FR2575793A1 - Device for activating, from a distance, equipment associated with a conduit in which an incompressible fluid circulates - Google Patents

Device for activating, from a distance, equipment associated with a conduit in which an incompressible fluid circulates Download PDF

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Abstract

The device comprises, inside a conduit 11 through which an incompressible fluid flows, a first shaped necking element 17, a differential piston 10 subjected on one side to the pressure upstream of the shaped element 17 and on the other side to the pressure reduced by the element 17, a shaped surface 18 of the piston on the side subjected to the reduced pressure and a second shaped element 16 intended to interact so as to reduce the fluid passage by displacement of the piston in a first direction and to increase the head loss to a considerable degree and a spring 15 for returning the piston 10 in its second direction of displacement. The movement of the piston in the first direction starts for a predetermined flow rate QACT of the fluid in the conduit. The phases of operation of the device are pinpointed by a pressure measurement at the conduit inlet end. The displacement of the piston or the head loss on either side of the piston are used to act on a member 24 located on equipment which is activated by means of the device.

Description

L'invention concerne un dispositif d'actionnement a distance d'un équipement associé a un conduit dans lequel circule un fluide incompressible. The invention relates to a device for remote actuation of equipment associated with a conduit in which circulates an incompressible fluid.

Dans le domaine de la recherche et de l'exploitation des hydrocarbures, on utilise des outilla es qui doivent développer de fortes puissances pour realiser des opérations telles que le forage et qui sont situés en fond de trou a une très grande distance de 1 endroit situé e n surface où sont disposés les moyens de commande et de production de 1 energle ne c e ss aire pour la mise en oeuvre des outillages.Ces utillages en fond de trou sont généralement alimentés en fluide incompressible tel qu'une boue de forage par l'intermédiaire d'un conduit de trés grande longueur dont une extrémité se trouve en surface et dont 1 au- tre extrémité est en fond de trou et permet l'alimentation de l'outil en- boue de forage. L'extrémité du conduit située en surface est reliée à une installation de pompage qui permet d'envoyer dans le conduit de la boue de forage sous pression avec un certain débit pratiquement constant pendant le fonctionnement de l'outillage. In the field of hydrocarbon exploration and exploitation, tools are used which must develop high powers to carry out operations such as drilling and which are situated at the bottom of a hole at a very great distance from 1 place situated at the surface where are arranged the control means and production of 1 energle ne ce ss area for the implementation of tools. These utillages downhole are generally supplied incompressible fluid such as a drilling mud via a pipe of very great length, one end of which is on the surface and one of which is at the bottom of the hole and allows feeding of the drill bit tool. The end of the duct located on the surface is connected to a pumping installation that allows to send in the conduit of the drilling mud under pressure with a substantially constant flow rate during the operation of the tooling.

Certains équipements associés au conduit ou à la tige de forage et situés à une très grande distance de la surface doivent être télécommandés. et controlés par des dispositifs de télémesure. I1 en est ainsi par exemple des dispositifs permettant 1 orientation de L'outil de forage et son contrôle de trajec toire. dans le cas de forages inclinés. Some equipment associated with the conduit or drill pipe and located at a great distance from the surface must be remotely controlled. and controlled by telemetry devices. This is the case for example devices for 1 orientation of the drilling tool and its control trajectory. in the case of inclined drilling.

De même, dans le cas où il est nécessaire de perforer le cuvelage d'un forage en exploitation, au niveau d'une couche souterraine renfermant des hydrocarbures on doit disposer d'un équipement permettant de réaliser ces perforations à des endroits détermi nés, avec une commande et un contrôle de ces équipements depuis la surface. Similarly, in the case where it is necessary to perforate the casing of an operating borehole, in the case of an underground layer containing hydrocarbons, equipment must be available which makes it possible to perform these perforations at specified locations, with control and control of this equipment from the surface.

Plus généralement. on ne connaissait pas jusqu'ici de dispositif simple et de fonctionnement parfaitement sur permettant d'actionner à distance un équipement associé à un conduit dans lequel circule un fluide sous pression et de contrôler la mise en oeuvre de cet équipement, tout en restant compatible avec les dispositifs de télémesure associés et placés à proximité de 1 équipement.  More generally. Hitherto, there is no known simple and perfectly functional device for remote actuation of equipment associated with a conduit in which a fluid under pressure circulates and for controlling the implementation of this equipment, while remaining compatible with telemetry devices associated and placed near equipment.

Le but de 1 invention est de proposer un dispositif d'actionnement à distance d'un équipement associé à un conduit ayant une premiére extrémité par laquelle on envoie un fluide incompressible grace à des moyens de pompage. avec un débit de service déterminé eAt une seconde extrémité éloignée de la première où le fluide incompressible est utilisé. par exemple. The object of the invention is to provide a device for remote actuation of equipment associated with a pipe having a first end through which an incompressible fluid is sent by means of pumping means. with a determined service flow eAt a second end remote from the first where the incompressible fluid is used. for example.

comme fluide moteur. dispositif d'actionnement qui soit d'une structure simple et d'un fonctionnement sur qui puisse être mis en oeuvre sans utiliser de source d'énergie autre que celle fournie par le fluide incompressible et d'éléments d'actionnement extérieurs au conduit et dont le fonctionnement puisse âtre contr- lé.as a driving fluid. actuating device which is of a simple structure and an operation on which can be implemented without using a source of energy other than that provided by the incompressible fluid and actuating elements external to the conduit and whose the operation can be checked.

Dans ce but, le dispositif d'actionnement suivant l'invention comporte, à l'intérieur du conduit, dans une zone éloignée de la première extrémité - un premier elément profilé d'étranglement limitant la section de passage du fluide et créant une perte de charge variable en fonction du débit du fluide, - un piston différentiel monté mobile dans la direction axiale à l'intérieur du conduit. soumis d'un coté à la pression du fluide en amont du premier élément d'étranglement et de 1 autre côté, à la pression du fluide réduite par le premier élément d'étranglement profilé, - une surface profilée prévue sur le piston, du côté soumis à la pression réduite et un second élément profilé d'étranglement solidaire du conduit, destinés à coopérer entre eux pour limiter le passage de fluide et augmenter la perte de charge de façon très importante de part et d'autre du piston, lors du déplace ment de celui-ci dans un premier sens de déplacement, - un moyen de rappel du piston dans son second sens de déplacement opposé au premier, - un moyen de détermination des phases d'actionnement par mesure de pression au niveau de la première extrémité du conduit, - et un organe récepteur sur l'équipement actionné par le piston ou la difference de pression de part et d'autre du piston, la force du moyen de rappel et le premier élément d'étranglement étant prévus pour que le piston commence à se déplacer dans le premier sens de déplacement pour un débit d'actionnement supérieur au débit de service du fluide dans le conduit. For this purpose, the actuating device according to the invention comprises, inside the conduit, in a zone remote from the first end - a first profiled throttling element limiting the fluid passage section and creating a loss of variable load as a function of the flow rate of the fluid, - a differential piston mounted movably in the axial direction inside the conduit. subjected on one side to the pressure of the fluid upstream of the first throttling element and, on the other hand, to the fluid pressure reduced by the first profiled throttling element, - a profiled surface provided on the piston, on the subjected to the reduced pressure and a second profiled element throttle integral with the conduit, intended to cooperate with each other to limit the passage of fluid and increase the pressure loss very significantly on both sides of the piston, during the displacement of the latter in a first direction of movement, - a return means of the piston in its second direction of displacement opposite the first, - a means for determining the phases of actuation by pressure measurement at the first end of the conduit, and a receiver member on the equipment actuated by the piston or the pressure difference on either side of the piston, the force of the return means and the first throttle element being provided so that the piston begins to move in the first direction of movement for an actuating flow rate greater than the flow rate of the fluid in the conduit.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures jainte-s en annexe, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif d'actionnement suivant l'invention utilisé dans le domaine du forage et de l'exploitation pétrolière. In order to clearly understand the invention, will now be described, by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying figures, several embodiments of an actuating device according to the invention used in the field of drilling and oil exploitation.

Dans ces figures
- La Fig. 1 est une vue schématique d'une installation de forage comportant un équipement qui peut être actionné par un dispositif selon l'invention. In these figures
FIG. 1 is a schematic view of a drilling installation comprising equipment that can be actuated by a device according to the invention.

- les Fig. la, lb, 1c et ld sont es vues en coupe longitudinale d'un dispositif d'actionnement suivant l'invention et suivant quatre modes de réali- sation différents. - Figs. 1a, 1b, 1c and 1d are shown in longitudinal section of an actuating device according to the invention and according to four different embodiments.

- la Fig. 2 est un diagramme de fonctionnement du dispositif représenté à la Fig. la, montrant les variations au cours du temps, pendant un cycle de fonctionnement du dispositif, de divers paramètres ca racteristiques.  FIG. 2 is an operating diagram of the device shown in FIG. 1a, showing the variations over time, during a cycle of operation of the device, of various characteristic parameters.

- la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'actionnement permettant la perforation d'un cuvelage d'un puits en exploitation,
- la Fig. 3a est une vue en coupe suivant AA de la Fig. 3.FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an actuating device for perforating a casing of a well in operation,
FIG. 3a is a sectional view along AA of FIG. 3.

- la Fig. 3b est une vue suivant B de la
Fig. 3.FIG. 3b is a view along B of the
Fig. 3.

- la Fig. 4 est un diagramme de fonctionnement du dispositif de perforation représente aux Fig. FIG. 4 is an operating diagram of the perforation device shown in FIGS.

3, 3a et 3b.3, 3a and 3b.

Sur la Fig. 1, on voit-une installation de forage qui comporte un train de tiges 1 portant à son extrémité inférieure l'outil de forage 2. L'outil 2 a été représenté en position de travail au fond du trou 3. Le train de tiges creuses 1 constitue un conduit de grande longueur dont une extrémité est reliée à l'outil 2-en fond de trou et dont l'autre extrémité qui se trouve en surface est reliée à un conduit 4 permettant l'injection de boue de forage à haute pression et à débit constant dans l'espace interieur des tiges 1. In FIG. 1, we see a drilling rig which comprises a drill string 1 carrying at its lower end the drill bit 2. The tool 2 has been shown in the working position at the bottom of the hole 3. The drill hollow rods 1 constitutes a long pipe of which one end is connected to the tool 2-downhole and whose other end which is on the surface is connected to a conduit 4 for the injection of high-pressure drilling mud and at a constant rate in the interior space of the rods 1.

Pour cela, le conduit 4 est relié à une installation de pompage 5 sur laquelle un dispositif de mesure 6 permet de déterminer de façon précise la pression de pompage. La boue de forage descend dans le train de tiges, alimente l'outil 2 en fond de trou et remonte à- la surface par le trou 3, a l'extérieur du train de tiges 1. Un équipement 7 d'orientation de l'outil 2 et un ensemble de télémesure 8 sont associés au train de tiges 1, au-dessus de la partie de jonction de l'outil 2 au train de tiges. La boue de forage sous pression est utilisée comme fluide moteur de l'outil de forage 2.For this purpose, the duct 4 is connected to a pumping installation 5 on which a measuring device 6 makes it possible to precisely determine the pumping pressure. The drilling mud descends into the drill string, feeds the tool 2 downhole and rises to the surface through the hole 3, outside the drill string 1. A gear 7 for steering the drill bit tool 2 and a telemetry assembly 8 are associated with the drill string 1, above the junction portion of the tool 2 to the drill string. The pressure drilling mud is used as the driving fluid of the drill bit 2.

Sur la Fig. la, on voit un mode de réali.sa- tion d'un dispositif d'actionnement suivant l inven- tion permettant de mettre en oeuvre un équipement tel que l'équipement 7 d'orientation d'un outil de forage, à distance, en lui fournissant la puissance motrice nécessaire. Ce dispositif est placé dans une partie 11 du conduit de grande longueur constitué par le train de tiges. Cette partie 11 peut elle-même être constituée par une pièce de raccord entre les tiges, une partie d'extrémité d'une tige ou encore une partie de l'équipement 7 raccordable au train de tiges. Cette partie 11 creuse reçoit dans son alésage central 12, le flux de boue de forage qui circule suivant la direction des flèches 13 pour parvenir à l'outil 2 en fond de trou.L'alésage 12 de la partie 11 du train de tiges comporte une partie élargie 12a à l'intérieur de laquelle est monté le dispositif d'actionnement. Ce dispositif comporte un piston différentiel 10 de forme tubulaire et profilée, un ressort de rappel 15 et un élément profilé 16 disposé axialement dans le conduit 11. In FIG. 1a, we see a mode of realization of an actuating device according to the invention making it possible to use equipment such as the equipment 7 for orienting a drilling tool, remotely, providing him with the necessary motor power. This device is placed in a portion 11 of the long pipe constituted by the drill string. This portion 11 may itself be constituted by a connecting piece between the rods, an end portion of a rod or a part of the equipment 7 connectable to the drill string. This hollow portion 11 receives in its central bore 12, the flow of drilling mud which flows in the direction of the arrows 13 to reach the tool 2 downhole. The bore 12 of the portion 11 of the drill string comprises an enlarged portion 12a within which is mounted the actuating device. This device comprises a differential piston 10 of tubular and profiled shape, a return spring 15 and a profiled element 16 arranged axially in the duct 11.

L'alésage intérieur du piston 10 comporte deux parties successives dans le sens 13 de circulation de la boue de forage, une première partie profi lée 17 constituant un diaphragme introduisant une perte de charge dans le conduit et une seconde partie profilée 18 de forme tronconique comportant une partie d étranglement 18a à son extrémité et reliée au dia -phragme 17 par l intermédiaire d'une surface torique. The internal bore of the piston 10 comprises two successive parts in the direction 13 of flow of the drilling mud, a first profi laed portion 17 constituting a diaphragm introducing a pressure drop in the conduit and a second shaped portion 18 of frustoconical shape comprising a throttle portion 18a at its end and connected to the dia -phragm 17 via a toric surface.

Cette surface profilée 18 peut âtre également de forme cylindrique. L'élément profilé 16 ou aiguille comporte une partie antérieure 16a en forme d'ogive et une partie postérieure 16b permettant sa fixation à l'inté- rieur du conduit 11 par l'intermédiaire d'entretoises 20. L'aiguille est percée d'un alésage central 19.This profiled surface 18 may also be of cylindrical shape. The profiled element 16 or needle comprises an ogival-shaped anterior portion 16a and a posterior portion 16b allowing its attachment to the interior of the conduit 11 by means of spacers 20. The needle is pierced with a central bore 19.

Dans d'autres variantes de réalisation du dispositif, cette aiguille 16 peut âtre réalisée sans perçage cen tram,
Le piston 10 est monté étanche par l inter- médiaire d'un jeu de joints segments 22 dans la partie 12a de l'alésage du conduit constituant la chambre du piston 10. A sa partie antérieure, le piston 10 est prolongé par une partie de-guidage 23 montée glissante et de façon parfaitement guidée à l'intérieur d'ouvertures usinées dans la partie il du conduit. D'autres liaisons mécaniques peuvent etre réalisées entre la partie 11 du conduit et le piston 10.Le piston 10 est rappelé dans sa position avant, comme représenté sur la Fig. la, par un ressort 15 dont la force est prévue pour maintenir le piston dans cette position avant lorsque la boue de forage circule dans le conduit à son débit normal ou débit de service inférieur au débit de commande du dispositif d'actionnement.In other embodiments of the device, this needle 16 can be produced without drilling cen tram,
The piston 10 is sealingly mounted via a set of segment seals 22 in the portion 12a of the bore of the conduit constituting the piston chamber 10. At its anterior portion, the piston 10 is extended by a portion of guiding 23 slippery rise and perfectly guided inside machined openings in the part of the duct. Other mechanical connections can be made between the portion 11 of the conduit and the piston 10.The piston 10 is biased in its forward position, as shown in FIG. 1a, by a spring 15 whose force is provided to maintain the piston in this forward position when the drilling mud circulates in the conduit at its normal flow or operating rate lower than the control flow of the actuating device.

La forme de la partie antérieure profilée 16a de l'élément 16- est prévue pour coopérer avec le profil 18 du piston pour créer une perte de charge importante sur la circulation de la boue de forage, lorsque le piston se déplace vers l'arrière c'est-àdire de la gauche vers la droite sur la Fig. la. Cette perte de charge due à la coopération des éléments profilés t6 et 18 augmente, de façon importante et très rapidement, la perte de charge totale du dispositif.  The shape of the profiled front portion 16a of the element 16- is provided to cooperate with the profile 18 of the piston to create a significant loss of pressure on the flow of the drilling mud, when the piston moves backwards. that is, from left to right in FIG. the. This pressure drop due to the cooperation of the profiled elements t6 and 18 increases, significantly and very rapidly, the total pressure drop of the device.

Sur la Fig. 2, on voit un diagramme de fonctionnement du dispositif représen-té sur la Fig. In FIG. 2, there is shown an operating diagram of the device shown in FIG.

la, le temps étant porté en abscisse, le débit Q de la boue de forage, la perte de charge t P à travers le dispositif d'actionnement et la course du piston différentiel 10 en ordonnée. La variation au cours du temps du débit Q, lors d'un cycle de fonctionnement du dispositif d'actionnement, a été représentée par la courbe 25 en pointillési la variation de la perte de charge t P par la courbe 26 en traits pleins et la variation de la course C du piston 10 par la courbe en traits mixtes 27.1a, the time being plotted on the abscissa, the flow rate Q of the drilling mud, the pressure drop t P through the actuating device and the differential piston stroke 10 on the ordinate. The variation over time of the flow rate Q, during an operating cycle of the actuating device, was represented by the dashed curve 25, the variation of the pressure drop t P by the curve 26 in solid lines and the variation of the stroke C of the piston 10 by the curve in phantom lines 27.

L'origine du diagramme représente le point de fonctionnement au débit de service QS de la boue de forage et à déplacement nul du piston 10. The origin of the diagram represents the operating point at the service flow QS of the drilling mud and zero displacement of the piston 10.

Pour mettre en oeuvre le dispositif d'actionnement, on augmente progressivement le débit de la boue de forage pendant la première période TA du cycle d'actionnement, pour amener ce débit de la valeur O ou
OS à une valeur QACT ou débit d'actionnement. A la fin de cette partie du cycle, la perte de charge dans la partie anterieure profilée 17 du piston 10 atteint une valeur n Pa telle que la surpression sur la face antérieure du piston crée une force qui commence à dépasser la force de rappel du ressort.Le piston se déplace alors vers l'arrière, pour effectuer une course C1, le débit étant maintenu à la valeur QACT' La perte de charge augmente lentement de la valeur ss Pa à la valeur A Pb, par diminution lente de la section de sortie du piston 10 pendant la seconde phase B du cycle de fonctionnement. La course Cl du piston 10 a alors amené son profil 18 en vis-å-vis du profil 16a de l'aiguille 16. La perte de charge t P augmente très rapidement et le piston se déplace vers l'arrière à vitesse accrue pendant la phase C du cycle de fonctionnement.Le débit est maintenu à la valeur QACT grâce à l'installation de pompage 5, le déplacement du piston est auto-entretenu par l'augmentation de la perte .de charge et le piston 10 se déplace jusqu'à venir en butée sur la partie arrière de sa chambre 12a en effectuant la course C2. La perte de charge passe alors de la valeurAPb à sa valeur maximale #Pm. Cette augmentation de la perte de charge est considerablement plus forte que celle qui pourrait être obtenue par une augmentation du débit dans un diaphragme dont 1 ouverture est constante.To implement the actuating device, the flow rate of the drilling mud is gradually increased during the first period TA of the actuation cycle, in order to bring this flow rate to the value O or
OS at a QACT value or actuation rate. At the end of this part of the cycle, the pressure drop in the profiled anterior portion 17 of the piston 10 reaches a value n Pa such that the overpressure on the anterior face of the piston creates a force which begins to exceed the return force of the spring. The piston then moves backwards, to make a stroke C1, the flow rate being maintained at the value QACT. The pressure drop increases slowly from the value ss Pa to the value A Pb, by a slow decrease in the cross section. output of the piston 10 during the second phase B of the operating cycle. The stroke C1 of the piston 10 then brought its profile 18 vis-à-vis the profile 16a of the needle 16. The pressure drop t P increases very rapidly and the piston moves backwards at increased speed during the Phase C of the operating cycle. The flow rate is maintained at the QACT value by means of the pumping installation 5, the displacement of the piston is self-maintained by the increase of the load loss and the piston 10 moves to to abut on the rear portion of its chamber 12a by performing the stroke C2. The pressure drop then changes from the value APb to its maximum value #Pm. This increase in the pressure drop is considerably greater than that which could be obtained by increasing the flow rate in a diaphragm of which 1 opening is constant.

La partie antérieure 23 du piston est reliée à un organe mobile de l'équipement 7 pour donner un angle d'orientation à l'outil 2. The anterior portion 23 of the piston is connected to a movable member of the equipment 7 to give an orientation angle to the tool 2.

Simultanément ou indépendamment, on peut également utiliser la surpression # P de la boue de forage prélevée par des conduits 24 à l'avant du piston 10, pour actionner un organe récepteur hydraulique de l'équipement 7. Si, au cours de la manoeuvre de l'équipement 7, au débit constant TACT; la force exercée par le piston 10 devient insuffisante pour continuer à effectuer la manoeuvre, la perte de charge n'augmente plus. On enregistre un palier à une valeur
# Pi < # Pm. il suffit alors de porter le débit à une valeur Q ACT supérieure à QACT pour terminer la manoeuvre de l'équipement 7. La perte de charge maximale s'établit à une valeur a Pm > a Pm. On peut ensuite ramener et maintenir le débit à la valeur QACT qui est suffisante pour assurer le maintien du piston 10 en position arrière.Simultaneously or independently, it is also possible to use the overpressure # P of the drilling mud sampled by conduits 24 at the front of the piston 10, to actuate a hydraulic receiver member of the equipment 7. If, during the maneuver of equipment 7, at constant rate TACT; the force exerted by the piston 10 becomes insufficient to continue to perform the maneuver, the pressure drop does not increase any more. We record a level at a value
# Pi <# Pm. it then suffices to increase the flow rate to a Q ACT value higher than QACT to complete the operation of the equipment 7. The maximum pressure drop is established at a value a Pm> a Pm. It is then possible to reduce and maintain the flow rate to the value QACT which is sufficient to maintain the piston 10 in the rear position.

Tant que le débit est maintenu à la valeur QACT' le piston différentiel 10 reste dans sa position arrière et la perte de charge 6 P à sa valeur maximale.  As long as the flow rate is maintained at the value QACT 'the differential piston 10 remains in its rear position and the pressure drop 6 P at its maximum value.

On obtient le retour du piston à sa position avant représentée sur la Fig. la, en diminuant progressivement le débit pour le ramener à la valeur 0, (phase E). On peut faire fonctionner ensuite l'outil 2 en augmentant le débit à la valeur du débit de service QS et avec la nouvelle position de l'équipement associé au dispositif d'actionnement. The return of the piston to its forward position shown in FIG. la, gradually decreasing the flow to bring it back to the value 0, (phase E). The tool 2 can then be operated by increasing the flow rate to the value of the service flow QS and with the new position of the equipment associated with the actuating device.

Pendant tout le cycle de fonctionnement, l'augmentation puis le maintien du débit à OACT sont obtenus par l'installation de pompage 5 et les variations de pression de pompage ss P sont repérées et enregistrées grâce à l'appareil de mesure 6. Aussi bien la commande que le contrôle du cycle de fonctionnement sont donc effectués sans difficultés depuis la surface sans utiliser de dispositif de télécommande. En particulier, on peut enregistrer facilement et repérer un arrêt du piston avant la fin de la manoeuvre qui se traduit par un palier de pression. On obtient alors la poursuite de la manoeuvre en augmentant le débit jusqu'à une valeur suffisante pour assurer le déblocage de l'équipement. Les moyens de pompage 5 doivent donc permettre de monter le débit à des valeurs supérieures à QAcT en cas de besoin.De façon générale, pendant tout le cycle de fonctionnement du dispositif, l enre- gistrement de la surpression correspondant à la perte de charge A P, en fonction du temps, permet de connai- tre la position du piston 10 et donc de contrôler l'actionnement du dispositif. On associe donc au dispositif de mesure 6 un enregistreur de la pression en fonction du temps. During the entire operating cycle, the increase and maintenance of the OACT flow are obtained by the pumping installation 5 and the pumping pressure variations ss P are identified and recorded by the measuring device 6. As well the control that the control of the operating cycle are therefore carried out without difficulty from the surface without using a remote control device. In particular, it is easy to record and locate a piston stop before the end of the maneuver which results in a pressure bearing. We then obtain the continuation of the maneuver by increasing the flow to a value sufficient to ensure the unlocking of the equipment. The pumping means 5 must therefore make it possible to increase the flow rate to values greater than QAcT if necessary. In general, during the entire operating cycle of the device, the recording of the overpressure corresponding to the pressure drop AP , as a function of time, makes it possible to know the position of the piston 10 and thus to control the actuation of the device. The measuring device 6 is therefore associated with a pressure recorder as a function of time.

Pour obtenir un retour du piston dans sa position initiale, après actionnement de l'équipement, il peut être seulement nécessaire de diminuer le débit de pompage jusqu'à une valeur non nulle, inférieure à On On peut ensuite faire fonctionner l'outil 2 en augmentant à nouveau ce débit jusqu'à la valeur
Sur les Fig. lb, 1c et id, on a représenté des variantes de realisation du dispositif d'actionnement. Les éléments correspondants sur les Fig. la à ld portent les memes repères.To obtain a return of the piston to its initial position, after actuation of the equipment, it may only be necessary to reduce the pumping rate to a non-zero value, less than one. again increasing this rate up to the value
In Figs. lb, 1c and id, alternative embodiments of the actuator are shown. The corresponding elements in Figs. la to ld bear the same landmarks.

Sur la Fig. lb, on voit que le piston 10 est cette fois constitué par une pièce pleine comportant une partie profilée 31 destinée à coopérer avec un élément profilé 30 usiné sur la surface intérieure du conduit 11. Cet élément 30 joue à la fois le rôle du diaphragme 17 et de l'aiguille 16 du mode de réalisation représenté sur la Fig. la. Le piston 10 comporte une partie cylindrique 10a munie d'un joint segment monté mobile à l'intérieur d'une chambre prévue dans un cylindre 35 monté suivant l'axe du conduit 11. La chambre du piston 10 reçoit à l'une de ses extrémites un fluide hydraulique par l'intermédiaire de canalisations 34 communiquant à leur autre extrémité avec une chambre annulaire 33 coaxiale au conduit et fermée par une membrane cylindrique souple 32.Le fluide hydraulique agissant dans la chambre du piston et en contact avec sa face avant est en équilibre de pression avec la boue de forage en amont du dispositif d'actionnement. La face arrière du piston est en revanche en contact avec la boue de forage à une pression diminuée de la perte de charge introduite par l'élément profilé 30. In FIG. lb, we see that the piston 10 is this time constituted by a solid part having a profiled portion 31 intended to cooperate with a profiled element 30 machined on the inner surface of the conduit 11. This element 30 plays both the role of the diaphragm 17 and needle 16 of the embodiment shown in FIG. the. The piston 10 comprises a cylindrical portion 10a provided with a segment seal mounted movably inside a chamber provided in a cylinder 35 mounted along the axis of the conduit 11. The piston chamber 10 receives at one of its extremites a hydraulic fluid via pipes 34 communicating at their other end with an annular chamber 33 coaxial with the conduit and closed by a flexible cylindrical membrane 32.The hydraulic fluid acting in the piston chamber and in contact with its front face is in pressure equilibrium with the drilling mud upstream of the actuating device. The rear face of the piston is in contrast in contact with the drilling mud at a pressure reduced by the pressure drop introduced by the profiled element 30.

L'ensemble piston 10 et ressort 15 est monté étanche à l'intérieur de la chambre du cylindre 35 recevant un fluide hydraulique non pollué par la boue de forage.  The piston assembly 10 and spring 15 is sealed inside the chamber of the cylinder 35 receiving a hydraulic fluid unpolluted by the drilling mud.

Le fonctionnement du dispositif est pratiquement identique au fonctionnement du dispositif représenté sur la Fig. la, la perte de charge ss P introduite par l'élément 30 devenant suffisante dés que le débit atteint la valeur QACT' pour que le piston se déplace dans le sens d'écoulement (flèche 13). La coo pération de la partie 31 du piston et de l'élément 30 augmente alors la perte de charge de façon que le piston se déplace jusqu'à sa position extrême. The operation of the device is substantially identical to the operation of the device shown in FIG. 1a, the pressure drop ss P introduced by the element 30 becoming sufficient as the flow reaches the value QACT 'so that the piston moves in the direction of flow (arrow 13). Co-operation of the portion 31 of the piston and the member 30 then increases the pressure drop so that the piston moves to its end position.

Comme précédemment. la boue de forage en surpression est récupérée par des conduits 24 pour l'actionnement de l'équipement 7 associé au conduit. Like before. the drilling mud under overpressure is recovered by conduits 24 for the actuation of the equipment 7 associated with the conduit.

Sur la Fig. lc, on voit un mode de realisa- tion du dispositif associant des éléments identiques à ceux du dispositif de la Fig. lb, mais dans une disposition différente. Le cylindre 35 et la chambre du piston 10 sont orientés en sens inverse, par rapport à la circulation de la boue de forage (flèche 13). Un circuit fermé comportant la chambre annulaire 33, les conduits 34 et la chambre du piston 10 renferme un fluide hydraulique totalement isolé de la boue de forage et l'élément profilé 30 du conduit introduit une perte de charge qui permet l'amorçage du mouvement du piston lorsque le débit atteint la valeur TACT. La partie profilée 31 du piston coopere alors avec l'élément 30 qui joue le rôle à la fois du diaphragme 17 et de l'aiguille 16 du mode de réalisation de la Fig. la. In FIG. 1c, we see an embodiment of the device associating elements identical to those of the device of FIG. lb, but in a different layout. The cylinder 35 and the piston chamber 10 are oriented in opposite directions, with respect to the circulation of the drilling mud (arrow 13). A closed circuit comprising the annular chamber 33, the ducts 34 and the piston chamber 10 encloses a hydraulic fluid totally isolated from the drilling mud and the profiled element 30 of the duct introduces a pressure drop that allows the initiation of the movement of the piston. piston when the flow reaches the TACT value. The profiled portion 31 of the piston then co-operates with the element 30 which plays the role of both the diaphragm 17 and the needle 16 of the embodiment of FIG. the.

Comme précédemment, la surpression 6 P est récupérée par des conduits 24 pour l'actionnement de l'équipement 7. As previously, the overpressure 6 P is recovered by conduits 24 for actuating the equipment 7.

Dans le mode de réalisation représenté à la
Fig. d, le piston 10 a une forme tubulaire et un double pro-fil 17, 18 comme le piston représenté sur la
Fig la. In the embodiment shown at
Fig. d, the piston 10 has a tubular shape and a double pro-wire 17, 18 as the piston represented on the
Fig.

Le profil tronconique 18 coopère avec un organe 38 de fermeture progressive d'un conduit 37 fixé de façon coaxiale à l'intérieur du conduit 11 gràce à des entretoises 38 permettant la fixation du conduit 37 et de l'èlémentd'obturatîon 36. The frustoconical profile 18 cooperates with a progressive closing member 38 of a duct 37 fixed coaxially inside the duct 11 by means of spacers 38 enabling the duct 37 and the blocking element 36 to be fixed.

Dès que le débit atteint la valeur TACT' le piston se déplace vers l'arrière et'le profil 18 referme l'élément déformable 36 en augmentant la perte de charge, Si bien que le piston 10 se déplace jusqu'à sa position extrême en butée ariére.  As soon as the flow reaches the value TACT 'the piston moves backwards and the profile 18 closes the deformable element 36 by increasing the pressure drop, so that the piston 10 moves to its end position. buttressing.

Dans les dispositifs représentés aux Fig. In the devices shown in FIGS.

lb, îc et 1d, la remise en position initiale du piston peut être effectuée en ramenant le débit à une valeur faible qui peut être la valeur nulle. 1b, 1c and 1d, the reset of the piston can be done by reducing the flow rate to a low value which can be the zero value.

Sur la Fig. 3. on a représenté comme exemple d un équipement 7 associé à un conduit de grande longueur, un outil de perforation de cuvelage introduit par un train de tiges dans un puits mis en exploitation, Cet outil permet d'effectuer des perforations au niveau de couches souterraines pour la récupération d'hydrocarbures contenus dans ces couches. Le cuvelage 43 recouvre la paroi du puits sur toute sa longueur. In FIG. 3. is shown as an example of a device 7 associated with a long pipe, a casing perforation tool introduced by a string of rods in a well operated, This tool allows to perform perforations at layers groundwater for the recovery of hydrocarbons contained in these layers. The casing 43 covers the wall of the well over its entire length.

On introduit à l'intérieur du cuvelage. un train de tubes comportant comme pièce de raccord intermédiaire l'équipement de perforation 47 qui présente à chacune de ses extrémités des filetages 48 pour son raccordement au train de tubes. L'outillage 47 comporte deux pièces d'extrémité 44 et 46 et une partie centrale 45 formant une chambre de direction axiale dans laquelle est monté un piston 50.We introduce inside the casing. a string of tubes comprising as an intermediate coupling piece the perforating equipment 47 which has at each of its ends threads 48 for its connection to the string of tubes. The tooling 47 comprises two end pieces 44 and 46 and a central part 45 forming an axial direction chamber in which a piston 50 is mounted.

Ainsi qu'il est visible sur les Fig. 3 et 3a, des poinçons 51 sont montés dans la paroi de la partie centrale 45, dans des directions radiales à 90 . Ces poinçons 51 comportent une partie postérieure 51a de forme hémisphérique venant en contact avec une surface d'actionnement tronconique 59 du piston 50. As is visible in FIGS. 3 and 3a, punches 51 are mounted in the wall of the central portion 45, in radial directions at 90. These punches 51 comprise a posterior portion 51a of hemispherical shape coming into contact with a frustoconical actuating surface 59 of the piston 50.

Les poinçons 51 sont rappelés en position rétractée par des ressorts 52, leur partie sphérique arrière étant en contact avec la surface tronconique 59, comme il est représenté sur les Fig. 3 et 3a.The punches 51 are returned to the retracted position by springs 52, their rear spherical portion being in contact with the frustoconical surface 59, as shown in FIGS. 3 and 3a.

Le piston 50 est réalisé sous forme tubulaire, son alésage interne et de direction axiale étant dans le prolongement de l'alésage des parties 44, 1,5 et 46 de l'équipement de perforation 47. The piston 50 is made in tubular form, its internal bore and axial direction being in the extension of the bore portions 44, 1.5 and 46 of the perforation equipment 47.

La surface intérieure du piston 50 est usinée de façon à constituer une partie profilée 60 réalisant un certain étranglement du conduit de circulation d'un fluide suivant les flèches 53 dans la direction axiale de l'équipement 47. The inner surface of the piston 50 is machined so as to form a profiled part 60 effecting a certain constriction of the flow conduit of a fluid according to the arrows 53 in the axial direction of the equipment 47.

Sur le coté arrière du piston, c'est-à-dire du côté opposé à l'arrivée du fluide (flèche 53), la partie profilée 60 constitue une surface pouvant coopérer avec une aiguille 56 fixée dans l'équipement 47 par des entretoises 61 comme il est visible sur les
Fig. 3 et 3b.On the rear side of the piston, that is to say on the side opposite the arrival of the fluid (arrow 53), the profiled portion 60 constitutes a surface that can cooperate with a needle 56 fixed in the equipment 47 by spacers 61 as it is visible on the
Fig. 3 and 3b.

Comme il est visible sur la Fig. 3, le piston 50 est maintenu en position par un ressort 55 de façon que les poinçons restent en position rétractée, leur surface arrière 51a étant en contact avec la partie à faible diamètre de la surface tronconique 59 du piston 50. As it is visible in FIG. 3, the piston 50 is held in position by a spring 55 so that the punches remain in the retracted position, their rear surface 51a being in contact with the small diameter portion of the frustoconical surface 59 of the piston 50.

Le piston 50 garde cette position tant que le débit d'un fluide circulant dans la direction axiale dans le train de tubes et l'outillage 47 reste inférieur à une certaine valeur QACT pour laquelle la perte de charge créée par l'élément profilé 60 du piston reste suffisamment faible pour que la force exercée sur le piston 50 par le fluide reste inférieure à la force du ressort 55. Dès que le débit atteint la valeur QACT' le piston se déplace vers l'aiguille 56 et l'élément profilé 60 coopère avec cette aiguille 56 pour augmenter la perte de charge. Le mouvement du piston est auto-entretenu jusqu'au moment ou ce piston arrive en butée sur la face avant ou supérieure de la pièce 46.Pendant ce mouvement du piston, la coopération entre les surfaces 59 et les parties arrières 51a des poinçons permet de mettre ceux-ci en oeuvre pour le perçage du cuvelage 43. La surface extérieure du piston 50 comportant les surfaces d'actionnement tronconiques 59 est mise en équipression avec le conduit intérieur de l'outillage et du train de tubes en amont du piston par l'intermédiaire d'un manchon 63 percé dans sa surface latérale et monté étanche par rapport aux pièces 44 et 45. Ce manchon 63 porte autour de sa surface latérale percee d'ouvertures 64 un diaphragme tubulaire 65 limitant une chambre annulaire 66 en communication par des canalisations 68 avec le volume in térieur de la pièce 45 autour du piston 50. The piston 50 keeps this position as long as the flow rate of a fluid flowing in the axial direction in the tube train and the tooling 47 remains below a certain value QACT for which the pressure drop created by the profiled element 60 of the piston remains low enough that the force exerted on the piston 50 by the fluid remains lower than the force of the spring 55. As soon as the flow reaches the value QACT 'the piston moves towards the needle 56 and the profiled element 60 cooperates with this needle 56 to increase the pressure drop. The movement of the piston is self-sustaining until such time as the piston reaches a stop on the front or upper face of the piece 46. During this movement of the piston, the cooperation between the surfaces 59 and the rear portions 51a of the punches makes it possible to these are used for drilling the casing 43. The outer surface of the piston 50 having the frustoconical operating surfaces 59 is placed in equipression with the inner conduit of the tooling and the train of tubes upstream of the piston by the intermediate of a sleeve 63 pierced in its lateral surface and sealingly mounted relative to the parts 44 and 45. This sleeve 63 carries around its perforated lateral surface of openings 64 a tubular diaphragm 65 limiting an annular chamber 66 in communication with pipes 68 with the inner volume of the part 45 around the piston 50.

L'action mécanique et hydraulique du piston 50, lorsqu'on envoie un fluide avec un débit supérieur a une certaine limite dans le train de tubes. permet donc de réaliser le perçage du cuvelage à un endroit parfaitement déterminé à l'intérieur du puits. The mechanical and hydraulic action of the piston 50, when sending a fluid with a higher flow rate has a certain limit in the tube train. therefore allows drilling the casing at a perfectly determined location inside the well.

On a représenté sur la Fig. 4. le diagramme de fonctionnement de l'équipement représenté aux Fig. It is shown in FIG. 4. the operating diagram of the equipment shown in Figs.

3, 3a et 3b. Les courbes 70, 71 et 72 montrent les variations du débit, de la perte de charge et de la course du piston, respectivement. Tant que le débit du fluide dans le train de tubes est inférieur à la valeur QAcT le piston reste immobile (phase A). Quant le débit atteint la valeur QACT' le piston commence à se déplacer à vitesse lente (phase B) puis de façon rapide et auto-entretenue (phase C), les éléments 60 et 56 coopérant alors pour augmenter la perte de charge jusqu'à la valeur A Pm. C'est pendant cette phase qu'a lieu la perforation du cuvelage (partie hachurée
Z sur la Fig. 4).Le début du mouvement du piston 50 p provoque par coopération des rainures inclinées 59 et de la partie arrière 51a des poinçons, une avancée de ceux-ci jusqu'au moment où leur pointe vient en contact avec le cuvelage. La perforation a lieu ensuite pendant le déplacement à grande vitesse du piston, la perte de charge augmentant jusqu'à la valeur A Pm et se poursuit pendant le début de la phase D par maintien de la pression sur les poinçons 50.3, 3a and 3b. The curves 70, 71 and 72 show the variations of the flow rate, the pressure drop and the piston stroke, respectively. As long as the flow rate of the fluid in the tube train is less than the QAcT value, the piston remains stationary (phase A). As the flow reaches the value QACT 'the piston begins to move at a slow speed (phase B) and then quickly and self-sustaining (phase C), the elements 60 and 56 then cooperating to increase the pressure drop up to the value A Pm. It is during this phase that the perforation of the casing (hatched part
Z in FIG. 4) .The beginning of the movement of the piston 50 p cooperatively causes inclined grooves 59 and the rear portion 51a punches, an advance thereof until their point comes into contact with the casing. The perforation then takes place during the high speed displacement of the piston, the pressure drop increasing up to the value A PM and continues during the beginning of the phase D by maintaining the pressure on the punches 50.

Pour obtenir le recul des poinçons et la remise de l'outillage à l'état initial, il suffit d'annuler le débit Q dans le conduit et l'outillage 47 intercalé sur ce conduit, la perte de charge s'annulant alors et le ressort 55 ramenant le piston dans sa position représentée sur la Fig. 3. Pendant ce retour du piston, les ressorts 52 des poinçons ramènent ceux-ci en position rétractée, comme représenté sur la Fig. 3. To obtain the recoil of the punches and the return of the tooling to the initial state, it is sufficient to cancel the flow Q in the conduit and the tool 47 inserted on this conduit, the pressure drop being canceled then and the spring 55 returning the piston to its position shown in FIG. 3. During this return of the piston, the springs 52 of the punches return them to the retracted position, as shown in FIG. 3.

Comme dans les exemples précédents, il est possible de suivre le cycle de fonctionnement de l'équipement 47 en mesurant et en enregistrant la pres sion de pompage depuis la surface. Les surpressions P enregistrées en fonction du débit permettent de déterminer les phases d'actionnement de l'équipement 47. As in the previous examples, it is possible to follow the operating cycle of the equipment 47 by measuring and recording the pump pressure from the surface. The overpressures P recorded as a function of the flow rate make it possible to determine the operating phases of the equipment 47.

Il est a remarquer que toute opération pourra être réalisée avec le train de tubes sur lequel est intercalé le dispositif perforateur 47, en utilisant un débit de fluide inférieur au débit de déclenchément du perforateur TACT. Le train de tubes peut ainsi servir à toute opération d'injection ou de récupération de liquide, la perforation étant obtenue en augmentant le débit jusqu à un niveau DACT supérieur au niveau du débit dans le tube en service. It should be noted that any operation can be carried out with the tube train on which is inserted the perforator device 47, using a fluid flow rate lower than the trigger rate of the TACT perforator. The tube train can thus be used for any injection or liquid recovery operation, the perforation being obtained by increasing the flow rate to a level DACT greater than the level of flow in the tube in use.

Dans le cas ou l'on veut effectuer des perforations dans le cuvelage, on peut soit déplacer le train de tubes soit utiliser plusieurs-outillages intercalés a' des niveaux correspondant aux niveaux souhaités pour les perforations dans le cuvelage. Si on veut effectuer les perçages par les différents perforateurs. de façon sélective, on adoptera une conception de ces dispositifs perforateurs telle que leurs débits d'actionnement QAcT soient différents. On mettra donc en oeuvre ces perforateurs successivement enportant le débit dans le train de tubes à chacune des valeurs d'actionnement successivement. In the case where it is desired to perform perforations in the casing, one can either move the tube train or use several tools intercalated at levels corresponding to the desired levels for perforations in the casing. If you want to drill through the different drills. selectively, a design of these perforating devices will be adopted such that their QAC actuation rates are different. These perforators will then be used successively by transferring the flow rate into the tube train at each of the actuation values successively.

Les principaux avantages du dispositif d actionnement suivant l invention sont apparents dans la description qui vient d'être faite ; ce dispositif d'actionnement ne nécessite pas de moyen de télécommande, sa mise en oeuvre et son contrôle étant réali sés en utilisant les moyens de pompage et de mesure normalement associés au conduit de grande longueur ce dispositif d'actionnement est particulièrement sim ple et d'une grande sûreté de fonctionnement ; sa ma- noeuvre est realisée par des operations très simples et facilement contrôlables ; il ne nécessite 1 utili- sation d'aucun élément en plus de ceux qui se trouvent dans le conduit au moment de sa mise en place. The main advantages of the actuating device according to the invention are apparent in the description which has just been made; this actuation device does not require remote control means, its implementation and control being carried out using the pumping and measuring means normally associated with the long-length conduit, this actuation device is particularly simple and easy to use. a high degree of operational safety; its work is carried out by very simple and easily controllable operations; it does not require any use of any element in addition to those which are in the conduit at the time of its installation.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisations qui ont été decrits ; elle en comporte au contraire toutes les variantes. The invention is not limited to the embodiments that have been described; on the contrary, it contains all the variants.

C'est ainsi que le piston et les éléments profilés qui lui sont associés peuvent avoir une forme différente de celles qui ont été décrites. Le premier élément profilé peut âtre associé au piston ou, au contraire, indépendant de ce piston. Ce premier élément profilé peut être distinct ou confondu avec le second élément profilé. La forme de ces éléments profilés peut être différente des formes qui ont été décrites. Ces formes sont prévues pour que le diagramme
Pression/Temps et la perte de charge maximale d Pm correspondent aux conditions opératoires de l'équipement auquel est associé le dispositif d'actionnement.Thus, the piston and the profiled elements associated with it may have a shape different from those which have been described. The first profiled element may be associated with the piston or, on the contrary, independent of this piston. This first profiled element can be distinct or confused with the second profiled element. The shape of these profiled elements may be different from the shapes that have been described. These shapes are intended for the diagram
Pressure / Time and the maximum pressure drop d Pm correspond to the operating conditions of the equipment with which the actuating device is associated.

Le moyen de rappel du piston peut être dif férent d'un ressort mécanique. The piston return means may be different from a mechanical spring.

L organe récepteur de la force motrice du piston ou de la différence de pression prévu sur l é- quipement peut avoir toute forme permettant de transmettre cette force motrice aux éléments actifs de l'é- quipement. The receiving member of the driving force of the piston or the pressure difference provided on the equipment may have any form for transmitting this motive force to the active elements of the equipment.

Le cycle de fonctionnement de l'outillage peut être différent de celui qui a été décrit, en particulier la phase précédant le déplacement rapide du piston correspondant à une forte augmentation de la perte de charge peut s accompagner d une perte de charge extrâment faible, ce qui permet de bien séparer la phase inactive de la phase active de l'équipement. The operating cycle of the tooling may be different from that which has been described, in particular the phase preceding the rapid displacement of the piston corresponding to a large increase in the pressure drop can be accompanied by an excessively low pressure drop. which makes it possible to separate the inactive phase from the active phase of the equipment.

L'équipement peut être constitué non seulement par des dispositifs d'orientation d'un outil de forage ou des dispositifs de perforation d'un cuvelage, mais encore par des dispositifs de gonflement de membranes d'étanchéité dans un puits ou un forage en utilisant la surpression due à la perte de charge. Le dispositif d'actionnement suivant l'invention peut s'appliquer à tout équipement utilisé dans le domaine du forage ou de l'exploitation pétroliére ou encore dans d'autres domaines où l'on utilise des conduits de grande longueur peu ou pas accessibles, pour la distribution d'un fluide incompressible.L'invention s applique en particulier dans le cas de la distribution d'eau ou dans le cas de l'irrigation, l'équipe- ment associé au conduit étant alors une vanne à plusieurs voies permettant de faire passer l'eau distri- buée d'un conduit à un autre Cette manoeuvre s' ef- fectue très simplement en augmentant le débit de l'eau à un niveau supérieur au débit de service puis en diminuant ce débit jusqu'à un niveau très faible ou nul pour le remonter ensuite au niveau correspondant au débit de service. La manoeuvre inverse peut évidemment être réalisée ensuite en augmentant à nouveau le débit au-delà du débit de service jusqu'à la valeur d'ac t ion nement .  The equipment may be constituted not only by means for orienting a drilling tool or perforating devices of a casing, but also by devices for swelling sealing membranes in a well or a borehole using the overpressure due to the pressure drop. The actuating device according to the invention can be applied to any equipment used in the field of drilling or oil exploitation or in other areas where long conduits of little length are used that are not very accessible or not accessible. For the distribution of an incompressible fluid, the invention is particularly applicable in the case of water distribution or in the case of irrigation, the equipment associated with the conduit then being a multi-way valve allowing This maneuver is very simple by increasing the flow of water to a level higher than the flow of service and then decreasing this flow to a minimum. very low or no level to then go up to the level corresponding to the service flow. The reverse maneuver can of course then be carried out by further increasing the flow rate beyond the service flow up to the drive value.

L'invention s'applique de façon tres générale dans tous les cas où l'on utilise un fluide comme fluide moteur dans des conduites de grande longueur et au moins partiellement inaccessibles et également dans tous les cas de la distribution de fluide par des conduits de grande longueur ayant des parties inaccessibles.  The invention is applicable in a very general manner in all cases where a fluid is used as a driving fluid in pipes of great length and at least partially inaccessible and also in all cases of the distribution of fluid by conduits of great length having inaccessible parts.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'actionnement à distance d'un équipement associé à un conduit (1, 11) dans lequel circule un fluide incompressible, ayant une pre mièvre extrémité par laquelle on envoie un fluide incompressible grâce à des moyens de pompage (5), avec un débit de service déterminé, et une seconde extrémité éloignée de la première où le fluide incompressible est utilisé, par exemple comme fluide moteur, caractérisé par le fait qu'il comporte, à l'intérieur du conduit (1, 11), dans une zone éloignée de la premiere extrémité - un premier élément profilé d'étranglement (17, 30, 60)'limitant la section de passage du fluide et creant une perte de charge variable en fonction du débit de fluide, - un piston différentiel (10, 50) monté mobile dans la direction axiale à l'intérieur du conduit soumis d'un côté à la pression du fluide en amont du premier élément d'étrangelement 117, 30, 60) et de 1 autre côté à la pression du fluide réduite par le premier élément d'étranglement profilé (17, 30, 60), - une surface profilée (18, 26, 31, 60) prévue sur le piston du côté soumis à la pression réduite et un second élément profilé (16, 30, 56) solidaire du conduit (1, 11, 46), destinés à coopér-erentre eux pour limiter le passage du fluide et augmenter la perte de charge de part et d'autre du piston de fa-çon tres importante lors du déplacement de celui-ci dans un premier sens de déplacement, - un moyen de rappel (15, 55) du piston dans son second sens de déplacement opposé au premier, - un moyen (5) de détermination des phases d'actionnement par mesure de pression au niveau de la première extrémité du conduit (1 11), - et un organe récepteur (24, 51) sur l'équipement actionné par le piston ou la différence de pression de part et d autre du piston (10, 50), la force du moyen de rappel (15, 55) et le premier élément profilé (17, 30,1.- Device for remote actuation of equipment associated with a conduit (1, 11) in which an incompressible fluid circulates, having a pre-end end by which an incompressible fluid is sent by means of pumping means (5). ), with a determined operating flow rate, and a second end remote from the first end where the incompressible fluid is used, for example as a driving fluid, characterized in that it comprises, inside the conduit (1, 11) in a region remote from the first end - a first throttle element (17, 30, 60) 'limiting the fluid passage section and creating a variable pressure drop as a function of fluid flow, - a differential piston (10, 50) movably mounted in the axial direction inside the conduit subjected on one side to the pressure of the fluid upstream of the first strangling element 117, 30, 60) and on the other side to the pressure of the reduced fluid by the first profiled throttling element (17, 30, 60), - a profiled surface (18, 26, 31, 60) provided on the piston of the reduced pressure side and a second profiled element (16, 30). , 56) integral with the conduit (1, 11, 46), intended to cooperate with each other to limit the passage of the fluid and increase the pressure drop on either side of the piston very important when moving the it in a first direction of movement, - a return means (15, 55) of the piston in its second direction of displacement opposite the first, - a means (5) for determining the operating phases by pressure measurement at the level of the first end of the duct (1 11), and a receiving member (24, 51) on the equipment actuated by the piston or the pressure difference on either side of the piston (10, 50), the force of the return means (15, 55) and the first profiled element (17, 30, 60) étant prévus pour que le piston (10, 50) commence à se déplacer dans le premier sens de déplacement pour un débit d'actionnement QACT supérieur au débit de service du fluide dans le conduit (1, 11),  60) being provided so that the piston (10, 50) begins to move in the first direction of movement for an actuation flow rate QACT greater than the flow rate of the fluid in the conduit (1, 11), 2.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la forme de la surface profilée (18, 26, 31, 60) et la forme du second élément profilé (16, 30, 56) sont prévues en fonction du mode opératoire de l'équipement (7), pour l'obtention d'un diagramme Pression de pompage en fonction du temps et d'une perte de charge maximale 2. Actuating device according to claim 1, characterized in that the shape of the profiled surface (18, 26, 31, 60) and the shape of the second profiled element (16, 30, 56) are provided according to of the operating mode of the equipment (7), to obtain a pump pressure versus time diagram and a maximum pressure drop t Pm adaptés à ce mode opératoire, par déplacement du piston (10, 50). t Pm adapted to this procedure, by displacement of the piston (10, 50). 3.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le, fait que la forme de la surface profilée (18, 26, 31, 60) et la forme du second élément profilé (10, 50) sont telles que la perte de charge maximale 6 Pm au débit QACT est très nettement supérieure à celle qu'on obtiendrait avec un diaphragme à orifice constant donnant la meme perte de charge que les éléments profilés (16, 17, 18, 26, 30, 31) au débit de service. Actuator according to Claim 1, characterized in that the shape of the profiled surface (18, 26, 31, 60) and the shape of the second profiled element (10, 50) are such that the loss maximum load 6 Pm at the QACT flow rate is much higher than that which would be obtained with a constant orifice diaphragm giving the same pressure drop as the profiled elements (16, 17, 18, 26, 30, 31) at the flow rate of service. 4.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le piston (10) a une forme tubulaire, son alésage central comportant successivement dans le sens de circulation du fluide incompressible, un diaphragme (17) constituant le premier élément profilé et une surface (18) desti nee à coopérer avec un second élément profilé (16) solidaire du conduit (1 (11). 4. An actuating device according to claim 1, characterized in that the piston (10) has a tubular shape, its central bore having successively in the flow direction of the incompressible fluid, a diaphragm (17) constituting the first element profile and a surface (18) desti to cooperate with a second profiled element (16) integral with the conduit (1 (11). 5.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 4. caractérisé par le fait que la surface (18) comporte une partie profilée d'étranglement (18a). 5.- actuating device according to claim 4. characterized in that the surface (18) comprises a profiled throttling portion (18a). 6.- Dispositif d'actionnement suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le second élément profilé (16) comporte un alésage central (19) dans la direction d'écoulement du fluide incompressible. 6. An actuating device according to any one of claims 4 and 5, characterized in that the second profiled element (16) has a central bore (19) in the flow direction of the incompressible fluid. 7.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit (11) comporte un élément d'étranglement profilé (30) sur sa surface intérieure et que le piston (10) monté dans un cylindre (35) à la partie centrale du conduit comporte une surface profilée (31) destinée à coopérer avec la surface profilée (30) qui constitue à la fois le premier et le second éléments profilés. 7. An actuating device according to claim 1, characterized in that the duct (11) has a profiled throttling element (30) on its inner surface and the piston (10) mounted in a cylinder (35). the central portion of the duct has a profiled surface (31) intended to cooperate with the profiled surface (30) which constitutes both the first and the second profiled elements. 8.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que la pression du fluide incompressible en amont du piston est transmise au premier côté (10a) de ce piston opposé à la surface profilée (31) par l'intermédiaire d'une membrane (32) et d'au moins un conduit (34) limitant avec la chambre du cylindre (35) dans lequel est monté le piston (10) un espace rempli de fluide hydraulique totalement isolé du fluide incompressible circulant dans le conduit (i (11). 8. An actuating device according to claim 7, characterized in that the pressure of the incompressible fluid upstream of the piston is transmitted to the first side (10a) of the piston opposite the profiled surface (31) via a membrane (32) and at least one duct (34) limiting with the chamber of the cylinder (35) in which the piston (10) is mounted a space filled with hydraulic fluid totally isolated from the incompressible fluid circulating in the duct ( i (11). 9.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que l'élément profilé (30) est disposé en amont de l'ensemble constitué par le cylindre (35) et le piston (10). 9. An actuating device according to claim 8, characterized in that the profiled element (30) is disposed upstream of the assembly consisting of the cylinder (35) and the piston (10). 10.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 1. caractérisé par le fait que le piston (10) a une forme tubulaire et que son alésage comporte successivement dans le sens d'écoulement du fluide incompressible, un premier élément profilé 17) constituant un diaphragme pour le fluide incompressible en écoulement et une surface évasée (18) coopérant avec un second élément profilé (36) déformable pour modifier la section de passage du fluide incompressible dans le conduit (11) lors du déplacement du piston (10), cet élément déformable (36) étant porté par le conduit (11) dans sa partie centrale, 10. An actuating device according to claim 1, characterized in that the piston (10) has a tubular shape and that its bore comprises successively in the direction of flow of the incompressible fluid, a first profiled element (17) constituting a diaphragm for the incompressible fluid in flow and a flared surface (18) cooperating with a second profiled element (36) deformable to modify the flow section of the incompressible fluid in the conduit (11) during the displacement of the piston (10), this element deformable (36) being carried by the conduit (11) in its central part, 11.- Dispositif d'actionnement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'équipement (7) est un dispositif d'orientation d'un outil de forage (2) fixé à l'extrémité d'un train de tiges (1) de grande longueur. 11. An actuating device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the equipment (7) is a device for orienting a drilling tool (2) attached to the end of a string of rods (1) of great length. 12.- Dispositif d'actionnement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'équipement associé au conduit (11) est constitué par un ensemble de membranes gonflables sous l'effet de la surpression de pompage due à la perte de charge lors d'une augmentation du débit du fluide incompressible jusqu'à la valeur du débit d'actionnement, transmise par l'intermédiaire de conduites (24) situées en amont du piston (10) du dispositif d'actionnement. 12. An actuating device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the equipment associated with the conduit (11) consists of a set of inflatable membranes under the effect of the pumping overpressure due the pressure drop during an increase in the flow rate of the incompressible fluid to the value of the actuation flow, transmitted via lines (24) located upstream of the piston (10) of the actuating device. 13.- Dispositif d'actionnement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'équipement (47) est un dispositif de perforation d'un cuvelage (43) constitué par des poin çons (51) montés radialement dans les parois d'une partie (45) du conduit et associés à des moyens de rappel (42), en appui par leur partie arrière (51a) sur la surface extérieure du piston (50) comportant des surfaces d'actionnement inclinées (59) permettant de déplacer radialement vers l'extérieur les poinçons perforateurs (51), lors du déplacement du piston dans son premier sens de déplacement. 13. An actuating device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the equipment (47) is a device for perforating a casing (43) constituted by punched rods (51) mounted radially in the walls of a portion (45) of the duct and associated with return means (42), supported by their rear portion (51a) on the outer surface of the piston (50) having inclined actuating surfaces ( 59) for moving the punch punches (51) radially outwardly as the piston moves in its first direction of travel. 14.- Dispositif d'actionnement suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que plusieurs équipements (47) de perforation sont associés aux conduits (44, 45, 46), les éléments profilés (60, 56) et les moyens de rappel (55) de ces dispositifs d'actionnement étant prévus pour avoir des débits d'actionnement différents. 14. An actuating device according to claim 13, characterized in that a plurality of perforation devices (47) are associated with the conduits (44, 45, 46), the profiled elements (60, 56) and the return means ( 55) of these actuators being provided to have different operating rates. 15.- Dispositif d'actionnement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que le moyen (6) de détermination des phases d'actionnement par mesure de pression comporte un enregistreur de la pression du fluide incompressible en fonction du temps permettant de connaitre la position du piston différentiel, à chaque instant. 15.- actuating device according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the means (6) for determining the operating phases by pressure measurement comprises a recorder of the pressure of the incompressible fluid in function time to know the position of the differential piston at each moment. 16.- Dispositif d actionnement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que les moyens de pompage (5) permettent de faire circuler le fluide à un débit supérieur au débit d'actionnement QACT' en cas d'arrêt du piston (10) avant la fin de l'actionnement de l'équipement (7).  16.- An actuating device according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the pumping means (5) make it possible to circulate the fluid at a flow rate greater than the operating flow rate QACT 'in the event of stopping the piston (10) before the end of the actuation of the equipment (7).
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