Brevet FR2906000A1 — publié le 20080321

Joints à matériaux à mémoire de forme Domaine de l'invention [0001] La présente invention est relative à des tubages et joints pour application dans le monde pétrolier et plus particulièrement l'invention consiste à réaliser une étanchéité 5 annulaire par un manchon à mémoire de forme. Etat de la technique [0002] Dans le monde pétrolier, chaque outil, qu'il est un usage permanent (installation au fond d'un puit pour usage permanent) ou un usage lorsqu'il est descendu au fond du puit, doit supporter des contraintes au niveau de température et de pression 10 assez drastiques, ce qui implique que les étanchéités de ces outils sont aujourd'hui réalisées essentiellement par soudure. Ces étanchéités protègent l'électronique ou le câblage du milieu du puits. En cas de panne de l'électronique le démontage devient compliqué et risqué puisqu'il faut meuler les soudures, au risque de détruire tout l'outil, et usiner les pièces concernées et recommencer la procédure de soudure sur site en faisant 15 intervenir un soudeur extérieur. [0003] Le but de l'invention est de remplacer certaine soudure annulaire d'étanchéité sur des sous-ensemble complexes et difficiles a déplacer et ne pouvant être réalisés que sur site, par une étanchéité par frettage d'un manchon a mémoire de forme. L'assemblage du sous-ensemble pouvant être fait en atelier et le frettage à l'aide d'un pistolet a air 20 chaud à convenance, sur site ou en atelier. Ainsi, les avantages majeurs sont de simplifier le montage sur le terrain, de réduire le coût de l'ensemble et le temps de montage. Résumé de l'invention [0004] L'invention propose une bague pour assurer l'étanchéité, faite d'un matériau en alliage de mémoire de forme et comportant une partie annulaire intérieure et une partie 25 annulaire extérieur, et comprenant au moins une rainure annulaire ou un picot annulaire 1 2906000 sur sa partie annulaire intérieur. Cette bague peut préférentiellement comprendre plusieurs rainures annulaire ou picots annulaire sur sa partie annulaire intérieur. [0005] Dans un autre mode de réalisation l'invention divulgue un bouchon pour assurer l'étanchéité, fait d'un matériau en alliage de mémoire de forme et comprenant une partie annulaire extérieur, et comprenant au moins une rainure annulaire ou un picot annulaire sur sa partie annulaire extérieur. Ce bouchon peut préférentiellement comprendre plusieurs rainures annulaire ou picots annulaire sur sa partie annulaire intérieur. [0006] Un autre aspect de l'invention propose un procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant l'étape d'utiliser un élément tel que décrit précédemment. [0007] Il est décrit également un procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant la sélection de deux éléments à assembler de manière étanche, la sélection d'une bague en matériau en alliage de mémoire de forme dans son mode non permanent pour assembler les dits éléments de manière étanche, la réalisation d'au moins un picot annulaire sur la partie intérieure de la dite bague et la mise en place de la dite bague en mode permanent par chauffage à une température donné de telle manière que la dite bague assure l'étanchéité des dits deux éléments. Accessoirement, une rainure annulaire peut également être utilisé, une combinaison des deux rainure/picot sur les deux éléments est également possible. [0008] Ensuite, il est décrit également un procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant la sélection de deux éléments à assembler de manière étanche, la sélection d'une bague en matériau en alliage de mémoire de forme dans son mode non permanent pour assembler les dits éléments de manière étanche, la réalisation d'au moins un picot annulaire sur un des deux éléments et la mise en place de la dite bague en mode permanent par chauffage à une température donné de telle manière que la dite bague assure l'étanchéité des dits deux éléments. Accessoirement, une rainure annulaire peut également être utilisé, une combinaison des deux rainure/picot sur les deux éléments est également possible. 2 2906000 [0009] Enfin, il est décrit également un procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant la sélection d'un élément troué à boucher de manière étanche, la sélection d'un bouchon en matériau en alliage de mémoire de forme dans son mode non permanent pour combler le dit trou de l'élément de manière étanche, la 5 réalisation d'au moins un picot annulaire sur le dit bouchon et la mise en place du dit bouchon dans le dit trou en mode permanent par chauffage à une température donné de telle manière que la dit bouchon assure l'étanchéité de l'élément troué. Accessoirement, une rainure annulaire peut également être utilisé, une combinaison des deux rainure/picot sur l'élément et le bouchon est également possible. 10 [0010] Les procédés précédents préférentiellement comprennent un matériau en alliage de mémoire de forme est le Nickel Titane Niobium avec 14% de niobium et la température donnée est d'environ 165 C. Brève description des dessins [0011] Les modes de réalisations de l'invention peuvent être compris avec plus de 15 détails dans les dessins ci-joint: • Figure 1 montre des picots usinés à l'intérieur de la bague. • Figure 2 montre des picots usinés à l'intérieur d'un support. • Figure 3 montre des picots usinés sur un support métallique quelconque. • Figure 4 montre un exemple de bouchon relatif à l'invention. 20 • Figure 5 montre une connexion électrique relative à l'invention. Description détaillée [0012] Le matériau utilisé comme alliage à mémoire de forme est le Nickel Titane Niobium avec 14% de niobium NiTiNb. Ce matériau a comme particularité que partant d'un état dimensionnel A. Il est ensuite par déformation à basse température passé à un 3 2906000 état dimensionnel B (B étant supérieur à A). Il reste dans l'état B à température ambiante et ce, jusqu'à 50 C. Dans cet état B, il peut donc être utilisé et assemblé sur les outils de puit. Ensuite, en le chauffant à 165 C il reprend son état dimensionnel A, qu'il garde sur une plage de température de -60 C a +300 C. 5 [0013] L'étanchéité se fait par une étanchéité métal sur métal réalisé par des picots ou des rainures annulaires. Le maintien de cette étanchéité est réalisé par une bague frettée. Les picots sont usinés sur la bague. La réalisation de l'étanchéité est assurée par des picots et le maintien de cette étanchéité est assuré par une bague frettée en alliage à mémoire de forme (AMF). Effectivement, l'étanchéité se fait par l'écrasement du picot 10 annulaire sur le support tubulaire. La figure 1 montre les picots annulaires 3 usinés à l'intérieur de la bague AMF 1. En chauffant la bague, celle ci diminue de diamètre et vient serrer les picots sur le tube 2 pour réaliser l'étanchéité. [0014] Dans un second mode de réalisation, on peut réaliser la même étanchéité en usinant les picots sur le support plutôt que sur la bague. La figure 2 montre les picots 3 15 usinés à l'intérieur d'un support 4. En chauffant la bague 1, celle ci diminue de diamètre et vient serrer les picots sur un `liner ' 5 et réalise l'étanchéité. [0015] Dans un troisième mode de réalisation, on peut réaliser également une étanchéité sur des matériaux composites ou plastiques tel que le PEEK (marque déposé), en usinant les picots sur le support métallique puis en coiffant le tout avec un tube 20 plastique et en maintenant l'étanchéité par le frettage de la bague en AMF. La figure 3 montre les picots 3 usinés sur un tube métallique 2, un tube en matière plastique 6 coiffe les picots. En chauffant la bague 1, celle ci diminue de diamètre est vient serrer le tube sur les picots et réaliser l'étanchéité. [0016] Dans un quatrième mode de réalisation, on peut également réaliser une 25 étanchéité par un bouchon, en usinant les picots sur le bouchon. Le bouchon étant réalisé en AMF. Le diamètre du bouchon augmente après chauffage et réalise grâce aux picots, l'étanchéité dans son logement. La figure 4 montre un exemple de bouchon en AMF 10, en chauffant le bouchon sa longueur diminue et son diamètre augmente et réalise l'étanchéité d'un support 12. 4 2906000 [0017] Dans un cinquième mode de réalisation, on peut utiliser le serrage de la bague pour réaliser une continuité électrique d'un contact sur un autre contact. Ce qui évite de les braser ensemble. La figure 5 montre une connexion électrique 7, au lieu de réaliser la continuité électrique par une brasure (ce qui ce fait pour les outils permanent). On utilise 5 une bague AMF 1 qui sert le contact électrique fendu 21 sur le second contact électrique 20 de manière à réaliser la continuité électrique ainsi que son maintien mécanique. L'avantage est de simplifier la procédure et d'éviter un savoir-faire manuel pour la brasure. 10 5 Revendications 1. Bague pour assurer l'étanchéité, faite d'un matériau en alliage de mémoire de forme et comportant une partie annulaire intérieure et une partie annulaire extérieur, et comprenant au moins une rainure annulaire ou un picot annulaire sur sa partie annulaire intérieur. 2. Bague de la revendication 1, comprenant plusieurs rainures annulaire ou picots annulaire sur sa partie annulaire intérieur. 3. Bouchon pour assurer l'étanchéité, fait d'un matériau en alliage de mémoire de forme et comprenant une partie annulaire extérieur, et comprenant au moins une rainure annulaire ou un picot annulaire sur sa partie annulaire extérieur. 4. Bouchon de la revendication 3, comprenant plusieurs rainures annulaire ou picots annulaire sur sa partie annulaire extérieur. 5. Procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant l'étape d'utiliser un élément tel que décrit dans l'une des revendications de 1 à 4. 6. Procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant la sélection de deux éléments à assembler de manière étanche, la sélection d'une bague en matériau en alliage de mémoire de forme dans son mode non permanent pour assembler les dits éléments de manière étanche, la réalisation d'au moins un picot annulaire sur la partie intérieure de la dite bague et la mise en place de la dite bague en mode permanent par chauffage à une température donné de telle manière que la dite bague assure l'étanchéité des dits deux éléments. 7. Procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant la sélection de deux éléments à assembler de manière étanche, la sélection d'une bague en matériau en alliage de mémoire de forme dans son mode non permanent pour assembler les dits éléments de manière étanche, la réalisation d'au moins un picot annulaire sur un des deux éléments et la mise en place de la dite bague en mode permanent par chauffage à une température donné de telle manière que la dite bague assure l'étanchéité des dits deux éléments. 6 2906000 8. Procédé pour réaliser l'étanchéité d'un outil de fond de puit, comprenant la sélection d'un élément troué à boucher de manière étanche, la sélection d'un bouchon en matériau en alliage de mémoire de forme dans son mode non permanent pour combler le dit trou de l'élément de manière étanche, la réalisation d'au moins 5 un picot annulaire sur le dit bouchon et la mise en place du dit bouchon dans le dit trou en mode permanent par chauffage à une température donné de telle manière que la dit bouchon assure l'étanchéité de l'élément troué. 9. Procédé selon la revendication 6 ou 7 ou 8, dans lequel le matériau en alliage de mémoire de forme est le Nickel Titane Niobium avec 14% de niobium et la 10 température donnée est d'environ 165 C. 7