Brevet FR2502239A1 — publié le 19820924

l DISPOSITIF D'INJECTION D'UN PRODUIT LIQUIDE DANS LE FOND D'UN PUITS PRODUCTEUR D'HYDROCARBURES, invention concerne un dispositif d'injection destiné à âtre piacé au bas d'un tube injecteur pour introduire, à faible débit, au fond d'un puits producteur d'hydrocarbures, un produit liquide, notanumment à des fins de protection contre la corrosion ou contre les hydrates. Ce dispositif comprend un organe d'injection constitué par une vanne tarée ou un orifice calibré, Dar exemple. On constate, en pratique, que l'organe d'injection est rapidement obstrué, ce qui conduit d'abord à une augmentation de la pression d'injec- tion et ensuite à l'impossibilité d'injecter. La présente invention a pour objet un dispositif d'injec:ion amélizré dont on a Du constater le parfait fonctionnement sur une période d'essai de plusieurs mois. Ce dispositif d'injection se caractérise en ce qu'il comporte, au-dessus de l'organe d'injection, du genre vanne tarée ou orffice calibre, au moins un bac de décantatation dans lequel le liquide à injecter doit passer avant d'arriver à l'organe d'injection. De préférence, le dispositif d'injection comporte deux bacs de décantation superposés. Un objet de l'invention consiste aussi en ce que le bac de décan- tation est installé ou les bacs de décantation sont installés à l'inté- rieur d'un tronçon tubulaire qui est vissé à sa partie supérieure à un mandrin support et à sa partie inférieure à un corps dans lequel est logé l'organe d'injection. Selon un autre objet de l'invention, ce tronçon tubulaire comporte un épaulement interne à sa partie supérieure et deux portées cylindriques internes:une première portée cylindrique interne au-dessus de cet épau- lement et une deuxième portée cylindrique Interne, de diamètre inférieur à celui de la première portée cylindrique interne, au bas du tronçon tubulaire, tandis que deux bacs de décantation sont formés par deux cylindres superposés réunis l'un à l'autre:un cylindre supérieur, fermé vers le bas, ouvert vers le haut, s'y terminant par un épaulement externe qui est surmonté d'une première nortée cylindrique externe d'étanchéité, de diamètre correspondant à celui de ladite prenière portée cylindrique 250223 c interne, et muni d'orifices latéraux en-dessous de cet épaulement externe, et un cylindre, inférieur, de diamètre inférieur à celui du cylindre supérieur, ouvert vers le bas o il se termine par une deuxième portée, cylindrique externe d'âtanchéité, de diamètre correspondant à celui de ladite deuxi;me portée cylindrique interne et ferme 'ers le haut o il taporte des orifices;atdraux, la longueur de l'ensemble des deux cylindres étant telle que, lorsque l'épaulement externe du cylindre supé- rieur repose sur l'épaulement interne du tronçon tubulaire, la deuxième portée cylindrique externe d'étanchéité du cylindre inférieur s'engage dans la deuxième portée cylindrique interne du tronçon tubulaire et un espace restant alors libre entre le tronçon tubulaire et les deux cylindres, le long de ceux-ci, de l'épaulement externe à la deuxième porté" cylindrique externe d'étanchéité. On va décrire, a titre non limitatif, un exemple de réalisation -du dispositif d'injection selon l'invention en se référant au dessin joint dans lequel: - la Figure I représente très schématiquement une coupe verticale d'un puits pétrolier montrant l'emplacement du dispositif d'injection - la Figure 2 représente en élévation et demi-coupe le dispositif d'injection, à plus grande échelle; - et la Figure 3 représente, à plus grande échelle encore, une coupe verticale de la portion de ce dispositif d'injection contenant les bacs de décantation. Sur la Figure 1, un puits pétrolier, délimité par un cuvelage I muni à sa partie inférieure de perforations 2 pour le passage de l'effluent, contient un tube de production 3 dans lequel l'effluent monte suivant les flèches 4, un tube injecteur 5 descendant dans le puits et muni à sa partie inférieure d'un dispositif d'injection 6, et une garni- ture d'étanchéité, dite "packer", 7 entre tubes 3 et 5 et cuvelage 1 Le dispositif d'injection 6 vient s'appliquer de manière étanche contre un épaulement du tube injecteur 5 et il peut être remonté à la surface par un repêchage au câble selon la technique dite de "wire line". Le produit à injecter suit les flèches 8. Le dispositif d'injection 6 représenté sur la Figure 2 se compose de trois parties successives en direction longitudinale une partie supérieure 9 formant mandrin support, une partie intermédiaire 10 contenant les bacs de décantation et une partie inférieure Il dont le corps contient une vanne-clapet à ressort de tarage. On ne décrira pas en détail les narties 9 et 1I qui sont classiques en elles-mêmes, mais prus nte1int i'originalité d'être raccordées l'une à l'autre par l'intermédiaire de la partie 10. La partie 10 va, au contraire, être décrite en détail spécialemer à l'aide de la Figure 3. Cette partie 10 comporte un tronçon tubulaire 12 qui sert d'envelonpe à cette partie 10 et qui se raccorde à son extrémité supérieure à la partie 9 par une portion à filetage interne 13 et à son extrémité inférieure à la partie Il par une portion à filetage externe 14. Ce tronçon tubulaire 12 présente intérieurement, de haut en bas, une première portée cylindrique interne 15 se terminant sur un épaulement interne 16 suivi d'une longue paroi cylindrique 17, puis un double rétré- cissement formant successivement une deuxième portée cylindrique interne 18 et un conduit 19 d'entrée dans la partie 11. Deux bacs de décantation sont formés par deux cylindres superpo- sés: un cylindre 20 supérieur, ouvert vers le haut, et un cylindre 21 inférieur, ouvert vers le bas, ces deux cylindres étant réunis l'un à l'autre par une plaque circulaire 22 qui les ferme à leurs extrémités voisines, respectivement inférieure et supérieure. Le cylindre supérieur est muni à sa partie supérieure d'un épaulement externe 23 surmonté d'une portée cylindrique externe 24 dans laquelle on a ménagé une gorge 25 servant de logement à un joint torique d'étanchéité 26. Le cylindre infé- rieur 21, dont le diamètre est inférieur à celui du cylindre supérieur 20, forme à sa partie inférieure une portée cylindrique externe 27 dans laquelle on a ménagé une gorge 28 servant de logement à un joint torique d'étanchéité 29. Les diamètres des portées cylindriques externes 24 et 27 correspondent respectivement aux diamètres des portées cylindriques internes 15 et 18 et ces portées s'appliquent respectivement les unes contre les autres lorsque l'épaulement 23 vient sur l'épaulement 16. Les cylindres 20 et 21 sont munis d'orifices latéraux, 30 et 31 respectivement dans leurs parties supérieures, de sorte que le produit liquide à injecter arrivant suivant la flèche 32 passe d'abord dans le bac de décantation 33 formé par le cylindre 20, puis dans le bac de décanta- tion 34 formé entre la paroi cylindrique 17 et le cylindre 21 avant de passer dans le conduit 19 par les orifices 31. Cette disposition à double bac de décantation est une disposition préférentielle, mais on pourrait aussi ne prévoir qu'un seul bac, par exemple en installant le seul cylindre 21 et en supprimant le cylindre 20 ou, au contraire, en installant le seul cylindre 20 et en supprimant le cylindre 21. De nombreuses variantes peuvent être adoptées dans la réali- sation de ce bac ou de ces bacs de décantation. On pourrait, notamment si l'on adoptait une solution à un seul bac de décantation, adjoindre à celui-ci une cloche déflectrice assurant au liquide injecté un parcours en chicane favorable au dépôt de sédiments dans le bac de décantation. iu REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'injection destiné à être placé au bas d'un tube injecteur descendant dans un puits producteur d'hydrocarbures, pour introduire un produit liquide à faible débit au fond du puits, comprenant un organe d'injection du genre vanne tarée ou orifice calibré, caractérisé en ce qu'il comporte, au-dessus de l'organe d'injection (11), au moins un bac de décantation (33, 34) dans lequel le liquide à injecter (32) doit passer avant d'arriver à l'organe d'injection (11). 2. - Dispositif d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bac de décantation est installé ou les bacs de décantation (33, 34) sont installés à l'intérieur d'un tronçon tubulaire (12) qui est vissé à sa partie supérieure (13) à un mandrin support (9) et à sa partie inférieure (14) à un corps dans lequel est logé l'organe d'injection (II). 3. - Dispositif d'injection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire (12) comporte un épaulement interne (16) à sa partie supérieure et deux portées cylindriques internes: une première portée cylindrique interne (15) au-dessus de cet épaulement (16) et une deuxième portée cylindrique interne (18), de diamètre inférieur à celui de la première portée cylindrique interne (15), au bas du tronçon tubulaire (12), tandis que deux bacs de décantation (33, 34) sont formés par deux cylindres (20, 21) superposés, réunis l'un à l'autre (22): un cylindre supérieur (20), fermé vers le bas, ouvert vers le haut, s'y terminant par un épaulement externe (23) qui est surmonté d'une première portée cylindrique externe d'étanchéité (24), de diamètre correspondant à celui de ladite première portée cylindrique interne (15), et muni - d'orifices latéraux (30) en-dessous de cet épaulement externe (23), et un cylindre inférieur (21), de diamètre inférieur à celui du cylindre supérieur (20), ouvert vers le bas o il se termine par une deuxième portée cylindrique externe d'étanchéité (27), de diamètre correspondant à celui de ladite deuxième portée cylindrique interne (18), et fermé vers le haut o il comporte des orifices latéraux (31), la longueur de l'ensemble des deux cylindres (20, 21) étant telle que, lorsque l'épau- lement externe (23) du cylindre supérieur (20) repose sur l'épaulement interne (16) du tronçon tubulaire (12), la deuxième portée cylindrique externe d'étanchéité (27) du cylindre inférieur (21) s'engage dans la deuxième portée cylindrique interne (18) du tronçon tubulaire (12) et un espace restant alors libre entre le tronçon tubulaire (12) et les deux cylindres (20, 21) le long de ceux-ci, de l'épaulement externe (23) à la deuxième portée cylindrique externe d'étanchéité (27).