Brevet FR2506277A1 — publié le 19821126

La présente invention se rapporte a un dispositif de manutention et de stockage- d'un cable ou d'une tuyauterie flexibles à l'aide d'un treuil, ledit dispositif assurant d'une part la fonction de "trancannage" du flexible, c'est-a-dire l'organisation de son enroulement sur le treuil, et d'autre part la fonction "girouettage", c' est dire l'orientation angulaire de sa gaine en cours de dévidage. Dans certaines techniques, en particulier celle du flexoforage par turboforeuse, on utilise un treuil a tambour destine a sto-cker et dévider une tuyauterie flexible, de diamètre et de longueur importants, qui s'enroule sur le tambour en plusieurs couches comportant plusieurs spires jointives. Dans ces techniques par ailleurs, l'en- semble du treuil doit pouvoir pivoter par rapport a un axe orthogonal à son axe de rotation en cours d'enroulement, de manière à pouvoir imprimer au flexible une torsion contrôlée permettant; en cours de dévidage, de piloter la trajectoire de sa tête, par exemple de piloter la trajectoire de l'outil de forage dans le cas du flexoforage.Par ailleurs, dans le cas- d'un dispositif tel que concerne par l'invention, cet ensemble a treuil doit pouvoir être transporté par voie rou tière ou ferroviaire, ce qui limite son encombrement en largeur et en hauteur. Dans ce genre de technique, il est impératif, pour que le gi - rouettage soit efficace, que le flexible se dévide, face au treuil et avant renvoi a la verticale vers le bas, en passant par un point fixe situé a l'horizontale de l'axe de rotation du tambour en cours de déroulement ou enroulement. Par ailleurs, du fait qu'on est nécessairement limité en encombrement longitudinal, l'angle de renvoi entre ce point et la circonférence du tambour est loin d'être négligeable, de sorte que l'enroulement a spires jointives ne s'effectue pas de lui-même et qu'un dispositif auxiliaire, dit de trancannage, est nécessaire.Enfin, on s'aperçoit que l'enroulement ne peut se faire correctement, même avec un dispositif de trancannage, que si le flexible arrive sur le tambour au-dessus du plan d'enroulement, ou a la limite à. la hauteur de celuici ; en d'autres termes, le flexible doit descendre vers le tambour. Pour tenir compte de ces impératifs, on a déjà propose, dans le domaine du flexoforage, d'utiliser un chariot de trancannage, du type couramment utilisé pour les grues, placé entre ledit point fixe et le tambour, et animé d'un mouvement horizontal parallèle à l'axe de rotation du tambour à l'aide d'un dispositif classique du type vis-écrou. Pour permettre le girouettage, l'ensemble relatif au tambour et an chariot de trancannage aurait été alors monté sur un chassis commun mobile en pivotement autour d'un axe longitudinal passant par l'axe transversal de rotation du tambour et le point fixe défini précédemment.On s'est aperçu à la réflexion qu'un dispositif de ce type entrainerait pour le flexible un nombre trop important de déflexions, aussi bien dans le sens vertical que dans le sens horizon tal, dans l'espace restreint situé entre le point fixe et le tambour, ce qui est extrêmement préjudiciable à la bonne tenue mécanique du flexible, qu'il convient de menager très particulièrement pour éviter un remplacement toujours particulièrement onéreux. La présente invention permet la réalisation d'un dispositif de trancannage et girouettage permettant de ménager le flexible au maximum, d'une part en réduisant le nombre des déflexions infligées à ceîiiici et d'autre part en lui. assurant un guidage efficace, par l'utilisation de poulies à gorges par exemple.Le dispositif de l'in- sur vention est caractérisé en ce qu'il comporte An chassis commun - un premier dispositif amont, mécaniquement indépendant et relatif au tambour seul, permettant audit tambour, tout en le maintenant au-dessus dudit chassis, d'avoir un premier mouvement de rotation autour de son axe transversal d'enroulement ainsi qu'un second mouvement de rotation autour d'un axe longitudinal, - un second dispositif aval, également mécaniquement indépendant, mobile en rotation autour de l'axe longitudinal passant par ledit point fixe, ledit dispositif portant deux poulies de renvoi, ou analogue, et étant blocable en position. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation destiné à une flexoforeuse pour prospection pétrolière, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation latérale du dispositif de trancannage et girouettage de l'invention - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1. En se reportant à l'ensemble des figures 1 et 2, le diswo- sitif comporte un chassis de base commun 1, transportable par voie routière et ferroviaire mais fixe en position sur le chantier de forage. Le chassis 1 comporte, à chacune de ses deux extrémités longitudinales, un palier-support, respectivement 2 et 3. Au paliersupport amont 2 est fixe un bras horizontal 4 por-tant le tambour 5 du treuil. Le bras 4 peut tourner dans le palier 2 autour d'un axe longïtudinal 6, ce mouvement de rotation étant commandé à l'aide du moteur 7 par l'intermédiaire des engrenages 8 et 9. Le tambour 5 lui-meme peut tourner, pour enrouler ou dévider le flexible lo, autour de l'axe transversal 11 passant par son centre de gravité. Ce mouvement de rotation est commandé par trois moteurs hydrauli ques C12 ,13,14) engrenant sur une couronne dentée 15 solidaire du tambour 5. Au palier-support aval 3 est de même fixée une chape 16 qui. peut, exactement de la même façon que le bras 4, pivoter dans le palier 3 autour de son axe longitudinal 6 qui se trouve être avantageusement le même axe que celui du palier 2. Au centre du palier 3 passe également le flexible 10 en provenance du puits de forage. De la même façon que le bras 4, le pivotement de la chape 16 est commandé à l'ai de d'un moteur 17 par 'intermédiaire d'engrenages 18 et 19. Comme on le volt sur les dessins, la chape 16 porte deux pou-lies de renvoi 20 et 21, le point le plus bas, en position verticale, de la poulie aval 20 étant situé sur l'axe 6 de manière à assurer la sortie du flexible 10 dans l'axe 6 par un point fixe 23 situé au passage dans le palier 3, et le point le plus haut, en position verticale, de la poulie amont 21 étant situé à hauteur de la circonférence maximale d'enroulement sur le tambour 5, de manière à ce que le flexible n'aRt jamais, en cours d'enroulement, à monter dans son mouvement vers le tambour de treuil 5. Enfin, dans le palier 2 passe une alimentation tournante 22 contenant les. alimentations hydrauliques d'alimentaion des moteurs (12,13,14) d'entrainement du tambour, l'alimentation du flexible 10 en boue sous pression destinee a alimenter la turboforeuse, et les cables electriques de contrôle du forage. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant Pour l'opération de trancannage, c'est-à-dire d'enroulement du flexi ble 10 sur le tambour 5, la chape est amenée, à l'aide du moteur 17, par exemple dans la position des figures 1 et 2 où les poulies(20, 21) sont dans le plan vertical, et est bloquée dans cette position à l'aide du moteur 17. Les moteurs d'enroulement(12,13,14) sont mis en route et l'enroulement à spires jointives sur le tambour du treuil 5 est obtenu, sous commande du moteur 7, par pivotements alternés du bras 4, et donc du tambour 5, autour de l'axe 6. Le girouettage, c'est-à-dire la torsion contrôlée du flexible 10 en cours de dévidage pour rectifier la trajectoire de la turboforeuse placée en bout du flexible 10, est obtenu par pivotements, synchronisés à l'aide des moteurs 7 et 17 a la fois, simultanément du tambour 5 et de la chape 16 autour de leur axe longitudinal commun 6. En variante, on pourrait très bien effectuer le trancannage en laissant le tambour fixe en sa position verticale des figures 1 et 2 et en faisant pivoter alternativement dans un sens puis dans l'autre la chape 16, donc les poulies (20,21), l'aide du moteur 17. L'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple. Le support du tambour et/ou des poulies peut être réalisé d'autre manière, a l'aide de chapes et d'étriers par exemple. Les poulies de renvoi peuvent être remplacées par des dispositifs de renvoi analogues présentant les mêmes qualités de guidage que ces dispositifs a gorge, tels que des systèmes à chaines ou à galets. Le pivotement du tambour pour l'organisa- tion de trancannage peut être réalisé autour d'un axe qui ne passe pas par l'axe 11 de rotation du tambour. Le trancannage peut être effectué aussi en faisant pivoter, à la fois le tambour 5 dans un sens et les poulies de renvoi(20,21) dans l'autre sens. REYENDICATIONS 1. Dispositif de trancannage et de girouettage de tuyauterie flexible(10), du type selon lequel le flexihle passe par un point fixe (23) situé face à un tambour de treuil(5) et dans l'axe longitudinal(6) passant par l'axe (11) de rotation dudit tambour, caracté risé en ce qu'il comporte sur un chassis commun (1) amont - un premier dispositif/(l2, 13,14,4,9,8,7) mécaniquement indépendant et relatif au tambour (5) seul, permettant audit tambour, tout en le maintenant au-dessus dudit chassis(1), d'avoir un premier mouvement de rotation autour de son axe transversal d'enroulement (11) ainsi qu'un second mouvement de rotation autour d'un axe longitudinal. - un second dispositif aval(l6 a 21), également mécaniquement indé- pendant, mobile en rotation autour de l'axe longitudinal (6) passant par ledit point fixe (23) ,- ledit dispositif portant deux poulies de renvoi(20,21), ou analogue, et étant blocable en position. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que ledit second dispositif (16 a 21) est muni d'un dispositif autonome(17) d'entrainement en rotation autour dudit axe longitudinal (6). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe longitudinal de pivotement du tambour(5) est confondu avec celui(6) passant par ledit point fixe(23). 4. Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le trancannage par pivotement relatif du tambour (5) et des poulies(20,21) ou analogue, et a effectuer le girouettage par pivotement synchrone dudit tambour et desdites poulies ou analogue.