Brevet FR2614933A1 — publié le 19881110

La présente invention concerne un équipement pour train de tiges, teL qu'un train de tiges de forage, comprenant un raccord à fenêtre latérale pour Le passage d'un câble de L'intérieur vers l'extérieur des tiges, avec étanchéité hydraulique autour du câble. Les raccords à fenêtre latéraLe (souvent désignés par "Side entry subs" dans l'industrie pétroLière) sont bien connus des spécialistes des forages pétroliers. Un tel dispositif est, par exemple, décrit dans le brevet britannique 2.135.719. Un raccord à fenêtre latérale est, par exempLe, utilisé dans la technique décrite dans les brevets français 2.501.777 et ses deux premières additions FR-A-2.522.059 et FR-A-2.564.893. Suivant cette technique, permettant d'effectuer des diagraphies ou interventions dans des puits horizontaux ou fortement inclinés, une sonde de diagraphie (ou un outil d'intervention) est initialement fixée à la partie inférieure d'un train de tiges'qui est descendu dans le puits au fur et à mesure de sa constitution. On fait ensuite descendre à l'intérieur des tiges (par gravité et par pompage) un câble éLectrique muni d'un connecteur lesté (le connectez peut être surmonté d'une barre de charge) qui vient se raccorder à un connecteur compLémentaire fixé au sommet de la sonde (ou de l'outil). Dans la portion du train de tiges correspondant à la partie verticale ou faiblement incLinée du puits, un raccord à fenêtre latérale fait passer le câble de L'intérieur vers L'extérieur des tiges. L'enregistrement de la mesure (ou l'intervention dans le puits) est effectué en déplaçant l'ensemble du train de tiges depuis la surface. Les équipements actuels avec fenêtre latérale ne sont pas utilisables lorsque les dimensions du puits sont trop réduites. Ceci se produit notamment lorsqu'un puits de forage de faible diamètre a été cuvelé. En proposant un équipement compact qui résoud notamment .cette difficulté, la présente invention fournit un organe d'ancrage de sécurité pour un câble. Cet organe est particulièrement adapté à être disposé à L'intérieur d'un raccord à fenêtre Latérale. Cet organe d'ancrage de sécurité comporte un corps et un élément de serrage définissant un passage pour le câble, ce passage ayant une section variable sur au moins une partie de la longueur du passage, l'organe d'ancrage étant retenu à l'intérieur du support par des moyens d'immobilisation libérables, le corps coopérant avec l'élément de serrage pour réduire la section de passage du câble, en vue du serrage de ce câble.Cet organe d'ancrage comporte en outre au moins une butée, adaptée à modifier la section par déplacement de l'élément de serrage relativement au corps en prenant appui sur le support et sur une surface de l'élément, la surface ayant une forme adaptée à accroître la section du passage et à désancrer le câble lorsque les moyens d'immobilisation libèrent l'organe d'ancrage et Lorsque l'on produit une translation suffisante du corps relativement au support. Le corps pourra être adapté à déplacer L'élément de serrage au cours de la translation du corps. La libération des moyens d'immobilisation de L'organe d'ancrage et du câble pourra être réalisée par une commande à distance. La libération des moyens d'immobilisation pourra être obtenue sous l'action d'une traction exercée par le câble depuis la surface. Les moyens d'immobilisation pourront comporter une goupille cisaillable au-delà d'un certain seuil de contrainte. a surface de l'élément d'ancrage pourra comporter au moins une partie inclinée d'un certain angle par rapport à L'axe orienté de translation de L'élément d'ancrage relativement au support, la partie inclinée étant orientée dans la direction s'écartant du passage et l'angle d'inclinaison, entre les axes orientés de ta translation et de la partie inclinée, sera un angle aigu. La surface de L'élément d'ancrage pourra être crénelée et comporter au moins une échancrure et la butée pourra être adaptée à pénétrer dans t'échancrure Lorsque L'on effectuera la translation. L'organe d'ancrage pourra être adapté à une introduction Latérale du câble dans le passage. L'organe d'ancrage pourra comporter des moyens réalisant une étanchéité autour du câble avec l'intérieur du support. L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaltront clairement à la lecture de la description qui suit dont un exemple de réalisation est illustré par les figures annexées parmi lesquelles - les figures 1A et 1B représentent des coupes sensiblement successives d'un raccord selon L'invention avec en détail Les moyens d'étanchéité et L'organe d'ancrage, - ta figure 2 est une section de détail de l'organe d'ancrage. - La figure 3 est une section d'un deuxième mode de réalisation, de L'organe d'ancrage. La référence 1 représente le raccord à fenêtre latérale vissé par ses extrémités supérieure la et inférieure lb respectivement à un élément supérieur 2 et un élément inférieur 3 du train de tiges. Ce raccord comporte une fenêtre latérale 5 permettant le passage d'un câble électrique 4 de l'extérieur vers L'intérieur des tiges en s'appuyant sur deux galets de guidage 6a et 6b. Ce câble est, par exemple, d'un type utilisé pour des diagraphies ou interventions réalisées selon la technique décrite dans le brevet FR-A-2.501.777 et ses additions précitées. L'extrémité supérieure la peut comporter un bouchon permettant l'obturation de l'élément supérieur 2. L'organe 8 assure l'étanchéité autour du câble 4 entre une zone 9 intérieure au raccord 1 et l'extérieur du raccord. La zone intérieure 9 débouche dans la partie inférieure du train de tiges, au travers de l'élément inférieur 3. Cette zone intérieure 9 est en communication avec une ouverture latérale 10 située dans le raccord et que l'on peut raccorder à une installation de pompage adaptée à produire notamment une circulation de fluide en vue des déplacements d'outils et d'instruments de mesure ou d'intervention reliés ou non au câble 4. Un de ces instruments peut être une barre de charge comportant un connecteur électrique adapté à coopérer avec un autre connecteur électrique complémentaire. L'organe 8 assure de plus l'ancrage du câble 4 audit raccord 1. Les moyens du raccord 1 spécifiquement destinés à l'étanchéité et portés par L'organe 8 comportent deux pièces complémentaires (8a, 8b) assemblées par des vis 7 et adaptées à être placées autour du câble (4) et à être étanches au passage de fluide de l'intérieur vers l'extérieur et réciproqdement. L'intérieur de ces deux pièces est alésé de manière à pouvoir y placer des bagues déformables 16 et une bague de compression 17 à dem;-Lune et à maintenir bloquées ces bagues suivant une direction. Toutes ces bagues, ou certaines d'entre elles seulement, sont fendues de manière à pouvoir être mises en place une fois que le câble traverse le raccord 1. Un écrou 18, comportant une ouverture latérale pour son introduction autour du câble 4 et sur L'organe 8, permet de mettre en compression des rondelles déformables 16 de manière à réaliser une étanchéité. L'ensemble propre à réaliser les moyens interne d'étanchéité et comportant les deux pièces complémentaires 8a, 8b, les rondelles déformables 16, La rondelle de compression 17 et, L'écrou 18 correspond au presse-étoupe généralement retenu pour cet usage. Les moyens d'étanchéité externes comportent les deux pièces complémentaires ou corps 8a, 8b coopérant avec un ou plusieurs joints d'étanchéité externes 14, tels un joint torique, et la paroi interne du raccord 1. L'organe d'ancrage spécifiquement destiné àl'immobilisation du câble 4 par rapport au raccord 1 et porté par l'organe 8 comporte Les deux pièces complémentaires ou corps 8a, 8b, et un élément de serrage 8c actionné par des vis de serrage 12. L'une 8b des pièces complémentaires ou corps 8a, 8b comporte un évidement évasé débouchant sur Le câble 4 et dans lequel se positionne L'élément de serrage 8c qui, sous l'action des vis à tétons 12, empêche le câble 4 de se déplacer. Ces vis 12 comportent des moyens d'étanchéité interdisant tout passage de fluide entre leur corps et Les trous dans lesquelles elles sont logées. Les tétons de ces vis 12 agissent sur l'élément de serrage 8c par l'intermédiaire de surfaces de dégagement 13. L'organe 8 d'étanchéité et d'ancrage comporte en outre un ergot 19 coopérant avec une rainure 20 située dans le raccord 1, tous deux adaptés à permettre un déplacement relatif lors du désancrage du câble. L'organe 8 est immobilisé relativement au raccord 1 par une goupille cisaillable 11 qui permet par son cisaillement de libérer l'organe 8 en translation lorsqu'une traction est exercée sur le câble 4. La mise en oeuvre de l'équipement s'effectue comme suit, alors que Le raccord d'entrée Latérale est accessible, par exemple lorsqu'il est proche de la surface. Après avoir ôté l'organe 8 et le galet de guidage, - on introduit par la fenêtre 5 une extrémité du câble, - on place ensuite l'organe 8 autour du câble 4, puis - on positionne l'organe 8 dans le raccord 1 avant de mettre dans la rainure 20 l'ergot 19 qu'il comporte et avant d'immobiliser l'organe 8 par la goupille cisaillable 11. - on s'assure que l'étanchéité 12a des vis à tétons 12 est active. - on relie La zone intérieure 9 du raccord à l'installation de pompage grâce à l'ouverture latérale 10 et l'on effectue la circulation de fluide. Lorsque l'on désire ancrer le câble 4 au raccord on serre les vis 12 de manière que l'élément de serrage 8c et les deux pièces complémentaires 8a, 8b coopérant avec cet élément, solidarise le câble 4. Les vis de serrage jouent Le rôle de butées ajustables, mais on pourrait aussi utiliser des butées fixes. Ainsi, lorsque Les surfaces de dégagement sont inclinées, on peut réaliser le serrage du câble par coincement de L'organe d'ancrage, ou plus précisément de l'élément de serrage, à l'intérieur du raccord, par pression axiale sur ledit organe, ou par autocoincement du câble, une fois que le coincement est entamé. Pour retirer le câble 4 du train de tiges 3 il suffit d'effectuer Les opérations précédentes dans le sens inverse. Cependant, si pour une autre raison on ne pouvait, ou si L'on ne voulait pas retirer le câble par cette procédure, comme ce peut être le cas lors d'un blocage de ta colonne dans le puits, il est possible d'exercer une traction suffisante sur Le câble de manière à cisailler- La goupille 11 et ainsi déplacer L'organe 8 relativement au raccord 1 sur une distance suffisante pour que Les tétons des vis 12 n'agissent plus sur les surfaces de dégagement 13. Lorsque les vis 12 libèrent L'élément de serrage 8c, le câble défile librement à L'intérieur de L'organe 8 et du raccord 1, jusqu'à ce qu'on puisse complètement retirer le câble et ainsi pouvoir réaliser des opérations, telles Le déblocage de la colonne, que La présence du câble empecherait. Les surfaces de dégagement 13 représentées aux figures 1A et 1B comportent une pente dont L'inclinaison est adaptée à augmenter Le jeu entre l'élément d'ancrage 8c et les tétons des vis 12 lorsque L'organe 8 suit le mouvement du câble imprimé par une traction sur celui-ci. Ainsi, si L'on oriente La partie inclinée de La surface de dégagement 13 dans la direction OS s'écartant du passage, L'angle alpha entre les axes orientés de La translation OT et de la partie inclinée, est un angle aigu. Ainsi, Le sommet de cet angle aigu est orienté vers Le bas du puits, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui dans Lequel sera exercée la traction destinée à libérer Le table. La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'élément de serrage dans lequel Les surfaces de dégagement comportant une partie sans inclinaison 13a sur laquelle vient s'appuyer Le téton de l'une des vis 12, suivie d'une partie 13b, telle que le jeu entre téton et éLément-d'ancrage 8c s'accroisse brutalement. La surface revêt donc une forme crénelée 13a, 13b ou les sommets 13a correspondent aux positions de serrage de L'élément de serrage 8c, et où les échancrures 13b correspondent aux positions de dégagement du câble. Toutefois, les surfaces de dégagement inclinés permettent à la fois la libération du câble après un faible déplacement de L'organe 8 et une plus grande précision dans le seuil de traction à exercer pour cisailler la goupille 11. De préférence selon la présente invention, les axes des vis 12 pourront être sensiblement perpendiculaires aux surfaces de dégagement 13. Ainsi, l'aire des surfaces des tétons, en contact avec les parties inclinées de ta surface de dégagement 13, ou en contact avec les parties sans inclinaison 13a selon le deuxième mode de réalisation, sera la plus grande possible. Avec le raccord selon L'invention, on peut -par exemple être raccordé avec des éléments inférieurs de train de tiges de 2 pouces 7/8 VAM et des éléments supérieurs de 2 pouces 3/8 VAM, ce qui correspond respectivement à des diamètres extérieurs de 85 mm et 73 mm. Cette réduction' de diamètre permet à un câble de longer les éléments supérieurs du train de tiges jusqu' à l'extrémité supérieure du puits, notamment lorsque les éléments inférieurs et supérieurs du train de tiges sont désaxés. Un désaxement avantageux peut être obtenu lorsque les éléments inférieurs et supérieurs ont une génératrice sensiblement commune. Des capots peuvent être utilisés pour appliquer le câble sur ces éléments supérieurs du train de tiges. REVENDICATIONS lr - Organe d'ancrage de sécurité d'un câble (4) sur un support (1), caractérisé en ce que ledit organe d'ancrage (8) comporte un corps (8a, 8b) et un élément de serrage (8c) définissant un passage pour Ledit câbLe, ledit passage ayant une section variable sur au moins une partie de La Longueur dudit passage, Ledit organe d'ancrage (8) étant retenu à L'intérieur dudit support par des moyens d'immobilisation Libérables, ledit corps (8a, 8b) coopérant avec ledit élément de serrage (8c) pour réduire la section de passage dudit câble (4) en vue du- serrage de ce câble (4), et en ce que.Ledit organe d'ancrage comporte au moins une butée (12), adaptée à modifier Ladite section par déplacement dudit élément de serrage (8c) relativement audit corps (8a, Bb) en prenant appui sur Ledit support (1) et sur une surface (13) dudit élément, ladite surface (13) ayant une forme adaptée à accro1tre ta section dudit passage et à désancrer ledit câble lorsque Les moyens d'immobilisation libèrent l'organe d'ancrage et lorsque l'on produit une translation suffisante dudit corps relativement audit support 2. - Organe dtancrage de sécurité selon La revendication 1, caractérisé en ce que Ledit corps est adapté à déplacer Ledit élément de serrage au cours de La translation dudit corps. 3 - Organe d'ancrage de sécurité selon L'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la Libération desdits moyens d'immobilisation dudit organe d'ancrage et dudit câble sont mis en oeuvre par une commande distance. 4. - Organe d'ancrage de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que la Libération des moyens d'immobilisation est mis en oeuvre sous L'action d'une traction exercée par Ledit câble. 5. - Organe d'ancrage de sécurité selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'immobilisation comportent une goupille cisaillable au-delà d'un certain seuil de contrainte. 6. - Organe d'ancrage de sécurité selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite surface dudit élément d'ancrage comporte au moins une partie inclinée d'un certain angle par rapport à L'axe orienté de translation (OT) dudit élément d'ancrage (8), Laite partie inclinée étant orientée dans la direction (OS) s'écartant dudit passage et en ce que ledit angle d'inclinaison (alpha), entre les axes orientés de la translation et de la partie inclinée, est un angle aigu. 7. - Organe d'ancrage de sécurité selon L'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite surface de l'élément d'ancrage est crénelée (13a, 13b) et comporte au moins une échancrure (13b) et en ce que ladite butée 12 est adaptée à pénétrer dans ladite échancrure (13b) lorsque L'on effectue ladite translation. 8. - Organe d'ancrage de sécurité selon L'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu' il est adapté à une introduction latérale dudit câble (4) dans ledit passage. 9. - Organe d'ancrage de sécurité selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (14, 16, 17, 18) réalisant une étanchéité autour dudit câble avec l'intérieur dudit support.