Brevet FR2018085A1 — publié le 19700529

La présente invention concerne un appareil de forage sousmarin, elle a trait, notamment, mais non exclusivement, à un appareil de forage sous-marin actionné par un dispositif de pompage de fluide monté sur un bateau. Les travaux au large nécessitent un dispositif de forage et de @@@@ttage sous-@a@@@. Les mêmes opération@ générales exécutées par des dispositifs de forage et de carottage portatifs sur la terr@@@@t besoin d'être mises on oe@vre sous l'eau car, dans certai@@@@@@, il n'est pas aisé de monter @n type classique d'@- quipement portatif sur un bateau et d'effectuer les opérations @@ forage. L'invention crée un appareil de forage approprié pour un fonctionnement au fond de la mer. L'invention crée un appareil de forage sous-marin comprenant un châssis de support pouvant être relié avec le fond de la mer, un organe de commande capable d'actionner un dispositif de forage, un moyen de transport vertical s@s@eptible de déplacer de façon efficase le dispositif de forage s@@vant une direction verticale ain@@ qu'un moyen de transpo@t hori@ontal pour déplacer le dispositif de forage dans le sens hori@ontal le @@ng du châssis de supp@@@@ Le châssis @@ @@@@@@@ @@ l'appar@@@ @@@@@ @@@@ @@@@ d'un trou agencé pour @@@@@@@@ @@ @is@@@@@@@@ @@@@@@ @@@@@@@@la for@@ d'une sonde d'ancr@@@@ @ette @@@@@ ét@@@ @@@@@@ @@ @@@@ de la @@@ par l'intermédiaire @@ @@@@ dan@ @@ châssis @@ @@@@@t sous l'@@@ tion de l'organe de comma@@@ L'appareil peut @@@@@rter des @@@@@ @@@@@@@@@ rétractabl@s jusqu'au niv@au du châssis @@ @@@@@@@@@ L@@@@@@@ @@ commande, le moyen de transport@ @rti@@@, @@ @@@@@ de tr@@@ @@@ @orizon@@@ et les pied@ réglables @e@@@@@ être @@@ion@@@ @@@ @@ pression @@ fluide et sette derni@@@ peut être @@@@@@@ @@@ @@@@@@@@sitif @ @@@page monté à dist@@@@ @@@ @@ bâ@@@@ L'invention est @@@@@@@@@@@, @ @@@@@ @@@@@ @@@@@@@ limi@@ tifs, aux dessins an@@@@ @@@@@@@ @@@ @@@@ @@ @@@@@@@@@ de fo@@ ge et de carottage ap@@@@ "DIVCOR". La fig. 1 est u@@ @@@ @@hématiqu@ d'un ap@@@@@ de forage sous-marin, confor@@@@ @@@@@@ntion, @@lié @ @@ @@@@@ de pompag monté sur un batea@ La fig. 2 est @@@@@@ @agon @@@@@@@iqu@ @@@@@@@@@@ de la fig. 1 qui comport @@@ pontons destinés à @ou@@@@ @@@ @on@ @ contact accrue au fond de la mer. A la fig. 1, un chariot il est monté en vue d'un déplacement horizontal sur les poutres de support du châssis 12. Ce dernier est muni de quatre montants 10 qui sont réglables verticalement pour s'accommoder 4u contour du fond de la mer. On peut utiliser des cylindres hydrauliques pour. un tel régla- ge sous la commande d'un plongeur au fond de la mer. le dépla- cement du chariot est réalisé à l'aide du cylindre hydraulique et eu piston 13. Une sonde 14 est montée verticalement sur le chariot de façon à pouvoir être déplacée vers une position choisie pour forer dans le fond de la mer. Par exemple, la sonde peut etre centrée dans le trou du puits à poste d'anorage 15 -. et lorsqu'elle est en place dans ce trou, elle maintient le dispositif rigidement tandis qu'il exécute d'autres fonctions. Une bobine 16 pour câble est également montée sur le chariot de telle sorte qu'elle peut être disposée pour retirer l'équipement de carottage du trou. de forage ou pour aider au centrage des parties de conduits de forage qui s'étendent sur toute 1 longueur de la onde, Cet agencement pour le déplacement de la @@@de est impo@- tant.Il permet la sélection et le sondage d@@@ trou @@@@@ que l'opération de forage principal commence, et à la sond@ @@être fixée au fond de la mer. L@rsque le dispositif @@ forage @p@re sur un fond boueux mou, les vagues et la marée peuvent dépl@@er le dispositif, ce qui procure une réduction de poids est submergé. Une broche et une tête rotative 17 sont montées @@@ le chariot pour maintenir et faire t@@rner la son@@. La tête @7 peut être ramenée en arrière apr@@ que le trou @ @@@ @@@@, @@ @@@@@ qu'une pile d'ancrage puisse tomber dans @@ @@@@ @ans qu'il y ait d'interférence.La tête rotative @@@@@ est @@@@@ @@@alement au moyen du cylind@ @@ydrauliqu@ @@@@@@. @@@@ @@ supportée par des coulisses @@@@@@@@@s 19. @@@@@@@@@@ permet d'ajouter facilement des @@@@elles par@@@@ @@ @@@@@@@ Flles sont vissées dans la broche de la tête @@@@@@@@ @@@@@@ est également possible, en raison le l'agenc@@ @@ d'@@@@@@ une pression hydraulique vers l@@@@s pour con@@@@ @@ @@@@@@@ @@ @@ @@@@@e des trous. Le plongeur effectue un réglage sur la machine au moyen des clapets de commande désignés par 20. Des réglages supplémentaires sont prévus à partir de la conso.l e de profondeur 21. Normalement, l'opérateur de pont au niveau de la console de profondeur 21 est en communication constante avec le plongeur au fond de la mer. La puissance, pour les cylindres hydrauliques afin d'actionner les pièces respectives désignées par 10, 13, 16 et 18 et le moteur hydraulique 22 , dérive d'un groupe de pompage hydraulique 23 à moteur transversal. L'énergie hydraulique provenant du groupe 23 est transmise par des conduites 24 et 25 (non illustrés). Le fluide est ramené à la surface par l'inter iédiaire des tuyaux 26 et 27 (qui ne sont pas montrés en détail). Ces tuyaux sont dévidés à partir du pont depuis la bobine à tuyau 28. Du fluide de circulation ou de la boue de forage pour la lubrification du groupe de forage est pompé par l'intermédiaire du tuyau 29 et injecté dans le centre de la tige de forage puis vers la trépan de forage à travers le pivot 30. Ce tuyau est également enroulé sur la bobine 28. L'énergie, pour le fluide de circulation, provient d'un groupe de pompage à moteur transversal. Il est nécessaire, à tout moment, de maintenir la pression du dispositif hydraulique au-dessus de la pression ambiante de l'eau. Pour cette raison, il y a un obturateurrégulateur 31 dans la conduite de retour 27. La fig. 2 illustre une variante de l'appareil représenté à la fig. 1 qui est spécialement utile pour obtenir une aire de portance accrue pour le contact avec le fond de la mer. Les pon tons 32 , sous la forme de cylindres,sont insérés sous les mon tants 10. Les cylindres peuvent contenir du lest pour régler le poids du dispositif suivant la quantité de ballast, nomme do- l'eau, dans les cylindres. Les cylindres doivent âtre suffisamment grands pour permettre une flottabilité totale de l'équipement de forage lorsque toute l'eau en est chassée. Il est ensuite facile de remorquer ou de déplacer d'une autre façon le "DIVCOR" derrière un petit bateau vers un lieu de travail de façon à éviter les pro blèmes de levage avec une grue lourde sur un petit bateau. Ceci présente de nombreux avantages lorsque plusieurs trous sont effectues dans l'appareil "DIVCOR" avec un trin faible espace- ment entre eux. Le "DIVCOR" est conçu pour fonctionner sous 180 mètres de profondeur sous la direction de plongeurs. Deux groupes de commande sont prévus de façon A obtenir une flexibilité maximale entre les unités de surface et les unités sous l'eau. L'énergie pour le travail est fournie par des pompes hydrauliques commandées par moteur diésel. Le groupe d'énergie est monté transversalement sur le pont d'un bateau de travail. Le fluide hydraulique est conduit par l'intermédiaire des tuyaux flexibles mentionnés plus haut à partir de la surface vers le groupe sous-marin. Une pompe de circulation commandée par moteur diésel est montée également à la surface et fonctionne de la même manière. Toutes les opérations classiques de forage oomme le réglage du coulissement, l'assemblage d'un nouveau conduit, etc..., sont réalisées par des plongeurs. Une communication constante entre les plongeurs et le personnel de surface est maintenue. Il est possible d'utiliser de L'éclairage pour illuminer autant que cela est possible l'aire de travail. Comme on l'a mentionné plus haut, l'aptitude au déplacement du chariot est importante. Pour certaines unités, le groupe sous-marin est facilement actionnable dès qu'il a atteint le fond. Les plongeurs contribuent à la mise en place du groupe sous-marin. Des montants, ac tionnés par voie hydraulique en avant du groupe, permettent aux plongeurs de mettre à niveau l'installation de forage. Si l'opé- ration de forage ou de carottage nécessite que l'unité sous-ma- rine soit ancrée, un trou peut être foré tout d'abord pour une ancre. Cette dernière peut eAtre fixée au centre de l'ossature de support sous-marine, L'oparation de creusement initial peut être réalisée par uL raccord (ou des raccords) déjà en place lorsque l'unité sous-marine atteint le fond.Lorsque les premiers raccords ont été en- foncés, la tête rotative est dégagée. Un cylindre hydraulique retire la tête en arrière dans la position pour réaliser le @@@- @ord suivant. Une fois que le nouveau raccord a été enfon@@, m@me cylindre déplace la tête de forage vers une position @@@@@@- cus du raccord d@@@@til è boîte dans le trou. Le raccord @@@@@@@@ est mai@@@@@ en place par des organes de couliss@@@t. @@ @@@@@@@ est complété et le forage continue normalement0 ose d'une autre ancre est souvent nécessaire dans la conception des ossatures au large. Il est souvent difficile ou cela n -t pas justifiable de façon économique de prévoir une an- cre à l'aide de processus de commande classique Le "DIVCOR" peut être adapté pour forer des tous importants dans des profond deurs peu importantes pour l'ancre (c'est-à-dire un trou d'un diamètre de 91,44 cm, d'une profondeur de 30 m), à travers la plupart des formations rencontrées directement au fond d'un océan. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Appareil de fortage sous-marin, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis de Support relié au fond de la mer, un organe de commande pour actionner un dispositif de forage, un moyen de transport vertleal pour déplacer le dispositif de forage dans une direction verticale et un moyen de transport horizontal pour déplacer le dispositif de forage horizontalement le long du châssis de support. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le châssis de support comporte un trou agencé pour recevoir un dispositif de forage sous la forme d'une sonde d'ancrage, cette dernière étant fixée rigidement au fond de la mer à travers le trou dans le chassis ae support sous l'action de l'organe de commande, le châssis de support étant muni de pieds rétractables permettant un reglage pour mettre à niveau le châssis de support. 3 - Appareil suivant l'une des revendicationn 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe de commande, le moyen de transport ver tical, le moyen de transport horizontal et les pieds rétracta bles sont actionnés par une pression de fluide cette pression de fluide étant fournie par mie installation de n on page a dis- tance montée sur un bateau, tette installation de pompage étant reliée à l'appareil de forage sous-marin au moyen d'au moins un tuyau. 4 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 3, carac- térîsé en ce que l'un au moins des tuyaux, ces tuyaux servant comme conduites de retour pour ramener du fluide à l'installation de pompage, est muni d'un organe obturateur-régulateur capable de maintenir la pression du fluide au-dessus de la pression am- biante de l'eau. 5 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un tuy@@ supplémentaire pour fournir du fluide de lubrification à un organe de forage du dispositif de forage, l'appareil comportant une bobine à tuyaux montée sur le bateau destinée à contenir et à dévider les tuaux. 6 - Appareil suivant lune des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'on prévoit des clapets de commande sur l'appareil de forage sous-marin qui sont agencés pour régler le fonctioiine- ment de l'organe de commande, du moyen de transport vertical, du moyen de transport horizontal et des pieds rétractables. 7 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des clapets de commande supplémentaires capables d'être actionnés depuis le bateau pour régler le fonctionnement de l'organe de commande, du moyen de transport vertical, du moyen de transport horizontal et des pieds rétractables, la profondeur du trou foré pouvant être prolongée au moyen de raccords de canalisation reliés entre un élément de forage du dispositif de forage et l'organe de commande, l'appareil comprenant une bobine pour câble montée sur l'appareil de forage sous-marin qui est efficace pour contenir et dévider des câbles pour retirer ltéquipement de carottage depuis u trou de forage. 8 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des pontons reliés aux pieds rétractables, ces pontons ayant une surface de portance accrue pour supporter l'appareil de forage au fond de la mer, ils se composent de récipients en forme de cylindres pour du lest de façon que le poids effectif du dispositif soit réglable par l'addition ou le retrait de lest. 9 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les récipients en forme de cylindres, lorsqu sont exempts de lest, permettent une flottabilité de façon que l'appareil de forage cous-marin puisse flotter et être remorqué derrière bateau vers un endroit de forage où il est immergé par l'introduction de lest, l'eau étant utilisée comme ballast. 10 - Procédé pour l'échantillonnage d'une carotte au fond de la mer au moyen de l'appareil de forage sous-marin conforme aux revendications 1 h 9, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer une sonde d'ancrage à travers un trou dans un châssis de support de l'appareil, à for@r avec la sonde dans le fond de la mer sous l'action d'un organe de commande de l'appareil pour fixer l'appareil au fond de la mer, à détacher l'organe de commande de la sonde, à farte dépla@er l'organe de commande le long du châssis du support vers une position désirée, à fixer un trépan de forage au dispositif de forage et à commander ce trépan dans le fond de la mer sous l'action de l'orange de commande pour forer un tron de forage.