Brevet FR2591274A1 — publié le 19870612

La présente invention concerne une séringue hydrostatique pour le dépôt dans les puits de produits liquides ou solides de traitement et, plus particulièrement, comportant un conteneur descendu dans le puits au moyen d'un câble et muni d'un dispositif de commande de l'évacuation de pro- duits à déposer. De telles seringues servent à déposer dans le puits au cours de l'ex- ploitation du gisement en regard des perforations du tube de cuvelage des matières de traitement diverses, telles que du ciment pour boucher des rangées de perforations, lors de venues d'eau, de l'acide pour ouv- rir ou décolmater des fissures, des détergeants pour modifier la tension superficielle des effluents ou pour permettre un liftage de l'eau de gisement. L'équipement utilisé dans ce but doit être introduit dans un train de tubes de production présentant des diamètres de passage différents. Des précautions doivent être prises pour que la descente d'un volume plus ou moins grand de produits s'effectue sans risque de coincement. Selon l'art antérieur, la plupart de procédés connus mettent en oeuvre le déclenchement de l'ouverture du conteneur par des moyens électriques. Ces équipements sont tributaires d'un câble électrique qui peut présen- ter desdéfauts d'isolement dos au frottement, une blessure au passage de la tête de puits, un écrasement en puits dévié ou encore une épis- sure défectueuse. De ce fait, ces procédés comportent des risques de détérioration de câbles électriques, notamment pour des puits profonds et ceux o règne une grande chaleur et ils sont par conséquent peu fiables. D'autres procédés comportant la commande de la libération du ciment dans le puits par des moyens mécaniques, actionnés depuis la surface, peu sont également peu fiables etYprécis, notamment pour des puits profonds ou des puits déviés. La séringue selon l'invention permet de déposer en toute sécurité à des profondeurs voulues des bouchons de ciment avec une grande préci- sion à des niveaux détérminés dans des puits o règne une tempéra- ture élevée et ne fait appel qu'à un équipement classique, avec une rapidité d'exécution remarquable. La séringue selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un mécanisme d'horlogerie assurant la rotation d'une tige dont l'extré- mité libère, après un temps voulu, une masselotte qui actionne un per- cuteur, un verrou hydraulique comprenant un cylindre d'huile mise en pression par le puits au cours de la descente, dans lequel cylindre, disposé dans un corps de verrou, coulisse un piston, le corps de verrou se terminant par une partie cylindrique creuse formant une chemise fixe, une chemise mobile en coulissement, entourant ladite partie cylindrique creuse et des moyens de blocage en position haute de ladite chemise, au moins un corps de séringue, comportant une capacité de remplissage de produits à déposer, muni à sa partie inférieure d'orifices d'évacua- tion et un raccord d'extrémité et de guidage, vissé à l'extrémité du corps de séringue, ainsi qu'une tige centrale, portant un clapet coopé- rant avec les orifices d'évacuation pour retenir le volume de produits ou permettre son dépôt au moment souhaité. Selon une forme avantageuse de réalisation, l'extrémité de la partie cylindrique creuse du corps de verrou est solidaire d'un écrou d'extré- mité, ledit écrou présentant un alésage axial, dans lequel coulisse l'extrémité de la tige du piston. De préférence, un ressort de rappel prenant appui sur ledit écrou et sur un épaulement de ladite tige permet de solliciter en coulissement la tige du piston. Les moyens de blocage en position de la chemise mobile comprennent des encoches dont sont munies la chemise fixe et la chemise mobile et qui forment, en coopération avec un renflement de section que présente le piston, un logement pour des billes maintenant en position haute la chemise mobile. Au corps de séringue peut être vissé le corps d'un mécanisme d'ouverture muni d'orifices d'évacuation de produits à déposer, un ressort prenant appui sur un épaulement dudit corps et exerçant sa poussée sur la tige centrale portant le clapet sollicite en rappel ladite tige centrale. L'extrémité inférieure de la tige centrale coulisse librement dans le raccord d'extrémité et de guidage, auquel elle est retenue au moyen d'un écrou. D'autres particularités de l'invention apparaitront à la lumière de la description d'un mode de réalisation présenté à titre d'exemple et illustré par les dessins, dont la figure 1 présente la partie extrême du mécanisme d'horlogerie en coupe axiale, la figure 2 1e verrou hydraulique et une partie du corps de la sérin- gue en coupe axiale, et la figure 3 une autre partie du corps de la séringue, le mécanisme d'ouverture et le raccord d'extrémité et de guidage. Le dispositif représenté aux figures se compose des parties suivantes: le mécanisme d'horlogerie A, le verrou hydraulique B, le corps princi- pal de séringue C, le mécanisme d'ouverture D et le raccord d'extrémi- té et guidage E. Le mécanisme d'horlogerie A est un mécanisme universellement connu dans le domaine pétrolier sous le nom de Amérada et décrit, par exemple, dans le brevet français n 2087013. Il est constitué par une horloge, non représentée, placée dans une enveloppe 1 imprimant un mouvement rotatif à une tige filetée 4 tournant dans un écrou 3, servant de masselotte, monté au moyen d'un ergot 13 dans une chemise 2. Du côté de l'extrémité inférieure de la tige 4, l'enveloppe 1 renferme un cylin- dre creux logeant une chambre d'huile sous pression 8 débouchant axia- lement au moyen d'une buse calibrée 9 dans un conduit axial creusé dans un support 10 d'une pastille 7 obturant ledit conduit. Du côté opposé, au voisinage de la pastille, débouche un canal axial dans lequel est disposé un percuteur 6, au dessus duquel est placée une masse 5 servant d'appui au percuteur 6 et gainée d'un soufflet 12. Des conduits pour l'écoulement d'huile Il sont présents dans le support 10. Le fonctionnement de ce mécanisme est le suivant. L'horloge étant réglée de façon à assurer le déclenchement de l'opé- ration dans un délai prédéterminé, la tige 4 en tournant assure la descente de la masselotte 3 qui,libérée après un laps de temps donné, tombe sur l'épaulement ou tête de percuteur 5, ce dernier transmet l'impulsion au percuteur 6 qui perfore la pastille 7. L'huile sous presssion contenue dans la chambre 8 s'écoule à travers la buse cali- brée 9 et les conduits 11 vers l'intérieur du soufflet 12. Le verrou hydraulique B comprend une enveloppe 20 vissée sur un corps de verrou 21 se prolongeant par une partie cylindrique creuse 22 for- mant une chemise fixe. L'extrémité de cette partie est solidaire d'un écrou d'extrémité 26. Une encoche circulaire 22a est prévue pour le logement des billes 30b. Le corps du verrou 21 renferme à sa partie supérieure un cylindre 25 rempli d'huile sous pression, communiquant avec la chambre 8 duméca- nisme d'horlogerie A, et dans laquelle coulisse un piston 23 prolongé par une tige 23b portant un renflement de section 23a. Le diamètre de ce renflement correspond au diamètre de la portion élargie que présente la partie cylindrique creuse 22. Au cours de la descente, la pression du puits s'exerce sur le piston 23 mettant l'huile sous pression. L'extrémité de la tige 23b du piston est susceptible de coulisser dans un alésage axial 26a de l'écrou 26 sous l'effet de l'action d'un ressort de rappel 24 prenant appui, d'une part, sur l'écrou 26 et d'autre part, exerçant sa poussée sur un épaulement 23c de la tige 23b. Ainsi, on assure la liberté de mouvement du piston 23 pour compenser les effets de dilatation de l'huile dans la chambre 25. Entre l'enveloppe 20 et la partie cyli:7dricue creuse du 'erru 2ú2 est ménagé un espace annulaire dans i-quel s'insèr ue une c-em2se mobile- 3 portant une encoche circulaire 30a formant une autre partie du logement des billes 30b, lorsque les encoches 22a sont en regard et au même niveau que les encoches 30a. L'extrémité inférieure de la chemise 30 est rendue solidaire au moyen d'une goupille de liaison 31 d'une tige centrale 32 servant d'axe porte- clapet et traversant le corps principal de la séringue. Le corps principal de la séringue C est fixé au corps de verrou hydrau- lique B au moyen d'un raccord 34 muni d'une lumière 35 pour l'égali- sation des pressions. Ce corps principal est constitué d'un cylindre creux 33 dont la longueur et la capacité peuvent être variables en fonction du volume de matières a injecter, par exemple de 2 à 4 litres. A l'extrémité de la chemise 33 est raccordé par vissage le corps 45 du mécanisme d'ouverture D muni d'orifices 37 d'évacuation des matières. A l'autre extrémité du corps 45 est fixé par vissage un raccord d'extré- mité et de guidage E comportant une douille 50 en forme d'ogive faci- litant le glissement lors de la descente et muni d'un alésage central 51 pour le passage de la tige centrale 32. Pour retenir la tige centrale lors du montage et de l'assemblage, on prévoit un écrou 52 qui est re- tiré par la suite. La partie inférieure de la tige 32 porte au voisinage des orifices 37 un clapet 36 servant à obturer la section de remplissage du corps de séringue. La tige 32 est sollicitée vers le bas par un ressort de rappel 38 enfilé sur la partie 32a de la tige, prenant appui sur une rondelle 41 trouvant sa retenue sur un épaulement 42 du corps 45 et exercant sa poussée vers le bas sur une rondelle 39 fixée à la tige 32 au moyen d'un double écrou 40, au moyen duquel la tension du ressort 38 peut être réglée. Le raccord d'extrémité 50 sert de siège d'un ressort 53 ser- vant d'amortisseur, lorsque la descente de la tige est déclenchée de manière trop brusque. Le fonctionnement de la séringue est le suivant. On remplit le corps de séringue, on raccorde ce dernier à l'installa- tion et on remonte la tige centrale, de façon à ce que le clapet 36 soit placé au dessus des orifices 37. On remplit d'huile la chambre 8 et le cylindre 25 et on règle le méca- nisme d'horlogerie à la valeur de temps voulue. La chemise 22 est dans sa position basse et la chemise 30 dans sa position haute, les billes 30b occupant un logement formé par des encoches 22a et 30a se trouvant en regard les unes des autres et étant bloquées par la présence du renflement de section 23a du piston 23 à la hauteur de ce logement. Lorsque le percuteur 6 perfore la pastille 7, l'huile s'écoule du cy- lindre 25 et le piston 23 remonte sous l'effet de la pression du puits, débloquant le logement des billes 30b qui s'écartent vers l'intérieur en laissant la chemise 30 retomber. La tige 32 solidaire de la chemise 30 et sollicitée par le ressort 38 se déplace vers le bas en dégageant les ouvertures 37 par l'intermédiaire du clapet 36, de sorte que le produit à déposer dans le puits s'écoule par ces ouvertures. Le dispositif selon l'invention permet de varier le volume de la charge de produit à déposer dans le puits. En effet, en cas de nécessité, on peut utiliser, soit un corps principal de séringue de volume adapté aux besoins, soit raccorder au corps principal, de capacité par exemple de 3 litres, une ou plusieurs rallonges représentant des corps secon- daires de séringue, par exemple de capacités plus faibles, telles que de l'ordre de 2 litres. 2591274, REVENDICATIONS. 1. Séringue hydrostatique pour le dépôt dans les puits de produits liquides ou solides de traitement, comportant un conteneur descendu dans le puits au moyen d'un câble et muni d'un dispositif de commande d'évacuation de produits, caractérisée en ce qu'elle comporte un méca- nisme d'horlogerie (A) assurant la rotation d'une tige (4) dont l'extrémité libère, après un temps voulu, une masselotte (3) qui actionne un percuteur (6), un verrou hydraulique (B) comprenant un cylindre (25) disposé dans un corps de verrou (21) pour huile mise en pression par le puits au cours de la descente, dans lequel cylindre coulisse un piston (23), le corps du verrou (21) se terminant par une partie cy- lindrique creuse (22) formant une chemise fixe, une chemise mobile en coulissement (30), entourant ladite partie cylindrique creuse (22-) et des moyens de blocage en position haute de ladite chemise, au moins un corps de séringue (C), comportant une capacité de remplissage (33) de produits à déposer, muni à sa partie inférieure d'orifices d'éva- cuation (37) et un raccord d'extrémité et de guidage (E), vissé à l'extrémité inférieure du corps de séringue, ainsi qu'une tige cen- trale (32), portant un clapet (36) coopérant avec les orifices d'évacuation (37) pour retenir le volume de produits ou permettre son dépôt au moment souhaité. 2. Séringue selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au corps de séringue (C) est vissé le corps creux d'un mécanisme d'ouverture (D), muni d'orifices d'évacuation (37), et un ressort (38), prenant appui sur un épaulement (42) du corps (45) et exerçant sa poussée sur la tige centrale (32), portant le clapet, sollicite en rappel ladite tige centrale. 3. Séringue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extré- mité de la partie cylindrique creuse (22) du corps de verrou (21) est solidaire d'un écrou d'extrémité (26), dans l'alésage central (26a) duquel coulisse l'extrémité de la tige (23b) du piston (23), un ressort (24) prenant appui sur l'écrou (26) et exerçant sa poussée sur un épaulement (23c) de la tige (23), servant de ressort de compensation de dilatation due à l'échauffement. 4. Séringue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de blocage en position de la chemise mobile (30) comprennent des en- coches (22a,30a)dont sont munies la chemise fixe (22) et la chemise mobile (30) et qui forment, en coopération avec un renflement de 2 5 9 1 2 7 4 section (23a) que présente le piston (23), un logement pour des billes (30b) bloquant en position haute la chemise mobile (30). E. Szringue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extréo mite inférieure de la tige centrale (32) portant le clapet coulisse dans le raccnrd d'extrf6mi'é (50)