Brevet FR2658439A1 — publié le 19910823

TUBE DE FORAGE La présente invention concerne la fabrica- tion de tubes de forage du type adapté pour être progressivement réunis à leurs extrémités pour produire un train de tiges de forage commandé de manière à pouvoir tourner sur une tour de forage pour forer des puits de pétrole, des trous de sonde et des applications de forage analogues. Les tubes de forage pour ces applications sont classiquement formés par un procédé de percement aboutissant à une tube sans soudure et peuvent également être formés en laminant une feuille d'acier plat afin de la transformer en tube et en soudant ensemble les bords longitudinaux venant buter l'un contre l'autre pour former un tube soudé Dans les deux cas, les composants filetés à l'intérieur et à l'extérieur nécessaires aux extrémités opposées du tube, qui sont utilisés dans le but d'assembler les tubes dans une tour de forage, sont ensuite insérés dans les extrémités du tube et y sont soudes. Les principaux inconvénients de ces techniques de formation de tubes est leur coût élevé fondamentalement da aux techniques complexes de fabrication et aux équipements associés et au nombre relativement petit de fournisseurs L'invention a donc pour objet de fournir un procédé de fabrication d'un tube de forage pour des opérations de forage qui soit moins coûteux que les techniques de percement et de fabrication mentionnées ci-dessus, et qui utilise également les installations de fabrication qui sont les plus facilement disponibles Le problème que pose la tech- nique antérieure faisant intervenir un procédé de percement risque de grandir au f ur et à mesure que les prix généraux de l'acier augmentent, en particulier du fait que la technique de percement nécessite comme produit de départ une barre ronde d'acier forgé. Selon l'invention, on envisage un procédé de fabrication d'un tube de forage pour les opérations de forage, dans lequel on coule par centrifugation plusieurs longueurs de tubes et on réunit lesdites longueurs de tubes bout à bout pour former un tube de forage de la longueur désirée. Le coulage par centrifugation d'un tube est généralement moins coûteux que les techniques de percement et de fabrication évoquées ci-dessus, tandis que la disponibilité des installations de fabrication est plus grande En outre, comme l'invention peut utiliser de l'acier de récupération, on peut obtenir d'autres économies significatives De plus, du fait que l'invention fait intervenir une technique de coulage, il existe une possibilité de changer la composition de l'alliage de l'acier, permettant d'avoir un taux d'usure plus faible et ainsi une durée de vie plus longue Les tubes percés en particulier ont des limites quant aux variations dans la composition de l'alliage car le procédé de percement nécessite une limitation de la composition de l'alliage qui peut être utilisée Les tubes actuellement utilisés sont opérationnels pendant environ 3 mois, temps au bout duquel il faut les retirer du trou de forage et les envoyer dans un atelier o leur diamètre est corrigé pour remplacer la matière usée par un procédé de soudage en continu, ce qui fait encourir des coûts supplémentaires L'utilisation des alliages corrects à haute résistance à l'usure, rendue possible par l'invention, aboutit à un accroissement de la durée de vie du tube Si les coûts envisagés peuvent être réduits suffisamment, il peut être possible de jeter un tube usé plutôt que de reconstruire son diamètre circonférentiel. Les raccords à extrémité filetée pour le tube peuvent être ultérieurement réunis aux extrémités respectives du tube de forage fabriqué en même temps qu'il est fabriqué, ou peuvent y être réunis plus tard par l'utilisateur final du tube de forage. La production des raccords d'extrémité pourrait également être incorporée dans le cadre de l'opération de coulage par centrifugation et complétée par des techniques appropriées d'usinage et de formation d'un filetage. L'invention envisage également un tube de forage fabriqué selon le procédé décrit ci-dessus. On décrira maintenant à titre d'exemple, en se référant au dessin joint, un mode de réalisation préféré de l'invention Le dessin représente une vue longitudinale, en coupe partielle, d'un tube de forage complet fabriqué selon le procédé de l'invention. Dans l'exemple de ce mode de réalisation préféré, la longueur principale du tube de forage désigné par 10 est formée à partir de plusieurs lon- gueurs de tubes à paroi épaisse 11 Chaque longueur de tube 11 est coulée par centrifugation à partir d'une matière métallique appropriée, en utilisant un moule cylindrique permanent que l'on fait tourner à grande vitesse tout en y versant du métal fondu, et qui aboutit à ce que le métal est projeté à la surface interne du moule pour produire un cylindre ou tube creux d'épaisseur de paroi uniforme Les longueurs de tubes résultantes ont une surface externe de grain uniformément fin, et par conséquent on peut s'attendre à ce qu'elles soient plus saines avec un plus petit nombre d'inclusions On soude alors bout à bout les longueurs de tubes individuels 11 pour produire des soudures 12 entre leurs extrémités, et collectivement les longueurs de tubes constituent la longueur désirée du tube de forage 10. Afin de compléter le tube percé pour utilisa- tion dans les applications de forage, on soude un composant d'extrémité à filetage externe classique 13 et 14 à une extrémité du tube de forage, et on soude un composant d'extrémité à filetage interne classique 15 en 16 à l'autre extrémité du tube de forage Les composants d'extrémité 13 et 15 peuvent être soudés au tube de forage au moment de sa fabrication, ou encore y être raccordés plus tard par l'utilisa- teur final du tube Une autre solution possible consiste à former partiellement les composants d'extrémité en question en tant que parties d'une longueur de tube spéciale coulée par centrifugation 11 La tech- nique implique de former l'extrémité concernée du tube de forage final pendant le coulage par centri- fugation de cette longueur de tube, les composants d'extrémité recevant leur finition par des opérations d'usinage et des opérations de filetage utilisant un équipement approprié. Dans l'exemple de l'invention tel que décrit un tube de forage typique 10 peut être formé à partir de quatre longueurs de tubes coulées par centrifu- gation 11 de 228,6 cm de longueur, qui, lorsqu'elles sont soudées bout à bout, aboutissent à un tube de forage de 914,4 cm de longueur. Le coulage par centrifugation des longueurs de tubes 11 doit être réglé de manière à produire une épaisseur de paroi de tube uniforme pour chaque longueur destinée à constituer le tube de forage. Ces épaisseurs de parois peuvent se conformer à l'inter- valle d'épaisseur de parois normalement disponible dans les tubes de forage sans soudure percés et à soudure usinés classiques Les épaisseurs dépendent du type et de la profondeur de l'opération de forage à laquelle le tube de forage sera appliqué. On s'attend à ce qu'à plein régime la pro- duction de tubes de forage selon le procédé de l'in- vention le prix (en dollars 1990) d'un tube de forage d'une longueur classique soit d'à peine A$ 8 500,00 On peut comparer ce chiffre avec une longueur de tube de forage fabriquée selon des techniques connues et dont le prix peut atteindre A$ 13 000,00. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un tube de forage pour les opérations de forage, dans lequel on coule par centrifugation plusieurs longueurs de tubes et on soude lesdites longueurs de tubes ensemble d'un bout à l'autre pour former un tube de forage de la longueur désirée. 2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel les raccords d'extrémité filetée pour le tube sont ultérieurement réunis aux extrémités opposées du tube fabriqué. 3 Procédé selon la revendication 1, dans lequel les raccords d'extrémité filetée pour le tube sont partiellement formés pendant le coulage par centrifugation des longueurs de tubes qui doivent former les extrémités du tube de forage, et sont complétés par des opérations appropriées d'usinage et de filetage. 4 Tube de forage fabriqué selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes.