Brevet FR3126013A1 — publié le 20230210

BAGUE COLLECTRICE UTILISANT UNE FENTE DÉCALÉE RADIALEMENT L’invention concerne une bague collectrice destinée à être utilisée avec un ensemble d’étanchéité, un outil d’étanchéité et un procédé pour étanchéifier un espace annulaire à l’intérieur d’un puits de forage. La bague collectrice, dans au moins un aspect, comporte un élément annulaire ayant une première extrémité, une seconde extrémité opposée, une largeur (w) et une épaisseur de paroi (t). La bague collectrice, dans cet aspect, peut en outre comporter une fente située entièrement à travers l’épaisseur de paroi (t) et s’étendant entre la première extrémité et la seconde extrémité opposée, la fente étant configurée pour permettre à l’élément annulaire de se déplacer entre un état radialement réduit et un état radialement agrandi, et en outre une première partie de la fente située au niveau de la première extrémité et une deuxième partie de la fente située au niveau de la seconde extrémité opposée étant radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 15 degrés. BAGUE COLLECTRICE UTILISANT UNE FENTE DÉCALÉE RADIALEMENT CONTEXTE Un ensemble d’étanchéité typique (par exemple, garniture d’étanchéité, bouchon provisoire, etc.) a généralement un ou plusieurs éléments d’étanchéité ou « caoutchoucs » qui sont utilisés pour fournir un joint étanche aux fluides radialement entre un mandrin de l’ensemble d’étanchéité et le tubage ou le puits de forage dans lequel l’ensemble d’étanchéité est disposé. Un tel ensemble d’étanchéité est généralement acheminé dans un puits de forage souterrain suspendu à un tube s’étendant jusqu’à la surface de la terre. Pour éviter d’endommager les éléments d’étanchéité pendant que l’ensemble d’étanchéité est acheminé dans le puits de forage, les éléments d’étanchéité sont portés sur le mandrin dans un état relâché ou non comprimé dans lequel ils sont espacés radialement vers l’intérieur du tubage. Lorsque l’ensemble d’étanchéité est mis en place, les éléments d’étanchéité se dilatent radialement (par exemple, à la fois radialement vers l’intérieur et radialement vers l’extérieur), assurant ainsi l’étanchéité contre le mandrin et le tubage et/ou le puits de forage. Dans certains modes de réalisation, les éléments d’étanchéité sont comprimés axialement entre des dispositifs de retenue d’élément chevauchant les éléments d’étanchéité sur l’ensemble d’étanchéité, qui à leur tour dilatent radialement les éléments d’étanchéité. Dans d’autres modes de réalisation, un ou plusieurs éléments d’étanchéité gonflables sont positionnés axialement entre les dispositifs de retenue d’élément, les éléments d’étanchéité gonflables étant configurés pour se dilater radialement lorsqu’ils sont soumis à un ou plusieurs fluides d’activation différents. L’ensemble d’étanchéité comporte souvent une ou plusieurs bagues collectrices, qui saisissent le tubage et empêchent le mouvement de l’ensemble d’étanchéité axialement à l’intérieur du tubage après que les éléments d’étanchéité ont été mis en place. Ainsi, si un poids ou une pression de fluide est appliqué à l’ensemble d’étanchéité, les bagues collectrices résistent aux forces axiales sur l’ensemble d’étanchéité ainsi produites et empêchent le déplacement axial de l’ensemble d’étanchéité par rapport au tubage et/ou au puits de forage. BRÈVE DESCRIPTION Il est à présent fait référence aux descriptions suivantes prises conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels : La illustre un système de puits conçu, fabriqué et exploité selon un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention, le système de puits comportant un outil d’étanchéité comportant un ensemble d’étanchéité conçu, fabriqué et exploité selon un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention ; , , et illustrent des vues alternatives d’un mode de réalisation d’une bague collectrice conçue, fabriquée et exploitée selon un mode de réalisation de l’invention ; , , et illustrent des vues alternatives d’un mode de réalisation alternatif d’une bague collectrice conçue, fabriquée et exploitée selon un mode de réalisation de l’invention ; , , et illustrent des vues alternatives d’un mode de réalisation alternatif d’une bague collectrice conçue, fabriquée et exploitée selon un mode de réalisation de l’invention ; , , et illustrent des vues alternatives d’un mode de réalisation alternatif d’une bague collectrice conçue, fabriquée et exploitée selon un mode de réalisation de la l’invention ; , , et illustrent des vues alternatives d’un mode de réalisation alternatif d’une bague collectrice conçue, fabriquée et exploitée selon un mode de réalisation de la l’invention ; et et illustrent divers états de déploiement différents pour un ensemble d’étanchéité conçu, fabriqué et exploité selon un mode de réalisation de l’invention. Bague collectrice (200) destinée à être utilisée avec un ensemble d’étanchéité (720), comprenant : un élément annulaire (210) ayant une première extrémité (220), une seconde extrémité opposée (225), une largeur (w) et une épaisseur de paroi (t) ; et une fente (250) située entièrement à travers l’épaisseur de paroi (t) et s’étendant entre la première extrémité (220) et la seconde extrémité opposée (225), la fente (250) étant configurée pour permettre à l’élément annulaire (210) de se déplacer entre un état radialement réduit et un état radialement agrandi, et en outre dans laquelle une première partie de la fente (250) située au niveau de la première extrémité (220) et une deuxième partie de la fente (250) située au niveau de la seconde extrémité opposée (225) sont radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 15 degrés. Bague collectrice (200) selon la revendication 1, dans laquelle la première partie de la fente (250) située au niveau de la première extrémité (220) et la deuxième partie de la fente (250) située au niveau de la seconde extrémité opposée (225) sont radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 360 degrés. Bague collectrice (200) selon la revendication 1, dans laquelle la première partie de la fente (250) située au niveau de la première extrémité (220) et la deuxième partie de la fente (250) située au niveau de la seconde extrémité opposée (225) sont radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 180 degrés. Bague collectrice (200) selon la revendication 1, dans laquelle la première partie de la fente (250) située au niveau de la première extrémité (220) et la deuxième partie de la fente (250) située au niveau de la seconde extrémité opposée (225) sont radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 90 degrés. Bague collectrice (200) selon la revendication 1, dans laquelle la fente (250) est une fente non linéaire, ou éventuellement dans laquelle la fente (250) est une fente en forme de Z, ou éventuellement dans laquelle la fente (250) est une fente en forme de S, ou éventuellement dans laquelle la fente (250) est une fente linéaire. Bague collectrice (200) selon la revendication 1, comportant en outre une ou plusieurs encoches d’épaisseur réduite situées dans l’élément annulaire (210), les une ou plusieurs encoches d’épaisseur réduite étant configurées pour permettre à l’élément annulaire (210) de fléchir entre l’état radialement réduit et l’état radialement agrandi. Bague collectrice (200) selon la revendication 1, comportant en outre une pluralité de dents (230) s’étendant depuis l’élément annulaire(210), la pluralité de dents (230) étant configurée pour saisir un élément tubulaire situé à l’extérieur de l’élément annulaire (210) lorsque l’élément annulaire (210) est dans l’état radialement agrandi. Outil d’étanchéité (700), comprenant : un mandrin ; et un ensemble d’étanchéité (720) positionné autour du mandrin, l’ensemble d’étanchéité (720) ayant une bague collectrice (200) comportant : un élément annulaire (210) ayant une première extrémité (220), une seconde extrémité opposée (225), une largeur (w) et une épaisseur de paroi (t) ; et une fente (250) située entièrement à travers l’épaisseur de paroi (t) et s’étendant entre la première extrémité (220) et la seconde extrémité opposée (225), la fente (250) étant configurée pour permettre à l’élément annulaire (210) de se déplacer entre un état radialement réduit et un état radialement agrandi, et en outre dans laquelle une première partie de la fente (250) située au niveau de la première extrémité (220) et une deuxième partie de la fente (250) située au niveau de la seconde extrémité opposée (225) sont radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 15 degrés. Outil d’étanchéité (700) selon la revendication 8, dans lequel l’ensemble d’étanchéité (720) comporte en outre un ou plusieurs éléments d’étanchéité (750) positionnés autour du mandrin, les un ou plusieurs éléments d’étanchéité pouvant fonctionner pour se déplacer entre un état radialement relâché et un état radialement dilaté, ou éventuellement dans lequel les un ou plusieurs éléments d’étanchéité (750) sont un ou plusieurs éléments d’étanchéité en élastomère. Outil d’étanchéité (700) selon la revendication 8, dans lequel l’ensemble d’étanchéité (720) comporte en outre une ou plusieurs cales positionnées autour du mandrin, les une ou plusieurs cales (760) pouvant fonctionner pour déplacer l’élément annulaire (210) entre l’état radialement réduit et l’état radialement agrandi. Outil d’étanchéité (700) selon la revendication 8, dans lequel la première partie de la fente (250) située au niveau de la première extrémité (220) et la deuxième partie de la fente (250) située au niveau de la seconde extrémité opposée (225) sont radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 90 degrés. Outil d’étanchéité (700) selon la revendication 8, dans lequel la fente (250) est une fente non linéaire, ou éventuellement dans lequel la fente (250) est une fente en forme de Z ou une fente en forme de S, ou éventuellement dans lequel la fente (250) est une fente linéaire. Outil d’étanchéité (700) selon la revendication 8, comportant en outre une ou plusieurs encoches d’épaisseur réduite situées dans l’élément annulaire (210), les une ou plusieurs encoches d’épaisseur réduite étant configurées pour permettre à l’élément annulaire (210) de fléchir entre l’état radialement réduit et l’état radialement agrandi, et une pluralité de dents (230) s’étendant depuis l’élément annulaire (210), la pluralité de dents (230) étant configurée pour saisir un élément tubulaire situé à l’extérieur de l’élément annulaire (210) lorsque l’élément annulaire (210) est dans l’état radialement agrandi. Procédé pour étanchéifier un espace annulaire à l’intérieur d’un puits de forage, comprenant : la fourniture d’un outil d’étanchéité (700) à l’intérieur d’un puits de forage, l’outil d’étanchéité (700) comportant : un mandrin ; et un ensemble d’étanchéité (720) positionné autour du mandrin, l’ensemble d’étanchéité (720) ayant une bague collectrice (200) comportant : un élément annulaire (210) ayant une première extrémité (220), une seconde extrémité opposée (225), une largeur (w) et une épaisseur de paroi (t) ; et une fente (250) située entièrement à travers l’épaisseur de paroi (t) et s’étendant entre la première extrémité (220) et la seconde extrémité opposée (225), la fente (250) étant configurée pour permettre à l’élément annulaire (210) de se déplacer entre un état radialement réduit et un état radialement agrandi, et en outre dans lequel une première partie de la fente (250) située au niveau de la première extrémité (220) et une deuxième partie de la fente (250) située au niveau de la seconde extrémité opposée (225) sont radialement décalées l’une de l’autre d’au moins 15 degrés ; et le réglage de la bague collectrice (200) en déplaçant l’élément annulaire métallique extensible de l’état radialement réduit à l’état radialement agrandi en prise avec un élément tubulaire dans le puits de forage. Procédé selon la revendication 14, dans lequel la bague collectrice (200) dans l’état radialement agrandi a un contact à 360 degrés avec l’élément tubulaire.