Brevet FR3115556A1 — publié le 20220429

La présente invention concerne un ensemble de garniture d’étanchéité destiné à être utilisé à l’intérieur d’un trou de forage. L’ensemble de garniture d’étanchéité peut comporter un mandrin, un dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur, une garniture d’étanchéité, un dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur et un manchon. La garniture d’étanchéité supérieure peut s’étendre circonférentiellement autour du mandrin. La garniture d’étanchéité peut s’étendre circonférentiellement autour du mandrin et peut être positionnée en fond de trou du dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur. Le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur peut s’étendre circonférentiellement autour du mandrin et peut être positionné en fond de trou du dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur. Le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur peut se déplacer pour comprimer la garniture d’étanchéité contre le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur afin de dilater et fixer la garniture d’étanchéité. Le manchon de garniture d’étanchéité peut se déplacer entre une position d’insertion recouvrant la garniture d’étanchéité et une position rétractée en haut de trou de la garniture d’étanchéité, et le manchon de garniture d’étanchéité peut empêcher la garniture d’étanchéité de se dilater lorsqu’il est dans la position d’insertion. Descripton Titre de l’invention :ENSEMBLE DE GARNITURE D’ÉTANCHÉITÉ DESTINÉ À ÊTRE UTILISÉ À L’INTÉRIEUR D’UN TROU DE FORAGE CONTEXTE Cette section est destinée à fournir des informations pertinentes concernant le contexte pour faciliter une meilleure compréhension des divers aspects des modes de réalisation décrits. En conséquence, il faut comprendre que ces déclarations doivent être lues sous cet angle et non comme des admissions de l’art antérieur. Dans le forage et la complétion de puits de pétrole et de gaz, un trou de forage est foré dans des formations souterraines productrices. Le trou de forage est parfois revêtu d’un tubage pour renforcer les côtés du trou de forage et isoler l’intérieur du tubage de la formation environnante. Il peut également être souhaitable de sceller ou de boucher sélectivement le puits à divers emplacements pendant la production d’hydrocarbures (par exemple, du pétrole et/ou du gaz) à partir d’un puits. Pour ce faire, certaines procédures de complétion utilisent des garnitures d’étanchéité, ou des dispositifs similaires, pour fournir une isolation hydraulique des zones à l’intérieur du puits pour des opérations séquentielles dans une zone tout en isolant les zones déjà traitées. Par exemple, des garnitures d’étanchéité à trou ouvert peuvent être utilisées pour assurer une étanchéité dans des zones annulaires entre des éléments tubulaires concentriques, tels que l’espace annulaire entre la paroi latérale en terre du trou de forage et un élément tubulaire. De même, des garnitures d’étanchéité de trou tubé peuvent être utilisées pour assurer une étanchéité annulaire entre un élément tubulaire externe (tel que le tubage de trou de forage) et un élément tubulaire interne (tel qu’une colonne de production). Un type courant de garniture d’étanchéité est une garniture d’étanchéité à réglage mécanique, qui comprend un outil qui comprime et dilate un matériau d’étanchéité radialement vers l’extérieur. Par exemple, le matériau d’étanchéité peut être constitué d’un composé de caoutchouc ou d’un autre matériau compressible approprié. Une fois que la garniture d’étanchéité mécanique atteint l’emplacement souhaité à l’intérieur du trou de forage, la garniture d’étanchéité est comprimée pour créer une étanchéité dans la zone annulaire entre des éléments tubulaires concentriques. Des modes de réalisation de l’ensemble de garniture d’étanchéité sont décrits en référence aux figures suivantes. Des numéros identiques sont utilisés dans toutes les figures pour référencer des caractéristiques et des composants similaires. Les caractéristiques illustrées sur les figures ne sont pas nécessairement représentées à l’échelle. Certaines caractéristiques des modes de réalisation peuvent être représentées à une échelle exagérée ou sous une forme quelque peu schématique, et certains détails d’éléments peuvent ne pas être représentés dans un souci de clarté et de concision. La est une vue schématique d’un système de puits, selon un ou plusieurs modes de réalisation ; La est une vue de dessus d’un ensemble de garniture d’étanchéité dans une position d’insertion, selon un ou plusieurs modes de réalisation ; La est une vue en coupe partielle de l’ensemble de garniture d’étanchéité de la ; et La est une vue de dessus de l’ensemble de garniture d’étanchéité des figures 2 et 3 dans une position dilatée. Ensemble de garniture d’étanchéité destiné à être utilisé à l’intérieur d’un trou de forage, l’ensemble de garniture d’étanchéité comprenant : un mandrin ; un dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur s’étendant circonférentiellement autour du mandrin ; une garniture d’étanchéité s’étendant circonférentiellement autour du mandrin et positionnée en fond de trou du dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur ; un dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur s’étendant circonférentiellement autour du mandrin et positionné en fond de trou du dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur, dans lequel le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur peut être déplacé pour comprimer la garniture d’étanchéité contre le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur afin de dilater et fixer la garniture d’étanchéité ; et un manchon de garniture d’étanchéité pouvant être déplacé entre une position d’insertion recouvrant la garniture d’étanchéité et une position rétractée en haut de trou de la garniture d’étanchéité, dans lequel le manchon de garniture d’étanchéité empêche la garniture d’étanchéité de se dilater lorsqu’il est dans la position d’insertion. Ensemble de garniture d’étanchéité selon la revendication 1, comprenant en outre une première broche de guidage s’étendant entre le manchon de garniture d’étanchéité et le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur pour retenir le manchon de garniture d’étanchéité dans la position d’insertion. Ensemble de garniture d’étanchéité selon la revendication 2, comprenant en outre une seconde broche de guidage s’étendant depuis le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur dans une rainure dans le mandrin et ayant une forme appropriée pour faire tourner le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur lorsqu’il est déplacé vers le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur pour libérer le manchon de garniture d’étanchéité. Garniture d’étanchéité selon la revendication 1, comprenant en outre une goupille de cisaillement positionnée pour retenir le manchon de garniture d’étanchéité dans la position de d’insertion. Ensemble de garniture d’étanchéité selon la revendication 4, comprenant en outre un dispositif de tension couplé au manchon de garniture d’étanchéité qui est configuré pour déplacer le manchon de garniture d’étanchéité vers la position rétractée lorsque la goupille de cisaillement est cisaillée. Ensemble de garniture d’étanchéité selon la revendication 4, dans lequel la goupille de cisaillement comprend un matériau soluble. Ensemble de garniture d’étanchéité selon la revendication 1, dans lequel le manchon de garniture d’étanchéité a une forme appropriée pour favoriser un écoulement laminaire autour du manchon de garniture d’étanchéité lorsque l’ensemble de garniture d’étanchéité se déplace en fond de trou. Ensemble de garniture d’étanchéité selon la revendication 1, dans lequel l’ensemble de garniture d’étanchéité fait partie d’un train d’outils destiné à être utilisé dans un trou de forage. Ensemble de garniture d’étanchéité selon la revendication 8, dans lequel le train d’outils comporte en outre un ensemble d’actionnement pouvant fonctionner de manière à déplacer le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur pour comprimer la garniture d’étanchéité contre le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur et dilater la garniture d’étanchéité. Procédé de déploiement d’un ensemble de garniture d’étanchéité à l’intérieur d’un trou de forage, le procédé comprenant : l’introduction de l’ensemble de garniture d’étanchéité fixé dans une position d’insertion dans le trou de forage, l’ensemble de garniture d’étanchéité comprenant un manchon de garniture d’étanchéité recouvrant une garniture d’étanchéité pour maintenir la garniture d’étanchéité dans la position d’insertion ; le déplacement d’un dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur vers un dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur pour libérer le manchon de garniture d’étanchéité et permettre au manchon de garniture d’étanchéité de se déplacer vers une position rétractée en haut de trou de la garniture d’étanchéité ; et la poursuite du déplacement du dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur pour comprimer la garniture d’étanchéité entre le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur et le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur pour dilater la garniture d’étanchéité. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre le maintien du manchon de garniture d’étanchéité dans la position d’insertion avec une goupille de cisaillement qui s’étend entre le manchon de garniture d’étanchéité et le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur et le déplacement du dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur pour cisailler la goupille de cisaillement et libérer le manchon de garniture d’étanchéité. Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre la sollicitation du manchon de garniture d’étanchéité par l’intermédiaire d’un dispositif de tension couplé au manchon de garniture d’étanchéité de sorte que le manchon de garniture d’étanchéité se déplace vers le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur lorsque la goupille de cisaillement est cisaillée. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre la rotation du dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur pour libérer le manchon de garniture d’étanchéité de la position d’insertion. Procédé selon la revendication 13, dans lequel une broche de guidage s’étendant depuis le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur dans une rainure dans un mandrin de l’ensemble de garniture d’étanchéité amène le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité inférieur à tourner lorsqu’il se déplace vers le dispositif de retenue de garniture d’étanchéité supérieur.