Brevet FR2012132A1 — publié le 19700313

-1- 2012132 La présente invention concerne une installation comportant un dispositif servant à dévier un outil afin de guider un outil TEL, c'est-à-dire envoyé par la conduite, dans l'une des diverses sorties de tubages associés à une série de puits ou de têtes de 5 puits terminées,,et vise plus particulièrement un dispositif à dévier les outils pouvant être commandé à distance et pouvant être utilisé dans un ensemble automatiséjpour la desserte d'une série de puits ou de têtes de puits terminées. Au cours des dernières années, le forage de puits situés au 10 large est devenu de plus en plus important en même temps que grandissait le désir de maintenir et de développer les réserves d'huile minérale et de gaz naturel des pays. Pour effectuer l'entretien et les autres opérations sur de tels puits où l'ensemble de tête de puits peut être placé à une distance considérable en dessous 15 de la surface de l'eau, on a mis au point divers procédés. L'un de.ces procédés utilise ce qu'on appelle des outils "envoyés par la conduite d'écoulement" (TEL) pour effectuer diverses fonctions, par exemple gratter des paraffines, placer des bouchons d'obturation, etc... Lorsqu'ils sont combinés avec des pistons, ces outils 20 TEL.sont envoyés par pompage au fond d'un puits par la conduite de production en mettant sous pression la conduite de production au-dessus de l'outil. Par la suite, l'outil est ramené à la surface par pompage en mettant sous pression l'extrémité inférieure de la conduite de production en se servant d'une conduite de ser-25 vice (qui est parfois appelée la conduite de fluide TELO* Comme ces outils consistent en une chaîne de parties, les tubes conducteurs et les dispositifs de déviation qui effectuent les changements de direction de trajet doivent permettre un passage recti-ligne ou légèrement incurvé en évitant des changements brutaux de 30 direction. L'ensemble TEL. ainsi décrit est connu et ne fait pas partie de la présente invention. Le but d'un dispositif à dévier les outils est de diriger les outils TFL qui sont envoyés par pompage d'un poste (situé au-dessus de l'eau ou dans une enceinte sous pression placée sous 55 l'eau) à l'une des lignes de tubage parmi deux-lignes de tubage, ou .un nombre plus grand de lignes, aboutissant à deux puits différents, ou à un nombre de puits différent supérieur à deux, ou à des conduites aboutissant à des horizons pétrolifères différents dans le même puits. 69 18039 -2- 2012132 Les dispositifs de déviation conçus par la technique antérieure nécessitaient soit les services d'un, scaphandrier pour descendre jusqu'à l'emplacement du dispositif de déviation et le caler au réglage nécessaire, ou bien que l'on envoie depuis la 5 surface par pompage un outil de réglage spécial vers le bas et qu'on le ramène par pompage. Œes procédés ne conviennent pas lorsqu'on désire effectuer un service automatique périodique d'une série de puits ou de têtes de puits terminées. En outre, les dispositifs de la technique antérieure nécessitaient des joints étan-10 ches à la pression entre les pièces mobiles et les pièces fixes du dispositif de déviation pour supporter la pression uniquement à l'intérieur de la voie de déplacement choisie. Cette exigence accroît bien entendu d'une manière considérable la complexité et le coût de ces dispositifs. 15 Conformément à la présente invention, on expose un disposi tif déviateur d'outils TFL automatique, simple et bon marché. On fixe sur -un couvercle qui contient une série de sorties de tube un corps principal de déviation avec une connexion de tuyau d'entrée de fluide, l'ensemble du couvercle, du corps principal et 20 des connexions constituant une sorte de boîtier. Le corps principal contient un alésage conique avec un alésage cylindrique qui s'étend vers le tuyau d'entrée de fluide. Un corps de déflecteur du type bouchon, fixé sur un arbre, contient une rainure qui s'étend dans le prolongement de la partie du corps de déflecteur. 25 L'arbre est mis en rotation par un moteur soit électrique, soit hydraulique ou par un cylindre hydraulique agissant par l'intermédiaire de pignons, ou de pignons et de crémaillère sur l'arbre, ou un autre moyen mécanique, mettant ainsi en rotation le corps du déflecteur et faisant varier le trajet à travers le dispositif 30 de déviation du tube. La manoeuvre peut être commandée à distance et automatiquement, ce qui fournit ainsi la possibilité de son incorporation dans un programme d'entretien périodique prédéterminé. De plus, le dispositif de déviation est utilisé dans une installation où des vannes sont placées sur chaque conduite abou-35 tissant au dispositif de déviation. Le débit de fluide ou de gaz TFL est réglé par les vannes qui assurent un isolement efficace entre les réseaux de tuyauteries de chacun des puits ou des têtes de puits terminées, et éliminent ainsi la nécessité de joints étanches à la pression entre les parties mobiles et les parties BAD ORIGINAk 69 18039 -3- 2012132 fixes du dispositif de déviation. L'élimination de la nécessité de joints étanches à la pression entre les parties mobiles et les parties fixes permet une simplification considérable dans la conception et la construction des dispositifs de déviation. 5 En conséquence, la présente invention se proposé de fournir î- - un dispositif de déviation d'outils TFL nouveau ; - un ensemble permettant de diriger à distance des outils TFL, de les envoyer par pompage à partir de la surface ou à partir d'une enceinte sous pression située sous l'eau vers une des 10 conduites de production parmi un nombre de conduites de production de deux ou davantage, ces conduites de production venant d'une formation ou de deux formations ou d'un nombre plus élevé de formations d'un puits à terminaisons multiples ou d'un ou plusieurs puits ; 15 - un dispositif simple qui peut être commandé à distance pour guider un outil TFL dans un orifice de sortie de tubage choisi parmi deux tubages ou un nombre plus élevé de tubages ; - un ensemble comprenant un dispositif de déviation outil dans lequel le débit de fluide ou gaz TFL est entièrement réglé 20 par un ensemble de vannes extérieures au dispositif de déviation d'outil" et qui empêche ainsi toute interconnexion entre les-réseaux de chacun des ensembles de terminaison de puits. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront aux techniciens expérimentés à la lecture 25 de la description détaillée suivante, considérée en liaison avec les dessins annexés représentant à titre illustratif mais nullement limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue longitudinale en coupe transversa-$0 le d'un dispositif de déviation d'outil construit selon les principes de la présente invention. - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1. - la figure 3 est une représentation schématique d'un ensem-35 ble incorporant du dispositif de déviation d'outil de la présente invention, et dans lequel un porte-outil unique est utilisé pour diriger un outil TFL. dans une terminaison de tête de puits parmi deux terminaisons de tête de puits, les débits de fluide et de gaz étant réglés par des vannes extérieures. BND ORDINAL 69 18039 _4_ 2012132 En se référant à la figure T, on-y a représenté un dispositif de déviation d'outil conçu suivant les principes de la présente invention. On a représenté un corps principal de déviation 1 avec une connexion 4 de tuyau de débit d'entrée fixé sur un cou-5 vercle 2 qui contient des tuyaux de sortie 5 et 6. Le corps 1 contient un alésage conique avec un alésage cylindrique s'étendant vers le tuyau 4. Un corps de déflecteur 3» du type à bouchon tournant, est fixé sur l'arbre 7 et contient une rainure de guidage 8 qui s'étend dans la position représentée dans le prolongement du 10 tuyau 5 et qui se continue à travers la partie cylindrique du corps du déflecteur sous la forme du trou 14, Le bouchon 3 contient également une série de rainures 20 à arêtes aiguës qui ont pour but de racler la boue et les matières étrangères de la surface intérieure du corps de déviation principal 1 lorsqu'on fait 15 tourner le corps 3. On peut faire tourner le corps 3 pour l'aligner avec le tuyau de sortie 5 ou avec le tuyau de sortie 6. L'espace intérieur du corps 1 et du couvercle 2 est maintenu étanche à là pression par une garniture d'étanchéité 9 placée entre un presse-étoupe 10 20 et l'arbre 7» Dès paliers de butée 11 et 12 agissant contre le corps du déflecteur 3 et .un collet 13 absorbent les forces axiales. La partie cylindrique 15 du corps de déflecteur 3 et l'arbre 7 tourillonnent dans des alésages du corps de déviation 1 et du couvercle 2. 25 La rotation du corps 3 peut être provoquée par un moteur électrique ou hydraulique ou un cylindre hydraulique agissant par l'intermédiaire de pignons ou de pignons et de crémaillère sur l'arbre 7 ou par un autre moyen mécanique approprié. Le mouvement peut être arrêté par une came placée sur l'arbre 7 et agissant 30 sur un interrupteur électrique ou par -une vanne à plongeur et des butées mécaniques. . En se référant à la figure 3, on y a représenté un ensemble incorporant .le dispositif de déviation dfoutil de la figure 1 et conçu pour permettre à un outil TFL unique contenu dans le porte- 35 outil-15 d'assurer le service de deux terminaisons de puits- A et B. Comme oh l'a représenté, les vannes 12, 13, et 14 sont placées 69 18039 -5- 2012132 chacune sur une conduite aboutissant au dispositif de déviation 11. Cet agencement montre clairement que le débit de fluide ou de gaz TFL est réglé par les vannes, ce qui empêche toute interconnexion entre les ensembles de chacune des terminaisons de puits. 5 L'a fonction du dispositif de déviation d'outil est dans ce cas de dévier l'outil depuis le porte-outil 15 vers la conduite 16 ou la conduite 17 aboutissant respectivement à la terminaison de tête de puits A ou B. Tout l'assemblage du porte-outil 15» du dispositif de déviation d'outil 11, de la tuyauterie et des vannes peut 10 être contenu à l'intérieur d'une enceinte sous pression 19 placée sur le fond de la mer et à laquelle sont connectés plusieurs puits. Cet agencement permet de loger un équipement, qui peut nécessiter un réglage, dans une enceinte sous pression qui permet à un plongeur ou scaphandrier de travailler dans des conditions 15 atmo sphérique s. On doit noter que le dispositif de déviation d'outil de la présente invention est d'une construction assez simple et n'a pas besoin d'être fabriqué avec les tolérances extrêmement étroites nécessaires pour les dispositifs de déviation de la technique an-20 térieure. Le corps de déflecteur 3 du type bouchon, par exemple, a seulement besoin d'être ajusté librement à l'intérieur de la chambre du corps de déviation principal 1, étant donné que la fonction consistant à empêcher l'interconnexion entre les ensembles dê tuyauteries de chacune des têtes de puits terminées est 25 assurée par les vannes extérieures. De plus, la configuration représentée est particulièrement susceptible d'être intégrée dans un ensemble automatisé où l'entretien peut être effectué d'une manière prédéterminée et systématique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode opéra-30 toire et aux exemples décrits et représentés et peut recevoir diverses variantes rentrant dans l'esprit et la portée de l'invention. 69 18039 —6— 2012132 EEVENDtÇATION§ 1. Combinaison caractérisée par le fait qu'elle comprend : un boîtier comportant une connexion de débit d'entrée et une série de connexions de débit de sortie, le boîtier comportant une 5 partie d'alésage conique s'étendant vers les connexions de débit de sortie, et une partie d'alésage cylindrique s'étendant vers la connexion de débit d'entrée; un corps de déflecteur du type à bouchon tournant logé dans les parties d'alésage précitées, le corps de déflecteur comportant une rainure de guidage placée pour re- 10 lier la connexion de débit d'entrée à une connexion choisie parmi les diverses connexions de débit de sortie précitées selon la position de rotation du corps de déflecteur précité. 2. Combinaison selon la Revendication 1, caractérisée par le fait que des moyens, connectés opérativement à ces connexions 15 de débit d'êntrée et de débit de sortie permettent de commander le débit de matière à travers cette combinaison. 3. Combinaison selon la Revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens comprennent une série de vannes, au moins une desdites vannes dans chaque conduite conduisant aux 20 connexions précitées de débit d'entrée et de débit de sortie. 4. Un dispositif de déviation d'outil ayant pour but de diriger des outils TFL (c'est-à-dire des outils que l'on envoie à travers les conduites à leurs emplacements de travail), ce dispositif de déviation d'outil étant caractérisé par le fait qu'il comprend 25 en combinaison un boîtier avec une connexion de tuyau d'entrée «t une série de connexions de tuyaux de sortie, le boîtier comportant un alésage comprenant une partie d'alésage conique s'étendant vers les connexions de tubes de sortie et une partie d'alésage cylindrique s'étendant vers la connexion de tuyau d'entrée ; 30 et un corps de déflecteur en forme de bouchon tournant logé dans l'alésage, le corps de déflecteur ayant une rainure de guidage placée de façon à relier la connexion de tuyau d'entrée à une connexion choisie parmi les diverses connexions de la série des connexions des tuyaux de sortie selon la position en rotation du 35 corps de déflecteur précité. 5. Dispositif selon la Revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de faire tourner le corps de déflecteur tournant. 6. Dispositif selon la Revendication 5» caractérisé par le 69 18039 -7- 2012132 fait que les moyens de rotation comprennent un arbre relié au corps de déflecteur et un dispositif de manoeuvre pouvant être commandé à distance et relié opérativement à l'arbre pour faire tourner l'arbre et ainsi le corps de déflecteur. 5 7» Dispositif selon la Revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens reliés opérativement au moyen de rotation précité et répondant à la position de rotation du corps de déflecteur afin d'arrêter le moyen de rotation lorsque la rainure de guidage est alignée avec une connexion choisie parmi les 10 connexions de tuyaux de sortie précités. 8. Dispositif selon la Revendication 7j caractérisé par le fait qu'il comprend une série de rainures à bords aigus sur la périphérie du corps de déflecteur du type bouchon, ces rainures étant orientées de façon à être sensiblement parallèles à l'axe 15 de rotation du corps de déflecteur de façon à racler les matières étrangères de la surface intérieure du boîtier lorsqu'on fait tourner le corps de déflecteur. 9. Dispositif selon la Revendication 8, caractérisé par le fait que le corps de déflecteur du type à bouchon précité est 20 ajusté librement à l'intérieur du boîtier. 10. Dispositif selon la Revendication 3?» caractérisé par le fait que des moyens reliés opérativement aux connexions de tuyau d'entrée et de tuyaux de sortie permettent de régler l'écoulement de matière à travers le dispositif de déviation. 25 .11. Dispositif selon la Revendication 10, caractérisé par le fait que le moyen de commande du débit de matière comprend une série de vannes, au moins une des vannes sur chaque conduite aboutissant aux connexions de tuyau d'entrée et de tuyaux de sortie précités. BAD ORIGINAL