Brevet FR2064321A1 — publié le 19710723

La présente invention se rapporte à un ensemble de moufles fixes déplaçable perfectionné muni de guides de moufles mobiles combinés à cet ensemble, et destiné à être utilisé dans une installation de forage de puits. 5 II est connu d'équiper une installation de forage de deux séries de machines de levage (treuil, moufle supérieur ou fixe et moufle inférieur ou mobile, etc) qui sont toutes deux utilisées dans une même tour .cet agencement présente l'avantage de permettre à une équipe de forage d'exécuter simultanément deux opéra-10 tions. Par exemple, lorsqu'on extrait le train de tiges de forage du puits, on peut utiliser une machine de levage pour mettre en râtelier une longueur de tige pendant que l'autre machine lève la longueur suivante. Cet agencement exige un mécanisme ou ensemble de moufles fixes qui permet de déplacer les moufles dans 15 les deux sens en translation horizontale de manière à pouvoir placer l'un de ces moufles au-dessus du trou de forage pendant que l'autre est placé sur le côté. On peut se reporter à ce sujet au brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2 187 392 qui décrit un exemple d'installation de ce type, et qui donne une explication 20 plus détaillée de son mode de fonctionnement et de ses avantages. Le but de l'invention est de réaliser un ensemble de moufles fixes pour une installation de forage du type ci-dessus et qui est réalisé sous la forme d'un ensemble capable de se déplacer librement sur des roulements anti-friction pour placer l'un ou 25 l'autre des deux moufles fixes au-dessus du trou de forage. . Un autre but de l'invention est de réaliser un ensemble de moufles fixes du type ci-dessus dans lequel ledit ensemble porte des guides suspendus destinés à guider les deux moufles mobiles sous leurs moufles fixes respectifs de manière que les moufles 30 mobiles et leurs guides se déplacent en translation conjointement avec les moufles fixes correspondants en suivant un trajet guidé, sans osciller ni entrer en collision entre eux ou avec d'autres éléments. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa-35 raitront au cours de la description. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Pig. 1 est une vue schématique en élévation latérale d'une tour de forage équipée du mécanisme perfectionné de moufles fixes et de guides de moufles mobiles, le moufle fixe et le moufle 40 mobile de gauche étant disposés, dans le cas considéré,* au-dessus 70 36958 2 2064321 du trou de forage j la Fig. 2 est une vue analogue mais dans laquelle les moufles de droite sont placés au-dessus du trou de forage ; la Fig. 3 est une vue de dessus du mécanisme des moufles 5 fixes, le moufle de droite étant supposé enlevé ; la Fig. 4 est une vue en coupe verticale suivant la ligne IV-XV de la Fig. 3 ; la Fig. 5 est une vue en coupe verticale suivant la ligne V-V de la Fig. 3 ; 10 la Fig. 6 est une vue en élévation latérale d'un moufle mobile et des guides de ce moufle ; la Fig. 7 est une coupe horizontale suivant la ligne VII-VII de la Fig. 6. Les Fig. 1 et 2 montrent schématiquement une plate-forme de 15 forage 10 qui soutient une tour de forage 12 et une table de rotation 13. L'installation est équipée de deux séries de machines de levage. La machinende gauche comprend un treuil 14, un moufle fixe ou supérieur 15, un moufle mobile ou inférieur 16, un câble de forage 17, et un élévateur 18. La machine dè droite comporte 20 des éléments analogues 14a, 15a, 16a, 17a et 18a respectivement, A l'exception des points qui ressortiront dans la suite de la description, ces éléments peuvent être de construction classique et ils ne sont donc pas représentés en détail. Les moufles fixes 15 et 15a peuvent se déplacer en translation horizontale de sorte 25 qu'on peut placer l'un ou l'autre d'entre eux au-dessus de la table de rotation 13 et du trou de forage formé au-dessous de cette table. La Fig. 1 représente le moufle fixe de gauche 15 placé au dessus de la table de rotation 13 et l'élévateur 18 relié à une longueur 19 de tige de forage qui est ën cours d'ex-30 traction du trou de forage. Le moufle fixe de droite 15a est représenté placé à droite de la table de rotation et l'élévateur 18a abaissé, prêt à accrocher la longueur de tige suivante. Une longueur de tige 19a a été mise en râtelier sur le côté droit de la tour 12. La Fig. 2 montre le moufle fixe de droite placé au-35 dessus de la table de rotation et l'élévateur 18a accroché à la longueur de tige suivante. Le moufle fixe 15 est représenté à gauche de la table de rotation, pour mettre la longueur de tige 19 en râtelier sur le côté gauche de la tour. Ainsi qu'on l'a représenté plus clairement sur.les Fig. 3, 40 4 et 5, la tour 12 comporte à son extrémité supérieure des Ion- 70 36958 3 2064321 gueurs de plate-forme de sommet 22 et des traverses 23 et 23a. Les ailes supérieures des longueurs 22 portent des roulements linéaires à rouleaux dont chacun comprend un chemin de roulement inférieur 24 des galets 25 et un chemin de roulement supérieur 26 (Fig. 5). Les moufles fixes 15 et 15a comprennent des embases 5 transversales 27 fixées en travers des chemins de roulement supérieurs 26. Ces chemins de roulement supérieurs sont de préférence réalisés en deux segments assemblés bout à bout par des boulons 28 afin de permettre de démonter l'un ou l'autre des moufles fixes, avec ses segments de chemins de roulement supérieurs," sans déranger l'autre moufle. Les moufles fixes comprennent également les 10 poulies habituelles de guidage 29 et les poulies multiples 30 qui sont montées dans des paliers appropriés, et sur lesquelles passent les câbles 17 et 17a. Suivant l'invention, des chariots 32 et 32a sont fixés respectivement aux faces inférieures des embases 27 des moufles 15 fixes respectifs 15 et 15a. Un cylindre hydraulique mobile à double effet 33 s'étend à travers les deux chariots et est fixé à ces derniers (voir Fig. 4). Deux tiges de pistons creuses fixes 34 et 34a sont fixées aux traverses 23 et 23a. Ces tiges de pistons pénètrent dans les extrémités opposées du cylindre 33 en traver-20 sant des presse-garnitures 35 et 35a. Les extrémités des tiges de pistons qui sont situées à l'intérieur du cylindre portent des pistons 36 et 36a respectivement. Chaque tige de piston présente, dans la région de son extrémité, un orifice qui communique avec la partie du cylindre comprise entre le piston et le presse-25 garniture correspondant, pour l'introduction ou l'évacuation du fluide hydraulique. Les extrémités extérieures des tiges de pistons sont reliées à des sources appropriées de fluide hydraulique non représentées. Lorsqu'on introduit le fluide dans le cylindre 33 par la tige de piston 34, les moufles fixes 15 et 15a 30 se déplacent vers la gauche, pour passer de la position de la Fig. 1 à la position de la Fig. 2. Lorsqu'on introduit le fluide par la tige de piston 34a, les moufles fixes se déplacent dans l'autre sens. Il est évident qu'on pourrait utiliser des moyens différents pour déplacer les moufles fixes, par exemple un mé-35 canisme à vis ou à pignon et crémaillère. Des paires de roues dentées de gauche et de droite, 38 et • . * 38a respectivement, sont montées rotatives sur les extrémités extérieures des chariots 32 et 32a. Deux bandes longitudinales 70 36958 4 2064321 39 sont accrochées entre les traverses 23 et 23a. Des pairès de chaînes de droite et de gauche 41 et 4la (c'est-à-dire quatre chaînes au total) sont ancrées aux faces inférieures des bandes 39 et passent sur les roues dentées correspondantes 38 et 38a. 5 Les extrémités pendantes des deux paires de chaînes 41 et 4la sont attachées aux extrémités supérieures de guides de droite et de gauche 43 et 43a prévus pour guider respectivement les moufles mobiles 16 et 16a. Des biellettes 44 sont articulées à la charpente de la tour 12 et sur chaque guide 43 d'un côté et 43a de 10 l'autre, ainsi qu'on peut mieux le voir sur les vues schématiques des Fig. 1 et 2. Lorsque l'ensemble de moufles fixes se déplace dans l'un ou l'autiesens, les roues dentées 38 et 38a se déplacent avec cet ensemble mais les extrémités supérieures des chaînes 41 et 41a sont ancrées aux bandes fixes 39. Il en résulte que les 15 guides 43 et 43a se déplacent à la fois horizontalement et verticalement de distances égales à la distance dont le mécanisme de moufles fixes se déplace lui-même, suivant le principe bien connu des mécanismes à poulies. Lorsque les guides se déplacent, les biellettes 44 guident leur mouvement, de sorte qu'ils restent 20 toujours verticaux. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur les Fig. 6 et 7, le guide 43 comprend deux rails verticaux 45, qui sont de préférence des profilés à section en H, et des traverses 46 qui assemblent ces rails. Les biellettes 44 sont de préférence doubles et sont arti-25 culées aux cornières d'angles de la tour, ainsi qu'aux traverses 46. Un chariot 47 est fixé à la face latérale du moufle mobile 16. Des galets 48 sont montés rotatif sur le chariot 47 et roulent sur des surfaces internes des ailes des rails 45 lorsque lë moufle mobile monte et descend. La présence de ce guide assure donc que 30 le moufle mobile décrit toujours un parcours exactement vertical et le guide l'empêche d'osciller à droite ou à gauche. Le guide 43a est de construction analogue et il n'est donc pas nécessaire de le décrire ni de le représenter en détail. Il résulte de la description ci-dessus que l'invention 35 permet de réaliser un mécanisme simple et efficace pour déplacer un ensemble de deux moufles fixes en translation alternative suivant les besoins dans une installation équipée de deux engins de levage. Les moufles mobiles coulissent le long de guides qui se déplacent par translation avec les moufles fixes et sont contraints 40 de rester toujours verticaux. Les moufles mobiles ne risquent donc 70 J6958 3 tobistl pas d'osciller ni d'entrer en collision entre eux ni avec d'autres éléments . /Q 36953 1 REVENDICATIONS 1. Installation de forage équipés en deux séries de machines de levage utilisées avec une même tour ou derrick de forage et qui comprennent deux moufles fixes montés à l'extrémité supérieure de 5 la tour,des moyens en liaison d'entraînement avec ces moufles pour les déplacer horizontalement par rapport à la tour,deux moufles mobiles et des c'àbles de forage qui suspendent les moufles mobiles à leurs moufles fixes respectifs,cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte des guides verticaux suspendus qui s'étendant 10 vers le bas au-dessous des moufles fixes correspondants et qui se déplacent en translation horizontale avec ces derniers, des moyens reliés aux guides et à la tour au-dessous des moufles fixes et qui contraignent ces guides à rester verticaux pendant leurs mouvements de translation, et des moyens monté s sur les moufles mobiles et qui 15 coulissent sur leurs guides respectifs de manière que les moufles mobiles décrivent toujours des trajectoires verticales sans osciller. 2. Installation de forage suivant la revendication 1,caractérisée en ce que les moufles fixes font partie d'un ensemble qui comprend des chariots mobiles et des éléments rotatifs qui sont montés 20 respectivement sur ces chariots,1'installation comprenant en outre des éléments flexibles qui sont ancrés par l'une de leurs extrémités à la partie supérieure de la tour, qui passent sur les éléments rotatifs correspondants et dont les extrémités opposées sont ancrées sur les guides des moufles de telle sorte que les guides se dépla-25 cent sur des distances égales en déplacement horizontal et en déplacement vertical ,lorsque les moufles fixes se déplacement en translation horizontale 3- Installation de forage suivant la revendication 1,caractérisée en ce que lesdits moyens qui contraignent les guides à res-30 ter verticaux comprennent des biellettes articulées d'une extrémité sur la tour et à l'autre sur les guides . 4. Installation de forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisée en ce qu'elle comprend un mécanisme ou ensemble mobile de moufles fixes qui comprend : deux roulements 35 linéaires à galets dont chacun comprend un chemin de roulement inférieur fixé à l'extrémité supérieure de la tour, des galets qui roulent sur ce chemin inférieur et un chemin de roulement supérieur qui se déplace sur lesdits galets , deux moufles fixes dont chacun comporte une embase fixée en travers des chemins ê 70 36958 7 2064321 de roulement supérieurs, deux chariots fixés respectivement aux faces :nfér!.eures des deux embases, et des moyens moteurs reliés à ces chariots pour déplacer les moufles f xes en translation horizontale en un seul bloc. 5 5. Installation de forage suivant la revend!cat'on 4, carac- tér: sée en ce que lesd'ts moyens moteurs comprennent un cylindre hydraulique mobile qui traverse les char'ots et qui est fixé à ces derniers, des tiges de pistons creuses fixées à la partie supérieure de la tour et qui pénètrent dans les deux extrémités du cylindre, 10 et des pistons montés sur lesdites tiges à l'intérieur du cylindre. 6. Installation de forage suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les chemins de roulement supérieurs sont segmentés, les deux segments de chaque chemin étant boulonnés bout à bout de manière à permettre de démonter l'un ou l'autre des 15 moufles mobiles avec ses segments de chemins de roulement supérieurs et son chariot sans déranger l'autre moufle. 7. Installation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des roues dentées montées rotatives sur chacun des chariots, des chaînes dont une extrémité 20 est accrochée à la tour et qui passent sur les roues dentées, les guides des moufles mobiles étant suspendus à ces chaînes et se déplaçant horizontalement et verticalement lorsque l'ensemble de moufles se déplace en translation. 8. Installât'on de forage suivant la revendication 7, carac-25 térisée en ce qu'elle comprend des biellettes articulées à une extrémité sur les guides et à l'autre sur la tour et qui maintiennent les guides en position verticale lorsque ces derniers se déplacent en translation.