Stabilisateur réaléseur pour le forage de puits pétroliers |
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| 申请号 | EP96402304.8 | 申请日 | 1996-10-30 | 公开(公告)号 | EP0771932A1 | 公开(公告)日 | 1997-05-07 |
| 申请人 | ELF AQUITAINE PRODUCTION; | 发明人 | Maury, Vincent; Guerin, Jean-Claude; | ||||
| 摘要 | La présente invention a pour objet un stabilisateur réaléseur pour le forage de puits pétroliers. L'invention apporte un perfectionnement de stabilisateurs de train de tiges utilisés lors du forage de puits de pétrole. Le stabilisateur, objet de l'invention, a pour but de permettre la remontée du train de tiges dans des terrains fracturés, en supplément de sa fonction normale de stabilisation des tiges. Il est muni pour cela de lames abrasives rétractables qui permettent de reforer les terrains fracturés lors de la remontée des tiges et d'éviter les coincements dans le puits. Les revendications principales portent sur la fonction nouvelle du stabilisateur sur la géométrie de ses éléments ainsi que sur le mécanisme d'ouverture des lames. |
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| 权利要求 | |||||||
| 说明书全文 | La présente invention se rapporte à un stabilisateur réaléseur pour le forage de puits pétroliers. Lors des forages de puits de pétrole, on rencontre souvent des massifs rocheux comportant des fractures, failles, ou même des joints de stratification (tels les séries argilo-gréseuses, les flysch) qui peuvent être le siège d'instabilités particulières par glissement sur ces fractures, failles ou joints de stratification. Ce mécanisme cause un décalage latéral provoquant une véritable marche d'escalier dans le profil longitudinal du puits. Cette irrégularité peut bloquer le passage de l'outil si elle est survenue en avant de l'outil dans une partie déjà forée lors d'une redescente du train de tige. Si elle survient derrière l'outil ou derrière un stabilisateur, elle freine et peut même bloquer irrémédiablement la remontée du train de tiges. Le blocage se manifeste d'abord par une augmentation des tractions, du couple, une perte de la rotation, ensuite un coincement vers le haut, puis en cas d'efforts excessifs un coincement vers le bas. Les moyens classiques de dégagement (tractions, coulisses) ne parviennent en général qu'à mieux engager la partie coincée dans le siège du coincement, pour en définitive aboutir à un coincement total, nécessitant dévissage, abandon de la partie coincée et départ en déviation. Le coincement se manifeste généralement au cours de la remontée du train de tiges, en bloquant les stabilisateurs qui sont au diamètre nominal du trou. Les incidents de ce type rencontrés lors des forages entraînent des pertes de temps importantes, quelques semaines ou quelques mois sur certains forages, qui se traduisent par des coûts supplémentaires d'immobilisation des barges de forage pouvant atteindre plusieurs millions de francs. Des études ont été faites pour réaliser des stabilisateurs avec les épaulements arrières renforcés ou équipés de pastilles, mais cette modification est mal adaptée à un réalésage de profil de trou résultant du type d'instabilités décrites ci-dessus par le mécanisme de glissement, et les essais n'ont pas été concluants. La présente invention a donc pour objet un stabilisateur réaléseur qui permet de reforer les accidents de terrain dans le puits lors de la remontée du train de tiges. Pour ce faire, l'invention propose un stabilisateur possédant un véritable système de fraise qui comprend des lames renforcées et rétractables. Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un puits de pétrole, les figures 2A et 2B sont les coupes d'un puits avec glissements de terrains et les figures 3A et 3B présentent les détails des stabilisateur et du système d'alésage. La figure 1 présente la coupe générale d'un puits pétrolier (1) avec le train de tiges de forage (2), les stabilisateurs (3) qui servent à centrer les tiges entre les parois du puits (4). Le train de tiges se termine par l'outil de forage (5). La figure 2A représente la coupe d'un puits avec un glissement des terrains (6) sur une couche argileuse (7). Lors de la redescente du train de tiges dans un trou déjà foré, l'outil rencontre une marche d'escalier (8) qui bloque l'outil et qui doit être reforée. La figure 2B représente le même phénomène de glissement, avec coincement du stabilisateur (3) contre une marche d'escalier (8) lors de la remontée du train de tiges. Le stabilisateur ne peut passer cet obstacle que si la marche d'escalier est forée en remontant par le stabilisateur perfectionné objet de l'invention. Ce stabilisateur comprend un système escamotable de réalésage (voir figures 3A et 3B) constitué de plusieurs éléments :
En forage normal (figure 3B), la force de rappel du ressort (21) est telle que la chemise demeure en position haute indépendamment du débit utilisé, tout le débit (Q1+Q2) passant par l'outil de forage ; si du réalésage doit être effectué, vers le haut ou le bas, la bille est lancée ; la surpression engendrée par les pertes de charge dans les évents (19) descend la chemise d'activation (12) qui ouvre les lames et dévie une partie du débit (Q1) sur celles-ci à travers les lumières (22) et les duses (23) (figure 3A). La réduction du débit permet à la chemise de remonter sous l'action du ressort rétablissant l'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la garniture pour le contrôle d'une venue d'hydrocarbures, le cas échéant. Toute augmentation du débit réouvre les lames de coupe ; les lames ne s'ouvrant pas au-delà du diamètre nominal de forage, tout incident de fermeture sera sans conséquence majeure, à l'exception d'une détérioration rapide des éléments de coupe, problème que la rétraction cherche à éviter. Les avantages principaux apportés par ce stabilisateur réaléseur sont au nombre de trois :
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