Brevet FR2339156A1 — publié le 19770819

La présente invention concerne des dispositifs à explosIfs, notamment destines à couper les tubages ou les tiges de forage. De tels dispositifs sont utilisés pour couper ces dernières lorsque au cours d'un forage, elles se trouvent bloquées. On sait que, à cause des hautes températures et des hautes pressions rencontrées dans les forages, il est souvent dangereux et même impossible d'utiliser des explosifs dans des puits profonds d'exploitation de pétrole ou de gaz. Le dispositif à explosion conventionel utilisé actuellement dans un puits de pétrole est chargé avec un explosif de classe A et qui doit être transporté et stocké en accord avec les différentes lois locales concernant les explosifs. Ceci rend souvent impossible le transport du dispositif explosif désiré sur chantier et la possibilité d'en disposer au moment voulu pour effectuer un travail dans un délai deter- miné. La présente invention remédie à ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, le dispositif explosif du type décrit ci-dessus, est remarquable en ce que, à 1'intérieur d'une enveloppe, il comporte un piston, qui peut être flottant delimitant l'enveloppe en deux chambres. Ce piston flottant agit comme un compensateur de pression et de température. Avantageusement, l'explosif liquide est du type transportable par avion et formé de deux composants qui, avant leur mélange, ne sont pas détonants et sont classés comme non explosifs. Il a été prévu un système de compensation de température et de pression, pour tenir compte de la dilatation du liquide dans sa chambre, quand la température augmente. Le système compensateur de températere et de pression tient également compte du point d'évaporation pour une température déjà connue. Ainsi, grâce à l'invention, il est maintenant possible de charger le dispositif in situ en utilisant un liquide explosif à deux composants qui peut être transporté par avion, avant le mélange. Le mélange a lieu après l'arrivée et on peut ainsi éviter l'utilisation d'un explosif de la classe "A", comme cela était nécessaire jusqu'à présent. Dans ce dispositif à compensateur de température et de pression, le piston flottant est muni de joints toriques et assure l'e'tan- chéité entre la chambre d'explosion et la chambre d'airs ceci pour éviter tout passage du liquide explosif de la chambre d'explosion a la chambre d'air, et pour éviter un excès de pression dû à la dilatation du liquide explosif lors de l'accroissement de température, L'enveloppe du dispositif peut elle-même être étanche de sorte que le piston la partage en une chambre pour explosif liquide et une chambre de compensation, remplie d'un gaz. Afin d'éviter que l'explosif ne s'évapore, un bouchon est prévu dans la chambre de compensation, laquelle est pressurisée avec un gaz inerte, en fonction de la température du fond du puits. La chambre de compensation peut présenter un clapet de nonretour qui permet à I'opérateur de déconnecter le raccord de remplissage et de changer le raccord de remplissage par un bouchon. La chambre à explosif et la chambre de compensation doivent être préparées sous une pression choisie selon la température propre d'évaporation des explosifs et la température maximale rencontrée dans le puits. Quand le dispositif est chargé de l'explosif, et que le compensateur de température et de pression est réglé, il est prêt pour être descendu dans le puits. Lorsque le dispositif est dencendu, la température s'accroit et le volume de l'explosif s'accroit également, mais l'explosif ne sté- vapore pas, à cause de la pression appliquée à la chambre de compensation. La dilatation de l'explosif dûe à la chaleur déplace le piston dans la direction de la chambre de compensation, ce qui empêche une élévation de pression dans la chambre de l'explosif. Le piston peut présenter la forme d'un cône, le cône ne pouvant ni s'aplatir ni se déformer. La compensation de température et de pression peut également être obtenue en utilisant un cône fixe et un piston flottant au-dessus de l'explosif liquide ou par l'intermédiaire d'un coussin de gaz audessus de l'explosif ou une combinaison de ces moyens (cône flottant, piston flottant et coussin). Les figures du dessin annexé feront bien comprendre le principe de fonctionnement de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention, destiné à être descendu dans un puits chaud conçu pour couper un joint perdu et obstruant le puits. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention. Le dispositif montré par la figure 1 comporte un compensateur température/pression pourvu d'un piston à cône 1 disposé dans une chambre cylindrique 2 par l'intermédiaire de joints toriques 14, et séparant la chambre à explosif 8 disposée au-dessus, de la chambre de compensation 9 emplie d'air, disposée au-dessous. Le cône 1 est dirigé vers la chambre à explosif 8. A sa partie supérieure, la chambre à explosif 8 est rendue étanche par l'intermédiaire de joints toriques 13 disposés entre l'enveloppe cylindrique 2 et la tête détonante 4, de façon à éviter l'augmentation de pression dûe- à la haute pression extérieure. A sa partie inférieure, la chambre 9 est rendue étanche au moyen de joints toriques 15 entre l'enveloppe cylindrique 2 et le bouchon de fond 3 pour empêcher tout liquide extérieur d'entrer dans la chambre de compensation et pour permettre une régulation en pression de la chambre afin d'éviter d'atteindre le point d'évaporation de l'explosif disposé dans la chambre d'explosion 8. Un bouchon 7 et une vanne de non-retour 10 sont utilisés pour pressuriser la chambre de compensation 9 après que la tête détonante 4 ait été complétée avec un booster 5 et disposée sur l'enveloppe 2 avec le cône-piston 1 et le bouchon de fond 3 en place, et que la charge ait été remplie d'explosif. Le dispositif de la figure 1 est utilisé de la façon suivante: La tête détonante 4 est solidaire du détonateur 11, de l'agencement de détonateur 12 et des joints toriques 13. La tête détonante est montée sur le cylindre 2 et le cône-piston 1 avec les joints toriques 14 est mis en place dans le cylindre 2. Les joints toriques 15 sont mis en place sur le bouchon du fond 3 qui est ensuite monté sur le cylindre 2. Un explosif liquide est mis en place dans la chambre à explosion 8, à travers le trou 16, qui est rendue étanche par un bouchon 6 après que la chambre ait été complètemelst chargée. Le bouchon 7 est enlevé et si nécessaire un gaz de mise en pression est injecté dans la chambre de compensation 9 à travers la vanne de non-retour 10. Le bouchon 7 est mis en place lorsque la pression désirée est obtenue dans la chambre 9. Le dispositif selon l'invention est alors prêt à être utilisé à la température pour laquelle il est préparé. La figure 2 montre une variante du dispositif selon l'invention dans lequel le piston porte la référence 20 et est disposé au-dessus de la chambre à explosion 21 qui est rendue étanche au moyen de joints toriques 22 entre l'enveloppe cylindrique 23 et l'extrémité de guidage 24, pour éviter que tout liquide extérieur rentre dans la chambre à explosion 21. Le piston 20 est libre de se déplacer; il est stoppé par un anneau de blocage supérieur 25 et est rendu étanche au moyen de joints toriques périphériques 26, de façon à ce que l'explosif ne puisse s'échapper ni s'évaporer, et éviter qu'un liquide extérieur puisse entrer dans la chambre d'explosion 21. Une tige de piston 27 est rendue étanche sur le piston 20 par des joints toriques 28, et sur l'écrou de raccordement 29 par les joints 30.Le piston 20 compense l'expansion de l'explosif lorsque la température croît et également évite que l'explosif ne soit soumis à évaporation. Le piston 20 transmet la pression extérieure à l'explosif et évite d'atteindre le point d'évaporation de l'ex- plosif utilisé dans la chambre à explosion 21. Le dispositif de la figure 2 fonctionne de la façon suivante; Le piston 20 comporte ses joints 26, et la tige de piston 27 est vissée sur le piston, une fois les joints toriques 28 en place. Un cordon détonateur 31 est inséré à travers l'écrou 29, le joint 30, la tige de piston 27 et le piston 20, et le booster 32 est mis en place. Cet ensemble est inséré dans l'enveloppe cylindrique 23 et l'anneau de blocage 25 est mis en place. La chambre à explosion 21 est remplie avec un explosif, le piston étant en position inférieur. L'extrémité de gui dague 24 est mise en place avec ses joints d'étanchéité et elle est vissée sur l'enveloppe cylindrique 2. L'écrou 29 est rendu étanche par le joint 30 et le dispositif selon l'invention est prêt à l'usage. REVENDICATIONS 1 - Dispositif à explosif, notamment pour couper les tubages et/ou les tiges de forages, caractérisé en ce que, à l'intérieur d'une enveloppe, il comporte un piston délimitant avec celle-ci une chambre étanche pour un explosif liquide. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe est étanche, le piston étant du type dit flottant et partageant ladite enveloppe en une chambre pour explosif liquide et une chambre de compensation, emplie d'un gaz. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un cône dans la chambre pour explosif. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cône est solidaire du piston flottant. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston est solidaire du système de mise à feu; la tête du dispositif pouvant se déplacer par rapport audit piston, tandis que celui-ci est pourvu, du côté opposé à ladite chambre pour explosif liquide, d'une tige traversant librement ladite enveloppe. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir la pression de l'explosif au-dessus de la pression de son point d'évaporation à toute température. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica. ns précédentes, caractérisé en ce que l'explosif liquide utilisé est tj type formé par le mélange de deux liquides transportables par avion.