Brevet FR2536059A1 — publié le 19840518

La présente invention concerne les appareillages d'entretien et de réparation de puits et plus précisément un appareil destiné à transmettre des fluides sous pression entre un véhicule de réparation et d'entretien et une tête de puits. Au cours de la production des fluides par un puits de pétrole, il est souvent souhaitable ou meme néces- saire que le puits subisse un traitement destiné à stimuler la production de fluide Cette opération implique habituel lement l'injection d'un fluide à pression élevée, par exempie 13 000 bars, afin que la formation terrestre productrice soit fracturée, ou l'injection d'une solution acide destinée à dissoudre ou supprimer d'une autre manière un matériau empêchant la circulation afin que le débit de pétrole provenant de la formation et parvenant au puits soit accru. Au cours de ces opérations de stimulation, on utilise cou- ramment un ensemble à tuyauterie souple, , constituant. une canalisation d'entretien, pour la transmission du fluide d'un ensemble de pompage à la tête de puits , Cette canalisation d'entretien comporte habituellement plusieurs tron- çons rectilignes de tuyauterie rigide raccordés bout à bout par des raccords pivotants, et des raccords rapides suffisant pour que de démontage en tronçons qui peuvent être manipulés à la main soit facilité. Lors de l'utilisation d'une tuyauterie de dia- mètre supérieur à la normale et ainsi de plus grand poids, afin que le volume de fluide injecté dans le puits en une période déterminée soit accru ou que le temps d'injection d'un volume donné de fluide soit réduit, du personnel sup- plémentaire et/ou du temps supplémentaire sont nécessaires au déchargement des tronçons de canalisation 3. partir du transporteur, pour leur montage et pour le raccordement de la canalisation à la tête de puits puis pour le démontage de la canalisation et pour le rechargement des tronçons après la fin de l'injection de fluide.Un autre inconvénient d'une callallsation classique d'entretien est qu'elle est en appui sur le sol sans être retenue entre le dispositif de transport et la tête de puits et ainsi elle peut se déplacer par fouet tement et peut même blesser le personnel ou détériorer l'ap- pareillage, en cas de rupture sous pression. Le fluide qui circule dans la canalisation d'entretien provoque aussi des vibrations dans la canalisation si bien que celle-ci s'eu- fonce dans le sol lorsque celui ci est boueux ou mou. On connaît aussi l'utilisation d'une canalisation d'entretien de puits sous forme articulée1 montée sur un e semble mobile à flèche télescopique et toujours supportée par cet ensemble qui peut être allonge depuis sa base de transport afin que la canalisation d'entretien atteigne une tête de puits et v soit raccordée, et que la canalisation puisse ensuite être ramenée afin qu'elle puisse être transportée d'un premier emplacement à un autre.Cette canalisation arti- culée peut comprendre un nombre relativement grand de tron- çons relativement courts de tuyauterie, raccordés par des coudes et des raccords pivotants, quittant leur position de repos ou pliés et y revenant comme un accordéon La construc- tign de ces canalisations d'entretien en accordéon est rela tivement couteuse et il est parfois difficile d'évacuer le fluide de ces canalisations car les coudes et les raccords se trouvent au-dessous d'autres parties de la canalisation. L'invention supprime certains des inconvénients des appareils connus par utilisation d'un tube de transport de fluide qui est enroule autour dans rouleau, le tube ayant une partie externe raccordée à un ensemble mobile à fleche télescopique, en position repliée. Cet ensemble à floche télescopique peut être allongé depuis se base de transport afin que le tube de transport de fluide parvienne jusqu'à une tête de puits et puisse y être raccordé d'une manière relativement sure, facile, rapide et efficace, lorsque le tube se déroule de son rouleau. L'ensemble à flèche télescopique est monté sur une tourelle qui peut pivoter autour d'un axe horizontal, et la tourelle qui supporte à la fois le rouleau et l'ensemble flèche peut tourner sur un chasses principal formant un école, autour d'un axe vertical. L'ensemble de l'appareil peut Os monté sur une plate-forme d'un sous-châssis ayant des pieds stabilisateurs qui peuvent être dépliés, et montE sur un châssis convenable de camion ou de remorque afin que l'ensemble puisse être transporté à divers emplacements de travail. L'extrémité de la flèche peut être équipée d'un pied pivotant de support et/ou d'un treuil peu puissant facilitant la mise en position et l'accrochage d'un ensemble portatif de raccordement articulé destiné à raccorder l'extrémité externe du tube de transport de fluide au puits de pétrole. Un support à vérin réglable qui peut faire partie de la flèche peut être disposé entre le sol et le bout de la floche afin qu'il assure un support supplémentaire de son extrémité et soulage ainsi la flèche de'sa charge en porte-à-faux pendant l'opération detransport de fluide. Une commande électrique hydraulique à distance peut faciliter le déplacement nécessaire pendant le fonctionnement et la phase de stockage. A l'emplacement de travail, la remorque est placée près de la tête de puits et la tourelle est tournée de-manière que l'ensemble à flèche soit soulevé et abaissé et dirigé vers la tête de puits. L'ensemble à flèche est allongé jusqu'en position proche de la tête de puits, et le tube de transport est déroulé de son rouleau,l'extrémité externe du tube se déplaçant le long de la floche dépliée, vers la tête de puits. L'ensemble à tuyauterie de raccordement qui peut pivoter est alors monté entre le tube de transport et la tête de puits Si bien que du fluide peut être injecté par la tête de puits. Après la fin du traitement, l'ensemble comprenant la tuyauterie intermédiaire pivotante de raccordement est séparé de la tête de puits, le tube de transport est réenrou- lé sur son rouleau et l'ensemble à flèche est replié en position ramassée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale schématique d'un tube de transport de fluide monté sur un rouleau et supporté par une flèche télescopique, selon l'invention, représentant la flèche dépassant de la base formant un socle supporté par un camion et en appui sur un support a vérin placé près d'une tête de puits, le tube. de transport defluide étant placé le long de la flèche et étant raccordé à la tête de puits en position de fonctionnement la figure 2 est une élévation latérale schématique d'une variante de l'appareil de la figure 1 ayant un ensemble à treuil et câble placé au bout de la flèche et destiné à faciliter la mise en position de l'ensemble portatif à tuyauterie intermédiaire pivotante de raccordement placé à l'extrémité externe du tube de transport de fluide la figure 3 est une perspective représentant le rouleau de tube des figures 1 et 2, sous forme d'une canalisation articulée, lorsque le tube est enroulé sur le rouleau la figure 4 est une élévation latérale du rouleau portant le tube et la canalisation articulée de la figure 3 et la figure 5 est une élévation latérale du rouleau de la figure 4, portant une canalisation articulée ayant des tronçons plus longs que ceux des figures 3 et 4. Comme l'indique la figure 1, un tube 10 de transport de fluide monté sur un rouleau t supporté par une flèche télescopique, selon l'invention, comporte un tube 11 de transport de fluide monté sur un rouleau 12, une partie externe du tube 10 étant supportée par un ensemble 16 à flèche télescopique. Le tube 11 de transport est une tuyauterie souple de transport de fluide ou peut éventuellement être formé de plusieurs tronçons de tuyauterie résistant à une pression élevée et raccordés par des raccords pivotants. Un ensemble 17 à tuyauterie intermédiaire pivotante est placé à ltextrémité externe du tube 11 de transport de fluide et comporte des tronçons rigides et rectilignes 18 à 20 de canalisation, articulés par des raccords pivotants 24, 25, et cet ensemble est raccordé à l'extrémité externe du tube 11 de transport par un autre raccord pivotant 26. Cet emsem- ble 17 à canalisation intermédiaire pivotante, représenté dans sa position de fonctionnemente raccordé à une tete de puits 30, peut comporter un raccord de canalisation (non représenté) ou un autre dispositif permettant un raccordement facile au tube de transport et une séparation facile de ce ube, si bien qu'il peut s'agir d'un dispositif prtatif destiné à raccorder le tube de transport à la tête de puits. Une extrémité interne du tube 11 de transport est raccordée par une canalisation rectiligne. 31, un raccord pivotant 32 et un raccord 36 à un conduit 37 qui transmet du fluide à haute pression provenant d'un ensemble de pompage (non représenté) ou dgune autre source convenable L'ensemble 16 à flèche télescopique (figure 1) a trois tronçons de flèche 16a, 16b et 16c. Le tonçon interne 16a qui ne peut pas s'allonger, est articulé sur une tou relle 41 afin qui tourne dans un plan vertical autour d'un axe horizontal A sous la commande dvun vérin élévateur 42.La tourelle 41 est montée sur une plat-forme rotative 43 afin qu'elle puisse tourner autour d'un axe vertical B et l'ensem- ble de l'appareil est monté convenablement sur un châssis 47 de camion ou de remorque ou d'un autre véhicule convenable de transport afin que l'appareil puisse être déplacé aux endroits auxquels il doit être utilisé. Plusieurs pieds téles- copiques 48 donnent de la stabilité au châssis 47 de la re- morque lorsque l'ensemble 16 à flèche et le tube 11 de trans- port de fluide sont allongés au cours du fonctionnement.Le rouleau 12 portant le tube est monté à une certaine distance de l'axe vertical B si bien que le poids du rouleau 12 et du tube souple 11 monté sur lui forme un contrepoids qui équilibre une partie du poids de l'ensemble 16 flèche qui se trouve de l'autre coté de l'axe vertical B. Les détails de l'ensemble 16 à flèche télescopique et de son dispositif de manoeuvre ne sont pas primordiaux selon l'invention et ils sont bien connus dans la technique. Un vérin réglable 49 de support (figure 1) peut entre fixé ou placé au bout de l'ensemble 16 à flèche afin qu'il assure le support Initial soulageant la flèche des forces en porte-à-faux pendant l'operation de transport de fluide. Le vérin peut être articulé, d'une manière amovible ou autre le cas échant, à l'extrémité de l'ensemble à flèche, c'est-à-dire à l'extrémité externe du tronçon 16c de flèche. Ainsi, le support à vérin peut être un appareil portatif séparé ou il peut être porté par la flèche afin que l'effort manuel nécessaire à sa mise en place et son en lèvement soit réduit. Deux pieds de support 53 commandés S la main (figure 1) supportent la partie avant de la remorque 45 de manière que la cabine 5a puisse être séparée de la remorque. Le tube 11 de transport de fluide (figure 1) est supporté sur l'ensemble 16 à flèche par plusieurs chariots 55 de tube destinés à se déplacer le long de l'ensemble for- mant la flèche Chaque chariot a plusieurs rouleaux 59 qui peuvent tourillonner sur un châssis 60. Un treuil 61, une poulie 65 et un câble 66 permettent le déplacement du tube 1 de transport de la position repliée représentée en traits mixtes sur la figure 1 à la position allongée représentée en traits pleins sur la figure 1.Un mécanisme 67 à moteur, raccordé au rouleau 12 fait tourner celui-ci autour d'un axe horizontal C dans le sens des aiguilles d'une montre afin qu'il ramène la tuyauterie souple de transport en poslm tion replies e cas échéant. te le cabie 66 part du treuil 61, passe dans l'ensemble 16 puis sur la poulie 65 et rejoint le chariot 55.Lorsque l'ensemble 16 est en position allongée et lorsque le treuil 6 est commandé, le câble 66 tire le chariot 55 et l'extrémité externe du tube Il vers la posi- tion représentée en traits pleins sur la figure 1. Lorsque le moteur 67 est alimenté, le rouleau 12 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et tire le tube li et les chariots 55 qui lui sont fixés vers la position repliée représentée an traits mixtes sur la figure 1, et l'ensemble 16 de le flèche peut alors être replié dans la position indiquée en traits mixtes sur la figure 1, sous la commande d'un dispositif classique (non représenté) Le fonctionnement de l'appareil comprenant le tube de transport supporté par la flèche télescopique, selon l'invention, peut être commandé dans une opération à deux phases. Après transport à l'emplacement de travail, l'appareil monté sur le véhicule est placé à un endroit commode et sûr par rapport à la tête de puits, et les pieds 48 sont allongés dans leur position de travail.La flèche télescopique est alors alignée sur la tête de puits, par exemple par rotation de la tourelle 41 et/ou soulèvement ou abaissement de la flèche à l'aide du vérin 42, et les tronçons 16b, 16c de flèche sont allongés dans la position voulue près de la tête de puits, dans la première phase de l'opération. A ce moment, le support à vérin 49 est mis en position et réglé et le treuil 61 est commandé afin qu'il tire le tube 11 de transport de fluide en position afin que ensemble 17 à canalisation intermédiaire pivotante soit raccordé entre l'extrémité externe du tube il et la tête de puits 30. Lorsque le fluide a été transporté du tube il à la tête de puits 30, le tube 11 est déconnecté de la tête de puits 30 et réenroulé sur le rouleau 12 par commande du moteur 67. Les tronçons externes 16c, 16b de flèche sont alors repliés dans le tronçon interne 16a. Le mode de réalisation de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 essentiellement par le raccordement de l'extrémité externe du tube 11 de transport à la parie externe du tronçon 16c de flèche, sans upport de l'extremité externe du tube sur un chariot. En conséquence, le fonction nement ne comporte qu'une seule phase, le tube de transport de fluide se déroulant du rouleau l2-lorsque la flèche est allongée depuis sa position repliée représentée en traits interrompus sur la figure 1 vers sa position allongée re présentée en traits pleins sur la figure 1.Plusieurs rouleaux 71 montés sur les tronçons 16a-16c de flèche supportent le tube 11 de transport de fluide lorsqu'il se déplace vers l'extérieur depuis le rouleau 12 et empêchent le frotw tement du tube contre les tronçons 16a à 16c de flèche. Un puissant ressort de torsion 72, raccordé au rouleau 12, rap- pelle celui-ci afin qu'il tende à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et réenroule le tube de transport, mais il permet le déroulement de ce tube lorsque la flèche s'allonge et tire le tube vers l'extérieur. Deux supports 74 maintiennent le tube en position sur la flèche. Un treuil 75 fixé à l'extrémité externe du tronçon 16c de flèche commande un câble 76 et un crochet 82 facilitant la mise en position de l'extrémité inférieure de l'ensemble 17 à canalisation pivotante intermédiaire. Le mode de réalisation de la figure 2 indique que le tube souple part de la flèche 16 et rejoint la partie su périeure du rouleau si bien que le tube est réenroulé lorsque le rouleau tourne dans le sens horaire, mais le tube peut aussi parvenir à la partie inférieure du rouleau et être réenroulé lorsque le rouleau tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, le cas échéant. Lorsque la flè- che est utilisée en position haute, le tube souple 11 pré- sente un moindre fléchissement lorsqu'il pénètre à la partie inférieure du rouleau. Le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 3 et 4 met en oeuvre une canalisation articulée 73 et non la tuyauterie souple représentée sur les figures 1 et 2. La canalisation a plusieurs courts tronçons de canalisation 77 raccordés bout à bout par des coudes 78 et des raccords pivotants 79 afin que 1'ensemble forme un tube de transport de fluide qui peut aussi être conserve sur le rouleau 12. Le mode de réalisation représenté sur la figure 5 est analogue à celui des figures 3 et 4 mais les tronçons de canalisation 77a qui sont utilisés sont un peu plus longs. De cette manière, le nombre de coudes et de raccords pivotants nécessaires est réduit et le eoüt de la construction du tube de transport est réduit. Cependant, ces tronçons plus longs nécessitent un montage-légèrement plus haut du rouleau 12 au-dessus du châssis 47 de la remorque. L'invention concerne donc un appareil ayant un tube de transport de fluide porté par un ensemble comprenant une flèche télescopique afin qu'un fluide sous pression soit transporté d'une source de fluide à un puits de pétrole Le tube de transport est conservé sur un rouleau monté près de l'extrémité interne de la flèche. Ce tube transport est déroulé du rouleau et est supporté par la flèche pendant le transport du fluide Le tube peut être une tuyauterie souple ou une canalisation articulée ayant des tronçons de tube raccordés par des raccords pivotants La flèche et la tuyauterie souple peuvent être allongées et repliées simule tanément, ou la flèche peut être allongée en premier et la tuyauterie souple peut être alors dépliée le long de la flè- che dejà allongée Bien entendus diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil comprenant un tube de transport de fluide supporté par une flèche télescopique, destiné à être utilisé dans une opération d ' entretien et de réparation de puits afin qu'une source d'un fluide sous pression soit raccor-lée à une tête de puits, , caractérisé en ce qu'il comprend :: un. ensemble (16) à flèche télescopique ayant plusieurs tronçons de flèche1 un tube souple (11) de transport de fluide, un rouleau (12) destiné à conserver le tube de transport, un dispositif destiné à monter le rouleau près de la partie interne de l'ensemble à flèche (16), et un dispositif destiné à allonger sélectivement le tube de transport (11) le long de la flèche Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (11) de transport de fluide comporte une tuyauterie souple qui peut être enroulée autour du rouleau (12) et déroulée de ce rouleau lorsqu'elle doit être allongée le long de la flèche. 3. Appareil se n la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (11) de transport de fluide comprend plu sieurs tronçons (77) de canalisation raccordés bout à bout par des raccords pivotants (79) afin qu'ils puissent être enroulés sur le rouleau et déroulés du rouleau afin que les tronçons de canalisation soient allongés le long de la flè che. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisés. en ce qu'il comprend un support rotatif (55) monté sur la flèche (16) et destiné à supporter le tube (11) lorsque celui-ci est déplié et replié le long de la flèche. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à raccorder une partie externe du tube de transport (11) à une partie externe de la flèche afin que le tube de transport soit déroulé du rouleau lorsque la flèche est allongée. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif moteur raccordé au rouleau de tube et destiné à réenrouler le tube (1) de transport sur le rouleau (12), et plusieurs rouleaux (71) de support raccordé à la flèche et destinés à supporter le tube de transport lorsque celuiçci est déplié et replié le long de la flèche. 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un treuil (61) monté sur la flèche (16) et un dispositif destiné à raccorder le tube de transport (la) au treuil afin que le tube soit retiré du rouleau et déplacé vers l'extérieur le long de la flèche. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il.comprend au moins un chariot (55) monté sur la flèche et destiné à supporter le tube de transport (11) lozsx que celui-ci est déplacé le long de la flèche. 9. Appareil selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme d!entrainement à moteur raccordé au rouleau (12) et destiné à réenrouler le tube (11) de transport sur le rouleau. 10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort associé au rouleau (12) et destiné à réenrouler le tube de transport (11) sur le rouleau. 11. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (17) à canalisation pivotante intermédiaire destiné a raccorder sélectivement une extrémité externe du tube (11) de transport de fluide à la tête de puits (30). 12. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un support à vérin réglable destiné à être monté entre une partie externe de la flèche et le sol afin qu'il facilite le support de la flèche et du tube de transport de fluide. 13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau (12) de tube de transport est disposé afin qu'il joue le rôle d'un contrepoids pour la flèche tEx lescopique (16). 14. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à déplier sélectivement la flèche (16) et un dispositif destiné à déplier le tube de transport (11) en position de travail le long de la flèche déjà dépliée.