Brevet FR2095309A1 — publié le 19720211

La présente invention concerne un procédé et un appareillage utilisables pour le forage de puits sous-marins. Elle vise plus particulièrement un procédé et un appareillage pour le forage de puits sous-marins suivant lesquels un tube guide 5 est descendu dans le plancher marin d'une étendue d'eau en même temps que s'effectue le forage de la partie initiale du trou de sonde. Ce procédé et cet appareillage évitent la nécessité d'avoir à introduire le tube guide dans le trou de sonde après 10 que celui-ci a été foré à la profondeur désirée, ce qui élimine tout risque d'endommagement du trou de sonde pendant la descente du tube guide et évite aussi les difficultés que présente le repérage de l'entrée du sondage après que le trépan en a été retiré et avant la descente du tube guide dans le trou de sonde. 15 II est souvent fait emploi pour les forages sous- marins d'un élément de base pourvu de dispositifs appropriés qui rattachent à cet élément un ou plusieurs câbles de guidage. Ces câbles de guidage sont rattachés par leur extrémité supérieure au ponton de forage ou à la plate-forme de forage flot-20 tante ou encore à la plateforme supportée par le plancher sous-marin, et servent à guider les pièces d'équipement dans leur transport entre le ponton ou la plate-forme, flottante ou non, et l'entrée du trou de sonde et inversement. L'un des objets de la présente invention est la réa-25 lisation d'un appareillage utilisable pour le forage de puits sous-marins, cet appareillage comportant un tube guide qui peut être introduit dans le plancher d'une étendue d'eau d'une manière telle que l'énergie nécessaire pour le forage est relativement faible. 30 Un autre objet de l'invention consiste en un procédé et en un appareillage utilisables pour le forage de puits sous-marins et qui permettent de ne pas perdre le contact avec l'entrée du trou de sonde au cours de la phase initiale du forage. Un autre objet de l'invention consiste en un procédé 35 et en un appareillage utilisables pour le forage de puits sous-marins qui évitent l'emploi d'une base de guidage temporaire ou permanente munie d'un tube de fonçage. 71 21675 2 2095309 Un autre objet de l'invention est de réduire, autant que possible, le temps nécessaire pour la mise en place et la cimentation d'un tube guide muni d'une base de guidage. Un autre objet de l'invention consiste en un procédé 5 et un appareillage utilisables pour les forages de puits sous-marins qui évitent que les câbles de guidage, lorsque de tels câbles sont utilisés, ne s'emmêlent mutuellement au cours de la mise en place du tube guide sur le plancher sous-marin dans lequel un trou de sonde doit être percé. 10 L'appareillage selon l'invention utilisable pour le forage de puits sous-marins est caractérisé en ce qu'il comprend : - un tube guide, - un élément de base porté par le tube guide, 15 - une tige de forage rattachée au tube guide par un élément d'accouplement, - un ensemble de forage autonome comportant un trépan de forage logé dans le tube guide au-dessous dudit élément d'accouplement et un sabot porté par l'extrémité inférieure du 20 tube guide, sabot qui est monté pour tourner autour de l'axe de ce tube et qui est pourvu de dispositifs qui l'empêchent de se séparer axialement du tube guide, ce sabot étant de plus pourvu sur son extrémité inférieure d'éléments de coupe et comportant un conduit axial dans lequel est logé le trépan de 25 forage, et - un dispositif d'accouplement qui relie le sabot et la partie tournante de l'ensemble de forage autonome et capable de transmettre, au moins, les couples de rotation. L'ensemble de forage peut être porté soit par le tu-30 be guide, soit par la tige de forage. Si cet ensemble de forage est porté par la tige de forage ou par le train de tiges de forage, l'élément d'accouplement qui relie le sabot et cet ensemble peut de plus être capable de transmettre les charges axiales et un joint télésco-35 pique approprié à la transmission des couples de rotation peut être prévu dans la tige entre ledit ensemble de forage autonome et l'élément d'accouplement qui relie la tige de forage et le tube guide. 71 21675 3 2095309 L'élément de base peut être pourvu de dispositifs qui permettent de le rattacher à un, au moins, câble de guidage,, Cet élément de base peut être rattaché au tube guide à proximité de l'extrémité inférieure de celui-ci par un accou-5 plement et peut être muni de pieux pénétrant dans le plancher sous-marin et l'empêchant de tourner. Il peut être prévu des traverses qui guident la tige de forage le long des câbles de guidage, ces traverses pouvant tourner autour du train de tiges. Le procédé d'utilisation de l'appareillage de l'in-10 vention peut comprendre les opérations suivantes : -suspension à un navire de forage de la partie inférieure du tube guide muni du sabot tournant porteur d'éléments de coupe sur son extrémité inférieure. -montage dans l'extrémité inférieure de cette partie 15 du tube guide d'un moteur hydraulique dont l'arbre porte un trépan de forage de façon que ce trépan dépasse hors du conduit axial du sabot, et accouplement de l'arbre du moteur et de ce sabot, -descente du tube guide par additions successives de 20 longueurs de tube jusqu'à ce que le sabot entre en contact avec la surface de la formation à forer, -mise en rotation du trépan de forage et du sabot par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire du tube guide et forage d'un trou de sonde dans 25 ladite formation, le tube guide étant simultanément descendu progressivement avec additions successives de longueurs de tube, -interruption de l'opération de forage, remontée de l'élément de base pourvu de câbles de guidage à hauteur de l'extrémité supérieure du tube guide, et accouplement avec l'extré-30 mité supérieure de ce tube d'une tige de forage comprenant au moins une longueur de tige, -reprise de l'opération de forage par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire de la tige de forage et du tube guide, et descente simultanée 35 du tube guide dans le trou de sonde par additions successives de longueurs de tube à la tige de forage, -interruption de l'opération de forage lorsque l'élément de base repose sur la surface de la formation forée, 71 21675 4 2095309 -relevage du moteur hydraulique porteur du trépan et suspension de 1'ensemble à l'intérieur du tube guide à un niveau supérieur, -injection d'une matière susceptible de se solidifier 5 par l'intermédiaire de la tige de forage, du tube guide et du sabot dans la partie du trou de sonde qui entoure le tube guide, -désaccouplement de la tige de forage et du tube guide et relevage de cette tige, et -relevage du moteur hydraulique et du trépan hors du 10 tube guide. En variante, le procédé d'utilisation de l'appareillage de l'invention comprend les opérations suivantes î -suspension à un navire de forage de la partie inférieure du tube guide munie sur son extrémité inférieure du sa-15 bot tournant porteur d'éléments de coupe et de l'élément de base porteur de pieux, -montage dans l'extrémité inférieure de cette partie du tube guide du moteur hydraulique porteur sur son arbre du trépan de forage de façon que le trépan soit en saillie sous 20 le conduit axial du sabot de tubage et accouplement de ce sabot et de l'arbre du moteur, -descente du tube guide jusqu'en surface de la formation à forer par additions successives de longueurs de tube jusqu'à ce que les pieux portés par l'élément de base aient 25 pénétré dans cette formation, -désaccouplement de l'élément de base et du tube guide, -mise en rotation du trépan et du sabot par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire du tube guide et forage d'un trou de sonde dans la for-30 mation avec, simultanément, descente du tube guide et additions successives à celui-ci de longueurs de tube supplémentaires, -interruption de l'opération de forage pour permettre l'accouplement avec l'extrémité supérieure du tube guide d'une tige de forage comportant au moins une longueur de tube, 35 -reprise de l'opération de forage par envoi d'un flui de sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire de la tige de forage et du tube guide avec descente simultanée du tube guide dans le trou de sonde par additions successives 71 21675 5 2095309 d'autres longueurs de tube à la tige de forage, -interruption de l'opération de forage lorsque le trou foré a atteint une profondeur désirée, -relevage du moteur hydraulique porteur du trépan et suspension de ce moteur dans le tube guide à un niveau supérieur, -injection dans la partie du trou de sonde qui entoure le tube guide et par l'intermédiaire de la tige de forage, de ce tube guide et du sabot, d'une matière susceptible de se solidifier, -désaccouplement de la tige de forage et du tube guide, et soulèvement de cette tige, et -relevage du moteur hydraulique porteur du trépan de forage hors du tube guide. la description qui va suivre, et les dessins annexés donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée ; Sur les dessins annexés, - la figure 1 représente en coupe verticale axiale l'un dee modes de réalisation de l'appareillage de l'invention au cours de sa mise en place dans le plancher sous-marin d'une étendue d'eau, - la figure 2 représente en coupe verticale axiale l'appareillage de la figure 1 en position dans un trou de sonde foré dans le plancher de ladite étendue d'eau, son élément de base reposant sur ce plancher, - la figure 3 représente en coupe verticale axiale un autre mode de réalisation de l'appareillage de l'invention au cours de sa mise en place dans le plancher sous-marin d'une mer ou d'un océan, et - la figure 4 représente la partie inférieure d'une variante du mode de réalisation de la figure 1 utilisable lorsque la profondeur de l'étendue d'eau dont le plancher doit être foré est inférieure à la longueur du tube guide. La tige ou le train de tiges de forage 1 porte un élé ment d'accouplement 4 qui peut être accouplé avec l'extrémité supérieure d'un tube guide 5- Cet élément d'accouplement 4 est de type classique et comprend un piston annulaire 6 qui se dé- 71 21675 6 2095309 place en direction axiale dans un cylindre annulaire 7 et qui peut actionner des loquets de verrouillage 8, lesquels coopèrent avec une gorge 9 prévue dans la partie supérieure de la paroi latérale du tube guide 5. Le piston 6 peut être action-5 né par un fluide hydraulique introduit ou évacué des chambres supérieure et inférieure du cylindre 7 par des tuyaux flexibles (non représentés) appropriés partant du navire de forage. Des joints appropriés 10 assurent l'étanchéité entre l'élément d'accouplement 4 et le tube guide 5. 10 Le tube guide porte une plaque de base 11 qui, ainsi qu'il sera expliqué plus loin avec référence à la figure 2, le supporte lorsque le trou de sonde 2 a atteint la profondeur désirée . La plaque de base 11 est munie de potelets de guidage 15 12 de type usuel de l'intérieur desquels partent des câbles de guidage 13 qui remontent jusqu'au navire de forage (non représenté) . Des traverses de guidage 14 rattachées à l'élément d'accouplement 4 coopèrent avec les câbles de guidage 13 et les 20 potelets de guidage 12. L'extrémité inférieure de la tige 1 est raccordée à une turbine hydraulique 15 de type classique qui peut être actionnée par un courant de fluide refoulé dans la tige 1. L'arbre moteur 16 de cette turbine porte un trépan de forage 17 et 25 est muni d'un manchon cannelé 19 qui coopère avec la section 19 cannelée intérieurement d'un sabot de tubage 20, lequel tourne dans l'extrémité inférieure du tube guide 5. Un roulement de portée formant verrou, comprenant des billes 21 qui roulent dans des gorges annulaires à section droite semi-cylindrique 30 prévus respectivement dans le sabot 20 et dans le tube guide 5, empêche le sabot de se déplacer axialement par rapport au tube guide. Le sabot 20 porte sur sa face inférieure une couronne de dents de coupe 22. L'ensemble de coupe ainsi formé par le 35 trépan 17 et par les dents 22 fore un trou de sonde 2 d'un diamètre plus grand que le diamètre extérieur du tube guide 5. Ce tube guide 5 peut par conséquent être descendu dans le trou de sonde 2 pendant l'exécution de l'opération de forage par le tré 71 21675 7 2095309 pan 17 et les dents 22 montées sous le sabot de tubage 20. Pour le forage du trou 2, l'ensemble de l'appareillage de la figure 1 est descendu du navire de forage par descente de la tige ou du train de tiges de forage 1 jusqu'à ce qu'il 5 soit en contact avec la surface 23 du fond sous-marin. Les câbles de guidage 13 sont maintenus verticaux en appliquant sur leur extrémité supérieure une force sensiblement constante au moyen, par exemple, de treuils à tension constante (non représentés) situés à bord du navire de forage. 10 Un fluide hydraulique, mis sous pression à bord du navire est ensuite refoulé dans l'extrémité supérieure de la tige 1 pour actionner la turbine hydraulique 15. Il en résulte que le trépan 17 tourne par rapport au train de tiges 1. Du fait qu'il est accouplé avec le trépan 17 par les cannelures 15 18 et 19» le sabot tourne aussi par rapport au train de tiges 1 et dans le même sens que le trépan 17. Sous l'action de la charge qui s'exerce sur l'ensemble de coupe formé par les dents 22 et le trépan 17, cet ensemble pénètre dans la formation 3 et y perce le trou de sonde 2. La charge appliquée sur l'ensem-20 ble de coupe peut être réglée par réglage de la charge du crochet de la tour de forage auquel le train de tube 1 est suspendu. L'opération de forage se poursuit jusqu'à ce que la profondeur atteinte par le trou 2 soit égale à la distance qui 25 sépare de la plaque de base 11 les dents de coupe 22 du sabot 20. L'ensemble est alors supporté par la plaque de base 11 qui est venue reposer sur. le plancher sous-marin 23. Les loquets de verrouillage 8 sont ensuite rétractés hors de la gorge 9 âu tube guide 5 par un déplacement du piston annulaire 6 obtenu par 30 refoulement du fluide hydraulique sous le piston et par soulèvement du train de tiges 1. La turbine hydraulique 15, le manchon cannelé 18 et le trépan de forage 17 sont ensuite retirés hors du tube guide 5. Au cours de ce mouvement de remontée, l'élément d'accouplement 4 est guidé le long des câbles de guidage 35 13 par les traverses de guidage 14. Un tube de cimentation 25 (voir figure 2) est ensuite descendu dans le tube guide 5, lequel est pourvu d'un élément d'accouplement 26 similaire à l'élément d'accouplement 4 de la 71 21675 8 2095309 figure 1. Cet élément d'accouplement 26 est muni de traverses de guidage 26A qui coopèrent avec les câbles de guidage 13 et les potelets de guidage 12 portés par la plaque de base 11. Le tube 25 est muni d'un presse-étoupe de cimentation 27 de type 5 courant qui, dans sa position de la figure 2, obture hermétiquement le conduit annulaire délimité par le tube de cimentation 25 et le tube conducteur 5. Du ciment, injecté ensuite par le tube de cimentation 25 dans le trou de sonde 2, vient former dans l'espace annulai-10 re qui entoure le tube guide 5 une couche 28. On remarquera que le sabot de tubage 20 est cimenté dans le puits en même temps que le tube guide 5. Lorsque la cimentation du tube guide 5 est terminée, le tube de cimentation 25 est retiré et le presse-étoupe 27 em-15 pêche le ciment de la couche 28 de remonter dans le tube guide 5. Après durcissement du ciment injecté, le perçage du trou de sonde est repris dans le prolongement du tube guide 5 à l'une quelconque des façons habituelles. On remarquera que l'équipement nécessaire pour la continuation du forage du trou de son-20 de peut être guidé le long des câbles 13 vers l'entrée du tube guide 5 ou vers tout équipement quelconque (obturateur antiéruption et entonnoir conique par exemple) qui peut avoir été monté sur ce tube. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, 25 le tube guide 5 peut être cimenté dans le trou de sonde 2 par une injection de ciment, ou autre composé capable de se solidifier, dans l'espace annulaire qui entoure le tube guide par l'intermédiaire du train de tiges 1 et de la turbine hydraulique 15. De préférence, cette turbine hydraulique 15 et le tré-30 pan 17 sont soulevés à une certaine hauteur dans le tube guide cette opération s'effectuant après que l'élément d'accouplement 4 a été désaccouplé. Un presse-étoupe de cimentation obturant l'espace annulaire délimité par le train de tiges 1 et le tube guide 5 permet d'empêcher que le ciment ne remonte dans ce tube. 35 Comme moteur hydraulique permettant d'effectuer cette opération, il peut être utilisé, par exemple, la turbo-pompe offerte sur le marché sous la ïîarque de fabrique "Mono-pump". Un fluide hydraulique est ensuite injecté dans le refoulement de cette pompe 71 21675 9 2095309 dont l'arbre est utilisé pour mettre en rotation le trépan 17. Le moteur hydraulique et le conduit intérieur du tube guide sont nettoyés après terminaison de l'opération de cimentation par une injection de fluide de déplacement effectuée derrière 5 le ciment et en quantité suffisante pour le refouler à l'intérieur du tube guide jusqu'au niveau du sabot 20. On remarquera, que avant l'exécution de la cimentation, le train de tiges 1 doit être suffisamment soulevé pour qu'un volume important de fluide de nettoyage puisse circuler dans le moteur hydraulique 10 et le nettoyer efficacement. Dans ce procédé, le retrait total du train de tiges 1 n'est possible qu'après la prise du ciment. L'un des avantages de l'appareillage de l'invention consiste en ce que le tube guide 5 est continûment descendu dans le trou de sonde pendant le forage de celui-ci, et cetteopéra-15 tion ne nécessite qu'une dépense d'énergie minimale car, bien que le tube guide 5 supporte les éléments de coupe en mouvement de rotation, le sabot 20 est le seul élément tournant qui soit en contact avec la paroi du trou de sonde. De plus, le tube guide 5 porteur du sabot de tubage tournant et le train de tiges 20 1 muni de l'élément d'accouplement 4 et porteur de la turbine 15 et du trépan forment un ensemble peu encombrant et pouvant être aisément utilisé aux grandes profondeurs. Un autre avantage de l'invention consiste en ce que les câbles de guidage 13, s'ils sont utilisés, ne peuvent ni 25 se tordre ni s'emmêler pendant l'opération de forage, du fait que l'emploi d'un moteur hydraulique (ou de tout autre groupe de forage autonome, électrique par exemple) en combinaison avec un sabot de tube tournant et l'accouplement prévu entre le train de tiges non tournant et le tube guide empêchent les 30 câbles de guidage de tourner autour du train de tiges de forage. Il est vrai que, du fait de la torsion imprimée au train de tiges 1 par la rotation de la turbine 15, les câbles de guidage 13 pivotent sur un certain angle autour du train de tiges 1. Mais, en eaux peu profondes, cet angle n'est pas important et 35 le couple qui a provoqué le pivotement des câbles disparaît lorsque la turbine est arrêtée. Toutefois, aux grandes profondeurs, il peut être judicieux d'empêcher la torsion du train de tiges 1 en utilisant le mode de réalisation de l'appareillage 71 21675 10 2095309 de l'invention représenté sur la figure 3. Dans ce mode de réalisation de la figure 3» le tube guide 5 est rattaché à une plaque de base 29 par des goupilles de cisaillement (dont une seulement est représentée). Des 5 pieux 31» descendant de la plaque de base 29» s'enfoncent partiellement dans le plancher sous-marin 32 lorsque l'appareillage représenté sur la figure 3 vient en contact avec ce plancher. Des potelets de guidage 33 hors desquels remontent des câbles de guidage 34 sont montés sur la plaque de base 29. Cet-10 te plaque de base 29 est percée d'un trou central 35 qui permet (lorsque les goupilles 30 ont été cisaillées) d'obtenir un mouvement axial relatif entre la plaque de base 29 et le tube guide 5. Le tube guide 5 porte sur son extrémité inférieure un 15 sabot tournant 37. Un joint 38 interposé entre le sabot 37 et le tube 5 empêche le fluide de pénétrer entre ces deux éléments. Des billes 39, logées entre le sabot 37 et le tube 5 dans des gorges circulaires à section droite semi-circulaire, verrouillent, l'un à l'autre, le sabot 37 et le tube 5 en direction 20 axiale et permettent la transmission à ce tube des charges radiales exercées sur le sabot 37. Des billes 40 sont prévues pour la transmission des charges axiales entre le sabot 37 et le tube 5» L'extrémité inférieure du sabot 37 porte des molettes de coupe 41 qui taillent dans le plancher sçus-marin et en 25 coopération avec un trépan de forage 42 logé dans le conduit axial 43 du sabot 37 un trou dont le diamètre est suffisant pour permettre au tube guide 5 prévu d'y pénétrer. Le trépan 42 est monté par l'intermédiaire d'un filetage 44 sur un élément 45 accouplé avec l'arbre d'un moteur hy-30 draulique 46. Cet élément 45 est pourvu de cannelures 47 qui coopèrent avec des cannelures 48 portées par la paroi du conduit 43 du sabot 37. Les cannelures 47 reposent par leur extrémité inférieure sur des épaulements des rainures qui les reçoivent entre les cannelures 48. 35 La charge qu'il est nécessaire d'appliquer sur l'en semble de coupe constitué par le trépan central 42 et le trépan annulaire formé par les molettes de coupe 41 est fourni par le poids du moteur hydraulique 46 et par celui de masses-tiges 50 prévues au-dessus du moteur 46« Le train de masses-tiges 50 71 21675 n 2095309 est accouplé par son extrémité supérieure à l'une des parties d'un ensemble télescopique (appelé coulisse de battage) comprenant une tige de piston 51, un piston 52 et un cylindre 53. Pour empêcher toute rotation relative entre la tige de piston51 5 et le cylindre 53, la surface latérale de cette tige n'est pas cylindrique et l'orifice du cylindre 53 dans lequel elle coulisse a une forme complémentaire» L'extrémité supérieure de cet ensemble téléscopique est rattachée à un élément d'accouplement 54 par un tube 55. 10 L'élément d'accouplement 54 est pourvu de fentes d'emmanchement de baïonnette (non représentées) dans lesquelles s'engagent des tétons 56 portés par le tube guide 5. L'élément d'accouplement 54 est pourvu de traverses de guidage 57 porteuses chacune d'un manchon de guidage 58 qui coulisse à la manière habituelle sur 15 les câbles de guidage 34. Les traverses de guidage 55 sont solidaires d'une couronne 59 qui peut tourner par rapport à l'élément d'accouplement 54 et au train de tiges de forage 60. L'ensemble constitué par l'élément d'accouplement 54, le tube guide 5, l'ensemble télescopique 51-53, les masses-tiges 20 50, le moteur hydraulique 46, le trépan 42 et le sabot 40 est suspendu à un train de tiges de forage 60 rattaché à l'élément d'accouplement 54. On remarquera qu'un conduit de passage de section droite suffisante est prévu dans tous les divers éléments de cet ensemble pour permettre à un fluide arrivant par 25 intérieur du train de tiges 60 de circuler dans le moteur hydraulique 46 et dans l'ensemble de coupe formé par le trépan 42 et le sabot 37. L'appareillage de la figure 3 s'utilise comme suit : L'ensemble de l'appareillage est abaissé jusqu'au 30 plancher sous-marin 32 par descente du train de tiges de forage 60. Les câbles de guidage 34 sont maintenus suffisamment tendus pour empêcher qu'ils ne s'emmêlent. Lorsque l'ensemble atteint le plancher sous-marin 32, les extrémités inférieures des pieux 31 pénètrent dans ce plan-35 cher et les goupilles 30 qui relient la plaque de base 29 et le tube guide 5 se cisaillent lorsque ces pieux 31 ont pénétré dans la formation à forer sur une profondeur suffisante. Lorsque le moteur hydraulique 46 est actionné par une injection de 71 21675 12 2095309 liquide de forage arrivant par le train de tiges 60, un trou est foré dans le plancher sous-marin 32 par l'action combinée du trépan 4-2 et du sabot 37. Le tube guide 5, qui est continûment descendu dans le trou de sonde en cours de forage, coulisse 5 dans l'ouverture 35 de la plaque de base 29. Le train de tube de forage est soumis à une torsion, mais du fait que la plaque de base 29 est ancrée dans le plancher sous-marin 32 par les pieux 31 et que les traverses de guidage 57 peuvent tourner par rapport au train de tiges 60, les câbles de guidage 34 ne peu-10 vent se déplacer angulairement par rapport à ce train de tiges. Il s'ensuit que les câbles 34, qui sont maintenus sous tension constante, ne peuvent s'emmêler au cours du forage. Lorsque le trou de sonde a atteint la profondeur désirée, le tube guide peut être cimenté dans ce trou à l'une ou 15 l'autre des manières précédemment décrites. Lorsque la profondeur de la masse d'eau qui recouvre la formation dans laquelle un tube guide doit être mis en place est inférieure à la longueur de ce tube, celui-ci n'est pas suspendu à un train de tiges au cours du stade initial du fora-20 ge. Le mode de réalisation de l'invention qui permet dans ces conditions la mise en place d'un tube guide est décrit ci-après avec référence à la figure 4. Dans ce mode de réalisation, une partie du tube guide 5 est suspendue à un élément d'accouplement 70 muni d'une boucle 25 de suspension 71 dans laquelle peut s'engager lé crochet (non représenté) de la tour de forage. L'élément d'accouplement 70 est muni d'un raccord 72 qui permet de le connecter avec un tube flexible (non représenté) de circulation de la boue de forage. La boue arrivant par ce raccord 72 (suivant la flèche 73) 30 s'écoule dans l'élément d'accouplement 70 puis dans le tube guide 5 (suivant la flèche 74). Le tube guide 5 est muni à son extrémité inférieure d'un sabot de tubage tournant porteur d'une couronne de dents de coupe 76. La connexion tournante entre le sabot 75 et le tube guide 5 n'est représentée que schématique-35 ment. Un dispositif de verrouillage et de portée, comprenant des billes 77 qui roulent dans des gorges à section droite semi-circulaire, empêche le sabot 75 de sortir du tube guide 5 d'un mouvement en direction axiale. 71 21675 13 2095309 Le sabot de tubage 75 porte sur sa paroi intérieure des cannelures 78 gui coopèrent avec des cannelures 79 portées par l'arbre 80 du moteur hydraulique 81. Cet arbre 80 porte aussi un trépan de forage 82 qui dépasse hors du sabot 75 et 5 qui constitue un ensemble de coupe en coopération avec la couronne de dents de coupe 76 portée par le sabot 75. Le moteur hydraulique 81 est rattaché à la paroi intérieure du tube guide 5 par un accouplement 83 de type courant capable de transmettre les charges axiales aussi bien que les couples entre le tube 10 guide 5 et le moteur hydraulique 81 qui obture hermétiquement la surface annulaire 84 délimitée par ce moteur 81 et par ce tube 5. L'entrée du fluide de forage dans le moteur hydraulique 81 est schématiquement indiquée en 85. Le moteur 81 est 15 d'un type qui puisse être mis en action par un courant de boue de forage. Il peut être fait emploi dans ce but d'une pompe réversible alimentée à son orifice de sortie par un fluide sous pression, le trépan 82 étant monté sur l'arbre d'entraînement de la pompe. 20 En cours d'opérations l'ensemble représenté sur la figure 4 est suspendu au navire de forage (non représenté) et du fluide sous pression est envoyé dans le moteur hydraulique 81 par le raccord 72 l'élément d'accouplement 70 et le tube guide 5 (voir flèches 73» 74 et 86). 25 La rotation de l'arbre 81 se transmet au trépan 82 et à la couronne de dents de coupe 76 portée par le sabot de tubage 75» la charge axiale de l'ensemble provoquant dans la formation attaquée le forage d'un trou dans lequel le tube 5 est descendu par additions successives de longueurs de tube en-30 tre son extrémité supérieure et l'élément d'accouplement 70. Lorsque la longueur de tube guide suspendue à l'élément d'accouplement 70 est suffisante pour l'opération envisagée, le forage est interrompu et un élément de base (non représenté) et une tige de forage (non représentée) sont accouplés 35 par tout moyen approprié connu à l'extrémité supérieure du tube guide. Après quoi, l'opération de forage est reprise par envoi du fluide sous pression dans la tige de forage. De temps en temps, à mesure que le trou de sonde s'approfondit, de nouvelles longueurs de tube sont ajoutées au train de tiges de forage. 71 21675 14 2095309 lorsque le trou de sonde a atteint la profondeur désirée, le tube guide, qui se trouve alors complètement logé dans le trou foré, est suspendu à la surface de la formation forée par l'intermédiaire de l'élément de base qui repose sur 5 cette surface. L'opération de forage est alors arrêtée et le moteur hydraulique 81 auquel demeurent rattachés le manchon portant les cannelures 79 et le trépan de forage 82 est détaché du tube guide 5 par disjonction de l'accouplement 83 et est ensuite 10 rattaché à nouveau au tube guide 5 par remontée et blocage de cet accouplement à un niveau supérieur. Cette opération peut . s'effectuer à la manière bien connue au moyen d'un train de tubes (non représenté). Une matière susceptible de se solidifier est ensuite 15 injectée par ce train de tubes, le moteur hydraulique 81 et le conduit axial du sabot de tubage 75 dans l'espace annulaire qui entoure le tube guide. Après que cette matière a effectué sa prise, le train de tubes est déeaccouplé du tube guide 5 et soulevé. Après quoi, ce train de tubes, qui entraîne avec lui le 20 groupe de forage autonome comportant le moteur hydraulique 81, le manchon portant les cannelures 79 et le trépan de forage 82, est retiré hors du tube guide 5» Le forage du trou de sonde se poursuit ensuite à la manière habituelle. Si désiré, le groupe de forage autonome qui comprend 25 le moteur hydraulique 81 peut, lorsque le forag'e est arrêté, être déconnecté du tube guide et connecté à l'extrémité inférieure du train de tiges de forage. Ce groupe autonome est alors extrait hors du tube guide avec le train de tiges de forage après cimentation de ce tube et solidification du ciment. 30 Selon une variante du procédé de l'invention, le moteur hydraulique 81 et le trépan 82 qu'il porte sont extraits ensemble hors du tube guide, après quoi l'opération de cimentation est effectuée à la façon décrite avec référence à la figure 2. 35 On notera qu'un, au moins, joint télescopique (amor tisseur de tubage) peut être prévu entre les sections adjacentes du tube guide 5 pour compenser l'action des vagues qui fait varier la distance qui sépare l'élément d'accouplement 70 (figu 71 21675 15 2095309 re 4) et la surface 87 de la formation à forer. Des joints té-lescopiques semblables peuvent aussi être prévus sur le train de tiges de forage. Bien que l'accouplement 83 forme presse-étoupe de 5 cimentation et obture le passage annulaire délimité par la paroi latérale du moteur hydraulique 81 et la paroi intérieure du tube guide 5» l'invention n'est pas limitée à l'emploi d'un tel accouplement. Si désiré, il peut être prévu un presse-étoupe de cimentation indépendant de cet accouplement 83. Il n'est 10 pas nécessaire que le presse-étoupe de cimentation utilisé soit en place lorsque le moteur hydraulique 81 est suspendu à un niveau supérieur pendant l'opération de cimentation, Le ciment injecté passe alors autour du moteur hydraulique dans son trajet descendant à l'intérieur du tube guide. 15 De plus, l'invention n'est pas limitée à l'emploi d'un élément de base rattaché à l'extrémité du tube guide 5 de l'appareillage de la figure 4. Si désiré cet élément de base peut être rattaché à l'extrémité inférieure du tube guide par des éléments d'accouplement qui le libèrent lorsqu'il vient repo-20 ser sur la surface 87 de la formation à forer. Cet élément de base doit alors être pourvu de dispositifs qui l'empêchent de tourner autour de l'axe du tube guide pendant l'opération de forage. Ce résultat peut être atteint en utilisant un élément de base semblable à celui 29 de la figure 3. Le forage et la 25 cimentation du trou de sonde comprennent alors les opérations suivantes : -suspension à un navire de forage de la partie inférieure d'un tube guide munie sur son extrémité inférieure d'un sabot de tubage tournant et d'éléments de coupe, et d'une pla-30 que de base munie de pieux d'ancrage, -mise en place dans l'extrémité inférieure de cette partie du tube guide d'un moteur hydraulique dont l'arbre porte un trépan de forage et de façon que ce trépan dépasse au-dessous du conduit axial du sabot, et accouplement de l'arbre du moteur 35 avec ce sabot, -descente du tube guide vers la formation à forer par additions successives de longueurs de tube jusqu'à ce que les pieux portés par la plaque de base aient pénétré dans cette formation, 71 21675 16 2095309 -désaccouplement de l'élément de base et du tube guide, -mise en rotation du trépan de forage et du sabot par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par le tube guide, et forage d'un trou de sonde dans la formation 5 avec descente simultanée du tube guide par additions successives de longueurs de tube, -interruption du forage pour permettre l'accouplement avec l'extrémité supérieure du tube guide d'une tige de forage comportant au moins une longueur de tube, 10 -reprise du forage par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par la tige de forage et le tube guide et, simultanément, descente de ce tube guide dans le trou foré par des additions successives de longueurs de tube au train de tiges, 15 -interruption du forage lorsque le trou a atteint une profondeur désirée, -soulèvement du moteur hydraulique et du trépan qu'il porte, et suspension de l'ensemble dans le tube guide à un niveau supérieur, 20 -injection d'une matière susceptible de se solidifier dans la partie du trou de sonde qui entoure le tube guide par le train de tiges de forage, le tube guide et le sabot de tubage, -désaccouplement du train de tiges de forage et du tube guide, et soulèvement de ce train de tiges, et 25 -soulèvement du moteur hydraulique et'du trépan qu'il porte hors du tube guide. Si désiré, les groupes de forage autonomes représentés sur les figures 1 et 3 peuvent être remplacés par un groupe du type de celui représenté sur la figure 4. 30 On remarquera que l'invention n'est pas limitée à l'emploi des appareils particuliers représentés sur les figures 1 à 4. Ainsi, le nombre et la disposition des potelets de guidage peuvent différer de ceux des potelets de guidage représentés. D'autre part, tout type d'accouplement quelconque approprié peut 35 être utilisé au lieu de l'élément d'accouplement 4 représenté, et il en est de même pour l'accouplement à cannelures prévu entre le sabot tournant et le trépan central logé dans ce sabot. D'autre part, les pieux 31 dont est munie la table de 71 21675 17 2095309 base 29 (figure 3), qui l'ancrent dans la formation forée et qui l'empêchent de tourner autour de son axe vertical, peuvent être remplacés par tout autre type d'ancrage approprié. Si désiré, ces dispositifs d'ancrage peuvent être pourvus d'éléments de forage ou de buses d'éjection qui facilitent leur pénétration dans la formation attaquée. On remarquera de plus que le moteur hydraulique ou éléctrique utilisé pour actionner le trépan de forage peut être monté à une hauteur quelconque entre le trépan de forage et l'élément d'accouplement qui rattache le train de tiges de forage au tube guide. Ainsi, le moteur 46 de l'appareillage de la figure 3 peut être placé, comme représenté, juste au-dessous de l'accouplement télescopque 51-53. l'élément 45 qui porte le trépan de forage 42 est alors relié au moteur 46 par un train de masses-tiges 50. Dans l'appareillage de la figure 1, la tige de forage 1 peut être maintenue centrée dans le tube guide par des cen-treurs de type courant. 71 21675 18 2095309 REVENDICATIONS 1. Appareillage pour le forage de puits sous-marins, caractérisé en ce qu'il comprend : - un tube guide, - un élément de base porté par le tube guide, 5 - une tige de forage rattachée au tube guide par un élément d'accouplement - un ensemble de forage autonome comportant un trépan de forage logé dans le tube guide au-dessous dudit élément d'accouplement, 10 - un sabot porté par l'extrémité inférieure du tube guide , sabot qui est conçu pour tourner autour de l'axe de ce tube et qui est pourvu de dispositifs qui l'empêchent de se séparer de ce dernier dans un mouvement de direction axiale, ce sabot étant pourvu 15 sur son extrémité inférieure d'éléments de coupe et comportant un conduit axial dans lequel est logé le trépan de forage, et - un dispositif d'accouplement qui relie le sabot et la partie tournante de l'ensemble de forage autono- 20 me et capable de transmettre, au moins, les couples de rotation. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de forage est porté par le tube guide. 3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en 9 25 ce que l'ensemble de forage comprend un moteur hydraulique et un presse-étoupe de cimentation logé dans l'espace annulaire délimité par la paroi intérieure du tube guide et la paroi latérale du moteur hydraulique. 4-. Appareillage selon la revendication 2, ou la revendi- 30 cation 3* caractérisé en ce qu'il est prévu un joint télescopique logé dans le tube guide. 5. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de forage est porté par la tige de forage. 6. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en 35 ce que le dispositif d'accouplement prévu entre le sabot et le 71 21675 19 2095309 groupe de forage autonome est aussi capable de transmettre les charges axiales, et en ce qu'il y est prévu un joint télescopique transmettant les charges de rotation sur la tige de forage entre le groupe de forage autonome et l'élément d'accouplement 5 qui relie la tige de forage et le tube guide. 7. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une partie, au moins, de la tige de forage est remplacée, entre le joint télescopique et le groupe de forage autonome par des masses-tiges. 10 éLj, Appareillage selon la revendication 6, ou la revendi cation 7» caractérisé en ce qu'il y est prévu des masses-tiges placées entre le groupe de forage autonome et le trépan de forage. 9. Appareillage selon l'une des revendications 1 à 8, 15 caractérisé en ce que l'élément de base est pourvu de dispositifs qui permettent de le rattacher à au moins un câble de guidage. 10. Appareillage selon la revendication 9» caractérisé en ce que l'élément de base est rattaché par un élément d'accouplement au tube guide à proximité de l'extrémité inférieure de 20 celui-ci et est muni sous sa face inférieure de dispositifs en saillie, capables de pénétrer dans le plancher sous-marin d'une étendue d'eau et d'empêcher ainsi toute rotation de l'élément de base. 11. Appareillage selon la revendication 10, caractérisé 25 en ce que des traverses de guidage de la tige de forage le long des câbles de guidage sont montées tournantes par rapport à cette tige. * 12. Appareillage selon la revendication 10, ou la revendication 11 caractérisé en ce que les dispositifs en saillie 30 sous la face de l'élément de base s'étendent vers le bas au-delà de toute autre partie de l'appareillage. 13. Appareillage selon l'une des revendications 10, 11 et 12, caractérisé en ce que le dispositif d'accouplement qui relie l'élément de base et le tube guide est constitué par des 35 éléments de cisaillement. lia. Procédé d'utilisation de l'appareillage selon la re vendication 3, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes : 71 21675 20 2095309 -suspension à un navire de forage de la partie inférieure du tube guide munie du sabot tournant porteur d'éléments de coupe sur son extrémité inférieure, -montage dans l'extrémité inférieure de cette partie 5 du tube guide d'un moteur hydraulique dont l'arbre porte un trépan de forage de façon que ce trépan dépasse hors du conduit axial du sabot, et accouplement de l'arbre du moteur et de ce sabot, -descente du tube guide par additions successives de 10 longueurs de tube jusqu'à ce que le sabot entre en contact avec la surface de la formation à forer, -mise en rotation du trépan de forage et du sabot par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire du tube guide, et forage d'un trou de sonde 15 dans ladite formation, le tube guide étant simultanément descendu progressivement par des additions successives de longueurs de tube, -interruption de l'opération de forage, remontée de l'élément de base pourvu de câbles de guidage à hauteur de 20 l'extrémité supérieure du tube guide, et accouplement avec l'extrémité supérieure de ce tube d'une tige de forage comprenant au moins une longueur de tige, -reprise de l'opération de forage par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire 25 de la tige de forage et du tube guide, et descente simultanée du tube guide dans le trou de sonde par additions successives de longueurs de tube à la tige de forage, -interruption de l'opération de forage lorsque l'élément de base repose sur la surface de la formation forée, 30 -relevage du moteur hydraulique porteur du trépan et suspension de l'ensemble à l'intérieur du tube guide à un niveau supérieur, -injection d'une matière susceptible de se solidifier par l'intermédiaire du train de tiges de forage, du tube guide 35 et du sabot dans la partie du trou de sonde qui entoure le tube guide, -désaccouplement de la tige de forage et du tube guide et relevage de cette tige, et 71 21675 21 2095309 -relevage du moteur hydraulique et du trépan hors du tube guide» Procédé d'utilisation de l'appareillage selon l'ensemble des revendications 3 et 10, ce procédé étant caractéri-5 sé en ce qu'il comporte les opérations suivantes : -suspension à un navire de forage de lav partie inférieure du tube guide munie sur son extrémité inférieure du sabot tournant porteur d'éléments de coupe et de l'élément de base porteur de pieux, 10 -montage du moteur hydraulique porteur sur son arbre du trépan de forage dans l'extrémité inférieure de cette partie du tube guide de façon que le trépan soit en saillie sous le conduit axial du sabot de tubage, et accouplement de ce sabot et de l'arbre du moteur, 15 -descente du tube guide jusqu'en surface de la forma tion à forer par additions successives de longueurs de tube jusqu'à ce que les pieux portés par l'élément de base aient pénétré dans cette formation, -désaccouplement de l'élément de base et du tube guide, 20 -mise en rotation du trépan et du sabot par envoi d'un fluide sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire du tube guide, et forage d'un trou de sonde dans la formation avec, simultanément, descente du tube guide et additions successives à celui-ci de longueurs de tube supplémentai-25 res, -interruption de l'opération de forage pour permettre l'accouplement avec l'extrémité supérieure du tube guide d'une tige de forage comportant au moins une longueur de tube, -reprise de l'opération de forage par envoi d'un flui-30 de sous pression dans le moteur hydraulique par l'intermédiaire de la tige de forage et du tube guide avec descente simultanée du tube guide dans le trou de sonde par des additions successives d'autres longueurs de tiges à la tige de forage, -interruption de l'opération de forage lorsque le trou 35 foré a atteint une profondeur désirée, -relevage du moteur hydraulique porteur du trépan et suspension de ce moteur dans le tube guide à un niveau supérieur, -injection dans la partie du trou de sonde qui entoure 71 21675 22 2095309 le tube guide et par l'intermédiaire de la tige de forage, de ce tube guide et du sabot, d'une matière susceptible de se solidifier, -désaccouplement de la tige de forage et du tube guide, 5 et soulèvement de cette tige, et -relevage du moteur hydraulique porteur du trépan de forage hors du tube guide. 16. Procédé d'utilisation de l'appareillage selon la re vendication 5» caractérisé en ce qu'il comporte les opérations 10 suivantes : -suspension de l'appareillage à un navire de forage, -descente de cet appareillage sur la surface de la formation à forer, -mise en rotation du groupe de forage autonome compre-15 nant un moteur hydraulique par envoi d'un fluide sous pression dans la tige de forage, et forage d'un trou dans la formation avec descente simultanée du tube guide et additions successives de longueurs de tube à la tige de forage, -interruption du forage lorsque le trou de sonde a 20 atteint une profondeur désirée, -désaccouplement de la tige de forage et du tube guide, -soulèvement de cette tige sur une certaine distance, le groupe de forage demeurant à l'intérieur du tube guide, -obturation du passage constitué par l'espace annulaire 25 délimité par la tige et le tube guide, -injection d'une matière susceptible de se solidifier par la tige, le moteur hydraulique et le tube guide dans l'espace annulaire qui entoure ce tube guide, et -soulèvement de la tige de forage et du moteur hydrau-30 lique et du trépan de forage qui y sont rattachés hors du tube guide.