Brevet FR2552488A1 — publié le 19850329

Procédé et dispositif de chargement des éléments tubulaires ou des tiges de forage sur un mât de forage L'invention concerne un procédé et un dispositif de chargement et de fixation des éléments tubulaires ou des tiges de forage sur un mât de forage. Les mâts de forage sont généralement constitués de structures métalliques fixes et le forage se fait au moyen d'un outil fixé à l'extrémité inférieure d'un train de tiges supporté par la structure métallique. Une fois que le train de tiges est complètement enfoncé dans le sol, il convient de le rallonger en lui ajoutant une tige supplémentaire. Pour cette opération, il faut tout d'abord présenter la nouvelle tige dans un ratelier de stockage situé à l'intérieur ou à la base du mât, puis procéder à l'accrochage de l'extrémité de la nouvelle tige au palan et pour réaliser cet accrochage, on fait coincider 11 extrémité supérieure de la tige avec le palan, en jouant sur l'élasticité de ladite tige et des câbles de suspension du palan. Ensuite, il faut relever la tige pour qu'elle vienne d'elle même s'aligner, sous l'effet de son propre poids, avec le train de tiges déjà en place et la visser sur le train de tiges pour la poursuite des opérations. Ce système de chargement et de fixation des éléments tubulaires les uns à la suite des autres est assez rudimentaire, et il fait appel à la force physique des opérateurs pour le positionnement. De plus, ces différentes opérations doivent être recommencées au moment de la fixation de chaque nouvelle tige. Par ailleurs, la tige se positionnant sous l'effet de son propre poids, c'est-à-dire en position verticale, l'application de ce procédé de chargement et de fixation est difficilement envisageable pour les mâts de forage inclinés. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant d'éviter ces inconvénients. Conformément à l'invention, le procédé consiste - à stocker sous le plancher de la plateforme une nouvelle tige de forage, - à déplacer le mât entre la position de forage et la position de stockage de la nouvelle tige, - à remonter la nouvelle tige à l'intérieur du mat, - puis à ramener le mât avec la nouvelle tige sur la position de forage pour la jonction de cette nouvelle tige avec le train de tiges déjà enfoncé dans le sol. Selon l'invention le mât de forage comporte des moyens de déplace~ ment entre la position de forage et la position de stockage de la nouvelle tige et des moyens pour faire varier son inclinaison. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 représente une vue générale de l'ensemble du mât de forage muni du dispositif de chargement des éléments tubulaires conforme à l'invention. Les figures 2 à 5 représentent des schémas montrant les différentes phases du procédé de chargement. -A la figure 1, on a représenté une plateforme de forage 1 sur laquelle est monté un mât de forage 2 constitué par une structure métallique. Le mât de forage 2, représenté en position inclinée, est supporté par des supports ou vérins 3 dont les extrémités sont articulées d'une part sur la structure métallique du mât 2 et d'autre part sur le plancher de la plateforme 1. Par ailleurs, le pied 4 du mât de forage est également articulé en 6 par exemple sur un chariot 5 qui glisse sur le plancher de la plateforme 1 de telle manière que la structure métallique puisse pivoter entre une position verticale et une position inclinée et que l'ensemble du mât puisse se déplacer latéralement. Les déplacements longitudinaux du chariot 5 et par conséquent du pied 4 du mât sont commandés par un vérin horizontal 7 ou par tout autre dispositif. Le mât de forage 2 comporte un palan 8 qui supporte un train de tiges 9 à l'extrémité inférieure duquel, un outil non représenté, assure le forage dans le sol 10. A proximité du point de forage, un fourreau de stockage 11 pour une nouvelle tige de forage 12 est monté au dessous du plancher de la plateforme 1 de telle sorte que son orifice supérieur soit situé au niveau dudit plancher. Un mât de chargement 13 est également prévu sur le plancher de la plateforme pour l'introduction d'une nouvelle tige dans le fourreau 11. En se reportant aux schémas 2 à 5, on va maintenant décrire les différentes phases du procédé de chargement des tiges de forage. Le train de tiges 9 étant complètement enfoncé, c'est-à-dire que le sommet de la tige supérieure est au niveau du plancher de la plateforme 1, on le désolidarise du palan 8, et à ce momemt le train de tiges 9 est supporté, au moyen de coins de fixation, par le plancher de forage. Une nouvelle tige 12 est stockée, en attente dans le fourreau 11 (figure 2). On actionne le verin horizontal 7, ce qui provoque le glissement du chariot 5 sur le plancher, afin que le pied 4 du mât 2 vienne se positionner au-dessus du fourreau de stockage 11. L'inclinaison du mât 2 est commandée par les verins 3 pour que, dans cette nouvelle position, son axe soit dans le prolongement de l'axe du fourreau de stockage 11 (figure 3). Ensuite, il suffit d'accrocher la nouvelle tige 12 au palan 8 et de la faire remonter à l'intérieur du mât 2 où, elle est convenablement supportée et guidée dans l'axe dudit mât par un système de guidage escamotable approprié, non représenté. Le pied 4 du mât est alors ramené par l'intermédiaire du vérin horizontal 7 et du chariot 5, à sa position initiale et l'axe de la nouvelle tige 12, commun avec l'axe du mat, revient en colncidence avec l'axe du train de tiges 9 (figure 4). Enfin, on procéde à la jonction de la nouvelle tige 12 sur le train de tiges 9 déjà en place, et on poursuit les opérations de forage. Dès que le mât 2 est revenu au-dessus du point de forage, une nouvelle tige 12 est introduite dans le fourreau de stockage 11 par le mât de chargement 13 (figure 5). Ce procédé de chargement des éléments tubulaires sur un mat de forage, permet d'assister mécaniquement ou hydrauliquement toutes les phases de l'opération, ce qui facilite considérablement la tâche des opérateurs, la tige de forage étant continuellement en appui, si bien qu'aucun mouvement parasite n'est à craindre. D'autre part, il permet également le chargement et la fixation des tiges de forage sur un mât travaillant aussi bien en position inclinée qu'en position verticale, et il est compatible avec les différents systèmes d'entrainement des tiges (table de rotation ou moteur hydraulique) ainsi qu'avec tous les systèmes d'automatisation en service sur les appareils de forage. Cette disposition présente un autre avantage important, notamment dans le cas de faisceaux de puits, à partir d'une plateforme. En effet, les puits peuvent êtr forés dans un ordre prédéterminé; dans ces conditions, le forage d'un puits quelconque peut être fait à partir des tiges du puits précédent, remontées une à une et immédiatement réemployées, par simple manoeuvre du mât. Cela permet donc de forer un faisceau de puits sans stockage intermédiaire des éléments tubulaires, ce qui consititue un gain de temps considérable. Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisations qui n'en différeraient que par des détails, par des variantes d'exécution ou par l'utilisation de moyens équivalents, notassent en ce qui concerne les moyens utilisés pour la translation et l'inclinaison du mat de forage. REVENDICATIONS 1) Procédé de chargement des tiges de forage sur un mât de forage disposé sur une plateforme, caractérisé par le fait qutil consiste - à stocker sous le plancher de la plateforme (1) une nouvelle tige de forage (12), - à déplacer le mât (2) entre la position de forage et la position de stockage de la nouvelle tige (12), - à remonter la nouvelle tige (12) à l'intérieur du mât (2), - puis à ramener le mat (2) avec la nouvelle tige (12) sur la position de forage pour la jonction de cette nouvelle tige avec le train de tiges (9) déjà enfoncé dans le sol. 2) Dispositif de chargement des tiges de forage sur un mat de forage disposé sur une plateforme, caractérisé par le fait que le mât de forage (2) comporte des moyens de déplacement entre une position de forage et une position de stockage d'une nouvelle tige de forage (12) et des moyens pour faire varier son inclinaison. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de déplacements du mât de forage (2) sont constitués par un chariot (5) sur lequel est articulé le pied (4) du mât (2), ledit chariot glissant sur le plancher de la plateforme (1). 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les déplacements du chariot (5) sont commandés par un verin horizontal (7) ou tout autre dispositif. 5) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens pour faire varier l'inclinaison du mât (2) sont constitués par des supports ou des verins (3) dont les extrémités sont articulés sur les structures du mat (2) et sur le plancher de la plateforme (1). 6) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la nouvelle tige de forage (12) est stockée dans un fourreau (11) dont l'orifice supérieur est situé, sur le plancher de la plateforme (1), à proximité du point de forage. 7) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le stockage des nouvelles tiges de forage est assuré directement par les tiges d'un puits de forage précédent. 8) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la nouvelle tige de forage (12) est guidée à l'intérieur du mat (2) par un dispositif escamotable approprié.