Brevet FR3126728A1 — publié le 20230310

MécanIsme d’isolation de chambre de réglage hydraulique de la pression dE tubage pendant la production et la stimulation du puits Les systèmes et procédés de la présente invention concernent l’isolation d’une chambre de réglage d’un ensemble d’actionnement de la pression de tubage. L’ensemble d’actionnement comprend un cylindre ; un mandrin disposé à l’intérieur du cylindre, le cylindre pouvant fonctionner pour se déplacer le long du mandrin ; un piston disposé entre le cylindre et le mandrin, le piston pouvant fonctionner pour se déplacer le long du mandrin dans une direction opposée à celle du cylindre ; une chambre disposée adjacente au piston, dans laquelle le mandrin comporte un orifice pouvant fonctionner pour permettre au fluide de passer dans la chambre à partir du mandrin ; et un ressort disposé adjacent au piston, le ressort pouvant fonctionner pour se détendre, lors du relâchement de la pression de la chambre, pour déplacer le piston pour boucher l’orifice et isoler le cylindre de la pression à l’intérieur du mandrin. Mécanisme d’Isolation de Chambre de Réglage Hydraulique de la Pression de Tubage Pendant la Production et la Stimulation du Puits CONTEXTE En préparation des opérations de production, une garniture d’étanchéité de puits peut être introduite dans un puits de forage sur un moyen de transport tel qu’une tige d’exploitation ou une colonne de production, par exemple. La garniture d’étanchéité supporte la colonne de production et d’autres équipements de complétion, tels qu’un tamis de contrôle du sable adjacent à une formation de production. La garniture d’étanchéité assure également l’étanchéité de l’espace annulaire entre l’extérieur du tubage de production et l’intérieur du puits pour une isolation zonale. La garniture d’étanchéité porte également des éléments d’étanchéité annulaires qui sont radialement expansibles pour assurer l’étanchéité contre les parois du puits, en réponse aux forces de compression axiales. Un actionnement hydraulique peut être utilisé pour provoquer un mouvement longitudinal des composants de la garniture d’étanchéité afin de détendre radialement les éléments d’étanchéité. Par exemple, les garnitures d’étanchéité telles que les garnitures d’étanchéité de production et de service d’un ensemble hydraulique peuvent comporter une chambre de réglage pour fournir une force de réglage pour régler les éléments et les glissements en appliquant une pression dans le tubage contre un espace annulaire dans un puits de forage. Une zone de réglage pour une garniture d’étanchéité peut comporter une zone de contact entre un diamètre interne (DI) d’un cylindre et un diamètre externe (DE) de mandrin dans une position définie. Dans les complétions où plusieurs garnitures d’étanchéité peuvent fonctionner en série, pendant la stimulation ou la fracturation à l’acide des zones inférieures, les garnitures d’étanchéité de la zone supérieure peuvent être soumises à la pression différentielle du tubage à l’espace annulaire. Ce scénario peut également se produire lorsque la garniture d’étanchéité est réglée avec un fluide sous-équilibré dans le tube, ou lorsqu’une garniture d’étanchéité en série se trouve dans une zone avec la pression de réservoir la plus basse. Par conséquent, un cylindre d’une garniture d’étanchéité de zone supérieure doit être suffisamment solide pour résister à la pression différentielle. Cela peut limiter la possibilité d’utiliser une garniture d’étanchéité dans une opération de puits de forage à haute pression telle que la fracturation hydraulique, même si les éléments d’étanchéité de la garniture d’étanchéité peuvent réunir les conditions prescrites pour des pressions nominales plus élevées. De plus, en raison des limitations inhérentes au matériau et à la conception, il peut ne pas être souhaitable de réduire le diamètre intérieur du cylindre pour résister à la pression différentielle, car cette réduction du diamètre intérieur réduit la zone de réglage et réduit ainsi la force de tarage. Dans certains cas, le diamètre intérieur du cylindre peut être réduit, mais une autre chambre de réglage peut devoir être introduite pour compenser la force de réglage perdue, ce qui entraîne des coûts supplémentaires. Ces dessins illustrent certains aspects de certains exemples de la présente invention et ne doivent pas être utilisés pour limiter ou définir l’invention. La illustre un environnement de fonctionnement pour un ensemble d’actionnement, selon des exemples de la présente invention ; La illustre une vue en coupe rapprochée de l’ensemble d’actionnement dans une configuration rentrée, selon des exemples de la présente invention ; La illustre une vue en coupe rapprochée de l’ensemble d’actionnement dans une configuration déployée, conformément aux exemples de la présente invention ; La illustre une configuration rentrée pour une autre configuration de l’ensemble d’actionnement, selon des exemples de la présente invention ; La illustre un réglage de la configuration alternative de l’ensemble d’actionnement de la , conformément aux exemples de la présente invention ; La illustre une autre configuration après déploiement de l’ensemble d’actionnement des figures 4 et 5, conformément aux exemples de la présente invention ; et La illustre une séquence de flux de fonctionnement pour l’ensemble d’actionnement, selon des exemples de la présente invention. Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité comprenant : un cylindre (202); un mandrin (200) disposé à l’intérieur du cylindre (202), le cylindre (200) pouvant fonctionner pour se déplacer le long du mandrin (200); un dispositif de retenue (206) disposé entre le cylindre (202) et le mandrin (200), le dispositif de retenue (206) pouvant se déplacer avec le cylindre (202) le long du mandrin (200) pour étendre radialement un élément d’étanchéité de garniture d’étanchéité ; un piston (211) disposé entre le cylindre (202) et le mandrin (200), le piston (211) pouvant fonctionner pour se déplacer le long du mandrin (200) dans une direction opposée à celle du dispositif de retenue (206) et du cylindre (202); une chambre (228) disposée entre le piston (211) et le dispositif de retenue (206), dans laquelle le mandrin (200) comporte un orifice (226) pouvant fonctionner pour permettre au fluide de passer dans la chambre (228) à partir du mandrin (200); et un ressort (230) disposé adjacent au piston (211), le ressort (230) pouvant fonctionner pour se détendre, lors du relâchement de la pression de la chambre (228), pour déplacer le piston (211) pour boucher l’orifice (226) et isoler le cylindre (202) de la pression à l’intérieur du mandrin (200). Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité selon la revendication 1, dans lequel le piston (211) comporte un joint, et éventuellement, dans lequel le joint comprend un circlip. Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité selon la revendication 2, dans lequel le piston (211) comprend en outre deux joints supplémentaires adjacents au circlip (224), et éventuellement, dans lequel le mandrin (200) comporte un évidement (227). Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité selon la revendication 3, dans lequel l’orifice (226) est disposé dans l’évidement (227), et éventuellement, dans lequel le circlip (224) peut fonctionner pour assurer l’étanchéité à l’intérieur de l’évidement (227). Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité selon la revendication 1, comprenant en outre un élément de cisaillement (400) qui fixe le piston (211) en place contre un diamètre externe du mandrin (200), et éventuellement, dans lequel le piston (211) peut fonctionner pour recevoir une pression de fluide de la chambre (228) pour cisailler l’élément de cisaillement (400). Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité selon la revendication 1, comprenant en outre une butée (232), dans lequel le ressort (230) est comprimé entre le piston et la butée (232). Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité selon la revendication 6, dans lequel le ressort (230) peut fonctionner pour se détendre lors d’une réduction de pression à l’intérieur de la chambre (228). Ensemble de déploiement de garniture d’étanchéité selon la revendication 1, dans lequel les limites de la chambre (228) sont définies par le dispositif de retenue (206), le piston (211), le cylindre (202) et le mandrin (200). Procédé de déploiement d’un ensemble de garniture d’étanchéité, comprenant : le passage d’un fluide dans une chambre (228) à partir d’un mandrin (200) via un orifice (226); le déplacement d’un piston (211) dans une première direction axiale pour comprimer un ressort (230) tout en déplaçant simultanément un dispositif de retenue (206) et un cylindre (202) dans une direction opposée pour déployer un élément de garniture d’étanchéité ; la compression d’un ressort (230) disposé adjacent au piston (211); le relâchement de la pression de la chambre (228) pour détendre le ressort (230) afin de déplacer le piston pour fermer l’orifice (226); et l’isolation du cylindre (202) de la pression à l’intérieur du mandrin (200). Procédé selon la revendication 9, dans lequel le relâchement de la pression de la chambre (228) comprend la libération du fluide de la chambre (228). Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre la disposition d’un joint dans l’orifice (226). Procédé selon la revendication 11, dans lequel la disposition d’un joint dans l’orifice (226) comprend la disposition d’un circlip (224) dans l’orifice. Procédé selon la revendication 12, comprenant en outre le cisaillement d’un élément de cisaillement (400) pour libérer le piston (211). Procédé selon la revendication 13, comprenant en outre le cisaillement de l’élément de cisaillement (400) dû à la pression à l’intérieur de la chambre (228). Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre la fixation d’un circlip (224) dans l’orifice, (226) et éventuellement, comprenant en outre le déplacement du piston (211), du dispositif de retenue (206) et du cylindre (202) le long du mandrin (200) dans des directions axiales.