Brevet FR2717533A1 — publié le 19950922

Cette invention se rapporte à la retenue de fluide de forage dans le système de boue d'une opération de forage lorsqu'il y a une réduction ou une perte de pression dans la partie de la boue circulant dans la rame de forage ou lorsque la rame de forage est séparée afin d'ajouter une nouvelle section de tube, et se rapporte plus particulièrement à la prévention du débordement d'un tel fluide de la partie du système de circulation de boue restant dans la partie de l'ensemble de tube déconnecté de la rame de forage lorsqu'une nouvelle section de tube est ajoutée. Une opération de forage d'un puits de pétrole ou de gaz implique généralement une rame de forage avec un trépan fixé à son extrémité inférieure, un système de fluide appelé habituellement le système de " boue " destiné à lubrifier le trépan et destiné à évacuer les débris de coupe du puits, et une tour de forage destinée à supporter et entraîner en rotation la rame de forage. La rame de forage est habituellement fixée au composant de tour de forage connu sous le nom de " tige d'entraînement ", qui est un segment longitudinal de la masse- tige qui a une surface externe hexagonale ou à plusieurs côtés distincts afin de se loger dans l'ouverture centrale de la table rotative de façon à permettre à la table rotative de faire tourner la tige d'entraînement, et ainsi la rame de forage fixée et suspendue à celle-ci. Chaque fois qu'un nouveau joint est ajouté à la rame de forage, la rame de forage est séparée de la tige d'entraînement afin de permettre à la nouvelle connexion d'être faite. La colonne montante de boue du système de boue transporte le fluide de forage devant être mis en circulation dans la rame de forage jusqu'à un point au-dessus de la tige d'entraînement, qui a été mentionnée ci-dessus et est elle même une masse-tige relativement longue. Lorsque la connexion est rompue, à moins qu'il soit prévu d'inclure une vanne " d'économie de boue " d'un certain type, le fluide de forage ou la boue dans la tige d'entraînement se déverse sur le plancher de la tour de forage, entraînant ainsi une condition désagréable pour les travailleurs, une condition éventuellement dangereuse, et créant une pollution qui souille la zone. Ceci se produit même si le système de circulation de fluide de forage est coupé car il y a une grande quantité de fluide de forage qui reste dans la tige d'entraînement, même lorsque la circulation est interrompue. Un sous-ensemble équipé d'un dispositif de retenue de boue et appelé " économiseur de boue " est connu et a déjà été utilisé dans l'état de la technique entre la tige d'entraînement et la rame de forage afin d'empêcher ce débordement de se produire. Un tel dispositif qui se trouve sur le marché est fabriqué par National Oil Well. Ce sous- ensemble incorpore un tube en caoutchouc d'une épaisseur de paroi uniforme qui s'écrase sous la forme d'un tuyau aplati afin de couper l'écoulement de boue. Il n'y a pas de structure de support interne pour le tube en caoutchouc, qui se fatigue relativement rapidement et qui n'est souvent pas satisfaisant dans la retenue du fluide de forage, même avant défaillance, du tuyau à cause du coude à du tube. C'est-à- dire que lorsqu'un tube en caoutchouc épais est replié sur lui même, il y a une ouverture aux extrémités du coude qui permet au fluide de s'échapper. Une quantité non satisfaisante de fluide peut ainsi s'échapper à chaque extrémité du coude du tube aplati. De plus, le coude amène le caoutchouc à être fortement sous contrainte, avec éventuellement pour résultat une défaillance. De gros morceaux se déchirent ou se détachent souvent lorsque ce sous- ensemble est utilisé et tombent de l'ensemble déconnecté ou au fond du trou en passant par la rame de forage une fois que la circulation du fluide de forage reprend. Un autre dispositif incorporant une vanne de retenue " d'économie de boue " sous pression sur une rame de forage a été breveté par Torus Equipment de Oklahoma City, Oklahoma, avec le brevet U.S. 4 811 758. Ce dispositif incorpore un élément en élastomère à paroi uniforme qui est pressurisé par l'extérieur, la pression étant surmontée par la pression interne du fluide de forage dans des conditions normales de fluide de forage. Lorsque la pression du fluide de forage chute, par exemple en préliminaire à la séparation de la rame de forage afin d'ajouter une autre section, la pression externe sur l'élément en élastomère amène une certaine action élastique à se produire, mais amène principalement une extrémité de l'élément à coulisser longitudinalement afin de permettre à l'élément de fermer l'alésage du sous- ensemble. L'élément en élastomère se déforme dans une seule direction, tout comme le sous-ensemble National Oil Well décrit ci- dessus. Par conséquent, lorsque l'extrémité se déplace vers le haut afin de permettre à l'écrasement de se produire, l'élément en élastomère se ferme d'une manière qui est déterminée par la manière de se plier ou de se plisser naturellement de l'élément. Des opérations de plissage répétées de cette manière montrent que l'élément en élastomère se fatigue rapidement, avec pour résultat les mêmes problèmes de déchirement que ceux associés au sous-ensemble National Oil Well. Un manchon rétractable renforcé de tissu ou de câble d'une dimension de paroi uniforme est utilisé dans l'ensemble de vanne de commande d'écoulement divulgué par le brevet U.S. 5 205 325 au nom de Piper Oilfield Products, Inc. de Oklahoma City, Oklahoma. Un autre dispositif économiseur de boue incorporant un élément en élastomère rétractable est divulgué par la demande de brevet U.S. n 08/094 513, déposée le 20 juillet 1993. Cet élément comprend trois lobes d'épaisseur de paroi réduite situés dans des emplacements espacés de manière égale autour de la périphérie de l'élément. Le dispositif est similaire au dispositif du brevet U.S. 4 811 758 dans la mesure o l'élément est mis sous pression de l'extérieur par une pression qui est surmontée par une pression de forage interne normale pendant des opérations de forage, mais qui est suffisante pour écraser l'élément lorsque la pression interne est réduite ou supprimée. L'écrasement provient des trois directions des lobes à paroi mince. Dans une telle opération, les parois qui s'affaissent se retroussent quelque peu et se touchent en laissant trois ouvertures partielles entre les points de rebroussement résultants qui sont les dernières parties de l'ouverture globale à se fermer lorsque la différence de pression de fermeture augmente. Comme cela est noté dans cette divulgation, une pression de précharge relativement élevée d'approximativement 310,3 105 Pa est nécessaire pour fermer totalement l'ouverture de l'élément qui est utilisé dans cet économiseur de boue. C'est par conséquent une caractéristique de la présente invention que de procurer un sous-ensemble de sécurité amélioré destiné à retenir des fluides de forage au-dessus du sous-ensemble dans le cas d'une réduction ou d'une perte de pression de fluide de forage. La présente invention prévoit par conséquent un sous-ensemble de cartouche en élastomère pour insertion dans une partie d'alésage agrandie d'un sous- ensemble de masse-tige réceptrice afin de former un sous-ensemble de sécurité destiné à retenir du fluide de forage dans l'alimentation en fluide externe au- dessus d'une rame de forage dans le cas d'une réduction ou d'une perte de pression de fluide de travail dans la rame de forage, ladite cartouche en élastomère étant caractérisée par une fermeture centrale en élastomère moulée ayant un alésage central d'une dimension approximativement égale sur le plan du diamètre interne à la dimension de l'alésage interne de la rame de forage, la paroi de ladite fermeture en élastomère ayant une zone sur un côté qui est sensiblement plus mince que le reste de la paroi sur une longueur substantielle de ladite fermeture, et deux pièces d'extrémité métalliques reliées de façon longitudinalement fixe aux extrémités respectives de ladite fermeture moulée. La présente invention prévoit en outre un sous-ensemble de sécurité destiné à retenir du fluide de forage dans l'alimentation en fluide externe au- dessus d'une rame de forage dans le cas d'une réduction ou d'une perte de pression de fluide de travail dans la rame de forage, caractérisé par une cartouche en élastomère ayant un axe longitudinal, une fermeture centrale en élastomère moulée et deux pièces d'extrémité métalliques reliées de façon longitudinalement fixe aux extrémités respectives de ladite fermeture moulée, ladite cartouche en élastomère ayant un alésage central d'une dimension égale sur le plan du diamètre interne à la dimension de l'alésage interne de la rame de forage, un sous-ensemble de masse-tige réceptrice pouvant être relié à son extrémité supérieure à l'alimentation en fluide externe et à son extrémité inférieure à la rame de forage sous pression, ledit sous-ensemble de masse-tige ayant un alésage central interne d'une dimension égale à la dimension de l'alésage interne de la rame de forage, l'alésage central de sous-ensemble de masse-tige comprenant une partie agrandie prévue pour recevoir dans un emplacement fixe ladite cartouche en élastomère, la paroi de ladite fermeture en élastomère ayant une zone sur un côté qui est sensiblement plus mince que le reste de la paroi sur une longueur substantielle de ladite fermeture, et une soupape de charge dans le côté dudit sous-ensemble de masse-tige afin de précharger pneumatiquement ladite cartouche en élastomère à un niveau inférieur à la pression de fluide de travail dans la rame de forage de sorte qu'une pression de fluide de travail normale maintient ouvert l'alésage central de ladite cartouche en élastomère et une pression de fluide inférieure à la pression de fluide de travail normale a pour résultat que la précharge pneumatique ferme ladite cartouche en élastomère par écrasement vers l'intérieur de ladite zone plus mince de ladite cartouche en élastomère afin d'empêcher un écoulement supplémentaire de fluide de forage provenant de l'alimentation en fluide externe jusqu'à ce que la pression de fluide de travail normale soit rétablie dans la rame de forage. C'est une autre caractéristique de la présente invention que de prévoir un sous-ensemble de sécurité amélioré du type décrit ci-dessus dans lequel la cartouche en élastomère sous pression est mise sous pression de l'extérieur à relativement basse pression afin de provoquer la fermeture d'un élément en élastomère non coulissant. C'est encore une autre caractéristique de la présente invention que de prévoir un sous-ensemble de sécurité amélioré du type décrit ci-dessus ayant une cartouche en élastomère sous pression qui comprend une unique zone à paroi mince qui s'écrase de manière commandée et supportée d'une façon améliorée afin de minimiser l'usure de l'élément en élastomère. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de plusieurs formes de réalisation préférées de l'invention illustrées sur les dessins, dans lesquels: La figure 1 est une vue de face d'une installation de forage typique dans laquelle peut être utilisé un sous-ensemble de sécurité selon la présente invention; La figure 2 est une vue de côté partielle d'une partie d'une rame de forage rotative dans une installation de forage rotatif qui illustre l'emplacement du sous-ensemble de sécurité selon la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la partie de sous-ensemble de masse- tige du sous-ensemble de sécurité selon une forme de réalisation préférée de l'invention, montrant la section en élastomère en vue ouverte; La figure 4 est une vue de côté en coupe suivant la ligne 4-4 représentée sur les figures 3 et 6; La figure 5 est une vue de côté en coupe de la partie en élastomère du sous-ensemble de sécurité représenté sur la figure 3, avec la parte totalement écrasée; La figure 6 est une vue en coupe longitudinale de la cartouche en élastomère du sous- ensemble de sécurité représenté sur la figure 3, divulguant la forme des inserts d'extrémité métallique et de la fermeture en élastomère; et La figure 7 est une vue de côté en coupe de la partie en élastomère d'une cartouche en élastomère selon la présente invention. Si l'on se réfère à la figure 1, une tour de forage typique 10 y est représentée. Les composants opérationnels importants pour la compréhension du fonctionnement de la présente invention comprennent le tube de forage ou rame de forage 12, qui se compose de plusieurs sections de tube reliées bout à bout, la longueur de chaque section étant de manière typique de 9,15 m. La rame de forage supporte un trépan 14 à son extrémité et est creuse de sorte qu'un fluide de forage peut circuler dans la rame de forage afin de lubrifier les surfaces de coupe du trépan et de procurer un nettoyage ou une évacuation vers le haut des coupes et autres débris en passant par l'espace annulaire autour du tube. L'effluent de l'espace annulaire s'écoule à travers le raccord 16 jusqu'au système de circulation de boue 18. Un réservoir 20 de fluide de forage permet le dépôt des matières étrangères dans le fluide et le traitement du fluide avec des additifs appropriés. Un tube d'aspiration 22 partant du réservoir permet un pompage du fluide par l'intermédiaire d'une colonne montante de boue 24 et d'un tuyau rotatif 26 jusqu'à un emplacement au-dessus de la tige d'entrainement ou masse-tige 28, un tube hexagonal ou octogonal allongé qui descend à travers l'ouverture centrale dans une table rotative 30. La table rotative 30 se ferme sur la tige d'entraînement et est entrainée en rotation afin de produire les forces de rotation sur la rame de forage destinées à réaliser le forage. Un sous-ensemble de sécurité 32 selon la présente invention est inclus dans la rame de forage entre la section supérieure du tube de forage et la tige d'entraînement. Afin d'ajouter une nouvelle section de tube à la rame, le système de circulation est arrêté, la rame est remontée de sorte que l'extrémité inférieure de la tige d'entraînement et le sous- ensemble de sécurité qui sera davantage décrit par la suite sont positionnés juste au-dessus de la table rotative de façon à permettre la déconnexion de la rame du sous-ensemble de sécurité. Aussitôt que la pression du fluide de forage est réduite en dessous d'une valeur prédéterminée telle que déterminée par la valeur de précharge opposée ou contraire appliquée sur le sous-ensemble de sécurité, aussi faible qu'approximativement 6,2 105 à 6,9 105 Pa, le sous-ensemble de sécurité se ferme afin d'empêcher du fluide présent dans la tige d'entraînement et le tuyau rotatif et d'autres composants du système de circulation de fluide situés au-dessus de la rame de forage de se déverser ou de déborder et de créer non seulement du désordre dans l'environnement mais également des conditions déplaisantes, glissantes, éventuellement dangereuses et du gaspillage. Une fois que la nouvelle section a été ajoutée à la rame de forage et que la circulation du fluide ramène la pression de fluide interne à des conditions opérationnelles, le sous-ensemble de sécurité s'ouvre jusqu'à la fois suivante o la pression de fluide dans la rame de forage est à nouveau réduite. Il est à noter que la tour de forage illustrée sur la figure 1 est une tour de forage rotative qui comprend une tige d'entraînement et une table rotative. De nombreuses tours de forage ne comprennent pas ces composants. Ces installations comprennent en fait un maillon d'entraînement supérieur. Le sous-ensemble de sécurité décrit ici peut être utilisé dans une telle installation en étant directement relié au maillon d'entraînement de la même manière qu'il est relié à la tige d'entraînement de la figure 1. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, une vue rapprochée de l'installation juste décrite y est illustrée. Le bas de la tige d'entraînement 28 est relié à l'extrémité supérieure du sous-ensemble de sécurité 32. Un sous-ensemble de vanne à boule de masse-tige commandé manuellement 33 ou le robinet de tige d'entraînement est relié à l'extrémité inférieure du sous-ensemble de sécurité 32 afin d'arrêter de manière positive le fluide lorsqu'il est nécessaire d'avoir une commande indépendante de cette fonction et pas simplement de s'appuyer sur la fermeture automatique associée au sous-ensemble de sécurité seul. Enfin, l'ensemble de vanne à boule est relié à l'extrémité du tube de forage supérieur de la rame de forage 12. Dans n'importe quelle tour de forage particulière, il peut y avoir des sous-ensembles additionnels ou une variante de ce qui est représenté. Le sous-ensemble de sécurité 32 représenté sur la figure 3 comprend une section de sous-ensemble de masse-tige extérieur 34 et une cartouche en élastomère interne 36. La section de sous-ensemble 34 est filetée extérieurement au niveau de son extrémité inférieure pour raccordement à la section supérieure de la rame de forage et comprend un alésage central 38, qui est dimensionné de façon à être égal ou approximativement égal à l'alésage central de la rame de forage. L'alésage central 40 au milieu de la section de sous-ensemble 34 est agrandi par rapport à l'alésage 38, formant ainsi un rebord ou lèvre interne 42 destiné à limiter le mouvement vers le bas de la cartouche 36. Une rainure interne dans l'alésage central 40 reçoit un anneau élastique 44 destiné à retenir la cartouche 36 i1 dans l'alésage central 40. L'alésage est fileté intérieurement pour raccordement à la tige d'entraînement, comme cela a été décrit ci-dessus, au niveau de l'extrémité supérieure de la section de sous- ensemble 34. Comme cela est expliqué plus en détail ci- après, la cartouche en élastomère se compose d'un élément ou partie de fermeture centrale moulée 46, d'une pièce d'extrémité métallique supérieure 48 et d'une pièce d'extrémité métallique inférieure 50. Ces pièces d'extrémité métalliques sont rainurées chacune de manière périphérique afin de recevoir un joint torique 52 et 54 respectivement de façon à assurer l'étanchéité contre des fuites de gaz de la surface intérieure de l'alésage central 40. La partie de fermeture centrale moulée 46 de la cartouche 36 est essentiellement cylindrique entre les pièces d'extrémité métalliques et comprend une unique dépression externe 56 couvrant approximativement deux tiers ou plus de la longueur du cylindre. Comme cela est représenté en vue de côté en coupe longitudinale de la cartouche et de la fermeture, la dépression 56 est creusée de telle sorte que la paroi latérale de la fermeture est progressivement plus mince lorsqu'elle progresse vers sa partie la plus mince au centre de la zone renfoncée, la zone s'inclinant progressivement vers l'épaisseur de paroi normale en haut et en bas. Comme cela est représenté sur la figure 3, les parties supérieure et inférieure de la zone renfoncée sont en forme de dôme. Enfin, comme cela est représenté en vue en coupe latérale sur la figure 4, la dépression 56 est formée par l'enlèvement d'une corde de matière de sa surface extérieure de sorte que la dimension de paroi la plus mince au centre de la zone renfoncée est d'environ les trois quarts de l'épaisseur de paroi normale. Une plage d'épaisseur de paroi de la plus mince vers la normale de 50 à 90 pour- cent est acceptable. Les dimensions d'une forme de réalisation préférée d'une partie de fermeture 46 sont: une largeur de section mince de 4,2 cm, une longueur de 11,8 cm, une paroi épaisse de 2,2 cm et une paroi mince de 1,7 cm, ce qui donne un rapport de paroi mince sur paroi épaisse de 1,7/2,2, ce qui est égal à 0,77. La longueur de la dépression est très proche de la longueur totale du cylindre entre les pièces d'extrémité métalliques. La matière de la fermeture en élastomère pour la forme de réalisation préférée a une capacité d'allongement supérieure à 250% (plage préférée de 250 à 700%); une déformation résiduelle sous traction inférieure à environ 17% (plage préférée de 3 à 20%); et un module supérieur à 55,2 105 Pa (plage préférée de 48,3 105 à 186,2 105 Pa). La paroi latérale de la section de sous- ensemble 34 comprend un renfoncement externe 58 destiné à recevoir dans un emplacement fixe, par exemple par une liaison filetée, une soupape de charge 60. Le renfoncement est suffisamment profond de sorte qu'aucune partie de la soupape ne dépasse de la surface externe de la section de sous-ensemble 34. La soupape est positionnée avec un angle d'accès approprié par rapport à l'axe longitudinal 61 de la section d'ensemble et son extrémité de sortie s'ouvre dans l'alésage central 40. L'angle de décalage préféré par rapport à la dépression 56, comme cela est représenté par l'axe 61 sur la figure 4, est d'environ 45 , bien que 30 à 90 soit acceptable, n'importe quel angle pouvant fonctionner. Avant la mise en oeuvre, la surface externe de la cartouche en élastomère est préchargée à une valeur suffisante pour amener la cartouche à obturer l'alésage avec la pression de circulation qui a été coupée. Ordinairement, cette précharge est d'environ 6,2 105 à 6,9 105 Pa, ce qui est bien moins que les plus de 13, 8 105 Pa nécessaires pour des structures de l'état de la technique. Il s'avère pratique d'utiliser un gaz inerte tel que de l'azote pour précharger ou mettre en pression le sous- ensemble de sécurité, bien que de l'air propre puisse être utilisé si cela est souhaité. Une soupape adaptée à un fonctionnement de la manière décrite est une soupape de charge Schrader ou son équivalent. Un évidement 63 existe autour de l'alésage central intérieur 40 de la section de sous-ensemble 34, et peut être décalé longitudinalement par rapport à l'emplacement de décharge de la soupape de charge 60. Cet évidement fonctionne comme un dégagement destiné à régulariser l'écrasement de la partie de fermeture 46, comme cela est décrit ciaprès, et l'ouverture lorsque la pression d'alésage interne est rétablie. Il existe suffisamment de communication de fuite autour de la fermeture centrale 46 entre les joints toriques d'étanchéité au gaz 52 et 54, y compris au niveau de l'évidement 63, pour qu'il y ait une pression radiale dirigée vers l'intérieur égale appliquée sur la surface externe de la partie de fermeture 46. Il est à noter que l'évidement 63 est de préférence une seule dépression autour de la surface interne complète de la section de sous-ensemble 34. Toutefois, il peut y avoir des dépressions discontinues ou plusieurs dépressions si cela est souhaitée. L'évidement 63 procure un dégagement pour le gaz utilisé dans la précharge du système. Le rapport du volume de gaz dans l'évidement 63 lorsque l'élément de fermeture est totalement ouvert, comme cela est représenté sur la figure 3, sur le volume de gaz entre l'élément fermé et l'intérieur de la cartouche 36 entre les joints toriques 52 et 54 est d'environ 1 sur 6. Le rapport peut être aussi petit que 1 sur 2 et le fonctionnement sensiblement le même. Bien qu'il soit préférable que l'évidement soit légèrement décalé longitudinalement par rapport à l'extrémité de sortie de la soupape de précharge 60, il est acceptable que l'extrémité de décharge de la soupape soit dans l'évidement 63. Si l'on passe à la figure 5, l'élément ou partie de fermeture centrale 46 de la cartouche 36 y est représenté dans son état écrasé. La section en pointillés du dessin illustre la condition pré-écrasée de l'élément de fermeture. La dimension de paroi la plus mince de l'élément de fermeture, qui est essentiellement un tube avec une encoche faite dans un coin de la dépression 56, est au centre 70 de cette dépression. Ainsi, lorsque la différence de pression sur l'extérieur de l'élément 46 est plus forte que sur l'intérieur afin d'amener l'élément à s'écraser, l'élément s'écrase en premier au centre 70. Du fait que la matière élastomère de l'élément 46 est relativement homogène et universellement élastique, un écrasement supplémentaire a pour résultat que la matière roule vers l'extérieur depuis le point de contact initial avec la paroi opposée de la zone de paroi la plus mince au niveau du centre 70. Lorsqu'elle roule ou ondule vers l'extérieur vers les extrémités 72 et 74 de l'ouverture précédente, la matière applique effectivement une valeur toujours croissante de pression de matière relativement souple et flexible afin de fermer totalement les ouvertures restantes au niveau des extrémités 72 et 74 avec une valeur relativement faible de pression comparée à la valeur nécessaire pour fermer les ouvertures d'un tube ayant une dimension de paroi uniforme. C'est-à-dire que le tube ne se replie pas simplement sur lui même comme un tube uniforme, qui nécessite une valeur relativement élevée de différence de pression afin de fermer ou pincer totalement les extrémités repliées de l'ouverture. Une forme de réalisation préférée de la cartouche est représenté sur la figure 6, o l'on peut voir que, en plus d'être une surface conique, l'extrémité d'insertion des inserts métalliques comprend une forme de blocage 66 destinée à maximiser la liaison de celle-ci avec la matière de l'élément de fermeture 46. Il est à noter que la matière élastomère réalise l'opération d'ouverture et de fermeture complète grâce à ses propriétés élastomères seules et sans mouvement d'une extrémité de la cartouche. Afin de fonctionner de cette manière, la matière qui est utilisée possède des propriétés d'allongement élevées, possède une forte résistance à la traction avec la possibilité de dissiper rapidement de l'énergie, est fortement résistante à la fatigue en flexion, et a un module suffisamment élevé pour procurer une stabilité dimensionnelle à la structure. Parmi les matières qui possèdent ces propriétés et sont acceptables pour les usages décrits ici, il y a les caoutchoucs nitrile, chloroprène et naturel. D'autres caractéristiques importantes qui sont souhaitables pour la matière élastomère comprennent la résistance à la contamination ou la dégradation par le pétrole ou l'eau ou aux autres ingrédients trouvés dans les fluides de forage et la conservation de ses propriétés mécaniques souhaitées exposées ci- dessus sur une large plage de températures de fonctionnement. Du fait que la résistance au pétrole et à l'eau est une considération importante dans l'application de l'invention décrite ici, les élastomères nitriles et chloroprènes sont des matières préférées pour la fermeture en élastomère utilisée dans la cartouche. Un élastomère pour l'application décrite ici est caractérisé plus spécialement par ces propriétés: dureté en unités Shore A, 60 à 90; module 48,3 105 à 186,2 105 Pa; allongement ultime 250 à 700%; et déformation résiduelle sous traction 2 à 20%. L'alésage central de la cartouche en élastomère peut être cylindrique. Il a toutefois été constaté qu'il était avantageux que l'alésage interne soit légèrement en forme de sablier comme cela est représenté en 47 sur la figure 6 afin de minimiser les contraintes dans le caoutchouc lorsque laparoi mince fléchit vers l'intérieur vers et depuis la position fermée comme cela a été exposé ci-dessus. En fonctionnement, lorsque la pression interne dans l'alésage central de la fermeture en élastomère se réduit à une valeur qui permet à la pression externe de précharge d'agir, un point de rebroussement est formé à l'opposé de la dépression. Plus spécialement, en partant du début, lorsqu'un sous- ensemble de sécurité qui n'est plus pressurisé est chargé avec la pression de précharge, l'élastomère s'étire vers l'intérieur principalement au niveau du point de rebroussement. Cet étirement continue jusqu'à ce que l'ouverture de l'alésage central soit fermée de la manière décrite ci-dessus. Il est à noter qu'en dépressurisant le sous- ensemble de sécurité, la matière élastomère de la fermeture centrale 46 se relâche et procure un alésage totalement ouvert afin de laisser passer un outil d'entretien ou équivalent. Il n'y a pas d'irrégularités de cet alésage sensiblement circulaire. Une autre forme de réalisation de l'invention est représentée sur la figure 7. Cette forme de réalisation illustre des pièces d'extrémité métalliques 48 et 50 collées sur un élément de fermeture 46a, qui est identique en tout point à l'élément de fermeture 46, excepté que la dépression 56a dans la paroi extérieure de l'élément est d'une forme légèrement différente de celle de la dépression 56 représentée sur la figure 3. Dans ce cas, la dépression est sensiblement rectangulaire, avec les extrémités de la dépression qui s'épaississent au niveau de parties 80 et 82 dans des plans en forme de dôme inversé qui focalisent la pression externe appliquée sur la dépression d'une façon un peu plus nette qu'avec la dépression 56. Il est également possible de prévoir une dépression à paroi mince dans l'alésage interne de l'élément de fermeture, plutôt que dans la paroi externe, ou à la fois dans la paroi interne et la paroi externe opposée, si cela est souhaité. De plus, bien qu'il ressorte des figures 3 et 4 que la zone plus mince de la paroi d'élément de fermeture 46 se trouve sur seulement environ 75 de la circonférence, la zone plus mince est efficace sur le plan opérationnel sur une plage d'environ 30 à 330 . Si un arc de matière plus grand que celui représenté est enlevé, le retrait doit se faire par un retrait d'autre chose qu'une corde cependant. Une plage inférieure à 45 à 160 est préférée pour la partie plus mince de la paroi. De même, bien que deux formes de réalisation de la configuration globale de la dépression soient illustrées de manière spécifique, 56 sur la figure 3 et 56a sur la figure 7, d'autres contours ou configurations de la dépression sont également acceptables. Bien que plusieurs formes de réalisation aient été décrites, il est évident que l'invention n'est pas limitée ainsi, du fait que de nombreuses modifications en plus de celles exposées spécifiquement peuvent être apportées. Par exemple, l'épaisseur de paroi de l'élément de fermeture peut être rendue plus mince de manière asymétrique afin de fonctionner selon la description ci-dessus par enlèvement de matière de l'alésage interne de la fermeture 46, comme cela est représenté par l'enlèvement de la zone 57 sur la figure 4, ou si cela est préféré, par enlèvement de matière à la fois de la paroi interne de la fermeture 46 et de la paroi externe de la fermeture 46 à l'opposé, à nouveau comme cela est représenté sur la figure 4 o la zone 57 et la dépression 56 sont considérées conjointement. REVENDICATIONS 1. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) pour insertion dans une partie d'alésage agrandie d'un sous-ensemble de masse-tige réceptrice (34) afin de former un sous-ensemble de sécurité (32) destiné à retenir du fluide de forage dans l'alimentation en fluide externe au-dessus d'une rame de forage (12) dans le cas d'une réduction ou d'une perte de pression de fluide de travail dans la rame de forage (12), ladite cartouche en élastomère (36) étant caractérisée par une fermeture centrale en élastomère moulée (46) ayant un alésage central d'une dimension approximativement égale sur le plan du diamètre interne à la dimension de l'alésage interne (38) de la rame de forage (12), la paroi de ladite fermeture en élastomère (46) ayant une zone sur un côté qui est sensiblement plus mince que le reste de la paroi sur une longueur substantielle de ladite fermeture, et deux pièces d'extrémité métalliques (48, 50) reliées de façon longitudinalement fixe aux extrémités respectives de ladite fermeture moulée. 2. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ladite zone plus mince couvre une plage circonfé- rentielle comprise entre 45' et 160, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas uniforme du fait que sa plus grande minceur se trouve au voisinage de son centre (70). 3. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ladite zone plus mince est obtenue par réduction du diamètre externe de ladite fermeture en élastomère (46) au voisinage de ladite zone plus mince en même temps qu'on maintient constant le diamètre d'alésage interne, de préférence par le retrait effective d'une corde de matière de la surface externe de ladite fermeture, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas uniforme du fait que sa plus grande minceur se trouve au voisinage de son centre (70). 4. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ladite zone plus mince est obtenue par réduction du diamètre interne de ladite fermeture en élastomère (46) au voisinage de ladite zone plus mince, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas unifonnrme du fait que sa plus grande minceur se trouve au voisinage de son centre (70). 5. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ladite zone plus mince est obtenue par réduction d'à la fois le diamètre interne et le diamètre externe de ladite fermeture en élastomère (46) au voisinage de ladite zone plus mince, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas uniforme du fait que sa plus grande minceur se trouve au voisinage de son centre (70). 6. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ladite soupape de charge (60) est alignée circonféren- tiellement à l'écart de ladite zone plus mince de ladite fermeture en élastomère (46), de préférence dans la limite de 90 de ladite zone plus mince. 7. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé par des moyens d'étanchéité (52, 54) placés entre chacune desdites pièces d'extrémité métalliques (48, 50) et la partie agrandie de l'alésage central interne (40) dudit sous-ensemble de massetige (34) afin d'empêcher la précharge pneumatique de se décharger, et des moyens de retenue (42, 44) destinés à retenir longitudinalement ladite cartouche en élastomère (36) dans ledit sous- ensemble de masse-tige (34). 8. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'alésage central de ladite cartouche en élastomère (36) est cylindrique. 9. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'alésage central de ladite cartouche en élastomère (36) est en forme de sablier (47). 10. Sous-ensemble de cartouche en élastomère (36) selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les extrémités de réception de ladite fermeture en élastomère (46) et les extrémités d'insertion des deux pièces d'extrémité métal- liques sont respectivement amincies en forme de cônes de façon correspondante, et, de préférence, comportent des rainures de blocage, ladite fermeture en élastomère (46) étant de préférence réalisée dans une matière qui possède une capacité d'allongement de 250 à 600 %, une déformation résiduelle sous traction de 2 à 20 %, et un module de 48,3 x 105 à 186,2 x 105 Pa. 11. Sous-ensemble de sécurité (32) destiné à retenir du fluide de forage dans l'alimentation en fluide externe au-dessus d'une rame de forage (12) dans le cas d'une réduction ou d'une perte de pression de fluide de travail dans la rame de forage (12), caractérisé par une cartouche en élastomère (36) ayant un axe longitudinal, une fermeture centrale en élastomère moulée (46) et deux pièces d'extrémité métalliques (48, 50) reliées de façon longitudinalement fixe aux extrémités respectives de ladite fermeture moulée, ladite cartouche en élastomère (36) ayant un alésage central d'une dimension égale sur le plan du diamètre interne à la dimension de l'alésage interne de la rame de forage (12), un sous-ensemble de masse-tige réceptrice (34) pouvant être relié à son extrémité supérieure à l'alimentation en fluide externe et à son extrémité inférieure à la rame de forage (12) sous pression, ledit sous-ensemble de masse-tige (34) ayant un alésage central interne (38) d'une dimension approximativement égale à la dimension de l'alésage interne de la rame de forage (12), l'alésage central du sous-ensemble de masse-tige comprenant une partie agrandie prévue pour recevoir dans un emplacement fixe ladite cartouche en élastomère (36), la paroi de ladite fermnneture en élastomère (46) ayant une zone sur un côté qui est sensiblement plus mince que le reste de la paroi sur une longueur substantielle de ladite fermeture, et une soupape de charge (60) dans le côté dudit sous-ensemble de masse-tige (34) afin de précharger pneumatiquement ladite cartouche en élastomère (36) à un niveau inférieur à la pression de fluide de travail dans la rame de forage (12) de sorte qu'une pression de fluide de travail normale maintient ouvert l'alésage central de ladite cartouche en élastomère (36) et une pression de fluide inférieure à la pression de fluide de travail normale a pour résultat que la précharge pneumatique ferme ladite cartouche en élastomère (36) par écrasement vers l'intérieur de ladite zone plus mince de ladite fermeture en élastomère (46) afin d'empêcher un écoulement supplémentaire de fluide de forage depuis l'alimentation en fluide externe jusqu'à ce que la pression de fluide de travail normale soit rétablie dans la rame de forage (12). 12. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite zone plus mince couvre une plage circonférientelle comprise entre 45 et 160 %, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas uniforme en ce que sa plus grande minceur se trouve à proximité de son centre. 13. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite zone plus mince est obtenue par réduction du diamètre externe de ladite fermeture en élastomère (46) au voisinage de ladite zone plus mince en même temps qu'on maintient constant le diamètre d'alésage interne, de préférence par le retrait effectif d'une corde de matière de la surface externe de ladite fermeture, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas uniforme en ce que sa plus grande minceur se trouve à proximité de son centre. 14. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite zone plus mince est obtenue par réduction du diamètre interne de ladite fermeture en élastomère (46) au voisinage de ladite zone plus mince, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas uniforme en ce que sa plus grande minceur se trouve à proximité de son centre. 15. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite zone plus mince est obtenue par réduction d'à la fois le diamètre interne et le diamètre externe de ladite fermeture en élastomère (46) au voisinage de ladite zone plus mince, et, de préférence, l'épaisseur de paroi de ladite zone plus mince n'est pas uniforme en ce que sa plus grande minceur se trouve au voisinage de son centre. 16. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite soupape de charge (60) est alignée circonférentiellement à l'écart de ladite zone plus mince de ladite fermeture en élastomère (46), de préférence dans la limite de 90' de ladite zone plus mince, et ladite soupape de charge (60) précharge de préférence ladite cartouche en élastomère (36) sur une plage de 6,2 x 105 à 6,9 x 105 Pa. 17. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé par des moyens d'étanchéité (52, 54) placés entre chacune desdites pièces d'extrémité métalliques (48, 50) et la partie agrandie de l'alésage central interne (40) dudit ensemble de masse-tige (34) afin d'empêcher la précharge pneumatique de se décharger, et des moyens de retenue (42, 44) destinés à retenir longitudinale- ment ladite cartouche en élastomère (36) dans ledit sous-ensemble de masse-tige (34). 18. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la paroi interne de ladite cartouche en élastomère (36) placée entre lesdites deux pièces d'extrémité métalliques (48, 50) comprend un évidement (63) entourant au moins partiellement ladite fermeture en élastomère (46), et, de préférence, le volume de l'évidement est dans la plage de 1/6 à 1/2 du volume compris entre lesdites pièces d'extrémité (48, 50) à l'extérieur de ladite fermeture en élastomère (46) lorsqu'elle est écrasée, en plus du volume dudit évidement (63). 19. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'alésage central de ladite cartouche en élastomère (36) est cylindrique. 20. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'alésage central de ladite cartouche en élastomère (36) est en forme de sablier. 21. Sous-ensemble de sécurité (32) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les extrémités de réception de ladite fermeture en élastomère (46) et les extrémités d'insertion desdites deux pièces d'extrémité métalliques (48, 50) sont respectivement amincies en forme de cônes de manière correspondante, ladite fermeture en élastomère (46) étant réalisée dans une matière qui possède une capacité d'allongement de 250 à 700 %, une déformation résiduelle sous traction de 2 à 20 %, et un module de 48,3 x 105 à 186,2 x 105 Pa.