Brevet FR3016004A1 — publié le 20150703

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine des dispositifs de nettoyage et de régénération de puits de forage déplacés le long d'une paroi d'une crépine disposée sur une paroi du puits. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet FR2989502. La présente invention a pour but de proposer un autre dispositif de nettoyage et de régénération de puits de forage. Ce dispositif comprend une structure porteuse présentant un générateur d'ondes apte à générer des ondes acoustiques et/ou sismiques. Conformément à l'invention, le dispositif est remarquable en ce qu'il comporte un gicleur équipé d'une une tête pivotante située sous le générateur d'ondes et entraînée en rotation par de l'eau sous haute pression, et d'un ou plusieurs tubes reliés à la tête pivotante. Chaque tube est équipé d'une ou de plusieurs buses de pulvérisation de l'eau haute pression sur une paroi de la 20 crépine disposée dans le puits, la tête pivotante étant reliée à un tuyau d'alimentation en eau haute pression. Avantageusement, une tige creuse relie le gicleur et la structure porteuse et permet le passage de l'eau haute pression dans son logement intérieur. 25 Avantageusement, la tige creuse peut être fixée à une structure de carter, dans laquelle est solidarisé le générateur d'ondes et dans laquelle est logé le tuyau d'alimentation en eau haute pression. 30 La tête pivotante est fixée verticalement par rapport à la tige creuse. Le tuyau d'alimentation en eau haute pression est avantageusement situé dans la tige creuse. Le dispositif comporte en outre une structure mobile d'appui sur les parois de la crépine, ce qui permet de 5 s'adapter à différentes largeurs ou diamètres de puits si le puits est circulaire. La structure mobile d'appui est située entre le générateur d'ondes et la tête pivotante. La structure mobile d'appui comporte des moyens de 10 déplacement tels que des roulettes, destinés à être déplacés en appui sur une paroi de la crépine. La structure mobile est articulée par rapport à la tige creuse. La structure mobile est un parallélogramme deformable 15 relié à un manchon déplaçable en translation le long et autour de la tige creuse. Dans le mode de réalisation préféré, la structure mobile comporte quatre traverses articulées sur la tige creuse, deux armatures destinées à être disposées le long 20 de la paroi du puits, articulées sur les traverses et équipées à chacune de leurs extrémités d'une roulette. La structure mobile présente deux bras de déplacement de la structure mobile articulés entre le manchon, deux traverses et/ou les deux armatures. 25 La structure porteuse comporte en outre un câble d'alimentation pour alimenter en énergie pneumatique et/ou électrique ledit générateur d'ondes sismiques, et un tube rigide fixé par une première extrémité au générateur d'ondes et le long duquel sont disposés le 30 câble d'alimentation et le tuyau d'alimentation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un puits de forage à nettoyer ; la figure 2 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif de nettoyage selon l'invention du puits de forage. La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un puits de forage 1 à nettoyer et stimuler ayant un 10 axe longitudinal B. Ce puits 1 est destiné à récupérer de l'eau 2 provenant de canaux 3 présents à proximité du puits 1 et débouchant dans celui-ci. Le puits 1 présente un fond et un orifice supérieur 4 15 à partir duquel l'eau est extraite du puits de forage 1 par des moyens appropriés, par exemple au moyen d'une pompe. Le puits de forage 1 est muni d'une crépine 5 disposée contre les parois internes du puits 1. 20 Cette crépine 5 présente au moins dans sa portion intermédiaire des perforations 50 par lesquelles l'eau provenant des canaux 3 pénètre dans le puits de forage 1. L'invention propose un dispositif 8 tel qu'illustré à la figure 2, permettant de nettoyer et régénérer le puits 25 de forage 1, et de supprimer les dépôts 6 et 7 présents respectivement sur les parois internes de la crépine 5 et dans les canaux 3 et qui font obstacle à l'alimentation en eau du puits 1. Ce dispositif 8 comprend une structure porteuse 30 présentant un générateur d'ondes 80 apte à générer des ondes acoustiques et/ou sismiques et un gicleur 9. Le gicleur 9 est monté en bout du générateur d'ondes 80 pour nettoyer les parois internes dudit puits de forage 1, le gicleur 9 et le générateur d'ondes 80 étant disposés selon l'axe longitudinal B du dispositif 8. Le générateur d'ondes est par exemple un canon à eau tel que ceux utilisés dans la recherche sismique, un exemple de ces appareils étant décrits dans le document US 4 185 714. Un tel canon à eau ou à air est par exemple 10 commercialisé par des sociétés de matériel sismique de recherche pétrolière. En variante, on peut également utiliser un canon à air tel que celui commercialisé par les mêmes sociétés. Comme illustré à la figure 2, le dispositif 8 de 15 l'invention est agencé de sorte que le gicleur 9 soit disposé en amont du générateur d'ondes 80 (inséré dans le puits 1 avant le générateur d'ondes 80) lorsque le dispositif 8 est descendu dans le puits de forage 1. Ainsi, les parois internes d'un tronçon du puits de 20 forage 1 sont nettoyées par le gicleur 9 avant que le générateur d'ondes 80 n'atteigne ce tronçon et que des ondes de choc ne soient émises dans les canaux 3 débouchant dans ce tronçon. Le gicleur 9 désobstrue les extrémités des canaux 3 25 débouchant dans le puits de forage 1 afin que les ondes de choc produites par le générateur d'ondes 80 pénètrent mieux dans ces canaux 3. Les dépôts provenant des canaux retombent au fond du puits de forage 1 sous l'effet de la haute pression de 30 l'eau. Ces dépôts sont ensuite évacués du fond du puits 1 par aspiration ou pompage. La structure porteuse du dispositif 8 comporte un tube rigide 10 dans lequel est logé un câble d'alimentation 83, appelé aussi ombilical, comprenant une pluralité de fils d'alimentation pour alimenter en énergie pneumatique et/ou électrique ledit générateur d'ondes 80. Dans l'exemple de la figure 2, le câble d'alimentation 83 comprend un fil d'alimentation électrique et un tuyau d'alimentation en air à haute pression pour le générateur d'ondes 80. Le tube rigide creux 10, est appelé tube anti- rotation. Il est de section rectangulaire ou carrée pour coopérer avec une ouverture de même section d'une table de blocage montée sur l'orifice supérieur du puits de forage 1 et empêcher le dispositif 8 de tourner sur lui-même lorsque le gicleur 9 est mis en rotation. Il y est fixé à son extrémité inférieure le générateur d'ondes 80. Conformément à l'invention, le gicleur 9 comporte une 20 tête pivotante 11 située sous le générateur d'ondes 80. La tête pivotante 11 est entraînée en rotation par de l'eau sous haute pression. La haute pression peut être de l'ordre de la dizaine ou de la centaine de bars. 25 Un ou plusieurs tubes 12 sont reliés ou emmanchés dans la tête pivotante 11, chaque tube étant équipé d'une ou de plusieurs buses 13 de pulvérisation de l'eau haute pression sur une paroi de la crépine 5 disposée dans le puits 1. 30 La tête pivotante 11 est reliée (ou en communication fluidique) à un tuyau d'alimentation 14 en eau haute pression. Le tuyau d'alimentation 14 en eau haute pression peut être fixé ou relié au générateur d'ondes 80. Les buses 13 sont par exemple vissées à l'extrémité du ou des tubes 12. Les tubes 12 peuvent être situés dans un plan horizontal. La tête pivotante 11 est fixée verticalement par rapport au dispositif. Une tige creuse 15 située au-dessus de la tête 10 pivotante 11 permet le passage de l'eau haute pression dans son logement intérieur. Plus précisément, un corps principal 16 du gicleur 9 qui permet de réguler la haute pression de l'eau dans la tête pivotante 11 (et donc sa vitesse de rotation) et 15 sous lequel est fixée la tête pivotante 11, est fixé par une partie supérieure à une extrémité inférieure 15a de la tige creuse 15. La tige creuse 15 est fixée à une structure de carter 17 qui fait partie de la structure porteuse, dans 20 laquelle est solidarisé le générateur d'ondes 80 et dans laquelle est logé le tuyau d'alimentation 14 en eau haute pression. Le tuyau d'alimentation 14 en eau haute pression est situé avantageusement dans la tige creuse 15 pour être 25 relié au corps principal 16. Le dispositif 8 selon l'invention comporte en outre une structure mobile 18 d'appui sur une paroi de la crépine 5. La structure mobile 18 d'appui est située entre le 30 générateur d'ondes 80 et le corps principal 16. La structure mobile 18 d'appui comporte des moyens de déplacement, tels que des roulettes 22, destinés à être déplacés en appui sur une paroi de la crépine 5. La structure mobile 18 est articulée par rapport à la 5 tige creuse 15. La structure mobile 18 est un parallélogramme deformable relié à un manchon 19 déplaçable en translation le long et autour de la tige creuse 15. Elle comporte quatre traverses 20 articulées sur la 10 tige creuse 15. Deux traverses sont situés à gauche de la tige creuse 15 et deux traverses sont situés à droite de la tige creuse 15. Deux armatures 21 destinées à être disposées le long 15 de la paroi du puits 1 sont articulées sur les traverses 20 à l'extrémité de ces dernières. Les armatures 21 sont dites longitudinales car elles sont disposées sensiblement suivant l'axe longitudinal B, mais elles peuvent présenter un angle par rapport à l'axe 20 longitudinal B au vu de leurs articulations avec les traverses 20. Une armature longitudinale 21a est articulée à l'extrémité des deux traverses gauches et une armature longitudinale 21b est articulée à l'extrémité des deux 25 traverses droites. Les armatures longitudinales 21a, 21b sont équipées à chacune de leurs extrémités de moyens de déplacement sur la paroi de la crépine tels que des roulettes 22. Deux bras de déplacement 23 de la structure mobile 18 30 sont articulés entre le manchon 19, deux traverses 20, ici les deux traverses 20 inférieures, et/ou les deux armatures longitudinales 21a, 21b. Ces bras pourraient aussi être articulés seulement sur les armatures longitudinales 21 ou sur les traverses 20. Ainsi, la structure mobile 18, en particulier les traverses 20, sont déplacées dans le plan de la feuille, 5 longitudinalement suivant l'axe B et radialement à la tige creuse 15. La structure mobile 18 peut donc s'adapter à différents diamètres de puits mais aussi à des variabilités de diamètre d'un seul puits. 10 Les tubes 12 lorsqu'ils sont horizontaux sont de longueur égale ou inférieure à celle des traverses 20 pour éviter qu'ils ne soient en contact avec la crépine. Ainsi, le dispositif de nettoyage 8 selon l'invention permet un effet de pulvérisation de la boue située sur la 15 crépine 5 en raison de la projection de la haute pression de l'eau, ce qui permet de nettoyer les trous de la crépine 5 (qui peuvent être ovales) en éjectant la boue, et de faire tomber la boue en fond de puits 1, cette boue étant ensuite aspirée par une pompe. 20 Dès que ces ouvertures sont désobstruées, le générateur 80 apte à générer des ondes acoustiques et/ou sismiques est mis en fonctionnement. Grâce à ce dispositif, le rendement est augmenté par exemple de 30 à 300%. 25 REVENDICATIONS1) Dispositif de nettoyage et de régénération (8) de puits de forage (1) équipé le long d'une paroi longitudinale d'une crépine (5), comprenant une structure porteuse présentant un générateur d'ondes (80) apte à générer des ondes acoustiques et/ou sismiques soit avec de l'eau, soit avec de l'air, caractérisé en ce que le dispositif (8) comporte un gicleur (9) équipé d'une tête pivotante (11) située sous le générateur d'ondes (80) et entraînée en rotation par de l'eau sous haute pression, et d'un ou de plusieurs tubes (12) reliés à la tête pivotante (11), chaque tube étant équipé d'une ou de plusieurs buses (13) de pulvérisation de l'eau haute pression sur une paroi de la crépine (5), la tête pivotante (11) étant reliée à un tuyau d'alimentation (14) en eau haute pression. 2) Dispositif (8) selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce qu'une tige creuse (15) relie le gicleur (9) et la structure porteuse et permet le passage de l'eau haute pression dans son logement intérieur. 3) Dispositif (8) selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce que la tige creuse (15) est fixée à une structure de carter, dans laquelle est solidarisé le générateur d'ondes (80) et dans laquelle est logé le tuyau d'alimentation (14) en eau haute pression. 30 4) Dispositif (8) selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le tuyau d'alimentation (14) en eau haute pression est situé dans la tige creuse (15). 5) Dispositif (8) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le dispositif (8) comporte une structure mobile (18) d'appui sur la paroi de la crépine (5), permettant de s'adapter au diamètre du puits (1). 6) Dispositif (8) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la structure mobile (18) d'appui est située entre le générateur d'ondes (80) et la tête 10 pivotante (11). 7) Dispositif (8) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la structure mobile (18) d'appui comporte des moyens de déplacement, tels que des 15 roulettes (22), destinés à se déplacer en appui sur une paroi de la crépine (5). 8) Dispositif (8) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la structure 20 mobile (18) est articulée par rapport à la tige creuse (15). 9) Dispositif (8) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la structure 25 mobile (18) est un parallélogramme deformable relié à un manchon (19) déplaçable en translation le long et autour de la tige creuse (15). 10) Dispositif (8) selon la revendication 9, 30 caractérisé en ce que la structure mobile (18) comporte quatre traverses (20) articulées sur la tige creuse (15), deux armatures (21) destinées à être disposées le long dela paroi du puits (1), articulées sur les traverses (20) et équipées à chacune de leurs extrémités d'une roulette (22), et en ce que la structure mobile (18) présente deux bras de déplacement (23) de la structure mobile (18) articulés entre le manchon (19), deux traverses (20) et/ou les deux armatures (21). 11) Dispositif (8) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la structure 10 porteuse comporte en outre : - un câble d'alimentation pour alimenter en énergie pneumatique et/ou électrique ledit générateur d'ondes (80), et - un tube rigide (10) fixé par une première extrémité 15 au générateur d'ondes (80) et à l'intérieur duquel sont disposés le câble d'alimentation et le tuyau d'alimentation (14). 12) Dispositif (8) selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le tuyau d'alimentation (14) en eau haute pression est fixé au générateur d'ondes (80).