Brevet FR2560925A1 — publié le 19850913

Il est bien connu d'utiliser un mandrin à poche latérale dans une tige de puits comportant un manchon d'orientation pour l'alignement d'un outil de basculement en vue de son installation et pour l'enlèvement de dis- positifs de commande d'écoulement hors de la poche laté- rale du mandrin en plaçant un discriminateur dans le mandrin au-dessus de la poche, comme décrit dans le brevet U.S. No. 3 741 299. Cependant, du fait que les mandrins à poches latérales doivent être utilisés dans les puits à de grandes profondeurs, sous des pressions élevées et dans des conditions difficiles en ce qui concerne l'en- vironnement, on a utilisé différents types de structures pour réduire au minimum le nombre et les types de sou- dures utilisés pour augmenter la résistance du mandrin et pour s'adapter aux conditions régnant dans le puits. A cet égard, on peut se référer, par exemple, aux brevets U.S. Nos. 4 106 563, 4 197 909, 4 333 527; et 4 416 330. Evidemment, le mandrin le plus robuste pourrait être réalisé en usinant l'ensemble du mandrin à partir d'un tronçon de matière première, en obtenant ainsi un mandrin ne comportant absolument aucune soudure. Cependant le coût de fabrication d'un tel mandrin serait excessif. La présente invention concerne un mandrin a poche latérale perfectionné qui réduit la quantité de soudures nécessaires, et en particulier la quantité de soudures structurales de grande longueur, et elle permet cependant d'obtenir un mandrin pouvant être fabriqué à un coût raisonnable. La présente invention a pour but de créer un mandrin à poche latérale utilisable dans un puits, comportant un corps monobloc présentant une section droite en forme de trou de serrure qui s'étend d'une extrémité du corps à l'autre, cette section droite en forme de trou de serrure comportant un trou débouchant et un trou décalé plus petit qui est adjacent au trou débouchant. Un insert monobloc comportant un épaulement de blocage et une poche latérale est de préférence pour- vu d'un profil extérieur correspondant au profil inté- rieur du trou décalé. L'insert est soudé sur le corps au travers d'une ou plusieurs petites ouvertures de façon à réaliser un minimum de soudures. L'insert est positionné dans le trou décalé dans la partie inférieure du corps de manière que la partie supérieure du trou décalé fonctionne comme un discriminateur pour permettre l'introduction de dispositifs de commande d'écoulement dans la poche latérale mais empêche l'entrée d'outils du trou débouchant dans le trou décalé. Des éléments extrêmes sont reliés au corps et sont adaptés pour permettre des raccordements en vue de la liaison avec une tige de puits. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert monobloc comporte une ou plusieurs saillies s'étendant latéralement et passant au travers d'ouver- tures coopérantes du corps principal danslequel seulement les saillies ont besoin d'être soudées dans des zones adjacentes aux ouvertures afin de réduire au minimum la quantité de soudures. La ou les saillies introdui- sent plus de matière dans les ouvertures afin de ré- sister à une pression d'éclatement, elles contribuent à l'alignement correct de l'insert dans le corps et elles réduisent la possibilité de déformation de l'in- sert en cours de soudage. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, il est prévu une première et une seconde saillie s'étendant latéralement et la première saillie s'étendant latéralement est formée par un épau- lement de blocage dans l'insert tandis que la seconde saillie s'étendant latéralement est pourvue d'orifices d'écoulement, la première et la seconde saillie étant espacées l'une de l'autre. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, le corps est réalisé par extrusion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en élévation fragmen- taire et en coupe d'un mandrin à poche latérale conforme à la présente invention; la Figure 2 est une vrue en coupe faite suivant la ligne 2-2 de la Figure 1; la Figure 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne 3- 3 de la Figure 1; la Figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne 4-4 de la Figure 1; la Figure 5 est une vue en élévation à échelle agrandie et en coupe de l'insert monobloc comportant un épaulement de blocage et une poche latérale confor- mêment à la présente invention; la Figure 6 est une vue en coupe faite suivant la ligne 6-6 de la Figure 5; la Figure 7 est une vue en élévation à échelle agrandie et en coupe d'une autre forme d'un insert monobloc, soudé sur le mandrin; la Figure 8 est une vue en élévation à échelle agrandie et en coupe d'une autre forme d'insert monobloc,_ soudé sur le mandrin; la Figure 9 est une vue en élévation à échelle agrandie et en coupe d'une autre forme d'insert monobloc, soudé sur le mandrin; et la Figure 10 est une vue en élévation à échelle agrandie et en coupe d'une autre forme d'insert monobloc, soudé sur le mandrin. Sur les dessins, et en particulier sur la Fig. 1, la référence numérique 10 désigne dans son ensemble le mandrin à trou de serrure perfectionné conforme à la présente invention, qui comprend d'une façon générale un corps 12, une partie extrême supé- rieure 14 et une partie extrême inférieure 16. Le corps 12, comme le montre mieux la Fig. 2, a une section droite en forme de trou de serrure s'éten- dant depuis l'extrémité supérieure 18 du corps 12 jus- qu'à son extrémité inférieure 20. Bien que le brevet U.S. No. 4 416 330 décrive une forme en trou de serrure pour la partie supérieure du corps, cette forme ne s'étend pas au travers de la partie principale du corps. La section droite en forme de trou de serrure forme un trou débouchant 22 s'étendant au travers du corps en vue d'un alignement avec les trous existant dans les parties extrêmes 14 et 16. La section droite en forme de trou de serrure crée également un trou décalé plus petit 24 qui est adjacent au trou débouchant. Il est en outre à noter que le corps 12 constitue un corps monobloc ne nécessitant pas une soudure circonférentielle comme dans le brevet U.S. n 4 416 330. L'ensemble du mandrin 10 peut être réalisé à partir d'une pièce brute extrudée à section en trou de serrure. Dans ce cas, les parties extrêmes 14 et 16, comme indiqué, et un manchon d'orientation 15, peuvent être formés comme indiqué par un procédé approprié tel que celui décrit dans la demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique sous le No. 584 048 le 27 février 1984 et concernant un mandrin à poche latérale formé de façon monobloc. Ou bien en variante, seulement la partie monobloc de corps 12 doit être extrudée et les parties extrêmes 14 et 16 peuvent être estampées séparément et reliées par des soudures circonférentielles (non représentées) avec les extrémités 18 et 20 du corps monobloc 12. De toutes manières, que les parties extrêmes 14 et 16 soient formées par exemple par forgeage ou par usinage, les extrémités 26 et 28 du trou décal.24 peu- vent être arrêtées et biseautées comme indiqué par tout procédé approprié, commune par un processus de forgeage ou d'usinage. Les parties extrêmes 14 et 16 sont appro- priées et adaptées pour être filetées en correspondance à différents types de filetages en vue d'un raccordement dans une tige de puits. En considérant maintenant les Fig. 1 et 3 à 6, on voit qu'il est prevu un insert monobloc désigné dans son ensemble par la référence numérique 30 et comprenant un épaulement de blocage 32 et une poche latérale 34. La poche latérale 34, comme cela est classique, est uti- lisée pour recevoir différents types de dispositifs de commande d'écoulement, et l'épaulement 32 est adapté pour coopérer avec tout obturateur approprié de puits en vue de la fixation d'un dispositif de commande d'écou- lement dans la poche latérale 34. L'insert, comme le montrent mieux les Fig. 5 et 6, comprend de préférence une surface extérieure profilée 36 qui est adaptée pour correspondre à la surface intérieure 38 (Fig. 2) du trou décalé 24 formé par la section droite en trou de serrure. Le cas échéant, l'insert 30 peut comporter une première saillie 40 s'étendant latéralement et une seconde saillie 42 s'étendant latéralement. La première saillie est formée par l'épaulement de blocage 32 et l'évidement d'obturateur 44. La seconde saillie 42 s'étendant latéralement est pourvue de plusieurs orifices de passage d'écoulement fluidique 46 en vue d'une trans- mission de fluide entre l'extérieur du mandrin 10 et l'intérieur de la poche latérale 34. Le corps 12 comporte une ou plusieurs ouver- tures pour le soudage de l'insert 30 sur le corps 12. Dans le mode de réalisation des Figures 1 à 6, il est prévu une première ouverture 48 et une seconde ouverture pour recevoir respectivement la première et la seconde saillie 40r 42. La première et la seconde saillie 40, 42 sont ensuite soudées sur le corps principal 12 autour des ouvertures 48 et 50 de façon à obtenir dans le corps 12 un nombre minimal de mètres linéaires de soudure. Bien que l'insert 30 puisse être soudé en position au travers d'une ou plusieurs ouvertures contenant chacune des saillies, les saillies 40 et 42 sont avantageusement disposées de façon à introduire plus de matière dans les évidements ou ouvertures 48 et 50 afin d'augmenter la résistance aux forces d'éclatement engendrées dans le mandrin, elles agissent de manière à aligner correc- tement l'insert 30 dans le corps 12 et elles empêchent la déformation de l'insert 30 sous l'influence des soudures. L'insert 30 est positionné dans le trou décalé 24 dans la partie inférieure du corps 12 de façon que la partie supérieure du trou décalé 24 qui est située au-dessus de l'insert 30 fonctionne comme un discrimina- teur pour permettre l'introduction de dispositifs de commande d'écoulement mais pour empêcher l'introduction d'outils du trou débouchant dans le trou décalé. On a utilisé dans l'art antérieur d'autres types d'inserts, comme décrit dans le brevet U.S. No. 3 741 299, o l'insert se compose de deux parties, à savoir un discriminateur ou guide déflecteur, et un obturateur avec poche latérale. Cependant, dans ce dispositif, les deux inserts ont une longueur considé- rable par comparaison à l'insert 30 conforme à l'in- vention et ils nécessitent de longues soudures longi- tudinales et transversales. Dans les brevet U.S. Nos. 4 106 563 et 4 197 909, l'insert d'une poche a été soudé sur le côté intérieur sur une seule ouverture mais les barres formant le discriminateur ont été soudées sur le côté intérieur et sur l'insert, ce qui présente l'inconvénient d'un mésalignement possible pendant qu'on essaie de les fixer dans cette position et, en outre, il est difficile d'assurer la fixation à l'inté- rieur du corps sans laisser subsister des intervalles ou des ouvertures dans lesquels des outils du puits et des cables risquent d'être retenus. L'insert conforme à l'invention est avantageux du fait qu'il est plus court car il ne nécessite qu'un épaulement et une poche. L'insert 30 ne nécessite pas un discriminateur du fait que le trou décalé 24 forme le discriminateur. Les deux saillies 40 et 42 assurent une fixation plus solide de l'insert à l'intérieur du corps en étant espacées l'une de l'autre. L'insert, du fait qu'il est forgé ou coulé, peut être fabriqué avec précision de manière à constituer une pièce préfabriquée excellente et, puisque l'insert est entièrement enfermé à l'intérieur du trou décalé, il élimine le risque de formation d'intervalles ou d'ouvertures qui pourraient retenir d'autres outils. On peut envisager d'autres agencements de l'insert 30, comme le montrent mieux les Fig. 7 à 10, ou des parties analogues à celles des Fig. 1 à 6 ont été désignées par des références numériques analogues auxquelles on a ajouté les suffixes "a", "b", "c" et "d"'. Ainsi, sur la Fig. 7, il est prévu une seule saillie 42a qui pénètre dans l'ouverture 50a en réduisant ainsi au minimum la longueur de soudure nécessaire pour fixer l'insert 30a dans le corps 12a. Sur la Fig. 8, l'insert a est analogue à l'insert 30a, excepté que l'épaulement de blocage 32b est agence de façon à correspondre à un dispositif de verrouillage du type-collecteur ou bien du type R vendu par Camco, Incorporated. La Figure 9 est analogue aux Figures 7 et 8, excepté que l'épaulement de blocage 32a est conçu pour coopérer avec un dispositif de verrouillage inférieur tel que le dispositif de type BKR1 vendu par Camco, Incorporated. Sur la Fig. 10, la saillie latérale unique 40d est formée par l'épaulement 32d, et la poche latérale 42d est en communication avec le côté extérieur du mandrin par l'intermédiaire d'un orifice 60. En service, des dispositifs de commande d'écou- lement peuvent être commodément installés dans et enlevés de la poche décalée 34 au moyen d'un outil de basculement approprié, comme cela est décrit de façon plus complète dans le brevet U.S. No. 3 741 299. Bien entendu, la présente invention n'est nul- lement limitée aux modes de réalisation décrits et repré- sentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mandrin à poche latérale utilisable dans un puits, caractérisé en ce qu0il comprend: - un corps monobloc (12) ayant une section en forme de trou de serrure s'étendant d'une extrémité du corps (12) à l'autre, ladite section en trou de serrure formant un trou débouchant (22) s'étendant au travers du corps pour un alignement avec des parties extrêmes et formant un trou décalé (24) plus petit qui est adjacent au trou débouchant (22), - un insert monobloc (30) comportant un épaule- ment de blocage (32) et une poche latérale (34), ladite poche (34) étant adaptée pour recevoir des dispositifs de commande d'écoulement et ledit épaulement (32) êtant adapte pour coopérer avec un obturateur de puits en vue de la fixation desdits dispositifs de commande d'écoulement dans ladite poche latérale (34)À - ledit corps (12) comprenant au moins une ou- verture (48, 50) s'étendant dans le trou décalé (24) pour le soudage de l'insert (30) sur le corps (12), ledit insert (30) étant positionné dans le trou décalé (24) dans la partie inférieure du corps (12) de manière que la partie supérieure du trou décalé (24) fonctionne comme un discriminateur permettant l'entrée de dispositifs de commande d'écoulement mais empêchant l'entrée d'outils de trou débouchant dans le trou décalé (24), et - des éléments extremes (14, 16) reliés audit corps (12),ces éléments extrêmes étant adaptés pour recevoir des raccords de liaison avec une tige de puits. 2. Mandrin à poche laterale utilisable dans un puits, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps monobloc (12) ayant une section en forme de trou de serrure s'étendant d'une extrémité du corps (12) à l'autre, ladite section en trou de serrure formant un trou débouchant (22' s'étendant au travers du corps pour un aligner.ent avec des parties extrêmes et formant un trou décalé (24) plus petit qui est adjacent au trou débouchant (22), un insert monobloc (30) corn.ortant un évauie- ment de blocage (32) et une poche latérale (34), lad:te poche (34) étant adaptée pour recevoir des disositifs de commande d'écoulement et ledit épaulerent (32) étant adapté pour coopérer avec un obturateur de puits en vue de la fixation desdits dispositifs de commande d'écoulement dans ladite poche latérale (34), ledit insert (30) ayant une forme extérieure correspondant au profil intérieur du trou décalé (24), excepté pour au moins une saillie (40,42) s'étendant latéralement, - ledit corps (12) comprenant au moins une ou- verture (48, 50) s'étendant dans le trou décalé (24) pour recevoir ladite saillie (40, 42), et ladite saillie étant soudée dans ladite ouverture (48, 50), - ledit insert (30) étant positionné dans le trou décalé (24) dans la partie inférieure du corps (12) de manière que la partie supérieure du trou décalé (24) fonctionne comme un discrimînateur permettant l'entrée de dispositifs de commande d'écoulement mais empêchant l'entrée d'outils du trou débouchant dans le trou décalé (24), et - des éléments extrêmes (14, 16) reliés audit corps (12), ces éléments extrêmes étant adaptés pour recevoir des raccords de liaison avec une tige de puits. 3. Mandrin a poche latérale utilisable dans un puits, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps mobile (12) ayant une section en forme de trou de serrure s'étendant d'une extrémité du corps (12) A l'autre, iadite section en trou de serrure formant un trou débouchant (22) s'étendant au travers du corps pour un alignement avec des parties extrêmes et formant un trou décalé (24) plus petit qui est adjacent au trou débouchant (22), - un insert monobloc (30) comportant un épaule- ment de blocage (32) et une poche latérale (34), ladite poche (34) étant adaptée pour recevoir des dispositifs de commande d'écoulement et ledit épaulement (32) étant adapté pour coopérer avec un obturateur de puits en vue de la fixation desdits dispositifs de commande d'écoulement dans ladite poche latérale (34), ledit insert (30) ayant une forme extérieure correspondant au profil intérieur du trou décalé (24) formé par la section en trou de serrure, excepté pour une première saillie (40) s'étendant latéralement et formée par l'épaulement de blocage (32) ainsi que pour une seconde saillie (42) s'étendant latéralement et pourvue d'ori- fices d'écoulement (46), - ledit corps (12) comprenant une première et une seconde ouverture (48, 50) débouchant dans lesdits trous décalés (24) et recevant respectivement lesdites première et seconde saillies (40, 42), ledit insert (30) étant positionné dans le trou décalé (24) dans la partie inférieure du corps (12) de manière que la partie supérieure du trou décalé (24) fonctionne comme un discriminateur permettant l'entrée de dispositifs de commande d'écoulement mais empêchant l'entrée d'outils du trou débouchant dans le trou décalé (24), et - des éléments extrêemes (14, 16) reliés audit corps (12), ces éléments extrêmes étant adaptés pour recevoir des raccords de liaison avec une tige de puits. 4. Mandrin selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit corps (12) est un corps extrudé. 5. Mandrin selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites saillies (40, 42) s'étendant latéra- lement sont espacées l'une de l'autre.