Brevet FR2590622A1 — publié le 19870529

j/ 2590622 APPAREIL DE REALISATION DE TRAVAUX A CANALISATIONS MULTIPLES Les travaux réalisés dans les complétions de puits de pétrole et de gaz et/ou dans les opérations de complète- ment utilisent généralement un système d'évacuation TFL classique ou un système d'entrée verticale à travail au câble qui nécessite une tour de forage flottante ou une structure fixe. Le travail comprend la complétion, le net- toyage, les essais et d'autres travaux normaux associés à l'utilisation d'un équipement de fond. Cependant, ces te- chniques classiques présentent toutes des problèmes. Dans les systèmes d'évacuation utilisés dans les puits de fond, deux rames de colonnes de production sont nécessaires, ou une communication entre la colonne de pro- duction et l'espace annulaire nécessitant un dispositif en trou de descente devant être ouvert et fermé à distance pour permettre la communication. Ces dispositifs de communication et les rames multiples restreignent la reconnaissance des gisements d'hydrocarbure à cause de l'impact économique. La complexité de ces complétions réduit la sécurité du système global, car chaque chose est nécessaire en double. Un système d'entrée verticale ne comportant qu'une seule conduite permet la reconnaissance d'un plus grand nom- bre de gisements d'hydrocarbures en améliorant la rentabili- té des complétions tout en permettant une sécurité supérieu- re. La complétion idéale fournirait une économie et une sécurité maximales, et présenterait un minimum de problèmes opérationnels. Les complétions de plates-formes ou sous-ma- rines comportant une seule conduite de puits apparaissent ainsi optimales. Le puits sous-marin doit avoir une entrée verticale pour utiliser la présente invention. La présente invention a pour objet un dispositif de maintenance de tous types de puits d'une manière économique et sûre. La présente invention a également pour objet une alternative sûre et sans danger aux techniques de mainte- nance classique, comme le repêchage dans des puits à conduit unique à entrée verticale lorsque les techniques de travail au câble n'ont pas réussi, ou le renforcement des opérations d'évacuation en tant que deuxième procédé pour réaliser les travaux après que la technique première n'ait pas réussi. La présente invention a pour objet un appareil de réalisation de travaux commandé par une pluralité de canali- sations de commande, qui est capable de monter et de descen- dre dans une conduite de puits pour réaliser différentes fonctions de complétion et de complètement dans un puits de pétrole et/ou de gaz. La présente invention a pour objet un appareil de réalisation de travaux fonctionnant avec des canalisations multiples utilisables dans une conduite de puits, comprenant un corps pouvant être déplacé dans la conduite et une plura- lité de canalisations de commande reliées au corps pour rem- plir une pluralité de fonctions. Un ou plusieurs dispositifs sont reliés aux canalisations de commande pour déplacer les canalisations et le corps dans une conduite de puits. Des dispositifs d'ancrage sont prévus dans le corps et sont ac- tionnés à partir des canalisations de commande pour mainte- nir le corps attaché à la conduite du puits et un dispositif de réalisation des travaux est relié au corps et actionné à partir des canalisations de commande pour réaliser les tra- vaux dans la conduite. La présente invention a aussi pour objet un dispo- sitif permettant de déplacer les canalisations dans le corps d'un bout à l'autre de la conduite qui inclut un dispositif de propulsion agissant contre l'intérieur de la conduite. La présente invention a encore pour objet un dispo- sitif de réalisation de travaux qui comprend un dispositif de réalisation de mouvements longitudinaux et/ou un disposi- tif de réalisation de mouvements de rotation. La présente invention a également pour objet des ca- nalisations de commande qui sont des canalisations hydrauli- ques. La présente invention a également pour objet un dis- positif d'étanchéification, situé sur le corps, actionné à partir des canalisations de commande, destiné à étanchéifier l'intérieur de la conduite. La présente invention a également pour objet un ap- pareil de réalisation de travaux commandé par des canalisa- tions multiples, utilisable dans une conduite de puits, comprenant un corps avec une pluralité de canalisations de commande hydrauliques reliées au corps pour remplir une pluralité de fonctions. De préférence, les canalisations de commande sont des couples de canalisations hydrauliques. Une pluralité de dispositifs de propulsion est reliée aux cana- lisations de commande pour déplacer les canalisations dans le corps à travers une conduite de puits et des dispositifs d'ancrage détachables sont ménagés dans le corps, actionnés à partir d'une des canalisations de commande pour maintenir de façon libérable le corps dans le puits. Des dispositifs à piston cylindre sont ménagés dans le corps, actionnés à partir d'une des lignes de commande pour effectuer des mouvements de travail longitudinaux dans la conduite. D'autres objets,caractéristiques et avantages appa- raîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, donné à titre d'exemple et à l'examen des dessins annexés correspondants. La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un système de puits de fond commandé depuis la surface. La figure 2 est une vue agrandie en élévation, en coupe longitudinal partielle, illustrant un type de dispositif de propulsion utilisable dans la présente invention. Les figures 3A et 3B sont des continuations l'une de l'autre et sont des vues en élévation, en section longitudinale partielle,-illustrant un type d'appareil de réalisation de travaux à lignes multiples selon la présente invention. Si l'on se réfère maintenant aux dessins, et en par- ticulier à la figure 1, la référence numérique 10 indique globalement un système de puits de fond commandé depuis la surface, présenté ici comme étant un système marin, à titre d'illustration seulement, puisque la présente invention est applicable aux systèmes terrestres. Le système 10 comprend une plate-forme d'alimenta- tion centrale, indiquée globalement par la référence numéri- que 11, à partir de laquelle une ou plusieurs canalisations ou con- duites 12 et 14 se dirigent vers le bas en direction d'un puits sous-marin indiqué globalement par la référence numé- rique 16, comportant une conduite de puits conduisant à une zône de production 20. La conduite 18 comprend différents types d'équipements de puits comme une garniture d'étanchéi- té de puits classique 22 qui peut être de n'importequeltype convenable tel que Camco Type HSP, un mandrin à poche laté- ral 24 tel que Camco Type KBM et une soupape de sécurité classique 26 telle que Camco Type TRDP. Les différents équi- pements du puits 22, 24 et 26, ainsi que d'autres types d'é- quipement de puits, peuvent nécessiter un actionnement par un appareil de réalisation de travaux convenable pour y réa- liser diférentes opérations. Le procédé classique pour réaliser des opérations de complétion et/ou de complètement réside dans l'utilisa- tion d'un système d'évacuation qui, dans le système 10, nécessiterait une canalisation supplémentaire à partir de la plateforme 11, en communication avec la conduite 18 ou, dans le cas d'une unité à travail au câble typique, nécessiterait d'avoir une tour de forage sur la plate- forme 11 ou un bateau pour travaux de complètement. La présente invention a pour objet un appareil de réalisation de travaux commandé par canalisations multiples indiqué globalement par la référence numérique 30, qui est capable de remplir différentes fonctions de complétion/com- plètement au fond, dans la conduite 18, et qui se déplace dans les canalisations 12 et 18 au moyen d'une ou plusieurs unités de propulsion multiple, indiquées globalement par la référence numérique 32, qui sont reliées à un appareil 30 ou à un faisceau de canalisations de commande multiples 34 qui est relié à l'appareil 30 pour remplir une pluralité de fonctions. L'appareil de réalisation des travaux 30 peut ainsi se déplacer dans la conduite du puits et être actionné par le faisceau de tuyaux 34 pour procurer une grande variété d'opérations sans nécessiter l'assistance d'un navire de fo- rage ou d'un bateau de complètement, ou sans comporter de conduite parallèle supplémentaire comme dans les opérations d'évacuation. Si l'on se réfère maintenant aux figures 3A et 3B, on voit mieux une représentation agrandie de l'appareil de réalisation des travaux 30 se déplaçant dans une conduite de puits 18 et relié à un faisceau de canalisations multiples 34 qui est constitué d'une pluralité de canalisations re- liées à l'appareil 30 pcur commander l'appareil 30. L'appareil 30 comporte un corps 36 et de préférence un dispositif d'ancrage convenable dans le corps 36 qui est actionné au moyen d'une ou plusieurs canalisations de com- mande dans le faisceau de canalisations multiples 34. Par exemple, des coulisseaux 38 sont ménagés sur le corps 36. Les coulisseaux 38 agissent en collaboration avec une surfa- ce conique 40 située sur le corps 36 et une surface conique 42 située sur un élément de piston 44. Lorsqu'on applique un fluide hydraulique dans une des canalisations, comme la ca- nalisation 46 qui fournit de la pression à un orifice 48, l'élément de piston 44 se déplace vers les coulisseaux 38 les amenant en prise avec l'intérieur de la conduite 18 pour maintenir le corps 36, de façon libérable, dans la conduite de puits 18. On peut libérer les coulisseaux en décompressant la canalisation 46 et en pressurisant la canalisation 50 et un orifice 52 agissant sur un piston 54 qui est relié à l'é- lément de piston 44. L'application d'une pression hydrauli- que contre le piston 54 déplace l'élément de piston 44 vers le bas en rentrant les coulisseaux 38. Bien que le disposir tif d'ancrage décrit ait été représenté sous forme de cou- lisseaux, on peut utiliser d'autres types de dispositifs d'ancrage ou de maintien comme des taquets ou des clavettes enclanchables dans une encoche située dans la conduite 18, afin d'ancrer l'outil de commande 30 à la paroi de la con- duite 18 pour réaliser les opérations de fond. Dans certaines opérations, il est souhaitable d'é- tanchéifier le perçage de la conduite avec un élément d'é- tanchéité convenable. Par conséquent, l'outil 30 comprend un élément de garnissage 56 monté sur le corps 36 et venant en butée sur un épaulement fixe 58 situé à une extrémité et sur un épaulement mobile 60 situé à une seconde extrémité. L'une des canalisations de commande est prévue en communication contre un piston 62 qui est relié à l'épaulement mobile 60 pour comprimer l'élément d'étanchéité 56 vers l'extérieur de façon à procurer un contact étanche avec l'intérieur de la paroi de la conduite 18. Une canalisation de commande de déverouillage 64 est reliée, par l'intermédiaire d'un orifice 66, au deuxième côté du piston 62, dans le but de rétracter l'épaulement mobile 60 et de libérer la force définie sur l'élément d'étanchéité 56. De nombreux types d'opérations dans un puits de fond nécessitent un mouvement de travail longitudinal. Par conse- quent, on peut ménager dans le corps 36 un accessoire d'ou- til comme un mandrin 70 s'étendant axialement, destiné à ef- fectuer un mouvement longitudinal vers le bas et vers le haut, et relié à un piston 72. L'un des côtés du piston est relié à un orifice 74 et le second côté du piston est relié à un orifice 76, chacun d'eux étant relié à l'une des cana- lisations de commande du faisceau 34 pour déplacer longitu- dinalement un mandrin ou un accessoire d'outil 70 vers le haut ou vers le bas. La figure 3B représente un outil 78, comme un taillant à paraffine, pour tailler la paraffine et la sortir de la conduite du puits 18 lorsqu'on lui donne un mouvement de va-et-vient longitudinal. Bien que l'outil par- ticulier représenté soit un râcleur de paraffine, on peut utiliser d'autres types d'outils pour réaliser les opéra- tions longitudinales comme déplacer un fourreau, pomper du sable, changer de vannes d'extraction au gaz, verouiller des vannes de sécurité, tirer et monter des blocages, des bou- chons et des écoulements. De plus, il existe beaucoup d'au- tres types d'opérations pouvant être réalisées dans un puits de fond et qui se basent sur un appareil de réalisation des travaux fournissant un mouvement longitudinal. Dans le cas o un mouvement de rotation est néces- saire pour réaliser certaines opérations, la rotation du porte-outil peut être fournie par un moteur rotatif comme un moteur à palettes 80 ayant un premier côté 82 en communi- cation avec une des canalisations de commande et un deuxiè- me côté 84 en communication avec une deuxième canalisation de commande dans le faisceau 34. Par conséquent, l'appareil de réalisation des travaux peut être généralement utilisé pour réaliser toute sorte de travail de fond actuellement réalisé avec une évacuation, une canalisation pour fines, plus de nombreuses opérations supplémentaires dues à la sou- plesse de son foncionnement vers le haut, vers le bas et en rotation, sans nécessiter l'assistance de quelque type de mécanisme en surface. Fondamentalement, les opérations de reconditionnement et de complétion peuvent être réalisées dans le trou de descente. On peut aussi utiliser le présent appareil 30 pour réaliser du travail de stimulation tout en empêchant les fluides hautement toxiques et corrosifs de venir au contact de la conduite du puits en des lieux non désirés. En d'au- tres termes, on peut évacuer des fluides comme l'acide fluo- rhydrique ou l'acide chlorhydrique par une des canalisations de commande à travers l'appareil 30 et dans la formation 20 et les empêcher de remonter par la conduite 18 au moyen de l'élément d'étanchéité 56, lorsqu'on l'actionne. Bien que l'on ait décrit la présente invention re- lativement aux canalisations de commande et au faisceau de canalisations multiples 34 comme étant des canalisations hy- drauliques, ces canalisations pourraient, en yariante, être des lignes électriques, actionnant des composants électri- ques pour fournir les fonctions de réalisation des travaux désirées dans un puits de fond. Bien que l'on puisse utiliser différentes sortes d'unités de propulsion 32 pour déplacer le faisceau de cana- lisations de commande 34 et l'appareil de production du tra- vail 30 le long de l'intérieur de conduites de puits, un type d'unité 32 est mieux représenté sur la figure 2. L'uni- té 32 comprend un corps 90 supportant un premier coulisseau 92 et un deuxième coulisseau 94 qui agissent conjointement, respectivement, avec les biseaux de déviation 96et 98 ac- tionnés par un piston. Le premier ressort 100 et le deuxième ressort 102 agissent pour forcer les glissements 92 et 94 sur, respectivement, les surfaces de déviation des biseaux 96 et 98. L'actionnement des pistons 96 et 98 est fourni par les canalisations de commande hydrauliques 104 et 106, respectivement. Ainsi, le fluide hydraulique de la canalisa- tion 104 déplacera le piston 96 vers l'avant et le ressort 106 suivra avec le coulisseau 92. Un relâchement de la pres- sion de fluide dans 104 et l'application d'une pression hy- draulique dans 106 agiront sur la deuxième extrémité du pis- ton 96 pour le maintenir en place, tandis qu'une pression est appliquée au piston 98 pour l'avancer et permettre au ressort 102 de déplacer les coulisseaux 94 pour les appuyer sur la surface de déviation du biseau 98 en entraînant le corps 90 vers l'avant. La pression de fluide est ensuite re- lâchée dans la canalisation 106 et appliquée de nouveau dans la canalisation 104 pour poursuivre le mouvement. L'inver- sion du sens de l'unité de propulsion 32 nécessite un méca- nisme double opérant dans le sens inverse. L'unité de pro- pulsion 32 décrite se déplacera par étapes et aura une ac- tion de serrage positive et sera capable de déplacer de grosses charges. Cependant, on peut utiliser d'autres types d'unités de propulsion comme des roues ou une évacuation hy- drauliques. La présente invention est donc bien adaptée pour réaliser les objets et atteindre les buts et les avantages mentionnés, ainsi que d'autres inhérents à la présente in- vention. Bien qu'on ait donné, à titre d'illustration, un mode de réalisation préféré de la présente invention, de nombreuses modifications des détails de construction et de la disposition des pièces seront facilement accessibles à l'homme de métier, et ceux-ci sont englobés dans l'esprit de l'invention et dans le cadre des revendications annexées. R E V E N D IC AT I ON S 1.- Appareil de réalisation de travaux commandé par des canalisations multiples utilisable dans une conduite de puits comprenant: un corps (36) adapté pour être déplacé dans la conduite (18), une pluralité de canalisations de commande (34) reliées au corps pour remplir une pluralité de fonctions, un dispositif (32)rrelié aux canalisations de commande (34) pour dé- placer les canalisations et le dit corps dans une conduite de puits (18), un dispositif d'ancrage (38)dans le corps actionné à partir des dites canalisations de commande pour maintenir le corps dans la conduite de puits, un dispositif de réalisation des travaux (70,78)reliéaucorpset actionné à partir des canalisations de commande pour réali- ser le travail dans la conduite, et ledit dispositif (32) de déplacement des canalisations (34) et du corps (36)danslaconduite (18) comprenantun dispositif de propul- sion agissant contre l'intérieur de la conduite (18). 2.- Appareil selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de réalisation des travaux comprend un dispo- sitif (70)pour réaliser des mouvements longitudinaux. 3.- Appareil de réalisation de travaux commandé par canalisations multiples utilisable dans une conduite de puits comprenant, uncorps(36) adapté pour être déplacé dans la conduite (18), une pluralité de canalisations de commande (34) reliéesaucorps pour remplir une pluralité de fonctions, undispositif (32) relié aux canalisations de commande (34) pour dé- placer les canalisations et le dit corps (36) dans une con- duite de puits (18), un dispositif d'ancrage (38)dansle corps actionné à partir des dites canalisations de commande (34) pour maintenir le corps (36) dans la conduite de puits (18), un dispositif de réalisation destravaux (70,78,80)reliéau corps et actionné à partir des canalisations de commande pour réali- ser le travail dans la conduite, et dans lequel le dispositif de réalisation des travaux com- prendundispositif(80)pour réaliser un mouvement de rotation. 4. - Appareil selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de réalisation des travaux comprend un dispo- sitif(80) pourréaliser des mouvements de rotation. 5.-- Appareil de réalisation de travaux commandé par canalisations multiples utilisable dans une conduite de puits comprenant, un corps (36), une pluralité de canalisations de commande hydraulique (34) re- liées au corps pour remplir une pluralité de fonctions, une pluralité dedispositifs (32) connectés aux canalisations de ccnmande(34) r déplacer les canalisations et le dit corps (36) dans une conduite de puits (18), un dispositif d'ancrage (38) libérable situé dans le corps, ac- tionné à partir des dites canalisations de commande (34) pour maintenir de façon libérable le corps dans la conduite du puits, un dispositif de piston et cylindre à double effet (70,72) situé dans le corps et actionné à partir des canalisations de comnande(34) pour réaliser des mouvements de travail longitudinaux dans la conduite, et un dispositif de réalisation des travaux en rotation (80) relié aucorps (36)etactionné à partir des canalisations de commande pour réaliser dans la conduite un travail de rotation. 6.- Appareil de réalisation de travaux commandé par canalisations multiples utilisable dans une conduite de puits comprenant, un corps (36), une pluralité de canalisations de commande hydraulique (34) re- liées au corps pour remplir une pluralité de fonctions, une pluralité dedispositifs (32) connectés aux canalisations de commande pour déplacer les canalisations (34) et ledit corps (36) dans une conduite de puits (18) , un dispositif d'ancrage libérable (38) situé dans le corps actionné à partir des dites canalisations de commande (34) pour maintenir de façon libérable le corps dans la conduite du puits, un dispositif de piston et cylindre à double effet (70,72) situé dans le corps et actionné à partir des canalisations de com- mande (34) pour réaliser des mouvements de travail longitudinaux dans la conduite, et un dispositif d'étanchéificaticn (56) libérable sur le corps ac- tionné à partir des dites canalisations de commande pour étanchéifier l'intérieur de la conduite.