INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans certains exemples facultatifs, un tubage amovible peut couvrir les surfaces extérieures de l’élément métallique réactif et empêcher le contact du métal réactif avec le fluide inducteur de réaction. Le tubage amovible peut être retiré une fois les autres opérations de forage terminées. Le tubage amovible peut être utilisé pour retarder la réaction et/ou empêcher la dilatation prématurée de l’élément métallique réactif. Parmi les exemples de tubage amovible, on peut citer, notamment, sans s’y limiter, les tubages frangibles, qui se cassent, se dégradent, se détruisent, se fondent, se brisent facilement, etc. Le tubage à faible résistance peut être retiré par des forces telles qu’un couple de serrage, une tension, une perforation, un impact, une dégradation par contact avec le fluide et/ou les conditions de forage telles que la pression et/ou la température, ou une combinaison de forces. Par exemple, le tubage à faible résistance peut se déchirer sous la contrainte d’une force axiale appliquée suffisante. Le tubage à faible résistance peut comprendre n’importe quel matériau à faible résistance suffisant pour se briser, se déchirer, se briser, se dégrader, fondre, etc. Parmi des exemples de matériaux à faible résistance, on peut citer, notamment, sans s’y limiter, des métaux suffisamment minces ; des polymères suffisamment fragiles comme l’acrylique, le polystyrène, etc. ; des matériaux cellulosiques comme le papier et le papier ciré ; des matériaux céramiques ; et analogues. Le degré de finesse et/ou de fragilité du matériau à faible résistance sera déterminé par l’espèce de matériau choisie et la force potentielle disponible pour briser le tubage à faible résistance. Toute personne possédant des compétences ordinaires en la matière sera facilement en mesure de déterminer la force potentielle disponible et donc les propriétés potentielles du matériau nécessaires pour enlever le tubage à faible résistance lors de l’application de ladite force. Dans certains autres exemples facultatifs, le tubage à faible résistance peut être soumis à des contraintes lors de la fabrication grâce à l’inclusion de mécanismes de tension tels que des fissures, rainures, etc. Les mécanismes de tension peuvent permettre à une force appliquée relativement plus faible de briser le tubage à faible résistance et peuvent également permettre au tubage à faible résistance de se briser selon un modèle cohérent. Lors de l’enlèvement, le métal réactif de l’élément métallique réactif peut entrer en contact avec le fluide inducteur de réaction et réagir pour effectuer l’opération de forage souhaitée.
Dans certains exemples facultatifs, l’élément de métal réactif peut inclure un additif qui peut être ajouté à l’élément métallique réactif pendant la fabrication qui fait partie de la composition, ou l’additif peut être enduit sur l’élément de métal réactif après la fabrication. L’additif peut altérer une ou plusieurs propriétés de l’élément métallique réactif. Par exemple, l’additif peut améliorer la dilatation, ajouter de la texture, améliorer la liaison, améliorer la préhension, etc. Parmi des exemples de l’additif, on peut citer notamment, mais sans s’y limiter, toute espèce de céramique, élastomère, verre, métal non réagissant, et analogues, ou toute combinaison de ces éléments.
L’élément métallique réactif peut être utilisé pour se dilater dans les espaces vides proches des éléments métalliques réactifs. Sans restriction, les éléments métalliques réactifs peuvent être utilisés pour remplir tout vide dans un espace adjacent, qui peut inclure des espaces annulaires adjacents à un conduit, ainsi que des défauts dans les gaines de ciment telles que des fissures dans une gaine de ciment, des canaux formés par la canalisation de gaz à travers une gaine de ciment, des micro-anneaux formés entre la gaine de ciment et le conduit qui peuvent se former par le cyclage de température, le cyclage de charge de contrainte, le rétrécissement du conduit, etc.
Comme décrit ci-dessus, les éléments métalliques réactifs comprennent des métaux réactifs et, à ce titre, ce sont des matériaux non élastomères. En tant que matériaux non élastomères, les éléments métalliques réactifs ne possèdent pas d’élasticité et, par conséquent, ils peuvent se dilater de façon irréversible lorsqu’ils sont en contact avec un fluide inducteur de réaction. Les éléments métalliques réactifs ne reprennent pas leur taille ou leur forme d’origine même après que le fluide inducteur de réaction n’est plus en contact avec eux.
Généralement, le fluide inducteur de réaction induit une réaction dans le métal réactif pour former un produit de réaction qui occupe plus d’espace que le métal réactif non réagissant. Parmi les exemples de fluide inducteur de réaction, on peut citer, entre autres, l’eau salée (p. ex., l’eau contenant un ou plusieurs sels dissous), la saumure (p. ex., l’eau salée saturée, qui peut être produite à partir de formations souterraines), l’eau de mer ou toute combinaison de ces sels. En général, le fluide inducteur de réaction peut provenir de n’importe quelle source à condition que le fluide ne contienne pas un excès de composés qui peuvent avoir des effets indésirables sur d’autres composants de l’élément d’étanchéité. Dans le cas de l’eau salée, de la saumure et de l’eau de mer, le fluide inducteur de réaction peut comprendre un sel monovalent ou un sel divalent. Des sels monovalentes appropriées peuvent inclure, par exemple, un sel de chlorure de sodium, un sel de bromure de sodium, un sel de chlorure de potassium, un sel de bromure de potassium et analogues. Des sels divalents appropriés peuvent inclure, par exemple, un sel de chlorure de magnésium, un sel de chlorure de calcium, un sel de bromure de calcium et analogues. Dans certains exemples, la salinité du fluide inducteur de réaction peut dépasser 10 %. De manière avantageuse, les éléments métalliques réactifs de la présente invention ne sont pas impactés par le contact avec des fluides à forte salinité. Toute personne qui possède des connaissances ordinaires en la matière, en bénéficiant de l’avantage procuré par la présente invention, devrait pouvoir facilement sélectionner un fluide inducteur de réaction destiné à induire une réaction avec les éléments métalliques réactifs.
Les éléments métalliques réactifs peuvent être utilisés dans des formations à haute température (par exemple, dans des formations ayant des zones dont la température est égale ou supérieure à 350 °F). De manière avantageuse, les éléments métalliques réactifs de la présente invention ne sont pas impactés par une utilisation dans des formations à haute température. Dans certains exemples, les éléments métalliques réactifs peuvent être utilisés à la fois dans des formations à haute température et avec des fluides à haute salinité. Dans un exemple spécifique, un élément métallique réactif peut être positionné sur un conduit et utilisé pour remplir un vide dans une gaine en ciment après être entré en contact avec une saumure ayant une salinité de 10 % ou plus alors qu’il est aussi disposé dans une zone de forage ayant une température égale ou supérieure à 350 °F.
La est une coupe transversale d’un exemple de dispositif de fond de puits, généralement 5. Dans cet exemple spécifique, le dispositif de fond de puits 5 peut être un système d’étanchéité tel qu’une garniture d’étanchéité. Le dispositif de fond de puits 5 comprend un élément métallique réactif 10 disposé dans un espace vide 15. L’espace vide 15 peut être ménagé dans le dispositif de fond de puits 5, ou le dispositif de fond de puits 5 peut être fabriqué pour comprendre un espace vide approprié 15. La géométrie de l’espace vide 15 est conçue de telle sorte qu’une ouverture 20 soit présentée à l’extérieur du dispositif de fond de puits 5. Le dispositif de fond de puits 5 peut être déployé et descendu dans le trou jusqu’à ce que l’ouverture 20 soit adjacente à un espace annulaire dans lequel l’élément métallique réactif 10 doit être déployé lors de la réaction. Au moins une partie de l’élément métallique réactif 10 est recouverte par un tubage à faible résistance 25. Le tubage à faible résistance 25 peut couvrir la partie de l’élément métallique réactif 10 exposée à l’ouverture 20 ou peut couvrir une plus grande partie de l’élément métallique réactif 10, voire recouvrir l’intégralité de l’élément métallique réactif 10. L’élément métallique réactif 10 peut être déployé dans une forme désirée comme un treillis, des pastilles ou des pièces dans l’espace vide 15. Dans certains exemples facultatifs, un matériau non réactif peut être déployé dans l’espace vide 15 et intercalé dans l’élément métallique réactif 10 pour aider à prévenir une réaction prématurée. Un piston coulissant 30 ou un autre composant de commande de ce type peut être disposé à côté de l’espace vide 15 contenant l’élément métallique réactif 10. Une bague de verrouillage de corps 35 empêche la translation du piston coulissant 30. La bague de verrouillage du corps 35 est donnée à titre d’exemple et peut être remplacée par tout autre mécanisme de verrouillage afin d’éviter une translation non désirée du piston coulissant 30.
La est une coupe transversale d’un exemple du dispositif de fond de puits 5 de la après la rupture du tubage à faible résistance 25. Au besoin pour l’utilisation, la bague de verrouillage de corps 35 peut être désengagée pour permettre la translation du piston coulissant 30. La translation du piston coulissant 30 peut se produire en raison de l’augmentation de la pression de fluide localisée dans le puits de forage, ou peut être actionnée par des mécanismes hydrauliques, mécaniques, pneumatiques ou d’autres mécanismes qui seraient facilement compréhensibles à toute personne ayant des connaissances ordinaires en la matière. Le piston coulissant 30 applique une pression axiale sur l’espace vide 15 de manière à comprimer le tubage à faible résistance 25 et l’élément métallique réactif 10 disposé à l’intérieur. Le tubage à faible résistance 25 est brisé en morceaux, ce qui permet d’exposer des parties de l’élément métallique réactif 10 à l’espace annulaire extérieur adjacent à l’ouverture 20. Dans certains exemples, la compression peut pousser les pièces, les pastilles et/ou la structure en treillis de l’élément métallique réactif 10 dans l’espace annulaire. Le métal réactif exposé de l’élément métallique réactif 10 peut maintenant être en position d’entrer en contact avec un fluide inducteur de réaction en circulation. Lors du contact avec le fluide inducteur de réaction, le métal réactif à l’intérieur de l’élément métallique réactif 10 réagit pour former le produit de réaction, fournissant ainsi une expansion de remplissage dans tout espace adjacent pouvant entrer en contact avec le produit de réaction pour effectuer une opération d’étanchéité, de remplissage ou d’ancrage comme souhaité.
La est une coupe transversale d’un exemple du dispositif de fond de puits 5 des figures 2 et 3 avec une modification. Dans cet exemple spécifique, le dispositif de fond de puits 5 peut être un système d’étanchéité tel qu’une garniture d’étanchéité. Le dispositif de fond de puits 5 comprend un élément métallique réactif 10 disposé dans un espace vide 15. L’espace vide 15 peut être ménagé dans le dispositif de fond de puits 5 ou le dispositif de fond de puits 5 peut être fabriqué pour comprendre un espace vide approprié 15. La géométrie de l’espace vide 15 est conçue de telle sorte qu’une ouverture 20 soit présentée à l’extérieur du dispositif de fond de puits 5. Le dispositif de fond de puits 5 peut être déployé et descendu dans le trou jusqu’à ce que l’ouverture 20 soit adjacente à un espace annulaire dans lequel se trouve l’élément métallique réactif 10 pour être déployé lors de la réaction. Au moins une partie de l’élément métallique réactif 10 est recouverte d’un tubage à faible résistance 25. Le tubage à faible résistance 25 peut couvrir la partie de l’élément métallique réactif 10 exposée à l’ouverture 20 ou peut couvrir une plus grande partie de l’élément métallique réactif 10, voire recouvrir l’intégralité de l’élément métallique réactif 10. L’élément métallique réactif 10 peut être déployé sous une forme souhaitée comme un treillis, des pastilles ou des pièces dans l’espace vide 15. Dans certains exemples facultatifs, un matériau non réactif peut être déployé dans l’espace vide 15 et intercalé dans l’élément métallique réactif 10 pour contribuer à empêcher une réaction prématurée. Un piston coulissant 30 ou un autre composant de commande de ce type peut être disposé à côté de l’espace vide 15 contenant l’élément métallique réactif 10. Une bague de verrouillage de corps 35 empêche la translation du piston coulissant 30. La bague de verrouillage du corps 35 est donnée à titre d’exemple et peut être remplacée par tout autre mécanisme de verrouillage afin d’éviter une translation non souhaitée du piston coulissant 30. Le diamètre intérieur du dispositif de fond de puits 5 comprend des ouvertures 40 qui s’étendent à partir d’un trajet d’écoulement 45 à l’intérieur du fond de puits 5 à travers le corps du dispositif de fond de puits 5 et dans l’espace vide 15. Un composant coulissant 50 (par exemple, un manchon, un piston ou un autre élément pouvant être déplacé en translation) est disposé dans le trajet d’écoulement 45. Le composant coulissant 50 bloque l’écoulement de fluide à l’intérieur du trajet d’écoulement 40 et bouche le trajet d’écoulement 45 par des éléments d’étanchéité 55. Lorsque le dispositif de fond de puits 5 est positionné comme souhaité, le composant coulissant 50 peut être retiré pour permettre à un fluide inducteur de réaction d’entrer dans les ouvertures 40 afin de permettre la dilatation et l’étanchéité de l’élément métallique réactif 10 dans le trajet d’écoulement 45 lorsque le métal réactif réagit et se dilate dans le trajet d’écoulement 45. En outre, le piston coulissant 30 peut être comprimé dans certains exemples pour permettre l’étanchéité, l’ancrage, etc. comme décrit dans la ci-dessus.
La est une coupe transversale d’un exemple de dispositif de fond de puits, généralement 100. Dans cet exemple spécifique, le dispositif de fond de puits 100 peut être un système d’étanchéité tel qu’une garniture d’étanchéité. Le dispositif de fond de puits 100 comprend un élément métallique réactif 105 disposé dans un espace vide 110. Dans l’exemple illustré, l’espace vide 110 existe entre deux bagues d’extrémité 115 disposées sur la surface extérieure du corps 120 du dispositif de fond de puits 100. La géométrie de l’espace vide 110 est conçue de telle sorte qu’une ouverture 125 soit présentée à l’extérieur du dispositif de fond de puits 100. Le dispositif de fond de puit 100 peut être déployé et descendu dans le trou jusqu’à ce que l’ouverture 125 soit adjacente à un espace annulaire dans lequel se trouve l’élément métallique réactif 105 pour être déployé lors de la réaction. Au moins une partie de l’élément métallique réactif 105 est recouverte d’un tubage à faible résistance 130. Le tubage à faible résistance 130 peut couvrir la partie de l’élément métallique réactif 105 exposée à l’ouverture 125 ou peut couvrir une plus grande partie de l’élément métallique réactif 105, voire recouvrir l’intégralité de l’élément métallique réactif 105. Cet élément métallique réactif spécifique 105 est illustré comme une pièce solide et n’est pas un treillis, une pastille ou des pièces discrètes. Un matériau non réactif 140, tel qu’un fluide non réactif, est adjacent à l’élément métallique réactif 105.
La est une coupe transversale d’un exemple du dispositif de fond de puits 100 de la après la rupture du tubage à faible résistance 130. Lorsqu’on le souhaite, une force axiale peut être appliquée sur l’une ou les deux bagues d’extrémité 115, ce qui entraîne la translation d’au moins une des bagues d’extrémité 115 vers l’élément métallique réactif 105. La translation des bagues d’extrémité 115 peut se produire à la suite de l’augmentation de la pression de fluide localisée dans le puits de forage, ou peut être actionnée par des mécanismes hydrauliques, mécaniques, pneumatiques ou autres, qui seraient facilement compréhensibles à toute personne ayant des compétences ordinaires en la matière. Les bagues d’extrémité 115 appliquent une pression axiale sur l’espace vide 110 de manière à comprimer le tubage à faible résistance 130. Le tubage à faible résistance 130 est cassé en morceaux, ce qui permet d’exposer des parties de l’élément métallique réactif 105 à l’espace annulaire extérieur adjacent à l’ouverture 125. Le métal réactif exposé de l’élément métallique réactif 105 peut maintenant être en position d’entrer en contact avec un fluide inducteur de réaction en circulation. Lors du contact avec le fluide inducteur de réaction, le métal réactif à l’intérieur de l’élément métallique réactif 105 réagit pour former le produit de réaction, fournissant ainsi une expansion de remplissage dans tout espace adjacent pouvant entrer en contact avec le produit de réaction pour effectuer une opération d’étanchéité, de remplissage ou d’ancrage comme souhaité.
La est une section transversale d’un exemple de dispositif de fond de puits, généralement 200. Dans cet exemple spécifique, le dispositif de fond de puits 200 est un outil de réglage. Le dispositif de fond de puits 200 comprend un élément métallique réactif 205 disposé à l’extérieur du dispositif de fond de puits 200. Dans l’exemple illustré, l’élément métallique réactif 205 est en forme de coin et se déplace le long de sa pente dans le cadre du fonctionnement du dispositif fond de puits 200. Au moins une partie du dispositif de fond de puits 200 est recouverte d’un tubage à faible résistance 210. Le tubage à faible résistance 210 recouvre la partie du dispositif de fond de puits 200 contenant l’élément métallique réactif 205. Cet élément métallique réactif spécifique 205 est illustré comme une pièce solide et n’est pas un treillis, une pastille ou des pièces discrètes. Un piston coulissant 215 ou un autre élément pouvant être déplacé en translation est disposé à l’intérieur du trou traversant central du dispositif de fond de puits 200.
La est une coupe transversale d’un exemple du dispositif de fond de puits 200 de la après la rupture du tubage à faible résistance 210. Lorsqu’elle est souhaitée pour son utilisation, une force axiale peut être appliquée au piston coulissant 215, ce qui entraîne la translation du piston coulissant 215. La translation du piston coulissant 215 peut se produire en raison de l’augmentation de la pression de fluide localisée dans le puits de forage, ou peut être actionnée par des mécanismes hydrauliques, mécaniques, pneumatiques ou d’autres mécanismes qui seraient facilement compréhensibles à toute personne ayant des connaissances ordinaires en la matière. Le piston coulissant 215 applique une pression axiale via une structure à bride ou à cale 225 qui est ensuite déplacée en translation vers l’élément métallique réactif en forme de coin 205. L’élément métallique réactif 205 est ensuite dérivé radialement vers l’extérieur dans le tubage à faible résistance 210, qui est ensuite brisé en morceaux, permettant ainsi à des parties de l’élément métallique réactif 205 d’être exposées à tout espace annulaire extérieur. Le métal réactif exposé de l’élément métallique réactif 205 peut maintenant être en position d’entrer en contact avec un fluide inducteur de réaction en circulation. Lors du contact avec le fluide inducteur de réaction, le métal réactif à l’intérieur de l’élément métallique réactif 205 réagit pour former le produit de réaction, fournissant ainsi une expansion de remplissage dans tout espace adjacent pouvant entrer en contact avec le produit de réaction pour effectuer une opération d’étanchéité, de remplissage ou d’ancrage comme souhaité.
Il faut bien comprendre que les exemples illustrés par les figures 1 à 8 ne sont que des applications générales des principes de cette description dans la pratique, et une grande multitude d’autres exemples sont possibles. Par conséquent, le cadre de cette description n’est limité en aucune manière aux détails d’aucune des figures décrites ici.
Il faut également reconnaître que les éléments métalliques réactifs décrits peuvent également affecter directement ou indirectement les divers équipements et les outils de fond de puits qui peuvent entrer en contact avec les éléments métalliques réactifs pendant le fonctionnement. Ces équipements et outils peuvent inclure, sans toutefois s’y limiter, un tubage de puits de forage, un chemisage de puits de forage, une colonne de complétion, des tiges d’insertion, un train de tiges de forage, un tube enroulé, un câble lisse, une ligne câblée, un tube de forage, des colliers de forage, des moteurs à boue, des moteurs et/ou des pompes de fond de puits, des moteurs et/ou des pompes montés en surface, des centralisateurs, les générateurs de turbulence, des gratte-parois, des flotteurs (par exemple des chaussures, des colliers, des vannes, etc.), des outils de diagraphie et l’équipement de télémétrie associé, des actionneurs (par exemple, des dispositifs électromécaniques, des dispositifs hydromécaniques, etc.), des manchons coulissants, des manchons de production, des bouchons, des écrans, des filtres, des dispositifs de commande d’écoulement (par exemple des dispositifs de commande du flux entrant, des dispositifs de commande du flux entrant autonomes, des dispositifs de commande du flux sortant, etc.), des coupleurs (par exemple, une connexion humide électrohydraulique, une connexion sèche, un coupleur inducteur, etc.), des lignes de commande (par exemple électriques, à fibres optiques, hydrauliques, etc.), des lignes de surveillance, des trépans de forage et des alésoirs, des capteurs ou des capteurs distribués, des échangeurs de chaleur de fond de puits, des vannes et des dispositifs d’actionnement correspondants, des joints d’outils, des garnitures d’étanchéité, des bouchons de ciment, des bouchons de pont et d’autres dispositifs ou composants d’isolation de puits de forage, et analogues. N’importe lequel de ces composants peut être inclus dans les systèmes généralement décrits ci-dessus et représentés dans l’une quelconque des figures.
L’invention concerne des procédés permettant de lancer la réaction d’un élément métallique réactif d’un dispositif de fond de puits. Un exemple de procédé comprend l’introduction du dispositif de fond de puits dans un puits de forage ; dans lequel le dispositif de fond de puits comprend l’élément métallique réactif ; dans lequel l’élément métallique réactif a un premier volume ; et dans lequel l’élément métallique réactif est séparé d’un fluide inducteur de réaction par un tubage à faible résistance. Le procédé comprend en outre le retrait du tubage à faible résistance et la mise en contact de l’élément métallique réactif avec le fluide inducteur de réaction pour produire un produit de réaction ayant un second volume supérieur au premier volume.
Par ailleurs, tout ou partie du drapage peut alternativement être réalisé manuellement et/ou les étapes de chauffage CH1, CH2 et/ou CH3 peuvent être réalisées à l’aide d’un moyen de chauffage différent d’un autoclave et/ou en mettant en œuvre tout outillage et moyen de mise sous pression appropriés.
De plus, les plis des peaux interne 21 et/ou externe 22 peuvent également être constitués d’empilement de matériaux différents, comme par exemple des plis de fibre de verre et de carbone.
PROCEDE DE FABRICATION D’UNE PIECE COMPOSITE, EN PARTICULIER AERONAUTIQUE ET INSTALLATION ASSOCIEE Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce composite, en particulier une pièce composite aéronautique, ainsi qu’une installation pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
Arrière-plan technique L’état de la technique comprend notamment les documents FR-A1-3 051 386, FR-A1-3 100 739 et FR-A1-3 101 570.
L’utilisation de matériaux composites est avantageuse dans l’industrie aéronautique notamment car ces matériaux ont des performances mécaniques intéressantes pour des masses relativement faibles.
Un procédé de fabrication d’une pièce composite pour l’industrie aéronautique, qui est bien connu de l’homme du métier, est le procédé de moulage RTM dont les initiales font référence à l’acronyme anglo-saxon de Resin Transfer Molding.