Brevet FR2524542A1 — publié le 19831007

Une tête de production de puits sous-marin peut nécessiter un alignement relativement précis des conduites de production avec les conduites d'écoulement qui leur sont reliées Dans le cas d'une complétion assistée par câble de guidage, l'orientation de la tête de production s'effectue généralement par la mise en place du tube con- ducteur de 76 cm et de la plaque de base de forage dans une orientation approximative, la rotation de la plaque de base et du tube conducteur dans l'orientation exacte à l'aide d'un outil d'application de couple, et l'orienta- tion du dispositif de suspension de colonne dans une rainure verticale usinée à l'intérieur du connecteur de la tête de puits et des vannes de sécurité. Ce procédé d'orientation a été mis en oeuvre avec succès en eau peu profonde, mais en eau plus profonde et dans des conditions de fond rendant difficile la rota- tion de la plaque de base et du tube conducteur, l'ac- complissement avec succès de cette opération n'est pas aisé, en particulier lorsqu'un alignement précis (+ 20 ou 30) est nécessaire. De plus, l'alignement pose un problème lors des complétions de puits sousmarins s'effectuant sans câbles de guidage. L'invention concerne une tête de puits sous- marine perfectionnée destinée à la réalisation d'un ali- gnement précis des conduites de production avec les conduites d'écoulement de jonction, et elle est particu- lièrement bien adaptée à des complétions effectuées en eau profonde, à des complétions effectuées sans câbles de guidage et à des complétions effectuées dans des con- ditions de fond difficiles La tête de puits comporte un sabot interne logé dans le tube conducteur, un manchon fixé à un élément de fond de puits, et une clavette fixée au manchon, dans une position choisie de manière que, lors de la descente de l'élément de fond, cette clavette coopère avec le sabot pour orienter l'élément et la colonne de production dans une position prédéterminée. L'invention a pour objet une tête de puits sous- marine perfectionnée qui permet une orientation simple et précise de l'équipement de complétion de la tête de puits L'invention a également pour objet une tête de puits sous-marine perfectionnée qui permet une orientation des conduites de production avec les conduites d'écoulement lors d'une complétion effectuée sans câbles de guidage. L'invention a également pour objet un système de tête de puits ne nécessitant aucune opération pour orienter l'en- semble des vannes de sécurité L'invention a pour autre objet une tête de puits sous-marine perfectionnée qui ne nécessite pas une orientation sous un couple élevé, même en eau profonde et dans des cond+isions de fond difficiles. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: les figures 1 A et l B représentent les parties supérieure et inférieure, respectivement, d'une coupe verticale d'un puits sous-marin, ces figures montrant le tube conducteur et le sabot interne; la figure 2 est une vue partielle en plan, avec coupe partielle suivant la ligne 2-2 des figures 1 A et 1 B; la figure 3 est une coupe longitudinale détaillée d'une forme de réalisation de l'anneau perfectionné d'orien- tation selon l'invention; la figure 4 est une vue suivant la ligne 4-4 de la figure 3; et la figure 5 est une coupe Longitudinale d'une variante de l'anneau perfectionné d'orientation selon l'invention. Les figures 1 A et 1 B représentent une tête de puits sous-marine 10 et une colonne 12 de production qui sort d'un sondage 14 revêtu d'un tube conducteur 16 et comprenant un entonnoir 18 s'évasant vers le haut et repo- sant sur une embase 20 Un sabot 22 est positionné à l'intérieur du tube conducteur 16 et aboutit dans une rainure 24. Un appareil 26 d'orientation décrit ci-après est relié et fixé à un élément 28 de fond de puits tel qu'un raccord d'extension de conduite d'écoulement, une colonne de complétion ou un manchon de raccordement L'appareil 26 d'orientation comprend un manchon 30 qui est fixé à l'élément 28 de puits par soudage ou de toute autre manière convenable, comme montré sur la figure 3 Le manchon 30 comporte un épaulement extérieur 32 tourné vers le bas. Un anneau 34 à clavette entoure le manchon 30 et comporte un épaulement 36 tourné vers le haut, qui est en contact avec l'épaulement 32 du manchon 30 Des vis 38 de blocage sont utilisées pour maintenir l'anneau 34 à clavette en position sur le manchon 30 Une clavette 40 est fixée sur la face extérieure de l'anneau 34 et elle est convenable- ment dimensionnée pour passer dans la rainure 24 La surface supérieure du manchon 30 est marquée, comme indi- qué sur la figure 4, afin que la position de l'anneau 34 à clavette par rapport à la colonne 12 de production puisse être aisément déterminée Lorsque l'anneau 34 à clavette est convenablement positionné par rapport au manchon 30, les vis 38 de blocage sont serrées, et l'anneau et le manchon sont soudés l'un à l'autre par leurs surfaces adjacentes supérieure et inférieure, comme indiqué par les soudures 46 et 48. La figure 5 représente une variante de l'appareil 26 a d'orientation qui comprend un manchon 50 fixé à un élément 28 a de fond de puits, par exemple par soudure ou de toute autre manière convenable Un anneau 52 à clavette est vissé sur la face extérieure du manchon 50 Il est avantageux que ces filets soient des filets trapézoïdaux à ajustement étroit L'anneau 52 comporte une clavette 54 fixée à sa surface extérieure La clavette 54 est con- çue pour déplacer le sabot 22 sur la rainure 24 afin de donner l'orientation souhaitée à l'élément 28 a de fond de puits Lorsque l'anneau 52 à clavette a été positionné comme indiqué ci-après, il est fixé au manchon 50, par exemple par soudage. L'appareil perfectionné d'orientation selon l'in- vention convient à la complétion de puits sous-marins, dans les cas o le tube conducteur a été cimenté Un ins- trument de contrôle de puits, généralement appelé instrument à orientation, est descendu pour déterminer la position exacte de la rainure 24 par rapport à un compas Etant donné que la position des conduites d'écoulement est con- nue, la position correcte de la clavette 40 ou 54 est déterminée et l'anneau à clavette utilisé est fixé dans cette position prédéterminée Cette dernière aligne la colonne de production avec les conduites d'écoulement. Il n'est pas nécessaire, lors de cette opération, d'orien- ter l'ensemble des vannes de sécurité Cependant, on obtient une orientation appropriée pour le manchon de raccordement de forage, l'ensemble à vannes principales de fond de puits et les structures de conduites de boue placées au-dessus, qui peuvent être clavetées sur le sabot à hélice d'angle faible et la rainure. Ainsi, grâce à la présence des anneaux réglables à clavettes d'orientation, la totalité de cet équipement de puits sous-marins est posée automatiquement dans son orientation préférée. -Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la tête de puits décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Tête de puits sous-marine, caractérisée en ce qu'elle comporte un tube conducteur ( 16) de fond de puits comprenant un sabot hélicoïdal interne ( 22) à petit angle, un élément ( 28) de fond de puits, un manchon ( 30) fixé sur la surface extérieure de l'élément de fond de puits, une clavette ( 40) et des moyens destinés à fixer la cla- vette à la surface extérieure du manchon, dans une orienta- tion choisie, afin qu'elle coopère avec le sabot lors de la descente de l'élément de puits pour donner à ce dernier une orientation prédéterminée lorsqu'il est posé. 2 Tête de puits sous-marine selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation de la clavette comprennent un anneau ( 34) sur la surface extérieure duquel la clavette est fixée et qui entoure le manchon. 3 Tête de puits sous-marine selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que l'anneau à clavette est soudé sur le manchon de façon que la clavette soit placée dans une orientation prédéterminée par rapport à l'élément de fond de puits. 4 Tête de puits sous-marine selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que l'anneau ( 52) à clavette ( 54) est vissé sur la surface extérieure du manchon ( 50). 5 Tête de puits sous-marine selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce que le manchon comporte un épaulement extérieur ( 32) et l'anneau à clavette comporte un épaulement intérieur ( 36) portant contre l'épaulement du manchon. 6 Appareil d'orientation associé à une tête de puits sous-marine comprenant un tube conducteur ( 16) équipé d'un sabot interne ( 22) à petit angle d'hélice, aboutissant dans une rainure ( 24), l'appareil d'orienta- tion étant caractérisé en ce qu'il comporte un manchon ( 30) pouvant être fixé à un élément ( 28) de fond de puits, une clavette ( 40) et des moyens destinés à fixer la clavette dans une orientation prédéterminée au manchon. 7 Appareil d'orientation selon 'La revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de fixation compren- nent un anneau ( 34) sur la surface extérieure duquel la clavette est fixée et qui entoure le manchon. 8 Appareil d'orientation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'anneau à clavette est soudé au manchon de façon que la clavette présente une orientation prédéterminée par rapport à l'élément de fond de puits. 9 Appareil d'orientation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'anneau ( 32) à clavette ( 54) est vissé sur la surface extérieure du manchon ( 50). Appareil d'orientation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le manchon comporte un épaulement extérieur ( 32) et l'anneau à clavette comporte un épaule- ment intérieur ( 36) portant contre l'épaulement du man- chon.