Brevet FR2668793A1 — publié le 19920507

- La présente invention concerne un dispositif perfectionné pour effectuer des interventions, dans des puits de production non éruptifs déviés, te L Les qu'une activation de La production et des mesures sur Les effluents produits. Par La demande de brevet français pub Liée 2 637 939 et Le certificat d'addition No 89/04 225, on connait un dispositif d'intervention dans des puits déviés réalisant une activation de production et des mesures sur Les eff Luents po Lyphasiques produits Ce dispositif est insta LLé à L'extrémité inférieure d'une co Lonne de production La Liaison avec un poste de commande et de contrôLe en surface est réa Lisée au moyen d'un câb Le mu Lti-fonctions comportant des Lignes d'alimentation électrique et des Lignes de transmission de signaux de mesure Le câb Le est terminé par un connecteur à enfichage différé Le connecteur est introduit dans La co Lonne par un raccord à fenêtre Latéra Le et propu Lsé par un courant de f Luide jusqu'à sa connexion sur une fiche mâLe fixée au dispositif d'intervention Cet agencement qui faci Lite grandement La procédure de mise en p Lace du dispositif dans La zone de production, présente toutefois un inconvénient Le pompage du connecteur dans une partie très déviée de La co Lonne ou tubing, ob Lige à injecter une quantité importante de f Luide propulseur jusque dans La zone de connexion au dispositif c'est- à-dire La zone productrice Ce f Luide apporté dans La zone de production, vient fausser Les mesures IL risque aussi d'endommager certains instruments te Ls que des f Luxmètres qui sont conçus pour traiter des f Luides circulant en sens inverse vers L'extérieur du puits Cette circulation de f Luide est freinée voire impossible avec certains types de pompe C'est Le cas notamment avec des pompes volumétriques à débit relativement faib Le du type Moineau par exemp Le. 2 - Par la demande de brevet français 90/08270, on connait un dispositif d'intervention du même type Ce dispositif comporte une colonne de production sur laquelle est intercalée un ensemble de pompage d'effluents surmontant un raccord à fenêtre latérale, ainsi qu'un ensemble de mesure des effluents au voisinage de l'extrémité basse de la colonne et à une distance de l'ensemble de pompage qui peut être importante L'ensemble de mesure est relié à un câble multi- conducteurs courant à l'intérieur de La colonne jusqu'au raccord à fenêtre latéral et passant à l'extérieur, remonte jusqu'à l'installation de surface L'ensemble de pompage est alimenté électriquement depuis l'installation de surface par une liaison séparée IL est positionné à un niveau dynamique o il est accessible aux effluents produits Dans ce cas également, le câble multi-conducteurs est pourvu d'un connecteur enfichable de façon différée qui est conduit par pompage de fluide jusqu'à une fiche mâle solidaire de l'ensemble de mesure. Le dispositif perfectionné selon l'invention permet, pour toutes les configurations de puits, d'alimenter électriquement un système d'activation et de mesure au moyen d'un câble pourvu d'un connecteur enfichable de façon différée au moyen d'un courant de fluide, ce dispositif étant agencé pour éviter les inconvénients possibles des dispositifs antérieurs. Le dispositif perfectionné selon l'invention permet d'effectuer des interventions, dans des puits de production non éruptifs déviés, telles qu'une activation de la production et des mesures sur les effluents produits Il comporte une colonne de production reliée à une installation de surface comportant au moins un raccord à fenêtre latéral intercalé, des moyens de fermeture de l'espace annulaire entre le puits et la colonne, un ensemble d'intervention comportant des moyens d'activation de la production du puits et des moyens de mesure d'une partie au moins des effluents produits et au moins un câble de liaison reliant les moyens d'activation et/ou les moyens de mesure à ladite installation de surface, ledit câb Le étant pourvu d'un connecteur enfichable de façon différée par action d'un courant de fluide Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour dériver par intermittence hors de La zone d'intervention, une partie au moins du courant de fluide établi pour La propulsion dudit connecteur. Les moyens de dérivation comportent par exemple au moins une vanne en amont des moyens de mesure qui fait communiquer l'intérieur de La co Lonne et L'espace annulaire entre el Le et le puits, et des moyens de commande pour ouvrir Ladite vanne par intermittence durant La phase de propulsion dudit connecteur vers sa position d'enfichage. Suivant un mode de réalisation, cette vanne est une vanne coulissante. Suivant un mode de réalisation, Ledit connecteur est adapté dans son déplacement, à entraîner les moyens de dérivation. Dans ce cas, Le dispositif peut comporter des moyens de verrouillage pour b Loquer les moyens de dérivation. Les moyens de dérivation comportent par exemple au moins une chemise pouvant coulisser à l'intérieur de La colonne et au voisinage de La zone d'intervention entre une position de retrait o elle découvre des ouvertures ménagées au travers de La paroi Latéra Le de La co Lonne, et une position avancée o elle ferme les dites ouvertures, cette chemise étant pourvue intérieurement d'extensions radiales, une pièce de charge associée au connecteur, pourvue de bossages adaptés à venir en appui contre Lesdites extensions radiales et pousser Ladite chemise vers sa position avancée et des moyens de verrouillage par intermittence de la pièce de charge par rapport à Ladite chemise. Le dispositif peut aussi comporter des moyens de verrouillage par intermittence de ladite chemise par rapport à La paroi de la colonne. Chaque câble de Liaison est par exemple un câble multi- conducteurs comprenant des lignes d'alimentation électrique et des lignes de transmission de signaux de commande et de mesure. 4 - Le dispositif peut comporter par exemple un deuxième câble pourvu également d'un connecteur enfichable de façon différée, qui relie les moyens d'activation et l'installation de surface. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après de deux modes de réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés o: la Fig 1 montre schématiquement un premier mode de réalisation du dispositif avec une liaison fixe entre l'ensemble de pompage et l'ensemble de mesure; et La Fig 2 montre schématiquement un deuxième-mode de réalisation du dispositif avec une liaison à connexion différée entre les deux mêmes éLéments. D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexes o: la Fig 3 montre plus en détail la zone de raccordement du connecteur et la vanne déplaçable permettant la dérivation du fluide propulseur par l'annulaire entre la colonne et le puits, cette vanne étant en position ouverte; la Fig 4 montre la même zone, le connecteur étant parvenu en position d'enfichage et ayant refermé ladite vanne; et la Fig 5 montre une variante de réalisation avec des moyens de verrouillage de la vanne en position d'ouverture et de fermeture. Le puits 1 représenté sur les Fig 1, 2 est foré depuis une installation de surface 2 jusque dans une formation pétrolifère 3. Dans sa partie inférieure traversant une zone productrice d'effluents pétroliers, le puits 3 est dévié d'un angle plus ou moins prononcé par rapport à la verticale Il est équipé d'un tube ou "liner" 4 avec des perforations 5 dans sa partie qui traverse la zone de production. C'est un puits non éruptif dont la production doit être activée par un ensemble de pompage 6 qui peut comporter une pompe volumétrique du type Moineau par exemple Suivant le mode de réalisation de la Fig 1, l'ensemble de pompage 6 est disposé au voisinage de l'extrémité d'une colonne ou tubing de production 7 A l'extrémité de celui-ci est disposé un ensemble de mesure 8 pouvant comporter plusieurs instruments différents pour mesurer différents paramètres indicatifs de la production: traceur-éjecteur, densimètre gamma, capacimètre etc Un organe d'étanchéité 9 d'un type connu expansible ou à coupelles, est disposé par exemple autour de la colonne pour séparer les parties du puits de part et d'autre Les effluents issus de la formation, traversent l'ensemble de mesure 8 et par la colonne 7, ils sont refoulés vers la surface au moyen de l'ensemble de pompage 6. Celui-ci comporte un moteur d'entraînement 10 alimenté électriquement depuis l'installation de surface 2 par un câble multi-conducteurs 11 comportant des lignes d'alimentation et des lignes de transmission de données Le câble 11 est terminé par un connecteur 12 enfichable de façon différée, surmonté d'une barre de charge 13 Un connecteur de ce type est utilisé par exemple dans le dispositif décrit dans le brevet français 2 501 777 Le connecteur 12 est introduit à l'intérieur de la colonne par l'ouverture dans la paroi d'un raccord 14 du type à fenêtre latérale (side-entry sub), intercalé sur le train de tiges qui la constitue Par pompage de fluide, on peut déplacer un tel connecteur jusqu'à son complet enfichage sur une fiche mâle multi-contacts 15 (Fig 1, 3) fixée sur l'ensemble de pompage et reliée au moteur électrique 10 d'entraînement de l'ensemble de pompage 6 A cette même fiche mâle sont également connectés différents conducteurs électriques d'un câble 16 reliant l'ensemble de pompage et l'ensemble de mesure 8 Par ce câble 16, l'ensemble de mesure 8 est alimenté électriquement et peut transmettre des données de mesure. Le dispositif comporte au voisinage de l'ensemble de pompage, une vanne de dérivation 17 adaptée, en position d'ouverture, à détourner le fluide servant à propulser le connecteur 12 et sa barre de charge 13 vers l'espace annulaire 18 autour de la colonne 7 Par ce moyen, on évite toute perturbation éventuelle des instruments de mesure 8 dans le cas o le courant de fluide peut traverser l'ensemble -6- de pompage Cette dérivation est en outre nécessaire si L'on emploie une pompe 6 du type volumétrique tel Le qu'une pompe MOINEAU qui ne peut être traversée par Le f Luide à contre-sens. Cette vanne 17 est une vanne coulissante par exemple EL Le comporte (Fig 3, 4) une chemise 19 de section extérieure sensiblement éga Le à La section intérieure de la co Lonne tubulaire 7 qui peut coulisser d'une position de retrait o elle découvre des ouvertures 20 dans la paroi Latérale de La colonne 7, à sa périphérie, jusqu'à une position avancée o elle recouvre ces ouvertures Des joints d'étanchéité 21 sont disposés dans la paroi de la colonne de part et d'autre des ouvertures pour établir L'étanchéité de La vanne 17 en position d'ouverture Sur sa paroi intérieure, La chemise 19 est pourvue d'extensions radiales 22 au travers duquel le connecteur 12 peut passer Librement La barre de charge 13 est pourvue de bossages extérieurs 23 de section supérieure à celle des extensions radiales 22 de manière à venir en appui contre lui en position d'ouverture de La vanne (Fig 3) et quand Le connecteur est parvenu au voisinage de sa position d'enfichage Dans sa translation, vers cette position d'enfichage, la barre de charge entraîne La chemise 19 vers sa position de fermeture (Fig 4) La forme et La disposition des éléments sont choisies pour que la vanne soit repoussée jusqu'à sa fermeture complète (Fig 4) quand Le connecteur en position d'enfichage contre La fiche mâle 15. Le dispositif est agencé aussi pour que Le retrait du connecteur se désengageant de sa position d'enfichage, entraîne l'ouverture de la vanne A cet effet, Le manchon 19 est pourvu d'une rainure intérieure 24 et La barre de charge comporte des logements pour un ou plusieurs éléments de blocage 25 Chaque élément 25 comporte un verrou 26 poussé radialement par un ressort 27 et positionné de manière à venir s'engager dans la rainure 24 quand La barre de charge est en appui sur Les extensions radiales 22 La tension des ressorts 27 est suffisante pour que Le ou chaque verrou 26 entraîne la chemise quand La barre de charge est tirée en arrière par une traction exercée sur Le câble 7 Cette tension des ressorts est Limitée de façon que Les verrous se désengagent de La rainure 24 quand La force de traction exercée sur Le câb Le est suffisante, ce qui permet une remontée du connecteur. Suivant La variante de La Fig 5, La chemise de La vanne est pourvue extérieurement de rainures 28, 29 Des Logements sont ménagés dans La paroi intérieure de La co Lonne de part et d'autre des ouvertures 20, pour des éLéments de verroui L Lage 30, 31 analogues par exemp Le à L'éLément 26 En position d'ouverture de La vanne imposée par une butée arrière 32 dans La paroi intérieure de La co Lonne, chaque éLément 29 vient se b Loquer dans La rainure 28 En position de fermeture de cette même vanne imposée par une autre butée 33, chaque éLément 31 vient s'engager dans La rainure 29. Avec cet agencement, La dérivation provisoire du f Luide propulseur et sa fermeture sont assurées respectivement et de façon automatique par Le retrait du connecteur et son arrivée en position d'engagement. Dans Le mode de réalisation de La Fig 2, L'ensemble de mesure peut être relativement éLoigné de L'ensemb Le de pompage Dans ce cas, on simplifie parei L Lement Les opérations de connexion en connectant Les deux ensembles par un câb Le 33 muni d'un connecteur 34 ana Logue au connecteur et en adaptant au voisinage de L'ensemb Le de mesure 8 Le dispositif décrit de vanne coulissante 35 ana Logue à La vanne 19 manoeuvrée par Les mouvements de translation de La barre de charge 36 associée au connecteur 34. On peut compléter Le dispositif précédent en p Laçant une autre vanne coulissante 37 au-dessus de L'ensemb Le de pompage de façon aussi à dériver à L'extérieur de La co Lonne Le f Luide qui sert à dép Lacer Le connecteur vers sa position d'engagement. 8 - REVENDICATIONS 1) Dispositif perfectionné pour effectuer des interventions, dans des puits de production ( 1) non éruptifs déviés, telles qu'une activation de La production et des mesures sur Les effluents produits comportant une colonne de production ( 7) reliée à une installation de surface ( 2) comportant au moins un raccord ( 22) à fenêtre Latéral intercalé, des moyens ( 9) de fermeture de L'espace annulaire entre Le puits et La colonne, un ensemble d'intervention comportant des moyens d'activation ( 6) de La production du puits et des moyens ( 8) de mesure d'une partie au moins des effluents produits et au moins un câb Le de Liaison ( 11) reliant les moyens d'activation et/ou les moyens de mesure à Ladite instal Lation de surface, Ledit câble étant pourvu d'un connecteur ( 12) enfichable de façon différée par action d'un courant de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 17) pour dériver par intermittence hors de la zone d'intervention une partie au moins du courant de fluide établi pour la propulsion dudit connecteur. 2) Dispositif selon La revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dérivation ( 17) comportent au moins une vanne en amont des moyens de mesure qui fait communiquer L'intérieur de la colonne ( 7) et l'espace annulaire entre elle et le puits, et des moyens de commande pour ouvrir ladite vanne par intermittence durant la phase de propulsion dudit connecteur vers sa position d'enfichage. 3) Dispositif selon L'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que Les moyens de dérivation ( 17) comportent au moins une vanne coulissante. 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ledit connecteur ( 12) est adapté dans son déplacement, à entraîner lesdits moyens de dérivation ( 17). ) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage ( 30-31) pour bloquer les moyens de dérivation. 6) Dispositif se Lon La revendication 3 ou 4, caractérisé en 9 - ce que les moyens de dérivation comportent au moins une chemise ( 19) pouvant coulisser à l'intérieur de la colonne et au voisinage de la zone d'intervention entre une position de retrait o elle découvre des ouvertures ( 20) ménagées au travers de la paroi latérale de la colonne, et une position avancée o elle ferme lesdites ouvertures, laquelle chemise est pourvue intérieurement d'extensions radiales ( 22), une pièce de charge ( 13) associée au connecteur ( 12), pourvue de bossages ( 23) adaptés à venir en appui contre lesdites extensions radiales ( 22) et pousser ladite chemise ( 19) vers sa position avancée, et des moyens ( 25) de verrouillage par intermittence de la barre de charge ( 13) par rapport à ladite chemise ( 19) - 7) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'il comporte des moyens ( 30, 31) de verrouillage par intermittence de ladite chemise ( 19) par rapport à la paroi de la colonne ( 7). 8) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque câble de liaison ( 7) est un câble multi-conducteurs comprenant des lignes d'alimentation électrique et des lignes de transmission de signaux de commande et de mesure. 9) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième câble ( 33) pourvu également d'un connecteur ( 34) enfichable de façon différée, qui relie les moyens de mesure et l'installation de surface par l'intermédiaire du premier câble ( 7).