Brevet FR2594482A1 — publié le 19870821

METHODE ET DISPOSITIF PERMETTANT D'EFFECTUER DES MESURES OU INTERVENTIONS DANS UN PUITS IMMERGE SANS UTILISATION D'UN TUBE PROLONGATEUR. La présente invention concerne une méthode et un dispositif permettant d'effectuer des mesures ou interventions dans un puits immergé à L'aide d'outils ou instruments spécialisés sans utilisation d'un tube prolongateur (riser) ou colonne montante entre le puits et la surface de l'eau. Les mesures effectuées dans le puits sont, par exemple, des diagraphies au moyen de sondes électriques, électromagnétiques, acoustiques, à rayons gamma, à neutrons, etc... Elles peuvent aussi comporter l'enregistrement de la pression et de la température dans le puits. Les interventions dans le puits peuvent, par exemple, être des prélèvements d'échantillons de terrain dans les parois du puits (carottage), ou tout autre opération effectuée dans le puits. Un cas particulier d'application de l'invention, exposé ci-après, est celui des forages de reconnaissance en mer, sans que cette application puisse etre considérée comme limitative. Certains puits de reconnaissance de l'écorce terrestre sont forés en mer à partir d'un navire à positionnement dynamique ne disposant pas de tube prolongateur (ou riser), pour des raisons de rapidité de mise en oeuvre, de réduction des coûts de forage, de profondeur d'eau, sachant que l'utilisation du riser présente des limitations techniques dues à son poids. Le forage de reconnaissance peut alors être effectué sans "riser". Dans ce type de forage, il n'y a pas de retour de boue de forage vers le navire, les mesures, notamment pour obtenir des informations géologiques, sont uniquement obtenues par le carottage du puits et les diagraphies. Mais l'absence de tube prolongateur rend difficiles les opérations classiques de diagraphies au câble, puisqu'il n'existe aucune liaison tubulaire de diamètre suffisant entre le puits foré et le navire pour guider la sonde. La méthode actuellement utilisée est une diagraphie faite avec des sondes de petit diamètre descendues au travers du train de tiges de forage qui est utilisé comme guide. Cela représente les inconvénients suivants - limitation due au petit nombre de sondes de petit diamètre que l'on peut descendre dans une tige de forage, - mauvaise qualité des réponses de sondes du petit diamètre. Le guide constitué par le train de tiges de forage qui est compris entre le navire et la zone de sub-surface a obligatoirement un diamètre interne de 3 pouces environ, le diamètre extérieur des trains de tiges couramment utilisés en forage étant de 41 ou 5 pouces. 2 Les sondes de diagraphie standard sont de diamètre compris entre 338 et 41 pouces. 8 2 Si l'on désire faire des diagraphies de qualité dans les puits non équipés de "riser", il est nécessaire de concevoir un équipement qui peut être descendu dans le puits sans devoir être introduit dans le train de tiges. Ce problème est résolu, selon l'invention, en utilisant une méthode permettant d'effectuer des mesures ou interventions dans un puits immergé, dans laquelle on descend dans le puits à partir d'une installation aquatique, un instrument ou outil suspendu du type classique à un câble et sans modification notable de celui-ci. Cette méthode est caractérisée en ce qu'on effectue les étapes successives suivantes a) on constitue un ensemble de mesure ou d'intervention en disposant l'instrument ou outil dans une première position à l'intérieur d'un élément protecteur tubulaire auquel on le fixe par l'intermédiaire d'un support-mobile pouvant être désolidarisé dudit élément protecteur par télécommande électrique, ledit support-mobile comportant à sa partie supérieure un premier élément de connexion électrique, b) on descend ledit ensemble de mesure ou d'intervention depuis ladite installation aquatique jusqu'a une distance prédéterminée de la tete de puits en fixant bout à bout des éléments successifs d'un train de tiges tubulaires, c) on fait descendre à l'extérieur du train de tiges un chariot mobile suspendu à un câble muni de conducteurs, ledit chariot comportant un élément de repérage, d) on détermine alors les positions relatives de l'extrémité inférieure dudit élément protecteur et de la tête de puits et l'on manoeuvre en conséquence ledit train de tiges jusqu'à faire pénétrer dans le puits ladite extrémité inférieure de l'élément tubulaire protecteur, e) ledit train de tiges étant engagé dans le puits, on fait descendre à l'intérieur du train de tiges un second élément de connexion électrique lesté suspendu à un autre câble muni de conducteurs, on connecte entre eux les deux éléments de connexion électrique, on manoeuvre au câble l'instrument ou l'outil après l'avoir désolidarisé dudit élément protecteur et on effectue lesdites mesures ou interventions. L'invention fournit en outre un dispositif pour la mise en oeuvre d'une méthode telle que définie ci-dessus, celui-ci comporte en combinaison un instrument de mesure ou outil c'intervention, un élément protecteur tumulaire a l'intérieur auquel ledit instrument ou outil se fixe par l'intermédiaire 9'un support mobile pouvant etre désolidarisé dudit élément protecteur par télécommande électrique, ledit support mobile comportant à sa partie suDérieure un premier élément de connexion électrique, un câble de télécommande comportant à sa partie inférieure un second élément de connexion électrique lesté se raccordant audit premier élément de connexion, un chariot mobile comprenant un organe de repérage ae la tête de puits et un câble de télémesure reliant ledit chariot à une installation aquatique. Ce dispositif comporte avantageusement un train de tiges tubulaires comportant un raccord à entrée latérale pour le passage dudit-câble de télécommande, ce train de tiges se raccordant audit élément tubulaire protecteur L'invention est illustrée par les figures ci-annexées, parmi lesquelles - les figures 1 à 3 montrent schématiquement les étapes successives d'introduction de la sonde de mesure ou de l'outil d'intervention dans un puits sub-aquatique, - les figures 4 et 5 représentent la sonde ou l'outil après son introduction dans le puits, - la figure 6 est une vue de détail montant les moyens d'accrochage de la sonde ou de l'outil à l'intérieur de son carter de protection, et - la figure 7 illustre une variante de réalisation de la présente invention comportant un raccord à entrée latérale. Sur les figures, la référence 1 désigne le fond de l'eau et la référence 2 un puits sous-marin dont l'orifice supérieur comporte un entonnoir de guidage 3 facilitant la réentrée du train de tiges, ce puits n'étant pas équipé d'un tube prolongateur ("riser"). Cet entonnoir peut être plus ou moins grand (voir l'entonnoir 33 représenté à la figure 2) Le niveau de l'eau est figuré en 4 et la référence 5 désigne une installation aquatique telle qu'un support flottant ou navire à partir duquel est effectué le forage de reconnaissance. Ce navire est équipé d'une tour de forage 6. L'équipement représenté comporte notamment une sonde de diagraphie, ou outil d'intervention 7, qui est reliée à un support mobile 8 à sa partie supérieure. La sonde, ou l'outil, est placée à l'intérieur d'un élément tubulaire ou carter de protection 9 raccordé à l'extrémité inférieure d'un train de tiges constitué d'éléments tubulaires successifs raccordés bout à bout 10a, lOb.. iOn. Un premier élément de connexion électrique, tel que la fiche mâle 11, est connecté électriquement å la sonde 7 et au support mobile 8 de cette sonde. Le support de sonde mobile 8 relie vers le bas la sonde de diagraphie 7, vers le haut le connecteur électrique mâle 11. Ce support mobile 8 comporte un système d'ancrage télécommandé depuis -la surface réalisant l'ancrage-entre le support mobile-8 et la partie fixée à l'extrémité inférieure 10a du train de tiges. L'ensemble 7, 8, 9, 11, constitue un ensemble de mesure ou d'intervention. La référence 30, figure 2, désigne un chariot mobile pouvant se déplacer à l'extrémité du train de tiges. Dans le cas représenté dans les figures ci-annexées le chariot mobile 30 est guidé autour du train de tiges par des roulettes 31. Le chariot 30 comporte un organe de repérage tel qu'une sonde sonar 12 (émetteur-récepteur d'ultra-sons). Le capteur-émetteur ou récepteur d'ultra-sons permettra de localiser la position de l'entonnoir" 3 ou embase de la tête de puits lors de la recentrée du train de tiges dans le puits 2. On pourra, par exemple, utiliser à cet effet le sonar de réentrée commercialisée par la firme Thomson. Le chariot 30 est relié à un câble 20 comportant un conducteur électrique de télémesure. Sur le navire 5, le câble 20 passe sur une poulie 22 de renvoi et est enroulé sur un treuil 21. Au niveau du treuil 21 L'extrémité supérieure du câble 20 est reliée électriquement de manière connue (par exemple par l'intermédiaire d'anneaux conducteurs portés par l'arbre du treuil et sur lesquels frottent des balais collecteurs de courant) à un ensemble de télémesure 23. La référence 24 sur la figure 1 désigne un organe de connexion de l'une des extrémités du câble 20 et du chariot 30. Cet organe connecteur 24 qui coopère avec un autre organe fixé au chariot réalise å la fois une connexion électrique et une liaison-mécanique-entre le chariot 30 et le câble 20. Une barre de charge 13 (figure 3) équipée d'un second élément de connexion électrique (prise femelle) et- d'un système d'ancrage télécommandé est fixée à l'extrémité inférieure d'un autre câble 14 muni de conducteurs électriques de télécommande et télémesure. Sur le navire 5, le câble 14 est enroulé sur un treuil 14a et passe sur des poulies 14b. Au niveau du treuil 14a, ltextrémite supérieure du câble 14 est relié électriquement de manière connue à un ensemble de télécommande et de télémesure 18. Le protecteur de sonde 9 qui est constitué de tubes (casing) est fixé à l'extrémité inférieure du train de tiges afin de protéger la sonde ou outil 7, lors de la réentrée de l'ensemble sonde, protecteur, tiges dans le puits sous-marin 2. Selon une variante de la présente invention l'équipement peut comporter également un raccord d'entrée latérale ou Side Entry Sub 15 (figure 7) pouvant être interposé dans le train de tiges, de préférence à un niveau de celui-ci tel que ce raccord reste au-dessus de l'orifice du puits 2 dans la position la plus basse de la sonde ou outil 7 en opération.Un tel raccord à entrée latérale peut être de tout type connu permettant à un câble de passer de l'extérieur à l'intérieur d'un train de tiges en coulissant éventuellement à travers un organe d'étanchéité. On pourra, par exemple, utiliser un raccord à entrée latérale du type commercialisé par le fabricant américain Hydrolex. La figure 6 est une vue de détail montrant, en place à l'intérieur du carter protecteur 9, la sonde, ou outil, 7 qui est surmontée du support-mobile 8. Au sommet de ce support-mobile, est placé le connecteur mâle 11 relié électriquement à la sonde, ou outil, 7 par le conducteur 7a. Le support-mobile 8 comporte un système de solidarisation ou ancrage a l'intérieur du carter protecteur 9 qui comprend deux doigts d'ancrage rétractables 8a s'engageant dans des logements correspondants 9a de la paroi interne du carter 9. Le support-mobile 8 comporte un moteur électrique commandant les déplacements des doigts d'ancrage 8a, ce moteur pouvant être actionné par télécommande de la surface par l'intermédiaire du câble 14 dans la position de raccordement des connecteurs électriques il et 13 illustrée par la figure 6. Ces connecteurs électriques mâle et femelle et leur système de raccordement mécanique peuvent, par exemple, être du type décrit dans la première addition EN. 82/03.317 déposée le 25 février 1982 au brevet français EN. 81/05.271. Les étapes successives de La procédure de mise en oeuvre de l'invention sont illustrées par les figures annexées. On monte tout d'abord la sonde ou outil 7 verticalement sur le navire et on la fixe au support mobile 8 (fiv 1). On place ensuite l'ensemble dans le carter protecteur 9 et on ancre le support 8 dans le carter 9. On descend progressivement l'ensemble jusqu'a environ 50 mètres du fond, par exemple, en ajoutant progressivement des tiges de forage 10a, 10b...10n au-dessus du carter 9 (figure 2). Le chariot 30 est mis en place autour du train de tiges 10 et est connecté au câble 20 grâce au connecteur 24. Le treuil 21 est actionné afin d'abaisser le chariot 30 jusqu'à l'extrémité inférieure du train de tiges (figure 2). On ne sortira pas du cadre de la présente invention si l'on arrête le chariot mobile avant l'extrémité de l'élément tubulaire protecteur 9 ceci est le cas représenté dans les différentes figures annexées. Le chariot 30 pourra comporter avantageusement une caméra 32. Le sonar 12 ainsi que la caméra 32 sont actionnés. On réalise alors une descente lente du train par adjonction de nouvelles tiges et un déplacement du navire 5 en fonction des informations recueillies en 23, afin de positionner la partie inférieure du carter protecteur 9 au-dessus de l'entonnoir, 3 ou 33 suivant le cas, de la tête de puits. L'entrée du puits 2 peut comporter des organes facilitant le repérage, telles des balises 16 et 17 réfléchissant les signaux émis par le sonar. Une fois l'ensemble sonde ou outil-carter protecteur introduit dans l'entonnoir 3 (figure 3), on effectue une descente supplémentaire du train de tiges 10 dans le puits. L'équipement comportant le chariot 30, le sonar 12 et la caméra 32 est posé sur le cône d'entrée 3 (figure 3) ou bien remonté à la surface. On introduit le second connecteur électrique lesté ou barre de charge 13 dans les tiges 10. On fait descendre la barre de charge 13 par gravité et éventuellement par pompage de fluide hydraulique. On réalise la connexion électrique et mécanique de la barre de charge 13 avec le support mobile 8. On effectue alors par télécommande depuis la surface (par l'intermédiaire du câble 14) le désancrage du support mobile 8 et la descente de la sonde pour effectuer la diagraphie ou l'intervention dans le puits 2. Celle-ci peut s'effectuer en descendant la sonde ou l'outil 7 suspendu au câble 14 par gravité dans le découvert, le déplacement du train de tiges étant indépendant de celui de la sonde (Figure 5). Une fois la diagraphie ou l'intervention dans le puits terminée, on remonte en position d'ancrage, le support mobiLe 8 de la sonde ou outil dans L'élément tubulaire de protection 9 et on ancre la sonde dans ce dernier grâce aux doigts rétractables 8a. On désancre et remonte ensuite le connecteur 13 ou barre de charge et on remonte et dévisse successivement sur le navire les différents éléments du train de tiges. Simultanément à la remontée du train de tiges on peut réaliser celle du câble 20 de retenue de l'équipement sonar-télévision si elle n'a pas été faite auparavant. Cela peut supprimer les risques d'endommagement de ce câble qui peuvent se produire à grande profondeur d'eau lorsque l'on souhaite retirer le chariot sans releverle train de tiges et que le câble est enroulé autour du train de tiges lors ou après la descente du chariot. On ne sortira pas du cadre de la présente invention en poursuivant la descente du train de tige dans le puits après son introduction et avant la descente du second connecteur 13. La descente du train de tiges pourra se poursuivre jusqu'à ce que la sonde ou l'outil 7 atteigne la zone d'intervention. Une fois cette zone atteinte on pourra descendre le second connecteur 13 et poursuivre l'intervention de la manière indiquée précédemment. Bien entendu si la zone d'intervention est de faible longueur il sera inutile d'actionner les doigts rétractables 8a. Selon une variante la présente invention est applicable notamment au cas ou la sonde ou outil 7 est solidaire du train de tiges et protégée par un élément tubulaire de protection 9 qui n'affecte pas l'intervention à effectuer. Selon cette variante une fois l'ensemble sonde-carter descendu aux tiges et rentré dans le cône, un raccord d'entrée latérale 15 est vissé en surface. La barre de charge-connecteur électrique 13, qui est reliée au câble de diagraphie, est descendue à l'intérieur du train de tiges pour réaliser la liaison électrique au niveau du support de sonde. La sonde est descendue dans le découvert par ajout de tiges au-dessus du raccord à fenêtre latérale. Dans -cette procédure, il est toujours possible de circuler afin de faciliter la progression du train de tiges dans le découvert. Les carters des sondes doivent être suffisamment résistants pour ne pas etre détériorés lors du passage du cône de rentrée. Cette méthode peut être utilisée pour effectuer des interventions dans des puits d'accès difficiles tels les puits déviés ou horizontaux. REVENDICATIONS 1. - Méthode permettant d'effectuer des mesures ou interventions dans un puits immergé, dans laquelle on descend dans le puits à partir d'une installation aquatique, un instrument ou outil suspendu à un câble, caractérisée en ce qu'on effectue les étapes successives suivantes -a) on constitue un ensemble -de. mesure ou dtintervention en disposant l'instrument ou outil (7) dans une première pos-ition à l'intérieur d'un élément protecteur tubulaire (9) auquel on le fixe par. l'intermédiaire d'un support-mobile (8) pouvant être désolidarisé dudit élément protecteur (9) par télécommande, ledit support-mobile (8) comportant à sa partie supérieure un premier élément de connexion électrique (11), b) on descend ledit ensemble de mesure ou d'intervention depuis ladite installation aquatique (5) jusqu a une distance prédéterminée de la tête de puits (3) en fixant bout a bout des éléments successifs (10a, 10b...) a'un train de tiges tubulaires, c) on fait descendre à l'extérieur du train de tiges un chariot mobile suspendu à un câble (20) muni de conducteurs, ledit chariot comportant un élément de repérage (12;; 32), d) on détermine alors les positions relatives de l'extremite inférieure dudit élément protecteur (9) et de la tête de puits (3) et l'on manoeuvre en conséquence ledit train de tiges (10a, 10b...) jusqu'à faire pénétrer dans le puits (2) ladite extrémité inférieure de l'élément tubulaire protecteur (9), e) ledit train de tiges (10a, 10b...) étant engagé dans le puits (2), on fait descendre à l'intérieur du train de tiges un second élément de connexion électrique lesté (13) suspendu à un autre câble (14) muni de conducteurs, on connecte entre eux les deux éléments de connexion électrique (11, 13), on manoeuvre au câble (14) l'instrument ou outil (7) après l'avoir désolidarisé dudit élément protecteur et on effectue lesdites mesures ou interventions. 2. - Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison un instrument de mesure ou outil d'intervention (7), un élément protecteur tubulaire (9) à l'intérieur duquel ledit instrument ou outil (7) se fixe par l'intermèdiaire d'un support mobile (8) pouvant être désolidarisé dudit élément protecteur (9) par télécommande électrique, ledit support mobile (8) comportant à sa partie supérieure un premier élément de connexion électrique (11), un câble (14) de télécommande comportant à sa partie inférieure un second élément de connexion électrique lesté (13) se raccordant audit premier élément de connexion, et en ce qu'il comporte un chariot mobile (30) comprenantun organe (12) de repérage de la tête de puits (3), et un câble (20) de télémesure relié audit chariot. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un train de tiges tubulaires Cela, lOb...) comportant un raccord à entrée latérale (15) pour le passage dudit câble de télécommande (14), ce train de tiges se raccordant audit élément tubulaire protecteur (9).