Brevet FR2576056A1 — publié le 19860718

malandrin à poche latérale La présente invention concernce les perfectionnements aux mandrins à poche latérale. Comme il est bien connu dans la technique un mandrin à poche latérale est conçu pour être monté dans une colonne de production dans le but de recevoir un outil de réglage du débit dans un alésage formant une "poche" sur un côté d'un alésage principal dans le prolongement de la colonne de production. Lorsqu'il est monté, l'outil de réglage du débit ne gêne pas le déplacement d'autres outils de puits dans l'alésage principal. A titre d'exemple, l'outil de réglage du débit peut être une vanne de drainage du gaz pour stimuler la production de brut dans la colonne de production, ou bien, ce peut être un outil pour ouvrir une soupape de sûreté à l'inte- rieur de la colonne de production ou pour lui permettre de se fermer en réponse à la pression d'un fluide de commande alimentant l'outil à partir d'une source éloignée. Dans tous les cas, au moins une extrémité de la poche s'ouvre sur l'alésage principal de sorte qu'on peut descendre l'outil de réglage du débit dans la poche ou l'en sortir au moyen d'un câble métallique Par ailleurs, un orifice dans le corps du mandrin peut faire communiquer la poche avec l'extérieur du mandrin et la poche peut comporter des sections polies adaptées pour coopéréer avec des joints d'étanchéité disposés autour de l'outil au dessus et en dessous de l'orifice. De ce fait, dans le cas d'une vanne de drainage du gaz, on peut injecter du gaz dans la colonne de production depuis l'espace annulaire et, dans le cas d'une soupape de sûreté, le fluide de commande peut être amené de la tête du puits aux moyens sensibles à la pression de l'outil de réglage du débit. C'est en conséquence le but de cette invention de procurer un mandrin à poche laterale dont la section médiane ne nécessite aucun joint d'étanchéité élastomère, mais est cependant racordée sans soudures aux sections supérieure et inférieure. L'invention à pour objet un mandrin à poche latérale comportant une section supérieure et une section inférieure ayant des ouvertures les traversant, les extrémités respectivement supérieure et inférieure de ces sections étant adaptées pour être racordées à une colonne de production de façon à être pratiquement alignées avec elle, les extrémitées respectivment inférieure et supérieure de ces sections étant coaxiales l'une par rapport à l'autre, mais excentrées par rapport aux axes de leurs extrémités respectivement supérieure et inférieure, et une section médiane non soudée comportant un corps dont l'extrémité supérieure est raccordée à l'extre-mite inférieure de la section supérieure et dont l'extrémité inférieure constitue un prolongement cylindrique de l'extrémité supérieure de la section inférieure, un premier alésage étant formé dans ce corps et étant pratiquement axialement aligné respectivement avec l'extrémité supérieure de la section supérieure et l'extrémité inférieure de la section inférieure pour permettre de faire passer des outils de puits à travers, un deuxième alésage étant forme dans ce corps, paral lelement au premier alésage et étant ouvert à au moins une extrémité pour constituer une poche dans laquelle on peut introduire un outil deréglaae du débit ou dont on peut le retirer, caractérisé en ce que la section supérieure et la section inférieure ne sont pas soudées, le corps est raccorde par vissage à l'extrémité inférieure de la section supérieure et il est prévu dans la section supérieure des moyens comportant des moyens d'orientation qui occupent une position angulaireprédéter- minée par rapport à la poche lorsque la section supérieure et la section médiane sont racccordées de façon étanche l'une à l'autre par vissage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'extrémité inférieure du corps est raccordée par vissage à l'extrémité supérieure de la section inférieure - les moyens comportant les moyens d'orientation comportent une pièce rapportée logée dans la section supérieure et ayant un alésage la traversant, et des moyens raccordant à la section supérieure ladite pièce rapportée ainsi logée pour alignér ses moyens d'orientation avec l'ouverture dans l'extrémité supérieure de la section - la section supérieure comporte une portion supérieure dans laquelle est formée l'ouverture terminale supérieure et ayant une extrémité tubulaire inférieure excentrée par rap port à l'extrémité supérieure, une portion tubulaire infé rieure raccordée par vissage au niveau de son extrémité supérieure à l'extrémité tubulaire inférieure de la po-rtion supérieure et au niveau de son extrémité inférieure à l'ex tremite superieure du corps de la section médiane, et une pièce rapportée étroitement logée à l'intérieur de la por tion inférieure et maintenue dans une position verticale fixe par un épaulement regardant vers le haut sur la portion inférieure, cette pièce rapportée ayant un alésage traver sant axialement aligné avec l'ouverture terminale supé rieure et une rainure d'alianement dans un côte de-l'asé sage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descriptiondétaillée suivante, donnée à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel : Les Fig. lA et lB sont des vues en coupe verticale de portions verticalement successives du mandrin à poche latérale, chaque portion etant interrompue entre ses extrémités, une vanne de drainage du gaz étant représentée en tirets dans la position qu'elle occuperait dans la poche sur un côté de l'alésage principal dans la section médiane du mandrin ; et La Fig. 2 est une vue en coupe transversale de la section médiane, prise selon la ligne 2-2 de la Fig. lB. Sur les Fig. lA et lB, on voit que le mandrin, repéré dans son ensemble en 10, comprend une section supérieure 11, une section médiane 12 et une section inférieure 13, raccordées bout-à-bout l'une à l'autre. Comme mentionné ci-dessus et comme il est bien connu dans la technique, le mandrin est conçu pour être monté dans une colonne de production (non représentée) installée dans unpuits de façon à procurer sur un côté une poche dans laquelle on peut loger une vanne de drainage du gaz G ou tout autre outil de réglage du débit. Comme il est bien connu, on peut monter plusieurs tels mandrins 10 l'un au-dessus de l'autre à l'intérieur de la colonne de production. La section superieure 11 a une ouverture traversante lîA dont l'extrémité supérieure- est filetée en 14 pour se raccorder à un raccord de la colonne et dont I'extrémité inférieure est filetée en 15 pour se raccorder à l'extrémité supérieure de la section médiane 12, comme il sera décrit en détail ci-après. Ainsi, l'extrémité supérieure de l'ouverture est adaptée pour être raccordée à la colonne de production en étant pratiquement alignée axialement avec elle, tandis que l'axe de l'extrémité inférieure de l'ouverture est excentré par rapport à l'axe de la colonne de production. La section inférieure 13 est réalisée de façon sensiblement similaire en ce sens qu'elle a une ouverture traversante 13A dont l'extrémité inférieure est filetée en 16 pour se raccorder à un raccord de la colonne de production et dont l'extrémité supérieure est filetée en 17 pour se raccorder à l'extrémité inférieure de la section médiane 12, comme il sera de même décrit en détail ci-après. De façon plus particulière, l'extrémité inférieure de l'ouverture 13A est axialement alignée avec l'extrémité supérieure de l'ouverture llA et est ainsi adaptée pour être raccordée à la colonne de production en étant pratiquement alignée axialement avec elle, et son extrémité inférieure est excentrée par rapport à l'axe de l'extrémité inférieure de l'ouverture 13A et est coaxiale à l'extrémité inférieure de l'ouverture 11A dans la section supérieure 11. Comme précédemment décrit et comme on le voit sur le dessin, la section médiane est un corps monobloc dont l'extrémité supérieure est filetée en 18 pour se raccorder à llextré- mité inférieure filetée 15 de la section supérieure 11, et dont l'extrémité inférieure est filetée en 19 pour se raccorder à l'extrémité supérieure filetée 17 de la section inférieure 13. De façon plus particulière, les filetages 18 et 19 sont formés à l'intérieur des nrolongements tubulaires ou collets au niveau des extrémité respectivement supérieure et inférieure de la section 12 de façon à recevoir les extrémités mâles filetées des sections respectivement supérieure et inférieure à des fins de raccordement.Comme on le voit, les filetages sont coniques et réalisés de façon à constituer des raccordements étanches lors du vissage, sans exiger de joints elastomères, La portion du corps de la section médiane qui se trouve entre les prolongements tubulaires aux extrémités de cette section comporte un premier alésage 20 pratiquement aligné axialement avec les ouvertures de l'extrémité supérieure de la section inférieure et de l'extrémité inférieure de la section inférieure, et un deuxième alésage 21 pratiquement parallèle à l'alésage 20 et ouvert à son extrémité supérieure pour permettre d'introduire l'outil G dans la poche latérale en le descendant à travers la colonne de production et la section supérieure du mandrin et de l'en récupérer en le remontant selon le même trajet.L'orifice principal 20 a généralement le même diamètre que les ouvertures de l'extrémité supérieure de la section supérieure et de l'extrémité inferieure-de la section inférieure, et de ce fait que la colonne à laquelle le mandrin est raccordé ; de ce fait, on peut faire passer au travers des outils de puits pour les introduire dans le puits en dessous du mandrin et pour les en récupérer, et l'alésage 20 peut être aligné avec ces ouvertures lorsque les raccordements filetés entre les sections ont été vissés à fond. Un orifice 22 est formé dans la portion médiane du mandrin pour faire communiquer l'extérieur avec la poche for mee par l'alésage 21. En outre, au moins les portions de la poche situées en dessus et en dessous de l'orifice sont polies et peuvent ainsi coopérer de façon étanche avec des joints d'étanchéité montés autour de l'outil G au dessus et en dessous de l'orifice. Ainsi, comme le montre la Fig. 1B en tirets, des orifices dans l'outil G conduisant à l'intérieur de l'outil G communiquent fluidiquement avec les orifices 22 du mandrin ; de ce fait, comme il est connu dans la technique, l'outil peut servir à régler le débit entre- l'espace annulaire entourant la colonne et l'intérieur de celle-ci.Ainsi par exemple, dans le cas d'une vanne de drainage du gaz on peut injecter du gaz depuis l'espace annulaire dans la colonne pour augmenter la production de pétrole à travers cette dernière. La portion inférieure excentrée de la section supérieure 11 a une longueur suffisante pour permettre d'introduire par un câble l'outil G dans la poche ou de l'en extraire à travers l'extrémité ouverte de l'alésage 21. Dans la réalisation représentée de l'invention, l'extrémité inférieure de l'alésage 21 est également ouverte pour permettre à l'extrémité inférieure de l'outil G d'en dépasser au travers, et la portion excentrée de la section inférieure 13 a une longueur suffisante pour recevoir le prolongement inférieur de l'outil. Comme il est bien connu dans la technique, l'outil G a un collet de raccordement supérieur de façon à pouvoir être introduit dans la poche ou à en être retiré au moyen d'outils de mise en place et de repêchage appropriés suspendus au câble. Afin d'orienter correctement l'extrémité inférieure de l'outil G pour son introduction dans l'extrémité supérieure de la poche ou pour son extraction de celle-ci, une rainure 23 est prévue dans la section supérieure 11 pour coopérer avec l'outil de mise en place ou de repêchage. Dans la réalisation représentée de l'invention, la section supérieure 11 du mandrin est réalisée de façon a permettre de former cette rai nure dans une partie amovible et facile a monter pour qu'après montage, la rainure soit disposée dans la position angulaire correcte sans soudure. Dans ce but, la section 11 comporte une portion de col 24 dans laquelle est formée l'extrémité supérieure de l'ouverture llA, et une extrémité tubulaire inférieure, excentrée par rapport à l'axe de l'extrémité supérieure de l'ouverture, dans laquelle est formé un filetage femelle 25 destiné à coopérer avec un filetage mâle 25A formé autour de l'extrémité supérieure d'une portion tubulaire inférieure 26, sur l'extrémité inférieure de laquelle est formé le filetage 15 pour le rac-cordement à la section médiane 12. Une pièce rapportée 27 se loge étroitement à l'intérieur de l'extrémité supérieure du tube 26 et est tenue avec son extrémité supérieure appliquée contre la face terminale inférieure de la portion de col 24 par un épaulement 28 regardant vers le haut et faisant le tour du tube 26, lorsque les filetages 25 et 25A sont vissés a fond. Un alésage 29 traverse la pièce rapportée et est maintenu axialement aligné avec l'extrémité supérieure de l'ouverture lîA par une broche 30 logée dans les trous alignés respectivement dans la pièce rapportée et dans la portion de col 24. Comme on le voit sur la Fig.- 1A, l'extrémité inférieure de la pièce rapportee est inclinée vers le haut en direction du côté de la pièce dans lequel est formé l'alésage 29, ce qui facilite le guidage de l'extrémité supérieure de l'outil G dans l'alésage 29. REVENDICATIONS 1. Mandrin à poche latérale (10) comportant une section supérieure (11) et une section inférieure (13) ayant des ouvertures les traversant, les extrémités respectivement supérieure et inférieure de ces sections étant adaptées pour être raccordées à une colonne de production de façon à être pratiquement alignées avec elle, les extrémités respectivement inférieure et supérieure de ces sections étant coaxiales l'une par rapport à l'autre, mais excentrées par rapport aux axes de leurs extrémités respectivement supérieure et inférieure, et une section médiane (12) non soudée comportant un corps dont l'extrémité supérieure est raccordée à l'extrémité inférieure de la section supérieure et dont l'extrémité inférieure constitue un prolongement cylindrique de l'extrémité supérieure de la section inférieure, un premier alésage (20) étant formé dans ce corps et étant pratiquement axialement aligné respectivement avec l1extrémité supérieure de la section supérieure et l'extrémité inférieure de la section inférieure pour permettre de faire passer des outils de puits à travers, un deuxième alésage (21) étant formé dans ce corps, parallèlement au premier alésage et étant ouvert à au moins une extrémité pour constituer une poche dans laquelle on peut introduire un outil de réglage du débit (G) ou dont on peut le retirer, caractérisé en ce que la section supérieure (11) et la section inférieure (13) ne sont pas soudées, le corps est raccordé par vissage (15,18) à l'extrémité inférieure de la section supérieure et il est prévu dans la section supérieure des moyens comportant des moyens d'orientation- qui occupent une position angulaire prédéterminée par rapport à la poche lorsque la section supérieure et la section médiane sont raccordées de façon étanche l'une à l'autre par vissage. 2. Mandrin à poche latérale selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du corps est raccordée par vissage (17,19) à l'extrémité supérieure de la section inférieure. 3. Mandrin selon la revendication 1 ou 2 caracterisé en ce que les moyens comportant les moyens d'orientation comportent une pièce rapportée (27) logée dans la section supérieure (11) et ayant un alésage (29) la traversant, et des moyens raccordant à la section supérieure ladite pièce rapportée ainsi logée pour aligner ses moyens d'orientation avec l'ouverture dans l'extrémité supérieure de la section. 4. Mandrin selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la section superieure (11) comporte une portion supérieure (24) dans laquelle est formée l'ouverture terminale supérieure et ayant une extrémité tubulaire inférieure excentrée par rapport à l'extrémité supérieure, une portion tubulaire inférieure (25) raccordée par vissage (25,25A) au niveau de son extrémité supérieure à l'extrémité tubulaire inférieure de la portion supérieure et au niveau de son extrémité inférieure à l'extrémité supérieure du corps de la section médiane, et une piece rapportée étroitement lovée à l'intérieur de la portion inférieure et maintenue dans une position verticale fixe par un épaulement (28) regardant vers le haut sur la portion inférieure, cette pièce rapportée ayant un alésage traversant (29) axialement aligné avec l'ouverture terminale supérieure et une rainure d'alignement (23) dans un côté de l'alésage.