Brevet FR2577612A1 — publié le 19860822

Mécanisme de fixation pour carottier remontable par l'intérieur des tiges L'invention concerne un mécanisme de fixation qui est utilisé en tant que composant principal de carottiers remontables par l'intérieur des tiges. Un type connu de mécanisme de fixation combiné se compose d'un corps comprenant deux galets qui sont disposés dans deux plans parallèles l'un à l'autre et perpendiculaires à l'axe géométrique dudit corps, le dispositif central de fixation possédant une forme de révolution et étant monté coaxialement dans le corps, tandis que, sur sa tige, se trouvent mon- tés un ressort hélicoïdal, un manchon de fixation et une rondelle de butée fixée entre deux écrous. (Voir certificat d'auteur bulgare n 50 941). Un inconvénient de ce type de mécanisme de fixation réside dans le fait que le carottier est soumis à des déformations lors du retrait de l'outil de forage et du trépan et que ledit mécanisme sert seulement à fixer le carottier. Le but de la présente invention est de fournir un mécanisme de fixation d'un carottier remontable par l'intérieur des tiges, qui empêche toute déformation de ce dernier, fixe le carottier sur l'outil de forage et signale touteinterruption du processus de forage. Ce problème est résolu à l'aide d'un mécanisme de fixation com- prenant un capuchon dont la section inférieure est pourvue de deux fentes longitudinales placées en vis-à-vis et à l'intérieur desquelles est disposée une broche cylindrique au moyen de laquelle le mécanisme de fixation est réuni à l'extrémité supérieure du dispositif de fixation qui est un corps cylindrique creux à plusieurs sections. Dans la première section située dans la partie supérieure du dispositif de fixation, se trouvent disposées deux pattes opposées dont la largeur est égale à celle de la section inférieure du capuchon. La seconde et la troisième sections du dispositif de fixation sont formées dans la partie médiane de ce dernier et sont séparées par une gorge annulaire. Sa partie inférieure est filetée et est raccordée, par son filetage, à un écrou de réglage et à une barre de verrouillage. L'écrou de réglage est monté dans la partie inférieure du corps cylindrique creux, dont la partie supérieure reçoit les seconde et troisième sections du dispositif de fixation. La partie supérieure du corps cylindrique creux comporte un filetage au moyen duquel elle est fixée à une barra de blocage, et des galets, qui sont maintenus en position par des ressorts de soutien, sont montés dans deux plans parallèles l'un à l'autre et perpendiculaires à l'axe géométrique du corps creux. L'extrémité inférieure du corps cylindrique creux est munie d'un filetage au moyen duquel celui-ci est raccordé à un corps de ressort fendu, dans la partie supérieure duquel se trouve montée une barre de verrouillage. Ce corps de ressort fendu comprend une partie supérieure, délimitée par un orifice d'étranglement dans lequel est formé un épaulement de retenue, une partie médiane constituée par un ressort fendu et une partie inférieure qui est raccordée à une tige de signalisation étanchéifiée par une bague et un bloc-palier sous-jacent bloqué au moyen d'un écrou à chapeau. Le bloc-palier renferme un palier axial et des coussinets qui portent une tige de palier dont l'extrémité supérieure est filetée de manière à être raccordée à des écrous serrant des rondelles de butée, et dont la partie inférieure possède un orifice de purge et un filetage de fixation pour le carottier. Les avantages de l'invention résident dans l'obtention d'un fonctionnement normal et d'une protection du carottier grâce au fait que l'ensemble de liaison rend le système "câble-cloche-carottier" plus souple juste au-dessus du carottier, ce qui met ce dernier à l'abri de toute flexion, permet la fixation du carottier et signale toute interruption du processus de forage. La présente invention va maintenant être décrite plus en détails, mais uniquement à titre d'exemple non-limitatif, en référence au dessin annexé qui représente une vue en coupe longitudinale en deux partiesdu mécanisme de fixation selon l'invention. Le mécanisme de fixation conforme à l'invention comporte un capuchon 1, dont les surfaces intérieure et extérieure comprennent deux sections, la section extérieure supérieure étant séparée de la section infé- rieure par une gorge 2. Dans la section inférieure du capuchon 1, sont découpées deux fentes longitudinales en vis-à-vis, dans lesquelles est introduite une broche cylindrique 5 au moyen de laquelle le capuchon est raccordé à l'extrémité supérieure du dispositif de fixation 7 qui est un corps creux cylindrique dont la surface intérieure comprend deux sections avec une partie supérieure élargie qui se rétrécit progressivement sous la forme d'un conduit 16, et dont la surface extérieure est également réalisée en plusieurs sections. La section de la partie supérieure du dispositif de fixation 7 comporte deux pattes opposées 6 séparées d'une distance égale à la largeur de la section inférieure du capuchon 1; la seconde section 8 et la troisième section 12 possèdent un même diamètre, qui est inférieur au diamètre de la première section, et sont séparées par une gorge de forme annulaire 11, dont le diamètre est inférieur à celui de la seconde section 8 et de la troisième section 12. La section la plus basse du dispositif de fixation 7 est filetée et est saisie concentriquement par une barre de ver- rouillage 18 et un écrou de réglage 17, montés dans la partie inférieure d'un corps creux cylindrique 14, qui est délimitée par une section de limi- tation 15 au-dessus de laquelle les sections 8 et 12 du dispositif de fixation 7 sont montées dans la partie supérieure du corps cylindrique creux. Des galets 9 et 13, supportés par des ressorts 10, sont montés dans des renfonce- ments ménagés dans la partie supérieure du corps cylindrique creux 14, dans deux plans situés l'un au-dessus de l'autre et perpendiculaires à l'axe géométrique du corps. L'extrémité du corps cylindrique creux 14 est filetée et, sur la partie filetée, se trouve fixée une barre de blocage 4 dont l'ex- trémité active est insérée dans la gorge 2 du capuchon 1. La surface extérieure du corps cylindrique creux 14 est lisse, mais la partie inférieure est filetée et raccordée à un corps de ressort fen- du 20 dans l'extrémité supérieure duquel se trouve montée la barre de ver- rouillage 18. Le corps de ressort fendu est cylindrique, possède une surface extérieure lisse et comprend une partie supérieure taraudée audessous de laquelle se trouvent disposés un épaulement de retenue 19 et un orifice d'étranglement 21; la partie médiane-est formée d'un ressort fendu 22 et la partie inférieure cylindrique 26 comporte un taraudage qui retient une barre de signalisation 23, étanchéifiée par une bague 24, et un bloc-palier 28 bloqué au moyen d'un écrou à chapeau 29. Dans la partie inférieure du bloc-palier, se trouve ménagé un renfoncement qui reçoit un palier axial 31 étanchéifié avec une bague 32 et, le long de son axe géométrique longitudinal, est formée une ouverture recevant deux coussinets de palier 30 dans lesquels se trouve introduite une tige de palier 34, dont la partie supérieure est cylindrique et se termine par un filetage sur lequel sont vissés des écrous 25 qui serrent une rondelle de butée 27 La partie inférieure de la tige de palier 34 possède un orifice de purge 33 et un filetage de fixation pour le carottier (non représenté sur le dessin). Le mécanisme de fixation du carottier remontable par l'intérieur des tiges est conçu pour prendre trois positions fonctionnelles principales, à savoir une position de transport lors de l'abaissement du carottier à l'intérieur du trou de forage, une position opérationnelle, et une position de transport lors du retrait du carottier hors de la colonne des tiges de forage. Le réglage du mécanisme de fixation dans sa position de transport, lors de l'abaissement du carottier est réalisé de la manière suivante: on insère le carottier dans la colonne des tiges de forage, on tire vers le haut le capuchon 1 de manière à le dégager de la barre de blocage 4, et le dispositif de fixation 7 est également libéré, en même temps que le capuchon, au moyen de la broche cylindrique 5, la seconde section 8 et la troisième section 12 venant se placer au-dessus des deux rangées de galets 9 et 13, que se rétractent intérieurement, ceux de la rangée supérieure en pénétrant dans la gorge annulaire 11 et ceux de la rangée inférieure en pénétrant dans l'espace libre par la troisième section 12. Simultanément, la barre de ver- rouillage 18 passe par dessus l'épaulement de retenue 19. Des lors, le ca- puchon 1 est coincé sous l'effet de son propre poids dans la partie supérieure du dispositif de fixation 7. Par conséquent, le mécanisme de fixation est prêt à être abaissé à l'intérieur du trou de forage soit sous l'effet de la pensanteur, soit sous l'action du fluide de forage sous pression. Pendant l'opération d'abaissement, les galets 9 et 13 des deux rangées ne peuvent pas être repoussés hors du corps 14, grâce à un choix judicieux du dia- mètre intérieur de la colonne des tiges de forage.-Mais au cours de l'ensemble de l'opération d'abaissement, la troisième section 12 porte contre la rangée inférieure de galets. Dans le cas o l'abaissement est réalisé dans un trou de forage avec des pertes d'eau (circulation masquée), on utilise alors unècloche réglée selon le mode approprié. La cloche est fixée au capuchon 1 qui est raccordé à la barre de blocage 4 après le soulèvement du dispositif de fixation 7, puis l'ensemble du système est introduit dans le carottier in- férieur déjà en place. Une fois que le carottier est mis en place dans la position opérationnelle, la cloche est automatiquement retirée vers le haut et se débranche de façon automatique. Le régiage du mécanisme de fixation dans la position opération- nelle est réalisé de façon automatique. Une fois que la section annulaire élargie de l'extrémité inférieure de la colonne des tiges de forage est atteinte, la troisième section 12 repousse vers l'extérieur la rangée inférieure de galets 13, descend et les verrouille en position. Le déplace- ment du carottier se poursuit jusqu'à ce que la rangée inférieure de galets 13 atteigne le rebord inférieur de la gorge annulaire. Le carottier s'arrête de lui-même, mais le dispositif de fixation 7 continue à avancer sous l'ac- tion de sa force cinétique accumulée, et la seconde section 8 repousse la rangée supérieure de galets 9 à l'extérieur du corps cylindrique creux 14 et les verrouille en position. Simultanément, la barre de verrouillage 18 passe à l'intérieur de l'épaulement de retenue 19 du corps de ressort fendu 20 et stoppe l'avance du dispositif de fixation vers le haut. De cette façon, le carottier se trouve dans sa position opérationnelle. En cours d'opération, lorsque le carottier se remplit en pré- levant une carotte ou bien lorsque la carotte introduite reste bloquée dans le carottier, le déplacement de ce dernier vers l'avant est arrêté et le carottier reste en arrière de la colonne des tiges de forage. Par conséquent, le ressort fendu 22 est comprimé et la tige de signalisation 23 ferme l'orifice d'étranglement 21, ce qui entraîne un accroissement subit de la pression du fluide de forage. Ceci indique que l'opération de forage est achevée et que le carottier doit être retiré. Dans le cas d'une rupture de la carotte, provoquée par la con- trainte de traction appliquée à la colonne des tiges de forage, le carottier étire le ressort fendu 22 au moyen de la tige 34 du palier et du corps 28 de ce dernier. Il en résulte que le ressort fendu s'allonge et l'extrémité du carottier vient au contact du trépan à molette et la contrainte de trac- tion exercée sur le carottier est allégée. On effectue le réglage du mécanisme de fixation du carottier dans la position de transport en faisant descendre, à l'aide d'un filin, une cloche qui saisit le capuchon 1 et le tire vers le haut. Ce déplacement du capuchon 1 positionne la seconde section 8 et la troisième section 12 du dispositif de fixation 7 sur les deux rangées de galets 9 et 13. Ces derniers peuvent être rétractés dans le corps cylindrique creux 14. Simultanément, la 2 5 7 7 6 1 2 barre de verrouillage 18 passe par dessus l'épaulement de retenue 19, ce qui libère le carottier. Au niveau de la surface, le joint constitué par le capuchon 1, la broche 5 et le dispositif de fixation 7 permet de détacher aisément le carottier de la colonne de tiges de forage. 2577 6 1 2 REVENDICATIONS 1. Mécanisme de fixation pour un carottier remontable par l'intérieur des tiges, du type incluant un corps cylindrique creux muni de galets montés dans celui-ci, dans des plans parallèles entre eux et perpen- diculaires à l'axe géométrique du corps cylindrique creux, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de fixation (7) dont l'extrémité supérieure est raccordée à un capuchon (1), dans la partie inférieure duquel se trouvent découpées des fentes longitudinales en vis-à-vis (3), en ce que le dispositif de fixation (7) est monté à l'intérieur du corps cylindrique creux (14), dont la partie supérieure est raccordée à une barre.de blocage (4) et sur la par- tie inférieure duquel se trouve montée une barre de verrouillage (18) et un écrou de serrage (17) raccordé au dispositif de fixation (7), et en ce que l'extrémité du corps cylindrique creux (14) est filetée et sur le filetage, se trouve fixé un corps de ressort fendu (20) dont l'extrémité inférieure saisit une tige de signalisation (23), sur l'extrémité de laquelle est montée une bague d'étanchéité (24) et au-dessous de laquelle se trouve disposé un bloc-palier bloqué au moyen d'un écrou à chapeau (29). 2. Mécanisme de fixation pour'un carottier remontable par l'in- térieur des tiges selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dis- positif de fixation (7) ent réalisé sous la forme d'un corps creux cylindri- que dont la surface intérieure est faite de deux sections, avec une partie -supérieure élargie se rétrécissant progressivement pour former un conduit (16), et une surface extérieure conformée également avec plusieurs sections, en ce qu'il est prévu, dans la première section, deux languettes opposées (6) dont les distances par rapport à la partie inférieure du capuchon (1) sont identiques, en ce que la seconde section (8) et la troisième section (12) possèdent des diamètres identiques et sont séparées par une gorge (11) de forme annulaire, dont le diamètre est inférieur au diamètre des deux sections (8, 12) et dont l'extrémité inférieure est filetée. 3. Mécanisme de fixation pour carottier remontable par l'intérieur des tiges selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un blocpalier constitué par un corps de paliers (28), dans lequel se trouve monté un palier axia! (31) au-dessous duquel est disposée une bague inférieure d'étanchéité (32), en ce que, le long de l'axe géométrique dudit palier, est formé un conduit dans lequel sont logés des coussinets de palier (30) qui maintiennent une tige de palier (34) dont la partie supérieure est cylindri- que et comporte un filetage sur lequel sont vissés des écrous (25), qui sont en appui sur une rondelle de butée (27), et en ce que la partie inférieure de la tige (34) possède un orifice de purge (33) et est filetée.