Brevet FR2733790A1 — publié le 19961108

La présente invention concerne des vérins de vanne d'éruption de manière générale, et plus précisément, elle concerne des vérins de vanne d'éruption destinés à être utilisés avec un tube de pompage enroulé. Un tube de pompage enroulé est essentiellement un tronçon continu de tube qui est enroulé sur un rouleau à la surface et qui est introduit dans un puits de pétrole ou de gaz essentiellement pour le reconditionnement, bien qu'un tube de pompage enroulé puisse aussi être utilisé pour le forage. Par exemple, des trous horizontaux de drainage sont souvent forés à l'aide d'un tube enroulé. L'avantage du tube enroulé de pompage est évidemment qu'aucun raccord ne doit être effectué lorsque la colonne est descendue dans un puits ou sortie de celui-ci. Cependant, il arrive que des outils doivent être intro- duits dans le tube de pompage enroulé. Il faut alors que celui-ci soit coupé pour la disposition de l'outil, et les deux extrémités coupées sont ensuite raccordées par des accouplements. Il est important que le raccord formé entre les accouplements et le tube soit testé avant la descente des accouplements dans le trou. L'opération est réalisée actuellement à l'aide d'un piston de vanne d'éruption conte- nant des coins de retenue qui serrent le tube et permettent l'application d'une force ascendante de traction au tube pour l'essai du raccord formé entre les accouplements et le tube. Les coins de retenue placés sur ces vérins ont une série de gorges internes formées dans les parois de cavités en demi-cercle de chaque vérin et qui viennnent au contact du tube lorsque les vérins sont fermés autour du tube. Cette disposition donne un ensemble rigide à "coquille" qui est au contact du tube sur une surface étroite à deux emplacements autour de la circonférence. Cette disposition peut provoquer une détérioration du tube. Un autre inconvénient de l'ensemble à vérins est que la hauteur d'empilement de la vanne d'éruption augmente puisqu'un second ensemble à vérins doit être utilisé pour former l'étanchéité autour du tube en cas d'éruption. En conséquence, l'invention a pour objet la réalisation d'un vérin de vanne d'éruption qui permet la formation d'un joint d'étanchéité et empêche la circulation du fluide au niveau du vérin lorsque celui-ci est au contact du tube et qui maintient aussi le tube afin qu'il ne puisse pas se déplacer vers le haut ni vers le bas par rapport au piston. L'invention concerne un vérin qui est au contact du tube par des coins de retenue placés sur une surface étendue du tube afin que la possibilité de détérioration du tube par des forces d'écrasement exercées par les coins de retenue soit réduite. L'invention concerne aussi un vérin de vanne d'éruption qui possède à la fois des fonctions d'étanchéité et de maintien afin qu'une seule vanne d'éruption soit nécessaire. L'invention concerne aussi des guides de tube destinés à centrer le tube enroulé dans la vanne d'éruption lorsque les vérins se ferment et qui sont solidaires d'un ensemble à joints élastomères d'étanchéité porté par les vérins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation partielle et en coupe partielle d'une vanne d'éruption du type à vérins com- prenant des vérins selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan des vérins selon l'invention en position de fermeture autour d'une colonne formée d'un tube enroulé; la figure 3 est une coupe par un plan vertical à plus grande échelle des vérins fermés autour d'une colonne formée par un tube enroulé, les coins supérieurs de retenue étant au contact du tube afin qu'ils empêchent un déplacement vers le bas du tube par rapport à la vanne d'éruption; la figure 4 est une coupe d'un segment de coin de retenue selon l'invention, suivant la ligne 4- 4 de la figure 5; la figure 5 est une vue en plan du segment de coin de retenue de la figure 4, dans la direction des flèches 5; et la figure 6 est une vue en plan des vérins selon l'invention, en position d'ouverture. La vanne d'éruption 10 représentée sur la figure 1 est une vanne d'éruption du type à vérins commandés hydrauli- quement de réalisation classique. Elle comporte des vérins 12 et 14 qui sont déplacés vers l'intérieur et l'extérieur, au contact de la colonne 16 formée par le tube, indiquée en trait mixte, passant dans le trou 18 de la vanne d'éruption. La totalité du côté gauche de la vanne d'éruption est représentée en coupe indiquant la disposition interne permettant le déplacement du vérin 12 vers la colonne et à distance de celle-ci. Plus précisément, le vérin 12 est déplacé dans les deux sens opposés par un fluide hydraulique agissant d'un côté ou de l'autre d'un piston 20 placé dans un cylindre 22. La tige 26 du piston raccorde le vérin au piston afin qu'ils se déplacent ensemble. Le vérin 14 est déplacé au contact de la colonne 16 ou écarté de celle-ci d'une manière analogue. Les vérins 12 et 14 ont des faces plates opposées 28 et 30 dans lesquelles sont formées des cavités en demi- cercle 32 et 34. Des fentes horizontales 36 et 38 en demi- cercle sont placées dans les cavités pour le support d'ensembles 39 et 40 d'étanchéité en demi-cercle. Ces ensembles comportent des organes 40 et 42 d'étanchéité en demi-cercle formés d'un matériau élastomère et qui dépassent à l'extérieur des cavités entre des plaques 44 et 46 de retenue. Ces organes élastomères d'étanchéité dépassent de ces plaques afin qu'ils viennent au contact du tube enroulé 16 et assurent l'étanchéité de l'espace compris entre le tube et les vérins de manière que le fluide ne puisse pas remonter le long des vérins. Comme mieux représenté sur la figure 6 sur laquelle les vérins sont en position d'ouverture, les plaques 44 et 46 de retenue des joints d'étanchéité comportent des guides solidaires 45 et 47 de tube destinés à repousser le tube enroulé afin qu'il parvienne au centre de la vanne d'éruption lorsque les vérins se déplacent vers leur position de coopération avec le tube. A cet effet, chaque guide possède des surfaces 45a, 47a de contact avec le tube de pompage, inclinées de manière que chaque guide exerce sur le tube une force ayant une composante qui tend à repousser le tube vers le centre de l'ouverture formée dans la vanne d'éruption. Un exemple extrême est représenté sur la figure 6 sur laquelle le tube enroulé T est au contact de la paroi W du trou formé dans la vanne d'éruption et la fermeture des vérins serait difficile en l'absence des guides destinés à repousser le tube latéralement vers le centre de la vanne d'éruption lorsque les vérins se déplacent ensemble. Des cavités 45b et 47b des plaques de retenue des joints d'étan- chéité logent les guides 47 et 45 de tube respectivement lorsque les vérins sont fermés. Chaque vérin comporte un ensemble supérieur et un ensemble inférieur de coins de retenue placés de part et d'autre de l'ensemble d'étanchéité. Les segments de coin de retenue formant chaque ensemble de coins de retenue sont identiques. La figure 5 est une vue en plan d'un ensemble de segments. Celui-ci a de façon générale une forme en part de tarte et sa dimension est telle que chaque vérin porte quatre segments supérieurs 50 et quatre segments inférieurs 52 de coin de retenue. Chaque segment possède des dents 54 destinées à être au contact du tube enroulé. Des organes inclinés 56 de guidage de la face arrière des segments de coin de retenue sont placés dans des gorges en demi-cercle 58a à 58d du corps de vérin qui sont inclinées afin qu'elles correspondent à l'inclinaison des organes 56 de guidage par rapport à la verticale afin que les coins de retenue soient maintenus dans un plan vertical. Des broches 60 de retenue sont logées dans des fentes 62 usinées du côté des segments de coin de retenue opposé au coin de retenue afin que ceux- ci ne puissent pas se déplacer latéralement dans les gorges 58a à 58d. Comme l'indiquent les figures 2 et 3, les broches sont maintenues en place par des vis à tête 66. Chaque segment de coin de retenue a aussi une ouverture verticale qui comporte un tronçon taraudé 70 destiné à loger une vis 72. Des ressorts hélicoïdaux 74 déplacent les coins supé- rieurs de retenue vers le haut et les coins inférieurs de retenue vers le bas lorsque les coins de retenue ne sont pas au contact de la colonne formée par le tube. Il existe évidemment un contact suffisant avec la colonne lorsque les vérins sont fermés si bien qu'un déplacement vertical quel- conque de la colonne positionne le jeu convenable de coins de retenue et interrompe le déplacement. Les vérins ont aussi des organes supérieurs 70 et 72 d'étanchéité qui se combinent comme indiqué sur la figure 2 pour la formation d'un joint d'étanchéité entre la partie supérieure des vérins et la paroi de la vanne d'éruption et qui travaillent en combinaison avec les joints 40 et 42 d'étanchéité pour empêcher l'écoulement du fluide vers le haut, au-delà des vérins. On note, d'après la description qui précède, que l'invention est bien adaptée aux objets de l'invention. En particulier, un ensemble à vérins assure l'étanchéité dans l'anneau formé entre la colonne constituée par le tube et les vérins lorsque ceux- ci sont fermés autour de la colonne et maintiennent la colonne afin qu'elle ne puisse pas se déplacer vers le haut et vers le bas. REVENDICATIONS 1. Vérin de vanne d'éruption destiné à coopérer avec un autre vérin pour venir au contact d'une colonne d'un tube enroulé (16) passant dans la vanne d'éruption de manière que le fluide ne puisse pas remonter entre le tube (16) et les vérins (12, 14) et que le tube (16) soit retenu et ne puisse pas se déplacer vers le haut et vers le bas, le vérin étant caractérisé par un corps de vérin ayant une cavité (32, 34) en demi-cercle destinée à coopérer avec une cavité (32, 34) en demi- cercle d'un autre vérin (12, 14) et à entourer le tube (16), des joints (40, 42) d'étanchéité portés par les vérins (12, 14) et destinés à être au contact de la colonne formée par le tube (16) et à empêcher la remontée du fluide au-delà des vérins (12, 14), et des coins de retenue portés par le vérin (12, 14) et placés dans la cavité (32, 34) en demi-cercle sur les côtés opposés du joint (40, 42) d'étanchéité de manière que le tube (16) ne puisse pas se déplacer vers le haut et vers le bas par rapport au vérin. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé par des guides de tube destinés à centrer le tube (16) enroulé dans la vanne d'éruption lorsque les vérins (12, 14) se déplacent vers une position de coopération. 3. Vérin destiné à une vanne d'éruption à tube enroulé (16), caractérisé par un corps de vérin (12, 14) ayant une face plate (28, 30) ayant une cavité (32, 34) en demi-cercle destinée à être au contact de la face plate (28, 30) d'un vérin (12, 14) disposé en regard et ayant une cavité (32, 34) en demi-cercle à sa face, un organe (40, 42) d'étanchéité porté par le vérin (12, 14) et destiné à coopérer avec un tronçon de tube enroulé (16) placé verti- calement entre les vérins (12, 14), et un organe (40, 42) d'étanchéité porté par le vérin tourné en sens opposé de manière que le fluide ne puisse pas s'écouler entre les vérins (12, 14) et le tronçon de tube enroulé (16) entouré par les cavités (32, 34) en demi-cercle des faces des vérins (12, 14), plusieurs segments (50, 52) de coin de retenue montés sur le vérin dans la cavité (32, 34) en demi-cercle afin qu'ils soient au contact du tube (16) et maintiennent celui-ci en l'empêchant de se déplacer vers le vas et plusieurs coins de retenue montés sur le vérin et destinés à maintenir le tube (16) en l'empêchant de se déplacer vers le haut. 4. Vérin selon la revendication 3, caractérisé par des guides (45, 47) destinés au centrage du tube enroulé (16) dans la vanne d'éruption lorsque les vérins (12, 14) sont en position de coopération.