Brevet FR2545531A1 — publié le 19841109

Il est de pratique courante de monter un dispositif de verrouillage dans un raccord à portée intérieure,appelé éga- lement raccord de pose d'instrumentimonté dans un train de tubes de production situé dans un puits Un raccord à portée intérieure comporte une encoche pour recevoir les doigts de verrouillage d'un verrou et un épaulement formant portée ou épaulement de pose qui fait saillie dans l'alésage du raccord à portée intérieure pour entrer en contact avec un épaulement ne passant pas formé sur le verrou afin de permettre à une force dirigée vers le bas d'être appliquée au verrou pour ac- tionner les griffes de verrouillagevers l'extérieur et les en- gager dans l'encoche de verrouillage Cependant, une fois le verrou enclenché, toute force élevée dirigée vers le bas dans le puits de forageexercée sur le verrou,engendre une force énorme par unité de surface sur l'épaulement du raccord Ceci crée le risque que l'épaulement formant portée du raccord se déforme et produise des barbures qui peuvent se déchirer et endommager les garnitures d'étanchéité de verrous suivantset de l'équipements de puits Ou encore, le verrou peut se coin- cer dans l'alésage du raccord et il peut être ensuite diffi- cile de le récupérer En outre, du fait de tolérances serrées utilisées lorsqu'on utiliser des raccords à portée intérieure, en particulier dans le cas o plusieurs raccords à dimensions échelonnées en escalier sont utilisés à différents emplace- ments dans un puits de forage, les dimensions de l'épaulement formant portée d'un raccord à portée intérieure peuvent se déformer dans une mesure suffisante pour arrêter et mettre en place un verrou de puits à un emplacement indésiré Le raccord à portée intérieure, s'il est endommagé, ne peut pas être fa- cilement remplacé étant donné que ceci nécessite de retirer la totalité du tube de production du puits pour mettre en place un nouveau raccord à portée intérieure. La présente invention vise à réaliser un épaulement ne passant pas sur le dispositif de verrouillage qui ne déforme pas l'épaulement formant portée du raccord. La présente invention se rapporte à un perfectionnement apporté à l'épaulement d'un verrou de puits conçu pour se verrouiller dans une encoche de verrouillage formée dans un raccord à portée intérieure qui est muni d'un épaulement formant portée et est monté dans un puits Le dispositif de verrouillage, ou verroucomporte un coin de pose qui doit être déplacé, après cisaillement d'éléments de cisaillement de pose, pour actionner des griffes de verrouillage et les engager dans l'encoche de verrouillage L'épaulement ne pas- sant pas du verrouqui vient en appui contre l'épaulement formant portée,est en une matière cisaillable ayant une capa- cité limite de résistance au cisaillement supérieure à la capacité limite de résistance au cisaillement des éléments de cisaillement mais inférieure à la capacité limite de ré- sistance au cisaillement de l'épaulement du raccord à portée intérieure Ainsi, la résistance de l'épaulement ne passant pas est suffisante pour mettre en place le verrou mais est insuffisante pour déformer l'épaulement du raccord à portée intérieure. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'épaulement ne passant pas est formé sur une pièce rapportée cisaillable positionnée dans un évidement du verrou De pré- férence, l'évidement comporte un espace pour recevoir la ma- tière cisaillée. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, l'épaulement ne passant pas est formé sur une pièce rapportée cisaillable positionnée dans le corps du verrou et supportée à chaque extrémité et il est en une ma- tière ayant une capacité de résistance au cisaillement plus grande que celle des éléments de cisaillement de pose de sorte que la résistance de l'épaulement ne passant pas est suffisante pour permettre la mise en place du verrou Ce- pendant, la pièce rapportée a une capacité de résistance inférieure à celle de l'épaulement du raccord de sorte que l'épaulement ne passsant pas peut être cisaillé sans que l'épaulement du raccord à portée intérieure soit déformé, permettant ainsi aux griffes écartées de retenir le verrou en place. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention actuellement préféré, donnée uniquement aux fins de la divulgation, consi- dérée en combinaison avec les dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue partielle, en élévation et en par- tie en coupe, représentant le verrou de puits de l'invention dans une position de descente dans un raccord à portée inté- rieure, avant le verrouillage; la Fig 2 est une vue partielle, en élévation, en demi- coupe, du verrou de puits de la présente invention verrouillé dans un raccord à portée intérieure; la Fig 3 est une vue partielle, en élévation, en demi- coupe,représentant le verrou de puits verrouillé dans un rac- cord à portée intérieure et l'épaulement ne passant pas ci- saillé. Bien que la pièce rapportée ne passant pas cisaillable de la présente invention puisse être utilisée dans divers types de verrous de puits, on décrira ici, uniquement aux fins de l'illustration et non à titre de limitation, la pré- sente invention telle qu'utilisée dans un verrou du type DB vendu par la société Camco, Incorporated. On se référera maintenant aux dessins et,en particulier, à la Fig 1 surlaquelle la référence générale 10 désigne un raccord à portée intérieure positionné dans un tube de produc- tion monté dans un puits, tel qu'un raccord à portée inté- rieure du type DB vendu par la société Camco Incorporated. Le raccord 10 à portée intérieure comporte une encoche de ver- rouillage 12 pour recevoir les griffes de verrouillage d'un verrou et un épaulement formant portée 14 qui fait saillie à l'intérieur de l'alésage du raccord 10 pour arrêter un épaulement ne passant pas prévu sur un verrou de puits afin d'arrêter le déplacement du verrou de puits vers le bas à travers le raccord 10 et un alésage poli 16 pour coopérer avec une garniture d'étanchéité prévue sur un verrou de puits. Le verrou de puits, désigné par la référence générale 20, comprend un boîtier ou corps 22, une série de griffes de ver- rouillage 24 qui sont dans la position rétractée dans la vue représentée sur la Fig 1 pendant que le verrou de puits est descendu dans le tube de production du puits et dans le rac- cord 10 à portée intérieure, une douille de serrage 26 à coin initialement maintenue dans la position haute ou rétractée par rapport au corps 22 et aux griffes 24 par des doigts 28 de douille de serrage et une garniture d'étanchéité 30 Le corps 22 comporte,d'une manière classiqueun épaulement 32 ne passant pas qui fait partie intégrante du corps 22 et est conçu pour venir en appui contre l'épaulement formant portée 14 afin de permettre à la douille de serrage 26 à coin d'être déplacée vers le bas par rapport au corps 22 et d'actionner les griffes 24 dans une disposition de verrouillage dans l'encoche de verrouillage 12. Pour actionner le verrou 20 de puits, on peut utiliser un outil de mise en place désigné par la référence générale , tel qu'un outil de descente d'instrument vendu par la société Camco,Incorporated L'outil de descente 40 comporte un plongeur 42 pour agir sur la douille de serrage 26 à coin de façon à entraîner la douille à coin vers le bas et mettre les griffes 24 en place Initialement, l'outil de descente est assemblé au verrou de puits au moyen d'une oude plu- sieurs goupilles de cisaillement 44 qui empêchent initiale- ment le plongeur 42 d'être actionné jusqu'à ce que l'épaule- ment 32 ne passant pas atteigne l'épaulement formant portée 14 Ensuite, le déplacementvers le bas du plongeur 42 ci- saille les goupilles 44 et permet la mise en place des griffes 24,comme plus particulièrement représenté sur la Fig 2 En outre, une ou plusieurs goupilles de cisaillement 46 sont montées entre l'outil de mise en place 40 et le ver- rou, goupilles qui peuvent être cisaillées après que le ver- rou a été posé dans le raccord à portée intérieure 10 pour libérer l'outil de descente 40 du verrou de puits posé 20. La description générale d'un raccord 10 à portée inté- rieure d'un verrou 20 de puits et d'un outil de pose 40 est bien connue. Cependant, il s'est posé un problème du fait de la pe- tite surface de contact entre l'épaulement formant portée 14 du raccord 10 à portée intérieure et l'épaulement 32 ne pas- sant pas du verrou 20 de puits, Tandis que les griffes de blocage 24, comme plus particulièrement représenté sur la Fig 2, empêchent le verrou 20 de puits et tout équipement qui y est assemblé et est disposé audessous de lui de se déplacer vers le haut du puits, l'épaulement 32 ne passant pas empêche le verrou 20 de puits de se déplacer en direction du fond du puits Cependant, des forces énormes peuvent être exercées sur le verrou 20 de puits, de telles forces soit de pression, soit mécaniques tendant à déplacer le verrou 20 de puits vers le bas Cependant, la surface de contact entre l'épaulement 32 ne passant pas et l'épaulement formant portée 14 est petite et l'épaulement 32 ne passant pas peut déformer l'épaulement formant portée 14 Ceci peut créer des barbures sur l'épaulement formant portée 14, barbures qui se détache- ront ou endommageront les garnitures d'étanchéité 30 de ver- rous 20 posés ensuite La déformation de l'épaulement 14 peut éventuellement accroître ou réduire le diamètre intérieur de l'épaulement formant portée 14 Ceci peut provoquer le coince- ment d'un verrou dans l'alésage d'un raccord 10 ou avoir un effet nuisible sur un verrou de puits indésiré 20 et l'arrê- ter, dans une installation en marches d'escalier comportant plusieurs raccords 10 à portée intérieure munis d'épaulement formant portée 14 de dimensions choisies pour mettre en place un verrou 20 de puits coopérant 20 de dimensions appropriées. On indiquera, uniquement à titre d'exemple que, dans un verrou DB de 11, 43 cm,ce diamètre extérieur de l'épaulement 32 ne passant pas est de 9, 792 cm et le diamètre intérieur de l'épaulement formant portée 14 est de 9,685 cm Par consé- quent, la surface de contact entre l'épaulement 32 ne passant pas et l'épaulement formant portée 14 n'est qui d'environ 1,6 cm 2 Avec cette petite surface de contact, il suffit d'une petite force pour endommager ou déformer l'épaulement formant portée. La présente invention prévoit l'emploi d'une pièce rap- portée ne passant pas cisaillable dans le corps 22 d'un ver- rou 20 de puits Ainsi, il est prévu une pièce rapportée ci- saillable 50 qui est positionnée dans un évidement 52 formé dans le corps 22 Ainsi, la base 54 de la pièce rapportée 50 est portée et soutenue par le corps 22 mais l'épaulement 56 ne passant pas s'étend vers l'extérieur à partir de la base 54 pour établir un contact avec l'épaulement forment portée 14 L'épaulement 56 ne passant pas est en une matière cisail- lable appropriée qui a une capacité limite de résistance au cisaillement supérieure à la capacité de résistance au cisail- lement des éléments de cisaillement de pose ou goupilles de cisaillement 44 de sorte que la résistance de l'épaulement 56 ne passant pas est suffisante pour permettre au verrou d'être posé Cependantl la capacité de résistance au cisaillement de l'épaulement 56 ne passant pas est moindre que la capacité de résistance au cisaillement de l'épaulement 14 du raccord à portée intérieure de sorte que l'épaulement 56 ne passant pas peut être cisaillé sans déformer l'épaulement 14 du rac- cord à portée intérieure La pièce rapportée 50 est fabriquée en une matière plastique ou en un métal approprié ayant la résistance au cisaillement désirée Une matière plastique vendue sous la marque "RYTON" est satisfaisante De préfé- rence, l'évidement 52 comporte un espace 53 positionné au- dessus de la pièce rapportée 50 pour aider à recevoir toute matière cisaillée de la pièce rapportée 50. Dans un exemple utilisant quatre goupilles de cisaille- ment 44 en laiton ayant un diamètre extérieur de 7,925 cm, on a calculé que l'effort total de cisaillement des goupilles qui est égal à la moitié de leurs limite élastique, était d'environ 23 800 N La surface de l'épaulement ne passant pas cisaillable 56 n'étant que de 1,6 cm 2 environ, on choi- sit l'épaulement 56 ne passant pas de façon qu'il se cisaille sous une force dirigée vers le basd'environ 47 600 N Cette force est supérieure à l'effort de cisaillement des goupilles 44 mais elle est considérablement inférieure à l'effort de cisaillement de l'épaulement 14 Par conséquent, la matière dans laquelle la pièce rapportée 50 est fabriquée doit avoir une limite élastique supérieure à 147,5 N/mm 2 Dans cet exemple particulier donné à titre d'illustration, il est recommandé que la matière choisie pour la pièce rapportée ait une limite élastique d'approximativement 196 N/mm 2, pour fournir un facteur de sécurité de 70 %. Sur la Fig 1, on a représenté le verrou 20 de puits pendant qu'il est descendu dans le puits à l'intérieur du tube de production et du raccord 10 à portée intérieure par l'outil de pose 40 Lorsque l'épaulement 56 ne passant pas vient buter contre l'épaulement formant portée 14 du raccord , les griffes de verrouillage rétractées 24 sont alignées avec l'encoche de verrouillage 12 La poursuite du déplace- ment vers le bas de l'outil de pose,effectuée,par exemple, par battage, cisaille les goupilles 44,déplace le plongeur 42 vers le bas,provoquant le déplacement du manchon de pose 26 à coin vers le bas, sa venue en appui contre les griffes 24 et l'actionnement des griffes 24 à la position de pose, comme plus particulièrement représenté sur la Fig 2 Le man- chon de pose 26 à coin reste engagé derrière les griffes 26 grâce aux doigts 28 du manchon qui sont en appui contre le corps 22 et à la présence d'une goupille de cisaillement 60 maintenue en place par un ressort 62 en jarretière Le verrou de puits est maintenant verrouillé en place dans le rac- cord 10 On peut alors appliquer une secousse dirigée vers le haut à l'outil de pose 40 pour cisailler la goupille de li- bératioii 46 et permettre de retirer l'outil de pose 40 du verrou de puits 20 Comme représenté sur la Fig 2, les griffes 24 sont engagées dans l'encoche de verrouillage 12 et empêchent le déplacement vers le haut du verrou 20 de puits mais n'endommagent pas les surfaces coopérantes de l'encoche 12 étant donné qu'il y a une grande surface de contact entre les griffes 24 et l'encoche 12 Le verrou 20 de puits mis en place est empêché de se déplacer vers le bas par l'appui de l'épaulement 56 ne passant pas contre l'épaulement formant portée 14 Cependant, étant donné que la pièce rapportée est cisaillable,toute force prédéterminée agissant vers le bas, que ce soit une force de pression ou une force mécanique, provoque le cisaillement de l'épaulement 56 ne passant pas, comme plus particulièrement représenté sur la Fig 3,de sorte que les griffes 24 empêchent alors le verrou 20 de puits de se déplacer aussi bien vers le haut que vers le bas Etant donné que les surfaces de contact entre les griffes 24 et l'encoche de verrouillage 12 et ses épaulements sont bien plus grandes que la surface de l'épaulement 56 ne passant pas, les épaulements du raccord 10 à portée intérieure ne sont pas endommagés. Après que le verrou 20 de puits a rempli son objet, on peut le retirer à l'aide d'un outil de remontée classique, tel qu'un outil PRS vendu par la société Camco Incorporated qui accroche l'intérieur du manchon de pose 26 à coin et le retire de derrière les griffes 24,permettant à ces dernières d'être rétractées Le verrou 29 est alors remonté à la sur- face du puits; on remplace la pièce rapportée 50 et le ver- rou 20 peut à nouveau être utilisé. La présente invention est, par conséquent, bien appro- priée pour remplir les fonctinns, atteindre les objectifs et offrir les avantages ci-dessus mentionnés ainsi que d'autres qui lui sont inhérents Bien qu'on ait décrit un mode de réa- lisation actuellement préféré de l'invention aux fins de la divulgation, de nombreux changements en ce qui concerne les détails de construction et la disposition des pièces vien- dront immédiatement à l'esprit des spécialistes de la tech- nique, changements qui entrent dans l'esprit de l'invention et dans le cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Un verrou ( 20) de puits conçu pour se verrouiller dans une encoche de verrouillage ( 12) formée dans un raccord ( 10) à portée intérieure, dans un puits, le verrou comportant un épaulement ( 56) ne passant pas,conçu pour entrer en contact avec un épaulement ( 14) du raccord à portée intérieure afin de permettre le déplacement d'un coin de pose ( 26),après ci- saillement d'éléments de cisaillement de pose ( 44),pour ac- tionner des griffes de verrouillage ( 24) et les engager dans l'encoche de verrouillage, caractérisé en ce que l'épaule- ment ( 56) ne passant pas est en une matière cisaillable ayant une capacité limite de résistance au cisaillement supérieure à la capacité limite de résistance au cisaillement des élé- ments de cisaillement ( 44) mais inférieure à celle de l'épau- lement ( 14) du raccord à portée intérieure de sorte que la résistance de l'épaulement ne passant pas est suffisante pour permettre la mise en place du verrou mais insuffisante pour déformer l'épaulement ( 14) du raccord à portée inté- rieure. 2 Verrou eelon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaulement ( 56) ne passant pas est formé sur une pièce rapportée ( 50) positionnée dans un évidement ( 52) du verrou ( 20). 3 Verrou selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaulement ( 56) ne passant pas est formé dans une pièce en matière plastique. 4 Un verrou ( 20) de puits conçu pour se verrouiller dans une encoche de verrouillage ( 12) formée dans un raccord ( 10) à portée intérieure, dans un puits, le verrou comportant un épaulement ( 56) ne passant pas situé sur le corps ( 22) du verrou,conçu pour entrer en contact avec un épaulement ( 14) du raccord à portée intérieure afin de permettre le déplace- ment d'un coin de pose ( 26),après cisaillement d'éléments de cisaillement de pose ( 44), pour actionner des griffes de verrouillage ( 24) et les déplacer vers l'extérieur jusque dans l'encoche de verrouillage, caractérisé en ce que l'épau- lement ( 56) ne passant pas est formé sur une pièce rapportée ( 50) cisaillable positionnée dans le corps ( 22) du verrou et supportée à chaque extrémité, cette pièce étant en une matière ayant une capacité limite de résistance au cisail- lement supérieure à celle des éléments de cisaillement ( 44), de sorte que la résistance de l'épaulement ( 56) ne passant pas est suffisante pour permettre au verroud'être posé,mais est inférieure à celle de l'épaulement ( 14) du raccord ( 10), de sorte que l'épaulement ne passant pas peut être cisaillé sans déformer l'épaulement du raccord à portée intérieure, permettant ainsi aux griffes écartées de maintenir le ver- rou en place. Verrou selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'épaulement ne passant pas est formé sur une pièce rappor- tée ( 50) positionnée dans un évidement ( 52) formé dans le verrou,un espace étant prévu dans l'évidement,au-dessus de la pièce rapportée,pour recevoir les matières cisaillées.