Brevet FR2707725A1 — publié le 19950120

La présente invention concerne un raccord de tube bobiné pour puits de pétrole et de gaz pour relier de manière étanche un équipement tel qu'un équipement de complétion, des glissières de forage, des moteurs de fond de puits, des outils de coupure du circuit hydraulique et autres outils de puits, sur le tube bobiné. Il est habituel d'assurer l'étanchéité entre le raccord et le tube bobiné en utilisant des joints tels que des joints toriques. Cependant, le tube bobiné est déformé de manière plastique à chaque fois qu'il est bo- biné ou débobiné d'une bobine et devient ovalisé. Compte tenu de l'utilisation et de l'usure générale et des rup- tures des tubes bobinés, les moyens d'étanchéité habi- tuels utilisés ne parviennent par conséquent pas à inter- férer avec le fonctionnement de divers types d'outils de puits connectés. La présente invention fournit un raccord exté- rieur pour tube bobiné ayant un élément formant garniture qui peut être rendu actif pour fournir une étanchéité très fiable et qui est rendu actif indépendamment du mé- canisme formant coulisse de manière à ne pas être affecté par celui-ci, et peut être compensé thermiquement pour offrir une étanchéité sous pression positive sur une large plage de températures telles que de -40 C à +121 C. La présente invention concerne un raccord exté- rieur de puits pouvant être relié à la partie extérieure d'une première extrémité de tube bobiné de puits pour re- lier le tube bobiné à un autre élément. Le raccord com- porte un corps tubulaire ayant une première et une se- conde extrémités. La première extrémité est dimensionnée pour entourer extérieurement la première extrémité du tube bobiné et la seconde extrémité comporte des moyens de connexion destinés à connecter un autre élément. Un bottier de coulisse est relié de manière vissée à la pre- mière extrémité du corps et des moyens formant coulisses sont positionnés dans le boîtier de coulisse et peuvent venir en contact avec la première extrémité du corps dans une position pour venir en prise et saisir la partie ex- térieure du tube bobiné lors du déplacement du boîtier de coulisse et de la première extrémité du corps associé, destiné à actionner les coulisses. Le corps tubulaire comporte un élément formant garniture positionné pour ve- nir en contact avec la partie extérieure du tube bobiné. Des moyens d'activation actionnés par vissage sont en prise de manière vissée avec le corps, en étant séparés de l'actionnement de la coulisse, pour rendre actif l'élément formant garniture par mise en contact de ma- nière étanche avec l'extérieur du tube bobiné. Cependant, un autre but de la présente inven- tion est constitué du fait que le corps comporte une pa- roi transversale à l'axe longitudinal du corps et posi- tionnée de manière adjacente à l'élément formant garni- ture, et plusieurs éléments s'étendant perpendiculaire- ment à travers la paroi et positionnés entre les moyens d'activation actionnés par vissage et l'élément formant garniture. Dans un premier mode de réalisation, les élé- ments sont des doigts circulaires et dans un autre mode de réalisation, les éléments ont en coupe une forme en arc de cercle. Encore un autre but de la présente invention consiste à fournir un raccord comportant un anneau fendu positionné adjacent à l'élément formant garniture et dans lequel les moyens d'activation actionnés par vissage s'étendent à travers le corps et viennent en contact avec l'anneau fendu pour appuyer l'anneau fendu contre l'élé- ment formant garniture. Dans un premier mode de réalisa- tion, les moyens de mise en contact comportent de préfé- rence des vis s'étendant perpendiculairement à l'axe lon- gitudinal du corps. Encore un autre but de la présente invention est caractérisé en ce que le corps comporte une première et une seconde parties qui sont reliées l'une à l'autre de manière vissée, l'élément formant garniture étant si- tué entre celles-ci, et formant des moyens d'activation pour la mise en oeuvre de l'élément formant garniture. Cependant, encore un autre but de la présente invention est caractérisé en ce que les filets reliant le boîtier de coulisse au corps et les filets reliant les moyens d'activation au corps sont identiques. Encore un autre but de la présente invention consiste à fournir une compensation thermique par activa- tion et étanchéité à faible température et à assurer l'expansion thermique de l'élément d'étanchéité sans per- dre l'étanchéité en agençant des ressorts ou des évide- ments. D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de modes actuellement préférés de réalisation de la pré- sente invention, donnés à titre d'exemple uniquement, faite en référence aux dessins annexes sur lesquels: - les figures lA et lB sont des prolongements l'une de l'autre et forment une vue en coupe d'une pre- mière forme de la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne 2-2 de la figure lB, - les figures 3A et 3B sont des prolongements l'une de l'autre et associées forment une vue en coupe d'une autre forme de la présente invention, - la figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne 4-4 de la figure 3B, - les figures 5A et 5B sont des prolongements l'une de l'autre et associées forment une vue en coupe d'encore une autre forme de la présente invention, - la figure 6 est une vue en coupe prise le long de la ligne 6-6 de la figure 5B, - les figures 7A et 7B sont des prolongements l'une de l'autre et associées forment une vue en coupe d'encore un autre mode de réalisation de la présente in- vention. En se reportant maintenant aux dessins, et plus particulièrement aux figures 1A, lB et 2, la référence numérique 10 indique de manière générale le raccord exté- rieur de puits selon la présente invention qui peut être connecté à la partie extérieure d'une première extrémité d'un tube bobiné 28 pour relier le tube bobiné 28 à un autre élément. Le raccord 10 comporte de manière générale un corps tubulaire 12 ayant une première extrémité 14 et une seconde extrémité 16, un boîtier 18 de coulisse, des coulisses 20, un élément 22 formant garniture, et des moyens d'activation 24 actionnés par vissage. La première extrémité 14 du corps tubulaire 12 est dimensionnée pour entourer extérieurement une pre- mière extrémité 26 du tube bobiné 28. La seconde extrémi- té 16 comporte tout moyen de liaison adapté pour relier d'autres types d'outils de puits tel que des glissières de forage, un équipement de complétion, des moteurs de fond de puits, des outils de coupure hydraulique, des ou- tils vibratoires pour impact, etc. De tels moyens de liaison peuvent être obtenus par des soudures, par des filetages, ou d'autres types de liaison. Le boîtier 18 de coulisse est relié de manière vissée à la première extrémité 14 du corps 12 par des fi- lets complémentaires 30. Les coulisses 20 sont position- nées dans le boîtier 18 de coulisse et peuvent venir en contact avec la première extrémité 14 du corps 12 et ont des surfaces formant coins agissant ensemble entre le boîtier 18 de coulisse et les coulisses 20. Les coulisses 20 comportent des dents destinées à venir en prise avec l'extérieur du tube bobiné 28. Lors du déplacement du boîtier 18 de coulisse et de la première extrémité 14 du corps 12 l'un vers l'autre, par mise en rotation du boî- tier de coulisse par rapport au corps 12, les coulisses 20 sont actionnées pour saisir et maintenir le tube bobi- né 28. De préférence, des vis sans tête 32 sont agencées entre le boîtier 18 de coulisse et le tube bobiné 30 et des vis sans tête 34 sont agencées entre le boîtier de coulisse et le corps 12 en assurant ainsi que les coulis- ses 20, lorsqu'elles sont mises en oeuvre, sont mainte- nues dans une relation de saisie avec le tube bobiné 28. L'élément 22 formant garniture est positionné de manière à être en contact avec l'extérieur du tube bo- biné 28. De préférence, un dispositif anti-extrusion tel qu'un tamis 36 de fils métalliques ou de Kevlar (nom com- mercial déposé) est positionné à chaque extrémité de l'élément 22 formant garniture, et un ressort tel qu'une rondelle Belleville 38 est agencé adjacent à l'élément 22 formant garniture pour compenser les changements de di- mension de la garniture du fait de la dilatation thermi- que. Des rondelles de poussée 40 et 41 sont agencées sur les côtés opposés de la rondelle Belleville 38. Le corps tubulaire 12 peut comporter une paroi 42 transversale à l'axe longitudinale du corps 12 et ad- jacente à l'élément 22 formant garniture. Les moyens d'activation vissés comportent un anneau fileté 44 qui est relié de manière vissée au corps 12 par des filets complémentaires 46, un écarteur fendu 48 et plusieurs doigts 50 qui s'étendent à travers la paroi 42 et vien- nent en contact avec la rondelle de poussée 41. L'élément 22 formant garniture est activé par vissage de l'anneau fileté 44 sur le corps 12, ce qui transmet une charge de compression à travers l'écarteur fendu 48, les doigts 50 et sur la rondelle de poussée 41, la rondelle Belleville 38 et sur l'élément 22 formant garniture. Les doigts cir- culaires 50 sont espacés circulairement autour de la pa- roi 40 pour fournir une force de compression régulière sur l'élément 22 formant garniture. Le nombre de doigts varie en fonction de variables telles que le matériau de garniture, la géométrie, le matériau du doigt et la dimension de celui-ci. Bien que l'élément 22 formant gar- niture puisse être constitué de tout matériau adapté, un matériau satisfaisant est un nytril hydrogéné (HNBR). Apres que l'élément 22 formant garniture ait été active, l'anneau fileté 44 est verrouillé en position par vissage de vis sans tête 52. De préférence, les filets 30 exis- tant entre le boîtier de coulisse et le corps 12 et les filets 46 existant entre l'anneau fileté 44 et le corps 12 sont identiques pour permettre à l'anneau fileté 44 d'être facilement installé sur le corps 12. Il sera noté que le joint 22 formant garniture est rendu actif indé- pendamment des coulisses 20. C'est à dire que les coulis- ses 20 sont mises en position et ancrées par rotation du boîtier 18 de coulisse alors que l'élément 22 formant garniture est activé et mis en place par rotation de l'anneau fileté 44 par rapport au corps 12. L'élément 22 formant garniture peut ainsi être mis en place de manière ferme et sûre et maintenir l'étanchéité avec la partie extérieure du tube bobiné 28 même si le tube bobiné a été bobiné et débobiné par cycles de sa bobine et devient ovalisé. D'autres modes de réalisations peuvent être prévus, comme dans la description qui va suivre dans laquelle des parties analogues à celles représentées sur les figures 1A et lB et 2 seront numérotées de manière analogue en ajoutant le suffixe "a", "b", et "c". En se reportant maintenant aux figures 2, 3A, 3B et 4, les anneaux antiextrusion et le ressort du type Belleville ont été supprimés pour des raisons de clarté. Dans ce mode de réalisation, à la place des doigts 50, on utilise plusieurs ressorts de compression 54 ayant en coupe transversale une forme en arc de cercle, qui s'étendent longitudinalement à travers la paroi 42 du corps 12 pour assurer une force de compression uniforme contre la rondelle de poussée 41 tout en rendant actif l'élément 22a formant garniture. La compensation de la température peut être obtenue par des évidements 23 agen- cés dans l'élément 22a formant garniture. En se reportant maintenant aux figures 5A, 5B et 6, les moyens d'activation actionnés par vissage com- portent plusieurs vis sans tête 56 qui s'étendent perpen- diculairement à l'axe longitudinal du corps 12b, les vis sans tête 56 comportant chacune une face 58 conique qui vient en contact avec une partie conique 60 de l'anneau de poussée 41b pour appliquer une force de compression contre l'élément 22b formant garniture. De préférence, les vis sans tête 56 s'étendent autour du corps 12b pour engendrer une force de compression uniforme sur l'élément 22b formant garniture. En se reportant maintenant aux figures 7A et 7B, le corps 12c est constitué de composants 62 et 64 qui sont reliés l'un à l'autre de manière vissée, par des fi- lets complémentaires 66. Les parties 62 et 64, l'élément 22 formant garniture étant situé entre elles, forment des moyens d'activation pour mettre en oeuvre l'élément 22c formant garniture. La rotation relative des parties 62 et 64 comprime l'élément 22c formant garniture et l'énergie est stockée par les rondelles Belleville 38c agissant contre une rondelle de poussée 40c. Les parties 62 et 64 de corps sont verrouillées l'une sur l'autre par des vis sans tête 68. La présente invention est par conséquent bien adaptée pour mettre en oeuvre les objectifs et atteindre les buts et avantages cités ainsi que d'autres inhérents à celle-ci. Bien que des modes actuellement préférés de réalisation de la présente invention aient été donnés à titre d'exemple, de nombreuses modifications des détails de la construction apparaîtront à l'homme du métier, et seront considérées comme étant contenues dans le domaine de la présente invention et la portée des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Raccord de puits (10) pouvant être relié à l'extérieur d'une extrémité d'un tube de puits (28) bobi- né pour relier le tube bobiné à un autre élément, carac- térisé en ce qu'il comporte: un corps tubulaire (12; 12a; 12b; 12c) ayant une première extrémité (14) et une seconde extrémité (16), la première extrémité (14) étant dimensionnée pour entourer extérieurement l'extrémité du tube bobiné (28), ladite seconde extrémité (16) comportant des moyens de raccordement pour être reliée à l'autre élément, un boîtier (18; 18a; 18b; 18c) de coulisse re- lié à la première extrémité (14) du corps (12; 12a; 12b; 12c), des moyens (20; 20a; 20b; 20c) formant coulis- ses positionnés dans le boîtier de coulisse et pouvant venir en contact avec la première extrémité (14) du corps et positionnés pour saisir l'extérieur du tube bobiné (28) par déplacement mutuel du boîtier de coulisse et de la première extrémité du corps pour actionner les coulis- ses (20; 20a; 20b; 20c), des moyens d'actionnement (30; 30a; 30b; 30c) pour déplacer le boîtier de coulisse et la première ex- trémité (14) du corps mutuellement pour actionner les coulisses, ledit corps tubulaire comportant un élément formant garniture (22; 22a; 22b; 22c) positionné pour ve- nir en contact avec l'extérieur du tube bobiné (28), le- dit élément formant garniture étant écarté hors du con- tact avec les moyens (20; 20a; 20b; 20c) formant coulis- ses et des moyens d'activation (24; 24a; 56, 41b; 62, 64, 66) actionnés par vissage pouvant venir en contact par vissage avec le corps, séparés des moyens (30; 30a; 30b; 30c) d'actionnement de coulisses pour activer l'élé- ment formant garniture jusqu'au contact étanche avec l'extérieur du tube bobiné (28). 2. Raccord selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le corps (12; 12a) comporte une paroi trans- versale (42; 42a) à l'axe longitudinal du corps et posi- tionnée adjacente à l'élément formant garniture (22; 22a) et plusieurs éléments (50; 54) s'étendant perpendiculai- rement à travers la paroi et positionnés entre les moyens (24; 24a) d'activation actionnés par vissage et l'élément formant garniture. 3. Raccord selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les éléments sont des doigts (50). 4. Raccord selon la revendication 2 caractérisé en ce que les éléments (54) ont en coupe une forme en arc de cercle. 5. Raccord selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comporte une rondelle de poussée (41b) si- tuée adjacente à l'élément formant garniture (22b), les- dits moyens d'activation (56) actionnés par vissage s'étendant à travers le corps (12b) et venant en contact avec la rondelle de poussée (41b) pour appuyer la ron- delle de poussée contre l'élément formant garniture (22b). 6. Raccord selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que les moyens d'activation (56) comportent des vis (56) s'étendant perpendiculairement à l'axe longitu- dinal du corps (12b). 7. Raccord selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le corps (12c) comporte une première partie (62) et une seconde partie (64) reliées ensemble par vis- sage, l'élément formant garniture (22c) étant situé entre elles, et formant les moyens d'activation destinés à met- tre en oeuvre l'élément formant garniture. 8. Raccord selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les filets (30; 30a; 30b; 30c) reliant le boîtier de coulisse (18; 18a; 18b; 18c) au corps (12; 12a; 12b; 12c) et les filets (46; 66) reliant les moyens d'activation (24; 24a; 56, 41b; 62, 64, 66) au corps sont identiques. 9. Raccord selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (38; 23) de compensation thermiques situés adja- cents à l'élément formant garniture (22; 22a; 22b; 22c).