Brevet FR2086201A1 — publié le 19711231

La présente invention se rapporte à des- mandrins de lan--- cément de bouchon de cimentation en vue de la cimentation d'un tube de puits de forage. Dans la cimentation de tubages de puits forés au large 5 sous une étendue d'eau, et dans laquelle l'appareil de tête de tubage est situé sur le fond de l'océan ou d'une autre étendue d'eau, le (ou les) bouchon de cimentation peut être descendu dans le trou de puits avec la colonne de tubage sur une colonne de descente de tiges de forage. De tels procédés et appareils pour réaliser ceci 10 sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n°3.545.542. Dans l'utilisation d'un tel appareil, par exemple, un bouchon de cimentation de fond de puits est lancé de son support dans le tubage quand une ouverture à travers ce bouchon est complètement fermée par une fermeture entraînée dans le laitier de ciment lorsqu'il s1 15 écoule vers le bas à travers la descente dans la colonne de tige de forage, à travers le mandrin de lancement du bouchon, et à travers ce bouchon de cimentation de fond de puits. Le laitier de ciment, étant sensiblement plus lourd que le fluide qui le précède dans le trou de puits, oblige généralement ce fluide ou fluide d' 20 injection à descendre rapidement dans le tubage et à remonter dans l'espace annulaire entre le tubage et la paroi du trou de puits. Quand ceci se produit, on dit que le puits est "sous vide" et le tubage sous le bouchon de cimentation qui est encore retenu sur son mandrin, de même que la descente dans la colonne de tige de forage 25 sont dépourvus de fluide hydraulique ou de ciment liquide. Après cela, une fermeture ou obturateur pour l'ouverture à travers le bouchon de cimentation de sommet de puits est introduite dans la descente dans la colonne de tige de forage en avance à une quantité de fluide de déplacement, qui doit être employé pour déplacer fina-30 lement le laitier de ciment dans l'espace annulaire tubage-trou de puits. Il est souhaitable que la séparation du bouchon de cimentation de sommet de puits à partir de son mandrin soit déterminable de façon précise, puisque généralement dans ce type d'opération de cimentation, le volume du fluide de déplacement au-dessus du bou-35 chon de sommet est calculé, c'est-à-dire est basé sur le volume connu de la colonne de tubage et sur le volume de l'espace annulaire tubage-trou de puits. Cependant, comme le bouchon de cimentation de sommet est situé sensiblement au-dessous du sommet de la descente dans la colonne de tige de forage, lorsque le puits est exécuté dans 40 l'eau qui peut avoir une profondeur de plusieurs trentaines de mètres, 71 13995 2. 2086201 le fluide de déplacement sur la fermeture de l'ouverture du bouchon de sommet atteint une vitesse sensible durant son parcours vers le bas en direction du bouchon de cimentation de sommet. Quand la fermeture obstrue le bouchon de sommet, il se produit une onde de choc 5 de pression instantanée ou effet de coup de bélier qui agit sur le bouchon de sommet, et dans le cas où le mandrin comporte un orifice au-dessus du bouchon de sommet de façon à exposer la surface transversale du bouchon toute entière à la pression de fluide de déplacement pour décharger ou lancer le bouchon, ce dernier peut 10 être lancé prématurément à cause de l'onde de choc de pression. En conséquence, la pression ne peut pas être amplifiée dans le fluide de déplacement dans le but de provoquer une augmentation de pression sensible au sommet de la descente dans la colonne de tige de forage, une diminution de cette pression signifiant dans le cas 15 contraire que le bouchon de sommet a été lancé. Alors que le problème est plus ou moins important pour les bouchons de dimensions différentes, pour ce qui concerne les grands bouchons de cimentation utilisés pour déplacer le ciment dans la cimentation du tube guide usuel dans les trous de puits, et pour le 20 faire descendre vers la plus petite colonne de tubage qui est descendue à la fin dans le puits et cimentée en place, le problème réside principalement dans le fait que si les goupilles de cisaillement qui relient le bouchon de sommet au mandrin sont assez résistantes pour empêcher un lancement prématuré du bouchon par l'onde 25 de pression de choc précédente se développant sur la surface entière du bouchon de cimentation, on doit alors s'appuyer sur une augmentation très sensible de la pression du fluide de déplacement pour libérer effectivement le bouchon par cisaillement des goupilles, une telle élévation de pression résultant probablement de l'é-30 coulement de fluide à l'extérieur du bouchon sans provoquer de cisaillement de la liaison entre le bouchon et le mandrin. D'autre part, alors que le problème peut être quelque peu réduit en enfermant le fluide de déplacement dans la descente dans la colonne de tige de forage, réduisant de ce fait l'aire effective du bouchon à laquelle est appliquée la pression du fluide de déplacement, une telle solution implique la réduction discutable de la force de cisaillement sur les goupilles de cisaillement qui relient le bouchon de sommet à son mandrin, et il en résulte une incertitude en ce qui concerne le lancement du bouchon. La présente invention a pour objet un appareil pour le lancement de bouchons de cimentation qui évite les problèmes pré35 40 13995 3. 2086201 cédants» Plus particulièrement, le présent appareil comprend un mandrin de lancement de bouchon adapté pour être relié à la descente dans la colonne de tige de forage pour la conduite du ciment 5 ou d'autres fluides dans le tubage sous l'appareil à bouchon de cimentation, et dans lequel le fluide de déplacement qui doit séparer par cisaillement le bouchon de sommet depuis le mandrin est enfermé dans le mandrin lui-même, et dans lequel le mandrin possède une chambre à piston annulaire munie d'un piston annulaire sen-10 sible à la pression du fluide de déplacement, quand le passage à travers le bouchon de cimentation de sommet est fermé par la fermeture habituelle ou clapet usuel, pour produire une force supplémentaire pour cisailler les goupilles de cisaillement qui relient le bouchon au mandrin. 15 En plus de ce qui précède, le présent appareil comprend aussi dans le mandrin de lancement du bouchon une chambre d'équilibre qui est évacuée quand le laitier de ciment descend rapidement dans la paroi de tubage plaçant la tête de puits sous vide, et qui permet l'amortissement de l'onde de choc de pression occa-20 sionnée par la fermeture ou clapet bloquant l'écoulement du fluide de déplacement à travers le bouchon de sommet, si bien que 1' effet de coup de bélier ne libérera pas par mégarde le bouchon de sommet. D'après ce qui précède, la présente invention fournit un 25 moyen par lequel une pression déterminée à l'avance peut être appliquée au piston annulaire ainsi qu'à la fermeture du bouchon de façon à déplacer le bouchon depuis son mandrin, et la diminution instantanée de cette pression suffira à signifier positivement au sommet de la descente dans la colonne de tige de forage que le 30 bouchon a été déplacé. Ainsi, l'invention apporte une plus grande sûreté pour l'équipe qui cimente le puits. Cette invention possède beaucoup d'autres avantages, et a d'autres objets qui peuvent être rendus plus clairement apparents en considérant un mode d'exécution dans lequel elle peut être réa-35 lisée. Ce mode d'exécution est représenté dans les dessins qui suivent et qui font partie de la présente description. On fera maintenant une description détaillée, pour illustrer les principes généraux de l'invention ; mais on doit comprendre qu'une telle description détaillée ne doit pas être prise dans un sens limita-40 tif, puisque l'étendue de l'invention est mieux définie par les 71 13995 2086201 revendications jointes. Dans les dessins : La figure 1 est une vue partiellement enéLévation et partiellement en section verticale représentant l'appareil de lancement de bouchon selon l'invention, et associé avec l'appareil d'é-5 quipement de tête de puits sous-marin. La figure 2 est une vue en coupe verticale et à une é-ehelle agrandie représentant les bouchons et le mandrin dans le corps de la tête de puits représentée à la partie inférieure dans la figure 1. 10 La figure 3 est une vue en coupe verticale représentant le bouchon de fond libéré et constituant une barrière entre le fluide d'injection sous le bouchon de fond et le laitier de ciment sur le bouchon de sommet, avant la libération de celui-ci. La figure 4 est une vue en coupe verticale représentant 15 le clapet de lancement pour le bouchon de sommet logé dans ce dernier, avant sa libération. La figure 5 est une vue en coupe verticale représentant la libération du bouchon de sommet ; et La figure 6 est une vue en coupe verticale représentant 20 le bouchon de sommet niché dans le bouchon de fond après évacuation du laitier de ciment hors du tubage de puits. En se reportant d'abord à la figure 1, on représente de façon générale un appareil de tête de puits H du type adapté pour être situé sous l'eau à proximité du plancher F ou fond sous-marin. 25 La cimentation et les autres opérations de réalisation sont exécutées par l'intermédiaire de l'appareil de tête de puits à partir d'un bateau ou d'une plate-forme à ou au-dessus de la surface de l'eau, et pour les opérations de cimentation, l'appareil de surface comprend une tête de cimentation CH. Le puits comprend un large 30 trou W dans lequel une colonne de tubage extérieur C est placée et cimentée en place. L'extrémité supérieure du tubage C possède un siège 1 pour une bride de support 2 du corps de la tête de puits tubulaire 3 qui supporte une autre colonne de tubage de puits Cl destinée à s'enfoncer dans une section de trou de puits réduite et 35 à- être cimentée en place. A l'intérieur de cet ensemble, le corps de la tête de puits 3 peut supporter un corps de suspension de tubage 4 pour line autre colonne de tubage (non représentée) destinée à se loger encore plus loin dans vin trou de puits encore plus réduit et à être cimentée en place. On prévoit aussi, supporté par 40 la suspension de tubage 4, un corps de suspension de tubage inté 71 13995 2086201 rieur 5 relié comme en 6 à '.me ce ='orme de tubage intérieure C2 qui est représentée comme descendant clans le trou de puit.s réduit W2. Le corps de suspension de tubage 5 et la colonne de tubage C2 sont descendus dans le puits sur un outil de descente universel T qui 5 est vissé comme en 7 à l'extrémité inférieure d'une colonne de tige de forage 8, l'outil de descente T étant vissé comme en 9 à la partie supérieure du corps de suspension de tubage 5. Un tel appareil placé sous la surface comprend aussi généralement un support annulaire 10 qui est -fixé à l'extrémité supé-10 rieure de la tige extérieure ou du tubage C et possède des poteaux de guidage verticaux 11 agencés de manière coulissante pour être reçus par des tubes de guidage 12 qui sont guidés sur des câbles 13 qui vont jusqu'à la plate-forme habituelle où au bateau au-dessus ou sur la surface de l'eau. Ces tubes de guidage 12 supportent 15 la cheminée d'immobilisation habituelle P, dont la partie inférieure seulement est représentée dans la figure 1, et la cheminée d' immobilisation P est reliée au sommet du corps de tête de puits 3 par des moyens de verrouillage convenables L. De tels moyens de verrouillage sont bien connus et comprennent des cliquets de ver-20 rouillage libérables 14 pouvant se déplacer vers des positions intérieures pour fixer le corps de verrouillage 15 sur le corps de tête de puits 3 en réponse à un mouvement vers le bas d'un piston de verrouillage annulaire 16, les cliquets de verrouillage 14 pouvant être libérés par des mouvements vers le haut du piston de 25 verrouillage 16. Des chambres à piston 17 et 18 sont prévues et sont destinées à être mises sous pression par des conduits respectifs 19 et 20 pour déplacer le piston 16 vers le bas et vers le haut, comme on le désire. La cheminée d'immobilisation P est reliée au corps de verrouillage 15 au moyen de fixations 15a. 30 La colonne de tubage C2 est descendue dans le puits sur la tige de forage 8 jusqu'à ce que la suspension de tubage 5 repose sur la suspension de tubage 4. A l'extrémité inférieure de la colonne de tubage C2, on peut installer un sabot flottant de tubage conventionnel S muni de la soupape habituelle 22 empêchant 35 le retour d'écoulement qui empêche l'écoulement de fluide hors du trou de puits dans la colonne de tubage C2, mais qui permettra la circulation du fluide vers le bas à travers la colonne de tubage C2 dans le trou de puits W2 et vers le haut dans l'espace annulaire tubage-trou de puits. 40 La structure de tête de puits décrite précédemment est 71 13995 6. 2086201 plus au moins conventionnelle et ne nécessite pas de description détaillée supplémentaire. La présente invention comporte l'appareil de lancement de bouchon de cimentation représenté de façon générale dans la figure 1 comme comprenant un mandrin M qui est 5 vissé en 23 à l'outil de descente T, et qui descend dans la partie supérieure de la colonne de tubage C2, le mandrin supportant à sa partie Inférieure un bouchon de cimentation de sommet de puits TP et un bouchon de cimentation de fond de puits BP. Comme on le voit en détail dans la figure 2, le mandrin 10 M comprend un assemblage tubulaire allongé comprenant une section de corps inférieure 24 et une section de corps supérieure 25 fournissant un passage central à l'écoulement 26 et s*étendant axiale-ment à travers le mandrin. Un raccord de rotation 27 est prévu entre les sections de corps du mandrin 24 et 25 pour permettre le 15 blocage 23 entre l'extrémité supérieure du mandrin et l'outil de descente T pendant que les bouchons TP et BP sont placés à l'intérieur du tubage C2, sans nécessiter la rotation des bouchons eux-mêmes. Le raccord de rotation 27 peut prendre n'importe quelle forme mais comprend par exemple une bride annulaire 28 faisant 20 saillie extérieurement sur la section de mandrin supérieure 25 et une bride annulaire 29 étendue extérieurement sur la section de corps inférieure 24 du mandrin maintenue en rotation relative par une fente en forme de canal 30 qui est à son tour assemblée avec les brides 28 et 29 par une bague de retenue 31. Pour empêcher les 25 fuites à travers le raccord de rotation, un prolongement d'étan-chéité 32 sur la section de corps 25 de mandrin peut tourner et est placé de façon étanche sur un trou 33 dans la section de corps inférieure 24 du mandrin. A l'extrémité inférieure du mandrin M est vissée une ba-30 gue de support 34 à laquelle le bouchon de sommet TP est relié par un nombre convenable de goupilles de cisaillement 35 équidistantes sur la circonférence. Le bouchon de sommet TP, comme d'habitude, comprend un corps intérieur tubulaire 36 fait d'un matériau rigide mais pouvant être percé sur lequel est moulé un corps extérieur 35 élastomère 37 possédant un nombre convenable d'anneaux essuyeurs extérieurs 38 coulissant en contact avec la paroi intérieure du tubage, et de préférence muni à son extrémité supérieure d'une lèvre d'étanchéité 39 dirigée vers le haut également coulissant en contact avec le tubage. A l'intérieur du corps 36, se trouve une 40 rainure annulaire 40 associée à un clapet, comme on le décrira plus 71 13995 7. 2086201 loin, pour verrouiller ce clapet dans le bouchon de sommet TP. Des moyens sont prévus pour relier de façon libérable le bouchon de fond BP au bouchon de sommet TP. Dans la structure représentée, le bouchon de fond BP supporte un raccord 5 tubulaire 41 qui est vissé dans la partie inférieure du corps de bouchon de sommet 36. A l'extrémité inférieure du raccord 41, se trouve vme bague 42 à laquelle est relié le bouchon de fond BP par un nombre convenable de goupilles de cisaillement 43 équidistantes sur la circonférence. En général, le bouchon de fond BP est iden-10 tique au bouchon de sommet TP en ce sens que le bouchon de fond possède -un corps intérieur tubulaire 44 constitué par un matériau rigide mais qui peut être percé sur lequel est moulé un corps é-lastomère extérieur possédant des anneaux essuyeurs 46 et line bague ou cuvette 47 pouvant coulisser dans le tubage. A l'intérieur 15 du corps de bouchon de fond 44, se trouve un siège de diamètre réduit 48, et à l'extrémité inférieure du corps, se trouve un preneur de bille 49 qui, comme on le décrira ensuite, est destiné à provoquer le lancement du bouchon de fond. La tête de cimentation CH, représentée de façon générale 20 dans la figure 1, est destinée à être reliée à l'extrémité supérieure de la tige de forage 8 sur le pont du bateau ou la plateforme sur ou au-dessus de l'eau. Cette tête de cimentation contient une bille 51 et un clapet 52 qui sont supportés par la tête CH mais qui peuvent être libérés de façon sélective pour descen-25 dre à travers la tête de cimentation et le mandrin de lancement de bouchon M pour provoquer le lancement des bouchons BP et TP, respectivement. La bille 51 est située dans un alésage 53 d'un carter de prise de bille 54 qui est situé sur un côté de la tête CH, le trou 53 ouvrant dans le passage 55 s'étendant axialement à 30 travers la tête CH et la tige de forage 8. L'alésage 53 dans lequel la bille 51 est retenue est situé au-dessous d'une entrée de fluide 55a. La bille 51 est retenue dans le trou dans un coulis-seau 56 qui peut effectuer un mouvement de va-et-vient dans l'alésage grâce à un dispositif de commande à vis 57» Pa** lequel la 35 bille peut quitter la position représentée, et aller dans le passage 55 de façon à être libérée du coulisseau 56. Le clapet 52 est supporté de façon libérable par broche ou coulisseau 58 qui se situe dans la tête CH au-dessous du clapet 52 mais qui peut ê-tre ramenée par un dispositif de commande à vis 59- De tels dispo-40 sitifs de lancement de bille et de libération de clapet sont bien 71 13995 8. 2086201 connus et ne nécessitent pas d'autres représentations et descriptions . Cependant, la bille 51 a un diamètre tel qu'elle descend facilement dans le tube 8 et dans le bouchon de sommet TP et le 5 raccord 41, mais ce diamètre est trop grand pour qu'elle passe au départ à travers le siège 48 dans le passage à travers le bouchon de sommet BP. Ainsi, une pression de fluide peut être exercée à travers la tige de forage 8 pour agir sur le bouchon de fond BP pour cisailler les goupilles de cisaillement 43 et lancer ce bou-10 chon. Afin que la pression de fluide puisse être effective sur sensiblement toute la surface transversale du bouchon de fond, des orifices radiaux convenables 4la peuvent être prévus dans le raccord 41 pour exposer la partie périphérique extérieure et plus particulièrement la cuvette 47 du bouchon BP, à la pression du flui-15 de. Comme on le décrira ensuite complètement, la bille 51 est de préférence suffisamment rigide de façon à permettre au bouchon de fond BP d'être effectivement lancé par le cisaillement des goupilles 43, mais quand le bouchon est arrêté dans le tubage, c'est-à-dire en contact avec le sabot de tubage S ou d'autres moyens d'ar-20 rêt dans le tubage, la bille 51 est suffisamment élastique pour se déformer et entrer en force dans le siège 48. Ensuite, la bille 51 s'engagera dans une partie d'arrêt centrale 49a du preneur 49 mais le fluide peut dévier la bille 51 à travers les orifices convenables 49k dans le preneur 49. 25 Le clapet 52 est fait pour s'engager dans le bouchon de sommet TP pour lancer ce dernier, et il comprend un corps rigide 60 sur un prolongement supérieur duquel est monté un corps élasto-mère 62 ayant des anneaux essuyeurs 63 pouvant coulisser dans la tige de forage 8. Le corps 60 supporte une bague de verrouillage 30 élastique déformable 64 faite pour verrouiller le clapet 52 dans le bouchon de sommet TP après engagement dans la rainure annulaire 40 dans ce dernier ; quand le clapet 52 s'engage dans le bouchon de sommet TP, on se sert de la pression du fluide au-dessus du clapet dans le mandrin M et la tige de forage 8 pour cisailler les 35 goupilles de cisaillement 35 par lesquelles le bouchon de sommet TP est relié au mandrin d'une manière libérable. La présente invention est plus particulièrement axée sur les problèmes rencontrés dans le lancement des bouchons dans les opérations de cimentation sous-marines employant l'appareil décrit 40 de façon générale ci-dessus. Ordinairement, les forces exigées pour 71 13995 9. 2086201 cisailler les goupilles de cisaillement 43 pour libérer le bouchon de fond et les forces exigées pour cisailler les goupilles le cisaillement 35 pour libérer le bouchon de sommet peuvent être facilement calculées de façon à ce que le bouchon de fond BP soit lan-5 cé sans difficulté et le bouchon de sommet BP soit retenu sur le mandrin. Dans cet ordre d'idée, dans la cimentation du tubage C2 dans le trou de puits W2, la méthode usuelle" consisterait à faire circuler vers le bas un fluide d'injection à travers la tige de forage 8, le mandrin M et les bouchons qui sont situés dessus, et 10 ensuite à le faire circuler vers le bas à travers le tubage C2 et dans le trou de puits puis vers le haut à travers l'espace annulaire tubage-trou de puits. De toute façon, la tige de forage 8 et le tubage C2 seraient au départ remplis de fluide, tel qu'une boue de forage. Ensuite, une quantité de laitier de ciment qui peut être 15 pompée est introduite dans la tête de cimentation, la bille 51 é-tant libérée sensiblement en même temps que l'écoulement du ciment à travers la tête de cimentation, le ciment déplaçant le fluide d'injection ou boue depuis la tige de forage pendant que le ciment descend et entraînant la bille 51 vers le bas. Quand la bille 51 20 se placera sur le siège 48 du bouchon de fond BP, les goupilles de cisaillement 43 seront cisaillées, et le bouchon de fond libéré constituera effectivement une barrière mobile entre le laitier de ciment et le fluide ou boue d'injection qui précède. Généralement, le poids du laitier de ciment est suffisant 25 pour déplacer le fluide qui précède, de sorte que le ciment descend rapidement à travers la tige de forage, et le puits sous vide. Ensuite, généralement la pratique consiste à libérer le clapet 52 et à le forcer à descendre à travers la .tige de forage avec une quantité de fluide de déplacement qui est pompé dans la tige de fo-30 rage et qui se déplace rapidement, et à le faire descendre à travers celle-ci jusqu'à ce qu'il se place dans le bouchon de sommet TP, obstruant effectivement le passage du fluide à travers le bouchon de sommet TP, et se traduisant par une onde de choc de pression qui comme auparavant était destinée à provoquer le cisaille-35 ment instantané des goupilles de cisaillement qui relient le bouchon de sommet au mandrin. C'est un problème particulier quand la pression est appliquée à la surface transversale entière du bouchon TP. Plus la profondeur de l'eau dans laquelle le puits doit être exécuté est importante, plus le problème est aggravé. Quand 40 lé bouchon de sommet TP est lancé par une onde de choc de pression, 13995 10. 2086201 un signal de pression ou une indieatiofi n! est pas donné au sommet ~ de la tige de forage pour indiquer que le boucïion de sommet est libéré. Un tel signal est important pour l'équipe de cimentation du.point de vue de la détermination du volume futur de"fluide de 5 déplacement introduit dans le tubage pour déplacer le laitier de ciment dans l'espace annulaire tubage-trou de puits. La présente invention évite ces problèmes en enfermant le fluide de déplacement dans le mandrin, de façon à cë que n'importe quelle pression de choc puisse s'exercer seulement sur la 10 surface du clapet sensiblement à lâ pression, mais ensuite la pression servant à lancer le bouchon de sommet est augmentée de façon à produire une indication sensible au sommet de la tige de forage 8 provoquée par la diminution de pression quand le bouchon TP est enfin lancé. 15 Par conséquent, en contact avec l'extrémité inférieure de la section de corps de mandrin 24 on monte, par exemple par un accouplement fileté 70, un manchon 71 délimitant avec le corps du mandrin, une chambre à piston annulaire 72, à l'extrémité supérieure de laquelle le fluide peut être admis par l'intermédiaire 20 d'un orifice 75. Réciproquement, dans la chambre à piston 72 se trouve \in piston annulaire 74 possédant des joints de côté convenables 75 pouvant coulisser centre les parois opposées de la chambre cylindrique. A son extrémité inférieure, le piston 74 est en prise de contact en bout avec l'extrémité supérieure du corps de bouchon 25 de sommet rigide 36. Le piston 74 et la section de corps de mandrin 24 possèdent des orifices 76 et 77 respectivement, qui sont destinés à maintenir normalement un état de pression d'équilibre à travers l'ensemble du bouchon, particulièrement quand le puits vient sous vS3s après 1' 30 introduction du ciment dans la tige de forage 8. Les moyens d'arrêt comprenant une vis 78 portée par le piston 74 et pouvant s'engager dans l'extrémité inférieure 79 d'une fente 80 dans le manchon 71 sont destinés à limiter le mouvement extérieur du piston 74 par rapport à' la chambre 72 en avant de l'ensemble du bouchon de som-35 met. Les orifices 77 dans la section de corps de mandrin 24 sont placés par rapport au siège 52a pour le clapet 52 de façon à ce que le corps élastomère, et plus particulièrement les bagues d' essuyage 63 viennent obstruer les orifices 77 quand le clapet se 40 place dans le bouchon de sommet TP, comme l'indique la figure 4, 71 13995 ii. 2086201 de telle sorte que le fluide de déplacement au-dessus du clapet 52 ne peut pas passer à travers les orifices 77 et est de ce fait effectivement enfermé dans le mandrin, et n'importe quelle onde de choc de pression agira simplement sur la surface transversale rela-5 tivement plus petite du clapet 52. La section de corps de mandrin 24 possède aussi un certain nombre d'orifices 8l qui communiquent avec les orifices 73 conduisant à la chambre de piston J2, de telle sorte que quand une pression s'établit dans le mandrin M et la tige de forage 8 au-dessus du bouchon de sommet TP, une telle pres-10 sion sera appliquée à la surface annulaire du piston 74 pour produire une force additionnelle vers le bas agissant sur le bouchon TP pour cisailler les goupilles de cisaillement 35. On comprendra que dans la conception de quelques puits et des dimensions de bouchon, le fait d'enfermer le fluide de dépla-15 cernent dans le mandrin de lancement du bouchon et d'exercer ensuite une pression additionnelle sur le piston annulaire 74 est une solution suffisante au problème envisagé du lancement du bouchon de sommet TP. Cependant, la présente invention fournit aussi l'assurance que l'onde de choc de pression ne sera pas effectivement 20 appliquée même à la plus petite surface transversale du clapet. Ceci est réalisé en prévoyant un prolongement cylindrique allongé 82 sur le manchon 71, le prolongement 82 définissant avec la surface extérieure de la section de corps du mandrin 24, une chambre d1 équilibre annulaire 83 qui communique par l'intermédiaire des ori-25 fices 8l avec l'intérieur de la section de mandrin 24 au-dessus du clapet 52 lorsque celui-ci est placé dans le bouchon de sommet TP. A son extrémité supérieure, le prolongement 82 a un diamètre extérieur réduit de façon à ce que le volume de la chambre d'équilibre soit maximum. En plus, de préférence, les orifices 81 con-30 duisent vers le haut sous un angle depuis l'intérieur de la section du mandrin 24 dans la chambre d'équilibre 83 pour minimiser la tendance du laitier de ciment à entrer dans la chambre d'équilibre 83 et dans la chambre à piston J2, Dans l'utilisation de l'appareil décrit ci-dessus, une 35 colonne de tubage est descendue dans le puits sur un outil de descente T qui est supporté par une longueur convenable de tige de forage 8, pouvant aller de l'appareil de tête de puits H situé au fond de l'étendue d'eau jusqu'à ion bateau ou une plate-forme sur ou au-dessus de la surface de l'eau. Le mandrin M, avec les bou-40 chons TP et BP, est d'abord relié à l'outil de descente, avec les 71 13995 12. 2086201 bouchons placés dans le tubage. La colonne de tubage est supportée par la suspension de tubage. Le tubage sera rempli de fluide, par exemple une boue de forage pesante, et si on le désire, on fera circuler le fluide 5 pendant un moment pour injecter le tubage et l'espace annulaire tubage-trou de puits. Ensuite, le laitier de ciment sera admis dans la tête de cimentation CH par l'intermédiaire de l'entrée 55a et le coulisseau de bille 56 sera actionné pour placer la bille 51 dans la colonne de fluide, approximativement à l'interface en-10 tre le laitier de ciment et la boue ou fluide d'injection, la bille descendant dans le courant de fluide jusqu'à s'installer sur le siège 48 dans le passage à travers le bouchon de fond BP. La pression du fluide sur le bouchon de fond est admise dans le tubage par les orifices 4la dans le raccord 41 entre les deux bouchons 15 BP et TP, et oblige les goupilles de cisaillement à se cisailler. Ensuite, le bouchon BP descend dans le tubage, comme le montre la figure 3, entre le ciment et le fluide qui le précède, agissant comme une barrière entre les deux. Quand le mouvement de descente du-bouchon de fond BP est arrêté, par exemple par le sabot de tu-20 bage S, comme représenté dans la figure 6, la bille 51 traversera en force le siège 48 et sera récupérée par le preneur 49, alors que le laitier de ciment descendra à travers le sabot S et ensuite remontera dans l'espace annulaire tubage-trou de puits. Comme le montre aussi la figure 3* alors que le ciment 25 descend dans le tubage, sous le bouchon de sommet TF, le mandrin M sera dépourvu de fluide, et le puits sera sous vide, car le ciment relativement lourd oblige le fluide qui le précède à descendre à travers le sabot de tubage S. A ce moment, les orifices 73 et 76 dans le mandrin et dans le piston 74 permettent l'équilibra-30 ge de la pression en-dessous du bouchon TP et de la pression dans l'espace annulaire entre le mandrin M et le tubage au-dessus du bouchon TP, de sorte qu'il n'existe pas de déséquilibre tendant à provoquer'la libération du bouchon de ^sommet TP. Ensuite, le clapet 52 est libéré par retrait de la gou-35 pille 58 de retenue du clapet, et celui-ci viendra se loger sous l'entrée de la tête de cimentation 55a, à travers laquelle un fluide de déplacement de n'importe quel type convenable est pompé pour forcer le clapet à descendre à travers la tige de forage, les anneaux essuyeurs 63 essuyant la tige de forage 8 et la dé-40 barrassant de tout résidu de ciment. 71 13995 13. 2086201 Comme le déplacement du fluide au-dessus du clapet 52 fait descendre le clapet, ce dernier se place dans le siège 52a du bouchon de sommet TP, l'anneau de verrouillage 64 se verrouillant dans la rainure 40 dans le passage à travers le bouchon TP, 5 et l'anneau essuyeur inférieur 63 obstruant l'orifice du mandrin 73* de telle sorte que le fluide de déplacement est enfermé dans le passage d'écoulement dans le mandrin. Ainsi, l'onde de choc de pression instantanée provoquée par la fermeture du chemin d'écoulement du fluide par le clapet est limitée à son application sur 10 la surface relativement petite du clapet. Dans l'utilisation de quelques dimensions de bouchons, les goupilles de cisaillement 35 peuvent être calculées de façon à résister à une telle pression de choc, mais pour d'autres dimensions, dépendant de la profondeur de l'eau, la chambre d'équilibre 83 dans le mandrin M est employée 15 pour dissiper l'onde de choc de pression. En d'autres termes, on a constaté que dans quelques cas on pouvait seulement se contenter d'enfermer le fluide dans le mandrin et d'utiliser une force supplémentaire pour lancer le bouchon de sommet, force dérivée de la pression agissant sur le piston annulaire 74, sans utiliser une 20 chambre d'équilibre 83, pour fournir un moyen provoquant l'établissement en pression dans la tige de forage pour le lancement du bouchon de sommet, de façon à avoir une diminution de pression qui est reconnue au sommet de la tige de forage et qui indique la libération du bouchon. 25 Plus particulièrement, comme représenté dans la figure 4, l'onde de choc de pression instantanée provoquée par l'interruption de l'écoulement du fluide à travers le bouchon de sommet TP est dissipée dans la chambre d'équilibre 83* quand elle est employée, puisqu'une partie du fluide de déplacement au-dessus du clapet 30 peut accéder à la chambre 83 à travers les orifices 81 qui sont légèrement espacés au-dessus du clapet quand il est finalement installé dans le bouchon de sommet. Comme la pression du fluide de déplacement augmente, une plus grande quantité d'un tel fluide accède à la chambre d'équilibre 83, comme le montre la figure 5, jus-35 qu'à ce que la pression agissant sur la surface du clapet et sur le piston annulaire 74 ait pour effet le cisaillement des goupilles 35, le bouchon TP étant forcé à descendre à travers le tubage. Enfin, comme l'indique la figure 6, le bouchon de sommet TP se placera sur le bouchon de fond BP, un mouvement vers le bas 40 de ce dernier ayant au préalable été arrêté par le sabot de tubage, 71 13995 14. 2086201 comme on l'a décrit plus haut, et le ciment ayant été complètement déplacé dans l'espace annulaire tubage-trou de puits. Alors que l'invention a été décrite comme applicable à la cimentation des tubages de puits à l'intérieur desquels à la fois 5 un bouchon de fond et un bouchon de sommet sont employés, on comprendra que l'installation de puits sous-marins du genre que l'on a indiqué entraîne la cimentation de certaines colonnes de tubages ou de tubes plus grands, par exemple de l'ordre de 500 ou 750 mm environ de diamètre, à l'intérieur desquels on emploie seulement 10 un bouchon de sommet. Cependant, les caractéristiques de l'invention peuvent être également utilisées en relation avec le lancement de tels grands bouchons de sommet. De n'importe quelle façon, la présente invention a pour objet un appareil de lancement de bouchon à l'intérieur duquel la 15 surface du bouchon de sommet sensible à la pression, exposée à 1' . effet de la pression d'un fluide dans la colonne de descente de la tige est contrôlée, de telle sorte qu'une augmentation de pression sensible est nécessaire pour enfin lancer le bouchon. Une telle augmentation provoque une diminution de pression reconnaissable 20 quand le bouchon est libéré. Une telle diminution peut être observée visuellement sur un manomètre convenable utilisé en association avec un équipement de cimentation. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire 25 susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à 1'homme de 1'art. 71 13995 15. 2086201 REVENDICATIONS 1 - Appareil à bouchon de cimentation pour une utilisation dans la cimentation d'un tube de puits dans un trou de puits et comprenant : un mandrin, des moyens pour raccorder le mandrin 5 au tube de puits, ce mandrin s'étendant longitudinalement à ce tube et ayant un passage intérieur pour l'écoulement du fluide en xui et dans le tube de puits des moyens de bouchon de cimentation ayant un passage pour l'écoulement du fluide depuis le passage du mandrin dans le tube de puits, ces moyens de bouchon ayant des moy 10 ens associés avec une fermeture dans le fluide pour fermer le passage dans les moyens de bouchon, et des moyens libérables pour rac corder les moyens de bouchon au mandrin et libérable par la pression du fluide dans le mandrin après fermeture du passage à travers les moyens de bouchon, cet appareil étant caractérisé en ce 15 que le mandrin comporte des moyens de piston actionnés par la près sion de fluide fonctionnant sous la fermeture du passage dans les moyens de bouchon pour aider à la libération des moyens libérables 2 - Appareil à bouchon de cimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens libérables comprennent 20 des moyens pouvant être cisaillés', raccordant les moyens de bouchon au mandrin, les moyens de piston comprenant une chambre de piston annulaire et un piston annulaire pouvant se déplacer en va-et-vient dans la chambre et s'étendant depuis celle-ci en engagement avec les moyens de bouchon, et des moyens d'entrée de fluide 25 dans le mandrin conduisant depuis le .passage du mandrin dans la chambre de piston. 3 - Appareil à bouchon de cimentation selon l'une quelcon que des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le mandrin comprend également une chambre d'équilibre communiquant avec le 30 passage dans le mandrin pour absorber la pression de choc provoquée par la fermeture du passage correspondant dans les moyens de bouchon pour empêcher la libération des moyens libérables par une telle pression de choc. 4 - Appareil à bouchon de cimentation selon l'une quelcon 35 que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mandrin pos sède des moyens d'orifices pour équilibrer la pression à travers les moyens de bouchon jusqu'à ce que le passage à travers ces moyens de bouchon soit fermé. 5 - Appareil à bouchon de cimentation comportant un man-40 drin selon les caractéristiques de la revendication 1, mais duquel 71 13995 16. 2086201 pourraient être enlevés ces moyens de piston, caractérisé en ce que le mandrin est conçu pour contenir une chambre d'équilibre communiquant avec le passage de fluide à travers le mandrin pour absorber l'onde de choc de pression provoquée par la fermeture du 5 passage à travers les moyens de bouchon. 6 - Appareil à bouchon de cimentation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre d'équilibre comprend un manchon allongé raccordé par ses extrémités opposées au mandrin et définissant avec celui-ci un espace annulaire allongé et des 10 moyens d'orifice conduisant danscet espace depuis le passage de fluide à travers le mandrin. 7 - Appareil à bouchon de cimentation selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le mandrin possède des moyens d'orifices pour équilibrer la pression à tra- 15 vers les moyens de bouchon et en ce que les moyens d'orifice sont situés de façon à être fermés par une fermeture quand celle-ci obstrue le passage du fluide à travers les moyens de bouchon pour enfermer le fluide dans le passage.