Brevet FR3127978A1 — publié le 20230414

Un système d’isolation de tube de dérivation de fond de trou comporte un boîtier de manchon d’isolation définissant une chambre de manchon d’isolation et un manchon d’isolation mobile dans la chambre de manchon d’isolation entre une position ouverte et une position fermée. Le manchon d’isolation est doté d’une voie de boue qui associe de manière fluidique un premier segment de tube de boue à un second segment de tube de boue avec le manchon d’isolation en position ouverte et découple de manière fluidique le premier segment de tube de boue du second segment de tube de boue en position fermée. Le système d’isolation du tube de dérivation de fond de trou comporte en outre un canal de fluide en communication avec la chambre du manchon d’isolation. Le canal est initialement fermé pour verrouiller hydrauliquement le manchon d’isolation en position ouverte. De plus, le système d’isolation du tube de dérivation de fond de trou comporte un mécanisme d’actionnement configuré pour ouvrir le canal de fluide afin de déverrouiller hydrauliquement le manchon d’isolation et un élément de sollicitation pour orienter le manchon d’isolation en position fermée. Système d’isolation du tube de dérivation pour fond de puits CONTEXTE Lors de l’exécution de certains travaux de construction des forages, une opération de compactage de gravier peut être effectuée pour assurer une filtration visant à empêcher le sable des zones de production instables de rentrer dans le puits. Le compactage de gravier peut comprendre le pompage d’une boue de gravier dans un puits ayant une pluralité de zones de production. Les packers peuvent être installés dans le puits pour séparer les zones de production. En cas d’installation des packers avant le déploiement de la boue de gravier, ces derniers peuvent comporter des trous de dérivation de sorte que la boue de gravier puisse passer par les trous de dérivation via les tubes de dérivation correspondants s’étendant à travers les trous de dérivation. Malheureusement, le fait d’avoir les trous de dérivation dans les packers peut relier de manière fluidique chacune des zones de production de sorte que les zones de production ne soient pas isolées. Cependant, le fait d’avoir isolé des zones de production peut être avantageux pour empêcher les fluides (p. ex., le gaz naturel ou l’eau) de s’écouler dans des zones de production adjacentes en cas de percée ou d’événement similaire. Les dessins suivants sont une illustration de certains aspects de certains modes de réalisation de la présente invention et ne doivent nullement servir à des fins de limitation ou de définition du procédé. LA illustre une vue en élévation latérale et en coupe partielle d’un environnement opérationnel pour un système d’achèvement, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. LA est une vue en perspective d’un système d’isolation de tube de dérivation du système d’achèvement, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. LA est une vue en coupe transversale du système d’isolation du tube de dérivation en position ouverte, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. LA est une autre vue en coupe transversale du système d’isolation du tube de dérivation en position ouverte, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. LA illustre une vue en coupe transversale du système d’isolation du tube de dérivation en position fermée, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. LA illustre une autre vue en coupe transversale du système d’isolation du tube de dérivation en position fermée, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. LA est un schéma de fonctionnement d’un procédé d’actionnement du système d’isolation du tube de dérivation, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. Système d’isolation de tube de dérivation de fond de trou, comprenant : un logement de manchon d’isolation (206) définissant une chambre de manchon d'isolation (300); un manchon d’isolation (332) mobile disposé à l’intérieur de la chambre du manchon d'isolation (300) entre une position ouverte et une position fermée, le manchon d'isolation (332) ayant un passage de boue (334) s'étendant à travers au moins une partie du manchon d'isolation 332), dans lequel le passage de boue (334) couple de manière fluide un premier segment de tube de boue à un second segment de tube de boue avec le manchon d'isolation (332) en position ouverte et découple de manière fluide le premier segment de tube de boue du second segment de tube de boue en position fermée; un canal de fluide en communication avec la chambre du manchon d'isolation, (300) le canal étant initialement fermé pour verrouiller hydrauliquement le manchon d'isolation (332) en position ouverte ; un mécanisme d'actionnement configuré pour ouvrir le canal de fluide afin de déverrouiller hydrauliquement le manchon d'isolation ; et un élément de polarisation (600) pour incliner le manchon d'isolation (332) en position fermée. Système selon la revendication 1, dans lequel le passage de boue comprend une entrée de manchon d'isolation radial (336), un alésage (400) et une sortie de manchon d'isolation radial (338), et dans lequel l'entrée de manchon d'isolation radial (336) et la sortie de manchon d'isolation radial (338) passent à travers une surface radialement extérieure du manchon d'isolation, (332) et/ou dans lequel l'entrée du manchon d'isolation (336) et la sortie du manchon d'isolation (336) sont alignées angulairement sur la circonférence du manchon d'isolation (332). Système selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une fonction de retenue (362) configurée pour limiter le mouvement rotatif et/ou axial du manchon d'isolation (332) avec le manchon d'isolation (332) disposé en position ouverte. Système selon une quelconque revendication précédente, dans lequel la chambre de manchon d'isolation (300) comporte une extrémité axiale ouverte (302), une extrémité axiale scellée (304) disposée en face de l'extrémité ouverte, une entrée radiale (306) et une sortie radiale (308), dans lequel le premier segment de tube est connecté de manière fluidique à l'entrée radiale (308), et dans lequel le second segment de tube est connecté de manière fluidique à la sortie radiale (308), et/ou dans lequel une boue de gravier est configurée pour s'écouler à travers le passage de boue depuis un premier segment de tube de boue, via l'entrée radiale (306), au second segment de tube de boue, via la sortie radiale, (308) avec le manchon d'isolation (332) disposé en position ouverte, et dans lequel le passage de boue est mal alignée par rapport à l'entrée radiale (306) et à la sortie radiale (308) pour bloquer l'écoulement de la boue de gravier du premier segment de tube de boue au second segment de tube de boue avec le manchon d'isolation disposé en position fermée. Système selon une quelconque revendication précédente, dans lequel le canal relie de manière fluidique une source de fluide haute pression à une chambre de piston, (310) et dans lequel l'ouverture du canal permet un écoulement de fluide dans la chambre de piston (310), et dans lequel la chambre de piston (310) est en communication avec la chambre de manchon d'isolation (300). Système selon une quelconque revendication précédente, comprenant en outre un bouchon (412) placé dans le canal pour fermer le canal, dans lequel le mécanisme d'actionnement comprend un dispositif mécanique configuré pour déplacer une partie du bouchon (412) pour ouvrir un passage de fluide à travers le bouchon (412) et ouvrir le canal. Système selon une quelconque revendication précédente, comprenant en outre un bouchon (412) placé dans le canal pour fermer le canal, dans lequel le mécanisme d'actionnement comprend un dispositif hydraulique configuré pour déplacer une partie du bouchon (412) pour ouvrir un passage de fluide à travers le bouchon (412) et ouvrir le canal. Système d'isolation de tube de dérivation de fond de trou (102) selon une quelconque revendication précédente, comprenant en outre : un logement de manchon mobile (212) définissant une chambre de piston (310), un alésage central s'étendant axialement à travers le logement de manchon mobile (212), et un canal s'étendant de l'alésage central à la chambre de piston (310), dans lequel la chambre de piston est en communication fluidique avec une partie ouverte de la chambre d'isolation via l'extrémité axiale ouverte, et dans lequel la partie ouverte est positionnée entre l'axe ouvert et le manchon d'isolation ; un bouchon (412) disposé à l'intérieur du canal pour verrouiller hydrauliquement le manchon d'isolation en position ouverte ; et un manchon interne (504) disposé à l'intérieur de l'alésage central du manchon mobile, dans lequel le manchon interne (504) est configuré pour coulisser le long du logement du manchon mobile (212) pour déplacer une partie du bouchon (412) et ouvrir un passage de liquide à travers le bouchon (412) vers la chambre de piston (310), dans lequel l'ouverture du passage de fluide vers la chambre de piston (310) déverrouille hydrauliquement le manchon d'isolation (332), et dans lequel une différence de pression entre la partie ouverte de la chambre d'isolation et une partie étanche de la chambre d'isolation, positionnée entre le manchon d'isolation (332) et l'extrémité axiale scellée (304), entraîne le manchon d'isolation en position fermée avec le manchon d'isolation déverrouillé hydrauliquement. Système selon la revendication 8, comprenant en outre un piston disposé à l'intérieur de la chambre de piston (310), dans lequel le piston est configuré pour coulisser le long de la chambre de piston (310) dans une direction éloignée du canal en réponse à l'ouverture du passage de fluide à travers le bouchon (412). Système selon la revendication 8 ou 9, comprenant en outre un accouplement hydraulique (216) configuré pour coupler de manière fluidique la chambre du piston (310) avec la chambre du manchon d'isolation (300), dans laquelle une huile hydraulique remplit un espace dans la chambre du piston (310), l'accouplement hydraulique (216), et la partie ouverte de la chambre d'isolation, entre le piston et le manchon d'isolation (332), avec le manchon d'isolation (332) en position ouverte, et/ou dans lequel l'accouplement hydraulique (216) comprend un passage ayant un diamètre compris entre 0,5 et 0,01 du diamètre de la chambre du piston pour empêcher l'écoulement de l'huile hydraulique de la chambre du piston à la partie ouverte de la chambre du manchon d'isolation (300). Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, comprenant en outre un module d'entrée d'isolation (204) et un module de sortie d'isolation (210), chacun étant fixé au logement du manchon d'isolation (206), dans lequel le module d'entrée d'isolation (204) relie de manière fluidique le premier segment de tube à l'entrée radiale (306) du logement du manchon d'isolation, (206) et dans lequel le module de sortie d'isolation (210) couple de manière fluidique le second segment de tube avec la sortie radiale (308) du logement du manchon d'isolation, et/ou dans lequel le module d'entrée d'isolation (204) est configuré pour recevoir la boue de gravier à une extrémité axiale du module d'entrée d'isolation (204) et sortir la boue de gravier à une partie radiale du module d'entrée d'isolation (210), et/ou dans laquelle la partie scellée de la chambre du manchon d'isolation (300) est remplie d'une pression d'air atmosphérique comprise entre 0,0 et 1,0 atmosphère (atm) dans la position ouverte du manchon d'isolation. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel le manchon d'isolation comprend au moins un joint radial configuré pour étanchéifier la partie étanche de la chambre du manchon d'isolation (300) de la sortie radiale, (308) de l'entrée radiale (306) et de la partie ouverte de la chambre du manchon d'isolation (300). Procédé d'actionnement d'un système d'isolation de tube de dérivation de fond de trou (110), comprenant : l'étanchéisation d'une chambre de piston (310) disposée à l'intérieur d'un logement de manchon mobile (212), via un bouchon (412), pour verrouiller hydrauliquement un manchon d'isolation (332) en position ouverte, dans lequel une boue de gravier est configurée pour s'écouler d'un premier segment de tube (200) à un second segment de tube (208), via le manchon d'isolation, en position ouverte, dans lequel le manchon d'isolation est disposé à l'intérieur d'une chambre de manchon d'isolation (300) et dans laquelle la chambre de piston et la chambre de manchon d'isolation sont en communication fluidique ; l'actionnement d'un manchon interne (504) disposé à l'intérieur du logement de manchon mobile pour déplacer une partie du bouchon (412) et ouvrir un passage de liquide à travers le bouchon vers la chambre de piston, dans lequel l'ouverture du passage de liquide vers la chambre de piston déverrouille hydrauliquement le manchon d'isolation ; et le déplacement du manchon d'isolation en position fermée, par l'intermédiaire d'une force de polarisation sur le manchon d'isolation, pour bloquer l'écoulement de la boue de gravier du premier tube au second tube, dans lequel la force de polarisation est générée par une différence de pression à travers le manchon d'isolation avec le passage de fluide ouvert. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'étanchéisation de la chambre de manchon (300) comprend l'insertion d'un bouchon (412) dans une fente du logement du manchon mobile (212) au niveau d’une surface d'une opération d'achèvement de puits pour sceller la chambre de piston (310) à une pression d'air atmosphérique comprise entre 0,0 et 1,0 atmosphère (atm). Procédé selon la revendication 13 ou 14, comprenant en outre l'accouplement du manchon d'isolation (332) à une surface interne (342) du logement du manchon d'isolation (206) avec le manchon d'isolation en position fermée par un anneau d'arrêt (608) fixé à proximité d'une extrémité axiale scellée (302) de la partie étanche de la chambre du manchon d'isolation (300).