Brevet FR2591656A1 — publié le 19870619

METHODE ET DISPOSITIF PERMETTANT D'EFFECTUER DES MESURES OU INTERVENTIONS DANS UN PUITS SUBAQUATIQUE 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 subaquatique à t'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 être 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 t'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 ooligatoirement un diamètre interne de 3 pouces environ, le diamètre extérieur des trains de tiges couramment utilisés en forage étant de 4 ou 5 pouces. 2 Les sondes de diagraphie standard sont de diamètre compris entre 33 et 2 Pouces. 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 subaquatique, dans laquelle on descend dans le puits à partir d'une installation aquatique, un instrument ou outil suspendu à un câble. 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 I 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 4 télécommande électrique, ledit support-mobile comportant à sa partie supérieure un premier élément de connexion électrique, ledit instrument ou outil comportant à sa partie inférieure un organe de repérage de la tête de puits, 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'intérieur du train de tiges du second élément de connexion électrique lesté suspendu à un câble muni de conducteurs et l'on connecte entre eux les deux éléments de connexion électrique, d) par télécommande électrique au moyen dudit câble on désolidarise ledit support mobile dudit élément tubulaire protecteur, de façon à placer ledit instrument ou outil dans une seconde position II où ledit organe de repérage sort de l'extrémité inférieure de l'élément tubulaire protecteur, e) on détermine alors les positions relatives de ladite extrémité inférieure 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, f) ledit train de tiges étant engagé dans le puits, on manoeuvre au câble l'instrument ou outil et on effectue lesdites mesures ou interventions. Selon un mode préféré de réalisation, on replace l'instrument ou outil, dans sa première position I par traction sur le câble avant de faire pénétrer ledit train de tiges dans le puits, puis on désolidarise par télécommande ledit support mobile dudit élément tubulaire protecteur dans l'étape f) avant d'effectuer lesdites mesures ou interventions. L'invention fournit en outre un dispositif pour la mise en oeuvre d'une méthode telle que définie ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison un instrument de mesure ou outil d'intervention, un élément protecteur tubulaire à l'intérieur duquel ledit instrument ou outil se 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, ledit instrument ou outil comportant à sa partie inférieure un organe de repérage de la tête de puits et un câble de télécommande comportant à sa partie inférieure un second élément de connexion électrique lesté se raccordant audit premier élément de connexion. 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 4A et 4B représentent la sonde ou l'outil en place dans le puits, et - la figure 5 est une vue de détail montant les moyens d'accrochage de la sonde ou de l'outil à I'intérieur de son carter de protection. 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 simple entonnoir de guidage 3 facilitant la entrée du train de tiges, ce puits n'étant pas équipe d'un tube prolongateur ("riser"). 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.. 10n. Un premier élément de connexion électrique, tel que la fiche mâle 11, est connecté électriquement à la sonde 7 et au support mobile 8 de cette sonde. La sonde, ou l'outil, 7 est munie à son extrémité d'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 tete de puits lors de la réentrée 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 support de sonde mobile 8 relie vers le bas la sonde de diagraphie 7, vers le haut le connecteur électrique malte 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, 12 constitue un ensemble de mesure ou d'intervention. Une barre de charge 13 équipée d'un second élément de connexion électrique (prise femelle) et d'un système d'ancrage télécommandé est fixé à l'extrémité inférieure d'un 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, l'extrémité supérieure du câble 14 est relié 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 télécommande et de télémesure 18. Un ancrage est initialement réalisé entre la barre de charge 13 et le support de sonde mobile 8. 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, protecteurs, tiges dans le puits sous-marin 2. L'équipement comporte également un raccord d'entrée latérale ou Side Entry Sub 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 à travers un organe d'étanchéité. On pourra, par exemple, utiliser un raccord à entrée latérale du type commercialisé par le fabricant américain Hydrolex. Ce raccord comportera avantageusement un système de poulies 15a qui permettra au câble 14 de circuler librement de l'extérieur vers l'intérieur des tiges durant la diagraphie sans risquer d'être endommagé par des frottements. La figure 5 est une vue de détail montrant, en place à t'intérieur du carter protecteur 9, la sonde ou outil 7 à l'extrémité inférieure de laquelle est placé l'emetteur-recepteur d'ondes ultra-sonores 12 et qui est surmonté du support-mobile 8. Au sommet de ce support-mobile, est placé le connecteur mâle 10 relié électriquement à la sonde, ou outil, 7 par le conducteur 7a et à l'emetteur-recepteur sonar 12 par le conducteur 12a. Le support-mobile 8 comporte un système de solidarisation ou ancrage à 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 etre actionné par télécommande de La surface par l'intermédiaire du câble 14~dans la position de raccordement des connecteurs électriques 11 et 13 illustrée par la figure 5. Ces connecteurs électriques mâle et femelle et leur systeme de raccordement mécanique peuvent, par exemple, etre 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 (Fig. 1). On place ensuite l'ensemble dans le carter protecteur 9 et on ancre le support 8 dans le carter 9 (position d'ancrage ou Position I illustrée par les figures 1 et 5). On descend progressivement l'ensemble jusqu'à 50 mètres du fond, par exemple, en ajoutant progressivement des tiges de forage 10a, 10b...10n au-dessus du carter 9. On introduit le second connecteur électrique lesté ou barre de charge 13 dans les tiges, puis on visse au sommet du train de tiges le raccord à entrée latérale (Side Entry Sub) 15 par lequel le câble 14 passe de l'intérieur à l'extérieur des tiges. On fait descendre- la barre de charge par gravité et éventuellement par pompage de fluide hydraulique si l'on a préalablement vissé le raccord à entrée latérale. 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 en position II afin d'avoir le radar d'approche 12 sorti du protecteur 9 (Fig. 3). On réalise alors une descente lente du train par adjonction de nouvelles tiges 10p et un déplacement du navire 5 en fonction des informations recueillies en 18, afin de positionner la partie inférieure du carter protecteur 9 au-dessus de l'entonnoir 3 de la tête de puits Simultanément le train de tiges est descendu et on remonte la sonde ou outil 7 dans son carter protecteur 9 avant de l'ancrer en position I (Fig. 5). Une fois l'ensemble sonde ou outil 7 - carter protecteur 9 introduit dans l'entonnoir 3 (Fig. 4) on effectue une descente lente du train de tiges dans le puits 2. Pour effectuer la diagraphie ou l'intervention dans le puits 2, il suffit de désancrer le support mobile de sa position I et de descendre 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 (Figs 4A et 4B). Une fois la diagraphie ou l'intervention dans le puits terminée, on remonte en position I ou d'ancrage, le support mobile 8 de la sonde ou outil. 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 et le raccord à entrée latérale ou Side Entry Sub 15. REVENDICATIONS 1. - Méthode permettant d'effectuer des mesures ou interventions dans un puits subaquatique, 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 d'intervention en disposant l'instrument ou outil (7) dans une première position (I) 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 électrique, ledit support-mobile (8) comportant à sa partie supérieure un premier élément de connexion électrique (11), ledit instrument ou outil (7) comportant à sa partie inférieure un organe (12) de repérage de la tête de puits (3), b) on descend ledit ensemble de mesure ou d'intervention depuis ladite installation aquatique (5) jusqu'à une distance prédéterminée de la tete de puits (3) en fixant bout à bout des éléments successifs (10a, 10b...) d'un train de tiges tubulaires, c) on fait descendre à l'intérieur du train de tiges du second élément de connexion électrique lesté (13) suspendu à un câble (14) muni de conducteurs et l'on connecte entre eux les deux éléments de connexion électrique (11, 13), d) par télécommande électrique au moyen dudit câble (14) on désolidarise ledit support mobile (8) dudit élément tubulaire protecteur (9), de façon à placer ledit instrument ou outil (7) dans une seconde position (II) où ledit organe de repérage (12) sort de l'extrémité inférieure de l'élément tubulaire protecteur (9), e) on détermine alors les positions relatives de ladite extrémité inférieure 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), f) ledit train de tiges (10a, 10b...) étant engagé dans le puits (2), on manoeuvre au câble (14) l'instrument ou outil (7) et on effectue lesdites mesures ou interventions. 2. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on replace l'instrument ou outil (7), dans sa première position (I) par traction sur le câble (14) avant de faire pénétrer Ledit train de tiges (10a, 10b...) dans le puits (2), puis on désolidarise par tèlécommande ledit support mobile (8) dudit élément tubulaire protecteur (9) dans l'étape f) avant d'effectuer lesdites mesures ou interventions. 3. - 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'intermédiaire 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), ledit instrument ou outil (7) comportant à sa partie inférieure un organe (12) de repérage de la tête de puits (3) et 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. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un train de tiges tubulaires (10a, 10b...) 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).