Brevet FR2676090A1 — publié le 19921106

Dispositif de fermeture et de remise en oeuvre d'un puits éruptif pétrolier, en feu ou non La présente invention concerne le domaine de l'industrie pétrolière en particulier de l'exploitation des puits, et notamment de l'intervention sur des puits éruptifs, en feu ou non, après destruction suite à un incident, et a pour objet un dispositif de fermeture et de remise en oeuvre d'un tel puits. Dans le cadre de l'exploitation pétrolière, l'arrêt d'une éruption, avec formation de flammes ou non, après destruction, est généralement réalisé soit par per çage oblique, à distance, d'un nouveau puits de déviation et colmatage du puits détruit, soit par injection, directement sur le puits, de boue de colmatage, ce au moyen d'importants dispositifs d'amenée de ladite boue, manoeu vrés à distance. Ces dispositifs connus permettent, certes, l'extinction et/ou l'arrêt desdits puits éruptifs, mais nécessitent une mise en oeuvre très longue, comprise entre plusieurs semaines et plusieurs mois suivant le procédé utilisé avec les conséquences néfastes correspondantes pour ltécologie. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de ces dispositifs. Elle a, en effet, pour objet un dispositif de fermeture et de remise en oeuvre d'un puits éruptif pétrolier, en feu ou non, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par une superstructure autocoffrante en béton armé d'extinction par étouffement munie de moyens de récupération du pétrole après extinction. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation et en coupe du dispositif conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en plan, à plus petite échelle, du dispositif suivant la figure 1 la figure 3 est une vue partielle, à plus grande échelle, représentant la disposition des éléments de coffrage de la structure de pourtour de la superstructure, et la figure 4 est une vue partielle en élévation et en coupe au niveau de la liaison entre la structure de pourtour et la structure centrale de la superstructure. Conformément à l'invention et comme le montrent plus particulièrement, à titre d'exemples, les figures 1 et 2 des dessins annexés, le dispositif de fermeture et de remise en oeuvre d'un puits éruptif pétrolier, en feu ou non, est essentiellement constitué par une superstructure autocoffrante 1, 2 en béton armé d'extinction par étouffement munie de moyens 3 de récupération du pétrole après extinction. La superstructure autocoffrante est constituée par une structure de pourtour 1 délimitée par un coffrage perdu en profilés d'acier 4 superposés ou non, et assemblés entre eux par boulonnage et/ou par soudage, ou par un coffrage perdu en bois, afin de former deux carrés coaxiaux, dont la face interne du carré de plus petites dimensions est lisse et par une structure centrale 2, posée et centrée sur la structure de pourtour 1 et munie des moyens 3 de récupération du pétrole après extinction, lesdites structures de pourtour 1 et centrale 2 étant réalisées en béton armé (figures 1 et 3). La structure de pourtour 1 est constituée, de préférence, par deux carrés coaxiaux formant des coffrages perdus, dont les côtés non lisses sont destinés à retenir le béton, qui est coulé en plusieurs couches, à savoir une première couche très fluide recevant un treillis soudé, sur laquelle est coulée une deuxième couche de fluidité normale également munie d'un treillis soudé, cette deuxième couche étant recouverte d'une troisième couche très fluide. Une telle mise en oeuvre du béton permet, par le coulage de la première couche très fluide, d'épouser parfaitement la configuration du sol autour du puits en éruption et de réaliser une infiltration partielle dudit sol assurant une meilleure étanchéité finale.La deuxième couche de béton est destinée à stabiliser l'ensemble, tandis que la troisième a pour objet l'obtention d'une surface supérieure parfaitement lisse, sans intervention d'opérateurs. Une telle intervention serait difficilement envisageable à proximité d'un puits éruptif. Pour la mise en oeuvre du coffrage perdu formant les carrés coaxiaux de la structure de pourtour 1, ces derniers sont munis à leurs coins d'anneaux 5 de manoeuvre au moyen de câbles. Ainsi, ces carrés peuvent être déplacés et disposés autour du puits en éruption, à distance, au moyen de plusieurs grues disposées en diagonal autour dudit puits ou encore au moyen de plusieurs hélicoptères arrimés aux anneaux 5 par de longs filins. La coulée du béton peut être réalisée de manière habituelle connue, en particulier au moyen de pompes munies de bras prolongateurs. La structure centrale 2 est constituée par une partie inférieure 6 de section sensiblement identique à celle du carré intérieur de la structure de pourtour 1 et d'une hauteur environ égale à la moitié de celle de la structure de pourtour 1, par une partie supérieure 7 de plus grande section, surmontant la partie inférieure 6 et d'une hauteur sensiblement égale ou supérieure à celle de la partie inférieure 6, les moyens 3 de récupération du pétrole après extinction étant disposés verticalement dans la structure centrale 2 et débouchant à sa partie inférieure 6 et par un joint d'étanchéité 17 solidaire de la face inférieure de la partie supérieure 7 et entourant la partie inférieure 6. Les moyens 3 de récupération du pétrole après extinction sont essentiellement constitués par deux tuyaux, de préférence en fonte, dont l'un, 8, présente un diamètre égal à celui du puits en éruption et dont l'autre, 9, présente un diamètre double, ces tuyaux 8 et 9 étant munis chacun d'une vanne 10 et 11 pourvue d'un tambour 10', 11' de manoeuvre au moyen d'un câble, le tuyau 8 étant pourvu, en outre, d'une bride 12 de raccordement à un pipe-line (figure 1). Afin de garantir une liaison rigide entre la structure de pourtour 1 et la structure centrale 2, cette dernière est avantageusement munie, à intervalles réguliers, sur tout son pourtour, de loquets mobiles 13 montés pivotant sur un axe 14 dans des logements 15 délimités à l'intérieur de la partie inférieure 6 de la structure centrale 2 derrière des découpes du coffrage de cette dernière et coopérant avec des logements correspondants 16 prévus derrières des découpes du coffrage du carré interne de la structure de pourtour 1. Ces logements 15 et 16 sont destinés à éviter tout passage de béton lors de la coulée et à permettre le mouvement des loquets 13. Ces derniers, qui sont de constitution simple, sont connus dans la technique et, du fait de leur montage excentrique sur leur axe 14, ils s'éscamotent dans leur logement 15 lors de la pénétration de la partie inférieure 6 dans la structure de pourtour 1 et pivotent automatiquement en direction du logement 16 après mise en place de la structure centrale 2, verrouillant cette dernière en position. Selon une variante de réalisation de l'invention, en particulier pour la mise en oeuvre du dispositif sur un terrain très meuble, notamment sablonneux, les coffrages perdus, formant les contours interne et externe de la structure de pourtour 1, peuvent avantageusement être pourvus sur leur face inférieure d'une cornière s'étendant sur tout leur pourtour. Ainsi, lors de la pose autour du puits en éruption, l'aile verticale des cornières pénètre, sous le poids de l'ensemble du coffrage, dans le sol et réalise une coupure empêchant une migration trop importante de la première couche de béton très fluide. Conformément à une autre variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le coffrage perdu formant le contour externe de la structure 1 peut avantageusement être muni, à intervalles réguliers, d'ouvertures d'échappement des parties visqueuses lors de la coulée du béton, de préférence par prévision, lors de l'assemblage des profilés 4 les constituant, d'un simple aboutement de ces profilés laissant subsister au niveau de chaque coin une ouverture correspondant à celle délimitée par les ailes des profilés 4. Ainsi, dans le cas d'utilisation de profilés en U coupés droit, il subsiste au niveau de chaque coin une ouverture sensiblement rectangulaire. En présence d'un puits éruptif en feu, le coffrage perdu sera réalisé en acier et les profilés 4 utilisés seront, de préférence, des profilés en U de grandes dimensions. Lorsque le puits éruptif n'est pas en feu, il est possible de réaliser les coffrages en bois, ce qui permet d'en réduire, d'une part, le coût, et, d'autre part, le poids. Les bétons utilisés peuvent être de tous types connus et leur gâchage peut être effectué avec tous types de liquides autre que l'eau pure, à savoir de l'eau de mer ou de l'eau mélangée à du pétrole. Selon une autre caractéritique de l'invention, la structure de pourtour 1 peut présenter toutes formes de sections, la structure centrale 2 présentant une section correspondante à la section interne de la structure de pourtour 1. Enfin, conformément à une autre caratéristique de l'invention, la structure centrale 2 peut présenter une forme de cloche, en matériau résitant au feu et aux fortes pressions, s'emboîtant dans la section interne de la structure de pourtour 1. En outre, les tuyaux 8 et 9 formant les moyens 3 de récupération du pétrole après extinction peuvent être munis à leurs extrémités chacun d'un coude orientable mobile permettant de diriger le jet à l'opposé de la zone d'approche. La structure centrale 2, qui est réalisée en dehors du secteur d'intervention, est mise en place comme les éléments de la structure 1 au moyen de grues ou d'hélicoptères et, après sa pose, le pétrole en éruption, en feu ou non, sera forcé à passer à travers les tuyaux 8 et 9 avec accumulation préalable dans une chambre délimitée dans la partie inférieure de la section interne de la structure de pourtour 1 par la partie inférieure 6 de la structure 2.Ainsi, dans un premier temps, l'éruption sera dirigée à travers les tuyaux 8 et 9 sans modification, la structure 2 étant verrouillée de manière étanche sur la structure 1 et il conviendra alors de fermer successivement les robinets 8 et 9 afin de couper le flux de pétrole et d'éteindre, le cas échéant, le feu par action sur les vannes 10 et 11 au moyen de leur tambour respectif 10' et 11' manoeuvrés à distance par l'intermédiaire de câbles enroulés sur eux. La structure conforme à l'invention peut alors être raccordée au moyen de la bride 12 à un pipe-line. Grâce à l'invention, il est possible d'intervenir très rapidement, dans un délai de quelques jours, sur un puits éruptif en feu ou non, détruit par accident, et de stopper l'éruption et l'incendie tout en permettant une remise en exploitation immédiate. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fermeture et de remise en oeuvre d'un puits éruptif pétrolier, en feu ou non, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par une superstructure autocoffrante (1, 2) en béton armé d'extinction par étouffement munie de moyens (3) de récupération du pétrole après extinction. 2. Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la superstructure autocoffrante est constituée par une structure de pourtour (1) délimitée par un coffrage perdu en profilés d'acier (4) superposés ou non, et assemblés entre eux par boulonnage et/ou par soudage, ou par un coffrage perdu en bois, afin de former deux carrés coaxiaux, dont la face interne du carré de plus petites dimensions est lisse et par une structure centrale (2), posée et centrée sur la structure de pourtour (1) et munie des moyens (3) de récupération du pétrole après extinction, lesdites structures de pourtour (1) et centrale (2) étant réalisées en béton armé. 3. Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la structure de pourtour (1) est constituée, de préférence, par deux carrés coaxiaux formant des coffrages perdus, dont les côtés non lisses sont destinés à retenir le béton, qui est coulé en plusieurs couches, à savoir une première couche très fluide recevant un treillis soudé, sur laquelle est coulée une deuxième couche de fluidité normale également munie d'un treillis soudé, cette deuxième couche étant recouverte d'une troisième couche très fluide. 4. Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les carrés coaxiaux de la structure de pourtour (1) sont munis à leurs coins d'anneaux (5) de manoeuvre au moyen de câbles. 5. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la structure centrale (2) est constituée par une partie inférieure (6) de section sensiblement identique à celle du carré intérieur de la structure de pourtour (1) et d'une hauteur environ égale à la moitié de celle de la structure de pourtour (1), par une partie supérieure (7) de plus grande section, surmontant la partie inférieure (6) et d'une hauteur sensiblement égale ou supérieure à celle de la partie inférieure (6), les moyens (3) de récupération du pétrole après extinction étant disposés verticalement dans la structure centrale (2) et débouchant à sa partie inférieure (6) et par un joint d'étanchéité (17) solidaire de la face inférieure de la partie supérieure (7) et entourant la partie inférieure (6). 6. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 5, caratérisé en ce que les moyens (3) de récupération du pétrole après extinction sont essentiellement constitués par deux tuyaux, de préférence en fonte, dont l'un (8) présente un diamètre égal à celui du puits en éruption et dont l'autre (9) présente un diamètre double, ces tuyaux (8 et 9) étant munis chacun d'une vanne (10 et 11) pourvue d'un tambour (10', 11') de manoeuvre au moyen d'un câble, le tuyau (8) étant pourvu, en outre, d'une bride (12) de raccordement à un pipeline. 7. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la structure centrale (2) est avantageusement munie, à intervalles réguliers, sur tout son pourtour, de loquets mobiles (13) montés pivotant sur un axe (14) dans des logements (15) délimités à l'intérieur de la partie inférieure (6) de la structure centrale (2) derrière des découpes du coffrage de cette dernière et coopérant avec des logements correspondants (16) prévus derrières des découpes du coffrage du carré interne de la structure de pourtour (1). 8. Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les coffrages perdus, formant les contours interne et externe de la structure de pourtour (1), sont avantageusement pourvus sur leur face inférieure d'une cornière s'étendant sur tout leur pourtour. 9. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 2 et 8, caractérisé en ce que le coffrage perdu formant le contour externe de la structure (1) est avantageusement muni, à intervalles réguliers, d'ouvertures d'échappement des parties visqueuses lors de la coulée du béton, de préférence par prévision, lors de l'assemblage des profilés (4) les constituant, d'un simple aboutement de ces profilés laissant subsister au niveau de chaque coin une ouverture correspondant à celle délimitée par les ailes des profilés (4). 10. Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de pourtour (1) présente toutes formes de sections, la structure centrale (2) présentant une section correspondante à la section interne de la structure de pourtour (1). 11. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 10, caractérisé en ce que la structure centrale (2) présente une forme de cloche, en matériau résitant au feu et aux fortes pressions, s'emboîtant dans la section interne de la structure de pourtour (1). 12. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 5 et 6, caractérisé en ce que les tuyaux (8 et 9) formant les moyens (3) de récupération du pétrole après extinction sont munis à leurs extrémités chacun d'un coude orientable mobile.