Brevet FR2488647A1 — publié le 19820219

L'invention a pour objet un treuil de nettoyage utilisé dans l'extraction de pétrole ou de gaz naturel, du type comportant un tambour d'enroulement et un moteur d'entraînement dudit tambour d'enroulement. On appelle treuil de.nettoyage au sens de la pré- sente demande les dispositifs au moyen desquels lors du nettoyage d'un trou de sondage on fait descendre puis remonter au moyen d'un câble un piston dans le trou de sondage ouvert et rempli d'e de curage, de manière à activer le trou de sondage. Lors du retra du piston, sa vitesse doit être adaptée à la vitesse de la colonn, de pétrole ou de gaz naturel qui le suit, c'est-à-dire que la vi- tesse d'enroulement du câble sur le-tambour du treuil-de nettoyage doit être d'autant plus grande que le piston remonte dans le trou de sondage. Dans les treuils de nettoyage de l'art antérieur, le tambour d'enroulement est actionné à partir d'un moteur diesel au moyen d'une transmission par chaines et d'un accouplement mé- canique. L'adaptation de la vitesse d'enroulement à la vitesse de la colonne de pétrole ou de gaz naturel exerçant sa pression derrière le piston est alors difficile et la construction de la transmission à chaines exige que l'axe du moteur diesel soit disposé parallèlement à l'axe du tambour. La présente invention a pour objet de pallier ces divers inconvénients et de proposer un treuil de nettoyage ayant des propriétés améliorées. Ceci est obtenu conformément à l'invention avec un treuil de nettoyage du type décrit ci-dessus, caractérisé en ce que pour la transmission de puissance du moteur d'entraînement au tambour d'enroulement on prévoit un entrainement hydraulique, qui se-compose d'une pompe hydraulique commandée par le moteur d'entraînement, d'un moteur hydraulique relié au tambour d'enrou- lement et d'un dispositif de commande, en particulier un dispo- sitif déprimogène, ces éléments étant reliés entre eux par des conduites de pression. En utilisant un entraînement hydraulique de ce typ pour le tambour d'enroulement, on peut lorsque l'on remonte le piston dans le trou de sondage adapter la vitesse du piston pro- gressivement de manière optimale à la vitesse de la colonne de pétrole ou de gaz naturel remontant derrière le piston. En outre la position du moteur diesel peut être choisie indépendamment de 2 2488647 la position du tambour d'enroulement, ce qui fait que indépendam- ment de la longueur maximale de 2,5 mètres du tambour: d'enroule- ment donnée par la largeur de la bande de circulation sur route, on puisse en cas de besoin utiliser un moteur diesel de perfor- mances plus élevées, c'est-à-dire présentant une longueur struc- turelle plus grande. En n'utilisant pas l'entrainement par chaines et l'accouplement mécanique, on peut en outre utiliser pratiquement toute la largeur de la bande de circulation sur route de 2,5 mètres pour la longueur du tambour d'enroulement, c'est-à-dire que con- trairement aux treuils de nettoyage- de l'art antérieur, on peut y insérer plus de cable, ce qui étend le domaine d'utilisation du treuil de nettoyage à des trous de sondage plus profonds. Selon une variante avantageuse de mise en oeuvre, on prévoit que l'axe longitudinal du moteur d'entraînement est disposé sensiblement transversalement par rapport à l'axe du tam- bour d'enroulement. Avec cette disposition, il est possible d'u- tiliser, indépendamment de la longueur du tambour d'enroulement, un moteur d'entraînement d'une longueur quelconque, c'est-à-dire de prévoir une puissance d'entraînement aussi grande qu'on le désire. Il est en outre également avantageux que le moteur hydraulique soit conformé en palier pour recevoir le tambour d'en- roulement. Ainsi d'une part on limite les dépenses de construction et d'autre part on permet une meilleure utilisation de la largeur dela bande de roulementilimitée au maximum à 2,5 mètrespar la longueur du tambour. Il est également avantageux que entre le moteur hydraulique et le tambour d'enroulement soit disposée une roue libre. Il est ainsi possible d'économiser de l'énergie. Il est en outre particulièrement avantageux d'utiliser un moteur hydrau- lique pouvant être mis en roue libre. Selon un autre mode avantageux de mise en oeuvre on prévoiera de disposer dans les conduites de pression entre la pompe hydraulique et le moteur hydraulique au moins deux raccords hydrauliques pour le branchement d'autres outillages utilisables dans l'extraction du pétrole ou du gaz naturel, par exemple pour le branchement de pinces de tubage ou analogues. On comprendra mieux -l'invention a l'aide de la description ci-après d'un mode de mise en oeuvre, en référence aux dessins annexés dans lesquels: 3 2488647 - la figure 1 représente l'utilisation d'un treuil de nettoyage conforme à l'invention pour un forage sur un champ de pétrole; - la figure 2 est une représentation d'un treuil de nettoyage à plus grande échelle; - la figure 3 est un plan d'ensemble de la figure 2 - la figure 4 est une coupe du treuil de nettoyage selon la ligne IV - IV de la figure 3 - la figure 5 représente la coupe correspondante à la figure 4 pour un treuil de nettoyage de l'art antérieur. On a représenté à la figure 1 le treuil de netto- yage, référencé dans son ensemble (1), avec un tambour d'enroule- ment (2) et un moteur d'entraînement (3) pour celui-ci, en posi- tion d'utilisation sur un champ pétrolifère. Le câble (4) provenant du tambour d'enroulement (2) passe sur une poulie de renvoi (5) d'une tour de sondage mobile (6) et porte à son extrémité libre un piston (7) qui, après le nettoyage du trou de sondage (8), est descendu dans ledit trou de sondage (8) ouvert et rempli d'eau, un clapet anti-retour pré- sent- dans le piston (7) permettant la descente dans le trou de sondage. Pour l'activation du trou de sondage, le piston (7) est alors remonté au moyen du cable (4) par le treuil de nettoya- ge (1), le clapet anti-retour étant alors fermé dans le piston. Ce faisant, la face supérieure du piston (7) extrait l'eau du trou de sondage (8) et le pétrole suit la face inférieure du piston (7), la pression du pétrole sur le piston augmentant au fur et à mesure que le piston est remonté. La vitesse de montée du piston (7) doit être adaptée le plus précisément possible à celle de la colonne de pétrole en train de monter derrière celui- ci. On a représenté avec plus de précision le treuil d'enroulement conforme à l'invention aux figures 2 à 4. Le tambour d'enroulement (2) et le moteur d'entrai- nement (3) (un moteur diesel) sont disposés sur un chassis (10) commun, sensiblement rectangulaire. La largeur de ce chassis (10) et la longueur du tambour d'enroulement (2) disposé transversa- lement à ce chassis sont au maximum de 2,5 mètres, de manière que le treuil de nettoyage puisse être transporté d'un lieu de sonda- ge à un autre en utilisant les voies de circulation publiques. L'axe du moteur diesel (3) est disposé paralléle- ment à la direction longitudinale du chassis (10), c'est-à-dire transversalement par rapport à l'axe du tambour d'enroulement (2), de manière telle que l'on puisse prévoir une puissance d'entrai- nement plus importante, qui pour un moteur diesel de série est de manière en soi connue sensiblement proportionnelle à la longueur du moteur diesel, c'est-à-dire en fait au nombre de cylindres. Pour la transmission de puissance du moteur d'en- trainement (3) au tambour d'enroulement (2), on prévoit un système hydraulique référencé dans son ensemble (11). Le système hydrau- lique comporte une pompe hydraulique (12) entrainée par le moteur d'entrainement (3), c'est-à-dire mobile en rotation avec celui-ci, ladite pompe étant reliée par une conduite de pression (13) et un dispositif de commande (14) à un moteur hydraulique (15), qui est monté près du tambour d'enroulement (2) et qui l'entraîne. Du mo- teur hydraulique (15) une conduite de pression (16) retourne à la pompe hydraulique (12). La pompe hydraulique et le moteur hydrau- lique sont de préférence des unités à pistons radiaux ou axiaux et le dispositif de commande comporte de préférence un détendeur pour le réglage de la pression hydraulique. Le dispositif de com- mande peut être actionné manuellement ou par exemple commandé automatiquement au moyen d'une servo-régulation en liaison avec la pression agissant sur le piston. Dans les conduites de pres- sion (13, 16) on peut disposer en outre entre la pompe hydrauli- que (12) et le moteur hydraulique (15) deux ou plusieurs raccords (17, 18) pour le branchement d'autres outils pouvant être utilisés dans l'extraction du pétrole ou du gaz naturel, par exemple des pinces de tubage ou analogues. Comme le montre la figure 4, le moteur hydraulique (15) sert également de palier pour le tambour d'enroulement (2). Le moteur hydraulique (15) est pour cela fixé au chassis (10) par l'intermédiaire d'une console (19). En'plus du moteur hydraulique (15) il est nécessaire de prévoir également un autre palier la- téral (20) pour recevoir le tambour d'enroulement (2). Cette conformation est nettement plus simple que celle des treuils de nettoyage de l'art antérieur comportant un entraînement par chaines et elle exige un espace moins important selon la direction axiale du tambour. Ceci est montré clairement par la comparaison des figures 4 et 5, cette dernière représentant une coupe identique 2488647 effectuée selon un treuil de nettoyage de l'art antérieur. Dans l'exemple de la figure 5, le tambour d'enroulement (2) est en- trainé au moyen de l'entrainement à chaines (21) par un accou- plement (22), ce qui nécessite en plus du palier (20) deux autres paliers (23, 24). Comme indiqué précédemment on peut également utili ser pour le treuil de nettoyage conforme à l'invention une roue libre, de manière à diminuer la consommation d'énergie. Il est particulièrement avantageux d'utiliser à cet effet un moteur hy- draulique comportant, selon la figure 4, une possibilité de mise en roue libre. Le treuil de nettoyage conforme à l'invention peut également être entrains dans les deux sens de rotation1 6 2488647 REVENDICATIONS 1. Treuil de nettoyage utilisé dans l'extraction de pétrole ou de gaz naturel, du type comportant un tambour d'enrou- lement et un moteur d'entraînement dudit tambour d'enroulement, caractérisé en ce que pour la transmission de puissance du moteur d'entraînement (3) au tambour d'enroulement (2) on prévoit un entraînement hydraulique (11), qui se compose d'une pompe hydrau- lique (12) commandée par le moteur d'entraînement (3), d'un moteur hydraulique (15) relié au tambour d'enroulement (2) et d'un dispo- sitif de commande (14), en particulier un dispositif déprimogène, ces éléments étant reliés entre eux par des conduites de pression (13, 16). 2. Treuil de nettoyage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'axe longitudinal du moteur d'entraînement (3) est disposé sensiblement transversalement par rapport à l'axe du tambour d'enroulement (2). 3. Treuil de nettoyage selon l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moteur hydraulique (15) est conformé en palier pour recevoir le tambour d'enroule- ment (2). 4. Treuil de nettoyage selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que entre le moteur hydraulique (15) et le tambour d'enroulement (2) est disposée une roue libre, ou que alternativement le moteur hydraulique puisse être mis en roue libre. 5. Treuil de nettoyage selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans les conduites de pression (13, 16) entre la pompe hydraulique (12) et le moteur hydraulique (15) on dispose au moins deux raccords hydrauliques (17, 18) pour le branchement d'autres outillages utilisables dans l'extraction du pétrole ou du gaz naturel, par exemple pour le branchement de pinces de tubage ou analogues. 6. Treuil de nettoyage selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de commande (14) est commandé automatiquement en fonction de la pression du pétrole, respectivement du gaz naturel