EP1026364B1 - Elément profilé pour un équipement de forage rotatif et tige de forage comportant au moins un tronçon profilé - Google Patents

Elément profilé pour un équipement de forage rotatif et tige de forage comportant au moins un tronçon profilé Download PDF

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EP1026364B1
EP1026364B1 EP00400190A EP00400190A EP1026364B1 EP 1026364 B1 EP1026364 B1 EP 1026364B1 EP 00400190 A EP00400190 A EP 00400190A EP 00400190 A EP00400190 A EP 00400190A EP 1026364 B1 EP1026364 B1 EP 1026364B1
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EP
European Patent Office
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drill pipe
section
drill
axis
profiled
Prior art date
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EP00400190A
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German (de)
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EP1026364A1 (fr
Inventor
Jean Gilbert Boulet
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S M F International
Original Assignee
S M F International
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/22—Rods or pipes with helical structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers

Definitions

  • the invention relates to a profiled element for an equipment of rotary drilling and in particular a profiled section of a rod of a train of rotary drill rods.
  • Such rod trains can in particular make it possible to achieve deviated drilling, that is to say drilling which can be varied inclination relative to the vertical or the direction in azimuth, during the drilling.
  • a rod drilling having at least one bearing zone having a portion support center and two end sections on either side of the central support having on their outer surface at least one groove arranged in a helix and whose cross section has a undercut part.
  • the bearing area of the drill stem that has a diameter greater than the diameter of the end sections comes in contact with the wall of the borehole and ensures a certain reduced friction between the drill pipe and the wall of the drill hole drilling.
  • End sections with hydraulic profiles enable the circulation of the drilling fluid and lift off the debris hanging on the wall of the borehole.
  • the supporting portions of the drill pipe generally comprise grooves allowing the passage of drilling fluid between the parts of support and the wall of the borehole.
  • the drilling fluid circulating in these grooves in an axial direction has virtually no effect on the reduction of friction between the support portions of the drill pipe and the wall of the hole.
  • the effect of the supporting portions of the drill stem on the friction reduction is therefore limited.
  • Bearings are known in which the friction can be reduced up to very low levels, by hydrodynamic effect of a fluid put in circulation between the friction surfaces of the bearing.
  • hydrodynamic drilling fluid between the bearing surfaces of the stem drilling and the hole wall could not be obtained.
  • elements for drilling equipment such as drill rods having a cylindrical overall shape that is to say having a cylindrical outer shell surface, which comprise protruding parts and recessed parts on their outer surface arranged in the form of propellers having the axis of rotation of drilling equipment.
  • Such shaped shapes with parts protrusions and recessed parts in the form of propellers particular to improve the circulation of drilling fluid in space ring delimited between the equipment and the borehole.
  • these shaped elements whose cross section is constant according to the axial longitudinal direction of the drilling equipment and the diameter is smaller than the diameter of the borehole, bring no solution with regard to the realization of low-friction bearings for guiding equipment or drill pipe.
  • the object of the invention is therefore to propose a profiled element for rotary drilling equipment having a global form of revolution and an axis directed along the axis of rotation of the borehole, as well as protruding parts and recessed parts in radial directions on its outer surface in substantially shaped the axis of rotation of the drilling equipment, this shaped element in particular to reduce the friction between drilling equipment and a wall of a borehole and limit the risk of jamming of the drilling equipment during a recovery of the equipment inside the borehole.
  • At least one of the features geometrical and dimensional dimensions of the recessed parts and Radial projections vary in the axial direction of the element.
  • FIG. 1 there is shown a drill pipe designated generally by the reference 1 and constituting an element of a train of drill rods in which successive drill pipes can be connected by mutual screwing of their end parts.
  • the stem 1 has an upper end portion 2a constituting an element of female screw connection and a lower end part 2b constituting a male screw connection element.
  • the threaded part of the frustoconical male connecting member 2b is intended for to engage by screwing in an end connection part upper part of a drill stem, similar to part 2a of rod 1 and having a threaded portion of frustoconical shape.
  • the rod 1 comprises at least one and for example three sections profiles 3 of identical shape which are made according to the principle of the invention.
  • the profiled sections 3 whose external surface is from revolution to straight or curved generators, are distributed along the length of the drill rod 1 substantially equidistant from one another in axial longitudinal direction of the drill pipe.
  • the upper end portions 2a and lower 2b of the drill stem may also comprise variable profiled parts made according to the principle of the invention.
  • the drill pipe has a generally tubular shape cylindrical, the envelope of the outer surface of the rod being a cylinder, with a variable outer diameter following the successive sections of the drill rod.
  • the drill rod 1 has an axis 4 around which the rod is rotated in the direction represented by the closed curved arrow 5, when the rod is connected to a drill string performing rotary drilling a hole 6 inside a geological formation 7.
  • a drilling fluid flows from top to bottom at the inside of the drill string, to the drill bit connected to the rod of the train of the lowest rods in the bottom of the borehole. drilling then flows from bottom to top, from the bottom of the hole 6, in the annulus 8 of the borehole, that is to say in the annular space between the drill string and the wall of the hole 6. an arrow 9, the flow of drilling fluid in the annular 8, around the stem 1.
  • FIG. 2 shows a profiled section 3 of the rod of drilling 1 which comprises 3 successive parts 10, 11 and 12 arranged at the following each other in the axial direction 4 of the drill pipe, in going from the bottom up.
  • the lower part 10 of the profiled section 3 is produced according to the French patent application 97 03207 and includes recessed portions or grooves 13 arranged in helices having axis axis 4 of the drill rod 1, whose cross section by a plane perpendicular to the axis 4 of the drill pipe has a part in undercut located towards the rear of the groove, considering the direction rotation 5 of the drill rod.
  • the profiled part 10 optimally activating the flow of drilling fluid and drilling debris in the annular 8 of the borehole. This considerably improves cleaning the ring finger and reduces friction between the train of rods and the borehole, as explained in the application for patent recalled above.
  • the profile 10 comprising hollow parts constituted by the grooves 13 and projecting parts 14 separating the grooves 13 has geometric characteristics and substantially uniform dimensions according to the length of the part 10.
  • the grooves 13 and the protruding ribs 14 have widths in the circumferential direction substantially constant and the inclination of the helices constituted by the grooves 13 and the ribs 14 is constant in the axial direction of the rod 4.
  • the profiled section with uniform section 10 that is not in contact with the wall of the borehole and which is not made according to the invention does not make it possible to transform displacements or axial forces into displacements or circumferential forces due to a modification Dimensional or geometric profile of hollow or projecting profiles following propellers.
  • the part 10 made according to the patent application 97 03207 can however, to usefully combine with parts 11 and 12 carried out following the invention to obtain improved results.
  • the part variable section 11 of the section 3 of the drill pipe comprises parts in radial projections or ribs 15 and recessed portions or grooves 16 each disposed between two portions 15 in radial projections.
  • Both the radial projecting parts 15 and the grooves in 16 are arranged in the form of propellers having the axis 4 of the axis stem 1.
  • the profiled portion 11 of the section 3 of the drill pipe comprises example 5 projecting parts 15 arranged according to 5 propellers having for axis the axis 4 separated two by two by 5 grooves 16 also arranged next 5 propellers having axis axis 4 of the drill pipe.
  • each of the ribs projection 15 is arranged in the extension of a projecting rib 14 of the profiled portion 10 of the section 3.
  • each of the grooves 16 of the profiled portion 11 is disposed in the extension of a groove 13 of the profiled portion 10 of the section 3.
  • the helices along which the ribs 14 and the grooves 13 of the profiled part 10 are arranged have an angle of inclination ⁇ 1 with respect to the transverse plane perpendicular to the axis 4 of the drill string.
  • the ribs 15 and the grooves 16 of the profiled portion 11 are arranged in helices having an inclination angle ⁇ 2 relative to the transverse plane perpendicular to the axis 4 of the drill pipe.
  • the profiled portions 10 and 11 are made so that the angle ⁇ 1 is greater than the angle ⁇ 2 .
  • the grooves 16 of the profiled part 11 have a width in the circumferential direction decreasing in the axial direction of the drill pipe and in the direction from bottom to top, that is to say in the direction of circulation of the drilling fluid in the annular ring 8.
  • the projecting ribs 15 of the profiled portion 11 have a width in the increasing circumferential direction, in the axial direction of the drill pipe and in the direction from bottom to top.
  • the rod 1 has, at the level of the variable profiled portion 11, a diameter maximum outside diameter greater than the outside diameter of the profiled parts 10 and 12 placed on either side of the variable profiled portion 11.
  • the maximum outside diameter of the profiled part 11 is little less than inner diameter of the borehole 6, so that the ring finger 8 presents a small radial width in the region of the profiled part 11.
  • FIG. 5 shows in cross section the part variable profile 11 which comprises along the circumference of the stem of drilling, five parts in radial projections 15 or separate ribs two to two by a hollow part or a groove 16.
  • the sections transverse grooves 16 may have a shape asymmetrical, the inclination of the leading edge of the groove 16 in the direction of rotation given by the curved arrow 5 being different from the angle of inclination of the trailing edge.
  • the tangent to the leading edge of the cross section of the groove 16 makes an angle ⁇ 1 with the radius of the drill stem leading to the end of the leading edge.
  • the tangent to the trailing edge makes an angle ⁇ 2 with the radius of the drill pipe leading to the end of the edge of leak.
  • ⁇ 1 is less than ⁇ 2, which seems to be favorable design for a hydrodynamic bearing effect between the profiled portion 11 of the drill pipe and the wall of the borehole 6.
  • the drilling fluid circulating in the ring, during the drilling in the direction from bottom to top is guided by the grooves 16, at the level of the profiled portion 11 of the section 3.
  • the drilling fluid is guided upstream of the profiled part 11 by the grooves 13 of the part 10. Because the grooves 16 of the profiled part 11 are in the extension of the grooves 16 of the profiled part, the grooves 16 are fed with drilling fluid from the grooves 13.
  • FIG. 2 shows by the arrow 17 the circulation of the drilling fluid in one of the grooves 16 of the profiled portion 11. that the width and therefore the section of the groove 16 decreases in the direction of circulation of the drilling fluid, currents occur gradually circumferential deflections 18 on the circulation of the constituent drilling fluid leakage currents.
  • the fluid leakage currents 18 of drilling are established between the wall of the borehole 6 and the surface outer portion of the profiled portion 11 of the drill pipe.
  • the profiled portion upper section 12 of the profiled section 3 of the drill pipe comprises ribs radially projecting 20 separated two by two by parts in hollow or grooves 19.
  • the radially projecting ribs 20 are arranged in the extension of the ribs 14 and 15 of the respective profiled parts 10 and 11 of the drill rod.
  • the hollow parts 19 are in the extending the grooves 13 and 16 of the profiled parts 10 and 11.
  • the ribs 20 are arranged in helices having the axis the axis 4 of the drill pipe whose angle of inclination ⁇ 'varies so continuous between a minimum value ⁇ '1 and a maximum value ⁇ '2, less than or equal to 90 ° when moving up and down.
  • variable profiled portion 12 of the section 3 of the drill pipe comprises 5 successive ribs 20 separated in pairs by a recessed portion 19.
  • the cross section of the ribs 20 comprises an end portion outer ring substantially of radius R n and the grooves 19 have an inner portion or bottom of substantially circular shape having a radius R r .
  • each of the rods of the drill string of drilling such that the rod 1 is likely to come into contact with a obstacle such as debris or asperity 21 (shown in FIGS. and 6) protruding inwardly from the wall of the borehole 6.
  • the obstacle 21 protruding may cause a blockage and a jamming of the drill pipe during its ascent.
  • the obstacle 21 in contact with a recessed portion of the profile 12 exerts on this profile a twisting torque increasing because the angle of inclination of the propellers according to which the ribs are arranged 20, with respect to a horizontal transverse plane is decreasing from high to low.
  • the torque exerted by the obstacle on the profiled portion 12 of the rod of drilling produces a slight twisting of the drill rod and a displacement of the rod in the borehole which allows the unlocking of the rod.
  • the angle of inclination ⁇ 'of the ribs 20 varies continuously in the axial direction, to go from a value ⁇ '1 to the end lower part of the profiled part 12 to a value ⁇ '2 close to 90 ° to the upper end of the profiled part 12. Therefore, during the traction on the rod for its ascent inside the hole, the obstacle 21 protruding relative to the wall of the hole easily engages between the ribs 20 to the upper end of the profiled wall 12 and can be guided in a groove 19 facilitating sliding.
  • the end portions upper and lower respectively 2a and 2b of the drill pipe comprise two successive parts 23a and 24a or 23b and 24b presenting slightly different diameters.
  • the smaller diameter walls 23a and 23b of the ends of connection 2a and 2b of the drill pipe comprise the threaded portions connecting the rod such as the frustoconical male part Visible in FIG. 8.
  • the portion 23a with a smaller diameter of the upper end 2a has a tapped internal bore of form frustoconical for receiving a threaded end of form frustoconical section of a second drill rod similar to the threaded frustoconical 25 shown in FIG. 8.
  • the larger diameter portion 24a or 24b of the end of connection of the drill pipe may have ribs and grooves similar to the ribs and grooves 15 and 16 of the profiled portion variable 11 which has been described above in the case of a profiled section disposed in a portion of the intermediate drill pipe between these ends.
  • each of the profiled sections preferably comprises a cleaning profile of the borehole similar to profile 10, a variable profile similar to the profile 11 having grooves with decreasing section in the direction of circulation of the drilling fluid, to obtain a bearing effect hydrodynamic and a variable profile similar to the 12 profile facilitating extraction of the drill pipe.
  • the three profiles 10, 11 and 12 must be arranged in this order, in the direction of circulation of the drilling fluid.
  • the Archimedean screw effect of the debris cleaning profile allows to activate the circulation of the drilling fluid upstream of the profile 11 whose grooves 16 are thus efficiently supplied with drilling fluid, which improves the hydrodynamic bearing effect of the profile 11.
  • the profile 12 protects the profiled parts 11 and 10, when extraction of the drill pipe, the obstacles being guided between the grooves 20 of the profile 12 and producing a slight rotation of the rod of drilling allowing its release.
  • the profiled portions 11 have an outside diameter greater than the maximum outside diameter profiled parts 10 and 12.
  • the diameter of the profiled parts 11 constitutes the maximum diameter of the drill pipe so that the drill rod leans on the walls of the borehole through profiled portions 11 constituting hydrodynamic bearings.
  • Profiles 10 and 12 have a lower maximum outside radius of h1 or h2 to the maximum outside radius of the profiled parts. way, the profiled parts 10 and 12 are not likely to come in contact with the wall of the borehole.
  • the profiled parts 10 ensure activation of the circulation of the drilling fluid in the ring finger and a detachment and training debris.
  • End portions such as 2a and 2b of the drill stem as well as that the ribs 15 may be covered with a layer of material such as tungsten carbide and have large sections diameter 24a and 24b whose diameter is little less than or equal to diameter of the profiled parts 11, this diameter constituting the diameter maximum of the drill rod.
  • the drill pipe can take support at its ends on the wall of the borehole through parts 24a and 24b resistant to wear.
  • rods drilling having profiled portions as described above and rods smooth drilling without such profiled parts.
  • profiled elements according to the invention makes it possible decrease the torque of rotation of the drill string, improve the properties multidirectional sliding between the walls of the borehole and the train of rods, to reduce the axial forces and the risks of blockage, when raising the drill string, reduce the risk of sticking of the drill pipe by differential pressure inside the borehole and improve the mechanical behavior of the drill string (or any other equipment or drill string).
  • Improvement of the mechanical behavior of the drill string drilling is due in particular to the improvement of slip properties and the geometric quality of the bearing surfaces between the drill string and the walls of the borehole.
  • the amplitude of the modes of vibration of the drill pipe and limit the risk of jamming and slip (Stick and Slip) of the drill tool.
  • Improving the conditions for dynamic implementation of the drilling improves the driving and adjustment of the trajectory of the borehole.
  • a profile for activating the drilling fluid and cleaning the drilling hole not only allows to obtain the specific advantages of the known profile, that is to say the reduction of pressure losses in the annulus of the borehole, the cleaning of sedimentation areas of the borehole and evacuation debris but still benefits related to the combination of the profile known with the profiles according to the invention. These benefits are due in particular to the activation of the circulation of the drilling fluid upstream of the profiles according to the invention.
  • Such profiles can be provided on various elements of the train drill rods such as connecting pieces, drill collars or any other element usually used in rotary drilling.
  • the profiles according to the invention may have geometric characteristics different from those described, to perform functions different from those of a bearing hydrodynamic or device facilitating the extraction of equipment drilling.
  • the profiled element according to the invention which allows a conversion of forces exerted in the direction longitudinal axis in forces or action of circumferential direction allows to obtain many functions, according to the realization specific ribs and grooves of the profiled elements.
  • these grooves may have widths or depths decreasing or simultaneously widths and depths decreasing.
  • the invention applies generally to any equipment of rotary drilling having a cylindrical overall shape, generally variable diameter, that is to say having an outer surface whose envelope is a cylinder whose axis is the axis of the rotary drilling.

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Description

L'invention concerne un élément profilé pour un équipement de forage rotatif et en particulier un tronçon profilé d'une tige d'un train de tiges de forage rotatif.
Dans le domaine de la recherche et de l'exploitation de gisements pétroliers, on utilise des trains de tiges de forage rotatifs constitués de tiges et éventuellement d'autres éléments tubulaires qui sont assemblés bout à bout, selon les besoins du forage.
De tels trains de tiges peuvent permettre en particulier de réaliser des forages déviés, c'est-à-dire des forages dont on peut faire varier l'inclinaison par rapport à la verticale ou la direction en azimut, pendant le forage.
Dans le cas de forages déviés à grand déport comportant des tronçons horizontaux ou pratiquement horizontaux, les couples de frottement dus à la rotation de la garniture de forage peuvent atteindre des valeurs très élevées, au cours du forage. Les couples de frottement peuvent remettre en cause les équipements utilisés ou les objectifs du forage. En outre, la remontée des déblais produits par le forage est très souvent difficile, compte tenu de la sédimentation des débris produits dans le trou de forage, en particulier dans la partie fortement inclinée du trou de forage. Il s'ensuit un mauvais nettoyage du trou et une augmentation à la fois des coefficients de frottement des tiges du train de tiges à l'intérieur du trou de forage et des surfaces de contact entre les tiges et les parois du trou.
Afin de diminuer le coefficient de frottement et la surface de contact entre le train de tiges et les parois du trou de forage et d'améliorer le nettoyage du trou de forage et l'évacuation de débris dans le fluide de forage, on a proposé, dans la demande de brevet FR-97 03207, une tige de forage comportant au moins une zone d'appui ayant une partie centrale d'appui et deux tronçons d'extrémité de part et d'autre de la zone centrale d'appui comportant sur leur surface externe au moins une rainure disposée suivant une hélice et dont la section transversale présente une partie en contre-dépouille. La zone d'appui de la tige de forage qui présente un diamètre supérieur au diamètre des tronçons d'extrémité vient en contact avec la paroi du trou de forage et assure une certaine réduction du frottement entre la tige de forage et la paroi du trou de forage. Les parties d'extrémité qui comportent des profils hydrauliques permettent d'activer la circulation du fluide de forage et de décoller les débris accrochés sur la paroi du trou de forage.
Les parties d'appui de la tige de forage comportent généralement des gorges permettant le passage du fluide de forage entre les parties d'appui et la paroi du trou de forage. Le fluide de forage circulant dans ces gorges dans une direction axiale n'a pratiquement pas d'effet sur la réduction du frottement entre les parties d'appui de la tige de forage et la paroi du trou. L'effet des parties d'appui de la tige de forage sur la réduction du frottement est donc limité.
On connaít des paliers dans lesquels le frottement peut être réduit jusqu'à des niveaux très faibles, par effet hydrodynamique d'un fluide mis en circulation entre les surfaces de frottement du palier. Dans le cas des éléments de train de tige de forage profilés connus de l'art antérieur et par exemple tels que décrits dans le FR 97 03207, de tels effets hydrodynamiques du fluide de forage entre les surfaces d'appui de la tige de forage et la paroi du trou n'ont pu être obtenus. De manière générale, on connaít de nombreux éléments pour équipements de forage, tels que des tiges de forage ayant une forme globale cylindrique c'est-à-dire présentant une surface d'enveloppe externe cylindrique, qui comportent des parties en saillies et des parties en creux sur leur surface externe disposées suivant des hélices ayant pour axe l'axe de rotation de l'équipement de forage. De telles formes profilées comportant des parties en saillies et des parties en creux suivant des hélices permettent en particulier d'améliorer la circulation du fluide de forage dans l'espace annulaire délimité entre l'équipement et le trou de forage. Cependant, ces éléments profilés dont la section transversale est constante suivant la direction longitudinale axiale de l'équipement de forage et dont le diamètre est inférieur au diamètre du trou de forage, n'apportent aucune solution en ce qui concerne la réalisation de paliers à faible frottement pour le guidage de l'équipement ou de la tige de forage.
De plus, lorsqu'on exerce une traction sur un équipement de forage, tel qu'un train de tiges, pour le remonter en surface, il peut se produire des blocages, du fait du coincement de l'équipement de forage par des débris ou des aspérités en saillie sur la paroi du trou de forage. Il peut être très difficile sinon impossible de réaliser le déblocage et donc la remontée de l'équipement de forage. Les parties en creux ou en saillie en forme d'hélice présentes sur la surface extérieure de certains équipements de forage telles que des tiges de forage n'apportent généralement aucune solution à ce problème ou au contraire accroissent les risques de coincement.
Le but de l'invention est donc de proposer un élément profilé pour un équipement de forage rotatif présentant une forme globale de révolution et un axe dirigé suivant l'axe de rotation du forage, ainsi que des parties en saillie et des parties en creux dans des directions radiales sur sa surface externe, suivant des dispositions sensiblement en forme d'hélice ayant pour axe l'axe de rotation de l'équipement de forage, cet élément profilé permettant en particulier de réduire le frottement entre l'équipement de forage et une paroi d'un trou de forage et de limiter les risques de coincement de l'équipement de forage lors d'une remontée de l'équipement à l'intérieur du trou de forage.
Dans ce but, sur au moins une partie de la longueur de l'élément profilé, dans la direction axiale, l'une au moins des caractéristiques géométriques et dimensionnelles des parties en creux et des parties en saillies radiales varie suivant la direction axiale de l'élément.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un équipement de forage constitué par une tige de forage comportant plusieurs tronçons profilés suivant l'invention.
  • La figure 1 est une vue en élévation latérale d'une tige de forage comportant, suivant sa longueur, plusieurs tronçons profilés suivant l'invention.
  • La figure 2 est une vue en élévation à plus grande échelle d'un tronçon profilé de la tige de forage représentée sur la figure 1.
  • La figure 3 est une vue développée dans la direction circonférentielle, d'une partie du tronçon profilé représenté sur la figure 2.
  • La figure 4 est une vue en coupe axiale du tronçon profilé représenté sur la figure 2.
  • La figure 5 est une vue en coupe transversale suivant 5-5 de la figure 2.
  • La figure 6 est une vue en coupe transversale suivant 6-6 de la figure 2.
  • La figure 7 et la figure 8 sont des vues de détail des extrémités de la tige de forage constituant des éléments de raccordement vissé.
    • Sur la figure 1, on a représenté une tige de forage désignée de manière générale par le repère 1 et constituant un élément d'un train de tiges de forage dans lequel des tiges de forage successives peuvent être raccordées par vissage mutuel de leurs parties d'extrémité. La tige 1 comporte une partie d'extrémité supérieure 2a constituant un élément de raccordement vissé femelle et une partie d'extrémité inférieure 2b constituant un élément de raccordement vissé mâle. La partie filetée de l'élément de raccordement mâle 2b de forme tronconique est destinée à venir s'engager par vissage dans une partie de raccordement d'extrémité supérieure d'une tige de forage, analogue à la partie 2a de la tige 1 et comportant une partie taraudée de forme tronconique.
    La tige 1 comporte au moins un et par exemple trois tronçons profilés 3 de forme identique qui sont réalisés suivant le principe de l'invention.
    Les tronçons profilés 3 dont la surface externe est de révolution à génératrices droites ou courbes, sont répartis suivant la longueur de la tige de forage 1, sensiblement à égale distance les uns des autres dans la direction longitudinale axiale de la tige de forage.
    Comme il sera expliqué plus loin, les parties d'extrémité supérieure 2a et inférieure 2b de la tige de forage peuvent comporter également des parties profilées variables réalisées suivant le principe de l'invention.
    La tige de forage présente une forme tubulaire globalement cylindrique, l'enveloppe de la surface externe de la tige étant un cylindre, avec un diamètre externe variable suivant les tronçons successifs de la tige de forage. La tige de forage 1 présente un axe 4 autour duquel la tige est mise en rotation dans le sens représenté par la flèche courbe fermée 5, lorsque la tige est reliée à un train de tiges réalisant le forage rotatif d'un trou 6 à l'intérieur d'une formation géologique 7.
    Pendant le forage, un fluide de forage circule de haut en bas à l'intérieur du train de tiges, jusqu'à l'outil de forage relié à la tige du train de tiges située le plus bas, dans le fond du trou de forage 6. Le fluide de forage circule ensuite de bas en haut, à partir du fond du trou 6, dans l'annulaire 8 du trou de forage, c'est-à-dire dans l'espace annulaire compris entre le train de tiges et la paroi du trou 6. On a représenté par une flèche 9, le débit de fluide de forage dans l'annulaire 8, autour de la tige 1.
    Sur la figure 2, on a représenté un tronçon profilé 3 de la tige de forage 1 qui comporte 3 parties successives 10, 11 et 12 disposées à la suite l'une de l'autre dans la direction axiale 4 de la tige de forage, en allant du bas vers le haut.
    La partie inférieure 10 du tronçon profilé 3 est réalisée conformément à la demande de brevet français 97 03207 et comporte des parties en creux ou rainures 13 disposées suivant des hélices ayant pour axe l'axe 4 de la tige de forage 1, dont la section transversale par un plan perpendiculaire à l'axe 4 de la tige de forage présente une partie en contre-dépouille située vers l'arrière de la rainure en considérant le sens de rotation 5 de la tige de forage. De cette manière, pendant la rotation de la tige de forage, la partie profilée 10 réalise de manière optimale une activation de la circulation du fluide de forage et des débris de forage dans l'annulaire 8 du trou de forage. On améliore ainsi considérablement le nettoyage de l'annulaire et on réduit les frottements entre le train de tiges et le trou de forage, comme il a été expliqué dans la demande de brevet rappelée ci-dessus. Le profil 10 comportant des parties en creux constituées par les rainures 13 et des parties en saillie 14 séparant les rainures 13 présente des caractéristiques géométriques et dimensionnelles sensiblement uniformes suivant la longueur de la partie profilée 10. Les rainures 13 et les nervures en saillie 14 présentent des largeurs dans la direction circonférentielle sensiblement constantes et l'inclinaison des hélices constituées par les rainures 13 et les nervures 14 est constante dans la direction axiale de la tige 4.
    La partie profilée à section uniforme 10 qui n'est pas en contact avec la paroi du trou de forage et qui n'est pas réalisée suivant l'invention ne permet pas de transformer des déplacements ou efforts axiaux en déplacements ou efforts circonférentiels du fait d'une modification dimensionnelle ou géométrique des profils en creux ou en saillie disposés suivant des hélices.
    En revanche, les deux parties supérieures successives 11 et 12 du tronçon profilé 3 de la tige de forage qui seront décrits ci-après présentent des formes variables axialement suivant l'invention.
    La partie 10 réalisée suivant la demande de brevet 97 03207 peut toutefois se combiner utilement avec les parties 11 et 12 réalisées suivant l'invention pour obtenir des résultats améliorés.
    Sur la figure 3, on a représenté de manière développée dans la direction circonférentielle, les deux parties profilées 11 et 12. La partie profilée variable 11 du tronçon 3 de la tige de forage comporte des parties en saillies radiales ou nervures 15 et des parties en creux ou rainures 16 disposées chacune entre deux parties 15 en saillies radiales.
    Aussi bien les parties en saillies radiales 15 que les rainures en creux 16 sont disposées suivant des hélices ayant pour axe l'axe 4 de la tige 1.
    La partie profilée 11 du tronçon 3 de la tige de forage comporte par exemple 5 parties en saillie 15 disposées suivant 5 hélices ayant pour axe l'axe 4 séparées deux à deux par 5 rainures 16 également disposées suivant 5 hélices ayant pour axe l'axe 4 de la tige de forage.
    Comme il est représenté sur la figure 3, chacune des nervures en saillie 15 est disposée dans le prolongement d'une nervure en saillie 14 de la partie profilée 10 du tronçon 3. De même, chacune des rainures 16 de la partie profilée 11 est disposée dans le prolongement d'une rainure 13 de la partie profilée 10 du tronçon 3.
    Les hélices suivant lesquelles sont disposées les nervures 14 et les rainures 13 de la partie profilée 10 ont un angle d'inclinaison α1 par rapport au plan transversal perpendiculaire à l'axe 4 du train de tiges. Les nervures 15 et les rainures 16 de la partie profilée 11 sont disposées suivant des hélices ayant un angle d'inclinaison α2 par rapport au plan transversal perpendiculaire à l'axe 4 de la tige de forage.
    Les parties profilées 10 et 11 sont réalisées de manière que l'angle α1 soit supérieur à l'angle α2. En outre, suivant l'invention, les rainures 16 de la partie profilée 11 ont une largeur dans la direction circonférentielle décroissante dans la direction axiale de la tige de forage et dans le sens allant de bas en haut, c'est-à-dire dans le sens de circulation du fluide de forage dans l'annulaire 8. Corrélativement, les nervures en saillies 15 de la partie profilée 11 ont une largeur dans la direction circonférentielle croissante, dans la direction axiale de la tige de forage et dans le sens allant de bas en haut.
    D'autre part, comme il est visible en particulier sur la figure 2 et sur la figure 4 montrant une coupe axiale du tronçon profilé 3 de la tige 1, la tige 1 présente, au niveau de la partie profilée variable 11, un diamètre extérieur maximal supérieur au diamètre extérieur des parties profilées 10 et 12 placées de part et d'autre de la partie profilée variable 11. Le diamètre extérieur maximal de la partie profilée 11 est peu inférieur au diamètre intérieur du trou de forage 6, de sorte que l'annulaire 8 présente une faible largeur radiale dans la zone de la partie profilée 11.
    Sur la figure 5, on a montré en coupe transversale, la partie profilée variable 11 qui comporte suivant la circonférence de la tige de forage, cinq parties en saillies radiales 15 ou nervures séparées deux à deux par une partie en creux ou une rainure 16. Les sections transversales des rainures 16 peuvent présenter une forme dissymétrique, l'inclinaison du bord d'attaque de la rainure 16 dans le sens de la rotation donnée par la flèche courbe 5 étant différente de l'angle d'inclinaison du bord de fuite. Dans le cas représenté sur la figure 5, la tangente au bord d'attaque de la section transversale de la rainure 16 fait un angle β1 avec le rayon de la tige de forage aboutissant à l'extrémité du bord d'attaque. La tangente au bord de fuite fait un angle β2 avec le rayon de la tige de forage aboutissant à l'extrémité du bord de fuite. Dans le cas représenté β1 est inférieur à β2, ce qui semble une conception favorable pour obtenir un effet de palier hydrodynamique entre la partie profilée 11 de la tige de forage et la paroi du trou de forage 6.
    Le fluide de forage en circulation dans l'annulaire, pendant le forage, dans le sens allant du bas vers le haut est guidé par les rainures 16, au niveau de la partie profilée 11 du tronçon 3. Le fluide de forage est guidé en amont de la partie profilée 11 par les rainures 13 de la partie profilée 10. Du fait que les rainures 16 de la partie profilée 11 se trouvent dans le prolongement des rainures 16 de la partie profilée, les rainures 16 sont alimentées en fluide de forage à partir des rainures 13.
    On a représenté sur la figure 2 par la flèche 17, la circulation du fluide de forage dans une des rainures 16 de la partie profilée 11. Du fait que la largeur et donc la section de la rainure 16 diminue dans le sens de circulation du fluide de forage, il se produit progressivement des courants déviés circonférentiels 18 sur la circulation du fluide de forage constituant des courants de fuite.
    Comme représenté sur la figure 5, les courants de fuite 18 de fluide de forage s'établissent entre la paroi du trou de forage 6 et la surface externe de la partie profilée 11 de la tige de forage. On obtient ainsi un effet de palier hydrodynamique, des courants circonférentiels de fluide qui sont laminés entre la surface extérieure de la partie profilée 11 de la tige de forage et la paroi du trou de forage 6. On réduit ainsi considérablement le frottement entre la tige de forage et la paroi du trou de forage, dans les zones d'appui constituées par les parties profilées variables 11 dont le diamètre externe est supérieur au diamètre des parties profilées adjacentes de la tige et des parties courantes de la tige située entre les tronçons profilés.
    Comme il est visible sur les figures 2, 3 et 6, la partie profilée supérieure 12 du tronçon profilé 3 de la tige de forage comporte des nervures en saillies radiales 20 séparées deux à deux par des parties en creux ou rainures 19.
    Les nervures en saillies radiales 20 sont disposées dans le prolongement des nervures 14 et 15 des parties profilées respectives 10 et 11 de la tige de forage. Les parties en creux 19 sont dans le prolongement des rainures 13 et 16 des parties profilées 10 et 11.
    Les nervures 20 sont disposées suivant des hélices ayant pour axe l'axe 4 de la tige de forage dont l'angle d'inclinaison α' varie de manière continue entre une valeur minimale α'1 et une valeur maximale α'2, inférieure ou égale à 90° lorsqu'on se déplace de bas en haut.
    Comme il est visible sur la figure 6, la partie profilée variable 12 du tronçon 3 de la tige de forage comporte 5 nervures successives 20 séparées deux à deux par une partie en creux 19. La section transversale des nervures 20 comporte une partie d'extrémité externe sensiblement circulaire de rayon Rn et les rainures 19 présentent une partie interne ou fond de forme sensiblement circulaire ayant un rayon Rr.
    Lors de la remontée du train de tiges de forage, par traction sur son extrémité située en surface, chacune des tiges du train de tiges de forage telle que la tige 1 est susceptible de venir en contact avec un obstacle tel qu'un débris ou une aspérité 21 (représenté sur les figures 1 et 6) en saillie vers l'intérieur par rapport à la paroi du trou de forage 6. L'obstacle 21 en saillie est susceptible de provoquer un blocage et un coincement de la tige de forage, lors de sa remontée.
    La présence d'une partie profilée 12 à inclinaison variable sur la tige de forage venant en contact avec l'obstacle 21 pendant la remontée de la tige qui est soumise à une traction axiale, permet de favoriser un déblocage de la tige. En effet, lors de la traction sur la tige dans la direction axiale, l'aspérité ou obstacle 21 est guidé par les nervures 20 de la partie profilée 12 qui agissent comme des rails de glissement de part et d'autre de l'obstacle 21.
    L'obstacle 21 en contact avec une partie en creux du profil 12 exerce sur ce profil un couple de torsion croissant du fait que l'angle d'inclinaison des hélices suivant lesquelles sont disposées les nervures 20, par rapport à un plan transversal horizontal est décroissant de haut en bas. Le couple exercé par l'obstacle sur la partie profilée 12 de la tige de forage produit une légère torsion de la tige de forage et un déplacement de la tige dans le trou de forage qui permet le déblocage de la tige.
    L'angle d'inclinaison α' des nervures 20 varie de manière continue dans la direction axiale, pour passer d'une valeur α'1 à l'extrémité inférieure de la partie profilée 12 à une valeur α'2 proche de 90° à l'extrémité supérieure de la partie profilée 12. De ce fait, lors de la traction sur la tige pour sa remontée à l'intérieur du trou, l'obstacle 21 en saillie par rapport à la paroi du trou s'engage facilement entre les nervures 20 à l'extrémité supérieure de la paroi profilée 12 et peut être guidé dans une rainure 19 facilitant le glissement.
    Comme il est visible sur les figures 7 et 8, les parties d'extrémité supérieure et inférieure, respectivement 2a et 2b de la tige de forage comportent deux parties successives 23a et 24a ou 23b et 24b présentant des diamètres légèrement différents.
    Les parois à plus faible diamètre 23a et 23b des extrémités de raccordement 2a et 2b de la tige de forage comportent les parties filetées de raccordement de la tige telle que la partie mâle de forme tronconique 25 visible sur la figure 8. La partie 23a à plus faible diamètre de l'extrémité supérieure 2a comporte un alésage interne taraudé de forme tronconique permettant de recevoir une extrémité filetée de forme tronconique d'une seconde tige de forage analogue à la partie tronconique filetée 25 représentée sur la figure 8.
    Du fait de la différence de diamètre entre les parties 23a et 24a ou 23b et 24b des extrémités de la tige de forage, ces extrémités sont susceptibles de venir en contact avec la paroi du trou de forage 6 par l'intermédiaire des parties à plus grand diamètre 24a et 24b. Les parties 23a et 23b comportant les filetages de raccordement sont ainsi protégées pendant le forage rotatif.
    La partie à plus grand diamètre 24a ou 24b de l'extrémité de raccordement de la tige de forage peut comporter des nervures et rainures analogues aux nervures et rainures 15 et 16 de la partie profilée variable 11 qui a été décrite plus haut dans le cas d'un tronçon profilé disposé dans une partie de la tige de forage intermédiaire entre ces extrémités.
    Dans le cas où les parties 24a et 24b des extrémités de la tige de forage comportent des rainures telles que les rainures 16 à section décroissante dans le sens de circulation du fluide à l'intérieur du trou de forage, on obtient un effet de palier hydrodynamique aux extrémités de la tige de forage, ce qui permet de réduire le frottement dans ces parties d'extrémité.
    De manière à faciliter l'extraction de la tige de forage et à éviter des coincements pendant la remontée de la tige dans le trou de forage, il est possible de prévoir des profils analogues au profil variable de la partie 12 qui a été décrite plus haut, sur certaines parties d'extrémité de la tige et en particulier sur un tronçon 26 de la tige de forage adjacent au tronçon 24b à grand diamètre de l'extrémité inférieure de raccordement 2b de la tige, le tronçon 26 étant disposé juste au dessus du tronçon 24b.
    En ce qui concerne la disposition d'ensemble des tronçons profilés sur la tige de forage 1, il est préférable de prévoir un ou plusieurs tronçons profilés, par exemple un, deux ou trois tronçons profilés suivant la longueur de la tige de forage, chacun des tronçons profilés présentant une forme analogue aux tronçons 3 qui ont été décrits plus haut. Chacun des tronçons profilés comporte de préférence un profil de nettoyage du trou de forage analogue au profil 10, un profil variable analogue au profil 11 comportant des rainures à section décroissante dans le sens de circulation du fluide de forage, pour obtenir un effet de palier hydrodynamique et un profil variable analogue au profil 12 facilitant l'extraction de la tige de forage. Les trois profils 10, 11 et 12 doivent être disposés dans cet ordre, dans le sens de circulation du fluide de forage. L'effet de vis d'Archimède du profil de nettoyage des débris 10 permet d'activer la circulation du fluide de forage en amont du profil 11 dont les rainures 16 sont ainsi alimentées de manière efficace en fluide de forage, ce qui améliore l'effet de palier hydrodynamique du profil 11.
    Le profil 12 permet de protéger les parties profilées 11 et 10, lors de l'extraction de la tige de forage, les obstacles étant guidés entre les rainures 20 du profil 12 et produisant une légère rotation de la tige de forage permettant son dégagement.
    Comme il est visible sur la figure 4, les parties profilées 11 présentent un diamètre extérieur supérieur au diamètre maximal extérieur des parties profilées 10 et 12. Le diamètre des parties profilées 11 constitue le diamètre maximal de la tige de forage de telle sorte que la tige de forage s'appuie sur les parois du trou de forage par l'intermédiaire des parties profilées 11 constituant des paliers hydrodynamiques.
    Les profils 10 et 12 présentent un rayon extérieur maximal inférieur de h1 ou h2 au rayon extérieur maximal des parties profilées 11. De cette manière, les parties profilées 10 et 12 ne sont pas susceptibles de venir en contact avec la paroi du trou de forage. Les parties profilées 10 assurent une activation de la circulation du fluide de forage dans l'annulaire et un décollement et un entraínement des débris.
    Les profilés 10 et 12 pourraient également présenter un rayon extérieur à peu près égal au rayon des parties profilées 11 (h1 et h2 = 0).
    Les parties d'extrémité telles que 2a et 2b de la tige de forage ainsi que les nervures 15 peuvent être recouvertes d'une couche en matériau dur tel que le carbure de tungstène et comportent des tronçons à grand diamètre 24a et 24b dont le diamètre est peu inférieur ou égal au diamètre des parties profilées 11, ce diamètre constituant le diamètre maximal de la tige de forage. De ce fait, la tige de forage peut prendre appui à ses extrémités sur la paroi du trou de forage par l'intermédiaire des parties 24a et 24b résistant à l'usure.
    Dans un train de tiges de forage, il est possible d'utiliser des tiges de forage ayant des parties profilées tel que décrit plus haut et des tiges de forage lisses ne comportant pas de telles parties profilées. Par exemple, on peut prévoir d'utiliser uniquement une tige de forage profilée sur trois tiges assemblées bout à bout lors de la constitution du train de tiges de forage.
    Dans tous les cas, la présence sur un équipement de forage tel qu'un train de tiges de forage d'éléments profilés suivant l'invention permet d'améliorer considérablement les conditions du forage rotatif. En particulier, l'utilisation d'éléments profilés suivant l'invention permet de diminuer le couple de rotation du train de tiges, d'améliorer les propriétés de glissement multidirectionnel entre les parois du trou de forage et le train de tiges, de diminuer les efforts axiaux et les risques de blocage, lors de la remontée du train de tiges, de diminuer les risques de collage du train de tiges par pression différentielle à l'intérieur du trou de forage et d'améliorer le comportement mécanique du train de tiges (ou de tout autre équipement ou garniture de forage).
    L'amélioration du comportement mécanique du train de tiges de forage est dû en particulier à l'amélioration des propriétés de glissement et de la qualité géométrique des surfaces d'appui entre le train de tiges et les parois du trou de forage. On diminue ainsi l'amplitude des modes de vibration de la tige de forage et on limite les risques de coincement et de glissement (Stick and Slip) de l'outil de forage. De manière générale, on améliore la transmission du poids du train de tiges à l'outil de forage en limitant les frottements entre le train de tiges et les parois du trou de forage.
    L'amélioration des conditions de mise en oeuvre dynamique du forage permet d'améliorer la conduite et le réglage de la trajectoire du trou de forage.
    L'utilisation en combinaison avec les profils variables suivant l'invention, d'un profil d'activation du fluide de forage et de nettoyage du trou de forage, selon le brevet français 97 03207 permet non seulement d'obtenir les avantages spécifiques au profil connu, c'est-à-dire la diminution des pertes de charge dans l'annulaire du trou de forage, le nettoyage des zones de sédimentation du trou de forage et l'évacuation des débris mais encore des avantages liés à la combinaison du profil connu avec les profils suivant l'invention. Ces avantages sont dus en particulier à l'activation de la circulation du fluide de forage en amont des profils suivant l'invention.
    L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits.
    On peut prévoir, sur les parties de surface externe d'équipements de forage d'un type quelconque, des profils suivant l'invention tel que décrit plus haut, en nombre quelconque et associés de diverses manières.
    De tels profils peuvent être prévus sur des éléments divers de train de tiges de forage tel que des pièces de raccordement, des masse-tiges ou tout autre élément habituellement utilisé dans le forage rotatif.
    Les profils suivant l'invention peuvent présenter des caractéristiques géométriques différentes de celles qui ont été décrites, pour accomplir des fonctions différentes de celles d'un palier hydrodynamique ou d'un dispositif facilitant l'extraction de l'équipement de forage. D'une manière générale, l'élément profilé suivant l'invention qui permet une conversion de forces s'exerçant dans la direction longitudinale axiale en efforts ou action de direction circonférentielle permet d'obtenir de nombreuses fonctions, suivant la réalisation spécifique des nervures et rainures des éléments profilés.
    Dans le cas de parties profilées comportant des rainures de section décroissante suivant la direction de circulation du fluide de forage, ces rainures peuvent présenter des largeurs ou des profondeurs décroissantes ou encore simultanément des largeurs et des profondeurs décroissantes.
    L'invention s'applique de manière générale à tout équipement de forage rotatif présentant une forme globale cylindrique, généralement à diamètre variable, c'est-à-dire ayant une surface externe dont l'enveloppe est un cylindre ayant pour axe l'axe du forage rotatif.

    Claims (16)

    1. Tige de forage d'un train de tiges de forage rotatif présentant une forme globale cylindrique, un axe (4) dirigé suivant l'axe de rotation du forage et des parties d'extrémité (2a, 2b) de raccordement respectives à une seconde et à une troisième tige de forage du train de tiges de forage, la tige comportant, entre ses deux extrémités de raccordement (2a, 2b), au moins un tronçon profilé (3) comportant, sur une partie au moins de sa longueur, des parties en saillies (14, 15, 20) et des parties en creux (13, 16, 19) sur sa surface externe, suivant des dispositions sensiblement en forme d'hélices ayant pour axe l'axe (4) de la tige de forage, le tronçon profilé (3) comportant une partie profilée variable (11, 12) présentant des parties en creux et des parties en saillies radiales (15, 16, 19, 20) dont une au moins des caractéristiques géométriques et dimensionnelles est variable axialement suivant la direction de l'axe (4) de la tige de forage (1), le tronçon profilé (3) comportant, en amont de la partie profilée variable (11, 12) dans le sens de circulation d'un fluide de forage dans un annulaire (8) entre la tige de forage en position de service dans un trou de forage (6) et la paroi du trou de forage (6), une partie profilée uniforme (10) comportant des parties en creux et des parties en saillies radiales (13, 14) dont les caractéristiques géométriques et dimensionnelles sont sensiblement uniformes axialement suivant la direction de l'axe (4) de la tige de forage (1),
         caractérisée par le fait que les parties en creux (16, 19) de la partie profilée variable (11, 12) sont disposées dans le prolongement des parties en creux (13) de la partie profilée uniforme (10).
    2. Tige de forage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie profilée variable (11, 12) présente un diamètre supérieur au diamètre de la partie profilée uniforme (10).
    3. Tige de forage suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie profilée variable (11, 12) constitue une partie de la tige de forage (1) ayant un diamètre maximal.
    4. Tige de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une partie profilée variable (11) présente des parties en creux (16) dont la section est décroissante dans une direction (9) de circulation d'un fluide de forage dans un annulaire (8) entre la tige de forage en position de service dans un trou de forage (6) et la paroi du trou de forage (6).
    5. Tige de forage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les parties en creux (16) de la partie profilée variable (11) présentent une largeur et/ou une profondeur décroissante, dans la direction circonférentielle, dans le sens de circulation du fluide de forage.
    6. Tige de forage selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée par le fait que les parties en creux (16) à section décroissante de la partie profilée variable (11) présentent, en considérant le sens de rotation (5) de la tige de forage, un bord d'attaque et un bord de fuite ayant des inclinaisons (β1, β2) différentes par rapport à un rayon de la section transversale de la tige de forage passant respectivement par l'extrémité du bord d'attaque et par l'extrémité du bord de fuite.
    7. Tige de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une partie profilée variable (12) présente des parties en saillies radiales (20) disposées suivant des hélices dont l'inclinaison par rapport à un plan transversal perpendiculaire à l'axe (4) de la tige de forage est croissante dans la direction axiale (4) de la tige de forage et dans le sens allant de bas en haut dans la position de forage de la tige de forage (1) à l'intérieur d'un trou de forage (6).
    8. Tige de forage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les parties en saillies radiales (20) de la partie profilée variable (12) permettent de faciliter l'extraction de la tige de forage du trou de forage par glissement d'obstacles en saillie sur la paroi du trou de forage (6) à l'intérieur de parties en creux (19) délimitées par les parties en saillies radiales (20) et torsion de la tige 1 autour de son axe (4).
    9. Tige de forage selon l'une des revendications 7 ou 8 dépendante de la revendication 4, caractérisé en ce que la partie profilée variable (12) ayant des parties en saillies radiales (20) disposées suivant des hélices d'inclinaison variable est située en aval de la partie profilée variable (11) ayant des parties en creux (16) à section décroissante.
    10. Tige de forage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les parties en creux (19) de la partie profilée variable (12) ayant des parties en saillies radiales (20) disposées suivant des hélices d'inclinaison variable sont dans le prolongement des parties en creux (13, 16) de la partie profilée variable (11) ayant des parties en creux (16) à section décroissante et de la partie profilée uniforme (10).
    11. Tige de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les parties d'extrémité (2a, 2b) de la tige de forage comportent chacune une première partie (23a, 23b) à plus faible diamètre comportant des moyens de raccordement filetés (25) de la tige de forage (1) et dans le prolongement axial de la première partie à plus faible diamètre (23a, 23b), une seconde partie à plus grand diamètre (24a, 24b).
    12. Tige de forage selon la revendication 11, caractérisée par le fait que la seconde partie à plus grand diamètre (24a, 24b) de la partie d'extrémité de la tige de forage (1) présente des rainures disposées suivant des hélices ayant pour axe l'axe (4) de la tige de forage (1), dont la section transversale perpendiculaire à l'axe (4) de la tige de forage est décroissante dans le sens de circulation d'un fluide de forage, pendant l'utilisation de la tige de forage (1), à l'intérieur d'un trou de forage (6).
    13. Tige de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'elle comporte, dans une disposition adjacente par rapport à sa partie d'extrémité intérieure de raccordement (26), dans la position d'utilisation à l'intérieur d'un trou de forage (6), une partie profilée comportant des nervures en saillie disposées suivant des hélices dont l'inclinaison par rapport à un plan transversal perpendiculaire à l'axe (4) de la tige de forage (1) est croissant dans la direction de l'axe (4) de la tige de forage et dans le sens allant de bas en haut dans la position d'utilisation de la tige de forage (1).
    14. Tige de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte entre ses parties d'extrémité de raccordement (2a, 2b), une pluralité de tronçons profilés (3).
    15. Tige de forage selon la revendication 14, caractérisée par le fait qu'elle comporte trois tronçons profilés (3) entre les parties d'extrémité de raccordement (2a, 2b).
    16. Tige de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les parties en creux et les parties en saillies radiales (13, 14) de la partie profilée uniforme (10) permettent l'activation de la circulation d'un fluide de forage dans un annulaire (8) entre la tige de forage en position de service dans un trou de forage (6) et la paroi du trou de forage (6).
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