Brevet FR2324856A1 — publié le 19770415

L'invention se rapporte à un raccord d'outil de forage, spécialement concu pour la mise en application du procédé dit de circulation inverse, selon lequel on injecte un fluide sous pression dans l'espace annulaire, en vue de remonter les déblais de forage par le tubing. Elle s'étend notamment au procédé de ce type dans lequel l'espace annulaire est formé à l'aide d'un double tube, ainsi qu'à la méthode de mise en oeuvre dudit raccord. En dépit de l'intérêt du procédé de circulation inverse, et notamment lorsqu'il est utilisé dans un forage à l'aide d'un double tube servant à la fois de casing et de tubing, on constate, quelque soit le mode de forage utilisé : simple rotation de l'outil ou mouvement complexe de rotation, de vibration et de percussion, qu'il se forme toujours un amas de déblais désagrégé encrassant 1'outil et diminuant considérablement le temps d'avancement, cet effet se produisant aussi bien dans le cas d'injection de boue que d'air sous pression. On est donc amené à prévoir de très nombreux types d'outils de forage spécialement adaptés aux terrains traversés.Cependant, en dépit du choix des points de la surface de l'outil oW aboutissent les canaux le traversant pour répartir le fluide de forage et de refroidissement sur les zones les plus vulnérables, on ne parvient qu1incomplètement à éviter un certain colmatage, entrainant l'obligation de remonter le train de tiges. De plus dans le cas de l'utilisation de doubles tubes, on est amené à utiliser des outils de forage spéciaux, limitant ainsi la gamme des outils susceptibles d'être utilisés. L'objet de la présente invention est un raccord d'outil de forage caractérisé en ce qu'il comporte à l'une de ses extrémités, un-espace central et un espace annulaire, et à l'autre extrémit, un second espace central, l'espace annulaire étant relié par un pfemierucanal a-seesmO espace cewtral et le premier espace central étant relié t-une ouverture latérale au moyen d'un second canal de plus fort diamètre que-le premier. Il suffit donc de prévoir, dans le second espace central, un moyen de fixation conventionnel de l'outil de forage que l'on désire utiliser et, à l'extrémité du raccord comprenant la partie annulaire, un autre moyen conventionnel de fixation au double tube utilisé pour pouvoir adapter 'importe quel type d'outil, le fluide sous pression traversant le premier canal et l'outil, pour ramener par le second canal les déblais arrachés. Un autre objet de l'invention est d'accroître la proportion des déblais entrainés par rapport aux déblais arrachées en faisant chevaucher l'ouverture latérale sur deux régions du raccord de diamètre différent, la région de plus faible diamètre étant au voisinage du moyen de fixation de l'outil. Ainsi la différence des sections du raccord crée un passage favorisant le retour de tous les déblais dans le second canal, les déblais étant aspirés par le second canal au lieu de se bloquer entre les parois du forage et du raccord. Un autre objet de l'invention est d'accroi.re encore la proportion des déblais entrnés en délimitant l'ouverture latérale par un épaulement du raccord et en utilisant un outil créant un forage sensiblement identique au plus grand diamètre externe du raccord. Ainsi, les déblais viennent buter contre l'épaulement du raccord et sont pris obligatoirement dans le canal débouchant à la fois dans la région du raccord du plus grand et du plus petit diamètre. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description suivante faite en référence au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du raccord. Sur le dessin la figure 1 est une représentation en coupe du raccord selon la ligne I-I de la ìgure 2, et la figure 2 la représentation de la coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1. Dans le mode de réalisation choisi à titre d'exemple, le raccord 1 se compose d'une partie tubulaire supérieure 2, d'une partie tubulaire interne 3, créant ainsi une région annulaire 4 et un espace supérieur 52 et d'une partie inférieure 6. Celle-ci comporte quatre canaux 7 conduisant de l'espace annulaire 4 à un espace 8 servant de prise d'alimentation du fluide de forage pour le refroidissement et ltentraSnement des déblais provoqués par 11 outil de forage représenté schématiquement en 9 en traits ponctués. La partie 6 comprend en outre deux canaux 10 de large diamètre conduisant des ouvertures latérales, formées chacune de la réunion des contours tl et 12, à l'espace central supérieur 5 prolongeant l'espace interne où débouche l'extrémité 13 du canal 10. On remarquera que l'ouverture latérale se situe, d'une part, dans une région de diamètre réduit (partie 11) et, d'autre part, dans une région de plus fort diamètre (partie 12). De plus, cette partie 12 correspond à un épaulement 18 du raccord de sorte que le fluide de circulation, boue, ou air comprimé, par exemple, chargé des déblais, est aspiré dans une région en forme de hotte, entra & ant la totalité des boues ou poussières dès que l'outil 9 utilisé a un diamètre sensiblement égal à celui du raccord au niveau de la partie 12 de l'ouverture latérale, c'est-à-dire encore égal au diamètre du raccord au-dessus de l'épaulement 18. Dans l'exemple représenté, la partie 2 du raccord est vissée au moyen du filetage 14 sur la partie 6,.puis soudée en 15. Un filetage 16 permet le montage du raccord sur le double tube utilisé, la partie tubulaire 3 se raccordant au moyen de joints d'étanchéité au tube interne du double tube. De même un filetage 17 est prévu pour la fixation de l'outil 9. il va de soi que la forme du raccord peut varier ainsi que le nombre de canaux. On peut ainsi prévoir trois canaux de remontée des déblais, disposés à 1200 les uns des autres, les canaux d'arrivée du fluide étant aussi répartis à 1200 et groupés selon tout arrangement désiré, par paire par exemple. Bien que ce type de raccord puisse ttre utilisé en disposant d'un outil de forage entraîné par rotation, le diamètre de l'outil étant choisi pour que le diamètre du forage coricide avec le diamètre du raccord au-dessus de ltépaulement 18, on choisit de préférence selon l'invention une méthode de forage par rotation, vibration et percussion avec utilisation de doubles tubes. REVENDICATION 1 Raccord outil de forage pour llutili5ation du procédé de circulation inverse caractérisé d'une part, en ce qu'il comporte à l'une de ses extrémités, un premier espace central tubulaire entouré d'un espace annulaire et à l'autre extrémité un second espace central, et d'autre part, en ce qu'il comporte au moins un premier canal reliant l'espace annulaire au second espace central et au moins un second canal reliant le premier espace central à une ouverture latérale. 20) Raccord d'outil de forage pour l'utilisation du procédé de circulation inverse comprenant à chacune de ses extrémités un filetage, l'un pour la fixation de l'outil de forage, l'autre pour la fixation au train de tubes caractérisé en ce que le raccord est conforme à la revendication 1, le filetage de fixation au train de tubes étant prévu dans l'espace annulaire. 30) Raccord tel que revendiqué en 2 dont le diamètre du raccord au niveau de l'ouverture latérale est inférieur au diamètre du raccord au niveau de l'espace annulaire. 40) Raccord tel que revendiqué en 2 dont l'ouverture latérale est délimitée d'une part, par une zone du raccord de diamètre inféneur au diamètre de la zone située au niveau de la partie annulaire, et d' autre part, par une zone de plus grand diamètre. 5 ) Raccord tel que revendiqué en 4 dont la partie de l'ouverture correspondant à une zone de plus grand diamètre coricide avec l'épaulement obtenu par le changement du diamètre du raccord. 60) Raccord tel que revendiqué en 5 comprenant plusieurs canaux aboutissant à la partie annulaire et plusieurs canaux aboutissant à des ouvertures latérales, les ouvertures étant réparties à distance angulaire constante. 703 Méthode de mise en oeuvre du raccord revendiqué dans l'une quelconque des revendications i à 6 selon laquelle on adapte au dit raccord tout outil de forage alimenté en fluide de forage par les canaux reliés à l'espace annulaire, le diamètre de l'outil étant sensiblement égal au plus grand diamètre du raccord. 80) Méthode de mise en oeuvre du raccord tel que revendiqué en 7 selon laquelle on fixe le raccord à un double tube et l'on procède au forage par rotation, vibration, et percussion.