Brevet FR2277787A1 — publié le 19760206

La présente invention se rapporte à un liant du type dit " retrait compensé" et, plus particulièrement, à un tel liant qui se prête à être utilisé pour la confection des revêtements des puits de forage, notamment dans le domaine des forages pétroliers sous-marins. On sait qu'un liant, pour être utilisable dans les forages sous-marins, doit présenter, en combinaison , certaines propriétés particulières que les ciments ordinaires ne possèdent pas. En effet, un tel liant spécial doit être du type expansif, mais présenter. un temps d'expansion aussi long que possible. Par ailleurs, ce liant doit évidemment presenter une propension aussi faible que possible à la fissuration, c'est-à-dire que son temps de fissuration doit être aussi long que possible. En même temps, le liant doit se prêter au pompage, pendant une durée prolongée dans des conditions optima, c'est-à-dire qu'il doit présenter un temps de pompabilité maximum. La presente invention a pour but de créer un liant qui remplit les conditions exigées pour son application dans le domaine des forages précités, et notamment les conditions indiquées ci-dessus. Le liant faisant l'objet de l'invention est remarquable en ce qu'il renferme de 94% à 98% (poids) de ciment Portland additionné de gypse, la teneur en S03 de ce liant étant 5,5% à 6,5% (poids). Dans un mode de réalisation préféré, le liant selon l'invention est composé de 96,5% (poids) de ciment Portland de type connu (CPA) surgypsé renfermant 4,5% (poids) de S03, li (poids) de ciment alumineux blanc du type vendu sous la désignation de SECAR 250 par la Demanderesse et 2,5% de plâtre surcuit du type connu vendu sous la désignation d'OURS BLANC par la Demanderesse. On utilise pour la fabrication du liant ci-dessus le ciment Portland pre- cité sous une forme particulaire (broyée) présentant une finesse de 2600 à 3100 cm2/g (Blaine) et, de préférence, une finesse d'environ 2800 cm2/g (Blaine). La finesse du ciment alumineux, tel que le ciment du type SECAR 250, utilisé pour la fabrication du liant selon l'invention est comprise entre 3400 et 4000 cm2/g (Blaine) et, de préférence, elle est de 3700 cm2/g (Blaine). Le liant défini ci-dessus remplit les conditions exigées d'un liant utilisable dans les forages pétroliers, notamment dans les forages sous-marins. Son temps de pompabilité est au moins égal à 120 minutes, son expansion, dont le maximum est de l'ordre de 2000 iim/m, est très lente, à tel point que sa stabilité dimensionnelle n'est pas encore atteinte au 28ème jour. Le temps de fissuration du liant se situe entre 60 et 100 heures. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture des exemples suivants donnés dans un but illustratif et non limitatif. EXEMPLE 1 Pour préparer un liant, on broie à une finesse de 2800-2900 cm2/g (Blaine) 87 parties pondérales de clinker de ciment Portland 325 (tel que défini par les normes françaises de l'AFNOR), contenant 9,5 parties pondérales de gypse, de sorte que le mélange présente une teneur en S03 de 4,5% (poids). On ajoute 1 partie ponderale de ciment alumineux du type connu sous la designation de "SECAR 250" et 2,5 parties pondérales de plâtre surcuit du type connu sous la désignation OURS BLANC". On constate que le mélange résultant présente une teneur totale en S03 de 5,5% (poids). On ajoute de l'eau en proportion définie par la nature du test à faire subir au liant, et on détermine les carac teristiques ci-après du liant ainsi obtenu.Les résultats sont les suivants; - Temps de pompabilité (profondeur simulée à 1800 m (600 pieds) (déterminé selon les normes américaines de l'American Petroleum Institute) ..... 135 minutes - Temps de fissuration à l'anneau (déterminé selon les normes françaises du Centre d'Etudes et de Recherches des Industries des Liants Hydrauliques) .... 90 heures - Le gonflement du liant sous l'eau mesure sur béton est indique ci-après (en pm/m): Après : 1 jour 2 jours 3 jours 5 jours 7 jours 10 jours 14 jours 28 jours Gonfle ment : 260 340 450 680 860 1 110 1 320 1 400 EXEMPLE 2 Pour préparer un liant, on broie à une finesse de 2800-2900 cm2/g (Blaine) 85,5 parties pondérales de clinker de ciment Portland 400 (défini comme dans l'Exemple 1) contenant 11 parties pondérales de gypse, de sorte que le mélange présente une teneur en S03 de 5,0% (poids). On ajoute 1 partie pondérale de ciment alumineux du "type SECAR 250" et 2,5 parties pondérales de plâtre surcuit du type "OURS BLANC", ce qui porte la teneur en S03 du melange résultant à 6% (poids). On ajoute de l'eau en proportion définie par la nature du test à faire subir au liant et on détermine les caractéristiques du liant ainsi obtenu, comme indiqué dans l'Exemple 1. - Temps de pompabilité (profondeur simulée à 1800 m (600 pieds) 140 minutes - Temps de fissuration à l'anneau ........ 70 heures - Gonflement du liant sous l'eau mesuré sur béton (en vm/m): près : 1 jours 2 jours 3 jours 5 jours 7 jours 10 jours 14 jours 28 jours Gonfle ment : 310 440 560 820 1020 1 300 1500 1540 On constate que les liants obtenus selon les deux exemples ci-dessus se prêtent parfaitement à son utilisation dans les forages et, notamment, dans les forages pétroliers sous-marins. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples ci-dessus. Il est évident pour L'homme de l'art qu'on peut utiliser d'autres sortes de ciments Portland surgypsés, d'autres ciments alumineux et d'autres types de plâtres surcuits, à condition qu'on ajuste alors les paramètres mentionnes ci-dessus, tels que la finesse de broyage, la teneur en gypse et en plâtre surcuit, d'une manière convenable afin d'obtenir un liant présentant les pro priétés voulues. On peut meme envisager la suppression du plâtre surcuit, à condition que le ciment surgypse utilisé presente la teneur désirée en S03. REVENDICATIONS 1.- Liant à retrait compensé, utilisable notamment dans les travaux de forage sous-marins, caractérisé en ce qu'il renferme, exprimé en poids, 94% à 98% de ciment Portland surgypsé renfermant de 8%à 12X de gypse, le mélange de ciment Portland et de gypse présentant une teneur en S03 de 4,5 à 5,5 , ledit liant renfermant en outre 0,5% à 1,5% de ciment alumineux et, le cas échéant, 2% à4% de plâtre surcuit portant la teneur totale en S03 dudit liant à une valeur de 5,5 à 6,5%, la finesse granulométrique du ciment Portland étant comprise entre 2600 et 3100 cm2/g et celle du ciment alumineux étant comprise entre 3400 et4000 cm2/g. 2.- Liant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la finesse gra nul ométri que du ciment Portland est comprise entre 2700 et 2900 cm2/g et celle du ciment alumineux entre 3600 et 3900 cm2/g. 3.- Liant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il renferme 96,5% de ciment Portland du type CPA 325 additionne d'une quantité de gypse suffisante pour que ce mélange de ciment Portland et de gypse présente une teneur en S03 de 4,5%, 1% de ciment alumineux du type SECAR 250 et 2,5% de plâtre surcuit.