêtant ce mouvement latéral quand le. groupe est à 15 l'emplacement désiré entre les doigts afin d'être verrouillé en place lors du mouvement des moyens de verrouillage préalablement décrits, jusqu'à une position ou le groupe de tiges est enfermé. Ensuite, la tête de support 152 peut être abaissé par le cylindre de commande 67 pour permettre au groupe de tiges de venir se re-20 poser sur la base de râtelier 156 qui peut, si on le désire, être pourvue de protubérances verticales, respectivement désignées par 158 sur la figure 3, destinées à s'engager dans l'extrémité inférieure du groupe de tiges afin de le mainténir contre tout déplacement sensible au tangage ou au roulis du bâtiment. Ensuite, 25 l'opérateur B à la base peut effectuer l'ouverture des griffes 121 et 190 pour que la tête de support puisse être déplacée en sens inverse, c'est-à-dire en arrière vers le centre de l'ensemble de râtelier et puis en arrière vers une position à laquelle le groupe suivant des tiges peut être pris. Durant la mise sur 30 râtelier d'un groupe, comme on l'a décrit, l'équipement de levage de tiges, comprenant le moufle mobile 35, le crochet 38, les tringles 42 et le dispositif de levage 44, peut être abaissé, pour permettre l'engagement du groupe suivant de tiges compris dans le train de forage 26, afin que ce train puisse être 35 levé jusqu'à une position pour permettre l'enlèvement du groupe suivant de tiges, en réponse au fonctionnement du mécanisme 58 de pince de puissance, , L'opération de descente de longueurs ou groupes de tiges sera compris sans autre description comme étant simplement une 40 inversion de l'opération décrite ci-dessus. Lorsque des longueurs 69 17021 17 2009215 ou groupes 54 de masse-tiges doivent être introduits dans le puits ou mis sur râtelier selon le cas, les opérations sont,en outre, sensiblement les mêmes que celles décrites ci-dessus, sauf le fait que le coulisseau 180 de support de tige de forage 5 sera rétracté par les moyens de commande 195, afin de permettre l'engagement de la plaque d'adaptatèur 176 avec ces masse-tiges. On comprendra ainsi que, sans illustration supplémentaire.la tête supérieure 119 renferme une plaque rétractable, telle que la plaque 180, et une plaque d'adaptation, telle que la plaque 176, si 10 bien qu'elle est adaptée pour guider les tiges et les masse-tiges de différents diamètres, tout en étant maintenue intimement par Ta pince 1210 Puisque la tête supérieure dans l'exemple de réalisation illustré est simplement un guide, on comprendra aussi que les plaques coulissantes et d'adaptateur mentionnées ci-15 dessus auront des gorges, telles que les gorges 180a et 176a, de dimension légèrement plus grande afin de recevoir les diamètres principaux de masse-tiges et de tige de forage. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire sus-20 ceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 69 17021 18 2009215 REYEHDICATIQHS 1 - Dispositif de derrick de forage de puits comprenant des moyens de mise sur râtelier pour recevoir des longueurs ou groupes de tiges de forage et de masse-tiges et pour les supporter 5 dans des positions verticales espacées, les moyens de mise sur râtelier renfermant plusieurs doigts disposés parallèlement avec un espacement par rapport à un côté du derrick, des moyens de support pour déplacer des groupes dans et en dehors des moyens de mise sur râtelier, ces moyens de support comprenant tin bras 10 de support étendu longitudinalement, supporté en vue d'un mouvement longitudinal dans un plan horizontal entre les positions rétractée et en projection par rapport aux moyens de mise sur râtelier et en vue d'un mouvement latéral par rapport à ceux-ci, afin de placer les longueurs ou groupes entre les doigts,et une 15 tête de support portée par le bras de support, caractérisé en ce que la tête de support comprend des moyens libérables et en-gageables sélectivement avec un épaulement sur les longueurs ou groupes»des moyens de déplacement du bras de support pour le déplacer longitudinalement et latéralement et des moyens pour lever 20 et abaisser un groupe de tiges de forage supporté par la tête. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour lever et abaisser chaque groupe comprend un appui sur le. bras et des moyens reliant de manière coulissante la tête à 1'appui0 25 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il renferme des moyens de rouleaux ou de galets interposés entre la tête et l'appui. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens libérables et engageables sélectivement avec un é-30 paulement sur les longueurs ou groupes comprennent une première plaque ayant une ouverture latérale pour recevoir un groupe d'un premier diamètre et une surface de support ou d'appui définissant l'ouverture et engageable avec vin épaulement sur ce groupe, une seconde plaque ayant une ouverture latérale pour recevoir 35 un autre groupe d'un autre diamètre, et une surface de support ou d'appui définissant l'ouverture dans la seconde plaque et étant engageable avec un épaulement sur cet autre groupe, les plaques étant disposées les unes au-dessus dès autres, les ouvertures latérales étant alignées et comprenant des moyens pour dé-40 Placer2a plaque àplusfaible ouverture vers une position permettant 69.17021 19 2009215 l'entrée d'un plus grand diamètre dans l'ouverture de l'autre plaque, 5 - Dispositif selon la revendication 4-» caractérisé en ce qu'il renferme une griffe portée à pivot par la tête et mobile 5 entre une première position formant pont entre les ouvertures latérales et une seconde position espacée des ouvertures. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen pour supporter le "bras de support comprend un châssis, disposé verticalement, ayant des barres supé- 10 rieure et inférieure et un chariot supporté par ces barres et supportant ce bras en vue de son mouvement latéral, le chariot ayant aussi des moyens supportant ce bras pour son mouvement longitudinal, 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que le moyen pour supporter le bras de support comprend un châssis disposé verticalement ayant des barres supérieure et inférieure un chariot entre ces barres, des moyens de rouleaux interposés entre ce chariot et ces barres et en ce que ce moyen,pour supporter le bras de support en vue d'un mouvement longitudinal, ren-20 ferme un support allongé tubulaire porté par le chariot et traversé par ce bras, et des moyens de rouleaux interposés entre le support tubulaire et ce bras, les moyens pour déplacer le bras longitudinalement et latéralement comprenant des premiers moyens de moteur pour déplacer ce bras par rapport au support tubulaire 25 et des seconds moyens de moteur pour déplacer le chariot par rapport au châssis.