Brevet FR2666372A1 — publié le 19920306

La présente invention a pour objet un stabiliseur pour tiges de forage servant à centrer le train de tiges de forage dans un trou. On connait de tels stabiliseurs, qui se présentent sous forme d'un fût analogue à une petite masse-tige portant des manchettes dont la face extérieure présente des lames, des rouleaux lisses ou des pastilles en matériau résistant à l'abrasion, tel que carbure de tungstène. Les manchettes sont fixées sur les fûts à demeure lors de la fabrication du stabiliseur et les fûts ainsi confectionnés sont intercalés par vissage sur un train de tiges de forage. Les stabiliseurs connus présentent des inconvénients. La discontinuité créée du fait de l'intercalation augmente le danger de rupture des tiges. Dans certaines applications, la longueur d'un stabiliseur, qui est celle du fût muni de filetage ou de taraudage à ses extrémités, présente un gros inconvénient, notamment lors du forage horizontal, car elle empêche qu'on puisse intercaler une turbine d'entrainement par rotation de l'outil entre deux stabiliseurs. L'objet de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un stabiliseur en forme de manchon sans fût pouvant être monté directement et bloqué en n'importe quel point de la garniture de forage. Un tel stabiliseur selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend exclusivement un manchon sans fût, dont la face cylindrique intérieure présente des portées obliques, deux pinces à lames, chaque pince comprenant des lames droites, longitudinales, solidaires d'une douille filetée extérieurement à l'une de leurs extrémités et munies d'un coin de calage à leurs extrémités opposées, lesdites pinces à lames étant placées contre la paroi intérieure du manchon, de façon à ce que les lames d'une pince soient entrelacées dans les lames de l'autre pince, et deux écrous se vissant sur lesdites douilles de chaque côté du manchon et exerçant des effets de traction en sens opposés sur les lames, dont les coins prenant appui sur les portées obliques de la face intérieure du manchon assurent le blocage du manchon sur la tige de forage. Les deux pinces à lames sont ainsi placées tête;bêche. Chaque écrou peut avantageusement prendre appui sur le manchon. De préférence, chaque écrou est immobilisé par trois vis prenant appui sur la tige. Le serrage de chaque vis s'effectue de préférence par l'intermédiaire d'une bague fendue enfilée sur la vis, pour éviter l'admission de boue dans le mécanisme. La face conique du coin de calage est inclinée d'au moins 10 sur l'axe du manchon pour permettre un démontage aisé et éviter un auto-coincement très fort. Selon le diamètre des tiges, sur lesquelles les manchons seront montés, les pinces auront un nombre de lames variable de 3 à 6. A titre d'exemple, pour des tiges de diamètre de 8,89 cm (3,5 pouces), on emploiera des pinces à trois lames, tandis que pour les tiges présentant un diamètre de 20,32 cm (8 pouces), on prendra des pinces à 5 ou 6 lames. D'autres particularités de l'invention apparaitront à la lumière de la description qui suit d'une forme de réalisation présentée à titre d'exemple et illustrée par les dessins, dont la figure 1 représente une vue longitudinale en demi-coupe du stabiliseur selon l'invention monté sur une garniture de forage, les figures 2a et 2b représentent le manchon, respectivement en coupe longitudinale et vu de-côté, les figures 3a et 3b montrent une pince à trois lames en coupe, respectivement longitudinale et transversale. Le manchon cylindrique 1 en acier traité est pourvu à sa face extérieure de trois lames hélicoïdales de stabiliseur rechargées en carbure de tungstène. Son alésage présente au voisinage de ses extrémités deux portées obliques 7, circonférentielles et de profil conique, dont les pentes s'inclinent vers les extrémités du manchon. Dans l'alésage du manchon 1 sont logées tête-bêche deux pinces 2a et 2b, dont chacune se compose des trois lames 3, droites, longitudinales qui, d'un côté, font corps avec des douilles filetées 4 et, du côté opposé, se terminent par des coins 5 à face conique inclinée en direction des lames de 10 par rapport à l'axe de la pince. Les pinces sont en acier traité, dont la surface a subi un traitement anti-grippage. Les lames peuvent présenter une certaine courbure qui apporte suffisamment de souplesse et d'élasticité pour faciliter le montage et le pincement de la tige de forage. Les deux pinces 2a et 2b sont placées en sens opposés et leurs lames sont entrelacées , de sorte que les lames de l'une sont placées entre les lames de l'autre pince. L'inclinaison des faces coniques de coins 5 correspond à celle des portées obliques de l'alésage du manchon, de façon à ce que les coins 5 prennent appui sur lesdites portées obliques qui servent ainsi de rampes de coincement. Sur les douilles 4a et 4b, qui débouchent au voisinage des extrémités opposées du manchon, on visse des écrous 6a et 6b qui, muni de butées 12 prenant appui sur les arêtes terminales du manchon, exercent une traction sur les pinces 2a et 2b, dont les extrémités munies de coins 5 sont retenues par les portées obliques 7 du manchon. L'effort de traction exercé sur lesdits coins réalise un blocage très efficace du manchon 1 sur une tige de forage 8. Pour plus de sûrete, on bloque les écrous 6a et 6b au moyen de vis de blocage 6, avec interposition d'un anneau fendu 10 pour éviter l'admission de boue dans le mécanisme. Le stabiliseur selon l'invention se présente sur le chantier sous forme assemblée, avec les pinces logées à l'intérieur du manchon. Pour réaliser le montage, on fait passer une tige de forage à l'intérieur du manchon, on choisit l'endroit de fixation et on serre les écrous 6a et 6b sans dépasser le couple de blocage qui pourrait endommeger les douilles ou les lames, puis on serre les vis de blocage. Les stabiliseurs selon la présente invention, grâce à la souplesse et à l'élasticité des pinces, peuvent être montés même sur des tiges usées. De plus, en raison de leur souplesse, les pièces de stabiliseur de mêmes dimensions peuvent être utilisées sur des tiges présentant des varia tions même importantes de diamètre. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté, elle est susceptible de plusieurs variantes qui sont à la portée de l'homme de l'art, telles que par exemple concernant les moyens d'immobilisation en translation des écrous et autres, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Stabiliseur pour tiges de forage en forme de manchon sans-fût, pouvant être bloqué en n'importe quel point d'une garniture de fo rage, caractérisé en ce qu'il comprend, exclusivement, un manchon (1) dont la face cylindrique intérieure présente des portées obliques à profil conique (7), deux pinces à lames (2a,2b), chaque pince comprenant des lames (3) droites, longitudinales, solidaires, à l'une de leurs extrémités, d'une douille filetée (4,4a,4b) et munies d'un coin de calage (5,5a,5b) à leurs extrémités opposées, lesdites pinces à lames étant placées contre la paroi intérieure du manchon (1), de façon à ce que les lames d'une pince soient entrelacées dans les lames de l'autre pince, et deux écrous (6a,6b) se vissant sur lesdites douilles (4a,4b) de chaque côté du manchon (1) et exer çant des effets de traction en sens opposés sur les lames (3), dont les coins (5a,5b) prenant appui sur les portées obliques (7) de l'alésage du manchon assurent le blocage du manchon sur la tige de forage (8). 2. Stabiliseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque écrou (6a,6b) présente une butée (12) d'appui sur le manchon (1). 3. Stabiliseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque écrou possède des vis de blocage (9) prenant appui sur la tige (8). 4. Stabiliseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ser rage de chaque vis (9) s'effectue par l'intermédiaire d'une bague fendue (10) enfilée sur la vis. 5. Stabiliseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face conique du coin de calage (5a,5b) est inclinée d'au moins 10 sur l'axe du manchon.