Brevet FR2534325A1 — publié le 19840413

DISPOSITIF POUR REDUIRE LA PRESSION DES FLUIDES La présente invention concerne un nouveau concen trateur de boue" un dispositif réducteur de pression et une méthode d'utilisation Ce concentrateur est particulié rement utilisable pour concentrer une boue aqueuse renfer- mant un agent de soutènement pour la fracture hydraulique d'une formation terrestre souterraine Diverses méthodes ont été décrites dans l'art antérieur pour perfectionner la production de fluide hy drocarboné (par exemple de l'huile burte et du gaz naturel) à partir de puits forés dans des réservoirs de faible per méabilité. L'acidification matricielle et la fracture hydraulique de ees formations ou gisements sont les techni- ques les plus connues et les plus largement utilisées. Dans la fracture hydrauliques un fluide fracturant est pompé à travers une enveloppe perforée à l'intérieur d'une zone de prospection contenant des hydrocarbures sous une pression suffisamment élevée pour provoquer un clivage ou une fracture de la formation. Le fluide de fracture ren ferme normalement un agent de soutènement qui est dispos dans la fracture et évite la refermeture de la formation lorsque la pression de pompage est supprimée.L'agent de soutènement (par exemple du sable, de la bauxite frittée des perles de verre, etc .) fournit un canal perméable dans la formation à travers lequel les fluides s'écoulent vers le forage du puits et sont prélevés. Dans les processus habituels de fracture hydrau- lique, de nombreux liquides, tels que l'huile brute, le fuel léger, le kérosène, l'eau, l'eau gélifiée, les acides (HCl aqueux), les acides gélifiés, etc... (avec ou sans agents de soutènement) ont été utilisés comme fluide de fracture. De l'eau gélifiée au moyen d'un polysaccharide ou d'un dérivé de polysaccharide (par exemple le guar, le guar hydroxypropylé etc...) s'est avérée être particulièrement efficace comme fluide de fracture et a été largement utilisée Toutefois, ces gels aqueux et d'autres fluides de fracture liquides ont posé un certain nombre de problè- mes relativement à leur utilisation Par exemples lorsque la pression de rupture de la- formation est atteinte et que la fracture se produit, il en résulte une importante chute de pression. Les pompes doivent être alors susceptibles de fournir rapidement d'importants volumes de liquide de fracture additionnels dans la zone de fracture afin de main- tenir et d'étendre les fractures formées. Pour fournir une telle pression de pompage additionnel, il est nécessaire de maintenir en réserve plusieurs unités de pompage impor- tantes qui ne seraient pas requises par ailleurs.En outre, les fluides de fracture liquides nécessitent souvent un traitement additionnel ou des additifs chimiques pour ac- crottre leur viscosité, leur résistance à la gElification, et/ou pour augmenter leurs caractéristiques de perte de fluide pendant l'usage. D'autres traitements des liquides ont été mis au point pou améliorer les capacités des flui- des à transporter l'agent de soutènement. De très nombreux problèmes relatifs aux fluides de fracture ont été abordés et résolus par une fracture hydraulique avec de la mousse. La fracture à la mousse est relativement récente et l'état de la technique est représenté par le brevet US 3 937 283 (Blauer et ai.). D'au- tres articles intéressants au sujet de la fracture à la mousse se trouvent dans le numéro du 22 Juillet 1974 de "Oilweek'l par Bullen et dans une publication présentée par Blauer et al., et intitulée "Fracture de formation au moyen de mousse" SPE 5003. On fait également référence au brevet US 3 980 136 (Plummer et al.). Blauer et al. dans le brevet US 3 937 283, font état des nombreux avantages de la fracture par mousse et décrivent des méthodes de fabrication et d'utilisation de ces mousses. Un des avantages de la fracture par mousse réside dans une perte inférieure de fluide dans le gisement. Une perte inférieure de fluide signifie que le processus de fracture est plus efficace et que le dommage dans le gisement est minimisé. Comme avantage supplémentai- re, les mousses présentent, de façon typique, une capacité de transport relativement élevée de l'agent de soutènement, ce qui permet: d'apporter plus d-'agent de soutènement dans le site de la fracture et ceci aide à éliminer les "bourrages" pendant les fermetures non prévues pendant le traite ment de fracture.L'expression "bourrage" est un terme utilisé dans le domaine pétrolier pour définir le phénomène qui se produit lorsque l'agent de soutènement précipite du fluide de fracture et bouche le puits de forage. Les mousses sont également plus faciles à pomper et nEcessi- tent moins de puissance hydraulique initiale et peu d'unités de pompage de réserve sur le site de forage. L'efficacité de la fracture par mousse peut être en outre améliorée en concentrant la boue de l'agent de soutènement avant la formation de la mousse. La boue de soutènement comprend un liquide moussable et un agent de soutènement solide particulaire. Présentement, les boues de soutènement classiques renferment des concentrations de O7O à 1 kg d'agent de soutènement (par exemple du sable) par litre de fluide porteur g après le moussage âa teneur en solide de la boue est réduite à 0,120 à 0,240 kg d'agent de soutènement par litre de liquide.Puisqu'il est pour le moins théoriquement possible pour la mousse de supporter prati- quement plus d'agent de soutènement spécifié ci-dessus, il est nécessaire de trouver un moyen pour accroître la densi- té de la boue avant le moussage. Dans les brevets US 4 176 064 et 4 126 180, Black décrit un dispositif pour obtenir ce résultat. Le concentras teur de boue décrit par Black est un séparateur mécanique présentant une hélice rotative-qui imprime à une boue d'ali- mentation une forme centrifuge qui dirige les matériaux les plus lourds vers les parois extérieures et laisse le fluide porteur plus léger se séparer de la boue et s'écouler à travers un tamis à fente hors du concentrateur dans un ré- servoir. Une forme de réalisation commerciale de ce concentrateur n'a bénéficié que d'un succès marginal dO aux pro- blêmes mécaniques relatifs aux éléments rotatifs, aux joints d'étanchéité etc... Dans la pratique actuelles de tels pro- blèmes se sont traduits dans les unités de pompage par une diminution de la pression de fonctionnement jusqu'à un maximum d'environ 35 000 kPa et un rendement volumique modéré. D'autres informations sur ce système peuvent être trouvées dans la communication rédigée par Anderson et ai. (Communication n 793 039) et présentée à la trentième réunion annuelle technique de la Pétroleum Society de CIM les 6-11 Mai 1979 à Banff. La littérature publiée à la vente par un certain nombre de compagnies de services de prospection pétrolière indique que d'autres concentrateurs de boue ont été réa- lisés pour l'utilisation dans la fracture par mousse. Or, on a maintenant découvert un nouveau concen- trateur de boue qui est particulièrement utile pour les concentrations de boues gagent de soutènement destinées à être utilisées par la Suite dans la fracture hydraulique par mousse des gisements souterrains. Ce nouveau con centrateur de boue peut être utilisé à des pressions éle vées, par exemple supérieure à 700 kg/cm2, si on le désire, et à un rendement volumique suffisant pour fracturer la plupart des gisements. Plus précisément, le concentrateur de boue de l'invention comporte - un carter présentant une première et une seconde extrémités, ce carter définissant un alésage de section transversale généralement circulaire et présentant un axe directeur s'étendant de la première à la seconde extrEmi- tés, la zone de carter adjacente à la première extrémdté définissant un passage d'entrée qui est généralement disposé de façon tangentielle par rapport à cet alésage ; un conduit cylindrique creux présentant un diamètre approxinativement égal au diamètre de l'alésage, qui est disposé de façon non rotative à l'intérieur de l'alésage et adjacent à la première extrémité du carter, ee conduit présentant une ouverture d'entrée en alignement avec ledit passage d'entrée ; un élément creux tronconique présentant une extrémité de petit diamètre et une extrémité de grand diamètre disposées à l'intérieur de l'alésage, l'extrémité de grand diamètre étant disposée généralement adjacente à la première extrémité du carter et présentant un diamètre approximativement égal au diamètre de l'alésage, 1 'extré- mité de petit diamètre étant disposée généralement éloignée de la première extrémité du carter ; un premier élé- ment obturateur d'extrémité fixé au carter et supportant à l'intérieur de ce dernier un premier conduit d'évacua- tion qui est généralement coaxial à l'alésage et qui se prolonge dans l'alésage et dans le conduit au-delà du passage d'entre mais qui ne s'étend pas dans l'élément tronconique ; un second élément obturateur d'extrémité fixé au carter et supportant à l'intérieur de ce dernier un second conduit d'évacuation qui est généralement coaxial à l'alésage et qui est en communication de fluide avec l'extrémité de petit diamètre de l'élément tronconique, la face externe de l'élément tronconique et la face adjacente du carter définissant: un espace généralement annulaire ; et un dispositif de communication-de fluide, entre l'espace annulaire et l'espace interne, vers l'élément tronconique. La présente invention vise également un nouveau dispositif d'étranglement de l'écoulement désigné par l'expression "duse d'étranglement" et qui est, de façon inhabituelle' efficace pour réduire la pression des fluide des qui a'y écoulent. La duse d1étranglement peut être également utilisée pour des fluides entratnant avec eux des solides particulaires. Outre qu'il possède un dispositif hautement productif pour l'utilisation dans le domaine de la recherche pé- trolière, le concentrateur de boue de l'invention peut également être utilisé dans des domaines autres que la fracture, où il est nécessaire ou désirable de concentrer des boues liquides/solides, ou même de séparer des liquides de densités différentes ou des gaz à partir de liquides, etc... sous des conditions de pression élevée On a représenté sur les figures 1 et 2 du dessin des modes de réalisation actuellement préférés du concentrateur de boue selon l'invention. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue latérale en coupe transversale schématique du concentrateur de boue de l'invention; la la figure 2 est une vue d'extrémité en coupe transversale schématique selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une représentation schématique d'un système utilisé pour fabriquer et injecter de la boue dans un puits - les figures 4 et 5 représentent des détails d'un dispositif de communication de fluide préféré-;; - les figures 6 et 7 sont des représentations schématiques du concentrateur de boue avec le dispositif d'étranglement y attaché - la figure 8 représente une vue latérale en coupe transversale schématique du dispositif d'étranglement de fluide - la figure 9 représente une vue latérale en coupe transversale schématique d'un organe d'étranglement renfermant un adaptateur d'étranglement qui à son tour contient le dispositif d'étranglement d'écoulement. La figure 1 représente l'enveloppe externe ou carter 1 du concentrateur présentant un alésage cylind2i- que creux de section transversale généralement circulaire et ayant un axe directeur s'étendant d'une extrémité à l'autre. Les parois du carter sont aptes à résister a une pression élevée et sont habituellement en métal (par exem ple en acier) mais peuvent titre en d'autres matériaux de construction. Sur la figure 1, est également représenté un conduit cylindrique creux 12 positionné à l'intérieur de l'alésage du carter. Le conduit cylindrique présente une ouverture d'entrée en alignement avec un passage d'entrée ou orifice d'admission de la boue 17 qui est orienté géné raclement de façon tangentielle au conduit cylindrique creux 12. L'orifice d'entrée de boue 17 est représenté plus en détail sur la figure 2. La figure 1 représente également un élément tronconique creux ll présentant une extrémité de petit diamètre et une extrémité de grand diamètre disposée à l'intérieur de l'alésage. L'extrémité de grand diamètre du cône est disposée généralement adjacente à une première extrémité du carter et présentant un diamètre approximativement égal au diametre de l'alésage. L'extrémité de petit diametre du cne est disposée généralement éloignée de la pre- mière extrémité du carter. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'élément tronconique 11 et le conduit cylindrique creux 12 sont des éléments séparés qui Sont purement en aboutement l'un contre l'autre à l'intérieur de l'alésage du carter. Les deux éléments peuvent être fixes l'un à l'autre mais. il est sensiblement plus avantageux en pratique d'avoir de onze à-douze éléments se présentant sous forme d'éléments séparés. Un premier organe obturateur d'extrémité 14 est fixé au carter pour y Supporter un premier agencement de conduit 13 et 13A, qui est généralement coaxial à l'alésa- gè et qui s'étend à l'intérieur de l'alésage et dans le conduit 12 au-delà du passage d'entrée 17, mais ne se pro longe pas à l'intérieur de l'élément tronconique 11. L'agencement de conduits 13 et 13A forme ensemble un conduit d'évacuation.Cependant, l'avancement de conduit 13 est généralement référencé comme étant un "détecteur de vortex" Un second organe d'obturation d'extrémité 7 est fixé au carter pour y supporter un second conduit d'évacua tion 13B qui est généralement coaxial avec l'alésage et qui est en communication de fluide avec l'extrémité de petit diamètre de l'élément tronconique 11. Sur la figure 1, l'organe d'obturation d'extrémité 7 renferme également un dispositif support 10 pour l'extrémité de petit diamè- tre de l'élément tronconique. Le dispositif de communication de fluide 34 est ménagé entre l'espace généralement annulaire 35 défini par la face externe de l'élément tronconique 11 et la face adjacente de carter 1, et l'espace interne vers l'élément tronconique 11. Le dispositif de communication de fluide de cette figure comporte, dans 1 l'extrémité de grand diamè- tre de l'élément tronconique, un certain nombre de gouttiè res longitudinales, qui ménagent une série d'ouvertures autour du périmètre de la jonction de l'élément tronconique avec le conduit cylindrique creux 12. En condition de fonctionnements le dispositif de communication de fluide permet d'utiliser le concentrateur de boue à des pressions élevées pour concentrer des boues susceptibles d'être pompées (c'est-à-dire, des mélanges de solides, de liquides et/ou de gaz de différentes dans tés) sans tenir compte des capacités du conduit cylindri- que creux 12 et/ou de l'élément tronconique li à résister à la pression.Le dispositif de communication de fluide produit une égalisation de pression entre l'espace annulaire 35 et l'espace interne de l'élément tronconique ll Ceci est une caractéristique très importante du concentrateur de boue du fait qu'elle permet de construire l'élE- ment tronconique (en particulier) avec des matériaux classaques de construction ou des matériaux de construction qui sont spécifiquement destinés à résister à un haut degrd d'abrasion ou de corrosion, par exemple. La sélection des matériaux de construction pour les composants du concentrateur de boue est du domaine de la technologie connue et peut être modifiée selon les besoins du technicien, Les dimensions du concentrateur de boue et de ses constituants peuvent également etre choisies par le technicien pour satisfaire à des besoins par ticuliers (par exemple l'épaisseur de paroi de l'enveloppe extérieure peut être choisie en fonction du domaine de pression désirée si le matériau de construction reste le même). Le concentrateur de boue fonctionne en convertis- sant l'énergie de pression en énergie centrifuge en introduisant tangentiellement une boue susceptible d'être pompée dans le concentrateur de boue par l'orifice d'entrée 17. Les forces centrifuges font que les parties les plus lourdes de la boue alimentée.se dirigent vers l'extérieur vers les parois internes du conduit cylindrique creux 12 et ensuite progressent doucement de la première extrémité du carter vers la seconde extrémité du carter dans l'élément tronconique Il le long de sa surface interne conique selon une spirale d'accélér;tion centrifuge vers l'extrémité de petit diamètre de l'élément tronconique (c 'est-à- dire son apex), et ensuite s'évacue vers le conduit d'évacuation 13B.La (ourles) portion(s) la (ou les) plus lE- gAre(s) de la boue se dirige(nt) vers l'intérieur sous forme de spirales vers le "détecteur de vortex" 13 et sont évacuées par le conduit d'évacuation 13 et l3A. La caractéristique d'égalisation de pression du concentrateur de boue est obtenue par un dispositif de communication de fluide 34 permettant aux fluides (injec- tés initialement ou à partir de la boue dvalimentation) de s'écouler de l'intérieur dans l'espace annulaire 35 et de remplir ce dernier. Après que l'espace annulaire ait été remplit la pression exercée sur le fluide dans l'espace annulaire sera la même que la pression exercée sur les fluides à l'intérieur de l'élément tronconique et du con- duit cylindrique creux.A cause de cela, le conduit cylindrique creux et l'élément tronconique sont soumis à une très faible pression différentielle, si cette dernière existe, entre leurs faces intérieures et extérieures. Le concentrateur de boue peut être utilisé dans n'importe quel domaine où il est nécessaire d'isoler des composants de différentes densités. Il peut être utilisé, par exemple, pour séparer des liquides non miscibles de densités différentes (par exemple de l'huile et de l'eau), mais il est particulièrement utilisable pour concentrer des boues qui renferment un liquide support et des solide particulaires. C'est cette dernière application qui rend le concentrateur de boue d'utilisation particulièrement utilisable dans le domaine pétrolier pour concentrer les boues de soutènement.Pour cet usage dans le domaine pé- trolier, le concentrateur de boue, qui est normalement positionné dans une position étendue horizontale" est un élément mécanique d'un système à multicomposants comportant des mélangeurs mécaniques, des dispositifs de pompage etc..., que l'on désignera simplement ci-après comme un "système". Ce mode de réalisation est décrit -ci-dessous dans un exemple. Afin que le concentrateur de boue fonctionne le plus efficacement possible, an établit une pression diffé- rentielle entre les matériaux s'écoulant à travers . le dé- tecteur de vortex 13 et des conduits associés et l'extré- mité d'évacuation du séparateur cyclonique. Cette pression différentielle est établie de façon appropriée en mettant un dispositif réducteur de pression (par exemple un dispo sitif d'etranglement ou de restriction d'écoulement) en communication de fluide avec le détecteur de vortex et les conduits associés.Ce dispositif réducteur de pression permet uniquement d'évacuer une partie du fluide passant à travers le concentrateur de boue et la pression différentielle ainsi établie oblige le reste de la boue à s'écouler par l'extrémité d'évaucation. Dans la technique antérieure, on connatt un certain nombre de dispositifs réducteurs de pression que l'on peut se procurer dans le commerce. Toutefois, un dispositif d'étranglement préféré est décrit dans la demande de brevet US SN 185 087 au nom de Warren M. Zingg et al. déposée le même jour que la demande américaine dont la priorité a été revendiquée pour le dépit de la présente demande.Ce dispositif d'étrangle- ment unique divise la partie la plus légère du fluide sup- port évacuée de la boue traitée en deux courants. Chacun des courants est ensuite dirigé à travers un adaptateur d'étranglement équipé d'une duse ou d'une buse d'étrangle- ment d'écoulement, et évacué par la suite à partir de cette duse d'étranglement d'une manière telle que la force de l'un des courants se mesure avec celle de l'autre et que l'énergie cinétique résultante des courants est nulle ou tend pratiquement vers zéro. Dans un mode de réalisation du dispositif d'étranglement, les courants d'évacuation provenant des duses d'étranglement sont diamétralement opposés et les courants d'évacuation s'écoulent l'un dans l'autre à contre-courant.Bien que les courants d'évacuation ont en général le méme débit, l'énergie de chacun d'entre eux est dissipEe et laisse la combinaison des courants évacués à la pression atmosphérique. Les figures 6 et 7, dont il sera question ci-dessous, illustrent en outre le dispositif d'étranglement de Zingg et al. La figure 2 représente un autre mode de réalisation unique et préféré de l'invention, dans lequel l'alésage à l'intérieur de l'enveloppe externe est excentré. Ceci permet le couplage de l'orifice d'entrée de boue 17 avec un adaptateur approprié pour le tubage de pression à réaliser l'intérieur des parois de l'enveloppe extérieure. La pression sur la jonction est ensuite confinée à l'intérieur de la paroi externe et il en résulte un couplage plus sûr et plus solide Dans un appareil fonctionnant sous les pres- suions extrêmes auxquelles ce concentrateur de boue est normalement exposé, cette caractéristique de sécurité est non seulement unique et facile à mettre en oeuvre, mais est encore d'importance pour la sécurité du personnel de fonctionnement.De façon similaire, on observera sur la figure l, que la jonction des conduits d'évacuation et des raccords de pression classiques est réalisée à l'intérieur de l'espace limité par les parois de-lsenveloppe externe Comme spécifié ci-dessus, les parois de l'enveloppe externe sont conformées de façon à résister en pratique à des pres- sions élevées et cette jonction d'évacuation est également considérée comme une caractéristique de sécurité du mode de réalisation préféré. On donnera ci-après, une liste de références des figures 1 et 2 permettant d'identifier les éléments constitutifs du concentrateur. REFERENCE DESCRIPTION N 1 Enveloppe extérieure (carter) du concentrateur be boue ; paroi en acier capable de résister à des pressions supérieures à 1577kg/cm2. 2 Adaptateur comportant un alésage de diamètre interne 6,35 cm. 3 Ecrou à oreilles. 4, 5, 6, 15 Douilles d'entretoisement présentant un diamètre interne 18 6,35 cm. 7 Elément obturateur d'extrémité et/ou embout de sortie. 8 Ecrous de verrouillage. 9 Manchon pour l'embout. 10 Adaptateur pour l'extrémité de petit diamètre du cône 11 pour renforcer le cône en des points de pression maximale. 11 Trone de cône (élément tronconique) présentant un diamètre de 7,77 cm à son extrémité de petit diamètre et de 26, 67 cm à son extrémité de grand diamètre, pour une longueur de 53,34 cm 12 Conduit cylindrique creux (chambre de séparation) présentant un diamètre interne de 25,4 cm et une longueur de 30,48 cm. 13 Détecteur de vortex présentant un diamètre interne d e 7,62 cm et d'une longueur de 22,86 cm. 14 Obturateur d'extrémité ou embout ou sortie (recyclage) (Suite) REFERENCE DESCRIPTION N 16, 20 Adaptateurs. 17 Orifice d'entrée de la boue. 19 Ecrou à oreille de l'orifice d'évacuation. 21, 22, 23 Joint torique. 24, 25, 26 Bagues. 27 Bague de retenue. 28 Bague d'étanchéité. 29, 30 Ecrous de raccords. 31, 32, 33 Bagues d'arrêt. 34 Gouttières dans le tronc de cône. 35 Espace "vide" annulaire. La figure 3 est une vue schématique d'un système utilisé pour fabriquer et injecter de la mousse dans un puits. Les références 102, 103, 104, 105 et 107 servent à identifier des vannes. Les références 108 et 109.servent à iden- tifier des étranglements formant une duse d'étranglement. Les figures 4 et 5 illustrent des détails d'un dispositif de communication de fluide préféré. Les figures 6 et 7 sont des représentations sché- matiques illustrant le dispositif d'étranglement, décrit par Zingg et ai. dans la demande de brevet US 185 087, ce dispositif étant fixé au concentrateur de boue. Ces figures représentent le dispositif d'étranglement comme un dispositif en forme de boucle, comportant une source de fluide sous autre pression 11' qui est en communication de fluide avec un conduit renfermant une vanne 12'. La vanne est de préférence une vanne actionnée à distance par commande hydraulique (par exemple une vanne porte) qui régule l'écoulement des fluides à travers les conduits. Le fluide sous pression élevée provenant de la vanne 12' s'évacue dans un dispositif de dérivation 13' destiné à diviser le fluide sous haute pression en deux courants de fluides généralement égaux.Le fluide sortant du dispositif de dérivation s'écoule dans des conduits séparés 14' pour en diriger chacun des courants égaux en volume dans un des deux dispositifs de commande de pression (figures 8 et 9) présentant des orifices qui sont positionnés en ligne (c'est-à-dire coaxialement) et directement opposés l'un à l'autre (c'est-à-dire diamétriquement opposés). Les orifices sont conçus pour délivrer des jets de courants de fluide de force pratiquement égale vers un point focal commun coaxial qui est contenu dans un réservoir 16' à par tir duquel le fluide est collecté et évacué à la pression atmosphérique. Les dispositifs de commande de pression sont normalement contenus à l'intérieur d'une douille d'étran- glement ou duse calibrée 15' en utilisant un adaptateur d'étranglement 113.Ces dispositifs de commande de pression sont alternativement désignés dans l'industrie pétrolière par l'expression "duses d'étranglement". A la figure 8, la nouvelle duse d'étranglement est représentée sous la forme dQun carter présentant une forme généralement cylindrique avec un alésage traversant d'une première à une seconde extrémité. L'alésage présente une forme généralement circulaire en section transversale et possède un axe directeur traversant de la première à la seconde extrémité. L'alésage présente des variations de diamètre, le long de son axe avec des zones de diamètre plus important adjacentes aux première et seconde extréml- tés.La portion étranglée de l'alésage présente une configuration générale ressemblant à celle d'une embouchure de trompette 110 entre la première extrémité et la région de diamètre minimal 111 présentant un diamètre d. L0aldsage a une configuration tronconique 112 entre la seconde extré- mité et la région de diamètre minimal avec un angle total inclus &alpha; de 4 à 8 (de préférence de 5 à 7 , avantageusement environ 5 ) et présentant une longueur L, le long de l'axe directeur, pouvant aller jusqu'à environ 9d, Lorsque L est inférieur à environ 9d, la pression dans le fluide n'est pas aussi réduite qu'elle pourrait l'être lorsqu'elle passe à travers la duse d'étranglement.Si L est supérieur à environ 9d, le fluide passant à travers la duse d'étran- glement est soumis à une turbulence considérable lorsque le fluide commence à s'éloigner des parois de la duse d'étranglement. La duse d'étranglement peut être fabriquée à par tir de pratiquement n'importe quel matériau de construction, mais du fait qu'elle est exposée en général à des pressions élevées pendant les conditions d'utilisation, elle est normalement façonnée en métal (habituellement de l'acier) et dans la plupart des cas elle est fabriquée à partir de matériaux connus pour leur dureté et leur résistance à l'abrasion (par exemple le carbure de tungstène ou un acier carburé). La zone étranglée 110 est plus soumise à l'abrasion que la zone tronconique 112.Il est, de ce fait, approprié et habituellement préféré de fabriquer la zone étranglée séparément du reste du dispositif d'étranglement d'écoulement et de monter un insert dans la duse qui ren ferme la zone d'étranglement. Ce mode de réalisation est illustré à la figure 9. Le montage d'un insert permet aux techniciens d'utiliser des matériaux de construction qui peuvent être plus critiques pour l'application particulière et permet également aux techniciens d'utiliser plus efficacement la métallurgie des deux types différents de mE- taux.Par exemples la zone étranglée pourrait être un in sert en carbure de tungstène et le reste de duse d'étran- glement pourrait être en acier carburé qui est beaucoup moins cher et plus facile à usiner Le rayon de eourbure de la zone étranglée 110 peut être variable mais est habituellement au moins environ 0,5d (de préférence de 0,5b à 1,0d) lorsqu'il est de forme circulaire ou elliptique. Cette ouverture bien ronde au niveau de l'étranglement permet un écoulement maximal à travers la duse d'étranglement et élimine la formation d'une veine contractée.Ceci est important du fait que, lorsque ltdcoulement esli: maximal dans la duse d'étrangle- ment, les espaces vides associés à une veine contractée ne se forment pas et ne donnent pas naissance aux phénomè- nes de bélier et de cavitation que pourraient engendrer les fluides passant à travers la duse d'étranglement a la surface de la zone étranglée. La zone étranglée passe à travers la région de diamètre minimal 111 et s'ouvre douvement et directement dans la zone de configuration tronconique 112. L'angle total inclus dans la configuration tronconique, comme spécifié ci-dessus, est avantageusement de 5g, et sa longueur L est avantageusement d'environ 9d. La face externe de la duse d'étranglement peut être de configuration variable selon l'usage mais elle est généralement de forme cylindrique avec des filetages extérieurs 117 ménagés à l'extrémité d'évacuation B. Ces filetages externes sont adaptés à s'engager avec un adaptateur d'étranglement 113 qui maintient la duse d'étranglement en place pendant les conditions d'utilisation L'extrémité d'entrée A de la duse d'étranglement présente habituelle ment une configuration hexagonale 116 (non spécifiquement illustré au dessin) l'adaptant à être montée ou démontée à l'intérieur de l'adaptateur d'étranglement 113 en utili- Sent une clé anglaise classique (c'est-à-dire un embout permettant l'engagement d'une cl4) L'adaptateur d'étranglement 113 est également de façon usuelle de forme cylindrique, bien qu'il puisse prendre différentes configurations, et présente des fileta- ges internes 118 pour s engager avec la duse d'étranglement, et des filetages externes 119 pour s'engager avec une duse calibrée 15'.L'adaptateur d'étranglement est en premier un dispositif d 'entretoisement convenable qui maintient fermement la duse d'étranglement à l'intérieur de l'alésa- ge de la duse calibrée. L'adaptateur d'étranglement pré- sente habituellement un embout 120 conçu pour l'engagement d'une clé à l'extrémité d'entrée et un alésage cylindrique creux 121 à l'extrémité d'évacuation pour recevoir des fluides dépressurisés passant à travers la duse d'écoulement L'adaptateur d'étranglement peut être en différents matériaux de construction, mais il est habituellement en métal (en général de l'acier). La duse calibrée 15' est pourvue de filetages internes pour l'engagement par vissage de l'adaptateur d'étranglement 113. L'alésage creux évacue les fluides provenant du dispositif adaptateur/duse d'étranglement, et renferme également des moyens à l'extrémité d'entrée pour l'engager solidement an communication de fluide avec une source de fluide sous pression provenant du conduit 14'. La duse calibree peut être en différents matériaux de cons- truction. Mais elle est habituellement conçue pour résis- ter à des pressions élevées, et est normalement an métal (par exemple en acier). Des dispositifs d'étanchéité aux fluides 122, par exemple des joints toriques en élastomètre, sont appropriés en de nombreux cas, et sont illustrés sur la figure 9. La duse d'étranglement illustrée sur la figure 8 est incorporée dans une duse calibrée comme illustré sur la figure 9 et est utilisée dans le dispositif d'étrangle- ment fixé au concentrateur de boue pendant un processus de fracture sous haute pression dans un puits de forage. La zone d'étranglement de la duse d'écoulement est un insert en earbure de tungstène et le restant de la duse d'étrangle- ment d'écoulement est en acier carburé. La duse d'étrangle. ment ne montrait aucun signe d'usure après huit heures d'utilisation pendant lesquelles le fluide était mis sous pression à travers la duse à plus de 700 kg/cm2. Lorsque la duse d'étranglement selon l'invention fut remplacée par une duse d'étranglement classique du commerce en céramique, cette dernière se détruisait en moins de vingt minutes. Dans un autre cas, un puits a été fracturé hydrauliquement en utilisant un fluide de fracture à mousse, et de l'azote gazeux et d'autres gaz ont été introduits sous haute pression à l'intérieur du puits. Le puits a été ferc par vanne ; la duse calibrée qui contiens l'adaptateur d'étranglement et la duse d'étranglement ont été fixées et la vanne du puits réouverte. Les gaz émis à partir du puits sont sous plusieurs centaines de kg de pression et auraient normalement détruit des duses d'écoulement en céramique en quelques minutes,mais la duse d'étranglement selon l'invention (comme spécifié ci dessus) montre peu ou pas de signes d'usure pendant la phase d'évacuation de la pression du puits. Les gaz et les liquides émis à partir du puits sont évacues avec sécurité dans des tuyauteries classiques sans qu'il se produise d'érosion exagérée. Le dispositif d'étranglement peut être de dimension variable et être facilement adapté comme élément constitutif dans un concentrateur de boue mobile. Les matériaux de construction peuvent être choisis à volonté aussi longtemps qu'ils satisfont aux limitations de pressions auxquelles l'appareil particulier sera exposé. L'acier est le matériau le plus classique de construction et est, de ce fait, habituellement utilisé L'exemple suivant servira en outre à illustrer l'invention Le concentrateur de boue illustré sur les figures 1 et 2 est utilisé dans un système de fracture comme re présenté sur la figure 3 dans un processus de fracture par mousse d'un puits situé dans le Luling Branyon Field dans le comté de Guadalupe au TEXAS.La puits a approximativement 610 mètres de profondeur et présente une pression sta- tique en fond de forage de 49 kgs/cm2 et une perméabilité de 0,21 millidarcies (en moyenne). Dans ce traitement, 18,925 litres de fluide por- teur (saumure de KCl à 2% gélifiée avec un agent de géli fication polymère commercialisé sous la dénomination Dowells J312 (2,4 kg par litre de saumure) et 18,925 litres de fluide porteur sont mélangés avec 2 260 kg de sable passant tamis de 100 mailles et ensuite 9 462 litres de fluide porteur sont pompes de manière séquentielle à travers le concentrateur de boue avec le dispositif d'étranglement fermé de sorte qu'aucun liquide n'est éliminé des fluides passant à travers selon un débit de 3,18m3 par minute ; un mélange d'agents tensio-actifs du commerce(Dowell F78 (3 parties en poids) et Dowell F75N (2 parties en poids) ) est ajouté selon un débit de 0908m3 par minute et l'on fait ensuite mousser les fluides au moyen d'azote gazeux (2,07 m3 par minute, sur la base liquide) pour obtenir une qualité de mousse de 65 (c'est-à-dire un indice Mitchell de 65) et l'on injecte le produit obtenu dans le puits. La vanne du dispositif d'étranglement est ensuite ouverte et une boue de fluide porteur, mélangée avec des quantités croissantes de sable passant au tamis de 20-40 mailles 9 est ensuite pomtée à travers le système (à raison de 3,2 m3 par minute), concentrée et transformée en mousse en utili- sant le même mélange d'agents tensio-actifs et d'azote selon les mêmes débits que spécifiés ci-dessus. La boue est mélangée à une concentration conçue pour obtenir 119,8kg/m3 de liquide dans la mousse initialement et pour faire ensuite monter cette concentration de façon uniforme jusqu'à une concentration finale de 096 à 097 kg de sable par litre de liquide dans la mousse pendant une petite pé- riode de temps (par exemple 3,4 minutes). Ce mode de mise en oeuvre est facilement réalisé. La boue traversant le concentrateur varie ainsi d'une densité absolue d'environ 1128 kg/m3 à environ 1570 kg/m3 et la boue évacuée du con centrateur présente une densité absolue qui varie de façon correspondante entre environ 1190 kg/m3 à environ 1750 kg/m3.Ces données sont consignées dans le tableau 1 cidessous. TABLEAU 1 CONCENTRATION DE L'AGENT DE SOUTENEMENT kg/m3 DE FLUIDE Boue initiale Boue d'évacuation Mousse 1128 1188 1 1249 1332 2 1320 1464 3 1992 1560 4 1464 1644 5 1572 1752 6+ Pour illustrer les données d'une autre manière habituellement utilisée dans le domaine, des densités absolues de 1464 et 1644 kgXm3 correspondent à 1055 et 1714 kg de sable ajoutés par m3 de fluide, respectivement. Sans le concentrateur de boue et les caractéristiques dyna- miques du système, on pourrait penser généralement qu'il serait impossible par exemple, pour un m3 de ce fluide porteur de transporter 1644 kg de sable, c'est-à-dire beaucoup moins que les 2217 kg que l'on a pu obtenir pendant le cours de ce procédé de fracture. Au total 107 000 kg d'agent de soutènement sont mis en place en utilisant 337 000 litres de fluide liquide en 18126 m3 z d'azote. Ce puits est fermé pendant une certaine période et ouvert doucement, selon les processus normalisés. Le processus de fracture s'est déroulé avec extrêmement de succès selon les données initiales de production. Le concentrateur de boue utilisé dans l'exemple ci-dessus a été mis en oeuvre de façon similaire dans d'autres processus de fractures où la boue a été soumise à des pressions supérieures à 700 kg/cm2. Ces processus ont été mis en oeuvre de façon identique avec succès et le concentrateur de boue a très bien fonctionné. Revendication 1 - Agencement d'étranglement pour réduire la pression des fluides sous haute pression à une pression sensibleS ment atmosphérique, caractérise par le fait qu'il comporte a) une source de fluide sous haute pression (11') qui est en communication de fluide avec b) un conduit renfermant une vanne-porte (12') actionnée à distance et commandée hydrauliquement, qui régule l'écoulement des fluides à travers ce conduit et qui s'ouvre dans c) un dispositif (13') pour diviser le fluide sous haute pression en deux courants généralement egaux qui s'écoulent dans d) des conduits séparés (14') dirigeant chacun des courants égaux dans e) l'un de deux dispositifs de commande de pression présentant des orifices qui sont positionnés en alignement et directement opposés les uns aux autres, et qui sont conçus pour délivrer les jets de courants de fluide de force généralement égale vers un point focal commun coaxial qui est f) enclos dans un réservoir (16') à partir duquel le fluide est collecté et évacué sous une pression généra- lement atmosphérique.