Brevet FR2491989A2 — publié le 19820416

FR 2491989 A2 19820416 FR 8021890 A 19801013 La présente addition concerne un mode particulier de réalisa- tion du raccord coudé à angle variable pour forages dirigés, décrit dans la demande principale. Ce raccord coudé, dont l'angle est réglable depuis la surface du sol, comprend essentiellement un premier et un second éléments tubu- laires assemblés entre eux, le second élément pouvant pivoter autour d'un axe formant un angle avec l'axe du premier élément, des moyens pour solidariser en rotation les éléments tubulaires et des moyens télécom- mandés pour modifierpas à pas/le calage angulaire du second élément tu- bulaire par rapport au premier. Plus précisément, la présente invention propose des perfection- nements aux modes de réalisation décrits dans le brevet principal et dans ses deux premières additions ayant pour numéros d'enregistrement respectifs 79.08803 et 79.08804. L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit illustrée par les figures annexées parmi lesquelles: - la figure I est un schéma de principe du raccord coudé à angle varia- ble, - les figures 2A et 2B représentent, schématiquement et en coupe, les éléments essentiels du raccord coudé et les moyens de verrouillage, - la figure 3 montre en perspective cavalière, une portion de la rainure de guidage, et - la figure 4 montre en vue développée une portion de la rainure de guidage. La figure I rappelle le principe du raccord coudé décrit dans la demande principale. Ce raccord se compose de deux corps tubulaires I et 2 reliés entre eux par un élément d'emboîtement 2a d'axe à, solidaire du corps 2. L'axe X'X du corps tubulaire supérieur 1, l'axe Y'Y du corps tubulai- re inférieur 2 et l'axe t concourent en un même point 0. Les angles ( A, X'X) et (A, Y'Y) formés par l'axe,& et les axes X'X et Y'Y respectivement ont même valeur a. Ainsi, lors de la ro- tation du corps 2 autour de l'axe A, l'angle délimité par les axes X'X et Y'Y varie entre une valeur maximale 2 a (position du corps 2 repré- sentée en trait continu) et une valeur nulle (position du corps 2 repré- sentée en trait interrompu). Les figures 2A et 2B schématisent les éléments principaux du raccord, c'est-à-dire le corps tubulaire supérieur 1, le corps inférieur 2 et l'arbre de liaison 20, dans la position o les corps tubulaires supé- rieur et inférieur font entre eux un angle nul. Comme dans les modes de réalisation décrits dans le brevet principal et ses deux premières additions, le corps supérieur I est fixé à l'extrémité d'une garniture de forage(non représentée) tandis que le corps inférieur 2 est vissé sur le moteur de fond (non représenté). Pour la simplicité de la figure, chacun de ces corps tubulai- res a été représenté en une seule pièce, mais il est évident que chacun d'eux peut être constitué de plusieurs éléments assemblés pour facili- ter l'usinage et l'assemblage du raccord. A la partie inférieure du corps 1, est usiné un alésage Il d'axe A. La face inférieure 12 du corps I est perpendiculaire à l'axe A et le plan qui la contient passe par le point dé concours des axes X'X et A L'extrémité supérieure du corps 2 porte un élément d'emboîte- ment 2a complémentaire de l'alésage Il et dont l'axe fait avec l'axe Y'Y du corps 2 un angle a. Le corps 2 a un épaulement 13 dont la face perpendiculaire à l'axe de l'élément d'embo tement 2a, est contenue dans un plan passant par l'intersection de l'axe Y'Y et de l'axe de l'élément 2a. Les corps tubulaires I et 2 sont maintenus dans leur position d'emboîtement par une butée 14 supportant les efforts axiaux appliqués au raccord lors de son utilisation. Le centrage de l'élément 2a dans l'alésage Il est réalisé par des roulements tels que ceux schématisés en 15, 16 et 17 qui permettent la rotation relative des deux corps tubulaires. Des joints 18 et 19 assurent l'étanchéité entre les deux corps 1 et 2. A l'intérieur des corps tubulaires I et 2, un arbre creux 20 est disposé coaxialement à l'élément 2a et à l'alésage 11, c'est-à-dire coaxialement à l'axe à. L'arbre 20 et le corps I sont en permanence soli- daires en rotation. Ceci est obtenu par la coopération d'un alésage can- nelé 21 usiné dans le corps supérieur I et de cannelures complémentaires 22 portées par l'arbre 20. Ce dernier est également pourvu de cannelures 23 qui peuvent coopérer avec un alésage cannelé 24 du corps inférieur 2 lorsque l'arbre 20 est placé, par l'action d'un ressort 25, dans la posi- tion représentée sur la partie droite des figures 2A et 2B. Dans cette position, le corps 2 et l'arbre 20 sont liés en rotation. L'arbre 20, déplaçable axialement à l'intérieur des corps tu- bulaires I et 2, porte sur sa face extérieure une rainure de guidage profilée 28 qui coopère avec au moins un doigt de guidage 26 solidaire du corps 2, pour faire tourner celui-ci en rotation autour de l'axea lorsque l'arbre 20 est déplacé axialement à partir de sa position re- présentée sur la partie droite des figures 2A et 2B. Cette rainure, re- présentée en perspective sur la figure 3, permet d'obtenir une rotation pas à pas du corps tubulaire 2 autour de l'axe à. L'extrémité inférieure de l'arbre 20 est, par exemple, équipée d'un mécanisme de commande (non représenté) qui peut être du type de ceux illustrés dans les demandes de certificats d'addition précitées. Le raccord coudé est pourvu d'un dispositif de verrouillage qui comporte au moins un doigt 100 escamotable radialement contre l'ac- tion d'un ressort 101, ce doigt étant placé dans un logement 102 usiné dans l'arbre 20. Une bague 103 coulissant sur l'arbre 20 dont elle est solidaire en rotation maintient le doigt 100 à l'intérieur de son logement lorsque l'arbre 20 solidarise en rotation le corps inférieur 2 et le corps supérieur 1, c'est-à-dire lorsque l'arbre 20 est dans la position reprg- sentée sur la partie droite des figures 2A et 2B ainsi que pendant la ro- tation relative des corps 1 et 2. Dans cette position, la bague 103 est rendue axialement solidaire de l'arbre 20 par un dispositif à billes 104, qui coopère avec une rainure 105 réalisée dans la bague 103. La bague 103 est également pourvue d'orifices 106 dont l'utilité apparaître ultérieure- ment. A l'intérieur du corps 2 sont usinées des rainures 107 parallè- les à l'axe du dispositif et de pas identique à celui de la rainure pro- filée 28. Le fonctionnement du dispositif est indiqué ci-dessous, en supposant que le raccord coudé est dans la position représentée sur la partie droite des figures 2A et 2B, les axes des corps tubulaires étant alignés et que le forage a atteint la profondeur à laquelle on désire dévier la direction du forage. On provoque le déplacement axial de l'arbre 20 vers le bas des figures 2A et 2B contre l'action du ressort 25. Le doigt 26 qui était tout d'abord dans la position 26a (fig. 4), atteint la position 26b. Dans cette position, les cannelures 23 de l'arbre 20, et 24 du corps inférieur 2, sont dégagées les unes des au- tresdésolidarisant en rotation l'arbre 20 et le corps 2. Le déplacement axial de l'arbre 20 se poursuit et le doigt 26 atteint la position 26c, en provoquant la rotation du corps 2 autour de l'axe A d'un angle 6. 2 n (n étant un nombre entier), les corps tubulaires 1 et 2 du raccord coudé faisant alors entre eux un angle déterminé compris entre O et 2 a. Simultanément, l'extrémité de la bague 103 entre en contact avec les doigts 26 qui empêchent un déplacement axial supplémentaire de cette bague.:- 249 1989 La poursuite du déplacement de l'arbre 20 provoque le déverrouil- lage de la bague 103, permettant aux doigts escamotables de se placer face aux orifices 106 ménagés dans la bague 103. Sous l'action des res- sorts 101, les doigts 100 sortent de leurs logements et leurs extrémités pénètrent dans les rainures 107 liant en rotation L'arbre 20 et le corps 2. Comme le montre la partie gauche des figures 2A et 2B, les doigts 26 sont alors dans la position 26d (fig. 5). On soumet alors l'arbre 20 à la seule action du ressort 25. L'arbre 20 est repoussé axialement vers le haut des figures 2A et 2B. Grâ- ce à la coopération des doigts 100 et des rainures 107, le doigt 26 se déplace axialement de la position 26d à la position 26e (fig. 4), c'est- à-dire sans rotation relative entre les deux corps tubulaires 1 et 2. A ce moment, la bague 103 entre en contact avec un épaulement 108 du corps 1 qui l'immobilise axialement. Le déplacement supplémentaire de l'arbre creux 20 provoque le déplacement des doigts 26 de la position 26e à la position 26f (fig. 4) ainsi que la pénétration des doigts 100 dans leurs logements 102 grâce à une rampe de guidage inclinée 111,et le verrouillage-de la bague 103 sur l'arbre 20. L'ensemble se trouve alors dans la position illustrée sur la partie droite des figures 2A et 2B. Une nouvelle rotation 8 du corps 2 peut alors être obtenue en répétant les opérations ci-dessus. Des modifications pourront être apportées sans pour autant sor- tir du cadré de la présente invention. Par exemple, on pourra prévoir des moyens de contr6le pour s'assurer qu'après son-déplacement, l'arbre 20 est revenu dans sa posi- tion initiale. Pour cela, on pourra utiliser une pièce magnétique 109>telle qu'un aimant permanent,fixéesur l'arbre creux 20 et un interrupteur à lame souple commercialisé par la RADIOTECHNIQUE sous la référence R 22. Cet interrupteur solidaire du corps supérieur 1 est relié à un circuit électrique non représenté et sa commande par l'aimant 109 indique que l'arbre 20 a effectué la totalité de son déplacement axial. Dans l'exemple illustré ci-dessus, les doigts escamotables 100 sont portés par l'arbre 20 et les rainures axiales 107 par le corps 2. Il est néanmoins possible de réaliser les rainures axiales dans l'arbre , les doigts escamotables étant alors portés par le corps inférieur 2. R E V E N D I C A T I-0 N S 1. - Raccord coudé selon la revendication Il du brevet principal, carac- térisé en ce que l!sdits moyens auxiliaires de verrouillage comportent au moins un doigt escamotable radialement, des rainures axiales et des moyens permettant la coopération du doigt escamotable et des rainures axiales lorsque l'arbre de liaison a provoqué la rotation du corps tu- bulaire inférieur après s'être écarté de sa position de verrouillage, la coopération du doigt et des rainures étant maintenue jusqu'au retour dudit arbre dans sa position de verrouillage. 2. - Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit doigt escamotable est porté par ledit arbre et lesdites rainures axiales sont ménagées dans ledit corps tubulaire inférieur. 3. - Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit doigt escamotable est porté par ledit corps tubulaire inférieur et lesdites rainures axiales sont ménagées dans ledit arbre. 4. - Raccord selon la revendication 3 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection du retour dudit arbre dans sa position de verrouillage.