Brevet FR2579665A1 — publié le 19861003

-1 - Il est souhaitable, dans un puits de pétrole et/ou de gaz, de disposer d'une colonne de production comportant un passage non étranglé pour permettre un écoulement maximal de fluide de production dans celui- ci. Pour cette raison, il est classique d'utiliser une vanne de sécurité récupérable avec la colonne, à la place d'une vanne de sécurité récupérable par câble. Dans le premier cas, la vanne de sécurité récupérable avec la colonne est reliée par vissage aux tubes de la colonne de production en faisant partie de celle-ci, et elle comporte un passage central ayant sensiblement la même dimension que le passage de la colonne de produc- tion. Dans le deuxième cas, la vanne de sécurité récu- pérable par câble est installée à l'intérieur de la co- lonne de production du puits, et par conséquent elle comporte un passage central qui est considérablement plus étroit que le passage de la colonne, et en consé- quence elle étrangle l'écoulement de fluide. Dans le cas o la vanne de sécurité récupérable avec la colonne tombe en panne pour une raison quelconque, il est classique de verrouiller la vanne de sécurité récupérable, et ensuite d'installer une vanne de sécurité récupérable par câble dans la colonne du puits, comme décrit dans les brevets des Etats Unis n 3 696 868 et 3 799 258. Cependant la vanne de sécurité récupérable par câble nouvellement ajoutée limiterait de façon indésirable l'écoulement de fluide dans la colonne de production. La présente invention concerne un système à vanne de sécurité supplémentaire et son procédé d'instal- lation qui, tout en utilisant à la fois une vanne de sé- curité récupérable par la colonne et une vanne de sécu- rité récupérable par câble, évite une limitation exces- sive de la production dans la colonne. La présente invention concerne un système à vanne de sécurité supplémentaire pour un puits comportant une -2- première colonne de production pourvue d'un passage avec une vanne de sécurité récupérable avec la colonne et reliée par vissage à la première colonne de produc- tion. La vanne de sécurité comporte un passage ayant sensiblement la même dimension que le passage de la pre- mière colonne de production. Une seconde colonne de production est reliée à la première colonne au-dessus de celle-ci, et elle s'étend jusqu'à la surface du puits. La seconde colonne de production comporte un passage qui est plus grand que le passage de la première colonne. Une tubulure réceptrice est mise en place par vissage dans la seconde colonne de production, et cette tubulure a sensiblement la même dimension de passage que celle du passage de la seconde colonne. La tubulure réceptrice comporte dans son passage des moyens pour recevoir une vanne de sécurité supplémentaire par câble, placée dans le passage de la tubulure réceptrice. Un autre objet de la présente invention concerne la réalisation d'une vanne de sécurité récupérable par câble, et positionnée à l'intérieur de la tubulure ré- ceptrice, la vanne de sécurité récupérable par câble comportant un passage seulement légèrement inférieur au passage de la première colonne de production afin d'évi- ter un étranglement excessif de cette colonne. Le pas- sage de la vanne de sécurité récupérable par câble est plus grand que le passage de toute vanne de sécurité récupérable par câble qui pourrait être installée dans la première colonne de production. Un autre objet de la présente invention est de créer un procédé d'installation d'un système à vanne de sécurité supplémentaire dans un puits, qui consiste à relier par vissage une vanne de sécurité récupérable avec colonne dans une première colonne de production, la vanne de sécurité comportant un passage ayant sensi- blement la même dimension que celui de la première co- lonne de production, et à installer la première colonne de production et la vanne de sécurité dans le puits. Le procédé consiste à relier par vissage une seconde co- lonne de production avec une tubulure réceptrice com- portant un passage ayant sensiblement la même dimension que le passage de la seconde colonne de production, et cette seconde colonne de production comportant un pas- sage plus grand que le passage de la première colonne de production. La tubulure réceptrice comporte dans son passage des moyens pour recevoir une vanne de sécurité récupérable par câble. Le procédé consiste en outre à relier la seconde colonne de production et la tubulure réceptrice avec et au-dessus de la première colonne de production, et à installer la seconde colonne de produc- tion dans le puits de manière qu'elle s'étende jusqu'à la surface du puits. Encore un autre objet de la présente invention consiste à installer une vanne de sécurité récupérable par câble à l'intérieur de la tubulure réceptrice, cette vanne de sécurité récupérable par câble compor- tant un passage suffisamment grand pour éviter un étran- glement excessif de l'écoulement passant dans la colonne, et comportant en tout cas un passage supérieur au pas- sage de toute vanne de sécurité récupérable par câble qui pourrait être installée dans la première colonne de production. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1A, lB, 1C et 1D sont des combinaisons l'une de l'autre et sont des vues en élévation, en demi- coupe, illustrant le système et le procédé de la présente in- vention. En référence maintenant aux dessins, le système -4- à vanne de sécurité supplémentaire de la présente in- vention est désigné dans son ensemble par la référence numérique 10, et est installé dans un tubage de puits 12. Comme cela est classique, une colonne de production 14 du puits s'étend dans le tubage 12 et traverse un joint d'étanchéité 16 du puits, de façon à recevoir des fluides de production par l'intermédiaire de son extré- mité inférieure 18, ainsi qu'illustré à la fig. ID. Cependant, la colonne de production 14 doit être protégée par une vanne de sécurité, de préférence une vanne de sécurité 20 récupérable avec la colonne, qui est reliée à la colonne de production 14 par un filetage 22 prévu à son extrémité supérieure et un filetage 24 prévu à son extrémité inférieure. La vanne 20 est appe- lée "vanne de sécurité récupérable avec la colonne", du fait qu'elle peut seulement être récupérée lorsque la colonne dans laquelle elle est placée est récupérée. Cela est différent d'une vanne de sécurité "récupérable par câble", qui est introduite dans et reliée avec l'in- térieur de la colonne de production d'un puits par uti- lisation d'un câble. La colonne de production 14 comporte un passage central 26, tandis que la vanne de sécurité 20 récupé- rable avec la colonne comporte un passage central 28. Le passage 28 a sensiblement la même dimension que le passage 26 de la colonne de production 14. La vanne de sécurité 20 peut être de tout type approprié, et elle a été représentée ici comme étant d'un type TRDP vendu par la Société Camco, Incorporated, et elle est généra- lement du type décrit dans le brevet US n0 4 161 219, avec addition d'un moyen de verrouillage. La vanne de sécurité 20 comprend d'une façon générale un élément obturateur 30 qui est commandé par un tube d'écoulement 32, normalement poussé vers le haut par un moyen de poussée 34, et qui se déplace vers le bas sous l'action -5- d'un ou plusieurs pistons 36 commandés par un conduit de fluide hydraulique 38 aboutissant à la surface du puits. Cependant, à titre d'illustration, la vanne est représentée dans une position o elle est verrouillée par un dispositif de verrouillage 40 et o elle est inopérante. Quand cela se produit, une vanne de sécuri- té supplémentaire doit être installée dans la colonne de production pour protéger le puits. L'utilisation d'une vanne de sécurité supplémen- taire de type récupérable a été décrite dans les bre- vets US n0 3 696 868 et 3 799 258. Cependant, comme cela est illustré dans ces brevets, l'utilisation d'une vanne de sécurité supplémentaire récupérable par câble dans le passage de la colonne de production étrangle l'écoulement de fluide et limite la production dans la colonne, ce qui est désavantageux. La présente invention consiste à disposer une se- conde colonne de production 42 comportant un passage 44 qui est plus grand que le passage 26 de la première co- lonne 14, cette seconde colonne de production 42 étant reliée à l'extrémité supérieure de la première colonne 14 et s'étendant jusqu'à la surface du puits. Une tubu- lure réceptrice 46 est mise en place par vissage dans la seconde colonne 44 au moyen d'un filetage supérieur 48 et d'un filetage inférieur 22, et elle comporte un pas- sage central 50 qui a sensiblement le même diamètre que le passage central 44 de la seconde colonne 42. La tubu- lure réceptrice 46 comporte dans son passage des moyens pour recevoir une vanne de sécurité récupérable par câ- ble et désignée dans son ensemble par la référence numé- rique 52. La tubulure réceptrice 46 comporte un évidement 54 destiné à recevoir un moyen de verrouillage classique pour maintenir la vanne récupérable à l'intérieur de la tubulure réceptrice 46, et elle est pourvue d'un moyen de commande hydraulique 56 pour faire passer le fluide 257966S -6- de commande hydraulique s'écoulant dans le conduit 38 de la vanne de sécurité 20 dans la vanne de sécurité 52, comme cela est décrit de façon plus détaillée dans la demande de brevet déposée aux Etats Unis sous le numé- ro de série 06/565 324 et intitulée "Hydraulic Control Fluid Communication Nipple" (Tubulure de transmission de fluide de commande hydraulique). En conséquence, la tubulure réceptrice 46 ne produit aucune obstruction ni étranglement du passage 44 de la seconde colonne 42 du puits. Si nécessaire, en cas de défaillance de la vanne de sécurité 20 récupérable avec la colonne, ladite vanne est mise hors service et une vanne de sécurité supplémen- taire 52, récupérable par câble, est mise en place à l'intérieur de la tubulure réceptrice 46 pour protéger le puits. Cependant, du fait que le passage 44 de la se- conde colonne 42 est plus grand que le passage 26 de la première colonne 14, la vanne de sécurité 52 peut alors comporter un passage central 60 ayant une dimension su- périeure à celle du passage d'une vanne de sécurité ré- cupérable par câble et qui pourrait être installée dans le passage 26 de la première colonne 14 du puits. En conséquence la vanne 20 permet un plus grand écoulement de fluide dans les colonnes de production 14 et 42, sans baisse excessive de pression. Seulement à titre d'exemple, la première colonne de production peut être une colonne de production clas- sique de 114,3 mm tandis que la seconde colonne de pro- duction 42 peut être une colonne de 177,8 mm. Dans cet exemple, alors que le passage 28 de la première vanne de sécurité 20 a un diamètre de 124 mm, le passage 60 de la vanne de sécurité récupérable 52 a un diamètre de 92 mm. Une vanne récupérable par câble qui pourrait être placée dans le passage 26 de la première colonne de production 14 comporterait quant à elle un passage de 53 mm seule- -7?- ment. En conséquence, la présente invention permet d'obtenir une installation de puits qui, tout en assu- rant une protection supplémentaire du puits par unlme vanne de sécurité, ne produit pas un étranglement ex- cessif de l'écoulement de fluide passant dans cette ins- tallation. Bien que la vanne 52 puisse être de tout type approprié, on obtient des résultats satisfaisants lors- qu'elle est du type WRDP vendu par la Société Camco, Incorporated. Le mécanisme est décrit d'une façon géné- rale dans le brevet US n0 4 161 219, et comprend un élé- ment obturateur 62 de la vanne qui est commandé par un tube d'écoulement 64 qui est à son tour poussé vers la position de fermeture par un moyen de poussée.tel qu'un ressort 66, alors qu'il est actionné jusque dans une po- sition d'ouverture par un ou plusieurs pistons 68 en ré- ponse à un écoulement de fluide passant dans le conduit de commande 58 qui aboutit à la surface du puits. Le procédé conforme à l'invention ressort de la description du système faite ci-dessus. Le procédé con- siste à installer un système à vanne de sécurité supplé- mentaire dans un puits, ce procédé consistant à relier par vissage une vanne de sécurité récupérable avec la colonne dans une première colonne de production, ladite vanne de sécurité comportant un passage central ayant sensiblement la même dimension que le passage de la pre- mière colonne du puits, et à installer la première co- lonne et la vanne de sécurité dans le puits. Le procédé peut consister en outre à relier par vissage une tubulure réceptrice avec une seconde colonne de production, la tubulure réceptrice comportant un pas- sage central ayant sensiblement la même dimension que le passage de la seconde colonne de production, et cette seconde colonne comportant un passage supérieur au pas- sage de la première colonne, tandis que la tubulure ré- -8- ceptrice comporte des moyens placés dans son passage central pour recevoir une vanne de sécurité récupérable par câble. Le procédé peut consister en outre à relier la seconde colonne de production et la tubulure réceptrice avec et au-dessus de la première colonne, et à installer la seconde colonne de production dans le puits de maniè- re qu'elle s'étende jusqu'à la surface du puits. Le procédé peut consister en outre à installer une vanne de sécurité récupérable par câble à l'inté- rieur de la tubulure réceptrice, la vanne de sécurité récupérable par câble comportant un passage central seulement légèrement inférieur au passage de la première colonne, avec un passage supérieur au passage de toute vanne de sécurité récupérable par câble qui pourrait être installée conformément à la technique antérieure dans la première colonne de production. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. -9- - REVENDICATIONS - I - Système à vanne de sécurité supplémentaire pour un puits, caractérisé en ce qu'il comprend: - une première colonne (14) de puits traversée par un passage (26), - une vanne de sécurité (20) récupérable avec la co- lonne, reliée par vissage à la première colonne de production (14) et comportant un passage central (28) ayant sensiblement la même dimension que le passage (26) de la première colonne de production (14), - une seconde colonne de production (42) comportant un passage (44) supérieur au passage (26) de la première colonne de production (14), ladite seconde colonne de production (42) étant reliée à la première colonne de production (14) au-dessus de cette première colonne et s'étendant jusqu'à la surface du puits, - une tubulure réceptrice (46) mise en place par vissage dans la seconde colonne de production (42), ladite bu- bulure comportant un passage central ayant sensible- ment la même dimension que le passage de la seconde colonne de production, ladite tubulure réceptrice (46) comportant dans son passage central des moyens pour recevoir une vanre de sécurité récupérable par câble (52). 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne de sécurité récupérable par câble (52), positionnée à l'intérieur de la tubulure réceptrice (46), ladite vanne de sécurité récupérable par câble (52) comportant un passage central supérieur au passage de toute vanne de sécurité récupérable par câble qui serait installée dans la première colonne de production (14). 3 - Procédé d'installation d'un système à vanne de sécurité supplémentaire dans un puits selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste ?9665 -10- a: - relier par vissage une vanne de sécurité (20) récupé- rable avec la colonne dans une première colonne de production (14), cette vanne de sécurité (20) compor- tant un passage central (28) ayant sensiblement la même dimension que le passage (26) de la première co- lonne de production, - installer la première colonne de production (14) et la vanne de sécurité correspondante (20) dans le puits, - relier par vissage une tubulure réceptrice (46) avec une seconde colonne de production (42), la tubulure comportant un passage central ayant sensiblement la même dimension que le passage (44) de la seconde co- lonne de production (42), ladite seconde colonne de production (42) comportant un passage (44) supérieur au passage (26) de la première colonne de production (14), et ladite tubulure réceptrice (46) comportant dans son passage central des moyens pour recevoir une vanne de sécurité récupérable par câble (52), - relier la seconde colonne de production (42) et la tubulure réceptrice (46) avec et au-dessus de la pre- mière colonne de production (14), et - installer la seconde colonne de production (42) dans le puits de manière qu'elle s'étende jusqu'à la sur- face du puits. 4 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à installer une vanne de sécurité récupérable par câble (52) à l'intérieur de la tubulure réceptrice (46), cette vanne de sécurité récupérable par câble (52) comportant un passage plus grand que le pas- sage de toute vanne de sécurité récupérable par câble qui serait installée dans la première colonne de produc- tion (14).