Brevet FR2675198A1 — publié le 19921016

L'invention concerne un appareil destiné à protéger des lumières de têtes de puits durant des opérations de forage, et plus particulièrement des cylindres protecteurs destinés à empêcher une détérioration des surfaces d'obtura- tion étanche de la lumière de la tête de puits au passage de matériels de forage à travers la tête de puits. Un cylindre protecteur comprend un élément analogue à un manchon globalement allongé qui est classi- quement installé provisoirement dans une lumière de tête de puits afin de protéger les surfaces d'étanchéité de la lumière durant une opération de forage Cependant, le cylindre protecteur doit être retiré avant la descente d'un cuvelage ou d'une colonne dans le puits pour permettre l'installation des dispositifs de suspension de cuvelage ou de la colonne dans la tête de puits Le fait d'enlever le cylindre protecteur laisse sans protection les surfaces d'obturation étanche de la lumière et les rend donc très exposées à une détérioration par des centreurs, des joints de cuvelage et d'autres matériels devant passer à travers la tête de puits Ce problème peut être aggravé dans les cas o l'installation de forage n'est pas parfaitement centrée au- dessus du puits, ce qui se produit parfois. L'invention résout le problème précédent en procurant un assemblage d'un cyclindre protecteur et d'un faux cylindre séparable destiné à recevoir un dispositif de suspension de cuvelage, le cylindre protecteur et le faux cylindre étant reliés entre eux de façon amovible par des goupilles de cisaillement Cet assemblage est descendu à travers l'obturateur antiéruption (BOP) et est posé dans la lumière de la tête de puits avant la descente du cuvelage, et un épaulement annulaire sur la surface intérieure du faux cylindre constitue un siège pour le dispositif de suspension du cuvelage Le cuvelage est ensuite descendu avec son dispositif de suspension, ce dernier étant posé sur le siège dans le faux cylindre, l'outil de descente du dispositif de suspension est récupéré et un outil de récupération est descendu et raccordé au cylindre protecteur Une traction appliquée vers le haut au cylindre protecteur au moyen de l'outil de récupération cisaille les goupilles et sépare le cylindre protecteur du faux cylindre, facilitant la récupéra- tion du cylindre protecteur et la poursuite des opérations de forage Si cela est souhaité, l'outil de descente du disposi- tif de suspension peut être pourvu d'un mécanisme de ver- rouillage afin de s'enclencher avec le cylindre protecteur pendant que le dispositif de suspension est posé de façon que, lorsque l'outil de descente est séparé du dispositif de suspension, le cylindre protecteur puisse être séparé du faux cylindre et récupéré à l'aide de l'outil de descente par l'application d'une traction vers le haut sur la rame de descente, évitant ainsi une course spéciale jusqu'à la tête de puits pour récupérer le cylindre protecteur. Un autre avantage de la présente invention est qu'elle élimine la nécessité d'un mouvement alternatif du cuvelage Les procédés précédents pour récupérer le cylindre protecteur classique consistaient à incorporer un outil dans la rame de cuvelage, lequel outil se verrouille dans le protecteur pendant que la rame est descendue La rame devait ensuite être ramenée en arrière jusqu'au plancher de l'ins- tallation pour démonter le protecteur et l'outil, ce qui nécessitait un mouvement alternatif du cuvelage en fond de puits et augmentait donc le risque d'un blocage du cuvelage. L' invention procure un cylindre protecteur ayant une double fonction, à savoir protéger la lumière de la tête de puits et servir d'outil de descente pour le faux cylindre. Etant donné que le faux cylindre procure pour le dispositif de suspension de cuvelage un siège de diamètre inférieur au siège correspondant, dans la tête de puits, sur lequel est supporté le faux cylindre, le diamètre extérieur du disposi- tif de suspension du cuvelage peut être réduit de manière à pouvoir passer dans le diamètre intérieur du cylindre protecteur Une autre particularité nouvelle de l'invention est la présence d'un système à lumière traversante variable, la lumière plus grande étant établie dans la tête de puits pour permettre le passage de l'outil de forage et la lumière plus petite étant établie à travers le faux cylindre qui permet le passage de la rame de cuvelage tout en constituant un siège ou un épaulement de charge pour le dispositif de suspension du cuvelage. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue isométrique d'un as- semblage cylindre protecteur/faux cylindre selon 1 ' invention, avec arrachement partiel pour mieux illustrer la con- figuration des éléments; la figure 2 est une coupe axiale partielle d'une tête de puits, montrant l'assemblage cylindre protecteur/faux cylindre de la figure 1 installé dans la tête; la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2, montrant un cuvelage et son dispositif de suspension instal- lés dans la tête de puits, le dispositif de suspension étant posé sur le faux cylindre; et la figure 4 est une coupe analogue à la figure 3, mais montrant l'installation après que le cylindre protecteur a été récupéré. Comme on peut mieux le voir sur la figure 1, un assemblage 10 cylindre protecteur/faux cylindre selon l'invention comprend un cylindre protecteur 12 analogue à un manchon allongé, un faux cylindre annulaire 14 de dimension axiale inférieure à celle du cylindre protecteur 12, et plusieurs goupilles de cisaillement 16 espacées circonféren- tiellement, passant à travers des parties de paroi télescopi- ques 18, 20 du cylindre protecteur et du faux cylindre, respectivement. / Le cylindre protecteur 12 comporte une partie extrême supérieure 22 (figures 2 et 3) dont la paroi est de plus forte épaisseur, et cette partie 22 présente une gorge annulaire extérieure 24 destinée à recevoir plusieurs vis 26 de blocage espacées circonférentiellement (une seule étant représentée), et une gorge annulaire intérieure 28 destinée à relier le cylindre protecteur à un outil de récupération (non représenté) La partie extrême inférieure 18 du cylindre protecteur présente un diamètre extérieur réduit 30 qui s'ajuste à l'intérieur de la partie extrême supérieure 32 du faux cylindre lorsque ces éléments sont assemblés (figures 1 et 2). Le faux cylindre 14 comporte un épaulement annulaire extérieur 34 qui se pose sur un épaulement an- nulaire intérieur 36 dans la tête de puits 38 (figures 2 à 4), le siège 36 supportant ainsi l'assemblage 10 du faux cylindre et du cylindre protecteur dans la tête de puits La surface intérieure 40 du faux cylindre comporte un épaulement annulaire 42 qui se comporte comme un siège pour un disposi- tif 44 de suspension du cuvelage (figures 3 et 4), le dispositif de suspension ayant un épaulement annulaire extérieur 46 qui se pose sur l'épaulement 42 du faux cylin- dre La surface extérieure du faux cylindre comporte une partie 48 de diamètre réduit destinée à minimiser le contact relativement serré entre le faux cylindre et la tête de puits dans cette zone, tout en laissant une surface de contact suffisante pour assurer un centrage approprié du faux cylindre dans la tête de puits. Dans le processus d' installation, 1 'assemblage 10 cylindre protecteur/faux cylindre est installé en étant raccordé à une rame de tiges (non représentée) et en étant descendu dans la tête de puits 38 jusqu'à ce que l'épaulement 34 du faux cylindre se pose sur le siège 36 dans la tête de puits Les vis 26 de blocage sont alors vissées vers l'inté- rieur dans la gorge 24 du cylindre protecteur, fixant ainsi l'assemblage en position fonctionnelle dans la tête de puits. Le dispositif 44 de suspension de cuvelage et la rame 50 de cuvelage qui lui est reliée sont ensuite descendus dans la tête de puits et l'épaulement 46 du dispositif de suspension est posé sur l'épaulement 42 du faux cylindre En dégageant les vis 26 de blocage de la gorge 24 du cylindre protecteur, on libère ce dernier pour qu'il soit récupéré, ce qui est réalisé en raccordant sur le protecteur un outil de récupéra- tion (non représenté) et en tirant vers le haut la rame de descente Ceci cisaille les goupilles 16 de cisaillement, de manière que le faux cylindre 14 reste en place dans la tête de puits (figure 4) et que le cylindre protecteur soit récupéré à l'installation de forage. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'outil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Outil de puits destiné à protéger la lumière d'une tête de puits ( 38) et à former un siège dans la tête de puits pour y supporter un dispositif ( 44) de suspension de tiges, l'outil étant caractérisé en ce qu'il comporte un assemblage formé d'un cylindre protecteur allongé ( 12), analogue à un manchon, ayant un moyen ( 28) de raccordement à une rame ( 50) de tige pour faire descendre le protecteur dans une tête de puits et le récupérer de cette tête, d'un faux cylindre annulaire ( 14) dont la surface extérieure comporte un moyen ( 34) de support destiné à coopérer avec le siège annulaire ( 36) dans la lumière de tête de puits pour supporter le faux cylindre de ladite lumière, la surface intérieure du faux cylindre comportant aussi un moyen de15 siège ( 42) destiné à supporter un dispositif de suspension de tiges, et de moyens ( 16) reliant de façon amovible le cylindre protecteur au faux cylindre et pouvant être relâchés lors de l'application d'une force axiale prédéterminée sur le cylindre protecteur tandis que le faux cylindre est maintenu immobile. 2 Outil de puits selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de support du faux cylindre comprend un épaulement annulaire ( 34) tourné vers le bas'. 3 Outil de puits selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de siège du faux cylindre comprend une surface annulaire ( 42) tournée vers le haut. 4 Outil de puits selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens reliant de façon amovible le cylindre protecteur au faux cylindre comprennent un système de goupilles ( 16) de cisaillement. Outil de puits selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de goupilles de cisaillement comprend plusieurs goupilles de cisaillement ( 16) espacées circonférentiellement. 6 Outil de puits selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre protecteur comprend un moyen ( 24) destiné à coopérer avec une pièce de la tête de puits pour empêcher tout mouvement axial du protecteur dans5 et par rapport à la tête de puits. 7 Outil de puits selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de coopération du cylindre protecteur comprend une gorge annulaire ( 24) située dans la surface extérieure dudit cylindre protecteur.