Brevet FR3123374A1 — publié le 20221202

L’invention concerne un outil de fond de trou (200), un procédé d’étanchéité à l’intérieur d’un système de puits et un système de puits. L’outil de fond de trou (200), dans au moins un aspect, inclut un tubulaire (210) et un ou plusieurs éléments d’étanchéité en métal expansible (270) placés autour du tubulaire (210). Dans au moins un aspect, le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (270) comprennent un métal conçu pour se dilater en réponse à l’hydrolyse et ont un rapport surface/volume (SA:V) d’au moins 2 cm -1 . Figure 2A Métal expansible à prise rapide RÉFÉRENCE CROISÉE À UNE DEMANDE ASSOCIÉE Cette demande revendique la priorité de la demande américaine n° 17/334,099, déposée le 28 mai 2021, intitulée « MÉTAL EXPANSIBLE À PRISE RAPIDE », communément attribuée avec cette demande. CONTEXTE Les dispositifs d’étanchéité et d’ancrage, entre autres dispositifs apparentés, sont courants dans les applications pétrolières et gazières. Malheureusement, les dispositifs d’étanchéité et d’ancrage actuels sont limités par les matériaux qu’ils comprennent et les conditions dans lesquelles ils sont mis en place. Plus précisément, le matériau choisi et les conditions de fond de trou limitent souvent la rapidité avec laquelle les dispositifs d’étanchéité et d’ancrage actuels peuvent être installés. BRÈVE DESCRIPTION Il est à présent fait référence aux descriptions suivantes prises conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels : illustre un système de puits conçu, fabriqué et utilisé selon un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention, le système de puits incluant un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; et illustrent différents états de déploiement pour un outil de fond de trou conçu, fabriqué et utilisé selon un aspect de l’invention ; Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300), comprenant : un tubulaire (210) ; et un ou plusieurs éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) placés autour du tubulaire (210), le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) comprenant un métal conçu pour se dilater en réponse à l’hydrolyse et ayant un rapport surface/volume (SA:V) d’au moins 2 cm -1 . Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) ont un rapport surface/volume (SA:V) d’au moins 5 cm -1 , ou éventuellement dans lequel le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) ont un rapport surface/volume (SA:V) inférieur à 100 cm -1 . Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) ont un rapport surface/volume (SA:V) compris entre 5 cm -1 et 50 cm -1 , ou éventuellement dans lequel le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) ont un rapport surface/volume (SA:V) compris entre 10 cm -1 et 20 cm -1 . Outil de fond de trou (200, 800, 900, 1000) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (270) sont un ou plusieurs fils en métal expansible (270, 870a, 870b, 870c, 970a, 970b, 970c, 1070a, 1070b, 1070c) enroulés autour du tubulaire (210). Outil de fond de trou (800) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible sont un premier fil en métal expansible (870a) enroulé autour du tubulaire (210) et un deuxième fil différent de métal expansible (870b) enroulé autour du premier fil en métal expansible (870a), ou éventuellement dans lequel le premier fil a une première vitesse de réaction (870a) et le deuxième fil différent (870b) a une deuxième vitesse de réaction différente, ou éventuellement dans lequel le premier fil (870a) a un rapport surface/volume (SA:V) d’au moins 10 cm -1 et le deuxième fil différent (870b) a un deuxième rapport surface/volume (SA:V) moindre, le deuxième rapport surface/volume (SA:V) moindre faisant en sorte que la deuxième vitesse de réaction différente soit plus lente que la première vitesse de réaction, ou éventuellement dans lequel le premier fil (870a) comprend un premier métal expansible ayant la première vitesse de réaction et le deuxième fil différent (870b) comprend un second métal expansible différent ayant une deuxième vitesse de réaction moindre. Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’un manchon (250) recouvre le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d). Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon (250) est un manchon plein. Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon inclut des ouvertures dans celui-ci pour permettre au fluide réactif d’entrer en contact avec le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d). Outil de fond de trou (600) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible sont un ensemble de fragments individuels séparés de métal expansible (670) maintenus en place par le manchon (250), ou éventuellement dans lequel l’ensemble de fragments individuels séparés de métal expansible (670) comprend au moins deux métaux expansibles différents, ou éventuellement dans lequel l’ensemble de fragments individuels séparés de métal expansible (670) comprend une pluralité de fragments de taille différente du métal expansible. Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon (250) comprend un métal conçu pour se dilater en réponse à l’hydrolyse. Outil de fond de trou (700) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible sont une pluralité d’éléments d’étanchéité en métal expansible empilés axialement (770). Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) sont conçus de sorte que des vides (780) existent entre des parties adjacentes du ou des éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d), ou éventuellement incluant en outre au moins le remplissage partiel des vides (780) avec un matériau conçu pour retarder l’hydrolyse, ou éventuellement incluant en outre au moins le remplissage partiel des vides (780) avec un matériau conçu pour accélérer l’hydrolyse. Outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) sont un ou plusieurs premiers éléments d’étanchéité en métal expansible, et incluant en outre un ou plusieurs seconds éléments d’étanchéité en métal expansible (1170, 1270) placés autour du tubulaire (210) à proximité du ou des premiers éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d), le ou les seconds éléments d’étanchéité en métal expansible (1170, 1270) comprenant le métal conçu pour se dilater en réponse à l’hydrolyse et ayant un deuxième rapport surface/volume (SA:V) inférieur à 1 cm -1 , ou éventuellement dans lequel le deuxième rapport surface/volume (SA:V) est inférieur à 1 cm -1 . Procédé d’étanchéité à l’intérieur d’un système de puits (100), comprenant : le positionnement d’un outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) à l’intérieur d’un puits de forage (110) s’étendant vers une formation souterraine, l’outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) incluant : un tubulaire (210) ; et un ou plusieurs éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) placés autour du tubulaire (210), le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) comprenant un métal conçu pour se dilater en réponse à l’hydrolyse et ayant un rapport surface/volume (SA:V) d’au moins 2 cm -1 ; et le fait de soumettre le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) à un fluide réactif pour former un ou plusieurs éléments d’étanchéité en métal expansé (280, 1080b, 1080c, 1080d). Système de puits (100), comprenant : un puits de forage (110) s’étendant vers une formation souterraine ; un moyen de transport (160) positionné à l’intérieur du puits de forage (110) ; et un outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) couplé à un moyen de transport (160), l’outil de fond de trou (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300) incluant : un tubulaire (210) ; et un ou plusieurs éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) placés autour du tubulaire (210), le ou les éléments d’étanchéité en métal expansible (155, 270, 570, 880b, 880c, 880d, 980b, 980c, 980d) comprenant un métal conçu pour se dilater en réponse à l’hydrolyse et ayant un rapport surface/volume (SA:V) d’au moins 2 cm -1 .