Brevet FR2407338A1 — publié le 19790525

La présente invention se rapporte à un appareil qui permet de prélever des échantillons de liquides, de gaz ou un mélange de ces deux fluides à des profondeurs prédéterminées d'un trou de forage. Lors du forage de puits, notamment de puits de pétrole, il est essentiel de pouvoir prélever à des profondeurs voulues des échantillons de fluide et de les amener à la surface en les maintenant dans les conditions de prélèvement, c'est-à-dire, nature du fluide et pression. Ceci est particulièrement important lorsque le fluide dont on veut prélever un échantillon se trouve à la limite entre l'état liquide et gazeux. Le fluide recueilli dans le puits et qui a été amené à la surface en évitant sa contamination par des fluides provenant d'autres régions qui sont sans intérêt pour ltexamen, doit pouvoir oestre analysé ensuite sans qu'il vienne au contact de l'air ambiant. En conséquence, la présente invention a pour objet de créer un appareil qui permet de prélever à l'intérieur des puits et à des profondeurs prédéterminées des échantillons de liquides et de les amener à la surface en vue de leur examen dans l'état où ils se trouvaient au point de prélèvement. Conformément à l'invention, l'appareil est caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps central qui délimite une chambre collectrice d'échantillonnage et comporte à chaque extrémité un raccord présentant des canaux d'admission pouvant être obturés. La fermeture de ces obturateurs, à l'issue du prélèvement étant commandée par un mécanisme à retardement et l'ouverture étant provoquée après la remontée en surface de l'appareil en vue du transfert de l'échantillon. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. I est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'appareil suivant l'invention en position d'échan tillonnage. La fig. 2 est une coupe analogue à la fig. 1 illustrant l'appareil en position de transfert de l'échantillon. La fig. 3 est une vue sur l'extrémité d'un embout à commande manuelle des organes obturateurs. L'appareil suivant l'invention, pour le prélèvement de fluides à l'intérieur d'un puits, présente une forme allongée et est constitué par un corps central 1 en deux parties 1a, lb reliées l'une à l'autre par un manchon 14. Chaque extrémité du corps central 1 comporte un raccord 2 sur lequel s'adapte soit un embout 3 servant au prélèvement, soit un embout 4 prévu pour le transfert de l'échantillon dans un récipient d'analyse. Le corps central 1 délimite une chambre collectrice de fluide 5 qui peut être mise en communication avec des canaux d'admission radiaux 6 des raccords 2 au moyen d'organes obturateurs 7 de préférence de forme sphérique. Les organes obturateurs sont solidaires d'un arbre de commande 8. Les embouts amovibles 3 utilisés lors du prélèvement de l'échantillon à l'intérieur du trou de forage renferment un mécanisme de déclenchement 9 réglable au moyen d'un bouton moleté 10 et qui peut être constitué par un mouvement d'horlogerie ou analogue. L'arbre de sortie 11 du mécanisme de déclenchement 9 est maintenu accouplé par un ressort hélicoidal 12 avec l'arbre 8 et commande l'organe obturateur 7.Un filetage 13 prévu sur l'extrémité de l'un des embouts 3 permet de solidariser l'appareil par l'intermédiaire d'un raccord au câble du treuil d'asservissement. Les embouts 4 destinés à être adaptés sur les raccords 2 lors du transfert de l'échantillon dans une cellule de transport, comportent un mécanisme pour la commande manuelle des organes obturateurs 7. Ce mécanisme est constitué par un arbre 15 qui est commandé par une manette 16 et peut être accouplé par la pression d'un ressort hélicoïdal 17 avec l'arbre de commande 8 des organes obturateurs 7. Lorsqu'on exerce une traction sur l'arbre 15 à l'encontre de la force élastique du ressort 17 tout en imprimant à l'arbre 15 une rotation de 1800, une goupille 18 s'engageant derrière une butée 19 permet d'immobiliser cet arbre 15 dans la position de désaccouplement. Un index 20, fixé sur l'arbre 15 à proximité de la manette 16, facilite le repérage des positions de l'organe obturateur 7. Le fonctionnement de l'appareil de la présente invention est le suivant Lorsqu'on désire effectuer un prélèvement de fluide dans un puits, on monte sur les raccords d'extrémité 2 du corps central I les embouts 3 dont les mécanismes de déclenchement ont été armés et réglés au moyen des boutons moletés 10 sur le temps à la fin duquel la fermeture des organes obturateurs 7 doit s'effectuer. Ce temps est fonction de la profon- deur à laquelle l'échantillon de fluide doit être recueilli. il dépend également de la viscosité du fluide. Le trou taraudé 21 peut être utilisé pour fixer des barres de charge. Une fois le prélèvement effectué et après avoir remonté et nettoyé l'appareil, on dépose les embouts 3 et on les remplace par les embouts de transfert 4, les arbres 15 se trouvant dans la position de désaccouplement. Ensuite on relie les canaux 6 (fig.2) aux conduits menant vers la bouteille de stockage ou vers le récipient d'analyse et on accouple l'arbre 15 à l'arbre de commande 8 des organes obturateurs 7, en imprimant à l'arbre 15 une rotation de 1800,. afin de dégager la goupille 18 de la butée 19. Pour obtenir le transfert de l'échantillon de fluide, il suffit alors de faire tourner lentement l'arbre 15 au moyen de la manette 16. La position de l'index 20 par rapport à des repères prévus sur l'extrémité des embouts 4 permet de déterminer le degré d'ouverture des organes obturateurs 7. La fig. 3 montre la position ouverte. Bien entendu, l'opération de transfert décrite ci-dessus ne doit intervenir que lorsque l'on a équilibré les pressions en amont et en aval des obturateurs 7. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation, représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent T être apportées sans sortir de son cadre. R-E V E N I > I C A T I O N S I - Appareil pour prélever des échantillons de liquides ou de gaz, ou encore de produits diphasiques à des profondeurs voulues à l'intérieur de puits, notamment puits de pétrole, caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps central qui délimite une chambre collectrice d'échantillonnage-et comporte à chaque extrémité un raccord présentant des canaux d'admission et dont l'un au moins contient un organe obturateur, la fermeture de cet obturateur, lors de l'opération de prélèvement, étant commandée par un mécanisme de déclenchement et l'ouverture étant -provoquée après remontée de ttappareil en vue du transfert de l'échantillon. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps central comporte deux raccords d'extrémité dont chacun présente des canaux d'admission et contient un organe obturateur. 3 - Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par des embouts prévus pour le prélèvement de l'echan- tillon et contenant un mécanisme de déclenchement réglable en fonction de la profondeur de prélèvement et de la viscosité du fluide à échantillonner, pour la commande de la fermeture des organes obturateurs. 4 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par des embouts destinés au transfert de l'échantillon et permettant l'ouverture des organes obturateurs. 5 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par une commande manuelle associée aux embouts de transfert de l'échantillon. 6 - Appareil suivant l'une des revendications 7 à 5, caractérisé en ce que les organes obturateurs présentent une forme sphérique, 7 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les embouts, montés sur les raccords d'extrémité du corps central pour le transfert de l'échantillon, comportent un index et des repères indiquant le degré d'ouverta- re de ces organes obturateurs. 8 - Appareil suivant l'une des revendications i à 7, caractérisé par un dispositif du genre minuterie pour la comm de des organes de déclenchement.