Brevet FR2010608A1 — publié le 19700220

La présente invention a pour objet un dispositif pour lancer les bouchons de cimentâtion destiné à être utilisé pour la cimentation des tubages dans les puits, où un obturateur de tubage est amoviblement fixé sur l'extrémité supérieure du 5 tubage, l'obturateur étant pourvu d'un canal pour le passage du cMent, et dans lequel un bouchon de cimentation est retenu amoviblement sous l'obturateur par le canal à ciment, le bouchon pouvant être séparé du canal à ciment du fait de l'introduction d'une sphère dans le ciment qui se déverse dans le tuba-10 ge à travers ce canalo Des dispositifs de ce genre, où un ensemble comprenant un bouchon supérieur et un bouchon inférieur est amoviblement rattaché au canal à ciment et où le bouchon inférieur est séparable du bouchon supérieur par réaction à l'introduction d'une première sphère dans le ciment qui s'écoule à 15 travers le canal dans le tubage et où le bouchon supérieur est détaché du canal à ciment par réaction à l'introduction d'une autre sphère dans le ciment qui s'écoule à travers le canal et dans le tubage, et où , par ailleurs, un sabot flotteur est prévu à l'extrémité inférieure du tubage pour arrêter la descen-20 te des deux bouchons0 L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif de ce genre où l'obturateur du tubage comporte des organes de verrouillage déclenchables, destinés à verrouiller le dispositif à l'équipement de tête de puits au fond d'une étendue d'eau,, L'objet de l'invention est aussi un disposi-25 tif de ce genre où l'obturateur du tubage comporte un manchon de réduction qui peut être raccordé par vissage à un accouplement du tubage. . Pour le centrage des tubages dans les puits forés, il est usuel d'employer un ou plusieurs organes dits bouchons de cimen-30 tation pour servir de barrière entre le fluide qui se trouve à l'intérieur du tubage et une quantité de ciment qu'ôn introduit dans le tubage et aussi pour former une barrière entre le ciment et un fluide d'entraînement destiné à forcer le ciment à descendre à l'intérieur du tubage et à le refouler vers le haut 35 à travers l'espace annulaire entre le tubage et les parois du puits ou, au cas où plusieurs trains de tubes seraient employés, dans l'espace annulaire entre le dernier tubage qu'on est en train de cimenter au terrain et un tubage posé antérieurement» Normalement, il était nécessaire pour la cimentation de 40 tubages dans les puits d'employer des dispositifs dits têtes 69 19179 2 2010608 de cimentation, agencés de manière à être raccordés à l'extrémi -té supérieure du tubage et qui servaient de support pour fixer amoviblement les bouchons de cimentation dans le dispositif de tête jusqu'au moment où les bouchons devaient être relâchés, 5 l'un avant et l'autre derrière le laitier de ciment pendant son déplacement à travers la tête de cimentation et dans le tubage. Ces têtes de cimentation sont d'une fabrication et d'un entretien onéreux et risquent, en outre, de devenir inutilisables après un emploi répété. Ceci explique pourquoi le prix 10 des têtes de cimentation usuelles constitue un facteur important le total des frais d'une opération de cimentation» En outre, lorsqu'on emploie des têtes de cimentation pour cimenter des puits forés à partir d'une plate-forme de forage flottant sur une étendue d'eau, où tout l'équipement pour le forage, le con-15 diïionnement et l'exploitation du puits, est situé au fond de l'eau, la tête de cimentation est parfois construite de sorte qu'elle constitue un élément structural qui doit supporter tout le poids du tubage pendant sa descente dans le puits» Ce poids peut être considérable étant donné que le tubage peut présenter 20 des diamètres et des épaisseurs de paroi variables et s'enfoncer des milliers de pieds à l'intérieur de la terre» 'Le but de la présente invention est donc de créer un" dispositif pour lancer des bouchons de cimentation qui supprime l'emploi des têtes de cimentation conventionnelles„ 25 L'invention réalise en effet un dispositif lance-bouchon de cimentation qui est, en comparaison des têtes de cimentation usuelles, d'une construction très simple et qui supprime pratiquement les problèmes de défaillance rencontrés jusqu'ici, en utilisant des têtes de cimentation connues, par suite de l'ap-30plication de pulsations à haute pression pendant des périodes prolongées» La présente invention prévoit, en outre, un dispositif lance-bouchon de cimentation tel que, pendant les opérations de cimentation d'un tubage dans un puits sous-marin, où l'équipe-35ment de tête de puits se trouve au fond de l'eau, le dispositif lance-bouchon soit structurellement séparé du dispositif de suspension du tubage pendant la descente de ce dernier, si bien que le dispositif lance-bouchon ne supporte pas le poids du tubage» Plus spécifiquement dans le dispositif lance-bouchon selon 4-01 'invention, le bouchon de cimentation supérieur est amovible- 69 19179 3 2010608 ment fixé à la paroi d'un élément de construction tubulaire ou mandrin faisant partie d'une conduite dans laquelle passe du fluide pendant la circulation normale de ce dernier et le déplacement usuel du ciment, ce "bouchon supérieur étant pourvu 5 d'un canal de passage permettant la descente du fluide à travers lui tant qu'il reste rattaché à l'élément tubulaire» Mais par ailleurs le bouchon supérieur présente un siège de soupape entourant l'entrée du canal de passage et dimensionné de manière à être obturé par un organe obturateur placé dans le fluide 10 d'entraînement après le déplacement désiré du ciment à travers le bouchon supérieur, de manière à provoquer le dégagement du bouchon supérieur de l'élément tubulaire, de sorte que ce bouchon supérieur forme alors une barrière à la surface supérieure du ciment qui vient de se déverser à travers ce bouchon» Dans 15 une autre forme de réalisation de l'invention, un bouchon de cimentation inférieur est associé au bouchon supérieur par l'intermédiaire d'un raccord déclenchable» Ce bouchon inférieur présente également un passage permettant la circulation du fluide et il est aussi pourvu d'un siège de soupape entourant le passa-20 ge prévu pour la circulation du fluide, siège qui est dimension-né de manière à être obturé par un organe obturateur placé dans le jet de fluide, de manière, à provoquer la séparation du bouchon Inférieur du bouchon supérieur, de sorte que le, bouchon Inférieur constitue une barrière efficace entre le ciment et le 25 fluide,qui descend dans le tubage en aval du bouchon inférieur» Un des objets de la présente invention consiste à réaliser un dispositif lance-bouchon destiné à être utilisé pour les opérations de cimentation,qui soit nettement moins cher que les têtes de cimentation usuelles et qui soit, durable et facile à em-30 ployer à la place des dispositifs de cimentation usuels» D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-dessous à l'aide des dessins ci-joints qui én~illustrent plusieurs formes de réalisation et dans lesquels î 35 La figure 1 est une élévation partiellement en coupe mon trant le dispositif lance-bouchon selon des caractéristiques de la présente invention, installé en association avec un équipement de tête de puits sous-marins; La figure 2a est line coupe verticale à une échelle agrandie 4-0 montrant le haut du dispositif selon figure 1 69 19179 4 2010608 La figure 2b est une représentation analogue à la figure 2a montrant un bouchon et un mandrin dans le corps de la tête de puits montré à la partie inférieure de la figure 1 ; La figure 3 est une coupe horizontale selon ligne 3-3 5 de la figure 2b; La figure 4 est une vue fragmentaire en coupe verticale qui illustre le bouchon supérieur selon la figure 1 et 2b séparé de son support, de manière à ce qu'il puisse se déplacer avec le jet de liquide descendant dans le tubage; 10 La figure 5 est une vue partiellement en coupe du disposi tif lance-bouchon installé dans un dispositif de suspension de tubage sous-marin; La figure 6 est une vue en coupe verticale, à une échelle agrandie, qui montre les positions respectives des bouchons 15 supérieur et inférieur selon la figure 5 et leur support tubulaire; La figure 7 illustre en line coupe verticale le mécanisme de la séparation du bouchon inférieur du supérieur pendant le fonctionnement du dispositif selon là figure _5; 20 La figure 8 est une représentation analogue à la figure 7 montrant la séparation du bouchon supérieur et son support tubulaire pendant le fonctionnement du dispositif selon la figure 5 ; La figure 9 est un autre détail en coupe verticale qui 25 montre l'arrivée des deux bouchons sur le sabot-flôtteur du tubage pendant le fonctionnement du dispositif selon la figurç 5; et La figure 10 est une vue fragmentaire, en partie coupée et en partie en élévation, qui montre une forme modifiée du dis-30 positif lance-bouchon conforme à l'invention» Les figures 1 à 4 illustrent une forme de réalisation préférée du dispositif lance-bouchon, désigné globalement par la lettre de préférence A. Il comporte un bouchon de cimentation supérieur TP disposé dans un équipement de tête de puits dési-35 gné globalement par H. A la tête de puits H, se trouve suspendu un train de tubes C destiné à être cimenté dans un espace annulaire B entre le tubage C et un tubage extérieur Cl qui a été descendu antérieurement dans le puits W et cimenté au terrain. L'extrémité inférieure du tubage C plonge plus loin vers le bas 40 que l'extrémité inférieure du tubage Cl, dans le trou de forage 69 19179 5 2010608 à section réduite Wl. A l'extrémité inférieure du train de tubes C se trouve le sabot de tubage usuel Sc Dans l'équipement de tête de puits H, le tubage C maintenu par le corps tubulaire 1 de la tête de puits qui est assis sur un 5 support annulaire 2, à son tour assis sur un autre siège annulaire 2, à son tour assis sur un autre siège annulaire 3 prévu à l'extrémité supérieure du tubage extérieur Cl. Le support annulaire 2 présente un nombre approprié de canaux de passage 4- qui le traversent de manière à établir la communication entre l'espace annulai-10 re B sous le support 2 et l'eau au-dessus de ce support. L'équipement de tête de puits H est montré seulement comme exemple d'une telle installation,usuelle pour servir de support aux tubages de puits forés dans le sol sous-marin à partir d'une plate-forme flottant à la surface d'une étendue d'eau, où la tête 15 de puits H est appuyée sur une base 5 solidaire du premier tuba-geC.Î donc le tubage extérieur, adjacent au fond F de l'eau.Typiquement, cette structure de base 5 comporte un certain nombre de colonnes droites 6 qui reçoivent et guident des éléments tubu-laires et coulissants 7 appartenant à un dispositif agencé pour 20 être soulevé et abaissé dans l'eau le long de câbles de guidage verticaux 8, tout cela conforme à une technique bien connue dans la technique. A l'intérieur du corps tubilaire 1 de la tête de puits, on distingue le manchon de protection 9 qui est amovible et qui 25 protège une série de gorges annulaires 10, superposées à certains intervalles dans le corps 1 de la tête de puits, de la pénétration des fluides contenus dans le puits, pendant le forage à travers le tubage C, une fois que celui-ci a été posé à l'intérieur du tubage extérieur C1 et de la partie W1 du puits, comme on l'ex-30 pliquera ci-dessous. Ces gorges annulaires 10 sont de manière connue, agencées pour recevoir les organes de verrouillage prévus sur Tin certain nombre d'organes de suspension de tubage ( non montrés sur le dessin) ce qui permet de descendre d'autres tubages intérieurs à travers les tubages précédents pendant que le fora-ge se poursuit, comme on l'expliquera ci-dessous. L'ensemble de l'équipement de tête de puits H et de la base de support 5 décrit ci-dessus est conventionnel et la présente invention a pour objet de résoudre le problème de la réalisation d'un dispositif lance-bouchon de cimentation A, où le bouchon su-périeur TP est agencé f>our être employé comme barrière dans un 69 19179 6 2010608 écoulement de fluide descendant à l'intérieur du tubage C, de manière à isoler une partie Inférieure de l'écoulement, constituée par une masse de ciment fluide, d'une partie supérieure, constituée par un fluide d'entraînement dont la fonction est de refou-5 1er la masse de ciment vers le bas, à l'intérieur de la colonne de tubage C et à forcer ce ciment fluide à passer, comme l'indiquent les flèches, à travers le canal 11 du sabot de tubage S et dans le puits de forage W1, et de remonter de là autour de la paroi extérieure du tubage C dans l'espace annulaire B, de maniè-10 re à le remplir entièrement de ciment ou presque, tandis que l'excédent de la masse de ciment est refoulée vers le haut à travers les canaux de passage 4 dans le support annulaire 2. Plus spécifiquement, le dispositif lance-bouchon A comporte une pièce tubulaire ou mandrin 12 avec un canal central 13. 15 Une plaque adaptrice 14 avec un diamètre extérieur correspondant aux dimensions du corps de tête de puits 1 est fixée en 12a sur le mandrin 12, cette plaque 14 présentant un épaulement 15 prévu pour mieux asseoir la pièce tubulaire 12 sur l'extrémité supérieure du corps 1 de la tête de puits. 20 Des organes de verrouillage désignés globalement par 16 sont prévus pour verrouiller amoviblement la plaque adaptrice ■ 14 au corps 1 de la tête de puits. Ces organes de verrouillage comportent un élément annulaire intérieur 17 conçu pour être disposé autour de l'extrémité supérieure du corps 1 de la tête 25 de puits. Un joint d'étanchéité inférieur 18 est dis-posé entre le corps 1 de la tête de puits et la paroi intérieure de l'élément annulaire 17. L'extrémité inférieure de ce dernier présente une section à diamètre réduit 19 et à son extrémité supérieure, il présente une autre section à diamètre réduit 20. Ces sec-30 tions 19 et 20 présentent des parois extérieures cylindriques 21, 22 auxquelles s'adaptent respectivement les rebords 23 et 24 d'un piston de verrouillage annulaire 25. Deux garnitures 26 sont prévues axialement espacées entre le piston 25 et l'élément de verrouillage 17 du côté du rebord 23 du piston 25 et à une 35 certaine distance axiale de celui-ci, de manière à délimiter une chambre 27 dans laquelle se déplace le piston. Deux garnitures 28 sont disposées de façon analogue du côté du rebord 24 du piston 25 de manière à délimiter une chambre 29 dans laquelle se déplace le piston. Le piston de verrouillage 25 présente des 40 orifices latéraux 30, 31 espacés dans le sens axial, qui commu 69 19179 7 2010608 niquent avec les chambres 27 et 29 aux fins de l'admission et de l'évacuation de fluide sous pression par des conduites 32 et 33 qui mènent vers la plate-forme qui flotte sur l'eau, de manière à permettre la commande des déplacements axiaux du piston 5 de verrouillage 25» L'élément de verrouillage 17 présente plusieurs organes 34 coulissant dans des orifices 35 et munis d'ergots de verrouillage intérieur 36 et extérieur 37. Lorsque le piston de verrouillage 25 se trouve dans sa position inférieure, montrée à la figu- 10 re 1, la paroi intérieure du piston 25 est en prise avec les ergots 37 de manière à maintenir les organes de verrouillage 34 dans une position latérale déplacée vers l'intérieur, tandis que les ergots 36 se trouvent insérés dans une gorge annulaire 38 prévue à l'extérieur, à proximité de l'extrémité supérieure du 15 corps de la tête de puits 1, C'est ainsi que les éléments de verrouillage 34 fixent la plaque adaptrice 14 et le mandrin 12 sur le corps 1 de la tête de puits, mais lorsque du fluide sous pression est admis dans la chambre 29, de manière à soulever le piston de verrouillage 25, les ergots 37 sont placés en face 20 d'une gorge 39 prévue à l'intérieur du piston 25, si bien que les organes de verrouillage 34 peuvent se déplacer latéralement et vers l'extérieur en sortant ainsi de la gorge 38 dans le corps 1 de la tête de puits pour verrouiller la plaque adaptrice 14 de ce corps 1. 25 L'extrémité supérieure du mandrin 12 est raccordée de ma nière appropriée par un raccord à vis à une conduite telle que la tige de forage 41 • Cette tige de forage 41 contient le raccord amortisseur 42 qui consiste de manière bien connue en un dispositif téléscopique permettant l'extension et le raccourcissement de 30 l'amortisseur pour compenser les mouvements ascendants et descendants de la plate-forme de forage sur l'eau» Au-dessus du raccord amortisseur 42, la tige de forage 41 est reliée par tin raccord à vis approprié 43 ( figure 2a) à l'extrémité inférieure d'un ensemble de valve globalement désigné par 35 Y» Dans la forme de réalisation illustrée, le raccord à vis 43 est disposé entre la tige de forage 41 et un manchon de réduction 44 également pourvu d'un ra-ceord à vis 45 avec un raccord droit 46 du côté de la sortie de la valve Ya Ce dernier comporte le corps principal 47 vissé en 48 sur le raccord droit 46 et en 40 49 sur un autre raccord droit 50 qui s'étend vers le haut. La 69 19179 8 2010608 valve V est de construction "conventionnelle et comporte l'obturateur rotatif usuel 51 percé d'un orifice 52 d'un diamètre qui correspond pour l'essentiel au diamètre de la voie de passage 53 prévue dans le corps 47 de la valve qui communique avec les 5 alésages des raccords droits 46 et 50o L'obturateur 51 présente en 54 un joint d'étanchéité approprié et il est retenu dans le corps 47 de la soupape par un organe de retenue 55» L'obturateur 51 présente une tige de commande 56 qui fait saillie à travers l'organe de retenue 55 et qui est munie d'une poignée appropriée 10 57 permettant de faire tourner l'obturateur 51 afin d'ouvrir ou de fermer, selon le cas, la voie de passage 53 à travers le corps de valve 47 « A l'extrémité supérieure du raccord 50 est adapté un raccord en T 58 avec des conduites d'entrée 59 agencées pour être 15 raccordées à des conduites qui mènent aux pompes usuelles pour l'amenée du fluide à travers le raccord en T 58 et à travers le dispositif à soupape V, dans l'ensemble d'éléments tubulaires comprenant la tige de forage 41 et le corps annulaire du lance-bouchon 120 Le raccord en T présente à son extrémité supérieu-20 re un capuchon de fermeture 60 amovible qui y est vissé en 61„ Le raccord en T 58 et le dispositif de valve Y sont disposés sur la plate-forme au-dessus du niveau de l'eau et par conséquent la longueur de la tige de forage 41 dépend de la profondeur de l'eau au fond de laquelle le puits est foré» Et comme on le dé-25 crira ci-dessous avec plus de détails, le raccord en T et plus particulièrement son capuchon amovible et le dispositif de valve V permettent de dégager les bouchons de cimentation du dispositif lance-bouchon A et de provoquer ainsi la fermeture du puits» Le bouchon de cimentation supérieur TP, déjà mentionné 30 ci-dessus, est conçu de sorte qu'il est relié à l'extrémité inférieure du dispositif lance-bouchonpar un manchon de réduction 70 avec un raccord à vis 71, le reliant à l'élément annulaire 120 Ce manchon de réduction 70 est traversé par un alésage 72 qui constitue la suite du canal 13 de la pièce 12» A son extrémi-35 té inférieure, le manchon de réduction 70 présente une partie filetée 73, destinée à recevoir un coussinet taraudé 74» Le bou -chon de cimentation supérieur ÏP comporte un corps intérieur 75 avec une partie cylindrique 76 qui s'étend vers le haut et entoure le coussinet 74 auquel elle est fixée par un nombre appro-40 prié de goujons de cisaillement 77? espacés sur son pourtour, 69 19179 9 2010608 comme on le distingue mieux à la figure 3, et entre les sous-sinets 74 et la partie cylindrique 76 du corps du bouchon 75 se trouve lin joint d'étanchéité approprié 78 ( figure 2b).Une pièce en élastomère 79 est moulée sur le corps 75 du bouchon; cet-5 te pièce présente un nombre de lèvres étanchéifiantes 80 qui s'appuient de manière à pouvoir coulisser contre la paroi intérieure du manclion de protection 9 prévu dans le corps 1 de la tête de puits et qui fait fonction de support du tubage» A l'intérieur, le corps 75 du bouchon présente un passage 81 circons-10 crit en haut par une section à diamètre réduit 82 délimitant un siège 83 tourné en amont» A ce siège 83 s'adapte un organe obturateur approprié, introduit au cours de la cimentation du puits dans le Jet de fluide à travers le raccord en T 58 décrit ci-dessus. Dans l'exemple illustré, cet organe est représenté 15 par une sphère ou bille 84 qui ferme le passage 81 et empêche ainsi la poursuite de l'écoulement du fluide à travers ce passage» L'obturation du passage 81 fait naître une force qui agit d'en haut vers le bas sur le bouchon de cimentation supérieur TP, de manière à casser les goujons de cisaillement 77 et, par consé-20 quent, de dégager le bouchon TP du manchon de réduction 70. Lorsque le bouchon supérieur TP descend du manchon protecteur 9 dans le tufcage C, les lèvres 80 du corps élastomère 79 sont fléchies vers le bas et vers l'extérieur de sorte qu'elles se serrent étroitement contre la paroi intérieure du tubage C et for-25 ment ainsi une barrière étanche entre le fluide au-dessus du bouchon de cimentation TP et le fluide qui se trouve au-dessous de ce bouchon. Dans une opération de cimentation typique mise en oeuvre à l'aide du bouchon de cimentation TP et du dispositif lance-bou-30 chon A décrits ci-dessus, le tubage C sera d'abord descendu dans le puits alors qu'il est suspendu au corps 1 de la tête de puits, appuyé sur un appareil de descente conventionnel ( non montré sur le dessin) jusqu'à ce que le corps 1 de la tête de puits se pose sur le support annulaire 2„ Ensuite, le dispositif lance-bouchon 35 A avec le bouchon de cimentation supérieur TP rattaché à l'extrémité inférieure de la pièce tubulaire 12 sera descendu à travers l'eau sur laquelle flotte la plate-forme de forage et le long de la tige de forage 41 jusqu'à ce que la plaque adaptatrice 14 se pose sur l'extrémité supérieure du corps 1 de la tête de 40 puits et que le bouchon de cimentation TP se trouve à l'intérieur 69 19179 10 2010608 du manchon protecteur 9» C'est alors que du fluide sous pression amené par l'intermédiaire de la conduite 32 servira à faire descendre le piston de verrouillage 25, de manière à forcer les organes de verrouillage 34 latéralement vers l'intérieur, dans la 5 gorge 38, ce qui verrouille le dispositif lance-bouchon A à sa place dans le corps 1 de la tête de puits. L'équipement de surface sur la plate-forme de forage sera alors disposé de sorte que la tige de forage 41 se trouve à l'endroit du raccord fileté 43 de manière à relier la valve Y et le raccord en T 58 à l'ensemble 10 des éléments tubulaires qui forment une voie de passage pour l'écoulement à travers la valve Y et la tige de forage 41 dans le canal 13 qui traverse le mandrin 12 du dispositif lance-bouchon,, Alors, on peut raccorder des conduites de fluide aux entrées 59 du raccord en T 58 et un fluide de circulation peut être pompé 15 vers le bas à travers l'ensemble des organes tubulaires pour passer à travers le passage 81 à l'intérieur du bouchon supérieur TP, descendre par le tubage C et passer à travers le passage 11 dans le sabot de tubage S dans le puits de forage W1„ Ce fluide remontera ensuite vers le haut dans le puits de forage ¥1 et s*in 20 troduira dans l'espace annulaire B pour passer de ce dernier à travers les canaux 4 dans le support annulaire 20 Une fois que la circulation a été établie, un laitier de ciment présentant une certaine fluidité est introduit par le raccord en T 58 dans l'assemblage tubulaire et cela, en un volume calculé de manière 25 à remplir le trou de sonde W1 et l'espace annulaire D jusqu'au niveau souhaité» Lorsque ce niveau est atteint, on peut arrêter le pompage de fluide pour permettre le dévissage du bouchon 60 du raccord en T 58, afin d'insérer la sphère 84 dans l'ouverture de ce raccord. Si cela semble souhaitable ou nécessaire pendant 30 l'introduction de la sphère 84 dans le raccord 58, on peut faire tourner l'obturateur 51 de la soupape Y à l'aide de la poignée 57 pour obturer la voie 53 à travers la valve Y„ Après l'introduction de la sphère 84, on revisse le capuchon 60 dans le raccord en T 58 et on rouvre la soupape Y au cas où elle aurait 35 été fermée» Lorsqu'on continue alors à faire descendre le ciment à travers l'assemblage tubulaire, la sphère 84 se pose comme expliqué ci-dessus sur le siège 83 du bouchon de cimentation supérieur TP et sous sa pression le bouchon TP se dégage du dispositif lance-bouchon A0 Le bouchon TP descendra alors 40 dans la colonne de fluide, séparant le ciment du fluide d'en 69 19179 11 2010608 trainement sous pression, jusqu'à ce que le bouchon se pose sur le sabot de tubage S ou sur tout autre organe d'arrêt approprié prévu à l'intérieur du tubage C„ lorsqu'on veut récupérer le dispositif lance-bouchon A, 5 tout ce qui est nécessaire est d'introduire du fluide sous pression dans la conduite 33 de l'organe de verrouillage 16, de manière à faire remonter le piston de verrouillage 25 jusqu'à ce que les éléments de verrouillage 34 puissent se déplacer latéralement vers l'extérieur pour s'introduire dans la gorge 39. On peut 10 alors retirer le dispositif lance-bouchon du corps 1 de la tête de puits et le haler sur la plate-forme de forage. Un outillage de récupération approprié ( non montré sur le dessin ) peut alors être employé pour retirer le protège siège 9 du corps 1 de la tête de puits, comme cela se fait d'ordinaire, pour dégager les ^5 canaux 10 prévus dans le corps 1 de la tête de puits, qui sont destinés à recevoir les organes de verrouillage d'un dispositif de suspension de tubage qui sert de support à un train de tubes intérieur lorsqu'on veut introduire un tubage supplémentaire après avoir continué le forage du puits» 20 Par exempla l'achèvement d'un puits sous-marin tel qu'il est illustré par la figure 1, à l'aide du bouchon de cimentation supérieur TP, peut impliquer la cimentation au terrain d'un tubage C1 d'un diamètre de, mettons 30". Le tubage C suspendu au corps 1 à la tête de puits pourrait avoir un diamètre de 20"„ 25 Plusieurs trains de tubes supplémentaires peuvent être suspendus au corps 1 de la tête de puits de manière usuelle. En effet, dans l'exemple d'exécution de l'invention illustré par les figures 5 à 9 un tubage central désigné comme C2 est suspendu à l'intérieur du corps 1. de la tête de puits de manière à plonger 30 dans un puits W2, et cela par l'intermédiaire d'un organe de suspension 100 qui est raccordé en 101 au tubage C2„Cet organe de suspension 100 présente une section médiane évasée 102, de sorte qu'à proximité de son extrémité supérieure il présente un diamètre extérieur qui se rapproche du diamètre intérieur du 35 corps 1 de la tête de puits. La section médiane et évasée 102 d* 1! organe de suspension 100 repose sur l'extrémité supérieure 103 d'un organe de suspension de tubage 104 qui est montré sur le dessin avec des parties arrachées. Cet organe 104 peut, par exemple, porter à l'intérieur du tubage C un train de tubes d'un 40 diamètre de 9-5/8" ; et sous l'organe de suspension 104, un 69 19179 12 2010608 organe analogue ( non montré 'sur le dessin) peut être employé pour servir de support à l'intérieur du tubage C à encore un autre train de tubes avec un diamètre de 13-3/8", tout cela étant bien connu dans le domaine de l'achèvement des puits sous-marins, 5 où tout l'équipement de forage et d'achèvement de tête de puits est disposé au fond F de l'eau» Dans la présente forme de réalisation, le verrouillage 116 qui correspond à celui qui a été décrit ci-dessus, est utilisé pour maintenir en place au-dessus du corps 1 de la tête de puits 10 un obturateur anti-éruption conventionnel 105 dont une partie est montrée à la figure 5» Le dispositif lance-bouchon A de l'invention fait saillie à travers l'obturateur anti-éruption 105, vers le bas, et il est suspendu à l'extrémité inférieure d'une tige de forage 141, par exemple par un raccord à vis 140 avec 15 un outil de descente universel qui est à son tour vissé en 106 dans l'extrémité supérieure de l'organe de suspension du tubage 100. C'est ainsi que l'organe de suspension de tubage 100 et la tige de forage C2 sont agencée pour être descendus dans le puits sur le dispositif de descente T qui présente un corps 114 en for-20 me de bride et correspond à la plaque adaptrice 14, également en forme de bride du dispositif lance-bouchon décrit ci-dessus» Tous les éléments composant la présente forme de réalisation sont des éléments standard et le mandrin lance-bouchon 112 est conçu de sorte qu'il puisse être raccordé par un joint fileté 140a au dis-25 positif de descente T» A son extrémité inférieure, le mandrin lance-bouchon 112 du présent exemple d'exécution contient le bouchon de cimentation supérieur TP qui est amoviblement fixé comme dans la forme de réalisation décrite plus haut et, en outre, il contient un bou-30 chon de cimentation inférieur BP amoviblement fixé au bouchon supérieur TP0 Ainsi, un ensemble d'organes tubulaires est constitué pour la conduite de fluide vers le bas dans le tubage C2 ce qui permet, comme il sera décrit ci-dessous, de faire descendre un 35 fluide de circulation dans la tige de forage 141 et à travers le canal 113 du mandrin 112 pour passer par les bouchons de cimentation TP et BP et par le sabot S à l'extrémité inférieure du tubage C2, ce fluide remontant ensuite, comme il est indiqué par les flèches, à travers les passages usuels 104a prévus 40 dans l'organe de suspension 100 du tubage et ensuite en remon 69 19179 13 2010608 tant encore à l'extérieur de la tige de forage 141 « Comme le tubage C2 peut présenter une longueur considérable, mettons plusieurs milliers de pieds, et qu'il peut donc être lourd, on emploie parfois un sabot de tubage S équipé, comme le 5 fait voir la figure 5,d'un organe flotteur 111 à valve avec tme chambre 111a contenant un obturateur sphèrique 111b conçu de manière à s'appliquer à un siège de soupape correspondant 111c , tourné v?rs le bas, pour empêcher l'admission du- fluide présent dans3epuits W2 dans le tubage C2 pendant qu'on le descend dans le 10puitSo Mais, pendant la circulation du fluide décrite ci-dessus, l'obturateur 111b se déplacera vers le bas en s'éloignant du siège 111 tj pour permettre au fluide de s'écouler vers le bas à travers l'orifice 111 à l'extrémité inférieure du sabot flotteur S„ On distingue au mieux dans la figure 6, les détails de 15l'organe tubulaire 112 du dispositif et de son assemblage avec le bouchon de cimentation supérieur TP ainsi que ceux du raccord entre ce dernier et le bouchon de cimentation inférieur BP. La figure 6 montre que le mandrin 112 se compose d'une pièce tubulaire supérieure 112a dont le bas également cylindri-20que 112b est pris de manière étanche dans le haut 112c d'une pièce inférieure 112d de l'organe. Des joints d'étanchéité appropriés 112e peuvent être prévus entre les pièces 112b et 112c. Un organe de rotation 112f est prévu pour rassembler les parties 112a et 112d. Cet organe se compose des brides 112g , 112h qui sont pré-25vues respectivement sur les parties 112a et 112d du mandrin et qui sont rassemblées par une bague fendue à gorge 1123 maintenue par un serre-tube 112k. A son extrémité inférieure, le mandrin 112 présente un manchon de réduction 170 rattaché de manière appropriée, par exemple 30par un raccord à vis 171, à la partie 112d du mandrin. Le manchon de réduction 170 peu± présenter un diamètre extérieur calculé de sorte qu'il serve de support au bouchon de cimentation supérieur TP qui présente les dimensions nécessaires pour être employé dans le tubage dans lequel le dispositif lance-bouchon A doit 35être utilisé.A cet effet, l'extrémité inférieure du manchon de réduction 170 présente en 173 un filet sur lequel se visse un coussinet taraudé 174. Dans cette forme de réalisation, tout comme dans celle décrite plus haut, le bouchon de cimentation supérieur TP comporte un corps central 175 avec une partie supérieure cy-40lindrique 176 dimensionnée de manière à embrasser le coussinet 69 19179 174- et d'y être fixée amoviblement par un nombre approprié de goujons de cisaillement 177 espacés périphériquemento En outre, une rondelle de joint appropriée 178 peut être prévue entre le coussinet 174- et la partie 176 de la pièce centrale du bouchon,, Un 5 élément élastomère 179 est moulé autour de la pièce centrale 175 du bouchon, cette pièce en élastomère présente plusieurs lèvres élastiques 180 qui s'étendent vers le haut et vers l'extérieur et s'appliquent de manière étanche et de façon à pouvoir y coulisser à la paroi intérieure de l'extrémité supérieure du tubage 10 C2 sous l'organe de suspension 100„ Le raccord entre le bouchon supérieur TP et le bouchon inférieur BP est réalisé par un manchon de raccord 200 vissé en 201 dans le taraudage à l'extrémité inférieure de la pièce centrale 175 du bouchon supérieur„ L'extrémité inférieure du manchon de 15 raccord 200 présente un filet 202 sur lequel se visse un coussinet taraudé 203 qui peut présenter un diamètre extérieur approprié pour qu'il puisse servir de support à un bouchon de cimentation inférieur BP dimensionné de manière à correspondre au tubage C2„ Tout comme le bouchon de cimentation supérieur TP, le 20 bouchon inférieur BP comporte une pièce centrale 204 qui se prolonge vers le haut en une partie cylindrique évasée 205 de dimensions calculées de sorte à d'adapter au pourtour du coussinet 203 et d'y être retenue par l'intermédiaire d'un nombre approprié de goujons de cisaillement 206 périphériquement espacés. Un élément 25 en élastomère 207 est moulé autour de la pièce centrale 204 du bouchon, cette pièce en élastomère présente plusieurs lèvres élastiques 208 qui, comme les lèvres 180 du bouchon supérieur TP, s'appliquent de manière étanche et de façon à y coulisser à la paroi intérieure du tubage C2. 30 Le bouchon supérieur TP présente un canal de passage 181 cir- concrit par le siège 183, et le bouchon inférieur BP présente un canal analogue 219 circonscrit par le siège 210, Le siège 210 du bouchon inférieur BP est dimensionné de sorte à recevoir un dispositif obturateur destiné à bloquer sa section 35 de passage 209, comme il sera décrit ci-dessous, ce qui mène à ce çjie ce fluide d'entraînement exerce sur le bouchon inférieur BP une pression assez forte pour rompre les goujons de cisaillement 206 et pour dégager ainsi le bouchon inférieur BP du manchon de raccord 200» Incidemment, pour appliquer la pression du fluide à 40 toute la section transversale du bouchon inférieur BP, le manchon de raccord 200 est pourvu d'un ou de plusieurs orifices 200a par 2010608 69 19179 2010608 lequel ou lesquels du fluide peut passer de l'intérieur du manchon 200 à l'extérieur de celui-ci, de manière à exercer sur la lèvre supérieure208 du bouchon inférieur BP une pression tendant à séparer les deux bouchons» Tout comme le siège 83 du bouchon 5 supérieur du premier exemple d'exécution, le siège 183 du bouchon supérieur TP du présent exemple, est: dimensionné de manière appropriée pour recevoir un dispositif obturateur ce qui met sous pression du fluide le bouchon supérieur TP du présent exemple d'exécution et provoque son dégagement du manchon de réduc-10 tion 170» A des fins qui seront encore décrites avec plus de détails, le bouchon inférieur BP sert par l'intermédiaire d'un raccord à vis 211, prévu à son extrémité inférieure, de support à une cage 212 qui s'allonge vers le bas et présente un nombre approprié 15 d'orifices de passage latéraux 213 ainsi qu'un orifice de passage 214 à son extrémité libre, pour permettre la circulation de fluide vers le bas à travers le bouchon inférieur BP lorsque les deux bouchons TP et BP sont ouverts, comme le fait voir la figure 6 de manière à rendre possible la descente d'un fluide d'entraî-20 nement, dans le tubage C2 et sa remontée dans le trou de sonde W2, pour retourner vers la tête de puits H» Bien entendu, l'équipement prévu sur la plate-forme de forage en surface pour permettre cette circulation de fluide comporte le dispositif de surface décrit à l'exemple d'exécution selon les 25 figures 1 à 4, à savoir le dispositif de valve Y et le raccord en T 58. Les figures 7 à 9 montrent les bouchons de cimentation TP et BP dans les diverses positions qu'ils prennent au cours d'une opération de cimentation réalisée à l'aide du dispositif lance-bou-30 chon du présent exemple d'exécution» A la figure 7, l'obturateur, qui coopère avec le siège 210 circonscrivant le passage 209 à. travers le bouchon supérieur BP, est réalisé sous forme d'une sphère 220 d'un diamètre supérieur à celui du passage 209» Pour une raison dont il sera question plus bas, la sphère 220 est faite 35 d'un élastomère d'une dureté suffisante pour ne pas se déformer de manière à s'introduire dans le passage 209 sous l'influence de la pression du fluide auquel la sphère 220 est exposée et d'assurer ainsi la rupture des goujons de cisaillement 206 qui retiennent le bouchon inférieur BP au bouchon supérieur TP» 40 C'est ainsi qu'après l'établissement de la circulation d'un 69 19179 16 2010608 fluide d'entraînement qui descend à travers les bouchons TP et BP et à travers le tubage C2 et remonte ensuite à travers l'espace annulaire vers la tête de puits, la sphère 220 peut être introduite dans le jet de fluide comme décrit ci-dessus, de ma-5 nière à descendre avec le fluide et à obturer la section de passage du siège 210 du bouchon de cimentation inférieur BP, si bien que celui-ci fasse barrière entre une quantité de laitier de ciment fluide au-dessus du bouchon et le fluide qui se trouve au-dessous de ce dernier. Lorsque la sphère 220 est placée sur 10 le siège 210, le bouchon de cimentation inférieur BP se dégage du bouchon supérieur TP, comme le fait voir la figure 7, les lèvres de joint 208 glissent vers le bas à l'intérieur du tubage C2, et le bouchon de cimentation inférieur BP se pose sur le sabot de tubage S à l'extrémité inférieure de la colonne de tubage C2„ 15 Gomme le fait voir la figure 8, une deuxième sphère 284 est prévue pour être placée dans l'écoulement de fluide de la manière décrite ci-dessus, de sorte qu'elle descende avec le laitier de ciment et s'applique au siège 183 du bouchon de cimentation supérieur TP et obture le passage.181 à travers ce dernier, 20 par suite de quoi le bouchon TP se dégage du manchon de réduction 170 comme on l'a décrit plus haut et forme une barrière efficace séparant le laitier de ciment et le fluide d'entraînement employé pour forcer le bouchon supérieur TP et le laitier. de ciment à descendre à travers le tubage G2. 25 Lorsque le bouchon inférieur BP se pose sur le sabot 'de tu bage S, il faut faire passer la sphère 220 à travers son siège dans le bouchon inférieur BP, et à cet effet, elle est faite d'un é-lastomère plus souple permettant sa déformation suffisante pour qu'elle puisse descendre à travers le passage 209 du bouchon dans 30 la cage 212 décrite ci-dessus, dont les orifices 213 permettent alors l'écoulement du ciment vers l'extérieur pour descendre à travers le sabot de tubage S et de remonter de là à l'extérieur du tubage C2 dans le trou de sonde W2„ Ce déplacement du laitier de ciment continue jusqu'à ce que le bouchon supérieur TP se pose 35 sur le bouchon inférieur BP, comme le fait voir la figure 9, en arrêtant ainsi la descente du bouchon supérieur TP„ On s'apercevra sur la plate-forme à la surface de l'eau du fait que le bouchon supérieur TP s'est posé sur le bouchon inférieur BP, à l'augmentation de la pression de pompage, servant au déplacement du 40 ciment par le fluide d'entraînement. A ce moment, les pompes de 69 19179 17 2010608 cimentation peuvent être arrêtées et l'obturateur sphérique 111b de la valve 111 peut s'appliquer sur le siège 111c du sabot-flotteur S empêchant, ainsi le retour du ciment à travers les deux bouchons qui sont arrivés à la fin de leur course. 5 lorsqu'on veut récupérer le mandrin 112, il suffit d'enlever l'appareil de descente T de l'extrémité supérieuredu dispositif de suspension 100, en faisant tourner la tige de forage 141 dans le sens nécessaire pour dévisser le raccord 106. Il y a lieu de mettre en évidence que le dispositif lance-10 bouchon, et plus particulièrement le mandrin 112 ne font pas partie de l'équipement de tête de puits ou de la structure qui doit résister au fluide en circulation ou à la pression de cimentation pendant que celle-ci est opérée. En effet, seulement les organes normalement employés pour descendre la suspension 100 du 15 tubage et le train de tubes C2 qui y est suspendu, ainsi que l'organe de suspension 100 lui-même, sont exposés aux pressions exercés par le fluide en circulation et par le ciment pendant l'opération de cimentation0 Grâce à celà, le mandrin 112 peut présenter une construction relativement simple et peu coûteuse en com-20 paraison des têtes de cimentation normalement employées pour la fixation amovible des bouchons de cimentation et pour l'opération de cimentation, la présente invention n'est pas limitée à l'application illustrée et décrite, où elle sert au conditionnement des puits 25 sous-marins. En effet, l'invention peut être appliquée à la cimentation de tubages dans des puits où le tubage s'étend vers le haut à travers la plate-forme de forage, comme cela se fait pour le forage de certains puits à partir de plate-formesstationnaires dans les zones maritimes côtières, ou pour le forage à partir de 30 terre ferme. A cet effet, comme le montre la figure 10, une forme de réalisation modifiée de l'invention est prévue pour la cimentation d'un tubage 04 qui plonge dans un puits (non montré sur le dessin) à travers la plaque tournante usuelle R des appareils de forage, 35 qui contient un coussinet maître M conçu pour recevoir les coins de retenue de tubage C équipés comme d'ordinaire de dents 300 agencées de manière à être forcées à saisir la paroi extérieure du tubage C4 sous l'effet du serrage par les surfaces des coins CS et le coussinet maître M qui se touchent en 301, tout cela de 40 manière conventionnelle. Pour opérer la cimentation du tubage C4 69 19179 18 2010608 de manière conventionnelle, oïi raccorderait une tête de cimentation contenant un ou plusieurs "bouchons de cimentation à l'extrémité supérieure du tubage C4 et après la fin de l'opération de cimentation, on laisserait le plus souvent la tête de cimen-5 tation sur place jusqu'à ce que le ciment ait au moins partiellement pris» Ce mode de cimentation conventionnel nécessite, évidemment, plusieurs têtes de tubage qui sont coûteuses» Mais conformément à la présente invention, un mandrin lance-bouchon tubulaire 312 est prévu qui présente entre ses deux extré-10 mités une surface cylindrique 312a conçue de manière à recevoir un manchon-adapteur 314, des garnitures d'étanchéité appropriées étant prévues entre le manchon 3 H et la surface 312a» Pour fixer le manchon 3 H sur le mandrin 312, ce dernier est pourvu d'un é-paulement 314a sous sa surface cylindrique 312a, et au-dessus de 15 cette surface le mandrin 312 présente une partie filetée 314b sur laquelle se vissentdes écrous de retenue 314c contre lesquels le manchon 314 bute, ce qui l'empêche de remonter sur le mandrin 312» le manchon 314 comporte line partie inférieure et filetée en 315» dimensionnée de manière à correspondre au taraudage de l'ac-20 couplement de tubage 317 qui se visse en 318 sur l'extrémité supérieure du tubage C4« L'accouplement 317 peut être un de ceux qu'on emploie normalement pour raccorder les éléments du tubage, ou bien on peut prévoir un accouplement spécial conçu pour être vissé en 318 sur l'extrémité supérieure du tubage C4» De toute fa-25 çon le manchon 314 est pourvu d'organes servant à le raccorder à l'extrémité supérieure du tubage C4, organes qui réagissent à la rotation du manchon 314 autour de la surface cylindrique 312a« Pour faciliter la rotation du manchon 3 H il est, dans l'exemple illustré, pourvu d'une ou de plusieurs lumières radiales 319 per-30 mettant l'insertion d'un levier» On voit qu'à son extrémité inférieure, le mandrin 312 retient amoviblement un bouchon de cimentation supérieur TP, et un bouchon de cimentation inférieur BP est amoviblement fixé sur le bouchon supérieur, comme on l'a décrit aux exemples d'exécution précédents, si bien qu'il est inu-35 tile de décrire ces bouchons ici encore une fois» L'extrémité du mandrin 312 peut être raccordée de manière appropriée au dispositif à soupape "V", comme on l'a décrit plus haut, de sorte que le déclenchement ou le lancement du bouchon supérieur TP et du bouchon inférieur BP peut être opéré tout comme on l'a décrit -40 plus haut» 19179 19 2010608 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'arte 69 19179 20 2010608 REVENDICATIONS 1 - Dispositif à bouchon de cimentation destiné à être utilisé pour la cimentation des tubages dans les puits de forage, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin allongé et tubulaire pour- 5 vu à l'une de ses extrémités d'organes pour son raccordement à une conduite de fluide, et des organes faisant fonction de bouchons de cimentation, le mandrin présentant à son autre extrémité des organes pour la fixation amovible d'un bouchon de cimentation, et en ce que les bouchons de cimentation sont traversés par des ca-10 naux pour le passage de fluide et présentent des sièges circonscrivant ces canaux, ces sièges étant conçus pour recevoir des obturateurs introduits dans un jet de fluide qui s*écoule à travers le mandrin et à travers les canaux, pour libérer le bouchon du mandrin, et en ce qu'il comporte, en outre, des organes de raccord 15 pour relier le mandrin à l'extrémité supérieure d'un tubage qui plonge dans le puits et pour fermer l'extrémité supérieure de ce tubage . 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif prévu pour raccorder le mandrin à l'extrémité 20 supérieure du tubage comprend un organe adapteur raccordé au man— . drin et équipé d'organes destinés à le fixer amoviblement sur 1' extrémité supérieure du tubage. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes destinés à fixer amoviblement 1'adapteur sur l'ex- 25 trémité supérieure du tubage comprennent un élément annulaire susceptible d'être raccordé au tubage et des organes de verrouillage commandés par un fluide sous pression pour fixer amoviblement l1 élément annulaire sur l'organe adapteur. 2q 4 - Dispositif .selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes destinés à fixer amoviblement l'organe adapteur sur l'extrémité supérieure du tubage comprennent un élément tubulaire et un raccord à vis entre ce dernier et l'organe adapteur. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce ^ que le dispositif prévu pour relier amoviblement le bouchon de cimentation au mandrin comprend des organes de cisaillement. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes faisant fonction de bouchon de cimentation comprennent un bouchon avec un corps central délimitant le canal qui traverse le bouchon et en ce que les organes servant à fixer amo- 40 viblement le bouchon au mandrin comprennent des organes de cisail 69 19179 21 2010608 lement reliant le corps central et le mandrin0 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes faisant fonction de bouchon de cimentation comprennent un bouchon avec un corps central délimitant le canal qui 5 traverse le bouchon et dont l'extrémité supérieure embrasse le mandrin lequel est entouré d'un coussinet, et en ce que les organes destinés à fixer amoviblement le bouchon au mandrin comprennent des goujons de cisaillement reliant cette extrémité supérieure du corps central du bouchon et le coussinet placé sur le mandrin,, 10 8 - Dispositif selon la revendication 1, dont les organes faisant fonction de bouchons de cimentation comprennent un bouchon supérieur et un bouchon inférieur, et, en outre, des organes destinés à fixer amoviblement le bouchon de cimentation inférieur au bouchon de cimentation supérieur, les deux bouchons étant traversés 15 par des canaux pour le passage du fluide et que l'un des sièges est un siège qui circonscrit le canal du bouchon supérieur et qu'un autre siège circonscrit ce canal dans le bouchon inférieur, le siège dans le bouchon inférieur étant plus petit que celui dans le bouchon supérieure