Brevet FR2404095A1 — publié le 19790420

La présente invention concerne un panier de centrage de sécurité utilisable pour le tubage de puits forés dans des mines, des champs pétrolifères ou d'autres exploitations semblables, et se composant de plusieurs ressorts d'acier plats, élastiques, introduits, chacun, par leurs èxtrémités, dans des parties élargies d'une bague d'acier formée de deux demi-viroles à charnières, et retenus au moyen de barrettes sur la bague d'acier. Ces paniers de centrage appartiennent, depuis longtemps, à l'état actuel de la technique. Leurs domaines d'utilisation sont les tubes de cuvelage que l'on assemble par vissage envoies tubulaires (colonnes ou tours tubulaires). A cet effet, des paniers de centrage sont attachés aux tubes de cuvelage les uns au-dessous des autres, à des distances de 20 à 40 mètres. Une position concentrique des tubes de cuvelage vissés est déterminée au moyen de ces paniers de centrage. Cette mesure permet un remplissage regulier de tous côtés de l'espace annulaire par du mortier de ciment lors de la cimentation des puits forés. En pratique, on a constaté que les ressorts des paniers de centrage des dispositifs connus, maintenus serrés et se composant d'acier hautement trempé et revenu (voir brevet DT 1 233 345), sautent fréquemment hors de leurs retenues et se bloquent transversalement dans le puits foré. Ceci oeft etre at tribué à la fixation défectueuse des ressorts sur le panier. Au cours du tubage, les tubes de cuvelage garnis de paniers de centrage se déplacent axialement et radialement dans le sens des aiguilles d'une montre. Les différents ressorts d'acier plats sont soumis simultanément à de très tortes sollicitations au cisaillement, à la traction et à la pression car ils sont directement en contact avec la paroi du puits foré. Par suite de la friction considérable sur la paroi du puits foré, les ressorts d'acier plats se coincent fréquemment, et une rotation inverse du tube ou du panier de centrage n' est pas possible puisque les tubes de-cuvelage se sont dévissés. Parmi les paniers de centrage de sécurité utilisés jusqu'ici, on connaît également des formes d'execution dans lesquelles des ressorts d'acier plats sont soudés sur les bagues d'acier qui les soutiennent. Ces paniers de centrage ne sont pas fabriqués rationnellement et ne sont pas, non plus, demon- tables. Au surplus, les paniers connus se caractérisent par un poids élevé. Par conséquent, le but de la présente invention est de réaliser un panier de centrage de surets qui permet d'éliminer les inconvénients precités et qui n'admet plus une séparation des ressorts à partir de la bague d'appui, meme lors d'une sollicitation maximale provoquée par le tubage. En partant d'un panier de centrage de sûreté utilisable pour le tubage de puits forés dans des mines, des champs pétrolifères ou d'autres exploitations semblables, et se composant de plusieurs ressorts dtacier plats élasti- ques, introduits chacun par leurs extrémités, dans des parties élargies d'une bague d'acier formée de deux demi-viroles à charnières et maintenus sur la bague d' acier au moyen de barrettes, le but précité est atteint, en ce sens que les barrettes formées sur les deux bagues d'acier constituées chacune de deux demi-viroles les, se prolongent au-delà des parties élargies et sont coudées vers l'intérieur, les parties élargies présentant intérieurement des moulures disposées câte à côte à une certaine distance l'une de l'autre et s'appliquant sur des bourrelets prévus latéralement au moins dans les zones finales des ressorts d'acier plats ; au surplus, pour empecher que les ressorts d'acier plats sautent hors des parties élargies, ils sont maintenus par les barrettes dont les extrémités prolongées s' appliquent, à l'état forcé, sur la surface latérale externe de la bague d'acier Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu qu' au moins deux bourrelets soient prévus aux extrémités des ressorts d'acier plats et que chaque ressort présente, dans les zones finales, un évidement se développant vers l'extérieur et dans lequel s'engage la barrette forcée intérieurement, les ressorts d'acier plats étant cintrés sur la longueur entière selon un rayon prédéterminé par les bagues d'acier. Avantageusement, un évidement en forme de fente pour repousser la barrette vers l'extérieur, est prévu dans les demi-viroles des deux bagues d' acier, et ce au-dessus et au-dessous des barrettes Les deux bagues d'acier finales du panier de centrage ont un nombre de barrettes égal à celui des ressorts d'acier plats utilisés. Il faut encore mentionner finalement que les barrettes coudes vers l'intérieur forment une seule et même unite avec les demi-viroles des bagues d'acier, les languettes et les charnières des demi-viroles étant fixées par un soudage par points. L'invention est décrite en détail ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins annexés au présent mémoire, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un panier de centrage de sécurité conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue partielle, à une échelle agrandie, du développement de la demi-virole de la bague d'acier, - la figure 3 est une vue en plan de la demi-virole de la bague d'acier de la figure 2, où des barrettes sont repoussées extérieurement, - la figure 4 est une vue partielle de la demi-virole et de la barrette, en considérant l'intérieur, - la figure 5 est une vue de la figure 4, où un ressort d'acier plat est disposé entre la demi-virole et la barrette repoussée vers l'intérieur, - la figure 6 est une vue partielle d'une demi-virole où le ressort d'acier plat est fermement fixé et où la barrette de sécurité est mise en place solide ment et ce en considérant l'intérieur; - la figure 7 est une vue latérale d'un ressort d'acier plat décolleté; - la figure 8 est une vue en plan montrant la position du ressort d'acier plat, fixé sûrement dans la demi-virole et - la figure 9 est une coupe transversale (en vue en plan) du ressort d' acier plat. Le panier de centrage de sécurité représenté à la figure 1 est désigné par 1 et se compose de plusieurs ressorts d'acier plats élastiques 3, introduits chacun, par leurs extrémités, dans des parties élargies 24 d'une bague d'acier 2, formée de deux- demi-viroles à charnières, et retenus à l'état échangeable par des barrettes 21. A cet effet, les barrettes 21 sont prolongées au-delà des parties elargies 24 et sont coudées vers l'intérieur, comme le montre la figure 3. Du côte interne des parties élargies 24, on a prévu deux moulures 23 formées côte à côte à une certaine distance l'une de l'autre et servant à la réception de bour 2 relets 3 façonnés latéralement dans les zones finales des ressorts d'acier plats 3. Ces ressorts d'acier plats 3 sont empêchés de sauter hors des parties élargies 24 au moyen des barrettes 21. La protection élastique est fournie par la pression des barrettes 21 sur les faces internes 33 des ressorts d'acier plats 3. Dans ce but, des évidements 4, en forme de fentes (voir figures 2 et 4) sont prévus dans -les parois des demi-viroles des bagues d'acier 2. Pour la fixation ferme d'un ressort d'acier plat 3, la barrette 21, repoussée auparavant vers l'intérieur, est forcée dans la direction du ressort d'acier plat 3 mis en place, ce qui contraint l'extrémite 2 de la barrette à pénétrer dans l'espace libre (figures 4 et 5) entre la bague d'acier 2 et le ressort d'acier plat 3 etù s'appliquer sûrement sur la surface externe de la bague d'acier 2, comme le montre la figure 6. 2 Les bourrelets 3 formés aux extrémités des ressorts d'acier plats 3 pour consolider leur mise en place, ont la forme d'une rainure et sont formés de préférence (figures 1 et 7) sur la longueur entière des ressorts 3 pour maintenir la stabilité élastique, les ressorts d'acier plats 3 étant eux-mêmes cintrés également sur leur longueur entière selon un rayon prédéterminé par les bagues d' acier 2 (figures 8 et 9). On désigne par 31 les évidements des ressorts d'acier plats 3 se développant vers l'extérieur et se situant chacun dans leur zone finale. La barrette 2 repoussée intérieurement s'engage dans ces évidements 3. Grace à laprésence des barrettes 21 sur les bagues d'acier 2 et en liaison avec les évidements 31, les moulures 23 et les bourrelets 32 des parties élargies 24 ou des différents ressorts d'-acier plats 3, on crée un assemblage compact et solidaire, tel qu'une expulsion des éléments élastiques par des forces radiales et axiales est exclue au cours du tubage. D'autre part, grâce à la forme et à la conception particulières des ressorts d'acier plats 3, une mise en place ferme et fie de ceux-ci est obtenue, en plus d'une économie de matière d'environ 30% pour les bagues d'acier 2, si bien que les forces de cisaillement engendrées sont absorbées à l'état réparti sur une grande surface. Les charnières ou leurs languettes 2 , prévues sur les bagues d'acier 2, sont protégées en outre par un soudage par points (figure 3). Il est donc possible d'utiliser, comme base- de départ, une matière considérablement plus mince, de sorte qu'il peut en résulter une réduction de matière d'environ 33% par rapport aux paniers de centrage connus à ce jour, en particulier relativement aux bagues d'acier recevant les ressorts d'acier plats. Les points faibles des languettes et des charnières, tels qu'ils se présentaient jusqu'ici dans les charnières non soudées, sont par conséquent exclus. Un autre avantage du panier de centrage de sécurité conforme à l' invention consiste en ce que le panier entier peut être décomposé sans frais en ses différents éléments en un temps extrêmement court, par exemple pour des buts. de transport, et il peut aussi être rassemble sur le lieu de forage sans grand outillage auxiliaire. REVENDICATIONS 1.- Panier de centrage de sécurité utilisable pour le tubage de puits fores dans des mines, des champs pétrolifères ou d'autres exploitations semblables, et se composant de plusieurs ressorts d'acier plats élastiques introduits, chacun, par leurs extrémités, dans des parties élargies d'une bague d'acier formée de deux demi-viroles à charnières, et retenus au moyen de barrettes sur la bague d'acier, caractérisé en ce que les barrettes formées sur les deux bagues d'acier, constituées chacune de deux demi-viroles, se prolongent au-delà des par ties élargies et sont coudées vers l'intérieur, les parties élargies présentant intérieurement des moulures disposées côte à côte à une certaine distance l'une de l'autre et s'appliquant sur des bourrelets prévus latéralement au moins dans les zones finales des ressorts d'acier plats ; et en ce qu'en vue d'empêcher que les ressorts d'acier plats sautent hors des parties élargies, ils sont maintenus par les barrettes dont les extrémités prolongées s'appliquent, à l'état force, sur la surface latérale externe de la bague d'acier. 2.- Panier de centrage de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux bourrelets sont prévus à chaque extrémité du ressort d' acier plat et en ce que chaque ressort d'acier plat présente, dans les zones finales, un évidement se développant vers l'extérieur et dans lequel s' engage la barrette forcée intérieurement, les ressorts d'acier plats étant cintrés sur la longueur entière selon un rayon prédeterminé par les bagues d'acier. 3.- Panier de centrage de sécurité suivant l'une quelconque des-revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un évidement en forme de fente, pour repousser la barrette vers l'extérieur est prévu dans les demi-viroles des deux bagues d'acier et ce au-dessus et au-dessous des barrettes. 4.- Panier de centrage de sécurité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux bagues d'acier finales du panier de centrage ont un nombre de barrettes égal à celui des ressorts d'acier plats utilisés. 5.- Panier de centrage de sécurité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les barrettes coudées vers l'intérieur forment une unité d'une seule et même pièce avec les demi-viroles des bagues d'acier. 6.- Panier de centrage de sécurité suivant l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que les languettes des charnières des bagues d' acier sont maintenues par un soudage par points sur la surface latérale externe des demi-viroles.