Brevet FR2583815A1 — publié le 19861226

- 1 - DISPOSITIF ET METHODE DE PROTECTION TEMPORAIRE D'UN OUTIL D'INTER- VENTION OU D'UN INSTRUMENT DE MESURE FIXE A L'EXTREMITE D'UNE COLONNE. La présente invention concerne un dispositif et une méthode pour la protection d'un instrument de mesure (sonde) ou d'un outil spécialisé d'intervention dans un puits, cet outil étant fixé à l'extrémité d'une colonne. Dans les dispositifs et les méthodes de l'art antérieur, on provoque la sortie de l'outil ou instrument de son enveloppe, ou carter de protection, par un mouvement de cet outil ou instrument relativement à la colonne et au carter, ce dernier étant fixé relativement à la colonne. Un tel mode de fonctionnement présente de nombreux inconvénients. En effet, bien souvent les outils spécialisés, tels que les sondes de diagraphie, nécessitent une connexion électrique avec la surface du puits. Cette connexion est généralement réalisée par câble et il convient, donc, de prévoir des organes qui assurent la continuité électrique de la connexion lors du déplacement de l'outil. De tels organes sont notamment fragiles et présentent des difficultés de mise en oeuvre. 2 583815. -2- Par ailleurs, bien souvent, les dispositifs selon l'art antérieur déplacent l'outil par pompage du liquide à l'intérieur d'une colonne creuse. Ceci a pour effet de propulser violemment la sonde avec des risques de dommage pour celle-ci, notamment si le puits est obstrué. La présente invention pallie ces inconvénients en fournissant un dispositif de protection escamotable d'un instrument ou outil spécialisé d'intervention dans un puits, cet outil ou instrument étant fixé à l'extrémité d'une colonne. Le dispositif selon l'invention comporte une enveloppe, ou carter de protection, dudit outil ou instrument et est caractérisé en ce que la colonne comporte sensiblement à son extrémité, et avant ledit outil ou instrument, un premier organe de guidage et en ce que le carter comporte un deuxième organe de guidage, ces premier et deuxième organes de guidage étant adaptés à coopérer entre eux afin de permettre le déplacement du carter relativement à l'outil ou instrument. Le dispositif selon la présente invention pourra comporter des moyens d'ancrage et de verrouillage du carter relativement à l'ensemble constitué par ladite colonne et ledit outil ou instrument. Ces moyens d'ancrage pourront être adaptés à immobiliser le carter lorsque celui-ci protège l'outil ou instrument, ou lorsqu'il ne protège pas ledit outil ou instrument. Le carter pourra comporter des moyens de centrage dans le puits. Le dispositif selon la présente invention pourra comporter des moyens de déplacement du carter relativement à l'ensemble constitué par ladite colonne et ledit outil ou instrument. La présente invention concerne également une méthode de protection à l'aide d'une enveloppe protectrice ou carter d'un instrument ou outil - 3 - spécialisé d'intervention dans un puits, cet outil ou instrument étant fixé à l'extrémité d'une colonne. La méthode selon l'invention se caractérise en ce que l'on monte le carter de façon coulissante relativement à l'ensemble constitué de l'outil ou instrument et de la colonne. Selon la présente invention, on pourra déplacer l'ensemble constitué de la colonne et de l'outil ou instrument pour sortir ce dernier de son carter protecteur. Ainsi, le carter reste sensiblement immobile relativement au puits. On ne sortira pas du cadre de la présente invention si, pour intervenir avec l'outil ou instrument dans une zone donnée du puits, on déplace au delà de cette zone l'ensemble constitué de la colonne et du carter alors que celui-ci est dans la position de protection de l'outil ou instrument et on découvre l'outil lors du déplacement, ou juste avant le déplacement de cet ensemble dans le sens contraire et avant d'atteindre à nouveau la zone d'intervention. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, d'exemples particuliers nullement limitatifs, illustrés par les dessins annexes parmi lesquels: - les figures 1 et 2 illustrent un mode simple de réalisation du dispositif selon l'invention, - les figures 3 et 4 illustrent un deuxième mode de réalisation selon lequel le dispositif suivant l'invention comporte des moyens de centrage du carter dans un puits, et - les figures 5 et 6 montrent un troisième mode de réalisation selon lequel ledit carter est déplacé par des moyens hydrauliques. - 4 - La figure 1 illustre un mode de réalisation simple du dispositif selon l'invention. La référence 1 désigne un outil ou instrument à découvrir temporairement. Cet outil qui peut être une sonde de diagraphie ou tout autre outil est fixé à une colonne 2 qui peut être un train de tiges, par l'intermédiaire d'un premier organe de guidage 3 qui dans le cas de la figure 1 est un cylindre. La référence 4 désigne un carter ou enveloppe protectrice. Ce carter comporte un deuxième organe de guidage 5, tel des paliers qui peuvent coulisser sur le premier organe de guidage 3. La figure 1 représente le carter 4 en position de protection de l'outil 1. Le carter 4 peut être maintenu dans cette position grâce à des moyens d'ancrage ou de verrouillage 6. Sur la figure 1, ces moyens de verrouillage comportent des chiens 7 rétractables. Ces chiens peuvent être télécommandés de manière électromagnétique. De tels dispositifs d'ancrage étant bien connus de l'homme de l'art, ne seront pas décrits en détail ici. Lorsque l'on désire découvrir l'outil 1, comme cela est représenté à la figure 2, on rétracte les chiens 7 et l'on déplace le carter 4 de manière à découvrir l'outil à protéger 1 qui peut être ensuite activé pour effectuer les opérations auxquelles il est destiné. Dans l'exemple représenté à la figure 1, l'outil à protéger ainsi que À les moyens de verrouillage 6 du carter sur l'organe de guidage, nécessitent une liaison électrique avec un équipement se trouvant, par exemple, en surface. - 5 - Un connecteur mâle 8 fixé à l'intérieur de la colonne permettra cette connexion. Un connecteur femelle 9 fixé à l'extrémité d'un câble 10 est adapté à coopérer avec le connecteur mâle 8. Le connecteur femelle 9 pourra être descendu dans la colonne par gravité ou/et éventuellement par pompage. La sortie et le retrait des chiens 7 pourront être commandés par des signaux électriques transmis par des conducteurs incorporés à la colonne. Le déplacement du carter peut être effectué de plusieurs façons. Dans ce qui suit, on indiquera plusieurs modes de déplacement qui ne se limitent nullement à la présente invention. Dans le cas o les frottements du carter sur les parois du puits sont suffisamment supérieurs à ceux du carter sur la sonde, il sera possible d'avoir des moyens de verrouillage 6 qui immobilisent la sonde dans sa position de protection illustrée par la figure 1. Ainsi, lors de la descente de l'outil, celui-ci demeure protégé. Lorsque l'on souhaite découvrir l'outil, on commande l'effacement des moyens de verrouillage 6, par exemple par des signaux électriques transmis par le câble 10 et les connecteurs 8 et 9. Il suffit alors de pousser sur la colonne pour faire sortir l'outil 1 du carter 4, comme cela est le cas des figures 2 et 4. Le carter 4 n'avancera pas si les forces qui le retiennent et qui sont dues aux forces entre le carter et les parois du puits sont suffisantes pour vaincre les forces d'entraînement qui résultent des forces du frottement du carter sur la sonde et éventuellement au poids du carter. Bien entendu, les forces dues aux poids du carter n'interviennent pas dans le cas o la sortie de la sonde se fait dans une portion horizontale d'un puits. - 6 - Il est bien évident que si l'outil doit être déplacé dans le sens d'une pénétration de plus en plus grande dans le puits, tout en étant sorti de son carter, il ne sera pas nécessaire de verrouiller le carter 4 en position outil sorti. Par contre, si l'outil doit être déplacé dans le sens contraire, tout en étant sorti de son carter, il sera nécessaire de verrouiller celui-ci ew position outil sorti. Ceci pourra être réalisé, par exemple, grâce à des deuxième moyens d'ancrage ou de verrouillage pouvant comnporter des chiens Il (Fig. 41. Bien entendu, on ne sortira pas du cadre de la présente invention en utilisant des moyens d'ancrage ou de verrouillage uniques, adaptés à immobiliser le carter en position outil sorti et en position outil rentré. Les figures 3 et 4 représentent le cas o le carter protecteur 4 est équipé de centreurs 12 et 13. Ce centreur peut être du type & lames. L'utilisation de centreur permet de maintenir le carter au centre du puits et par conséquent l'outil dans le cas o celui-ci est centré relativement au carter. De plus, dans certains cas, ce sont les centreurs qui induisent une force de frottement entre le carter et le puits 14. Par ailleurs, le mode de réalisation des figures 3 et 4 montre un dispositif selon l'invention comportant des premier moyens d'ancrage ou de verrouillage 7 du carter en position sonde protégée et des 3M deuxième moyens d'ancrage ou de verrouillage ll du carter 4 en position sonde 1 sortie (fig. 4). Les premier moyens de verrouillage comportent des chiens 7 qui coopèrent avec un appui axial 15 solidaire de l'outil 1 pour définir un espace qui limitera le déplacement du deuxième organe de guidage 5 - 7 - qui, dans ce cas, jouera également le rôle de butée axiale. Il en est de même pour les deuxième moyens de verrouillage. Le déplacement des deuxième moyens de guidage 5 qui servent de butées axiales est limité d'une part par un appui axial 16 solidaire de la colonne et par les chiens 11. Les chiens des premier et des deuxième moyens de verrouillage sont compris dans l'espace défini par les moyens d'appui solidaires de l'outil et par les moyens d'appui solidaires de la colonne. Les figures 5 et 6 représentent le carter en position sonde protégée et sonde sortie respectivement. Dans le cas de ces figures, le déplacement du carter est obtenu par des moyens hydrauliques. Le dispositif représenté aux figures 5 et 6 comporte une colonne creuse 2 et un passage 17 traversant le premier organe de guidage 3. Le passage 17 débouche à l'une de ses extrémités dans la colonne 2 par un orifice 18 et à son autre extrémité dans une chambre 19 définie par le deuxième organe de guidage 5 et l'appui 15 solidaire de l'outil par un orifice 20. Dans la partie supérieure du carter, il a été aménagé un dégagement 21, afin de mieux permettre aux forces de pression de provoquer le déplacement du carter 4 dans la position sonde sortie, lorsque les moyens d'ancrage ou de verrouillage 7 sont effacés. Ainsi, lorsque l'on pompe du fluide à l'intérieur de la colonne, celui-ci traverse le passage 17, aboutit dans le dégagement 21 et provoque l'expension de la chambre 19 et la remontée du carter 4. Ce fonctionnement est équivalent à celui d'un vérin. - 8- Le carter 4 pourra comporter des orifices 22 situés à la partie inférieure du carter 4 de telle sorte que ces orifices soient découverts lorsque la sonde est sortie. Ceci permettra la circulation de fluide pompé. Le dispositif représenté à la figure 6 comporte des moyens de verrouillage ou d'ancrage 11 du carter dans la position outil sorti. Pour déplacer le carter dans la position sonde protégée, on pourra après avoir arreté le pompage du fluide commander l'effacement des moyens de verrouillage 1l du carter et tiré sur la colonne 2 jusqu'à ce que le carter 4 recouvre l'outil 1, puis enclencher les premier moyens de verrouillage 7. Bien entendu, d'autres moyens peuvent permettre de déplacer le carter dans la position outil protége, notamment des systèmes hydrauliques inverses à ceux décrits précédemment dont le fonctionnement serait équivalent à celui d'un vérin à double effet. La commande des différentes vannes nécessaires au fonctionnement d'un tel dispositif équivalent à un vérin à double effet pourrait être réalisée par des signaux électriques ou par des informations transmisent par le fluide circulant dans la colonne, notamment en insérant des détecteurs de débit ou de pression. Il est bien évident que si le connecteur femelle 9 est descendu par pompage, on pourra prévoir un orifice de circulation du débit dans la partie basse de la colonne. Cet orifice pourra être obstrué lorsque le connecteur femelle est en place. Selon un mode de mise en oeuvre du dispositif selon la présente invention, il sera possible, lorsque l'on désire intervenir sur une zone donnée du puits, de descendre l'outil et le carter au-delà de la zone d'intervention, le carter étant alors en position outil protégé, - 9- puis de sortir l'outil et de revenir vers la zone d'intervention. Un tel mode d'opération évite de pénétrer dans le puits avec l'outil sorti et donc évite de détruire l'outil contre un élément d'obstruction se trouvant dans le puits tels des éboulis. - 10 - RE YE D I C A T I 0 N S 1. - Dispositif de protection escamotable d'un instrument ou outil spécialisé d'intervention dans un puits, ledit outil étant fixé à l'extrémité d'une colonne, ce dispositif comportant un carter de protection dudit outil ou instrument, caractérisé en ce que ladite colonne (2) comporte sensiblement à son extrémité et avant ledit outil (1) un premier organe de guidage (3) et en ce que ledit carter (4) comporte un deuxième organe de guidage (5), lesdits premier et deuxième organes de guidage étant adaptés à coopérer entre-eux afin de permettre le déplacement dudit carter (4) relativement audit outil ou instrument (1). 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage (6) dudit carter (4) relativement à l'ensemble constitué par ladite colonne (2) et ledit outil ou instrument (1). 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage sont adaptés à immobiliser ledit carter (4) lorsque celui-ci est dans sa position de protection (Fig. l) dudit outil ou instrument (1). 4. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage (11) sont adaptés à immobiliser ledit carter (4) lorsque celui-ci ne protège pas ledit outil ou instrument (Fig. 4). 5. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de centrage (12, 13) dudit carter (4) dans le puits. - 11 - 6. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement dudit carter (4) relativement à l'ensemble constitué par ladite colonne (2) et ledit outil ou instrument (1). 7. - Méthode de protection à l'aide d'un carter d'un outil ou instrument spécialisé d'intervention dans un puits, ledit outil ou instrument étant fixé à l'extrémité d'une colonne, caractérisée en ce que l'on monte ledit carter (4) de manière coulissante relativement à l'ensemble constitué dudit outil (1) et de ladite colonne (2). 8. - Méthode selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'on déplace l'ensemble constitué de ladite colonne (2) et dudit outil ou instrument (1) pour sortir celui-ci de son carter de protection (4). 9. - Méthode selon la revendication 7, caractérisé en ce que, pour intervenir avec ledit outil ou instrument (1) en une zone donnée du puits, on déplace l'ensemble constitué de ladite colonne (2) et dudit carter (4) dans sa position de protection au-delà de ladite zone et en ce que l'on découvre ledit outil ou instrument (1) lors d'un déplacement ou juste avant un déplacement dudit ensemble dans le sens contraire et avant d'atteindre à nouveau ladite zone.