Brevet FR2537202A1 — publié le 19840608

La présente invention concerne un système automatisé destiné à l'industrie du forage, et en particulier un système pour retirer des tiges d'une colonne de tiges ou pour lui fixer des tiges additionnelles, de même que pour surveiller des paramètres et des conditions désirées qui sont associées à l'opération de forage. Dans les opérations de forage, la pratique courante est de retirer des milliers de pieds de tiges d'un trou de puits pour remplacer un trépan ou outil de forage usé On désaccouple chaque tige et on l'empile à mesure qu'on la retire Pour réduire le temps nécessaire à la tâche répétitive de désaccouplement et de stockage des tiges, on a été amené à automatiser les diverses -opérations concernées par le processus de désaccouplement On a mis au point des mécanisme à bras d'accrochage commandés à distance pour saisir des parties des tiges On a utilisé un treuil à couple puissant pour rompre la connexion étroite existant entre deux sections de tiges adjacentes, plutôt que d'appliquer des clés mécaniques qui exigent un certain nombre d'ouvriers exécutant le mime travail Une clé rotative motorisée est maintenant utilisée pour faire tourner rapidement la tige et la retirer de la colonne de tiges de manière que l'on puisse la désaccoupler et la transporter vers son lieu de stockage temporaire On utilise sur le derrick des sections de râteliers à tiges creuses qui reçoivent les parties supérieures des longueurs de tiges et permettent un stockage vertical de ces longueurs De plus, on a proposé un système à ordinateur qui surveille la position des bras du gerbeur pour saisir les tiges et qui en commande le mouvement, de même que pour détecter si les mâchoires du bras sont ouvertes ou fermées. Bien que ces améliorations apportées à l'opération du désaccouplement et à celle de l'accouplement des longueurs de tiges ont augmenté le rendement du forage, il subsiste toujours certaines insuffisances Aucun des systèmes de la technique antérieure n'est totalement automatisé, car la vérification de chaque étape des opérations du système n'est pas faite automatiquement avant que l'étape suivante soit commencée A cet égard, la présente invention utilise des moyens détecteurs tels que des transducteurs pour indiquer au contrôleur programmable si une longueur de tiges-a bien été saisie par un mécanisme à bras d'accrochage Il est inutile qu'un opérateur d'une installation de forage vérifie si l'étape de saisie s'est bien déroulée du fait que le système peut le déterminer lui-mame De plus, la présente invention incorpore des mécanismes à bras commandables de conception nouvelle et un dispositif transporteur pour saisir et maintenir des longueurs de tiges pendant les opérations d'accouplement et de désaccouplement Ces dispositifs peuvent être utilisés avec un équipement de forage actuellement disponible et que l'on a modifié selon l'invention pour obtenir un système de manutention automatique de tiges. Le brevet US N O 4 042 123 délivré le 16 août 1977 au nom de Sheldon et al décrit un système à ordinateur numérique incorporé à un appareil de manutention de tiges à commande hydraulique Le système commande et surveille les opérations de gerbage et de dégerbage des tiges et comprend des détecteurs utilisés pendant le processus de manutention des tiges Mais il n'enseigne pas l'utilisation de transducteurs pour donner une indication sur le fait de savoir si une tige a été effectivement saisie En fait, ce système de la technique antérieure sait seulement si les mâchoires ont été fermées, mais ne sait pas si une tige se trouvait entre les mâchoires quand elles se sont fermées. L'article intitulé "Automated Pipe Handling On Floating Drill Vessels" parue dans Automation In Offshore Oil Field Operation par W F. Roberts, J A Howard, H E Johnson ( 1976) décrit également un système de manutention de tiges qui utilise une commande à ordinateur numérique L'ordinateur est capable de déterminer la position de dispositifs commandés, tels que des mécanismes à bras d'accrochageode tiges, utilisant un système asservi Selon les positions déterminées de ces dispositifs de commande, l'ordinateur est capable de commander d'autres opérations qui suivent Mais ce système proposé ne comprend pas, parmi d'autres, des moyens de vérification permettant d'informer l'ordinateur sur le fait de savoir si un mécanisme à bras d'accrochage 2537202 ' a bien en fait saisi une longueur de tiges Comme pour le brevet Sheldon et al, ce système sait seulement que les mâchoires, par exemple, ont été activées pour serrer une longueur de tiges, mais ne sait pas si une longueur de tiges a été effectivement serrée. Le brevet US N O 3 501 017 délivré le 17 mars 1970 au nom de Johnson et al décrit un appareil d'accrochage de tiges comprenant un râtelier à tiges creuses comportant des doigts et des verrous s'étendant horizontalement et servant à maintenir des longueurs de tiges. Le brevet US N O 3 507 405 délivré le 21 avril 1970 au nom de Jones et al décrit un ensemble à blocs et crochets permettant-un mouvement décalé par rapport à l'axe central d'un derrick de manière que l'ensemble ne gêne pas une longueur de tiges disposées le long de l'axe. Le brevet US N O 3 561 811 délivré le 9 février 1971 au nom de Turner, Jr concerne un système de gerbage de tiges comprenant un certain nombre de mécanismes à bras d'accrochage commandés à distance. Le brevet US N' 3 937 514 délivré le 10 février 1976 au nom de Langowski crée une tête de guidage de tiges comprenant des-plaques de glissement mobiles destinées à recevoir et à maintenir les tiges. Le brevet US N O 3 840 128 délivré le 8 octobre 1974 au nom de Swoboda Jr et al concerne un mécanisme à bras télescopique - d'accrochage de tiges pouvant effectuer des mouvements en direction latérale, verticale et en rotation. Selon la présente invention, il est créé un système destinéà être utilisé dans le domaine du forage pour retirer automatiquement des longueurs de tiges et pour amener des longueurs de tiges additionnelles en vue de les disposer au-dessous du plancher d'une installation de forage, comme c'est le cas pour un puits creusés dans la surface du sol ou du fond de l'océan Le système surveille également automatiquement les paramètres et les conditions présentant une importance et concernant l'opération de forage Le système comprend un contrôleur programmable qui est programmé pour initier et commander les opérations d'un-certain nombre de dispositifs associés opérationnellement au contrôleur programmable Des coins automatiques sont prévus pour supporter des longueurs de tiges disposées au-dessous du plancher de l'installation de forage Un élévateur de tiges est utilisé pour saisir l'extrémité supérieure d'une longueur de tiges à désaccoupler d'autres longueurs de tiges Un mécanisme à bras supérieur est prévu à proximité d'une partie supérieure d'un derrick, qui supporte le plancher de l'installation de forage Un mécanisme à bras inférieur est dispose sur le plancher de l'installation de forage à proximité de l'ouverture par laquelle on fait passer les longueurs de tiges dans le puits Un râtelier à tiges creuses est également supporté sur la partie supérieure du derrick en vue de coopérer avec le mécanisme à bras supérieur Un dispositif transporteur ou de recul est également disposé sur le plancher de l'installation de forage à proximité des longueurs de tiges Les dispositifs commandés comprennent en outre une tenaille motorisée et un appareil de vissage et de dévissage motorisé supportés sur le plancher de l'installation de forage Selon un mode de réalisation, la tenaille motorisée et l'appareil de vissage et de dévissage motorisé sont incorporés en un ensemble unique. Les dispositifs commandés coopèrent pour retirer des longueurs de tiges qui sont disposées au-dessous du plancher de l'installation de torage, ou en variante, pour monter des longueurs de tiges additionnelles sur la colonne de tiges Quand on retire des longueurs de tiges, l'élévateur-de tiges vient saisir une partie supérieure d'une colonne de tiges et la colonne de tiges est soulevée sur une hauteur prédéterminée au-dessus du plancher de l'installation de forage de manière que le mécanisme à bras supérieur puisse 9 tre déployé pour saisir une partie supérieure de la longueur de tiges et aider ainsi à supporter cette longueur de tiges De plus, les coins automatiques sont activés pour supporter les longueurs de tiges qui sont toujours au-dessous du plancher de l'installation de forage Lorsque les longueurs de tiges restantes sont supportées et lorsque la partie supérieure de la longueur de tiges qui doit;tre désaccouplée ou retirée est maintenue par le mécanisme à bras supérieur, la tenaille motorisée est déplacée pour venir en engagement avec la partie inférieure de la longueur de tiges en vue de commencer à rompre l'accouplement serré existant entre la longueur de tiges soulevée et - les autres longueurs de tiges L'appareil de vissage et de dévissage motorisé est utilisé pour désaccoupler complètement la longueur de tiges soulevée des longueurs de tiges restantes En ce qui concerne l'opération de désaccouplement, on utilise le mécanisme à bras inférieur pour qu'il vienne en engagement lâche avec la longueur de tiges avant que celle-ci soit désaccouplée Quand la longẻur de tiges est désaccouplée ou dévissée, le mécanisme à bras inférieur est soulevé pour déterminer une prise solide autour de la partie inférieure de la longueur de tiges désaccouplée En conjonction avec le mécanisme à bras supérieur, le mécanisme à bras inférieur déplace ensuite la longueur de tiges désaccouplée vers le dispositif de recul en faisant en sorte que pendant ce mouvement la longueur de tiges désaccouplée reste sensiblement verticale Quand il atteint le dispositif de recul et quand la longueur de tiges est maintenue par le dispositif de recul, le mécanisme à bras inférieur est abaissé pour se dégager de la longueur de tiges, puis la prise par le mécanisme à bras inférieur est annulée. Le dispositif de recul et le mécanisme à bras supérieur coopèrent pour déplacer la longueur de tiges désaccouplée dans une première direction vers une position prédéterminée par rapport au plancher de l'installation de forage Ayant atteint cette position, le dispositif de recul déplace de façon typique la partie inférieure de la longueur de tiges dans une seconde direction vers une position prédéterminée dans laquelle la longueur de tiges doit être stockée sur le plancher de l'installation de forage Avant que le dispositif de recul déplace la partie inférieure de la longueur de tiges dans la seconde direction, la partie supérieure de la longueur de tiges qui a été retirée est transmise par le mécanisme à bras supérieur au râtelier à tiges creuses qui maintient fermement cette partie supérieure Au cours de la réalisation de chacune des opérations associées à la saisie et au déplacement des longueurs de tiges, le contrôleur programmable reçoit des informations en utilisant des transducteurs, couplés aux dispositifs commandés, pour savoir si chaque étape a bien été effectuée avant que le contrôleur programmable continue par l'initiation de l'étape suivante. Pour retirer des longueurs de tiges additionnelles, le processus 2537202 t indiqué ci-dessus se poursuit en disposant les parties supérieures des longueurs de tiges qui doivent être stockées à la suite dans le râtelier à tiges creuses pendant que les parties supérieures des longueurs de tiges qui ont été précédemment stockées sont déplacées pour constituer un espace dans le râtelier à tiges creuses pour ces longueurs de tiges qui sont retirées à la suite. Selon un mode de réalisation et pour accoupler des longueurs de tiges additionnelles à la colonne de tiges, on inverse pratiquement le processus qui vient d'être indiqué, la dernière longueur de tiges qui est disposée dans le râtelier à tiges creuses étant la première longueur de tiges qui est choisie pour l'accouplement et sa mise en place au-dessous du plancher de l'installation de forage. Par la description qui vient d'être donnée, on peut voir qu'on obtient grâce à la présente invention un certain nombre d'avantages intéressants Un système est créé pour retirer automatiquement des longueurs de tiges d'une colonne de tiges, et pour ajouter des longueurs de tiges à cette colonne Le système automatisé réduit de façon importante le nombre d'ouvriers nécessaires au retrait et à l'adjonction de longueurs de tiges Spécifiquement et en raison des caractéristiques d'automatisme qui sont proposées, des ouvriers sont inutiles pour fixer un élévateur de tiges à une longueur de tiges qui doit être accouplée ou désaccouplée d'une colonne de tiges; des ouvriers n'ont pas à mettre en place la tenaille motorisée et l'appareil de vissage pour désaccoupler ou accoupler des longueurs de tiges; des ouvriers sont inutiles pour activer les coins automatiques en vue de supporter la colonne de tiges restante; il est inutile que des ouvriers disposent la tenaille motorisée d'un appareil de vissage et de dévissage motorisé pour désaccoupler ou accoupler des longueurs de tiges; des ouvriers sont inutiles pour déplacer les parties inférieures des longueurs de tiges depuis l'élévateur de tiges jusqu'au râtelier à tiges creuses; des ouvriers sont inutiles pour déplacer la partie inférieure d'une longueur de tiges entre le plancher de l'installation de forage sur lequel sont stockées des longueurs de tiges et l'ouverture pratiquée dans le plancher de l'installation de forage et par laquelle les longueurs de tiges restantes sont mises en place dans le puits Dans le même temps, et du fait que des ouvriers sont inutiles pour effectuer ces travaux, le présent système réduit fortement les risques d'accidents auxquels ils sont exposés pendant les opérations de retrait et d'adjonction de longueurs de tiges qui ont été décrites ci-dessus. On décrira maintenant l'invention plus en détail avec référence aux dessins annexés. La Fig 1 est un schéma par blocs du système de forage automatisé de la présente invention. Les Fig 2 A-2 C sont des représentations schématiques montrant l'élévateur de tiges saisissant une longueur de tiges. Les Fig 3 A-3 C sont dés représentations schématiques montrant l'élévateur -de tiges soulevant la longueur de tiges qu'il a saisie. Les Fig 4 A-4 C sont des représentations schématiques montrant le- mécanisme à bras supérieur saisissant la partie -supérieure d'une longueur de tiges qui a été saisie. Les Fig 5 A-5 C sont des représentations schématiques montrant le mécanisme à bras supérieur reculant avec la longueur de tiges qu'il a saisie, alors que le mécanisme à bras inférieur saisit une partie inférieure de la longueur de tiges. Les Fig 6 A-6 C sont des représentations schématiques montrant les mouvements verticaux et horizontaux du mécanisme à bras inférieur. Les Fig 7 A-7 C sont dés représentations schématiques montrant la manière dont la longueur de tiges est reçue par le dispositif de recul. La Fig 8 est un schéma par blocs des dispositifs d'entraînement de la présente invention. La Fig 9 est une vue en plan de dessus montrant des parties d'un mode de réalisation d'un râtelier à tiges creuses. La Fig 10 est une vue en élévation de parties du râtelier à tiges creuses représenté à la Fig 9. La Fig 11 est une représentation schématique-d'un dispositif à crémaillère et à pignon utilisé pour déployer des parties d'un mode de réalisation du mécanisme à bras supérieur. La Fig 12 est une vue en élévation d'un mode de réalisation du mécanisme à bras inférieur saisissant une longueur de tiges. La Fig 13 est, une vue en élévation par l'avant du mécanisme à bras inférieur saisissant une longueur de tiges. La Fig 14 est une vue en plan de dessus des mâchoires du mécanisme à bras inférieur en position fermée. La Fig 15 est une vue en plan de dessus des mâchoires du mécanisme à bras inférieur en position ouverte. La Fig 16 est une vue en élévation par l'avant d'un mode de réalisation du dispositif transporteur ou de recul montrant le mouvement de deux cuvettes dont l'une est représentée supportant une longueur de tiges. La Fig 17 est une vue en plan de dessus de l'une des pistes en pente du dispositif de recul, dont la cuvette a été éliminée. La Fig 18 est une vue à plus grande échelle montrant une piste le long de laquelle se déplace une cuvette. La Fig 19 est un schéma par blocs représentant des dispositifs à cylindre et piston et des transducteurs associés aux coins automatiques, à l'élévateur de tiges, au treuil de forage et au frein. La Fig 20 est un schéma par blocs représentant les dispositifs à cylindre et piston et les transducteurs associés avec l'ensemble constitué par la tenaille motorisée et par l'appareil de vissage et de dévissage motorisé. La Fig 21 est une vue en élévation latérale et partiellement en coupe d'un autre mode de réalisation d'un mécanisme à bras supérieur. La Fig 22 est une vue en plan de dessus du mécanisme à bras supérieur. La Fig 23 est une vue en élévation latérale et partiellement en coupe du mécanisme d'entraînement destiné à déployer les parties du mécanisme à bras supérieur. La Fig 24 est une vue en coupe d'une structure -de support destinée à des parties du mécanisme à bras supérieur. La Fig 25 est une vue en plan de dessus d'un autre mode de réalisation du râtelier à tiges creuses. La Fig 26 est une vue par l'avant de la Fig 25, avec enlèvement de certaines parties-. La Fig 27 est une vue par l'arrière de la Fig 25, avec 25372 02 enlèvement de certaines parties. La Fig 28 est une vue en élévation latérale avec des parties en coupe d'un autre mode de réalisation du mécanisme à bras inférieur. La Fig 29 est une vue en élévation par l'avant du mécanisme à bras inférieur dont certaines parties ont été enlevées et d'autres sont représentées en coupe. La Fig 30 est une vue en élévation par l'avant avec certaines parties en coupe d'un autre mode de réalisation d'un chariot supérieur d'un dispositif de recul. Selon la présente invention, un système automatique et destiné à l'industrie des forages -est illustré sous forme de blocs à la Fig 1. Le système comprend un contrôleur programmable 30 qui commande les dispositifs utilisés pour le désaccouplement ou le retrait et l'accouplement ou l'adjonction de longueurs de tiges 32, comme illustré aux Fig 2 A-2 C à 7 A-7 C Chaque longueur de tiges 32 comprend de façon typique plus d'une unique section de tige 34 Les sections de tige 34 sont normalement accouplées les unes aux autres par vissage pour former des longueurs de tiges 32 Lorsque les longueurs de tiges 32 sont accouplées, on les fait passer par une ouverture constituée dans le plancher de l'installation de forage 36 Typiquement, cette ouverture est en alignement avec un puits formé dans le sol ou avec un puits formé dans le fond de l'océan Dans un chantier typique, la longueur des longueurs de tiges 32 qui sont interconnectées dépasse des milliers de mètres et un outil de forage est fixé à la longueur de tiges 32 qui est la plus basse en vue de forer le terrain environnant Le plancher de l'installation de forage 36 est supporté par un derrick connu 38. Le contrôleur programmable 30 est une unité disponible dans le commerce, tel que le contrôleur programmable Gould-Modicon Dans la présente invention, le contrôleur programmable comprend un logiciel qui a été récemment mis au point pour commander les dispositifs concernant le retrait et l'adjonction de longueurs de tiges 32 dans le puits situé au-dessous du plancher de l'installation de forage 36. Une console de commande 40 destinée à l'opérateur et telle que représentée à la Fig 1 constitue l'interface avec le contrôleur programmable 30 et est utilisée pour appliquer les entrées désirées, 2537202 ? après sélection par l'opérateur, au contrôleur programmable 30, tel que l'initiation d'une séquence automatique d'accouplement de longueurs de tiges 32 La console de commande 40 de l'opérateur comprend également un affichage visuel de certains paramètres et de conditions surveillés par le contrôleur programmable 30, tels que les états de fonctionnement des dispositifs commandés. Un système moteur 42 communique également avec le contrôleur programmable 30 et comprend un certain nombre de dispositifs d'entraînement pouvant être actionnés au moyen de signaux de commande provenant du contrôleur programmable'30 Les dispositifs d'entraînement utilisés dans la présente invention sont représentés à la Fig 8, qui fait également ressortir les fonctions qu'ils remplissent Ces caractéristiques fonctionnelles seront décrites par la suite plus en détail Chaque dispositif d'entraînement est relié rétroactivement et de façon active au contrôleur programmable 30 de manière que ce dernier reçoive de façon continue les données d'information provenant des dispositifs d'entraînement concernant la position du dispositif particulier que le dispositif d'entraînement fait fonctionner On peut utiliser des dispositifs d'entraînement connus tels que ceux disponibles chez Gould-Gettys de Racine, Wisconsin. Le système moteur 42 communique avec un certain nombre de dispositifs commandés et nouvellement conçus, y compris un mécanisme à bras supérieur 44, un râtelier à tiges creuses 46, un mécanisme à bras inférieur 48 et un dispositif de recul 50 Référence étant faite aux Fig 9, 10 et 11, un mécanisme à bras supérieur 44 comprend un bras supérieur télescopique 52 comprenant un corps principal 56, une première partie déployable 58, une seconde partie déployable 60 et une troisième partie déployable 62 Un pied de bielle 64 est fixé à l'extrémité de la troisième partie déployable 62 au moyen d'une broche de pivotement 66, et il comprend une partie extensible 67 La puissance nécessaire à la fois au déploiement et au retrait de la partie de pied de bielle extensible 67 et au mouvement en rotation du pied de bielle 64 est déterminée par un unique dispositif d'entraînement 68 qui est également représenté à la Fig 8 A cet égard, l'arbre de sortie du dispositif d'entraînement 68 tourne d'abord pour faire pivoter le pied de bielle 64 autour de l'axe dé pivotement 66, puis la poursuite de la rotation de l'arbre de sortie du dispositif d'entraînement 68 a pour résultat le déploiement de la partie de pied de bielle extensible 67. Une pince 70 est reliée de façon pivotante à l'extrémité libre de la partie de pied de bielle extensible 67 On ouvre et on' ferme les mâchoires 72 de la pince 70 en utilisant le dispositif d'entraînement 74 qui est également représenté à la Fig 8 Les mâchoires 72 peuvent venir s'engager de façon lâche autour de la longueur de tiges 32 en vue d'en permettre le mouvement vertical et en rotation On obtient le déploiement et la rétraction de chacune des parties déployables 58, 60, 62 du bras supérieur 52 en utilisant un mécanisme à crémaillère 76 et à pignon 78 entratné par un dispositif d'entraînement 80 qui est représenté à la Fig 8. Le mécanisme à bras supérieur 44 comprend également une paire de transducteurs 82, 84 qui sont représentés à la Fig 8 Le transducteur 82 communique avec le contrôleur programmable 30 et détermine si les mâchoires 72 de la pince ont été actionnées pour s'ouvrir ou se fermer. Le transducteur 84 communique également avec le contrôleur programmable et surveille si une longueur de tiges 32 a été fermement saisie par les mâchoires 72 de la pince de manière que l'on puisse la déplacer en utilisant le mécanisme à bras supérieur 44 A moins qu'un signal reçu du transducteur 84 indique que la longueur de tiges 32 est maintenue par le mécanisme à bras supérieur 44, le contrôleur programmable 30 n'initie pas le mouvement du mécanisme à bras supérieur 44 pour transporter la longueur de tiges 32 vers un emplacement désiré. Un autre mode de réalisation du mécanisme à bras supérieur est représenté aux Fig 21-24 A la Fig 21, le bras télescopique supérieur 352 comprend un corps principal 356, une première partie déployable 358, une seconde partie déployable 360 et une troisième partie déployable 362 Une plaque 364 est fixée à l'extrémité de la partie déployable 362 et est utilisée pour supporter le moyen 366 destiné à saisir et déplacer une longueur de tiges Un moteur 368 est supporté sur la plaque 364 et est utilisé pour faire tourner le moyen 366 et pour faire déployer la partie 370 au moyen d'un piston 372 Un autre moteur 374 est monté sur une partie 370 et utilisé pour actionner les mâchoires 72 de la pince 70 Le mécanisme à bras supérieur 352 est supporté en fixant le corps principal 356 sur une poutre fixe 374. Le mécanisme d'entraînement permettant de déployer les parties 358, 360 et 362 est illustré aux Fig 21 et 23 Un arbre 376 entraîné par un moteur (non représenté) est monté' dans un palier 378 qui est fixé à la partie arrière du corps principal fixe 356 Une vis 380 est fixée à l'arbre 376 et également montée dans le palier 378 de manière qu'elle puisse tourner par rapport au corps principal 356 Une seconde. vis 382 comprend un organe 384 fixé à l'une de ses extrémités, lequel organe 384 est muni de filets internes qui sont en engagement avec les filets externes de la vis 380 La surface externe de l'organe 384 est montée dans le palier 386 fixé dans la paroi terminale 388 de la partie déployable 358 de manière que la vis 382 puisse tourner par rapport à la partie déployable 358 Une troisième vis 390 comprend un organe 392 fixé à l'une de ses extrémités, lequel organe 392 comprend des filets internes qui sont en engagement avec les filets externes de la vis 382. La surface externe de l'organe 392 est montée-dans le palier 394 fixé à la paroi d'extrémité 396 de la partie déployable 360 de manière que la vis 390 puisse tourner par rapport à la partie déployable 360 Un organe 398 est monté fermement dans la paroi terminale 400 de la partie déployable 362, lequel organe est muni de filets internes qui sont en engagement avec les filets externes de la vis 390 Les vis 380, 382 et 390 sont munies de butées terminales 402, 404 et 406 de manière à définir la limite jusqu'à laquelle les parties déployables 358, 360 et 362 peuvent-Utre déployées les unes par rapport aux autres. Lorsque les parties déployables 358, 360 et 362 sont en position rétractée à l'intérieur du corps principal 356, l'organe 384 est adjacent à la surface 408; l'organe 392 est adjacent à l'organe 384 et l'organe 398 est adjacent à l'organe 392 Quand on fait tourner l'arbre 376, la vis 380 tourne avec lui et fait démarrer par l'intermédiaire des filets internes de l'organe 384 le mouvement des organes 384, 392 et 398 le long de l'axe de la vis 380, et fait donc démarrer le - mouvement de sortie des parties déployables 358, 360 et 362 hors du corps principal 356 Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que l'organe 384 vienne en contact avec la butée 402 et empêche la poursuite du 2537202 i déploiement de la partie déployable 358 En ce point, l'organe 384 et doncla vis 382 commencent à tourner avec la vis 380 pour faire démarrer le mouvement des organes 392 et 398 le long de l'axe de la vis 382 et donc faire démarrer le mouvement des parties déployables 360 et 362 hors de la partie déployable 360 Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que l'organe 384 vienne en contact avec la butée 404 et empêche la poursuite du mouvement de déploiement de la partie déployable 360 En ce point, l'organe 392 et donc la vis 390 commencent à tourner avec les vis 382 et 380 et font démarrer, par l'intermédiaire des filets internes de l'organe 398, le mouvement de l'organe 398 le long de l'axe de la vis 390 et font donc démarrer le mouvement de la partie déployable 362 hors de la partie déployée 360 Ce mouvement, se poursuit jusqu'à ce que l'organe 398 vienne en contact avec la butée 406 et empêche la poursuite du mouvement de déploiement de la partie déployable 362 En ce point, le mécanisme à bras supérieur est dans sa position totalement déployée. Le mode de déploiement des parties déployables du mécanisme à bras supérieur qui vient d'être indiqué est préféré, mais il n'est pas essentiel pour le fonctionnement du mécanisme à bras supérieur Par exemple, les vis 380, 382 et 390 peuvent commencer à tourner ensemble de manière que la partie déployable 362 soit la première partie à être déployée Il suffit alors que, lorsque la-vis 380 exécute un tour, les parties déployables 358, 360 et 362 soient déplacées sur une distance égale au pas de la vis 380 Ce mouvement permet au dispositif qui fait tourner la vis 350 d'être commandé de manière que l'emplacement des mâchoires 72 ou des moyens de saisie de la tige puisse être positionné à l'endroit désiré Pour rendre cette opération possible, chaque vis 380, 382 et 390 a le même pas. A la Fig 24 est illustré le mécanisme qui détermine le support des des parties déployables 358, 360 et 362 tout en maintenant la friction entre elles à un niveau relativement faible Plusieurs galets 408 sont montés en plusieurs emplacements sur les parois latérales internes du corps principal 356 Plusieurs pistes 410 sont prévues sur les surfaces externes de la partie déployable 358, et la partie déployable 358 et le corps principal sont assemblés de manière que les 2537 Z 20 galets 408 soient situés dans les pistes 410 Comme illustré à la Fig. 24, la surface des pistes 410 comprend une saillie 412 qui est reçue dans les évidements correspondants 414 des galets 408 Plusieurs galets 416 sont montés en divers emplacements sur les parois latérales internes de la partie déployable 358 Plusieurs pistes 418 sont prévues dans les surfaces externes de la partie déployable 360 Et la partie déployable 360 ainsi que la partie déployable 358 sont assemblées de manière que les galets 416 se trouvent dans les pistes 418 Comme illustré, les pistes 418 comprennent des saillies et les galets 416 des évidements correspondants Plusieurs galets 420 sont montés en divers emplacements sur les parois latérales internes de la partie déployable 360 Plusieurs pistes 422 sont prévues dans les surfaces externes de la partie déployable 362 Et la partie déployable 362 ainsi que la partie déployable 360 sont assemblées de manière que les galets 420 soient dans les pistes 422 Comme illustré, les pistes 422 comprennent des saillies et les galets 420 des évidements correspondants. La Fig 22 représente également schématiquement un certain nombre de transducteurs que l'on utilise pour informer le contrôleur programmable 30 sur le fonctionnement du mécanisme à bras supérieur 44. Spécifiquement, le transducteur 556 est utilisé en conjonction avec le moyen 366 pour déterminer sa position par rapport aux parties restantes du mécanisme à bras supérieur 44 En d'autres termes, le transducteur 556 informe le contrôleur programmable 30 que le moyen 366 est en alignement axial avec les parties déployables restantes du mécanisme à bras supérieur 44 De même, le transducteur 558 informe le contrôleur programmable que le moyen 366 se trouve à angle droit par rapport aux parties déployables du mécanisme à bras supérieur 44 alors que le transducteur 560 informe le contrôleur programmable 30 que le moyen 366 est à angle droit par rapport aux parties déployables du mécanisme à bras supérieur 44, mais dans une direction différente de celle utilisée en conjonction avec le transducteur-558 Le transducteur 562 informe le contrôleur programmable que le moyen 366 est déployé vers une position o il retire ou ajoute des longueurs de tiges 32 sur le convoyeur à vis désiré 94 Le transducteur 564 informe le contrôleur programmable 30 que le moyen 366 est rétracté vers une position telle qu'on peut le faire passer d'une position hors d'alignement axial vers une position en alignement axial avec les parties déployables du mécanisme à bras supérieur 44 Le transducteur 566 est disposé sur la pince 70 à proximité des mâchoires 72 et il détecte le moment o une longueur de tiges 32 est disposée à l'intérieur de la pince 70 Si aucune détection n'est établie par le transducteur 566, le contr 8 leur programmable 30 sait que la longueur de tiges 32 n'était pas à l'endroit o on l'attendait Les transducteurs 568 et 570 informent respectivement le contrôleur programmable sur le fait de savoir si la pince 70 est ouverte ou fermée. Si on se réfère également aux Fig 9 et 10, de même qu'aux représentations schématiques des Fig, 2 A-2 C à 7 A-7 C, on décrit des détails du râtelier à tiges creuses 46 Dans le mode de réalisation préféré, le râtelier à tiges creuses 46 comprend une première section 86 et une seconde section 88 Les deux sections 86, 88 du râtelier à tiges creuses sont séparées de manière à constituer un espace permettant le mouvement entre elles du mécanisme à bras supérieur 44. Chaque section 86 et 88 du râtelier à tiges creuses comprend les mêmes éléments structurels, y compris un cadre 90 comportant un certain nombre de supports 92 reliés à ce cadre 90 Chaque cadre 90 est supporté de manière à être adjacent au centre ou à la partie centrale du derrick 38 et il s'étend partiellement et latéralement àu travers du. derrick 38 Un convoyeur à vis 94 est fixé entre chacun des supports 92 et s'étend sur toute la longueur de ces supports 92 Chaque convoyeur à vis comprend plusieurs surfaces hélicoïdales 95 Un frein d'embrayage 96 est relié fonctionnellement à chacun des convoyeurs à vis 94 On peut choisir un frein d'embrayage prédéterminé 96 pour l'utiliser pour l'entralnement d'un convoyeur à vis désiré 94 En ce qui concerne la première section 86 de râtelier à tiges creuses, l'excitation du moteur d'entraînement 98 est commandée par le contrôleur programmable 30 et le moteur d'entraînement 98 est utilisé pour entraîner le convoyeur à vis choisi en utilisant le frein d'embrayage 96 qui a été activé par le contrôleur programmable 30 L'entrée appliquée aux freins d'embrayage 96 par le moteur d'entraînement 98 est couplée par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur 100 et d'un dispositif d'entraînement à chatne et 2537202 ' pignon 102 En ce qui concerne la seconde section 88 du râtelier à tiges creuses, et de manière similaire, un moteur d'entraînement 104 est excité pour entraîner le convoyeur à vis 94 qui est choisi Aussi bien le moteur d'entraînement 98 de la première section du râtelier à tiges creuses que le moteur d'entraînement 104 de la seconde section du râtelier à tiges creuses sont représentés schématiquement à la Fig 8. On comprendra que bien que chaque section 86, 88 du râtelier à tiges creuses ne soit illustrée qu'avec cinq convoyeurs à vis 94, on puisse utiliser et commander au moyen du contrôleur programmable 30 un nombre différent de convoyeurs à vis 94 - Un autre mode de réalisation des sections 86, 88 du râtelier à tiges creuses est illustré aux Fig 25-27 Chaque convoyeur à vis 94 est relié fonctionnellement à un moyen d'entraînement individuel 424 tel qu'un moteur-, par l'intermédiaire de mécanismes appropriés 426 A la Fig 26 est -illustré le dispositif détecteur avant associé au râtelier à tiges creuses Une console 428 est fixée au fond des supports 92 Une paire d'éléments détecteurs 430 est montée face à face et disposée à proximité de la partie du râtelier à tiges creuses destinée au transfert des longueurs de tiges Comme illustré à la Fig. 26, les éléments détecteurs 430 peuvent être montés comme on le désire, dans la mesure o ils, sont face à face D'autres types d'éléments détecteurs peuvent 8 tre utilisés dans la mesure o ils détectent la présence de la longueur de tiges 32 Quand une longueur de tiges 32 est détectée, le moyen d'entraînement 424 se met à fonctionner et fait tourner le convoyeur à vis 94 sur un demitour La section arrière du râtelier à tiges creuses est illustrée à la Fig 27 et montre les consoles 432 qui sont fixées au fond des supports Une paire d'éléments détecteurs 434 est montée face à face et a pour fonction de détecter la longueur de tiges 32 Lorsque la longueur de tiges 32 est détectée par les éléments détecteurs 434, l'ordinateur sait que cette partie du râtelier est pleine de longueurs de tiges 32 Comme illustré à la Fig. 27, les éléments détecteurs 434 ne sont disposés que sur un coté du convoyeur à vis 94 - Le mécanisme à bras inférieur 48 est représenté en détail aux Fig. 12-15 et il est également -représenté schématiquement aux -Fig 2 A-2 C à 7 A-7 C Le mécanisme à bras inférieur 48 comprend une base 106 supportée sur le plancher l'installation de forage 36 Un organe de liaison 108 relie la base 106 à un mécanisme à bras télescopique inférieur 110 comprenant une partie déployable 112 Un dispositif d'entraînement 114 est utilisé pour déployer *et rétracter la partie de mécanisme à bras déployable 112 Le dispositif d'entratnement 114 est accouplé fonctionnellement à un organe 115 comprenant un filet de vis sur lequel il se déplace par rapport à un écrou d'entraînement 117 qui est relié à une extrémité à la partie déployable 112 Le bras inférieur 110 peut également tourner dans un plan horizontal, et il est entraîné par un dispositif d'entraînement 116 Le dispositif d'entratnement 116 est couplé à un engrenage réducteur 119 qui est utilisé pour actionner un pignon droit 121 Le pignon droit 121 est en engagement fonctionnel avec-un autre pignon droit 123 qui est relié fonctionnellement à l'organe de connexion 108 Le bras inférieur 110 peut également être déplacé dans un plan vertical au moyen d'un dispositif d'entraînement 118 La sortie du dispositif d'entraînement 118 est accouplée à un engrenage réducteur 120 L'engrenage réducteur 120 est utilisé pour actionner un écrou d'entraînement (non représenté) qui est en engagement avec un organe fileté 122 supporté par l'organe de connexion 108 en vue de soulever et d'abaisser le bras inférieur 110. Un dispositif de serrage 128 est fixé à l'extrémité libre de la partie déployable 112 du bras inférieur Le dispositif de serrage 124 comprend des accouplements articulés 126 que' l'on peut voir le mieux aux Fig 14 et 15 Le dispositif de serrage 124 comprend en outre une bielle 128, un pivot 130 et une paire de coins de retenue 132 montés sur une paire de mâchoires 134 Une extrémité de la bielle 128 est reliée fonctionnellement à l'extrémité libre d'un arbre fileté 136 qui est entraîné par un dispositif d'entraînement 138, également représenté schématiquement à la Fig 8 L'extrémité opposée de la bielle 128 est reliée fonctionnellement aux accouplements articulés 126 Quand la bielle 128 est entraînée par le dispositif d'entraînement 138 vers la droite (avec référence à la Fig 14) par rapport audit dispositif d'entraînement 138, les mâchoires 134 pivotent autour du pivot 130 et commencent à occuper une position fermée en vue de serrer une longeur Z 537202 de tiges 32 Les mâchoires 134 ont la capacité de retenir de façon lâche la partie inférieure de la longueur de tiges 32 pendant le serrage ou le desserrage d'une longueur de tiges 32 à partir d'une autre longueur de tiges 32, pour en permettre le mouvement en rotation. Mais pour déplacer une longueur de tiges 32 qui est déjà désaccouplée, il faut que les mâchoires 34 serrent fermement cette longueur de tiges qui est désaccouplée Pour obtenir ce résultat, les coins de retenue 132 des mâchoires sont activés pour maintenir fixement la longueur de tiges 32 Les coins de retenue des mâchoires 132 sont activés par déplacement du bras inférieur 110 vers le haut par rapport à la longueur de tiges désaccouplée 32 Ce mouvement ascendant du bras inférieur 110 amène les coins de retenue 132 à se coincer contre la partie inférieure de la longueur de tiges 32 désaccouplée et à la retenir fermement, comme montré à la Fig 13 De façon correspondante, on peut également obtenir l'engagement au moyen des coins de retenue 132 sur la longueur de tiges 32 désaccouplée par un mouvement descendant de la longueur de tiges 32 par rapport aux coins de retenue 132 Inversement, le dégagement des coins de retenue 132 de la longueur de tiges 32 s'obtient par un mouvement descendant relatif du bras inférieur 110 ou par un mouvement ascendant relatif de la longueur de tiges 32. Lorsque la bielle 128 est entraînée par le dispositif d'entrainement 138 vers la gauche (avec référence à la Fig 15) par rapport audit dispositif d'entraînement 138, les mâchoires 134 et les coins de retenue 132 occupent une position ouverte telle que la longueur de tiges 32 qu'ils maintiennent puisse en être dégagée. Le mécanisme à bras inférieur 48 comprend également un transducteur 139 représenté à la Fig 8 Le transducteur 139 surveille si l'ensemble de bras inférieur 48 et en particulier les coins de retenue 132 sont fermement en engagement avec la partie inférieure d'une longueur de tiges 32 désaccouplée Avant d'initier le mouvement de la longueur de tiges 32 désaccouplée, le contrôleur programmable 30 a besoin que le transducteur 139 fournisse un signal indiquant que la partie inférieure de la longueur de tiges est maintenue avec sécurité par le mécanisme à bras inférieur 48. z 2537202 Un autre mode de réalisation du mécanisme à bras inférieur est illustré aux Fig 28 et 29 Ce mode de réalisation comprend une base 436 qui supporte un logement 438 dans lequel est monté un dispositif d'entraînement 440 Un engrenage 442 est fixé à l'arbre d'entraînement 444 et engrène avec un engrenage plus important 446 qu'il entraîne Un transducteur de résolution 448 est monté au-dessous et relié fonctionnellement à l'engrenage 446 par un dispositif 450 qui tourne avec l'engrenage 446 Le transducteur de résolution 448 envoie un signal contenant l'information concernant la position en rotation du mécanisme à bras inférieur. Le mécanisme à bras inférieur est supporté de manière à tourner avec elle sur une plaque 452 qui est fixée sur la voie de roulement interne 454 d'un palier 456 La voie de roulement externe 458 du palier est fixée fermement au logement 438 Un organe de liaison 460 qui dépend de la plaque 452 et est fixé à celle-ci est relié à l'engrenage 446 de manière à tourner avec lui Ainsi, la rotation de l'engrenage 446 provoque la rotation correspondante de la plaque 452 et du mécanisme à bras inférieur 48. Sur la plaque 452 est monté un dispositif d'entraînement 462 qui est relié fonctionnellement à deux engrenages droits 464 qui sont associés fonctionnellement à des organes filetés 466 en forme de vis. Un transducteur de résolution 468 enregistre le mouvement des pignons droits 464 et transmet un signal qui fournit une indication sur la position verticale du mécanisme à bras inférieur. Une plaque de support 470 s'étend au-dessus des extrémités des organes filetés 466 auxquelles elle est fixée Le logement 472 du mécanisme à bras télescopique inférieur 110 est fixé à la plaque 470 de manière à pouvoir se déplacer verticalement avec les organes filetés 466 Les parois latérales du logement 472 s'étendent des deux cotés pour former un dispositif de support 474 pour plusieurs galets 476 et 478 Les galets 476 sont plus importants que les galets 478 et- fournissent la résistance de poussée nécessaire pour surmonter le poids de la longueur de tiges 32 Les galets 478 sont montés de façon réglable de manière à maintenir tous les galets 476 et 478 en engagement avec plusieurs pistes 480 Comme illustré, on prévoit quatre galets 476, quatre galets 478 et quatre pistes 480 Plusieurs blocs 482 sont fixés aux prolongements 474 des parois latérales et munis de passages 484 qui les traversent Les arbres 486 des galets 476 et 478 traversent les passages 484 et sont fixés en position par des moyens appropriés tels que des écrous 486. Deux blocs de support 488 sont fixés à la surface supérieure de la plaque 452 et espacés vers l'intérieur par rapport aux rebords de la plaque 452 Une paire de parois de support 490 qui sont opposées et s'étendent verticalement est fixée à proximité de leurs rebords inférieurs sur les blocs de support 488 Une plaque supérieure 492 est fixée aux extrémités supérieures des parois de support 490 Une paire de bases de support 494 en forme de "U" inversé sont fixées aux parois latérales opposées 490 et les pistes 480 sont fixées sur elles Deux pièces soudées 496 sont fixées sur les surfaces externes des parois latérales du logement 472 et un bloc porteur 498, réalisé de préférence en nylon, est monté dans une cavité de ces pièces soudées Le bloc porteur 498 s'étend sur une courte distance hors de la pièce soudée et est reçu dans un évidement 500 s'étendant longitudinalement, dans chacune des parois latérales-opposées 490 Comme illustré, on prévoit deux évidements 500 dans chaque paroi latérale et quatre blocs 498 pouvant s'y déplacer. La partie de mécanisme à bras déployable 502 peut être sortie du logement 472 ou rentrée dans celui-ci-par un dispositif d'entraînement approprié 504 Un transducteur de résolution 506 est associé au dispositif d'entraînement 504 pour enregistrer le mouvement de la partie de mécanisme à bras déployable 502 et transmettre un signal fournissant une information sur sa position L'extrémité de la partie de mécanisme à bras déployable 502 est munie d'un dispositif de serrage 124 qui supporte la longueur de tiges 32 comme décrit ci-dessus. La Fig 28 représente également schématiquement un certain nombre de transducteurs utilisés pour informer le contrôleur programmable 30 sur le fonctionnement du mécanisme à bras inférieur 48 Spécifiquement, le transducteur 574 est fixé au dispositif de serrage 124 et il détecte si une longueur de tiges 32 est en fait disposée à l'intérieur et maintenue par le dispositif de serrage 1-24 Des transducteurs 576 et 578 informent le contrôleur programmable sur le fait de savoir si le dispositif de serrage 124 est ouvert ou fermé Le transducteur 580 informe le contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si le mécanisme à bras inférieur 48 est déployé sur sa longueur maximale prédéterminée et s'il ne doit pas aller plus loin Le transducteur 582 informe le contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si le mécanisme à bras inférieur est dans une position o il peut pivoter vers le dispositif de recul 50 De même, le transducteur 582 fournit une indication au contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si le mécanisme à bras inférieur 48 est dans la position correcte pour tourner en sens inverse en direction du trou du puits lorsque la longueur de tiges 32 est prise du dispositif de recul 50 Le transducteur 584 informe le contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si le mécanisme à bras inférieur 48 a été rétracté vers sa position maximale prédéterminée et ne doit pas être rétracté plus loin. Le transducteur 586 informe le contrôleur programmable 30 quand le mécanisme à bras inférieur 48 est pointé dans la direction du trou du puits, ce qui fait que le contrôleur programmable 30 est informé sur le fait de savoir si le mécanisme à bras inférieur 48 est dans une position qui lui permet de se déplacer directement vers le trou du puits pour ajouter ou désaccoupler des longueurs de tiges 32 Le transducteur 588 fournit une indication quand le mécanisme à bras inférieur 48 est dirigé vers le dispositif de recul 50, ce qui fait que ce contrôleur programmable 30 est capable de commander le transfert des parties inférieures des longueurs -de tiges 32 vers le dispositif de recul 50 Les transducteurs 592, 594 informent le contrôleur programmable 30 quand le mécanisme à bras inférieur 48 est respectivement déployé ou rétracté vers sa position verticale la plus haute ou la plus basse dans le sens vertical et ne doit pas être déployé ou rétracté verticalement plus loin De même, les transducteurs 596, 598 informent le contrôleur programmable 30 quand le mécanisme à bras inférieur 48 a atteint sa limite quand il tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ou respectivement en sens inverse et ne doit pas continuer de tourner dans cette direction. Le dispositif transporteur ou de recul 50 est représenté en détail aux Fig 16, 17 et 18, de même qu'il est illustré schématiquement aux Fig 2 A-2 C à 7 A-7 C Comme montré aux Fig 16 et 17, un dispositif de - recul 50 comprend un chariot inférieur 140 et un chariot supérieur 142. Le chariot inférieur 140 est monté sur un premier jeu de roues 144 qui roulent sur un premier jeu de pistes 146 dans une première direction ou direction X La direction X est illustrée à la Fig 17, et comme noté le chariot inférieur 140 peut se déplacer le long de deux parcours opposés et en alignement dans la direction X Dans le cadre de cette description, le mouvement vers l'avant en direction X est défini comme étant le mouvement du dispositif de recul 50 dans la direction X vers le mécanisme à bras inférieur 48, tel qu'il est disposé sur les Fig 2 C à 7 C Un mouvement vers l'arrière dans la direction X est défini comme un mouvement du dispositif de recul 50 en direction X l'éloignant du mécanisme à bras inférieur 48, comme le montrent les positions des Fig. 2 C à 7 C Par exemple et en ce qui concerne la Fig 2 C, le dispositif de recul 50 est déplacé vers l'arrière dans la direction X à partir de sa position d'attente La position d'attente du dispositif de recul 50 est un emplacement choisi ou il reçoit une longueur de tiges 32 désaccouplée du mécanisme à bras inférieur 48 ou fournit à ce dernier une longueur de tiges 32 désaccouplée. Un dispositif d'entraînement 148 accouplé à engrenage 150 qui est en engagement avec une crémaillère 152 d'un premier jeu de pistes 146 est utilisé pour entratner le chariot inférieur 140 dans la direction X Le chariot supérieur 142 a une structure générale en V inversé, avec des c 8 tés ou branches en pente 154 Le chariot supérieur 142 est monté sur un second jeu de roues 156 qui roulent sur un second jeu de pistes 158 Le second jeu de pistes 158 est monté sur le chariot inférieur Un dispositif d'entraînement 160 accouplé à un engrenage 162 qui est en engagement avec une crémaillère 164 du second jeu de pistes 158 est utilisé pour déplacer le chariot supérieur 142 dans une seconde direction ou direction Y Cette direction Y est à angle droit par rapport au mouvement du chariot inférieur 140, ce qui fait que le dispositif de recul 50 dispose d'une liberté totale de mouvement dans un plan horizontal Dans le cadre de la présente description, un mouvement vers l'avant en direction Y est défini comme étant le 25372 Q 2 mouvement du dispositif de recul 50 dans la direction Y en direction du mécanisme à bras inférieur 48, tel qu'il est disposé sur les Fig 2 C à 7 C Un mouvement vers l'arrière en direction Y est défini comme étant un mouvement du dispositif de recul 50 dans la direction Y l'éloignant du mécanisme à bras inférieur 48, comme le montrent les positions des Fig 2 C à 7 C Par exemple,-en ce qui concerne la Fig 2 C, uin dispositif de recul 50 a été déplacé vers l'arrière en direction Y à partir de sa position d'attente. La direction X et la direction Y peuvent être également définies par rapport à une table rotative utilisée pour faire tourner la colonne de forage -La direction X est une direction tangentielle à la table rotative et la direction Y est une direction perpendiculaire à la table rotative. Sur chaque branche 154 du chariot supérieur 142 est prévue une piste inclinée ou en pente 166, comme on le voit à la Fig 18 Des plaques 168 sont montées de manière à pouvoir être déplacées le long de chaque piste 166 en utilisant des vis 170 entraînées en rotation par des dispositifs d'entraînement 172 et par l'intermédiaire d'engrenages réducteurs 174 Une console 176 est montée sur chaque plaque 168. Chaque console 176 supporte une cuvette ou réceptacle 178 ouverte sur le coté Comme illustré à la Fig 16, les cuvettes 178 sont utilisées pour recevoir la partie inférieure conique d'une longueur-de tiges 32. Le dispositif de recul 50 comprend également des transducteurs 180 fixés fonctionnellement aux cuvettes 178, l'un des deux transducteurs identiques 180 étant représenté à la Fig 8 -Les transducteurs 180 détectent si une longueur de tiges 32 est maintenue fermement dans la cuvette 178 Le contrôleur programmable 30 initie le mouvement du dispositif de recul 50 seulement quand il a reçu, une indication du transducteur 180 lui indiquant qu'une longueur de tiges 32 est correctement en place Avant que le dispositif-de recul 50 reçoive une longueur de tiges 32 du mécanisme à bras inférieur 48, le contrôleur programmable 30 détermine également si le dispositif de recul 50 est dans sa position d'attente ou de référence: Cette détermination par le contrôleur programmable 30 peut être également faite en utilisant un - transducteur (non représenté). -537202 Un autre mode de réalisation d'un chariot supérieur du dispositif de recul 50 est illustré à la Fig 30 La piste inclinée 166, la vis , le moteur d'entraînement 172, la console 176 et la cuvette 178 sont tous montés sur une plaque 508 Un palier 510 est fixé à la base 512 du chariot et des organes de support 514 sur lesquels sont montées les roues 516 dépendent de la base 512 Un cadre 518 est monté dans un emplacement fixe et détermine une surface sur laquelle les roues 516 peuvent circuler Une crémaillère 522 est fixée à la surface supérieure 524 du cadre 518 Des prolongements 526 ayant les mêmes caractéristiques structurelles que la piste 166 sont montés sur les c 8 tés opposés de la base 512 Chaque prolongement 526 remplit la fonction de la piste en guidant la console 176 vers une position adjacente au support de la crémaillère de l'extrémitéinférieure de la longueur de tiges La plaque 508 est montée sur la voie de roulement interne 528 du palier 510 alors que la voie de roulement externe 530 est fixée fermement à la base 508 Ainsi, la plaque 508 peut être entraînée en rotation et déplacer la piste inclinée 166, la vis 170, le moteur d'entraînement 172, la console 176 et la cuvette 178 d'un côté à l'autre du chariot supérieur Des moyens appropriés tels qu'une broche traversant des trous en alignement formés dans la plaque 508 et la plaque 512 (non représentée) peuvent être utilisés pour fixer la plaque 508 en un emplacement désiré de chaque c 8 té du chariot supérieur Un dispositif d'entraînement (non -représenté) comprenant un engrenage en prise avec lacrémaillère 522 est utilisé pour amener le chariot supérieur vers un emplacement désiré - La Fig 30 montre également schématiquement un certain nombre de transducteurs utilisés pour informer le contrôleur programmable 30 sur la façon dont fonctionne le dispositif de recul 50 Spécifiquement, le. transducteur 600 informe le contrôleur programmable si la longueur de tiges 32 est effectivement maintenue dans une cuvette 178 Le transducteur 602 informe le contr 6 leur programmable 30 si la cuvette 178 est dans la position "soulevée" correcte pour recevoir la partie inférieure d'une longueur de tiges 32 De même, le transducteur 604 informe le contrôleur programmable 30 quand la cuvette 178 est dans la position "basse" désirée pour le retrait de la longueur de tiges 32 de la cuvette 178 en vue de l'amener sur le plancher de l'installation de forage En plus de ces trois transducteurs, le dispositif de recul 50 utilise un certain nombre de transducteurs (non représentés> pour fournir une information concernant la position de ce dispositif de recul 50 En particulier, il est prévu un transducteur pour informer le contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si le dispositif de recul 50 est bien en position d'attente dans la direction X-X pour recevoir une longueur de tiges 32 De même, on prévoit deux transducteurs pour informer le contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si le dispositif de recul 50 est bien dans la position correcte dans la direction Y-Y L'un de ces deux transducteurs est utilisé pour contrôler la position d'attente correcte quand la cuvette 178 est sur un c 8 té du chariot supérieur alors que l'autre des deux transducteurs est utilisé pour fournir une indication sur la position d'attente correcte quand la cuvette 178 est sur l'autre côté du chariot supérieur Il existe également quatre transducteurs utilisés pour la détection d'erreurs Chacun des quatre transducteurs est disposé le long des extrémités de la piste le long de laquelle se déplace le dispositif de recul 50 Il en résulte que le contrôleur programmable 30 est informé quand le dispositif de recul 50 atteint chacune des positions terminales des pistes aussi bien dans la direction X-X que dans la direction Y-Y. En plus des dispositifs commandés qui ont été nouvellement conçus, et identifiés précédemment en tant que mécanisme à bras supérieur 44, râtelier à tiges creuses 46, mécanisme à bras inférieur 48 et dispositif de recul 50, le présent système comprend également des dispositifs commandés et/ou surveillés pour lesquels on a modifié de façon nouvelle un équipement de forage conventionnel en vue de son intégration à la présente invention En particulier, des coins automatiques 182, un élévateur de tiges 184, une tenaille motorisée 186, un appareil de dévissage et de vissage motorisé 188, un treuil de forage 190 et un frein 192 de la Fig 1 comprennent des éléments qui leur ont été incorporés en vue de permettre leur commande et leur surveillance Selon un mode de réalisation, on utilise des coins automatiques, un élévateur de tiges, une tenaille motorisée et un appareil de dévissage et de vissage motorisé connus sont disponibles chez Varco International Inc d'Orange, Californie; un treuil de forage traditionnel et disponible chez Continental Emsco, une société LTV de Dallas, Texas; et un frein traditionnel qui est disponible chez Dretech, une société Dreco de Rouston, Texas Des dispositifs qui sont seulement surveillés et ne sont pas commandés par le contrôleur programmable 30 et qui comprennent des éléments qui leur ont été incorporés selon l'invention sont une table rotative 194 et des systèmes de support de forage 196 indiqués à la Fig 1. On décrira maintenant la fonction de chacun de ces dispositifs commandés ou surveillés Référence étant faite aux Fig 1 et 19, le contrôleur programmable 30 commande le fonctionnement des coins automatiques 182 Les coins automatiques 182 sont disposés dans l'ouverture du plancher de l'installation de forage 36 et utilisés pour supporter les longueurs de tiges 32 disposées au-dessous du plancher de l'installation de forage 36 en agissant comme un coin entre la table rotative 194 montée sur le plancher de l'installation de forage 36 et les longueurs de tiges 32 Quand une longueur de tiges 32 doit être accouplée ou désaccouplée d'autres longueurs de tiges 32, les coins automatiques 182 sont activés au moyen du contrôleur programmable 30 de manière à saisir de façon ferme la partie supérieure des longueurs de tiges restantes et à accoupler 32 situées au-dessous du plancher de l'installation de forage 36 pour les supporter pendant l'opération d'accouplement ou de désaccouplement. Référence étant faite à la représentation schématique donnée par la Fig 19 et concernant les coins automatiques 182, le contrôleur programmable 30 commande un dispositif à cylindre et piston 198 à commande pneumatique et connu, qui est relié fonctionnellement aux coins automatiques 182 pour les entratner en direction de la partie supérieure des longueurs de tiges restantes 32, ou les en éloigner Ce mouvement des coins automatiques 182 est détecté par les transducteurs , 202 Les sorties des transducteurs 200, 202 qui détectent respectivement les mouvements des coins automatiques 182 en direction des longueurs de tiges 32 ou en s'éloignant de celles-ci sont transmises au contrôleur programmable 30 de manière que le système en connaisse la position De plus, -un transducteur 204 est relié fonctionnellement aux coins automatiques 182 pour détecter si ceux-ci sont engagés fermement avec la partie supérieure des longueurs de tiges accouplées et restantes 32 Ce n'est que lorsque cette condition d'engagement a été détectée et que lorsque cette condition détectée a été appliquée au contrôleur programmable 30 que commence l'opération d'accouplement ou de désaccouplement Le dispositif à cylindre et piston 198 et les transducteurs 200, 202, 204 sont incorporés aux coins automatiques connus pour créer des coins automatiques automatisés 182. Le contrôleur programmable 30 commande également le fonctionnement de l'élévateur de tiges 184, comme représenté sous forme de bloc à la Fig 1 L'élévateur de tiges 184 est utilisé pour venir en engagement avec la partie supérieure des longueurs de tiges 32 qui doivent être accouplées ou désaccouplées des longueurs de tiges accouplées restantes 32 disposées au-dessous du plancher de l'installation de forage 36 Cet engagement de la longueur de tiges 32 par l'élévateur de tiges 184 est représenté schématiquement aux Fig 2 A, 3 A et 4 A L'élévateur de tiges 184 fonctionne comme une main mécanique L'ouverture et la fermeture de cette main est régulée par le contrôleur programmable 30 qui commande un dispositif à cylindre et piston pneumatique 208 qui est représenté schématiquement à la Fig 19 Pour surveiller le fonctionnement de l'élévateur de tiges 184, on utilise trois transducteurs 210, 212, 214. * Le transducteur 210 détecte si l'élévateur de tiges 184 est ouvert alors que le transducteur 212 détecte si l'élévateur de tiges 184 est fermé Le transducteur 214 détecte si une longueur de tiges 32 est fermement serrée par l'élévateur de tiges 184 Chacune des sorties des transducteurs 210, 212, 214 est appliquée en entrée au contrôleur programmable 30 L'élévateur de tiges 184 n'est déplacé verticalement avec une longueur de tiges 32 que lorsque le transducteur 214 indique au contrôleur programmable 30 que l'extrémité supérieure d'une longueur de tiges 32 est fermement en engagement avec l'élévateur de tiges 184. Les transducteurs 210, 212, 214 sont incorporés à un élévateur de tiges connu pour créer un élévateur de tiges automatisé 184. Le mouvement vertical de l'élévateur de tiges 184 résulte du fonctionnement d'un treuil de forage 190 et d'un frein 192 qui sont tous les deux représentés sous forme de blocs à la Fig 1 Le treuil de forage 192 est fondamentalement un système de levage qui dispose de la puissance et de l'équipement permettant de soulever et d'abaisser des longueurs de tiges 32 Le treuil de forage 190 comprend un treuil proprement dit (non représenté) et un câble 218, comme montré aux Fig. 2 A à 7 A Le câble 218 est relié à un bloc comportant un crochet 220 Le bloc comportant le crochet 220 est fixé à l'élévateur de tiges 184 Le frein 192 est relié au treuil du treuil de forage 190 Le frein 192 agit pour commander la mesure du poids ou de la charge qui est appliquée sur un outil de forage fixé à la colonne de forage, et contrôle également l'endroit o l'outil de forage s'arrête lorsque la colonne de forage est déplacée verticalement dans le puits Le frein 192 aide à supporter le poids de la colonne de forage de manière à contrôler la position de l'outil de forage dans le puits de façon que le forage s'effectue le long d'un parcours désiré. On prévoit en conjonction avec le treuil de forage 190 et le frein 192 des transducteurs 222, 224, 226 pour détecter les paramètres désirés qui sont associés au mouvement de l'élévateur de tiges 184 et à la colonne de forage qui lui est reliée Cette information qui est détectée est transmise au contrôleur programmable 30 Cette information permet au contrôleur programmable 30 de disposer l'élévateur de tiges 184 dans la position désirée de manière que les longueurs de tiges 32 puissent être saisies-par les mécanismes à bras supérieur et inférieur 44 et 48 et pour positionner les longueurs de tiges 32 en vue de l'accouplement et du désaccouplement-réalisé par la tenaille motorisée 86 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 Une représentation schématique de parties du treuil de forage 190 et du frein 192 connus, ainsi que des modifications apportées aux transducteurs qui communiquent avec elles, est donnée à la Fig 19. Le transducteur 222 est utilisé pour fournir une indication au contrôleur programmable 30 sur la position de l'élévateur de tiges 184 par rapport au plancher de l'installation de forage 36 Le transducteur 224 est utilisé pour fournir une indication sur la vitesse de l'élévateur de tiges 184 lorsqu'il est déplacé en direction verticale vers le haut ou vers le bas Le transducteur 226 est utilisé pour donner une indication sur le poids de la colonne de forage ou sur la charge appliquée à l'élévateur de tiges 184 En utilisant cette information et un logiciel approprié, le contrôleur programmable 30 est capable de déterminer s'il convient d'effectuer des changements de position de la colonne de forage dans le puits, en se basant par exemple sur une comparaison avec des positions, des vitesses et des poids prédéterminés ou souhaités. Le contrôleur programmable 30 commande également le fonctionnement de la tenaille motorisée 186 et de l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 La tenaille motorisée 186 comprend un certain nombre de dispositifs à cylindre et piston 230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, comme représenté schématiquement à la Fig 20 Les dispositifs à cylindre et piston 230-246 sont entraînés hydrauliquement et la fonction de chacun est indiquée schématiquement à la Fig 20 La fonction remplie par une tenaille motorisée conventionnelle est bien connue dans ce domaine de la technique On modifie chaque dispositif à cylindre et piston 230-246 en lui adjoignant fonctionnellement un transducteur pour sa position rétractée (RT) et un transducteur pour sa position déployée (ET) De plus, le contrôleur programmable 30 communique avec les dispositifs à cylindre et piston 230-246 pour commander leur déploiement ou leur rétractation lorsqu'on le désire Le présent système modifie ainsi la tenaille motorisée connue en y incorporant des transducteurs de position déployée et rétractée en plus des transducteurs 245, 247, 249 et 251, qui sont en communication avec le contrôleur programmable 30 pour créer la tenaille motorisée automatisée 186. Si on se réfère à la Fig 20, le vérin 230 est utilisé pour rapprocher et éloigner la tenaille motorisée 186 du trou du puits le long de pistes qui l'amènent dans une position permettant l'accouplement et le désaccouplement des longueurs de tiges 32 Les transducteurs de position déployée et rétractée associés au dispositif 230 informent le contrôleur programmable 30 lorsque la tenaille motorisée 186 est dans le trou du puits ou est dans une position en retrait et éloignée du trou du puits Le vérin 232 est utilisé pour soulever et abaisser l'ensemble formé par la tenaille motorisée 186 et 253720 U 2 l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 de manière qu'il puisse être correctement aligné avec la jonction d'accouplement de deux longueurs de tiges adjacentes 32 Les transducteurs de position déployée et rétractée associés au dispositif 232 informent le contrôleur programmable 30 sur la position soulevée ou abaissée de l'unité Le vérin 234 est également commandé par le contrôleur programmable 30 et utilisé lorsque l'ensemble formé par la tenaille motorisée et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé relie le carré d'entraînement à la longueur de tiges 32 qui est la plus haute. Les transducteurs de position déployée et rétractée de ce vérin 234 informent le contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si la tenaille motorisée 186 est dans sa position avancée ou en retrait pendant le fonctionnement du vérin 234. La tenaille motorisée 186 comprend des portes supérieure et inférieure de même qu'un verrou pour chaque porte Avant de recevoir une longueur de tiges 32, il faut que les portes soient déverrouillées et ouvertes Les vérins 236, 238 ouvrent et déverrouillent respectivement la porte supérieure Leurs transducteurs associés détectent si la porte supérieure est ouverte ou fermée et si la porte supérieure est verrouillée ou déverrouillée De même, les vérins 240, 242 sont commandés par le contrôleur programmable 30 et utilisés pour ouvrir et déverrouiller respectivement la porte inférieure Leurs transducteurs associés fournissent une indication au contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si la porte inférieure est ouverte ou fermée et si cette porte inférieure est verrouillée ou déverrouillée Le vérin 244 est également commandé par le contrôleur programmable 30 et utilisé pour ouvrir et fermer la pince qui maintient la longueur de tiges 32 qui doit être retirée ou ajoutée à d'autres longueurs de tiges 32 Les transducteurs de position déployée ou rétractée qui leur sont associés fournissent une indication au contrôleur programmable 30 sur le fait de savoir si la pince est ouverte ou fermée Le vérin 246 est utilisé pour appliquer le couple à la longueur de tiges 32 en vue de son désaccouplement ou de son accouplement à des longueurs de tiges adjacentes 32 Les transducteurs qui lui sont associés indiquent au contrôleur programmable 30 si le vérin 246 est en position d'appliquer le couple ou a terminé son cycle d'application du couple. En dehors des transducteurs de position déployée et rétractée qui sont associés aux divers vérins 230-246, le transducteur 245 indique au contrôleur programmable 30 si la tenaille motorisée 186 est dans la position correcte pour l'accouplement ou le désaccouplement des longueurs de tiges adjacentes 32 Le transducteur 247 indique au contrôleur programmable 30 si une longueur de tiges 32 est en fait serrée ou maintenue par la tenaille motorisée 186 Le transducteur de couple 249 de la tenaille motorisée 186 est un commutateur de pression qui détecte le moment o la tenaille motorisée 186 a appliqué le couple maximal à la longueur de tiges 32 pour établir la jonction entre les deux longueurs de tiges 32 - Lorsque la tenaille motorisée 186 a rompu initialement la jonction d'accouplement entre longueurs de tiges adjacentes 32, l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 est alors utilisé pour terminer le désaccouplement des longueurs de tiges adjacentes 32 L'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 comprend un dispositif à cylindre et piston 250 représenté schématiquement à la Fig 20, et qui est 21) contrôlé par le contrôleur programmable 30 pour ouvrir ou fermer une pince de l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 Les transducteurs de position déployée et rétractée qui sont associés à ces derniers indiquent au contrôleur programmable 30 si la pince est ouverte ou fermée Comme illustré schématiquement à la Fig 5 A, la pince de l'appareil de dévissage et de vissage motorisé, -lorsqu'elle se ferme, est utilisée pour entourer et maintenir une longueur de tiges 32 à proximité de la jonction d'accouplement Un transducteur 251 est relié fonctionnellement à un appareil de dévissage et de vissage motorisé additionnel 188 pour indiquer au contrôleur programmable si l'appareil de dévissage et' de vissage motorisé est bien venu en engagement avec la longueur de tiges 32 avant de permettre le désaccouplement ou l'accouplement de cette longueur de tiges. Lorsque l'appareil de dévissage et de vissage motorisé est venu en engagement avec la longueur de tiges 32 en un endroit qui est adjacent à la jonction d'accouplement, un moteur hydraulique 252 de l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188, qui est représenté schématiquement à la Fig 8, est activé par le contrôleur programmable pour accoupler ou désaccoupler par vissage les longueurs de tiges adjacentes selon que l'on ajoute ou que l'on retire une longueur de tiges 32. Dans le cas du désaccouplement de longueurs de tiges adjacentes 32, le contrôle sur le fait de savoir si ces longueurs de tiges 32 sont complètement déconnectées est réalisé par le transducteur 254 (broche sortie), comme indiqué à la Fig 8 Selon un mode de réalisation, le transducteur 254 détecte s'il existe un "intervalle" entre colonnes de tiges adjacentes 32 S'il y a un intervalle, un signal est envoyé par le transducteur 254 au contrôleur programmable -30 pour lui indiquer que les longueurs de tiges adjacentes 32 ne sont plus connectées De même, un transducteur 256 (broche rentrée) informe le contrôleur programmable 30 lorsque le moteur 252 de l'appareil de dévissage et de vissage motorisé a terminé sa tâche pendant l'opération d'accouplement, et la tenaille motorisée 186 peut alors être utilisée pour appliquer le couple nécessaire à la jonction. Outre qu'il commande et qu'il surveille les dispositifs sus-mentionnés, le contrôleur programmable 30 surveille également des équipements habituellement utilisés dans une opération de forage Comme représenté à la Fig 1, le contr 8 leur programmable 30 surveille le fonctionnement d'une table rotative 194 Pendant le forage, la table rotative 194 est reliée fonctionnellement au train -de tiges de forage ou à la colonne de forage Là table rotative 194 est entraînée en rotation dans un plan horizontal par un moteur situé au-dessous du plancher de l'installation de forage 36 et ce mouvement de rotation est transmis au train de tiges de forage pour faire tourner le trépan La table rotative 194 est surveillée pour savoir si elle est activée et si elle se déplace Par exemple, si la table rotative 194 est activée, l'opération de retrait ou d'adjonction de longueurs de tiges 32 est inhibée pour améliorer la sécurité. Le contrôleur programmable 30 surveille également diverses autres conditions -du forage, identifiées sur le schéma par blocs de la Fig 1 en tant-que systèmes de support d'installation de forage 196 Du fait que la présente invention a pour objet un système de commande et de surveillance complet pour le retrait et l'adjonction fiables de longueurs de tiges 32, des conditions telles que l'amplitude des pressions hydrauliques et pneumatiques, l'état de fonctionnement des pompes à boue et la présence de gaz toxiques au voisinage du forage sont surveillées En plus de ces conditions, on comprendra que de nombreuses autres conditions, ou paramètres, qui sont liées au forage soient surveillées et qu'une indication les concernant puisse être obtenue en utilisant le contrôleur programmable 30 et un logiciel approprié utilisé avec ce dernier Typiquement, il est possible d'accepter les spécifications ou les désirs de chaque utilisateur individuel du forage et d'obtenir la fonction de surveillance désirée. Un autre dispositif de la présente invention qui a été conçu et qui est nouveau, et qui est représenté sous forme de bloc à la Fig 1, est un système de sécurité 258 anti-intrusion Ce système est utilisé pour augmenter au maximum la sécurité pendant le retrait et l'adjonction de longueurs de tiges 32 Le système de sécurité 258 est à la fois surveillé et commandé par le contrôleur programmable 30 Le système de sécurité 258 comprend par exemple un certain nombre de dispositifs détecteurs pour déterminer si un opérateur ou un ouvrier de l'installation de forage se trouve dans une région définie qui est par exemple la région occupée par le mécanisme à bras supérieur 44, le râtelier à tiges creuses 46, le mécanisme à bras inférieur 48, -le dispositif de recul 50, les coins automatiques 182, l'élévateur de tiges 184, la tenaille motorisée 185 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 Si un opérateur d'installation de forage se trouve dans une région de ce genre, le contrôleur programmable 30 est programmé pour mettre automatiquement fin au fonctionnement du système et réduire au minimum le risque de blessures pouvant être infligées dans la région définie. On décrira maintenant le fonctionnement de la présente invention avec référence en particulier aux Fig 2 A-2 C à 7 A-7 C, qui illustrent schématiquement le retrait d'une longueur de tiges 32 de la colonne de forage La séquence des opérations concernées par le retrait des longueurs de tiges 32 est connue dans l'industrie du forage par l'expression de "remontée" (tripping out) Dans un cas typique, la remontée des longueurs de tiges 32 est nécessaire pour remplacer un trépan qui est usé En conséquence, il faut désaccoupler et empiler ou stocker un certain nombre de longueurs de tiges 32 de manière à pouvoir soulever le trépan du puits et le remplacer. Avant de commencer l'opération proprement dite de la remontée, il faut que certains travaux préparatoires soient effectués. Spécifiquement, un élément de tube carré dit "Kelly" et un carré d'entraînement qui sont reliés à l'extrémité supérieure de la longueur de tiges 32 se trouvant le plus en haut et qui fait saillie au-dessus du plancher de l'installation de forage 36 sont déconnectés de l'extrémité de cette longueur de tiges supérieure 32, soulevés sur une courte distance en utilisant l'élévateur de tiges 184, puis stockés en un emplacement que l'on appelle habituellement le trou de rat (ou-trou de garage en surface pour la tige carrée) Lorsqu'on a rangé la tige carrée et le carré d'entraînement, on les déconnecte de l'élévateur de tiges 184 Le treuil de forage 190 est activé de manière que le cable 218 et l'élévateur de tiges 184 soient abaissés et viennent en engagement avec la partie supérieure de la longueur de tiges 32 qui sort du plancher de l'installation de forage 36 l'élévateur de tiges 184 saisit fermement la partie supérieure de la longueur de tiges 32, comme illustré à la Fig 2 A Quand le transducteur 214 détecte que l-a longueur de tiges 32 est maintenue fermement par l'élévateur de tiges 184, le treuil de -forage 190 est activé de manière à soulever la longueur de tiges 32 sur une hauteur prédéterminée. Il est important de noter que le contrôleur programmable 30 est programmé pour vérifier la synchronisation correcte de chacune des séquences des opérations qui sont effectuées pour l'accouplement ou le désaccouplement de longueurs de tiges 32, au moyen des divers transducteurs et dispositifs d'entraînement Cette vérification est faite avant que toute nouvelle action soit autorisée ou que l'opération suivante soit commencée A titre d'exemple, la sortie du transducteur 214 est appliquée au contrôleur programmable 30 pour lui indiquer si la longueur de tiges 32 est maintenue par l'élévateur de tiges 184 Si aucune indication indiquant que la longueur de tiges 32 a bien été 2537202- saisie n'est fournie, l'opération suivante n'est pas réalisée. Lorsque la longueur de-tiges 32 est dans la position désirée, les coins automatiques 182 sont activés par'le contrôleur programmable 30 de manière à venir en engagement et supporter la longueur de tiges 32 au- dessous du plancher de l'installation de forage 36 Le transducteur 204 envoie au contrôleuir programmable 30 un signal qui indique que les coins automatiques 182 sont venus correctement en engagement avec ces longueurs de tiges 32. Pendant le soulèvement de la longueur de tiges 32, le mécanisme à bras supérieur 44 est également activé et commence à se déployer à partir de sa position rétractée et d'attente, comme illustré aux Fig. 3 A et 3 B Lorsque la longueur de tiges soulevée 32 se trouve à une hauteur prédéterminée, la troisième partie déployable 62 du mécanisme à bras supérieur 44 est disposée de manière que ses mâchoires 72 soient situées autour d'une partie supérieure -de la longueur de tiges 32. Pendant le déploiement du mécanisme à bras supérieur 44, le dispositif d'entraînement 80 envoie des informations au contrôleur programmable 30 qui indiquent la position horizontale du mécanisme à bras supérieur 44. Lorsqu'une position horizontale prédéterminée est atteinte, le dispositif d'entraînement 80 est désactivé A ce moment, le dispositif d'entraînement 74 est excité et les mâchoires 72 du mécanisme à bras supérieur 44 commencent à saisir la partie supérieure de la longueur de tiges 32 Quand le mécanisme à bras supérieur 44 sé trouve en engagement lâche avec la longueur de tiges 32, le transducteur 84 envoie un signal au contrôleur programmable 30 lui indiquant que la longueur de tiges 32 est maintenue par le mécanisme à bras supérieur 44. A ce moment également, lorsqu'il s'agit d'une opération typique, le bras inférieur 110 du mécanisme 48 est déployé par le dispositif d'entraînement 114 en direction de la partie inférieure de la longueur - de tiges 32 Comme pour le fonctionnement du mécanisme à bras supérieur 44, le dispositif d'entraînement 114 fournit continuellement des informations au contrôleur programmable 30 en ce qui concerne la - position horizontale du bras inférieur 110 An conséquence, quand le mécanisme à-bras inférieur 48 est disposé de manière à saisir la partie inférieure de la longueur de tiges 32, son déploiement est stoppé comme indiqué aux Fig 4 A et 4 B Le dispositif d'entraînement 138 est alors activé pour que les coins 132 des mâchoires du mécanisme 48 du mécanisme à bras inférieur se referment autour de la section inférieure de la longueur de tiges 32 et viennent en engagement lâche avec cette longueur de tiges 32 de manière à en permettre la rotation. Pendant l'engagement de la longueur de tiges 32 par le mécanisme à bras supérieur 44 et par le mécanisme à bras inférieur 48, la tenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 sont déplacés en direction de la longueur de tiges 32, comme représenté aux Fig 4 A et 4 C La tenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 sont représentés sous forme d'un ensemble unique aux Fig 2 A à 7 C Comme illustré aux Fig 5 A et 5 C, la tenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissages et de vissage motorisé 188 sont en position pour désaccoupler des longueurs de tiges adjacentes 32 Pour déplacer latenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188, on peut utiliser deux moyens différents. Selon un premier mode, lorsque la tenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 forment un ensemble unique, on peut utiliser deux moyens différents Dans un cas, l'ensemble unique constitué par la tenaille motorisée 186 et par l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 est déplacé le long de pistes Dans l'autre, la tenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 comprennent des parties qui sont déployables ou rétractables, que l'on déplace hydrauliquement pour venir en engagement avec les longueurs de tiges 32. Lorsque cette opération préliminaire est terminée, l'opération de remontée peut commencer A cet égard, le contrôleur programmable 30 commence une séquence d'étapes pour commander un ou plusieurs dispositifs à cylindre et piston 230-246 pour commencer à dégager l'accouplement à la jonction de deux longueurs de tiges 32 Lorsque ce dégagement initial, de l'accouplement est terminé, le contrôleur programmable 30 active le moteur 252 de l'appareil de dévissage et de vissage motorisé pour désaccoupler complètement la longueur de tiges soulevée 32 des longueurs de tiges restantes 32 qui se trouve au-dessous du plancher de l'installation de forage 36 Pendant le désaccouplement au moyen du moteur 252 de l'appareil de dévissage et de vissage motorisé, le contrôleur programmable 30 surveille continuellement le transducteur 254 Lorsque les longueurs de tiges adjacentes 32 sont désaccouplées ou séparées, le transducteur 254 détecte l'intervalle entre les deux longueurs de tiges 32 qui en résulte et envoie un signal au contrôleur programmable 30 indiquant que les deux longueurs de tiges adjacentes 32 sont désormais désaccouplées. A ce moment, la longueur de tiges 32 étant désaccouplée, le contrôleur programmable 30 active le bras inférieur 110 en excitant le dispositif d'entraînement 118 pour déplacer ce bras inférieur 110 vers le haut de façon que les coins 132 de la mâchoire se coincent contre la longueur de tiges 32 et que la partie inférieure de cette longueur de tiges 32 soit fermement retenue A ce moment, le transducteur 139 du mécanisme à bras inférieur 48 indique *que la longueur de tiges 32 qui a été désaccouplée ou retirée est fermement engagée en vue de son déplacement Le contrôleur programmable 30 continue alors d'activer le dispositif d'entraînement 118 en vue de soulever le mécanisme à bras inférieur 110 de manière que la longueur de tiges 32 qui a été retirée soit écartée verticalement des longueurs de tiges accouplées et restantes 32. De plus, pendant l'opération de désaccouplement à la jonction des longueurs de tiges adjacentes 32, l'élévateur de tiges 184 est activé par le contrôleur programmable 30 et par l'intermédiaire du dispositif à cylindre et piston 208 de manière qu'il dégage l'extrémité supérieure de la longueur de tiges 32, comme on le voit à la Fig 5 A A ce moment également, le mécanisme à bras supérieur 44 commence à se rétracter, ce qui fait que la partie supérieure de la longueur de tiges 32 qui a été désaccouplée et sa partie inférieure ne sont plus en alignement vertical L'alignement vertical est atteint lorsque le dispositif d'entraînement 116 est activé de manière à faire pivoter le bras inférieur 110 qui serre la partie inférieure de la longueur de tiges 32 au-dessus du dispositif de recul 50 Pendant ce mouvement de pivotement du mécanisme à bras inférieur 110, le dispositif d'entraînement 116 fournit continuellement des informations au contrôleur programmable 30 en ce qui concerne sa position De même, le contrôleur programmable 30 surveille la position du dispositif de recul 50, et en particulier la position de celle des deux cuvettes 178 qui a été choisie et qui doit recevoir l'extrémité inférieure de la longueur de tiges 32 qui a été retirée La cuvette 178 est disposée sensiblement à la partie supérieure de la branche 154 de la structure en V inversé en vue de recevoir la longueur de tiges 32 Si une condition indésirable apparaît et si la cuvette 178 ne se trouve pas en position correcte, ou si le dispositif de recul 50 ne se trouve pas dans sa position d'attente, le contrôleur programmable 30 met fin à l'opération jusqu'à ce que la condition indésirable soit corrigée. Dans le cas attendu o le dispositif de recul 50 et la cuvette 178 sont dans la position correcte, le bras inférieur 110 pivote éventuellement suffisamment pour placer la partie inférieure de la longueur de tiges 32 dans le côté ouvert de la cuvette 178 Le transducteur 180 qui est relié fonctionnellement au dispositif de recul détecte que la longueur de tiges 32 qu'il a reçue est maintenue par la cuvette 178 et il envoie une indication au contrôleur programmable Le contrôleur programmable 30 active alors le bras inférieur 110 de manière qu'il s'abaisse et dégage les coins 132 de la mâchoire de la longueur de tiges 32, puis les mâchoires 134 sont ouvertes et le bras inférieur 110 est alors pivoté et rétracté vers sa position o il peut venir en engagement avec une autre longueur de-tiges 32. Le mécanisme à bras supérieur 44 et le dispositif de recul 50 coopèrent alors pour maintenir la longueur de tiges 32 qui a été retirée dans une attitude sensiblement verticale pendant qu'elle est déplacée sur le chariot supérieur 142 vers l'arrière en direction Y sur les pistes 158 La quantité de mouvement dans la direction Y dépend de l'endroit o la longueur de tiges 32 qui a été retirée doit être stockée sur le plancher de l'installation de forage 36 En ce qui concerne les illustrations qui sont fournies par les Fig 2 et 3, cette longueur de tiges 32 qui a été retirée doit être stockée sensiblement dans le coin inférieur de droite de la région de stockage En conséquence, le chariot supérieur 142 est déplacé le long du jeu de pistes 158 vers l'arrière dans la direction Y jusqu'aux extrémités de ce jeu de pistes 158 Simultanément, le mécanisme à bras supérieur 44 est rétracté de manière que la partie terminale supérieure de la longueur de tiges 32 reste sensiblement en alignement vertical avec la partie terminale inférieure de la longueur de tiges 32. Lorsque la longueur de tiges 32 qui a été retirée est disposée à l'emplacement désiré dans la direction Y, le contrôleur programmable 30 active le dispositif d'entraînement 68 Ce dispositif d'entraînement 68 amène la bielle 64 à pivoter vers la position programmée qui, dans le présent exemple, est en direction de la section 86 du râtelier à tiges creuses Le degré de mouvement de pivotement est prédéterminé de manière que la longueur de tiges 32 soit alors disposée à proximité de l'extrémité du convoyeur à vis 94 qui a été choisi et qui doit recevoir la longueur de tiges désaccouplée 32 Lorsque le mouvement de pivotement prédéterminé de la bielle 64 est terminé, le dispositif d'entraînement 68 reste activé pour amener la partie déployable 67 de la bielle à se disposer parallèlement et contre le convoyeur à vis 94 qui a été choisi Dans le même temps que la partie déployable 67 de la bielle est déployée, le convoyeur à vis 94 qui a été choisi effectue un demi-tour Lorsque le déploiement prédéterminé de la partie déployable 67 de la bielle est terminé et lorsque le convoyeur à vis 94 qui a été choisi a effectué son demi-tour, le servomoteur 74 est activé en vue d'ouvrir la mâchoire 72 et de libérer la longueur de tiges 32 de la surface hélicoïdale disponible 95 Après avoir libéré la longueur de tiges 32 qui doit être maintenue sur la surface hélicoïdale 95, le servomoteur 68 est à nouveau activé pour rétracter la partie déployable 67 de la bielle Lorsque la rétractation prédéterminée de la partie déployable 57 de la bielle est terminée, la bielle 64-pivote vers sa position précédente, ce qui fait que le mécanisme à bras supérieur 52 peut être à nouveau déployé et venir en engagement avec la longueur de tiges 32 suivante qui doit être désaccouplée. Si l'on se réfère aux représentations schématiques des Fig 2 A-2 C, et alors que le mécanisme à bras supérieur 44 est ramené à sa position d'attente, le dispositif de recul 50 est déplacé vers l'arrière dans la direction X de manière que la partie inférieure de la longueur de tiges 32 qui a été démontée puisse être placée dans le coin ou dans la position de droite inférieure de la région de stockage Dans cette position, la console 176 et la cuvette 178 qui maintiennent la partie inférieure de la longueur de tiges 32 sont déplacées vers le bas le long de la piste en pente 166 du chariot supérieur 142 Quand la cuvette 178 est parvenue à l'extrémité inférieure de la piste en pente 166, son côté ouvert peut être séparé latéralement de l'extrémité inférieure de la longueur de tiges 32 Ceci permet de déplacer le dispositif de recul 50 vers l'avant dans la direction X de manière que la partie inférieure de la longueur de tiges 32 en soit retirée et soit supportée par le plancher de l'installation de forage 36. Pendant le temps pendant lequel le dispositif de recul 50 déplace la partie d'extrémité inférieure de la longueur de tiges 32, l'élévateur de tiges 184 est à nouveau abaissé pour recevoir la longueur de tiges suivante 32 qui doit être désaccouplée Après -15 dégagement de la première longueur de tiges 32 qui a été démontée, le dispositif de recul 50 est amené à sa position d'attente ou de référence, qui est représentée à la Fig 3 C, pour recevoir la longueur de tiges 32 qui doit être ensuite démontée. Le processus ci-dessus se poursuit de manière que chaque convoyeur à vis 94 de la première section 86 du râtelier à tiges creuses reçoive une longueur de tiges 32 Ensuite, chaque convoyeur à vis 94 de la première section 86 du râtelier à tiges creuses reçoit une seconde longueur de tiges 32 d'une manière sélectionnée Ce procédé de remplissage des convoyeurs à vis 94 se poursuit jusqu'à ce que tous les convoyeurs à vis 94 de la première section 86 du râtelier à tiges creuses soient remplis de longueurs de tiges 32 En réalisant, cette opération, chacune des parties supérieures des longueurs de tiges est placée sur le convoyeur à vis 94 qui a été choisi et ce convoyeur à vis 94 effectue un demi-tour alors que la partie déployable 67 de la bielle lui fournit chaque longueur de tiges 32 qui a été démontée Les parties inférieures des longueurs de tiges 32 sont amenées à leurs positions prédéterminées sur la surface du plancher de l'installation de forage 36 Quand un convoyeur à vis 94 est totalement rempli de longueurs de tiges 32 qui ont été démontées, chaque partie supérieure de chaque longueur de tiges 32 qui est stockée se retrouve en alignement vertical avec sa partie inférieure du fait que le convoyeur à vis 94 déplace toutes les parties supérieures des longueurs de tiges 32 sur un demi-tour chaque fois qu'une longueur de tiges additionnelle 32 est reçue par le convoyeur à vis 94 En conséquence au moment o le convoyeur à vis 94 choisi a tourné pour mettre en place une longueur de tiges 32 dans une surface hélicoïdale ouverte disposée à l'extrémité du convoyeur à vis 94 opposée à celle à laquelle le mécanisme à bras supérieur 44 délivre une longueur de tiges 32, cette longueur de tiges 32 est sensiblement verticale Quand toutes les surfaces hélicoïdales disponibles 95 de tous les convoyeurs à vis 94 'de la première section 86 du râtelier à tiges creuses sont remplies de longueurs de tiges qui ont été démontées, le dispositif de recul 50 est utilisé pour transporter des longueurs de tiges additionnelles 32 qui ont été démontées vers l'avant en direction X, en sens opposé à la direction vers l'arrière de la direction X Spécifiquement, l'autre des deux cuvettes 178 est alors choisie pour recevoir la partie inférieure de la longueur de tiges 32 qui a été démontée, et la bielle 64 du mécanisme à bras supérieur 44 pivote en direction opposée pour placer la longueur de tiges 32 qui a été démontée dans le convoyeur à vis 94 de la seconde section 88 du râtelier à tiges creuses Ainsi, les deux sections 86, 88 du râtelier à tiges creuses, en même temps que le plancher de l'installation de forage 36 situé en dessous, peuvent:tre remplis d'une manière prédéterminée avec des longueurs de tiges 32 qui ont été démontées. Quand on déplace le dispositif de recul 50 vers la position prédéterminée pour le dégagement de la partie inférieure de la longueur de tiges 32, le contrôleur programmable active les dispositifs d'entraînement 148, 160 Ces deux dispositifs d'entraînement 148, 160 sont reliés rétroactivement et de façon active au contrôleur programmable 30 pour lui permettre de déterminer si le dispositif de recul 50 est dans la position désirée Lorsque chaque position X, Y prédéterminée est atteinte par le dispositif de recul 50, le contrôleur programmable 30 désactive les dispositifs d'entraînement à servomoteurs appropriés 148, 160 Comme pour les commandes des mouvements du présent système qui ont été discutées plus haut, on peut mettre au point un logiciel approprié pour disposer correctement tous les dispositifs commandés, y compris le dispositif de recul 50. En ce qui concerne l'accouplement ou l'adjonction de longueurs de tiges aux longueurs de tiges restantes 32, et que l'on appelle généralement dans ce domaine la "descente" (tripping in), le processus qui vient d'être décrit est sensiblement inversé A cet égard et de façon typique, le dernier convoyeur à vis 94 qui avait reçu la dernière longueur de tiges 32 démontée est le premier à être activé pour placer la partie supérieure de la longueur de tiges 32 dans une position lui permettant d'être reçue par les mâchoires 72 du mécanisme à bras supérieur 44 Le dispositif de recul 50 est également positionné pour recevoir la longueur de tiges 32 qui avait été la dernière à être démontée Lorsque le mécanisme à bras supérieur 44 et le dispositif de recul 50 ont déplacé la longueur de tiges 32 de manière que le dispositif de recul 50 se -trouve dans sa position-d'attente, le mécanisme à bras inférieur 48 peut être activé pour venir en engagement avec la partie inférieure de la longueur de tiges 32 et l'amener en alignement avec des longueurs de tiges restantes 32 se trouvant au-dessous du plancher de l'installation de forage La tenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 sont utilisés pour accoupler les longueurs de tiges adjacentes 32 alors que la partie supérieure de la longueur de tiges 32 qui doit être accouplée est déplacée au -moyen du mécanisme à bras supérieur 44 en vue de l'aligner avec l'élévateur -de tiges 184 L'élévateur de tiges 184 vient en engagement avec la partie supérieure de la longueur de tiges 32 qui doit Utre accouplée Lorsque l'accouplement est terminé à sa partie inférieure, les coins automatiques 182 sont dégagés de la longueur de tiges 32 à laquelle la longueur de tiges 32 vient juste d'être accouplée L'élévateur de longueurs de tiges 184 soulève légèrement la tige de forage pour en transférer le poids à l'élévateur de tiges 184 L'élévateur de tiges 184 est alors abaissé par le treuil de forage 190 de manière que les nouvelles longueurs de tiges 32 qui ont été ajoutées soient abaissées au-dessous du plancher de l'installation de forage 36 Ainsi, on peut retirer des longueurs de tiges additionnelles 32 du stockage et les accoupler aux longueurs de tiges restantes 32 en vue de les amener au-dessous du plancher de l'installation de forage 36 - On comprendra également que diverses autres séquences particulières d'accès aux convoyeurs à vis 94 puissent -tre obtenues en utilisant le logiciel Par exemple, pour mieux équilibrer éventuellement l'utilisation et l'usure de chacune des longueurs de tiges 32, on peut concevoir une séquence de sélection de longueurs de tiges 32 permettant d'obtenir ce résultat souhaité, et tel que la dernière longueur de tiges 32 qui a été désaccouplée de la colonne de tiges ne soit pas la première longueur de tiges 32 à être accouplée à la colonne de tiges. Pendant le désaccouplement et l'accouplement des longueurs de tiges 32, le contrôleur programmable 30 surveille également de façon continue l'équipement concernant le forage, tels que la table rotative 194 et les systèmes de support de forage 196 Si une condition de défaut prédéterminée est reçue par le contrôleur programmable 30, le logiciel agit alors de façon immédiate et appropriée, par exemple en fermant ou en mettant fin à une opération du système Comme discuté précédemment, et en plus de la surveillance de ces éléments d'équipement, le contrôleur programmable 30 surveille également le fonctionnement des dispositifs commandés, tels que le mécanisme à bras supérieur 44, le râtelier à tiges creuses-46, le mécanisme à bras inférieur 48, le dispositif de recul 50, les coins automatiques 182, l'élévateur de tiges 184, la tenaille motorisée 186, l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188, le treuil de forage 190, le frein 192 et le système de sécurité anti- intrusion 258 Si une condition de défaut prédéterminée apparatt au niveau de l'un quelconque de ces dispositifs commandés, ou si l'un ou plusieurs de ces dispositifs ne fonctionne pas correctement, le contrôleur programmable 30 qui est instruit par le logiciel agit alors immédiatement et de façon appropriée. En plus de la commande automatique que l'on obtient grâce à la présente invention, le présent système crée également un fonctionnement semi-automatique qui fait qu'un opérateur ou un ouvrier a la possibilité d'avoir priorité sur le système totalement automatisé et de commander directement le fonctionnement de l'équipement En particulier le mécanisme à bras supérieur 44, le râtelier à tiges creuses 46, le mécanisme à bras inférieur 48, et le dispositif de recul 50 peuvent. être commandés séparément De même, les coins automatiques 182, l'élévateur de tiges 184, la tenaille motorisée 186 et l'appareil de dévissage et de vissage motorisé 188 peuvent être également commandés séparément en ayant la priorité sur la commande complètement automatique fournie par le contrôleur programmable 30. Des moyens sont également prévus pour mettre hors service selon une ou plusieurs combinaisons différentes le mécanisme à bras supérieur 44, le râtelier à tiges creuses 46, le mécanisme à bras inférieur 48,- le dispositif de recul' 50 et autres dispositifs commandés ou surveillés Ainsi, si un défaut apparaît dans l'un des dispositifs commandés ou détectés qui le met hors service, les dispositifs restants peuvent être utilisés sélectivement-au moyen du contrôleur programmable selon des séquences non automatisées pour permettre le fonctionnement continu sur un mode "semi-automatisé". De plus, des moyens sont prévus en cas de défauts pour que des parties du système de la présente invention puissent être utilisées manuellement, c'est-à-dire mécaniquement et à la main, tels que des mécanismes à cliquet et à rochet (non représentés) pour avoir la possibilité de poursuivre l'opération avec le système. En se basant sur la description détaillée qui a été donnée, on peut discerner un certain nombre de caractéristiques avantageuses de la présente invention Il est créé un système de manipulation de tiges automatisé comprenant des moyens de vérification qui réduisent de façon significative le nombre d'ouvriers nécessaire pour réaliser les opérations de remontée et de descente associées au forage Dans le même temps, la sécurité des ouvriers est fortement améliorée du fait qu'ils n'ont pas besoin d'être directement impliqués par l'opération d'accouplement et de désaccouplement En outre, des paramètres et des conditions pertinentes qui concernent l'opération de forage sont surveillées de manière que des conditions de défaut puissent être indiquées et amenées à la connaissance des ouvriers et réduire encore plus les risque d'accidents Le présent système fournit la possibilité de l'intervention d'un opérateur quand cela est désiré, et quand on souhaite, dans la mesure du possible, utiliser un équipement de forage traditionnel pour réduire le coût de l'automatisation De plus, la présente invention porte au maximum la reproductibilité des opérations, réduit les coûts de fonctionnement et d'entretien, et augmente la possibilité d'une manutention et d'un déplacement plus rapides des tiges. Bien que la présente invention ait été décrite avec référence à des modes de réalisation spécifiques, on comprendra facilement que l'on puisse lui apporter diverses variantes et modification tout en restant dans le cadre de son esprit et de son champ d'application. REVENDICATIONS 1 Appareil automatique pour accoupler et désaccoupler des tiges d'un système de forage, caractérisé en ce qu'il comprend: un mécanisme à bras supérieur ( 44) pour venir en engagement avec une partie supérieure des tiges, un mécanisme à bras inférieur ( 48) pour venir en engagement avec une partie inférieure des tiges, un râtelier à tiges creuses ( 46) permettant de supporter une partie supérieure des tiges ( 32) reçues par ledit mécanisme à bras supérieur, des transducteurs ( 139) associés fonctionnellement audit mécanisme à bras supérieur et audit mécanisme à bras inférieur pour détecter si le mécanisme à bras supérieur a saisi une tige ( 32) et pour détecter si le mécanisme à bras inférieur a saisi une tige, et des moyens de commande ( 184, 220) en association fonctionnelle avec le mécanisme à bras supérieur ( 44), le mécanisme à bras inférieur ( 48) le râtelier à tiges creuses ( 32) et lesdits transducteurs pour commander automatiquement le mécanisme à bras supérieur, le mécanisme à bras inférieur et le râtelier à tiges creuses pour déplacer des tiges vers une position de stockage, lesdits moyens de commande et de déplacement des tiges utilisant ledit mécanisme à bras supérieur et ledit mécanisme à bras inférieur quand les transducteurs indiquent aux moyens de commande que la tige est respectivement saisie par le mécanisme à bras supérieur et par le mécanisme à bras inférieur. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le râtelier ( 46) à tiges creuses ( 32) comprend un convoyeur rotatif ( 94) qui reçoit plusieurs tiges provenant du mécanisme à bras supérieur. 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens transporteurs ( 50) pour recevoir une partie inférieure de tige et pour se déplacer et amener la partie inférieure de la tige dans une position prédéterminée, lesdits moyens transporteurs comprenant une cuvette ( 178) destinée à recevoir la partie inférieure de la tige ( 32). 4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens transporteurs comprennent trois transducteurs ( 180), un premier transducteur ( 600) qui indique aux moyens de commande si une cuvette ( 178) est en position correcte pour recevoir la partie inférieure d'une tige, un second transducteur ( 602) qui indique aux moyens de commande si la cuvette est en position pour dégager une tige, et un troisième transducteur ( 604) qui indique aux moyens de commande si la cuvette est bien en engagement avec la partie inférieure de la tige. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens transporteurs comprennent: un chariot inférieur mobile ( 140) dans une première direction, un chariot supérieur ( 142) supporté sur le chariot inférieur et mobile dans une seconde direction, et des pistes en pente ( 166) supportées sur le chariot supérieur et permettant de déplacer ladite cuvette vers le haut et vers le bas. 6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent des moyens de rétroaction que l'on peut utiliser pour déterminer la position du mécanisme à bras supérieur et du mécanisme à bras inférieur pendant leurs mouvements. 7 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une tenaille motorisée ( 186) servant à éliminer et à former une jonction entre deux tiges, un appareil de dévissage ( 188) et de vissage motorisé utilisé pour séparer et relier deux tiges, un élévateur de tiges ( 184) utilisé pour soulever et abaisser les tiges, des coins automatiques ( 182) pour supporter une tige disposée-dans un trou de puits,et des moyens reliés fonctionnellement à la tenaille motorisée, à l'appareil de dévissage et de vissage motorisé, à l'élévateur de tiges et aux coins automatiques pour permettre auxdits moyens de commande de surveiller et de commander la tenaille motorisée, l'appareil de dévissage et de vissage motorisé, l'élévateur de tiges et les coins automatiques.