Brevet FR3135744A1 — publié le 20231124

Une soupape de sécurité pour un puits de forage peut comporter un piston, une soupape à clapet, un tube d’écoulement, une série d’aimants externes et une série d’aimants internes. Le piston peut déplacer le tube d’écoulement, qui peut actionner la soupape à clapet. La série d’aimants externes peuvent être fixés à une paroi externe du piston. La série d’aimants internes peut être fixée à un tube d’écoulement de la soupape de sécurité. La série d’aimants externes et la série d’aimants internes peuvent être agencées selon un motif de polarité non alternée. Le motif de polarité non alternée peut être ordonné de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la série d’aimants internes de la série d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants internes avec la série d’aimants externes. Figure de l’abrégé : Figure 2. Soupape de sécurité souterraine doté d’un ensemble d’aimants de réaccouplement La présente invention concerne de manière générale des opérations de puits de forage et, plus particulièrement (mais pas nécessairement exclusivement), des soupapes de sécurité souterraines dotées d’un ensemble d’aimants d’accouplement et destinées à être utilisées dans le cadre des opérations de puits de forage. Contexte Les hydrocarbures, tels que le pétrole et le gaz, peuvent être extraits de formations souterraines qui peuvent être sur terre ou offshore. Les hydrocarbures peuvent être extraits à travers un puits de forage formé dans une formation souterraine. Les opérations de puits de forage pour extraire des hydrocarbures peuvent comprendre des opérations de forage, des opérations de complétion, des opérations de production, etc. Une soupape de sécurité peut être installée dans un puits de forage lors d’une opération de complétion. La soupape de sécurité peut jouer le rôle de sécurité intégrée pour empêcher une libération incontrôlée de fluides. La soupape de sécurité peut assurer la fermeture d’un puits de forage pour éviter d’endommager les installations de production en surface ou pour prévenir une urgence. L’accouplement et le réaccouplement à la soupape de sécurité peuvent s’avérer difficiles. La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine disposée à l’intérieur d’un puits de forage selon un exemple de la présente invention. La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine ouverte contenant un ensemble d’aimants selon un exemple de la présente invention. La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine fermée contenant un ensemble d’aimants selon un exemple de la présente invention. La est un schéma des séquences de polarité d’un ensemble d’aimants d’une soupape de sécurité selon un exemple de la présente invention. La est un schéma d’aimants ordonnés selon une séquence de polarité non alternée se couplant à une autre série d’aimants ordonnés selon une séquence de polarité non alternée, selon un exemple de la présente invention. La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles variables se couplant à une série d’aimants internes de tailles variables selon un exemple de la présente invention. La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles décroissantes se couplant à une série d’aimants internes de tailles décroissantes correspondantes selon un exemple de la présente invention. La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles croissantes se couplant à une série d’aimants internes de tailles croissantes selon un exemple de la présente invention. La est un organigramme d’un procédé de fermeture et d’ouverture d’une soupape de sécurité selon un exemple de la présente invention. Soupape de sécurité (200) utilisable dans un puits de forage (102), la soupape de sécurité comprenant : un piston (206) configuré pour déplacer un tube d’écoulement (216) ; une soupape à clapet (218) ; le tube d’écoulement servant à ouvrir la soupape à clapet ; une pluralité d’aimants externes (212) fixés au piston, au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes ; et une pluralité d’aimants internes accouplés au tube d’écoulement, au moins certains de la pluralité d’aimants internes (214) ayant la polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la pluralité d’aimants internes de la pluralité d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes. Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle : la pluralité d’aimants externes (212) comprend au moins un premier aimant externe (401a), un deuxième aimant externe (401b) et un troisième aimant externe (410c) ; la pluralité d’aimants internes comprend au moins un premier aimant interne (403a), un deuxième aimant interne (403b) et un troisième aimant interne (403c) ; le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ; le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille. Soupape de sécurité (200) selon la revendication 2, dans laquelle un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes (214) avec la pluralité d’aimants externes (212) comprend l’alignement du premier aimant externe (401a) avec le premier aimant interne (403a), l’alignement du deuxième aimant externe (401b) avec le deuxième aimant interne (403b), et l’alignement du troisième aimant externe (401c) avec le troisième aimant interne (403c). Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle une séquence de polarité de la pluralité d’aimants externes (212) et la séquence de polarité de la pluralité d’aimants internes (214) permettent au piston (206) de s’étendre dans une partie de la soupape de sécurité de sorte que lorsque le piston s’étend, un effet de saut provoqué par un désalignement d’au moins un aimant externe et d’au moins un aimant interne contribue à la seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes. Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle la soupape de sécurité est une soupape de sécurité récupérable par câble métallique. Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle la soupape de sécurité est une soupape de sécurité souterraine. Soupape de sécurité souterraine (200) selon la revendication 6, dans laquelle un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes (214) avec la pluralité d’aimants externes (212) maintient le piston (206) dans une position étendue à l’intérieur de la soupape de sécurité, maintenant ainsi la soupape à clapet (218) sur la soupape à clapet pour ouvrir la soupape à clapet, utilisant ainsi l’accouplement complet de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes pour résister à une fermeture de la soupape à clapet. Ensemble d’aimants pour une soupape de sécurité utilisable dans un puits de forage (102), l’ensemble d’aimants comprenant : une pluralité d’aimants externes (212) fixés à un piston (206) de la soupape de sécurité (200), au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes, une pluralité d’aimants internes (214) destinés à s’accoupler avec un tube d’écoulement (216) de la soupape de sécurité, au moins certains de la pluralité d’aimants internes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la pluralité d’aimants internes de la pluralité d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes. Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel : la pluralité d’aimants externes (212) comprend au moins un premier aimant externe (401a), un deuxième aimant externe (401b) et un troisième aimant externe (401c) ; la pluralité d’aimants internes (214) comprend au moins un premier aimant interne (403a), un deuxième aimant interne (430b) et un troisième aimant interne (403c) ; le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ; le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille. Ensemble d’aimants selon la revendication 9, dans lequel un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes (214) avec la pluralité d’aimants externes (212) comprend l’alignement du premier aimant externe (401a) avec le premier aimant interne (403a), l’alignement du deuxième aimant externe (401b) avec le deuxième aimant interne (403b), et l’alignement du troisième aimant externe (401c) avec le troisième aimant interne (403c). Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel une séquence de polarité de la pluralité d’aimants externes (212) et la séquence de polarité de la pluralité d’aimants internes (214) permettent au piston (206) de s’étendre dans une partie de la soupape de sécurité (200) de sorte que lorsque le piston s’étend, un effet de saut provoqué par un désalignement d’au moins un aimant externe et d’au moins un aimant interne contribue à la seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes. Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel l’ensemble d’aimants est destiné à être utilisé dans une soupape de sécurité récupérable par câble métallique (200). Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel l’ensemble d’aimants est destiné à être utilisé dans une soupape de sécurité souterraine (200). Procédé de fonctionnement d'une soupape de sécurité comprenant : la fourniture d’une pluralité d’aimants externes (212) accouplés avec un piston (206) configuré pour déplacer un tube d’écoulement (216), au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes ; la fourniture d’une pluralité d’aimants internes (214) accouplés avec le tube d’écoulement d’une soupape de sécurité, au moins certains de la pluralité d’aimants internes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes ; l’utilisation d’une première force pour déplacer le piston vers une position rétractée, déplaçant ainsi les aimants externes par une liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, déplaçant ainsi les aimants internes par un accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, déplaçant ainsi le tube d’écoulement accouplé aux aimants internes à travers une soupape à clapet, pour ouvrir la soupape de sécurité ; et l’utilisation d’une seconde force pour déplacer le piston vers une position étendue, déplaçant ainsi les aimants externes par la liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, déplaçant ainsi les aimants internes par l’accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, éloignant ainsi le tube d’écoulement accouplé aux aimants internes de la soupape à clapet, pour fermer la soupape de sécurité, dans lequel la première force est supérieure à la seconde force. Procédé selon la revendication 14, comprenant en outre : la fourniture d’au moins un premier aimant externe (401a), un deuxième aimant externe (401b) et un troisième aimant externe (401c) dans la pluralité d’aimants externes ; et la fourniture d’au moins un premier aimant interne (403a), un deuxième aimant interne (403b) et un troisième aimant interne (403c) dans la pluralité d’aimants internes, dans lequel ; le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ; le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille.