Brevet FR3119638A1 — publié le 20220812

Un système permettant de faire fonctionner un bloc obturateur (BOP) comprend un piston avant positionné au moins partiellement dans une chambre avant. La chambre avant comprend un volume avant sur une face avant du piston avant, et un volume arrière sur une face arrière du piston avant. Le système comprend également un piston arrière relié au piston avant. Le piston arrière est positionné au moins partiellement dans une chambre arrière. La chambre arrière comprend un volume avant sur une face avant du piston arrière, et un volume arrière sur une face arrière du piston arrière. Le système comprend également une première vanne conçue pour permettre l’écoulement de fluide dans la chambre avant pendant une course de fermeture libre du BOP. Le système comprend également une deuxième vanne conçue pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course de fermeture libre. BLOC OBTURATEUR AVEC VOLUME DE LIQUIDE RÉDUIT Contexte de l’invention Un bloc obturateur (BOP) fait référence à une grande vanne au sommet d’un puits qui peut être fermée si l’équipe de forage perd le contrôle des fluides de formation. En fermant cette vanne (par exemple, à distance via des actionneurs hydrauliques), l’équipe de forage peut reprendre le contrôle du réservoir, et des procédures peuvent alors être lancées pour augmenter la densité de boue jusqu’à ce qu’il soit possible d’ouvrir le BOP et de conserver le contrôle de la pression de la formation. Actuellement, pour fermer un BOP à deux pistons (par exemple en tandem), un premier volume (V 1 ) de fluide hydraulique est utilisé pour actionner le premier piston, et un deuxième volume (V 2 ) de fluide hydraulique est utilisé pour actionner le second piston. De même, pour ouvrir le BOP à deux pistons, un troisième volume (V 3 ) de fluide hydraulique est utilisé pour actionner le premier piston, et un quatrième volume (V 4 ) de fluide hydraulique est utilisé pour actionner le deuxième piston. Ainsi, le volume total (V total ) de fluide hydraulique utilisé par le système peut être V 1 + V 2 + V 3 + V 4 . Le volume total V total peut être stocké dans un système sous-marin. Comme on le comprendra, le transport et l’installation de grandes quantités d’équipements et de fluides dans un environnement sous-marin sont difficiles et coûteux. Par conséquent, un système et un procédé permettant de faire fonctionner un BOP avec un volume de fluide réduit sont nécessaires. Résumé Ce résumé est fourni pour introduire une sélection de concepts qui sont décrits davantage ci-dessous dans la description détaillée. Ce résumé n’est pas destiné à identifier les caractéristiques clés ou essentielles de l’objet revendiqué, ni à être utilisé comme une aide pour limiter la portée de l’objet revendiqué. Un système permettant de faire fonctionner un bloc obturateur (BOP) est divulgué. Le système comprend un piston avant positionné au moins partiellement dans une chambre avant. La chambre avant comprend un volume avant sur une face avant du piston avant, et un volume arrière sur une face arrière du piston avant. Le système comprend également un piston arrière relié au piston avant. Le piston arrière est positionné au moins partiellement dans une chambre arrière. La chambre arrière comprend un volume avant sur une face avant du piston arrière, et un volume arrière sur une face arrière du piston arrière. Le système comprend également une première vanne conçue pour permettre l’écoulement de fluide dans la chambre avant pendant une course de fermeture libre du BOP. Le système comprend également une deuxième vanne conçue pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course de fermeture libre. Dans un autre mode de réalisation, le système comprend un piston avant positionné au moins partiellement dans une chambre avant. La chambre avant comprend un volume avant sur une face avant du piston avant, et un volume arrière sur une face arrière du piston avant. Le système comprend également un piston arrière relié au piston avant. Le piston arrière est positionné au moins partiellement dans une chambre arrière. La chambre arrière comprend un volume avant sur une face avant du piston arrière, et un volume arrière sur une face arrière du piston arrière. Le système comprend également un vérin relié au piston avant. Le système comprend également une première vanne. La première vanne est conçue pour permettre l’écoulement de fluide depuis un réservoir vers le volume arrière de la chambre avant afin de pousser le piston avant vers une position de fermeture pendant une course de fermeture libre du BOP. La première vanne est également conçue pour permettre l’écoulement de fluide depuis le réservoir vers les volumes arrière des chambres avant et arrière afin de pousser les pistons avant et arrière vers les positions de fermeture pendant une course de cisaillement du BOP, ce qui amène le vérin à cisailler un élément tubulaire. La première vanne est également conçue pour permettre l’écoulement de fluide depuis le réservoir vers le volume avant de la chambre avant afin de pousser le piston avant vers une position ouverte pendant une course d’ouverture du BOP. Le système comprend également une deuxième vanne. La deuxième vanne est conçue pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course de fermeture libre. La deuxième vanne est également conçue pour empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course de cisaillement. La deuxième vanne est également conçue pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course d’ouverture. Le système comprend également une troisième vanne. La troisième vanne est conçue pour amener la deuxième vanne à permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course de fermeture libre en réponse à une pression dans les volumes arrière des première et seconde chambres qui est inférieure à un seuil prédéterminé. La troisième vanne est également conçue pour amener la deuxième vanne à empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course de cisaillement en réponse à une pression dans les volumes arrière des première et seconde chambres qui est supérieure au seuil prédéterminé. La troisième vanne est également conçue pour amener la deuxième vanne à permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière pendant la course d’ouverture en réponse à la pression dans les volumes arrière des première et seconde chambres qui est inférieure au seuil prédéterminé. Selon un mode de réalisation, une différence de pression est exercée sur le piston avant mais pas sur le piston arrière pendant la course de fermeture libre. Selon un mode de réalisation, le piston avant se déplace vers un élément tubulaire à cisailler pendant la course de fermeture libre et la course de cisaillement. Selon un mode de réalisation, le piston avant se déplace vers un élément tubulaire à cisailler pendant la course de fermeture libre, et le piston avant s’éloigne de l’élément tubulaire pendant la course d’ouverture. Selon un mode de réalisation, une différence de pression est exercée sur le piston avant mais pas sur le piston arrière pendant la course d’ouverture. Selon un mode de réalisation, le fluide dans le volume avant de la chambre avant est transféré à travers la première vanne jusque dans le réservoir pendant la course de fermeture libre, et dans lequel le fluide dans le volume avant de la chambre arrière est transféré à travers la deuxième vanne jusque dans le volume arrière de la chambre arrière pendant la course de fermeture libre. Selon un mode de réalisation, le fluide dans le volume avant de la chambre avant est transféré à travers la première vanne jusque dans le réservoir pendant la course de cisaillement, et dans lequel le fluide dans le volume avant de la chambre arrière est transféré à travers la deuxième vanne jusque dans le réservoir pendant la course de cisaillement. Selon un mode de réalisation, le fluide dans le volume arrière de la chambre avant est transféré à travers la première vanne jusque dans le réservoir pendant la course d’ouverture, et dans lequel le fluide dans le volume arrière de la chambre arrière est transféré à travers la deuxième vanne jusque dans le volume avant de la chambre arrière pendant la course d’ouverture. Selon un mode de réalisation, une différence de pression est exercée sur le piston avant et le piston arrière pendant la course de cisaillement, et dans lequel une différence de pression est exercée sur le piston avant mais pas sur le piston arrière pendant la course de fermeture libre et la course d’ouverture. Un procédé permettant de faire fonctionner un bloc obturateur (BOP) est également divulgué. Le procédé comprend la réalisation d’une course de fermeture libre avec des pistons avant et arrière. Le piston avant est positionné au moins partiellement dans une chambre avant. Le piston arrière est positionné au moins partiellement dans une chambre arrière. La réalisation de la course de fermeture libre comprend le pompage de fluide à travers une première vanne et jusque dans un volume arrière de la chambre avant afin de pousser le piston avant vers une position de fermeture. La réalisation de la course de fermeture libre comprend également l’actionnement d’une deuxième vanne pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière. La deuxième vanne est actionnée par une troisième vanne en réponse à une pression dans les volumes arrière des chambres avant et arrière qui est inférieure à un seuil prédéterminé. Selon un mode de réalisation, une différence de pression est exercée sur le piston avant mais pas sur le piston arrière pendant la course de fermeture libre. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d’une course de cisaillement avec les pistons avant et arrière. La réalisation de la course de cisaillement comprend le pompage de fluide à travers la première vanne et jusque dans les volumes arrière des chambres avant et arrière afin de pousser les pistons avant et arrière plus loin vers la position de fermeture ; et l’actionnement de la deuxième vanne pour empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière, dans lequel la deuxième vanne est actionnée par la troisième vanne en réponse à la pression dans les volumes arrière des chambres avant et arrière qui est supérieure au seuil. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la réalisation d’une course d’ouverture avec les pistons avant et arrière. La réalisation de la course d’ouverture comprend le pompage de fluide à travers la première vanne et jusque dans un volume avant de la chambre avant afin de pousser le piston avant vers une position d’ouverture ; et l’actionnement de la deuxième vanne pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière de la chambre arrière, dans lequel la deuxième vanne est actionnée par la troisième vanne en réponse à la pression dans les volumes arrière des chambres avant et arrière qui est inférieure au seuil. Selon un mode de réalisation, une différence de pression est exercée sur le piston avant mais pas sur le piston arrière pendant la course d’ouverture. Les dessins en annexe, qui sont incorporés et font partie de cette description, illustrent des modes de réalisation des présents enseignements et, conjointement avec la description, servent à expliquer les principes des présents enseignements. Dans les figures : illustre une vue schématique conceptuelle d’un système de commande pour une plate-forme de forage, selon un mode de réalisation. illustre une vue schématique conceptuelle d’un système de commande, selon un mode de réalisation. illustre une vue latérale en coupe d’une partie d’un bloc obturateur (BOP) avec deux pistons dans une première position (par exemple, ouverte), selon un mode de réalisation. illustre une vue latérale en coupe d’une partie du BOP avec les deux pistons dans une seconde position (par exemple, fermée), selon un mode de réalisation. illustre une vue schématique d’un système permettant de faire fonctionner le BOP, selon un mode de réalisation. illustre un schéma d’un procédé permettant de faire fonctionner le BOP, selon un mode de réalisation. illustre une vue schématique du système permettant de faire fonctionner le BOP avec le(s) piston(s) effectuant une course de fermeture libre, selon un mode de réalisation. illustre une vue schématique du système permettant de faire fonctionner le BOP avec les pistons effectuant une course de cisaillement, selon un mode de réalisation. illustre une vue schématique du système permettant de faire fonctionner le BOP avec les pistons effectuant une course d’ouverture, selon un mode de réalisation. Système permettant de faire fonctionner un bloc obturateur (BOP) (300), le système comprenant : un piston avant (310A) positionné au moins partiellement dans une chambre avant (312A), dans lequel la chambre avant (312A) comprend : un volume avant (314A) sur une face avant du piston avant (310A) ; et un volume arrière (316A) sur une face arrière du piston avant (310A) ; un piston arrière (310B) relié au piston avant (310A), dans lequel le piston arrière (310B) est positionné au moins partiellement dans une chambre arrière (312B), dans lequel la chambre arrière (312B) comprend : un volume avant (314B) sur une face avant du piston arrière (310B) ; et un volume arrière (316B) sur une face arrière du piston arrière (310B) ; une première vanne (510) conçue pour permettre l’écoulement de fluide dans la chambre avant (312A)pendant une course de fermeture libre du BOP (300) ; et une deuxième vanne (520) conçue pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314A, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de fermeture libre. Système selon la revendication 1, comprenant en outre une troisième vanne (530) conçue pour amener la deuxième vanne (520) à permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314A, 314B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de fermeture libre en réponse à une pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des première et seconde chambres (312A, 312B) qui est inférieure à un seuil prédéterminé. Système selon la revendication 1, dans lequel une différence de pression est exercée sur le piston avant (310A) mais pas sur le piston arrière (310B) pendant la course de fermeture libre. Système selon la revendication 1, dans lequel la deuxième vanne (520) est conçue pour empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant une course de cisaillement du BOP (300). Système selon la revendication 4, dans lequel le piston avant (310A) se déplace vers un élément tubulaire (330) à cisailler pendant la course de fermeture libre et la course de cisaillement. Système selon la revendication 4, comprenant en outre une troisième vanne (530) conçue pour amener la deuxième vanne (520) à empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de cisaillement en réponse à une pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des première et seconde chambres (312A, 312B) qui est supérieure au seuil prédéterminé. Système selon la revendication 1, dans lequel la deuxième vanne (520) est conçue pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant une course d’ouverture du BOP (300). Système selon la revendication 7, dans lequel le piston avant (310A) se déplace vers un élément tubulaire (330) à cisailler pendant la course de fermeture libre, et dans lequel le piston avant (310A) s’éloigne de l’élément tubulaire (330) pendant la course d’ouverture. Système selon la revendication 7, comprenant en outre une troisième vanne (530) conçue pour amener la deuxième vanne (520) à permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course d’ouverture en réponse à une pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des première et seconde chambres (312A, 312B) qui est inférieure à un seuil prédéterminé. Système selon la revendication 7, dans lequel une différence de pression est exercée sur le piston avant (310A) mais pas sur le piston arrière (310B) pendant la course d’ouverture. Système permettant de faire fonctionner un bloc obturateur (BOP) (300), le système comprenant : un piston avant (310A) positionné au moins partiellement dans une chambre avant (312A), dans lequel la chambre avant (312A) comprend : un volume avant (314A) sur une face avant du piston avant (310A) ; et un volume arrière (316A) sur une face arrière du piston avant (310A) ; un piston arrière (310B) relié au piston avant (310A), dans lequel le piston arrière (310B) est positionné au moins partiellement dans une chambre arrière (312B), dans lequel la chambre arrière (312B) comprend : un volume avant (314B) sur une face avant du piston arrière (310B) ; et un volume arrière (316B) sur une face arrière du piston arrière (310B) ; un vérin (320) relié au piston avant (310A) ; une première vanne (510) conçue pour : permettre l’écoulement de fluide depuis un réservoir (550) vers le volume arrière (316A) de la chambre avant (312A) afin de pousser le piston avant (310A) vers une position de fermeture pendant une course de fermeture libre du BOP (300) ; permettre l’écoulement de fluide depuis le réservoir (550) vers les volumes arrière des chambres avant et arrière (312A, 312B) afin de pousser les pistons avant et arrière (310A, 310B) vers les positions de fermeture pendant une course de cisaillement du BOP (300), ce qui amène le vérin (320) à cisailler un élément tubulaire (330) ; et permettre l’écoulement de fluide depuis le réservoir (550) vers le volume avant (314A) de la chambre avant (312A) afin de pousser le piston avant (310A) vers une position ouverte pendant une course d’ouverture du BOP (300) ; une deuxième vanne (520) conçue pour : permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de fermeture libre ; empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de cisaillement ; et permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course d’ouverture ; et une troisième vanne (530) conçue pour : amener la deuxième vanne (520) à permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de fermeture libre en réponse à une pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des première et seconde chambres (312A, 312B) qui est inférieure à un seuil prédéterminé ; amener la deuxième vanne (520) à empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de cisaillement en réponse à une pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des première et seconde chambres (312A, 312B) qui est supérieure au seuil prédéterminé ; et amener la deuxième vanne (520) à permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course d’ouverture en réponse à la pression dans les volumes arrière (314A, 316B) des première et seconde chambres (312A, 312B) qui est inférieure au seuil prédéterminé. Système selon la revendication 11, dans lequel le fluide dans le volume avant (314A) de la chambre avant (312A) est transféré à travers la première vanne (510) jusque dans le réservoir (550) pendant la course de fermeture libre, et dans lequel le fluide dans le volume avant (314B) de la chambre arrière (312B) est transféré à travers la deuxième vanne (520) jusque dans le volume arrière (316B) de la chambre arrière (312B) pendant la course de fermeture libre. Système selon la revendication 11, dans lequel le fluide dans le volume avant (314A) de la chambre avant (312A) est transféré à travers la première vanne (510) jusque dans le réservoir (550) pendant la course de cisaillement, et dans lequel le fluide dans le volume avant (314B) de la chambre arrière (312B) est transféré à travers la deuxième vanne (520) jusque dans le réservoir (550) pendant la course de cisaillement. Système selon la revendication 11, dans lequel le fluide dans le volume arrière (316A) de la chambre avant (312A) est transféré à travers la première vanne (510) jusque dans le réservoir (550) pendant la course d’ouverture, et dans lequel le fluide dans le volume arrière (316B) de la chambre arrière (312B) est transféré à travers la deuxième vanne (520) jusque dans le volume avant (314B) de la chambre arrière (312B) pendant la course d’ouverture. Système selon la revendication 11, dans lequel une différence de pression est exercée sur le piston avant (310A) et le piston arrière (310B) pendant la course de cisaillement, et dans lequel une différence de pression est exercée sur le piston avant (310A) mais pas sur le piston arrière (310B) pendant la course de fermeture libre et la course d’ouverture. Procédé permettant de faire fonctionner un bloc obturateur (BOP) (300), le procédé comprenant : la réalisation d’une course de fermeture libre avec des pistons avant et arrière (310A, 310B), dans lequel le piston avant (310A) est positionné au moins partiellement dans une chambre avant (312A), dans lequel le piston arrière (310B) est positionné au moins partiellement dans une chambre arrière (312B), et dans lequel la réalisation de la course de fermeture libre comprend : le pompage de fluide à travers une première vanne (510) et jusque dans un volume arrière (316A) de la chambre avant (312A) afin de pousser le piston avant (310A) vers une position de fermeture ; et l’actionnement d’une deuxième vanne (520) pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B), dans lequel la deuxième vanne (520) est actionnée par une troisième vanne (530) en réponse à une pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des chambres avant et arrière (312A, 312B)qui est inférieure à un seuil prédéterminé. Procédé selon la revendication 16, dans lequel une différence de pression est exercée sur le piston avant (310A) mais pas sur le piston arrière (310B) pendant la course de fermeture libre. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre la réalisation d’une course de cisaillement avec les pistons avant et arrière (310A, 310B), dans lequel la réalisation de la course de cisaillement comprend : le pompage de fluide à travers la première vanne (510) et jusque dans les volumes arrière (316A, 316B) des chambres avant et arrière (312A, 312B) afin de pousser les pistons avant et arrière (310A, 310B) plus loin vers la position de fermeture ; et l’actionnement de la deuxième vanne (520) pour empêcher l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B), dans lequel la deuxième vanne (520) est actionnée par la troisième vanne (530) en réponse à la pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des chambres avant et arrière (312A, 312B) qui est supérieure au seuil. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre la réalisation d’une course d’ouverture avec les pistons avant et arrière (310A, 310B), dans lequel la réalisation de la course d’ouverture comprend : le pompage de fluide à travers la première vanne (510) et jusque dans un volume avant (314A) de la chambre avant (312A) afin de pousser le piston avant (310A) vers une position d’ouverture ; et l’actionnement de la deuxième vanne (520) pour permettre l’écoulement de fluide entre les volumes avant et arrière (314B, 316B) de la chambre arrière (312B), dans lequel la deuxième vanne (520) est actionnée par la troisième vanne (530) en réponse à la pression dans les volumes arrière (316A, 316B) des chambres avant et arrière (312A, 312B) qui est inférieure au seuil. Procédé selon la revendication 19, dans lequel une différence de pression est exercée sur le piston avant (310A) mais pas sur le piston arrière (310B) pendant la course d’ouverture.