Brevet FR2650641A1 — publié le 19910208

Vis de blocage à contre-portée métal sur métal La présente invention se rapporte d'une façon générale à des dispositifs pouvant être utilisés pour verrouiller ou bloquer un élément dans un autre élément et/ou pour actionner un organe d'étanchéité ou autre mé- canisme associé aux éléments. L'invention est oarticuliè- rement utile dans son application à la production du pé- trole et du gaz, sous la forme d'une vis.de blocage qui peut être utilisée dans un carter de tête de puits, une tête de tubage ou de tube de production, un raccord ou autre organe analogue pour maintenir un dispositif de suspension de tubage ou de tube de production, ou un au- tre dispositif logé dans ce tubage ou tube, pour action- ner un organe d'étanchéité interposé entre le dispositif de suspension ou autre dispositif et l'élément dans le- quel il est disposé, ou pour d'autres applications. Dans la production du pétrole et du gaz, il est de pratique habituelle d'utiliser des vis de blocage dans les carters de têtes de puits, les têtes de tubage ou de tube de production, raccords ou équivalents pour bloquer les dispositifs de suspension de tubage ou de tu- be de production, ou autres équipements dans ces élé- ments. Ces vis de blocage servent aussi communément à mettre en action ou à actionner des organes d'étanchéité ou autres mécanismes disposés entre les dispositifs de suspension ou autres équipements et les carters ou tê- tes, pour établir un joint étanche aux fluides entre- les éléments, ou pour assurer une autre fonction. Typique- ment, les vis de blocage utilisées dans la technique-an- térieure comprenaient un écrou de presse-garniture vissé dans un premier alésage ménagé dans le carter ou la tête, une tige vissée dans un deuxième alésage, de diamè- tre réduit, ménagé dans le carter ou la tête, le deuxiè- me alésage étant typiquement coaxial au premier alésa- ge, pour décrire un mouvement longitudinal d'engagement ou de dégagement oar rapport au carter ou à la tête en réponse à une rotation de la tige dans le deuxième alésa- ge dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse, selon le cas, et un presse-garniture inter- posé entre la tige et le carter ou la tête, qui est ac- tionné par serrage de l'écrou de presse-garniture, pour établir l'étanchéité entre la tige et le carter ou la tê- te. Les vis de blocage utilisées dans la technique anté- rieure avaient donc typiquement deux filetages dans le carter ou la tête, le premier étant celui dans lequel l'écrou de presse-garniture travaille et le deuxième étant celui dans lequel la tige travaille. Le dernier fi- letage est typiquement aopelé le filetage de travail. Les deux filetages sont habituellement prévus dans une bride ou formation équivalente prévue dans le carter ou la tête. Dans le cas des grandes brides, les filetages du deuxième alésaae sont donc disposés à des distances relativement grandes de leurs surfaces externes. De temps à autre, il Deut se développer des fui- tes dans la garniture d'étanchéité de la tige, ce qui permet aux fluides de s'échapper du carter ou de la tête à l'endroit de la vis de blocage qui fuit. Ces fuites peuvent être extrêmement dangereuses dans le cas d'un puits de pétrole ou de Aaz qui contient des produits pé- troliers tris inflammables et très volatiles, qui sont habituellement sous Iaute pression, ce qui peut éventuel- lement se traduire ar un incendie, une explosion ou au- tre situation dangereuse. Dans un cas extrême, le résul- tat peut même être une éruption. Quelquefois, une fuite de vis de blocage peut se corriger simolement en serrant l'écrou du presse-gar- niture, pour augmenter la force de mise en action agis- sant sur la matière de la garniture et forcer la matière de la garniture contre le carter et contre la tige avec un serrage plus fort mais, d'autres fois, cette procédu- re oeut ne pas être suffisante cour arrêter la fuite ou encore elle peut ne pas être appropriée, même si la fui- te peut être arrêtée. Par exemple, l'écrou du presse-gar- niture peut déjà être serré dans une mesure telle qu'il n'est pas facile de le serrer davantage ou qu'en le ser- rant davantage, on puisse provoquer une détérioration des filetages de l'écrou du presse-garniture ou de. son alésage fileté. La détérioration des filetages du pre- mier alésage ou de l'écrou du oresse-garniture oeut à son tour accentuer la fuite. La détérioration du fileta- ge du premier alésage peut exiger une réparation coQteu- se et longue, ainsi qu'on l'exposera plus complètement dans la suite. En outre, dans une situation dans laquel- le, pour'arrêter les fuites, on doit serrer une ou olu- sieurs vis de blocage appartenant à une série ou couron- nes comportant un plus grand nombre de telles vis, à dif- férents degrés,la charge appliquée par ces vis sur une garniture à compression ou équivalent devient inégale ou incertaine, et peut éventuellement se traduire oar une mauvaise performance de la garniture, ou encore une dété- rioration de la garniture. La détérioration du filetage formé dans le deuxième alésage fileté se produit également de temps à autre et elle est particulièrement gênante parce que, dans la plupart des cas, les filetages du deuxième alésa- ge s'étendent à partir de l'extrémité du premier alésage fileté sur toute la longueur restante de l'alésage, en s'enfonçant profondément dans le carter ou la tête Dréci- té, et il n'est pas toujours facile ni commode de répa- rer des filetages de ce type lorsqu'ils sont endom;-r's. Cette réparation exige habituellement ':ozra- tion, le soudage et le réalésage de l'alésage endco.magé, ou encore le perçage et le taillage d'un alésai JiIeté entièrement nouveau à côté de l'alésage bouché. n eut faire la mn-me observation en ce qui concerne la détério- ration des filetages du premier alésage. Il peut être difficile d'effectuer de telles réparations sur place; il peut être nécessaire d'envoyer les pièces jusqu'à l'atelier. La détérioration des filetages travaillants, c'est-à-dire de ceux qui sont taillés dans l'alésage de la tige peut se produire, Dar exemple la tige vient à être vissés en biais ou s'elle est serrée par un couple excédentaire, ou encore si l'on a laissé tomber la tige ou qu'on lui a fait subir un mauvais traitement ou pour d'autres raisons. En outre, étant donné que les fileta- ges travaillants sont habituellement exposés à la boue, à l'huile, aux salissures et à d'autres contaminants is- sus des fuites du puits, ceci parce que la garniture d'étanchéité de la tige est typiquement disposée radiale- ment à l'extérieur des filetages travaillants, le risque de détérioration de ces filetages est fortement accen- tué. Si les opérateurs ne oeuvent pas arrêter la fui- te de la vis de blocage en serrant simplement l'écrou de presse-garniture, il faut généralement fermer les obtura- teurs du puits et arrêter la production ou d'autres opé- rations, ou encore, il faut descendre dans le Duits un dispositif d'étanchéité spécial pour isoler le puits de la vis de blocage qui fuit, afin de résoudre le problè- me. Il peut se produire que le simple remplacement du dispositif d'étanchéité ou de l'ensemble de la vis de blocage arrête la fuite mais si le filetage de l'alésage de la tige ou de l'alésage de l'écrou du presse-garnitu- re sont gravement endommagés, les réparations du type mentionné plus haut peuvent être nécessaires. En outre, fréquemment, les garnitures d'étanchéité de la tige se collent dans leur alésage, ce qui rend leur extraction difficile et compli