Brevet FR2504971A1 — publié le 19821105

L'invention concerne des perfectionnements apportés aux vannes utilisées dans des puits souterrains, par exemple des vannes de sécurité, ces perfectionnements portant sur l'établissement d'un équilibrage de pression entre les faces supérieure et inférieure de la tête de la vanne utilisée pour porter contre le siège de la vanne afin d'en faciliter l'ouverture, ainsi que sur un mécanisme destiné à effectuer sélectivement le verrouillage momentané de la vanne en position d'ouverture ou à faire passer une vanne ouverte, verrouillée de façon momentanée, dans un état tel qu'elle est verrouillée de façon permanente dans sa position d'ouverture. Des mécanismes de vanne ont été utilisés dans des puits souterrains afin principalement d'obturer de manière fiable et franche la lumière d'une colonne de pro- duction en cas d'urgence Les éléments réalisant effecti- vement l'obturation des vannes connues jusqu'à présent comprennent des sphères, des clapets, des soupapes circu- laires et des blocs translatables axialement Quel que soit le type d'élément d'obturation utilisé, l'ouverture fiable d'une telle vanne pose un problème lorsqu'il existe une différence de pression importante entre la surface infé- rieure de l'élément d'obturation et la surface supérieure. Il est donc nécessaire de disposer d'un mécanisme d'équi- librage de pression qui élimine cette différence de pression de façon automatique à la suite d'un mouvement initial de l'actionneur commandant l'ouverture de la vanne. Une forme commune d'actionneur pour une telle vanne comprend un manchon annulaire qui est entraîné vers le bas sous l'effet d'une pression de fluide régulée, appliquée depuis le haut de la tête de puits Il est sou- vent souhaitable, au cours d'essai d'un puits ou du remplace- ment d'éléments de fond de la colonne ou de tout autre conduit, d'assurer un verrouillage mécanique de la vanne en position d'ouverture et de s'assurer que le maintien de la vanne en position d'ouverture ne dépend pas unique- ment de l'application continue de la pression de commande. De plus, lorsqu'il est nécessaire de retirer du puits le conduit portant la vanne, il est très souhaitable que cette dernière soit verrouillée de façon permanente dans sa position d'ouverture pendant l'opération d'enlève- ment, afin d'assurer l'écoulement aisé de tout fluide retenu dans la colonne lorsque cette dernière est remontée du puits. L'invention présente un certain nombre de carac- téristiques améliorées qui sont applicables à tous les types connus de vannes, et en particulier aux vannes de sécurité utilisées dans des puits souterrains. Pour effectuer l'ouverture d'une vanne dans un puits souterrain avec une force demandée minimale, il est souhaitable d'éliminer toute différence de pression existant entre les faces inférieure et supérieure de la vanne avant de procéder au déplacement effectif de la tête de la vanne par rapport au siège L'expression "tête de vanne" est utilisée dans le présent mémoire pour désigner l'élément translatable de l'un quelconque d'un certain nombre de types de vannes bien connus Par conséquent, comme montré de façon plus précise sur les dessins annexés, cet élément pour comprendre un clapet, mais il peut égale- ment être constitué d'une sphère ou de tout autre élément mobile axialement. La tête de vanne présente une ouverture qui s'étend de sa surface inférieure jusqu'à sa surface supé- rieure, et dans laquelle une tige est montée de manière à pouvoir coulisser Des moyens sont prévus sur l'extrémité inférieure de la tige pour s'appliquer de manière étanche contre l'ouverture afin de préserver ainsi l'intégrité de la vanne L'extrémité supérieure de la tige de la vanne comporte une partie élargie qui avance sur la course du mouvement de l'actionneur communément utilisé pour la manoeuvre de telles vannes dans des milieux souterrains. Par exemple, un manchon annulaire, pouvant être déplacé vers le bas sous l'effet d'une pression de fluide appliquée depuis le sommet du puits, peut entrer en contact, par sa surface extrême inférieure, avec la partie élargie de la tige de la vanne pour dégager l'ouverture traversant la vanne afin que la pression régnant au-dessous de la vanne puisse s'échapper par l'ouverture et que les pressions agissant sur les surfaces inférieure et supérieure de la vanne puissent être ainsi sensiblement équilibrées Lors- que cet équilibre est obtenu, l'actionneur peut être déplacé davantage sous une force minimale pour ouvrir réellement la vanne. Une fois que la vanne a été ouverte par le mouvement de l'actionneur annulaire sous l'effet de la pression du fluide, il est parfois souhaitable de procéder à un verrouillage mécanique momentané de la vanne de sécurité dans sa position d'ouverture Selon l'invention, ce ver- rouillage mécanique momentané est obtenu en équipant l'actionneur annulaire d'un ensemble périphérique de segments de verrouillage expansibles radialement, qui sont normale- ment rappelés élastiquement vers une position intérieure de retrait par un élément périphérique de rappel Un épau- lement périphérique de verrouillage est ménagé dans le corps de la vanne, épaulement au-dessous duquel les segments de verrouillage peuvent s'engager sous l'effet d'une expansion radiale Cette expansion radiale est réa- lisée par un manchon de verrouillage monté de manière à pouvoir coulisser dans l'alésage de l'actionneur annulaire afin de pouvoir exécuter un mouvement axial limité par rapport à cet actionneur Le manchon de verrouillage porte des moyens classiques permettant un branchement sur un conduit auxiliaire, par exemple un câble métallique. Le manchon de verrouillage comporte également un évidement périphérique extérieur à l'intérieur duquel les extrémités intérieures des segments de verrouillage pénètrent dans leur position de retrait radial Une force de rappel est exercée et des éléments pouvant être cisaillés, passant dans une ouverture de l'actionneur, sont utilisés pour fixer le manchon de verrouillage dans la position dans laquelle les segments de verrouillage, portés par l'action- neur annulaire, sont alignés radialement avec l'évidement périphérique du manchon de verrouillage Par conséquent, une fois que les segments de verrouillage sont alignés radia- lement au-dessous de l'épaulermient de verrouillage ménagé dans le corps, le conduit auxiliaire est relié fonctionnelle- ment au manchon de verrouillage et ce dernier est forcé longitudinalement par manoeuvre du conduit auxiliaire afin de déplacer vers l'extérieur, par action de came, les segments de verrouillage pour qu'ils réalisent un engagement de verrouillage avec l'épaulement périphérique tourné vers le bas, ménagé dans le corps de la vanne L'élimination ultérieure de la pression de commande s'exerçant sur l'ac- tionneur annulaire n'affecte ensuite pas la position de cet actionneur annulaire, car ce dernier est verrouillé fermement dans sa position d'abaissement par l'engagement des segments de verrouillage, expansés radialement, au- dessous de l'épaulement du corps. Ce verrouillage momentané de la vanne dans sa position d'ouverture peut être relâché commodément par simple élimination de la force appliquée par l'intermédiaire du conduit auxiliaire sur le manchon de verrouillage, per- mettant à ce dernier d'être ramené par son élément de rappel dans sa position normale dans laquelle son évidement péri- phérique est aligné avec les extrémités intérieures des segments de verrouillage expansés radialement Une pression de commande est ensuite appliquée à l'actionneur annulaire pour le déplacer longitudinalement sur une faible distance, ce qui a pour effet de libérer les segments de verrouillage de l'épaulement du corps et de leur permettre de se rétrac- ter vers l'intérieur sous l'action des moyens périphériques de rappel vers l'intérieur Le conduit auxiliaire peut alors être dégagé du manchon de verrouillage et la vanne peut être placée en mode normal de fonctionnement. Dans certains cas, il peut être souhaitable de transformer le verrouillage momentané de la vanne en posi- tion d'ouverture en un verrouillage permanent Dans ce cas, le conduit auxiliaire est manoeuvré pour exercer une force axiale suffisante, sur le manchon de verrouillage, pour provoquer le cisaillage des éléments de cisaillement et entraîner ainsi un déplacement longitudinal de l'évidement du manchon de verrouillage, qui loge normalement les extré- mités intérieures des segments de verrouillage expansés vers l'extérieur, jusqu'à une position dans laquelle cet évide- ment n'est plus aligné avec lesdits segments Ainsi, les segments sont verrouillés de façon permanente par la paroi non évidée du manchon de verrouillage dans leur position d'expansion vers l'extérieur, au-dessous de l'épaulement tourné vers le bas et ménagé dans le corps de la vanne, et la vanne est verrouillée de façon permanente dans sa posi- tion d'ouverture. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: les figures 1 A à 1 D sont des coupes verticales de tronçons successifs de la vanne de sécurité selon l'in- vention dont les éléments sont représentés en position de fermeture, les figures 1 B, 1 C et 1 D prolongeant, respecti- vement, vers le bas les figures 1 A, 1 B et 1 C; les figures 2 A à 2 D sont des coupes analogues à celles des figures 1 A à 1 D, mais montrant la vanne de sécurité selon l'invention dans sa position normale d'ou- verture commandée hydrauliquement; les figures 3 A et 3 B sont des coupes analogues à celles des figures 2 A et 2 B et montrant le manchon de verrouillage déplacé vers sa position de verrouillage tem- poraire à l'intérieur du corps de la vanne, au moyen d'un conduit auxiliaire; les figures 4 A et 4 B sont des coupes analogues à celles des figures 3 A et 3 B, montrant la position des éléments de la vanne lorsque le manchon de verrouillage est déplacé vers sa position de verrouillage permanent; la figure 5 est une coupe analogue à celle de la figure 4 B, montrant le verrouillage permanent de la vanne en position d'ouverture lorsque la force hydraulique agis- sant sur le manchon de commande est inefficace; les figures 6 A à 6 C sont des vues partielles schématiques montrant la position des goupilles par rapport aux trous oblongs qui déterminent le mouvement limité du manchon de verrouillage par rapport à l'actionneur annulaire, la figure 6 A montrant la position de ces éléments lorsque la vanne est dans sa position d'ouverture normale, la figure 6 Bmontrant les positions des éléments lorsque la vanne est dans sa position d'ouverture en verrouillage temporaire et la figure 6 C montrant les positions de ces éléments lors- que la vanne de sécurité est dans sa position d'ouverture, en verrouillage permanent; et les figures 7 A et 7 B sont des coupes verticales partielles à échelle agrandie, suivant la ligne 7-7 de la figure 1 D, la figure 7 A montrant la vanne dans sa position de fermeture complète et la figure 7 B montrant la vanne en position d'ouverture pour réaliser l'équilibrage des pressions régnant au-dessus et au-dessous de cette vanne. Les figures représentent globalement en 1 la vanne selon l'invention, par exemple une vanne de sécurité. La vanne 1 comporte un corps supérieur 10 en forme de man- chon, qui est relié par vissage, au moyen de filets internes 1 Oa, aux filets externes d'un raccord supérieur 11 qui présente, lui-même, une extrémité supérieure filetée inté- rieurement en lia pour permettre le montage de ce raccord 11 sur l'extrémité d'une colonne de production ou de tout autre conduit Le raccord supérieur 11 comporte un épaule- ment 11 c de pose qui, avec un alésage inférieur lld d'étan- chéité ménagé dans le raccord supérieur 11, permet la pose et le montage étanche d'un outil de conduit auxiliaire. L'extrémité inférieure du corps supérieur 10 est taraudée comme indiqué en 10 f afin de pouvoir s'engager sur les filets extérieurs formés sur l'extrémité supérieure d'un corps intermédiaire 12 en forme de manchon L'extrémité inférieure du corps intermédiaire 12 est taraudée comme indiqué en 12 a afin de pouvoir être reliée à l'extrémité supérieure filetée d'un corps 13 de vanne L'extrémité in- férieure du corps 13 de vanne est taraudée, comme indiqué en 13 a, afin de pouvoir être reliée à un raccord inférieur 14 auquel le tronçon restant de la colonne de production peut être relié classiquement par des filets extérieurs 14 a formés sur l'extrémité inférieure du raccord inférieur. Une chambre 13 c, élargie latéralement, est formée à l'intérieur du corps 13 de vanne et tout type classique de tête de vanne peut être monté dans cette cham- bre Dans la forme de réalisation représentée, la vanne de sécurité comprend une vanne du type à clapet comportant un bloc principal 15 d'obturation qui est monté de manière à pouvoir pivoter sur un axe horizontal 16 convenablement monté dans les parois du corps 13 de vanne et passant dans deux pattes 15 a d'articulation situées sur un premier côté latéral du bloc 15 d'obturation. Un siège annulaire est monté à l'intérieur du corps 13 et comprend un anneau 17 en forme de L retourné, réalisé en élastomère et maintenu dans un évidement de forme correspondante formé dans la paroi cylindrique inté- rieure du corps 13 de vanne, l'anneau étant retenu par un manchon 18 La surface inférieure 17 a du joint annulaire 17 porte contre le bord périphérique de la surface supé- rieure 15 b, en forme de disque, du corps 15 d'obturation. Un ressort 19 de torsion comporte une partie hélicoïdale 19 a enroulée autour de l'axe 16 de pivotement, et des par- ties extrêmes 19 b et 19 c qui sont, respectivement, en con- tact avec la surface inférieure 15 c du bloc 15 d'obturation et avec la paroi latérale du corps 13 de la vanne pour exercer une force orientée vers le haut sur le bloc 15 d'obturation et le maintenir ainsi en contact étanche avec la face extrême 17 a du joint 17 en élastomère Il est évi- dent que si la pression du fluide régnant dans le fond du puits dépasse celle présente au-dessus du bloc 15 d'obtura- tion, cette force est également appliquée au bloc d'obtura- tion, en plus de la force du ressort,pour maintenir le bloc en contact étanche avec le joint 17 en élastomère, ce qui ferme le canal par lequel s'écoule le fluide de produc- tion à travers le corps 13 de la vanne. Le bloc 15 d'obturation de la vanne à clapet peut être déplacé vers une position d'ouverture par un mouvement longitudinal d'un actionneur qui, dans la forme de réalisation représentée, comprend un manchon allongé 20 dont l'extrémité inférieure 20 a est disposée à une certaine distance audessus de la face supérieure 15 b du bloc ou clapet 15 d'obturation La partie inférieur 20 b du manchon de l'actionneur présente un diamètre extérieur réduit afin qu'un espace annulaire soit ménagé entre cette partie inférieure et l'alésage intérieur 12 b du corps intermédiaire pour permettre le montage d'un ressort 21 de rappel L'ex- trémité inférieure du ressort 21 porte contre un élément annulaire d'ancrage 22 qui est maintenu en position fixe par rapport au corps intermédiaire 12 au moyen d'un anneau fendu 23 se logeant dans un évidement approprié ménagé dans le corps intermédiaire 12, en un point situé juste au-dessus de l'extrémité du corps 13 de la vanne L'extrémité supé- rieuredu ressort 21 porte contre une rondelle 24 contre laquelle s'applique un épaulement 12 c, tourné vers le bas et formé dans le corps intermédiaire 12 lorsque le manchon d'actionnement est dans sa position de repos et, dans toutes les positions inférieures du manchon 20, cette ron- delle 24 bute contre un épaulement 20 c, tourné vers le bas et formé à l'extrémité supérieure du tronçon 20 b de diamètre réduit du manchon 20 d'actionnement Un évidement d de réception d'un outil classique de conduite auxiliaire est ménagé à proximité de l'extrémité supérieure du manchon d'actionnement et peut être utilisé pour déplacer ce manchon 20 dans le cas d'une défaillance du système hydrau- lique normalement utilisé pour la commande des mouvements du manchon Ce dernier est élargi radialement, comme indiqué en 20 e, au-dessus de l'évidement 20 d afin de pouvoir cou- lisser librement dans l'alésage intérieur 1 Ob ménagé à l'intérieur du corps supérieur 10 L'alésage 10 c du corps supérieur 10 présente un évidement annulaire 10 d situé au- dessous de la position normale ou position de repos du manchon 20 d'actionnement et présentant une surface 10 e inclinée vers le bas et assumant la fonction de surface de verrouillage. Le raccord supérieur 11 comporte un prolongement annulaire le de diamètre réduit qui s'ajuste étroitement dans l'alésage du tronçon supérieur du manchon 20 d'action- nement Un joint 27 en T assure l'étanchéité aux fluides entre ces surfaces Un second joint 28 en T est placé dans l'extrémité supérieure du corps intermédiaire 12 et réalise fl un contact étanche avec la surface cylindrique 20 f du corps tubulaire 20 Une chambre 29 à pression de fluide est ainsi définie entre les joints 27 et 28 en T et l'extrémité supé- rieure du manchon 20 d'actionnement est montée de façon à pouvoir exécuter un mouvement alternatif et à assumer la fonction d'un piston à l'intérieur de cette chambre. Une pression de commande est appliquée à la chambre 29 par l'intermédiaire d'un canal vertical 30 ménagé dans la partie extérieure du raccord supérieur 11 et relié à un conduit 31 qui s'élève jusqu'au sommet du puits. L'amplitude de la force exercée par le fluide à pression régulée sur le manchon d'actionnement est déterminée par la différence entre les surfaces utiles de la face extrême supérieure et annulaire du manchon 20 d'actionnement et de l'épaulement 20 h, tourné vers le bas et formé à la jonction entre la partie élargie 20 e du manchon et la partie infé- rieure du manchon 20 Ces surfaces sont conçues de manière à appliquer une force nette, orientée vers le bas, sur le manchon 20 d'actionnement lorsque le fluide de commande sous pression est appliqué à la chambre 29. Il est évident que, étant donné que le manchon d'actionnement doit ouvrir la vanne de sécurité en dé- plaçant le bloc 15 vers le bas afin de l'éloigner du joint 17 en élastomère, l'amplitude de la force demandée serait notablement augmentée s'il existait une différence de pres- sion entre les faces inférieure et supérieure du bloc 15 d'obturation Pour éliminer cette différence de pression avant de procéder au mouvement réel d'ouverture du bloc d'obturation, un mécanisme d'équilibrage de pression est prévu et comprend essentiellement une ouverture 15 d qui traverse le bloc 15 d'obturation et qui comporte des tron- çons contre-alésés élargis 15 e et 15 f, respectivement, à ses extrémités inférieure etsupérieure Un siège 32 de vanne, en forme de coupelle retournée, est inséré dans le contre-alésage inférieur 15 e et définit une surface par- tiellement sphérique 32 a d'étanchéité, tournée vers le bas et contre laquelle peut s'appliquer un élément d'obturation 33 partiellement sphérique porté par l'extrémité d'une tige 1 O 34 de vanne montée dans l'ouverture 15 d L'extrémité supé- rieure de la tige 34 s'élève dans le contre-alésage supé- rieur 15 f de l'ouverture 15 d et comporte un tronçon 35 qui est 4 largi à peu près diamétralement. Comme mieux montré sur les figures 7 A et 7 B, le tronçon élargi 35 de la tige 34 de la vanne s'étend latéralement sur tout le diamètre du manchon 18 de retenue et il présente, à ses extrémités extérieures, une configu- ration convexe ou sensiblement en forme de dôme 35 a qui apparaît mieux sur la figure 1 D Deux ressorts 36 de rappel sont montés, respectivement, dans des évidements complé- mentaires opposés 35 b et 15 g ménagés dans la partie élargie de la tige 34 de la vanne et dans le bloc 15 Les res- sorts 36 assurent que le segment sphérique 33 de vanne est maintenu en contact étanche avec la surface sphérique an- nulaire 32 a de siège, comme montré sur la figure 7 A Cepen- dant, lorsque le manchon 20 d'actionnement est déplacé vers le bas, la première conséquence de son mouvement est un abaissement de la partie 35, élargie latéralement, de la tige 34 de la vanne et, par conséquent, une ouverture du canal d'écoulement entre le segment sphérique 33 et le siège sphérique annulaire 32 a pour permettre à toute diffé- rence de pression de fluide existant entre les côtés opposés du bloc 15 d'obturation de se dissiper par l'ouverture 15 d, comme montré par les flèches d'indication d'écoulement sur lafigure 7 B La poursuite du mouvement de descente du man- chon 20 d'actionnement provoque ensuite un déplacement d'ensemble du bloc 15 d'obturation qui s'éloigne ainsi de la face extrême du joint annulaire 17 en élastomère et amorce le mouvement d'ouverture de la vanne de sécurité. Les extrémités 35 a en forme de dôme de la partie élargie produisent une action de roulement et de glissement sur la face extrême inférieure 20 a du manchon 20 d'actionnement au fur et à mesure de la progression de ce mouvement d'ou- verture Le clapet 15 d'obturation finit par s'arrêter en position verticale à l'intérieur du corps 13 de la vanne, comme montré sur la figure 2 D, et l'extrémité 20 a du man- chon 20 d'actionnement bute contre un épaulement 14 b ménagé dans le raccord inférieur 14. Il est évident qu'il s'oppose au mouvement de descente du manchon 20 d'actionnement une force de compres- sion exercée élastiquement par le ressort 21 et, lorsque la pression de commande diminue à l'intérieur de la chambre 29, le manchon 21 d'actionnement se rétracte normalement vers sa position de repos montrée sur les figures 1 A à 1 D et il permet au clapet 15 d'obturation de revenir en contact étanche avec le joint 17 en élastomère, sous la force du ressort 19 de torsion. Le mécanisme décrit pour effectuer l'équilibrage de toutes pressions différentes s'exerçant de part et d'autre du clapet 15 d'obturation s'applique également à tout type de dispositif d'obturation utilisant une tête de vanne mobile verticalement La caractéristique essentielle de l'invention est que le mouvement initial d'ouverture du manchon d'actionnement ne provoque que l'ouverture du petit trou 15 d d'écoulement traversant le bloc 15 d'obtura- tion et qu'il effectue donc l'équilibrage de la pression avant que tout mouvement d'ensemble du bloc 15 d'obturation soit demandé Par conséquent, la force d'actionnement pour l'ouverture de la vanne selon l'invention peut être notable- ment réduite. Il est souvent souhaitable de verrouiller momen- tanément une vanne de puits en position d'ouverture Cette caractéristique de verrouillage momentanée ou temporaire peut être aisément appliquée à la vanne présentant la carac- téristique d'équilibrage décrite ci-dessus. La partie supérieure du manchon 20 d'actionne- ment présente plusieurs trous oblongs radiaux 20 g, espacés à sa périphérie et dans lesquels plusieurs segments 40 de verrouillage, mobiles radialement, sont montés Les segments sont rappelés en continu vers l'intérieur par un ressort périphérique 41 Les surfaces supérieures des segments 40 de verrouillage présentent chacune une encoche rentrante a qui, dans la position de verrouillage momentanée de la vanne, est enclenchée avec la surface 10 e, inclinée vers le bas, ménagée dans la paroi intérieure du corps supérieur 10. Lorsque le manchon 20 d'actionnement est déplacé longitudi- nalement par l'application de la pression d'un fluide de commande à la chambre 29 de pression, de la manière décrite précédemment, la position de fin de course vers le bas du manchon 20 d'actionnement place les segments 40 de verrouil- lage en alignement radial avec l'évidement annulaire 1 Od (figure 2 B). Pour effectuer le mouvement d'expansion vers l'extérieur des segments 40 de verrouillage afin de les faire pénétrer dans l'évidement 1 Od de verrouillage, il est prévu un manchon 50 de verrouillage qui peut coulisser axialement dans l'alésage 20 f de la partie supérieure du manchon 20 d'actionnement Le manchon 50 de verrouillage est maintenu dans une position normale par rapport au man- chon 20 d'actionnement, position dans laquelle un évidement 51 du manchon 50, présentant des épaulements inclinés supérieur et inférieur 5 ia et 51 b, est aligné avec les extrémités intérieures des segments 40 de verrouillage. Des bagues annulaires 42 et 43 d'étanchéité sont disposées au-dessus et au-dessous de l'évidement annulaire 51 pour empêcher le fluide de commande de fuir par les segments 40 de verrouillage Une rondelle Belleville 52 tend à déplacer le manchon de verrouillage vers le haut par rapport au man- chon 20 d'actionnement et ce mouvement vers le haut est bloqué par une goupille 53 de cisaillement montée dans le manchon 50 et faisant saillie dans un trou oblong 20 k s'étendant axialement dans la paroi du corps 20 Un second trou oblong 20 m est ménagé sur le côté diamétralement opposé du manchon 20 d'actionnement afin de loger une goupille 54 qui ne peut être cisaillée et qui est également montée dans le manchon 50 Lorsque le manchon 50 de verrouillage est dans sa position normale décrite ci-dessus, cette goupille 54 se place au centre de la longueur axiale du trou oblong m (figure 6 A). Le manchon 50 de verrouillage présente en outre un évidement annulaire intérieur 55 Jui convient à un en- clenchement avec une douille expansible classique pouvant être commandée par un outil de conduit auxiliaire. Pour procéder au verrouillage momentané du manchon 20 d'actionnement dans sa position la plus basse d'ouverture de la vanne, la pression d'un fluide de com- mande est d'abord appliquée à la chambre 29 de pression pour faire descendre le manchon 20 d'actionnement jusqu'à la position montrée sur les figures 2 A à 2 D et pour amener en position d'ouverture complète le bloc ou la tête 15 d'obturation Dans cette position, comme mentionné précé- demment, les segments 40 de verrouillage sont placés en alignement radial avec l'évidement 10 d du corps Un outil , porté par un conduit auxiliaire, par exemple un câble métallique qui n'est représenté que schématiquement en trait mixte, est ensuite placé sur le manchon 11 c de pose ménagé à l'intérieur du raccord supérieur 11 et monté en contact étanche avecl'alésage lld d'étanchéité ménagé au-dessous de l'épaulement 11 c de pose Ainsi, comme montré schématiquement sur la figure 3 B, une douille expansible classique 62 portée par l'outil 60 à câble est expansée pour entrer en contact avec l'évidement annulaire 55 situé à l'extrémité supérieure du manchon 50 de verrouillage La douille 62 est ensuite manoeuvrée pour faire descendre à force le manchon 50 de verrouillage en comprimant le ressort Belleville 52 qui s'oppose à tout mouvement de descente du manchon 50 de verrouillage par rapport au manchon 20 d'ac- tionnement Ce mouvement de descente produit, par l'inter- médiaire de l'épaulement incliné 51 a, une action de came vers l'extérieur des segments 40 de verrouillage qui s'en- gagent dans l'évidement 1 Od de verrouillage ménagé dans la paroi intérieure du corps 10 Si la pression de commande appliquée à la chambre 29 est à présent réduite, le manchon d'actionnement s'élève et il réalise un enclenchement verrouillé entre la surface inclinée 10 e de verrouillage située sur le corps 10 et la surface correspondante 40 a de verrouillage, de même inclinaison, située sur les parties supérieures des segments 40 de verrouillage La douille 62 peut à présent être dégagée du manchon 50 de verrouillage et ce dernier s'élève sous la force du ressort Belleville comprimé 52 et il retient les segments 40 de verrouillage dans leur position déplacée radialement vers l'extérieur. Ainsi, la vanne est verrouillée mécaniquement dans sa position d'ouverture. Pour libérer la vanne de la position de ver- rouillage décrite ci-dessus, il suffit d'appliquer de nouveau une pression de commande à la chambre 29 de pres- sion pour faire descendre à force le manchon 20 d'actionne- ment et donc les segments 40 de verrouillage sur une dis- tance suffisante pour dégager les épaulements inclinés 40 a de verrouillage A la suite de ce dégagement, le ressort périphérique 41 rétracte radialement les segments de ver- rouillage et, lorsque la pression de commande est réduite, le manchon 20 d'actionnement peut alors s'élever librement sous la force du ressort 21, jusqu'à sa position normale de repos montrée sur les figures 1 A à 1 D, position dans laquelle la vanne est fermée. La vanne a pour autre caractéristique de pouvoir être verrouillée de façon permanente dans une position d'ouverture dans le cas o cette vanne de sécurité doit être réparée, ou bien, en variante, lorsque les joints 27 et 28 ne sont plus assez efficaces pour qu'il se développe une pression de commande suffisante pour faire descendre le manchon 20 d'actionnement. Si les joints 27 et 28 sont encore fonctionnels, le verrouillage permanent de la vanne de sécurité en posi- tion d'ouverture peut être réalisé par application, en pre- mier lieu, d'une pression de commande à la chambre 29 de pression, ce qui fait descendre le manchon 20 d'actionne- ment pour placer le bloc 15 d'obturation dans sa position d'ouverture complète Simultanément, les manchons 40 de verrouillage sont placés en alignement radial avec la gorge d de verrouillage L'outil 60 est ensuite posé sur l'épau- lement 11 c de pose et une douille expansible classique 62 de l'outil 60 est enclenchée avec l'évidement annulaire 55 * ménagé dans l'extrémité supérieure du manchon 50 de ver- rouillage. La douille 62 du câble est ensuite manoeuvrée pour faire monter le manchon 50 de verrouillage par rapport au manchon 20 d'actionnement, sur la distance permise par la goupille 54 qui ne peut être cisaillée Ce mouvement entraîne nécessairement le cisaillage de la goupille 53 de cisaillement mais,-dans le même temps, il provoque une expansion des segments 40 de verrouillage qui réalise un enclenchement de verrouillage avec l'épaulement incliné 10 e de verrouillage ménagé dans le corps supérieur 10 (figure 4 B) De plus, le joint tori- que 43, gui maintenait précédemment l'intégrité de la pression dans la chambre 29, est déplacé vers une position dans laquelle il se place audessus des segments 40 de verrouillage, ce qui permet une fuite par ces segments Il n'est donc plus possible d'appliquer une pression S exerçant vers le bas sur le manchon 20 d'action- nement et de dégager les épaulements inclinés 40 a et 10 e de verrouillage La vanne de sécurité est donc verrouillée de façon permanente en position d'ouverture. Dans le cas o la vanne doit être verrouillée de façon permanente dans une position d'ouverture par suite d'une défaillance du système hydraulique ou de l'un ou l'autre des joints 27 et 28, cette opération peut être commodément effectuée par actionnement des deux manchons et 40 d'actionnement et de verrouillage à l'aide d'un outil de conduit auxiliaire Cet outil est de nouveau placé sur l'épaulement 11 c de pose ménagé dans le raccord supé- rieur 11 Une première douille expansible classique 64 (figure 5) est ensuite enclenchée avec l'évidement 20 d de réception de l'outil annulaire, ménagé dans la partie centrale du manchon 20 d'actionnement Une manoeuvre du conduit auxiliaire peut alors être effectuée pour faire descendre à force le manchon d'actionnement jusqu'à sa position d'ouverture par rapport au bloc 15 d'obturation. Une seconde douille expansible 62 est ensuite enclenchée avec l'évidement 55 ménagé dans le manchon 50 de verrouil- lage et ce dernier est déplacé vers le haut pour cailier la goupille 53 et expanser les seirents 40 de verrouillage jusqu'à ce qu'il réalise un enclenchement et un verrouillage avec l'épaulement 10 e de verrouillage situé dans le corps supérieur 10 La vanne est ainsi verrouillée de façon per- manente en position d'ouverture pour être retirée du puits. L'homme de l'art reconnaît, à la lecture de la description précédente, de nombreux avantages apportés par la vanne selon l'invention L'actionnement de la vanne vers une position d'ouverture s'effectue en demandant une force appliquée par une pression minimale par suite de l'équili- brage de toutes pressions différentes s'exerçant de part et d'autre de la tête de la vanne De plus, la vanne peut être verrouillée temporairement ou de façon permanente en position d'ouverture pour faciliter l'essai du puits et/ou l'enlèvement de la vanne du puits Lorsque la vanne est en position d'ouverture, elle offre un canal permettant le libre passage du fluide de production ou d'autres outils et/ou instruments descendus dans le puits. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la vanne décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Vanne pouvant être placée à l'intérieur d'un puits souterrain et comportant un corps ( 13) qui définit un siège annulaire ( 17) entourant un canal principal d'écou- lement de fluide, une tête ( 15) d'obturation mobile vers une position de fermeture dans laquelle elle s'étend en travers du canal principal d'écoulement et dans laquelle elle porte de façon étanche contre le siège afin que la pression du fluide régnant au-dessous de la tête maintienne cette dernière en contact étanche avec le siège, la vanne étant caractérisée en ce qu'elle comporte un actionneur ( 20) monté de manière mobile à l'intérieur du corps, des moyens ( 29) destinés à déplacer cet actionneur longitudinalement pour appliquer une force sur la tête d'obturation, en oppo- sition à la pression du fluide s'exerçant sur cette tête, cette dernière étant traversée par une ouverture ( 15 d) dans laquelle passe une tige ( 34) de vanne qui porte un élément ( 33) destiné à obturer ladite ouverture par suite d'un mou- vement de la tige, des moyens élastiques ( 36) étant montés à l'intérieur de la tête pour tendre à déplacer la tige afin d'obturer l'ouverture, et une partie élargie ( 35) étant fixée à ladite tige et disposée sur la course longitudinale de l'actionneur afin qu'un mouvement longitudinal initial de l'actionneur déplace la tige de la vanne dans un premier sens pour dégager ladite ouverture de façon à équilibrer les pressions de fluide régnant au-dessus et au-dessous de la tête d'obturation, ce mouvement initial étant suivi d'un mouvement longitudinal de l'actionneur et de la tête d'obtu- ration pour ouvrir le canal principal d'écoulement de fluide. 2 Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'actionneur est de forme annulaire et est monté de manière à pouvoir coulisser dans le canal d'écoulement, ladite partie élargie s'étendant latéralement de manière à avancer sur la course longitudinale de l'actionneur annulaire. 3 Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête d'obturation est montée de manière à pou- voir pivoter dans un plan vertical autour d'un axe horizontal, entre des positions d'ouverture et de fermeture par rapport au siège. 4 Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'actionneur est de configuration annulaire et est monté de manière à pouvoir coulisser dans ledit canal d'écoulement de fluide, ladite partie élargie avançant diamétralement sur la course longitudinale descendante de l'actionneur annulaire. Vanne selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie élargie présente une surface supérieure 35 a contre laquelle porte l'actionneur et qui présente une configuration convexe afin de pouvoir coulisser en douceur par rapport à la surface inférieure de l'actionneur annu- laire lorsque la tête d'obturation pivote dans un premier sens sous l'effet du mouvement longitudinal de l'actionneur annulaire. 6 Vanne selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les moyens élastiques comprennent deux éléments ( 36) de rappel disposés dans des évidements ( 35 b, 15 g) alignés verticalement et ménagés dans la tête d'obturation et dans la partie diamétralement élargie de la tige de la vanne. 7 Vanne conçue pour être placée dans un puits souterrain, sur une conduite d'écoulement du puits, et com- portant un corps ( 13) qui définit un siège annulaire ( 17) entourant un canal d'écoulement de fluide à l'intérieur de ladite conduite, une tête mobile ( 15) d'obturation pouvant être appliquée de manière étanche contre le siège, la vanne étant caractérisée en ce qu'elle comporte un actionneur annulaire ( 20) qui est monté de manière mobile à l'intérieur du corps, des moyens ( 29) destinés à déplacer cet actionneur dans un premier sens pour appliquer une certaine force sur la tête d'obturation, un élément élastique ( 21) qui s'oppose au mouvement de l'actionneur annulaire dans le premier sens, et des moyens de verrouillage qui comprennent un manchon ( 62) manoeuvré par un conduit auxiliaire et pouvant coulis- ser dans l'actionneur annulaire pour verrouiller ce dernier dans sa position d'ouverture de la vanne, les moyens de verrouillage comprenant des éléments ( 40) de verrouillage mobiles radialement, disposés dans la paroi de l'actionneur annulaire, un élément élastique ( 41) qui retient normale- ment les éléments mobiles de verrouillage dans une position rétractée radialement, le corps comportant un épaulement ( 1 Od) qui peut être aligné avec les éléments de verrouillage lorsque l'actionneur annulaire est déplacé dans un premier sens vers une position d'ouverture de la vanne, un manchon ( 50) de verrouillage étant monté à l'intérieur de l'action- neur annulaire pour effectuer un mouvement axial limité, ce manchon de verrouillage comportant un épaulement péri- phérique ( 51 a) de came qui peut entrer en contact avec les éléments de verrouillage rétractés radialement afin de les enclencher avec un épaulement opposé, le manchon de ver- rouillage comportant des moyens ( 55) de raccordement à un conduit auxiliaire, permettant à ce manchon de verrouillage d'être déplacé axialement par manoeuvre du conduit auxi- liaire pour verrouiller momentanément l'actionneur annulaire et la tête d'obturation dans ladite position d'ouverture. 8 Vanne selon la revendication 7, caractérisée en ce que les éléments de verrouillage mobiles radialement comprennent plusieurs segments identiques ( 40) qui peuvent coulisser dans un ensemble périphérique d'ouvertures a diales respectives ( 20 g) ménagées dans la paroi de l'actionneur annulaire, le manchon de verrouillage présentant un évide- ment annulaire extérieur ( 51) qui reçoit normalement les extrémités intérieures des segments, une première surface extrême de cet évidement constituant ledit épaulement péri- phérique ( 51 a) de came destiné à déplacer les segments pour les enclencher avec ledit épaulement porté par le corps lorsque le manchon deverrouillage est déplacé axialement par manoeuvre du conduit auxiliaire. 9 Vanne de puits souterrain, comprenant un corps ( 13) qui définit un siège annulaire ( 17) entourant un canal principal d'écoulement de fluide, une tête ( 15) d'obturation mobile vers une position de fermeture dans laquelle elle s'étend en travers du canal d'écoulement et porte de manière étanche contre le siège afin que la pres- sion du fluide, régnant au-dessous de la tête d'obturation, maintienne cette dernière en contact étanche avec le siège, la vanne étant caractérisée en ce qu'elle comporte un ac- tionneur annulaire ( 20) qui est monté de manière à pouvoir coulisser dans le canal principal d'écoulement de fluide et qui peut se déplacer dans un premier sens à travers le siège annulaire afin d'amener la tête d'obturation dans une position d'ouverture par rapport à ce siège, des moyens ( 29) destinés à appliquer une pression de fluide à la face extrême supérieure de l'actionneur annulaire pour tendre à déplacer ce dernier dans un premier sens afin d'ouvrir la tête d'obturation, un élément élastique dans la paroi de l'actionneur annulaire, un élément élasti- que ( 41) qui retient normalement les éléments mobiles de verrouillage dans une position rétractée radiale, le corps présentant un épaulement ( 10 d) qui peut être aligné avec les éléments de verrouillage lorsque l'actionneur annulaire est déplacé dans un premier sens vers ladite position d'ou- verture de la vanne, un manchon ( 50) de verrouillage étant monté à l'intérieur de l'actionneur annulaire afin de pou- voir exécuter un mouvement axial limité, ce manchon de verrouillage comportant un épaulement périphérique ( 51 a) de came qui peut entrer en contact avec les éléments de verrouillage rétractés radialement afin de les déplacer par action de came pour les enclencher avec ledit épaulement, ledit manchon de verrouillage présentant également des moyens ( 55) de raccordement à un conduit auxiliaire pour permettre à ce manchon de verrouillage d'être déplacé axialement par une manoeuvre du conduit auxiliaire afin de verrouiller momen- tanément l'actionneur annulaire et la tête d'obturation dans ladite position d'ouverture. Vanne selon la revendication 9, caractérisée en ce que les éléments de verrouillage mobiles radialement comprennent plusieurs segments identiques ( 40) qui peuvent coulisser dans un ensemble périphérique d'ouvertures radiales respectives ( 20 g) ménagées dans la paroi de l'actionneur an- nulaire, le manchon de verrouillage présentant un évidement annulaire extérieur ( 51) qui reçoit normalement les extré- mités intérieures des segments, une première surface extrême de cet évidement constituant ledit épaulement périphérique (Sia) de came de manière à déplacer radialement vers l'exté- rieur lesdits segments pour les engager au-dessous dudit épaulement situé sur le corps lorsque ledit manchon de verrouillage est déplacé axialement par une manoeuvre du conduit auxiliaire. 11 Vanne selon la revendication 10, caractérisée en ce que le mouvement axial limité du manchon de verrouil- lage par rapport à l'actionneur annulaire est déterminé par des premiers moyens à goupille ( 53) et trou oblong ( 20 k), et un ressort ( 52) disposé entre le manchon de verrouillage et l'actionneur annulaire et maintenant ledit évidement annulaire ( 51) de verrouillage en alignement axial avec les segments de verrouillage, contre la force dudit ressort tendant à déplacer le manchon de verrouillage dans un pre- mier sens, lesdits premiers moyens comprenant une goupille ( 53) qui peut être cisaillée par une manoeuvre du manchon de verrouillage, de manière que le verrouillage momentané de l'actionneur annulaire dans sa position d'ouverture de la vanne puisse être rendu permanent par le cisaillage de ladite goupille des premiers moyens pour permettre au man- chon de verrouillage d'être déplacé et de maintenir de façon permanente les segments de verrouillage dans leurs positions de verrouillage. 12 Vanne selon la revendication 11, caracté- risée en ce qu'elle comporte en outre des seconds moyens à goupille ( 54) ne pouvant être cisaillés et trou oblong ( 20 m), agissant entre ledit actionneur annulaire et le manchon de verrouillage afin de limiter le mouvement de ce dernier à la distance nécessaire pour réaliser le ver- rouillage permanent de l'actionneur annulaire dans sa posi- tion d'ouverture de la vanne. 13 Vanne selon l'une quelconque des revendi- cations 8, 9 et 11, caractérisée en ce que les surfaces de butée des éléments de verrouillage et de l'épaulement, lors- que les éléments de verrouillage sont enclenchés avec l'épau- lement, sont inclinées vers le bas et vers l'intérieur de manière qu'un mouvement initial de descente de l'actionneur annulaire soit nécessaire pour permettre le retrait des éléments de verrouillage vers une position de déverrouil- lage. 14 Vanne pouvant être placée à l'intérieur d'un puits souterrain et comprenant un corps ( 13) qui définit un siège annulaire ( 17) entourant un canal principal d'écou- lement de fluide, une tête ( 15) d'obturation mobile vers une position de fermeture dans laquelle elle s'étend en travers du canal principal d'écoulement et porte de manière étanche contre le siège afin que la pression du fluide régnant au-dessous de cette tête maintienne cette dernière en contact étanche avec le siège, la vanne étant caracté- risée en ce qu'elle comporte un actionneur ( 20) monté de manière mobile à l'intérieur du corps, des moyens ( 29) destinés à déplacer l'actionneur longitudinalement pour appliquer une force sur ladite tête d'obturation, en oppo- sition à la pression du fluide agissant sur cette tête, cette dernière étant traversée par une ouverture ( 15 d) dans laquelle passe une tige ( 34) de vanne qui porte un élément ( 33) destiné à obturer ladite ouverture par suite d'un mouvement de la tige, des organes élastiques ( 36) étant montés sur la tête d'obturation pour agir sur la tige afin qu'elle obture ladite ouverture, une partie élargie ( 35) étant fixée à la tige et placée sur la course longitudinale de l'actionneur afin que le mouvement longi- tudinal initial de ce dernier déplace ladite tige dans un premier sens pour dégager ladite ouverture de façon à équi- librer les pressions régnant au-dessus et au-dessous de la tête d'obturation, ce mouvement initial étant suivi d'un mouvement longitudinal de l'actionneur et de la tête d'obturation afin d'ouvrir le canal principal d'écoulement de fluide, des éléments ( 40) de verrouillage, mobiles radia- lement, étant disposés dans la paroi de l'actionneur annu- laire, un organe élastique ( 41) retenant normalement ces éléments mobiles de verrouillage dans une position rétrac- tée radialement, ledit corps comportant un épaulement ( 1 Od) qui peut être aligné avec les éléments de verrouillage lorsque l'actionneur annulaire est déplacé dans un premier sens vers une position d'ouverture de la vanne, un manchon ( 50) de verrouillage étant monté à l'intérieur de l'action- neur annulaire afin de pouvoir exécuter un mouvement axial limité, ce manchon de verrouillage comportant un épaule- ment périphérique ( 51 a) de came qui peut entrer en contact avec les éléments de verrouillage rétractés radialement pour les déplacer par action de came afin de les enclencher avec ledit épaulement ( 10 d) qui leur fait face, le manchon de verrouillage comportant également des moyens ( 55) de raccordement à un conduit auxiliaire, permettant à ce man- chon de verrouillage d'être déplacé axialement par manoeuvre du conduit auxiliaire afin de verrouiller momentanément l'actionneur annulaire et la tête d'obturation dans ladite position d'ouverture. Vanne selon la revendication 14, caracté- risée en ce que lesdits éléments de verrouillage mobiles radialement comprennent plusieurs segments identiques ( 40) qui peuvent coulisser dans un ensemble périphérique d'ouver- tures radiales ( 20 g) ménagées dans la paroi de l'actionneur annulaire, le manchon de verrouillage présentant un évide- ment annulaire extérieur ( 51) qui reçoit normalement les extrémités intérieures desdits segments, une première sur- face extrême de cet évidement constituant ledit épaulement périphérique ( 51 a) de came destiné à repousser les segments radialement vers l'extérieur pour les engager au-dessous dudit épaulement du corps lorsque le manchon de verrouil- lage est déplacé axialement par manoeuvre du conduit auxi- liaire. 16 Vanne selon la revendication 15, caracté- risée en ce que le mouvement axial limité du manchon de verrouillage par rapport à l'actionneur annulaire est dé- terminé par des premiers moyens à goupille ( 53) et trou oblong ( 20 k) et un ressort ( 52) disposé entre le manchon de verrouillage de l'actionneur annulaire afin de maintenir l'évidement annulaire de verrouillage en alignement axial avec le manchon de verrouillage dans un premier sens, lesdits moyens comprenant une goupille ( 53) qui peut être cisaillée par une manipulation du manchon de verrouillage afin que le verrouillage momentané de l'actionneur annulaire, dans sa position d'ouverture de la vanne, puisse être rendu permanent par le cisaillage de ladite goupille des premiers moyens pour permettre audit manchon de verrouillage d'être déplacé et de maintenir de façon permanente les segments de verrouillage dans leurs positions de verrouillage. 17 Vanne selon la revendication 16, caracté- risée en ce qu'elle comporte en outre des seconds moyens à goupille ( 54) ne pouvant être cisaillée et trou oblong ( 20 m), agissant entre l'actionneur annulaire et le manchon de verrouillage afin de limiter le mouvement de ce manchon de verrouillage à la distance nécessaire pour verrouiller de façon permanente l'actionneur annulaire dans sa posi- tion d'ouverture de la vanne.