FR2613766A1

FR2613766A1 - Ensemble de garnissage pour cuvelage de puits

Info

Publication number: FR2613766A1
Application number: FR8804903A
Authority: FR
Inventors: Thomas F Bailey; John E Campbell
Original assignee: Drilex Systems Inc
Current assignee: Drilex Systems Inc
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1988-10-14
Anticipated expiration: 2008-04-13
Also published as: US4765404A; BR8801744A; CA1280362C; DE3812269A1; JPS641892A; CN1014334B; GB2203469A; FR2613766B1; CN88102073A; GB2203469B; NO881569L; GB8806708D0; NO881569D0; JPH0529756B2

Abstract

CET ENSEMBLE DE GARNISSAGE COMPREND DES DISPOSITIFS D'ANCRAGE DU TYPE A COINS, QUI POSITIONNENT INITIALEMENT L'ENSEMBLE ET DES ELEMENTS DE GARNISSAGE 78 QUI SONT EN CONTACT D'ETANCHEITE AVEC LA PAROI DU CUVELAGE DU PUITS POUR ETANCHER CELLE-CI TOUT EN ANCRANT LE DISPOSITIF. UNE BAGUE ENTRETOISE 72 EST DISPOSEE ENTRE LES ELEMENTS DE GARNISSAGE 78 ET EST MOBILE AXIALEMENT EN REPONSE A UNE PRESSION DU FLUIDE A L'INTERIEUR DU PUITS POUR AMELIORER LE CONTACT D'ETANCHEITE DES ELEMENTS DE GARNISSAGE. LA BAGUE ENTRETOISE COMPREND UN JOINT TORIQUE D'ETANCHEITE 74 QUI ASSURE UNE ETANCHEITE AMELIOREE ENTRE LA BAGUE ENTRETOISE ET UN MANDRIN INTERNE 30 SUR LEQUEL ELLE EST MONTEE. POUR COMPRIMER LES ORGANES DE GARNISSAGE TOUT EN EMPECHANT LEUR EXTRUSION, IL EST PREVU DES ORGANES DE RETENUE DE DILATATION 88, 90 ET UN DISPOSITIF D'ORGANE DE RETENUE POUR AMELIORER AINSI LE CONTACT D'ETANCHEITE DE L'ENSEMBLE DE GARNISSAGE.

Description

La présente invention est relative à un ensemble de matériel d'étanchéité

utilisable en une seule manoeuvre, et elle concerne plus particulièrement un ensemble de garniture d'étanchéité pour biseau, ou sifflet déviateur, ayant un diamètre plus petit que le diamètre externe habituel tout en étant apte à garnir efficacement

des cuvelages ayant un diamètre classique.

Les garnitures d'étanchéité pour puits sont largement utilisées pour étancher ou isoler une ou plusieurs zônes dans un puits. Généralement, différents niveaux intéressants sont rendus étanches les uns par rapport aux autres au moyen d'un dispositif de garniture entre le cuvelage du puits et le train de tiges de travail. On a également utilisé des garnitures d'étanchéité pour orienter et soutenir des outils supplémentaires, tels qu'un biseau,ou sifflet déviateur, afin de commander la direction de l'outil. Cependant, la plupart des outils de garnissage connus jusqu'à présent sont habituellement conçus pour assurer le garnissage et l'étanchéité d'intervalles de 4,75 mm ou plus petits. De ce fait, le diamètre initial du dispositif de garnissage doit correspondre étroitement aux dimensions intérieures

du cuvelage du puits.

En raison de la faible dérive qui se produit dans les outils classiques de garnissage, ces dispositifs présentent une tendance à s'arrêter dans le cuvelage lorsqu'ils sont descendus dans celui-ci. Ceci pose en particulier un problème dans les garnitures d'étanchéité, ou packers, qui sont utilisés en conjugaison avec des outils supplémentaires, prolongeant ainsi la longueur globale de l'outil combiné. Du fait que la longueur de l'outil associé au packer est augmentée, l'aptitude à manoeuvrer à travers des sections irrégulières du cuvelage est réduite en raison de la dérive limitée entre le packer et la paroi du puits. Afin de réduire la durée des arrêts de colonne pendant le tubage, de telles opérations avec des outils multiples sont habituellement effectuées en deux manoeuvres. La première manoeuvre est utilisée pour faire avancer et poser le dispositif de garnissage tandis que la seconde manoeuvre positionne l'outil de travail, tel qu'un sifflet déviateur, ou biseau utilisé pour dévier un puits. Du fait que l'outil de garnissage n'a que quelques dizaines de centimètres de long, il peut

facilement être manoeuvré à travers le cuvelage.

Cependant, les deux manoeuvres ont pour résultat une augmentation des frais, en particulier dans les opérations conduites dans des puits très profonds. En outre, tandis que la mise en oeuvre d'un biseau et d'un packer individuellement est normalement un processus très simple, un puits présentant une déviation importante peut nécessiter que le packer soit mis en oeuvre sur le train de tiges. Dans ce cas, un processus simple devient long et compliqué. On a mis au point pour diminuer les frais de production, un outil utilisable en une seule manoeuvre et qui est adapté pour étancher des intervalles supérieurs à 12,7 mm. Un tel outil combiné est décrit dans US-A-4.397.355. L'outil de garnissage décrit dans ce document est adapté pour étancher un intervalle plus grand. On a cependant constaté que du fait que l'intervalle est plus grand, l'élément d'étancheité en caoutchouc présente une tendance plus grande à extruder à la fois le long du mandrin interne et de la paroi du cuvelage, provoquant ainsi une fuite au-delà de l'élément de garnissage. On a également utilisé des packers à

pression dans une tentative pour empêcher cette fuite.

Cependant, ces packers à pression résistent seulement à des pressions qui sont proportionnelles à la pression initialement appliquée dans les packers du fait que le conduit d'alimentation en pression est coupé lors de l'actionnement du sifflet déviateur. Toute augmentation de la pression en fond de puits provoquerait des fuites

au-delà de l'outil.

Ainsi, les outils connus jusqu'à présent n'ont pas permis d'étancher et de garnir efficacement le cuvelage, en particulier en présence de pressions très

élevées dans le puits.

L'invention permet de surmonter les inconvénients des ensembles de packers de sifflets déviateurs en réalisant un ensemble de garnissage qui présente un diamètre plus petit afin de faciliter la mise en oeuvre de l'outil. La structure nouvelle de garniture d'étanchéité suivant l'invention comprend deux organes de garnissage avec une entretoise mobile coulissante disposée entre ces organes. Les configurations des organes de garnissage et de l'entretoise coopèrent pour former un joint d'étanchéité au fluide à la fois sur le diamètre interne

et sur le diamètre externe des orgnes de garnissage.

L'entretoise métallique annulaire agit comme un joint actionné par la pression et comprend une bague d'étanchéité torique sur son diamètre interne pour renforcer les capacités d'étanchéité de l'entretoise. Des doigts de dilatation qui sont recouverts sont disposés aux extrémités externes des organes de garnissage et limitent

l'extrusion de ces organes à la suite d'une compression.

Enfin, on utilise pour retenir les organes de garnissage des éléments de retenue externes en caoutchouc et des bagues de dilatation en métal tout en assurant une étanchéité et une résistance supplémentaires du garnissage. Chacun de ces organes est monté coulissant sur un mandrin interne de manière qu'une compression de

l'ensemble puisse être effectuée.

L'ensemble de garnissage suivant l'invention est utilisé en conjugaison avec un appareil perfectionné de déviation posé en une seule manoeuvre. Lorsque le sifflet déviateur et le packer sont descendus dans le puits, l'ensemble de garnissage est posé en utilisant une pression hydraulique fournie par l'intermédiaire d'un conduit de pression qui s'étend à travers le sifflet déviateur jusqu'au packer. Ensuite, la fraise du sifflet déviateur est déconnectée et descendue pour commencer le processus de fraisage dirigé par le sifflet déviateur. En variante, le sifflet déviateur et l'ensemble de garnissage peuvent être descendus indépendamment dans le puits en utilisant un outil de pose ou autre type de dispositif de mise en oeuvre avant d'actionner la fraise ou le trépan

dans le puits.

Ainsi, l'invention fournit un sifflet déviateur perfectionné qui peut être mis en oeuvre avec un packer connecté à son extrémité inférieure afin de placer l'outil au niveau et dans l'orientation désirés avec une seule manoeuvre du train de tiges. L'ensemble de garnissage est adapté pour résister à des pression extrêmes dans le puits

et à des différences de pression très importantes.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaitront au cours de la description qui va

suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig.1 est une vue en coupe longitudinale d'un puits dans lequel est orienté un appareil suivant l'invention; la Fig.2 est une vue en coupe longitudinale d'un puits avec l'appareil orienté dans celui-ci et l'ensemble de garnissage posé; la Fig.3 est une vue en coupe longitudinale d'un puits dans lequel est orienté l'appareil, et la fraise séparée de sa fixation au sifflet déviateur; la Fig.4 est une vue en coupe longitudinale partielle de l'ensemble de packer suivant l'invention, à l'état inactif ou position de mise en oeuvre; la Fig.5 est une vue en coupe partielle de l'ensemble de packer posé dans un puits; la Fig.6 est une vue en perspective éclatée des éléments de l'ensemble de packer; la Fig.7 est une vue partielle en coupe du dispositif de garnissage suivant l'invention à l'état inactif; la Fig.8 est une vue partielle er coupe du dispositif de garnissage à l'état actif ou comprimé; la Fig.9 est une vue partielle en coupe d'une variante de réalisation du dispositif de garnissage suivant l'invention; la Fig.10 est une vue partielle en coupe d'encore un autre mode de réalisation du dispositif de garnissage

suivant l'invention.

En se référant tout d'abord aux Fig.1 à 3, l'ensemble de sifflet déviateur 10 est représenté orienté

dans un puits ou cuvelage 12 par un train de tiges 14.

L'ensemble 10 de sifflet déviateur comprend d'une façon générale un ensemble de garnissage 16 qui est relié par un raccord 18 à l'extrémité inférieure d'un sifflet déviateur 20. Une fraise 22 est reliée de façon amovible au sifflet déviateur 20 au moyen d'une broche de cisaillement 24 de manière que la totalité de l'ensemble 10 puisse être mise en oeuvre dans le puits en une seule fois. L'ensemble 10 est descendu dans le puits 12 au moyen d'un train de tiges 14 jusu'à ce que soit obtenue l'orientation désirée dans la région du forage directionnel à travers la paroi du puits comme on va le décrire dans la suite. En fonction de l'opération désirée, le sifflet déviateur 20 et l'ensemble 16 de garnissage peuvent être tout d'abord mis en oeuvre dans le puits en utilisant un outil de pose ou autre type de dispositif de mise en oeuvre, ou bien en variante, l'ensemble 10 peut être mis en oeuvre en conjugaison avec la fraise séparable 22 afin de diminuer encore le nombre des opérations. En se référant maintenant à la Fig.4, l'ensemble 16 de garnissage comprend un mandrin interne 30, une tige de piston 32 vissée sur l'extrémité supérieure du mandrin , et un raccord adaptateur 34 qui est vissé sur l'extrémité supérieure de la tige de piston 32. L'ensemble 16 de garnissage comprend également un dispositif supérieur d'ancrage 38 du type à glissement monté sur le mandrin 30 au-dessus du dispositif de garnissage 42, et un dispositif inférieur d'ancrage 39 du type à glissement monté sur le mandrin 30 au-dessous du dispositif 42. Les deux dispositifs d'ancrage 38 et 39 comprennent plusieurs coins grippeurs 40 expansibles qui se déplacent vers l'extérieur pour venir en contact avec le cuvelage du puits, arrêtant ainsi l'outil comme on va le décrire dans

la suite.

Le dispositif inférieur d'ancrage 39, le dispositif de garnissage 42 et le dispositif supérieur d'ancrage 38 sont posés consécutivement au moyen d'une pression hydraulique fournie à partir du train de tiges 14 par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 26 qui est relié à un passge central 44 formé dans le raccord d'adaptation 34. Le passage 44 est relié à un espace annulaire 46 au moyen d'un ou plusieurs orifices latéraux 48. L'espace annulaire 46 agit comme une chambre d'un cylindre de manière que lorsque la pression hydraulique à l'intérieur de l'espace 46 augmente, un piston 50 et un piston annulaire 52 soient astreint à se déplacer en descendant par rapport à la tige de piston 32 et à un manchon externe 53 de retenue. Afin d'empêcher des pertes de pression, le piston 50 comporte plusieurs segments 54 le long de ses surfaces interne et externe. Le déplacement de l'ensemble de piston en descendant agit à son tour contre une jupe 56 de verrouillage fixée sur le mandrin 30. La jupe 56 coopère avec un écrou de blocage 58 qui coopère à son tour avec le mandrin interne 30 afin d'empêcher une libération de l'ensemble 16 de garnissage

lorsque la pression est coupée après 1l pose de l'outil.

La surface radiale interne de la jupe omporte une pluralité de cannelures qui coopèrent dvec la surface externe de l'écrou de blocage 58 qui comporte des cannelures inverses. D'une façon analogue, la surface radiale externe du mandrin 30 comporte des cannelures qui coopèrent avec des cannelures de sens inverse formées dans la surface interne del'écrou de blocage 58. Ainsi, lorsque le piston force la jupe 56 de verrouillage à se déplacer vers le bas, l'écrou de blocage 58 se déplace en conjugaison avec lui, forçant les cannelures internes de l'écrou de blocage 58 à se déplacer sur les cannelures du mandrin 30. Les arêtes des cannelures coopèrant entre-elles assurent qu'un mouvement se produit seulement dans un sens, empêchant ainsi une libération des

dispositifs d'ancrage et de garnissage.

En se référant toujours à la Fig.4, la jupe 56 de verrouillage est reliée à un manchon interne 60 par des vis 62 cisaillables. Le manchon interne 60 s'étend au-dessous des coins 40 du dispositif supérieur d'ancrage 38 et en butée contre un cône supérieur 64. Le cône 64 est relié de façon amovible au mandrin interne 30 par des vis cisaillables 66 et forme une surface supérieure de butée pour la compression du dispositif de garnissage 42. D'une façon analogue, un cône inférieur 68 qui est relié de façon amovible au mandrin 30 par des vis cisaillables 70 forme une surface inférieure de butée pour le dispositif de garnissage 42. Le cône inférieur 68 comporte une surface inclinée qui coopère avec les coins 40 du dispositif inférieur d'ancrage 39 pour entrainer les coins vers l'extérieur en contact avec la paroi 12 du cuvelage. Un mouvement descendant des coins 40 est empêché

par un chapeau d'extrémité 36.

Lorsqu'une pression de fluide est appliquée à l'espace annulaire 46, le piston 50, le piston annulaire 52 et la jupe 56 se déplacent en descendant pour poser l'outil. Les vis cisaillables 62, 66 et 70 sont conçues pour présenter des résistances différentes, la vis 66

étant la plus faible, la vis 70 suivante moins faible et-

la vis 62 la plus robuste. Ainsi, lorsque la pression est appliquée, la vis 66 se cisaille en premier afin de permettre à la jupe 56 d'agir contre le manchon interne 60 qui à son tour force le cône supérieur 64 à descendre. Ce mouvement descendant du "e Sri 64 acnprime le dispositif de garnissage 42 en contact d'étanchéité entre le mandrin 30 et la paroi 12 du cuvelage. La continuation de la pression force les vis 70 à se cisailler, déplaçant ainsi le cône inférieur 68 au-dessous des coins 40 du dispositif inférieur d'ancrage 39 pour amener les coins en contact

contre la paroi du cuvelage comme représenté à la Fig.5.

Enfin, après mise sous compression totale du dispositif de garnissage 42, la poursuite de la pression vers le bas force la vis 62 à se cisailler, permettant ainsi à la jupe 56 de venir en contact avec les coins 40 du dispositif supérieur 38 les forçant à descendre et à s'écarter contre le cône supérieur 64 en contact avec la paroi 12 comme

représenté à la Fig.5.

Les composants du dispositif de garnissage 42 ont été soigneusement conçus de façon à coopérer pour ponter ou étancher l'intervalle plus grand entre le diamètre iterdu cuvelage 12 et le diamètre externe de l'ensemble 16 de garnissage tout en empêchant l'extrusion des organes de garnissage qui pourrait avoir pour résultat des fuites et des éruptions. Comme représenté aux Fig.6 à 8, le dispositif de garnissage 42 est symétrique axialement autour d'une entretoise annulaire 72 qui est montée coulissante sur le mandrin 30. L'entretoise 72 est pourvue d'un joint 74 disposé dans une gorge annulaire formée dans la surface radiale interne de l'entretoise. Le joint 74 est en contact d'étanchéité avec le mandrin interne 30 afin d'empêcher des suintements de fluide au-delà de l'entretoise 72. Cette entretoise présente en section transversale une forme sensiblement convergente, comme représenté à la Fig.7 et comporte des épaulements annulaires 76 s'étendant vers l'extérieur. L'entretoise 72 peut coulisser le long du mandrin 30 afin de compenser des

variations de pression appliquées au dispositif 42.

L'entretoise 72 est disposée entre deux organes déformables 78 de garnissage. Comme on le décrira dans la suite, à la suite de la compression du dispositif 42, ces organes 78 de garnissage sont déformés vers l'extérieur en contact d'étanchéité avec la paroi 12 du cuvelage. Les organes 78 comprennent une partie 80 diminuée radialement et conformée de façon à recevoir des éléments 82 de retenue de dilatation. De plus, les organes de garnissage 78 comprennent des parties internes 84 et externes 86 en dépouilles qui sont conformées de façon à diminuer le frottement lors de la pose du dispositif, augmentant ainsi

le contact d'étanchéité.

Les éléments 82 de retenue de dilatation sont disposés axialement audessus et au-dessous des organes de garnissage 78 et comprennent de préférence une semelle interne 88 et une semelle externe 90. Les semelles 88 et sont réalisées de façon analogue bien que la semelle externe 90 présente un diamètre légèrement plus grand tel que la semelle interne 88 puisse être reçue à l'intérieur de la semelle externe 90 comme représenté à la Fig.7. Les semelles de retenue comportent une bride radiale 92 ayant une ouverture qui les traverse pour recevoir le mandrin 30, et un grand nombre de doigts de dilatation 94 disposés radialement. Ainsi, les semelles présentent en section transversale une forme à peu près en L, avec les doigts de dilatation 94 alignés axialement et recouvrant la partie réduite 80 des organes de garnissage 78. Les éléments 82 sont montés coulissants sur le mandrin 30 avec la bride radiale 92 de chaque semelle prise en sandwich entre l'organe associé 78 de garnissage et un organe annulaire

96 de retenue.

Bien que les organes de retenue 96 aient une configuration à peu près analogue, dans un mode de réalisation préféré leurs configurations sont légèrement différentes afin d'améliorer le contact d'étanchéité. Les organes de retenue 96 comprennent une partie supérieure 98 et une partie inférieure 100. Les organes de retenue comprennent une partie 102 s'étendant vers l'intérieur qui coopère avec l'organe 78 de garnissage associé pour former un conduit dans lequel sont reçues et retenues les brides 92 des semelles de retenue 88 et 90. De plus, les deux organes de retenue ont une surface supérieure inclinée 110 qui coopère avec un dispositif de dilatation constitué par une première et une seconde bagues 112 pour guider les

bagues en contact avec le cuvelage du puits.

En se référant toujours aux Fig.6 à 8, les bagues de dilatation 112 comprennent une bague supérieure de dilatation et une bague inférieure de dilatation. Chacune de ces bagues présente en section transversale une configuration triangulaire avec des surfaces inclinées vers l'intérieur qui coopèrent d'un côté avec les organes de retenue et avec les cônes respectifs 64 et 68 sur l'autre côté. Pour permettre une expansion des éléments annulaires lors de la mise sous compression de l'ensemble de garnissage, les bagues comportent une fente 114 qui s'étend partiellement autour de la circonférence de la bague d'expansion 112. De plus, deux fentes transversales 116 et 118 qui s'étendent d'un bord de la bague jusqu'à la fente circonférentielle 114 sont formées de part et d'autre de la fente centrale 114 et opposées l'une à l'autre de telle sorte que l'expansion puisse se produire

sans laisser subsister un intervalle dans la bague 112.

Ainsi, lorsque se produit la compression du dispositif 4 les fentes transversales 116 et 118 des bagues d'expansion 112 s'agrandissent pour permettre une expansion radiale des bagues 112. La dilatation se poursuit jusqu'à ce que la surface radiale externe des bagues 112 vienne en contact avec la paroi 12 du puits comme représenté à la Fig.8. De plus, lorsque les bagues 112 se dilatent elles viennent en contact avec les éléments de retenue de dilatation pour empêcher de plus une extrusion des organes

de garnissage 78.

La Fig.9 montre une variante de réalisation du dispositif de garnissage 42 qui comprend une entretoise

172 plus grande ayant des surfaces externes inclinées 176.

Ces surfaces 176 coopèrent avec les organes 178 de

garnissage pour assurer que le cuvelage est rendu étanche.

L'entretoise 172 présente une section transversale qui est à peu près triangulaire avec une base plus large que celle du mode de réalisation précédent. Pour assurer un garnissage efficace, les organes 178 de garnissage ont des surfaces internes inclinées 180 qui épousent l'inclinaison de l'entretoise 172. De plus, l'entretoise 172 comprend une bride annulaire 182 qui, comme l'entretoise 72, entraine les organes élastiques 178 de garnissage vers l'extérieur en direction de la paroi du cuvelage avant un contact mutuel. De cette façon, l'étanchéité contre le cuvelage est établie avant que les organes de garnissage 178 soient posés l'un contre l'autre. La bride 182 assure également que les organes de garnissage 178 se rencontrent au milieu de façon que le garnissage soit uniforme des deux c8tés. De plus, en modifiant l'inclinaison des surfaces 176, la force nécessaire pour garnir le cuvelage de façon étanche peut être modifiée bien que dans le mode de réalisation une moitié seulement environ de la force de garnissage soit nécessaire par comparaison avec le

dispositif de ganissage représenté à la Fig.7.

La Fig.10 montre encore un autre mode de réalisation du dispositif de garnissage 42. Comme représenté, l'entretoise 272 présente en section transversale une forme à peu près triangulaire avec des surfaces inclinées 276. Comme dans le mode de réalisation précédent, l'inclinaison des surfaces 276 peut être modifiée afin de faire varier la force nécessaire pour poser les organes d'étanchéité 278. En conséquence, l'inclinaison du bord 280 disposé vers l'intérieur doit être modifiée afin de correspondre aux inclinaisons de 1' entretoise. Le dispositif de garnissage 42 suivant l'invention fournit ainsi un contact d'étanchéité efficace entre le mandrin 30 et la paroi 12 du cuvelage. Cependant, du fait que les organes du dispositif de garnissage sont montés coulissants sur le mandrin 30, ils peuvent compenser des variations de pression comme on va le

décrire avec le fonctionnement de l'invention.

L'actionnement de l'outil provoque une pose consécutive du dispositif 42 de garnissage et des coins 40 des dispositifs supérieur et inférieur d'ancrage. Une pression initiale dirigée vers le bas astreint le piston , le piston annulaire 52 et la jupe 56 à se déplacer vers le bas par rapport au mandrin 30, cisaillant ainsi les vis 66 et comprimant légèrement le dispositif 42. Une pression supplémentaire cisaille les vis 70, forçant les coins 40 du dispositif inférieur 39 à s'étendre et à venir en contact avec le cuvelage. Le dispositif inférieur d'ancrage 32 étant posé, une poursuite de la pression provoque une compression du dispositif 42 entre les cones inférieur et supérieur. Sous l'action ce cette

compression, les bagues 112 sont astreintes à se dilater-

et l'intervalle entre les cones respectifs et les organes de retenue rétréçit. De plus, les organes de retenue 98 et se déplacent l'un vers l'autre pour comprimer les organes 78 de garnissage en contact d'étanchéité avec le

cuvelage 12 comme représenté à la Fig.8.

En se référant maintenant aux Fig.7 et 8, à la suite d'une compression initiale, les organes 78 s'écartent vers l'extérieur au voisinage des éléments de retenue 82, les forçant à s'écarter vers l'extérieur en contact avec le cuvelage. Cependant, du fait de la force de résistance appliquée par les doigts de dilataion 94,

les organes de garnissage au voisinage des parties en dé-

pouille 86 sont entrainés vers le bas en contact d'étanchéité avec le mandrin 30. En outre, les éléments 82 de retenue de dilatation empêchent l'organe de garnissage 78 de s'extruder axialement vers l'extérieur, forçant ainsi les organes 78 à se dilater vers l'intérieur en direction de l'entretoise 72. Une nouvelle force de compression force le dispositif 42 à se déplacer vers le bas, astreignant les organes 78 à cheminer le long de la surface convergente de l'entretoise 72. La configuration convergente de l'entretoise 72 force éventuellement la partie agrandie radialement des organes 78 à se dilater vers l'extérieur en contact d'étanchéité avec la paroi du cuvelage. A la suite de la compression et du contact total des organes 42 de garnissage, la vis 62 se cisaille permettant aux coins 40 du dispositif supérieur 38 d'ancrage de vernir en contact avec le cuvelage, établissant ainsi complètement l'outil pour d'autres opérations. Lorsque l'ensemble 16 est ainsi posé, le poids ou la rotation du train 14 force la broche 24 à se cisailler et la fraise 22 commence à tailler une fenêtre dans le cuvelage 12 du puits, décalée par rapport à la surface

inclinée du sifflet déviateur comme représenté à la Fig.3.

Au cours de cette action, le conduit 26 est coupé mais la compression de l'ensemble de garnissage est maintenue par la jupe de verrouillage 56 et par l'écrou de blocage 58. En outre, les dents des coins 40 sont inclinées de façon appropriée pour- empêcher un déplacement

de l'ensemble 16.

En variante, le sifflet déviateur 20 et l'ensemble de packer 16 peuvent être mis en oeuvre indépendamment et établis dans le puits, toutes les opérations subséquentes étant conduites au cours d'opérations secondaires avec le train de tiges. Ainsi, la double manoeuvre consistant tout d'abord à établir le packer et ensuite à mettre en oeuvre le sifflet déviateur est supprimée, bien que toutes les opérations subséquentes nécessitent une manoeuvre supplémentaire. Cependant, comme dans le mode de réalisation préféré, l'ensemble 16 de garnissage est toujours apte à garnir de grands intervalles tout en compensant des variations des

pressions dans le puits.

L'invention fournit ainsi un appareil simple mais efficace pour ponter et assurer l'étanchéité de grands intervalles entre l'outil et le cuvelage, ou le puits dans lequel l'invention est mise en oeuvre. De plus, les bagues entretoises sont aptes à compenser des variations de la pression du puits en se déplaçant de façon correspondante pour déformer les organes de garnissage de la façon nécessaire. Ainsi, lorsque la pression au-delà de l'outil augmente, la bague entretoise se déplace vers le haut pour comprimer encore plus l'organe supérieur-de garnissage. D'une façon analogue, si la pression en tête de puits est augmentée, la bague entretoise peut se déplacer vers le bas pour comprimer encore plus l'organe inférieur de garnissage. Ceci est un résultat de la bague torique 74, qui empêche des fuites de pression au-delà de la bague entretoise. Bien qu'en raison de la déformation des organes 78 de garnissage une fuite quelconque de pression puisse se produire le long du mandrin 30, cet écoulement est empêché au-delà de l'entretoise. Ainsi, la fuite force l'entretoise à se déplacer de façon correspondante, empêchant ainsi une fuite supplémentaire et une eruption possible de l'ensemble de packer. De plus, en combinant une bague entretoise en métal avec les organes de garnissage élastiques, le contact d'étanchéité est

amélioré le long du mandrin interne.

Claims

REVENDICATIONS

1- Ensemble de garnissage pour assurer l'étanchéité entre un mandrin intérne (30) et un cuvelage de puits, cet ensemble comportant des dispositifs d'ancrage dilatables du type à coins (38,39) montés sur le mandrin (30), plusieurs manchons montés coulissants co-axialement sur le mandrin et des moyens pour actionner les dispositifs d'ancrage, caractérisé en ce qu'il comprend des organes de garnissage (42) pour venir en contact de façon étanche avec le cuvelage (12) du puits et le mandrin interne (30), le dispositif de garnissage comprenant au moins deux organes de garnissage (78) déformables élastiquement et des moyens pour déformer lesdits organes de garnissage de façon variable en réponse à une pression de fluide dans le cuvelage du puits; et des moyens pour comprimer lesdits organes de garnissage en contact d'étanchéité avec le cuvelage du puits tout en empêchant

une extrusion desdits organes.

2- Ensemble de garnissage suivant la revendication 1 caractérisé en ce qii, les dits moyens pour déformer lesdits organes de garnissage (78) de façon variable comprennent une bague entretoise (72) montée sur le mandrin interne (30) entre lesdits organes de garnissage, ladite bague entretoise comprenant des moyens pour venir

en contact de façon étanche avec le mandrin interne.

3- Ensemble de garnissage suivant la revendication 2 caractérisé en ce que ladite entretoise annulaire (72) est mobile axialement en réponse à des variations de pression afin de déformer lesdits organes de garnissage (78) de façon variable lorsque ceux-ci sont en contact d'étanchéité avec la paroi du cuvelage (12), améliorant ainsi le contact d'étanchéité desdits organes de garnissage avec la paroi du puits et le mandrin intérieur (30). 4- Ensemble de garnissage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour comprimer et empêcher une extrusion sont disposes axialement au-dessus et axialement au-dessous desdits organes de garnissage (42), ces organes (42) comprenant des éléments annulaires de retenue de dilatation (82), des organes de retenue annulaires (96) et une bague de dilatation. - Ensemble de garnissage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits éléments de retenue de dilatation (82) comprennent plusieurs bagues (88,90) de retenue de dilatation, au moins deux desdites bagues étant disposées axialement au-dessus desdits organes de garnissage (42) et au moins deux desdites bagues étant disposées axialement au-dessous desdits

organes (42).

6- Ensemble de garnissage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites bagues de retenue de dilatation (88,90) ont en section transversale une forme à peu près en L, une partie desdites bagues alignée axialement recouvrant lesdits éléments de garnissage et pouvant être dilatée radialement vers l'extérieur à la suite de la compression desdits éléments de garnissage (78), empêchant ainsi une extrusion axiale

de ces éléments.

7- Ensemble de garnissage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits organes annulaires de retenue de dilatation (96) comprennent des moyens de retenue (98,100) montés sur le mandrin interne (30), au moins un moyen de retenue mont6 axialement au-dessus et axialement audessous desdits organes de garnissage (42), lesdites deux bagues de retenue de dilatation étant retenues entre ledit moyen de retenue et

lesdits organes de garnissage.

8- Ensemble de garnissage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites bagues de dilatation comprennent une première bague de dilatation disposée axialement au-dessus desdits organes de retenue et une seconde bague de dilatation disposée axialement au-dessous desdits organes de retenue, lesdites bagues de dilatation étant dilatables radialement en contact avec le cuvelage (12) du puits afin d'empêcher une extrusion

desdits organes de garnissage (42).

9- Ensemble de garnissage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits organes de

garnissage (42) comprennent une première et une seconde.

parties radiales, ladite première partie étant plus grande radialement que ladite seconde partie, et en ce que lesdites parties alignées radialement desdites bagues de retenue recouvrent ladite seconde partie radialement

réduite desdits organes de garnissage.

- Ensemble de garnissage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite bague entretoise (72) comporte une partie radialement externe ayant en section transversale une forme à peu près tronconique et des brides (76) qui s'étendent au-dessous desdits orgenes de garnissage (42) le long dudit mandrin (30), ladite partie tronconique et lesdites brides améliorant le contact d'étanchéité entre lesdits organes de garnissage (42) et le cuvelage (12) du puits et le

mandrin interne.

11- Ensemble de garnissage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite bague entretoise (172) présente en section transversale une forme à peu près triangulaire avec des surfaces opposées inclinées (176), de telle sorte qu'une modification de l'inclinaison desdites surfaces modifie la force

nécessaire pour poser lesdits organes de garnissage (42).

12- Ensemble de garnissage suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ladite bague entretoise (172) comprend une bride radiale formée sur la

partie radiale externe de ladite bague entretoise.

5.13- Ensemble de garnissage pour assurer l'étanchéité entre un mandrin interne (30) et un cuvelage (12) de puits, ledit ensemble comportant des dispositifs d'ancrage dilatables (38,39) du type à coins, montés sur le mandrin (30), plusieurs manchons (52) montés coulissants sur le mandrin et des moyens pour fixer les dispositifs d'ancrage (38,39), caractérisé en ce qu'il comprend des organes de garnissage (42) pour venir en contact de façon étanche avec le cuvelage (12) du puits et le mandrin interne (30) , lesdits organes de garnissage (42) comprenant deux éléments annulaires de garnissage (78) déformables élastiquement et une bague-entretoise annulaire (72) montée sur le mandrin interne entre lesdits éléments de garnissage, ladite bague entretoise comportant des moyens pour venir en contact de façon étanche avec le mandrin interne (30), des moyens pour comprimer lesdits organes de garnissage en contact d'étanchéité avec le cuvelage du puits tout en empêchant l'extrusion desdits éléments de garnissage (78), lesdits moyens de compression étant montés sur le mandrin interne axialement au-dessus et axialement au-dessous desdits organes de garnissage, ladite bague entretoise (72) étant mobile axialement en réponse à des variations de pression pour déformer lesdits éléments de garnissage (78) de façon variable lorsque ceux-ci sont en contact d'étanchéité avec le cuvelage du puits, améliorant ainsi ledit contact d'étanchéité avec le

cuvelage du puits et le mandrin interne (30).

14- Ensemble de garnissage suivant la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens pour venir en contact d'étanchéité avec le mandrin interne (30) de ladite bague entretoise (72) comprennent une bague circulaire (74) disposée dans une gorge annulaire formée

dans la surface interne de ladite bague entretoise.

- Ensemble de garnissage suivant la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens pour comprimer et empêcher une extrusion comprennent des éléments annulaires de retenue de dilatation (82), des organes de retenue annulaires (96) et des bagues de dilatation. 16- Ensemble de garnissage suivant la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits éléments de garnissage f178) comprennent une première et une seconde prties radiales, ladite première partie pouvant

être radialement plus grande que ladite seconde partie.

17- Appareil pour poser un sifflet déviateur et pour modifier l'orientation d'un forage à travers un cuvelage (12) avec une seule opération du train de tiges, ledit appareil comprenant: un sifflet déviateur (10), train de tiges (14), une fraise (22) reliée audit train de tiges, des moyens reliant de façon amovible ladite fraise a ladite partie supérieure dudit sifflet déviateur, un ensemble de garnissage (16), des moyens (18) reliant ledit ensemble de garnissage à l'extrémité inférieure dudit sifflet déviateur, et un conduit (44) à fluide qui s'étend à travers ledit train de tiges, ladite fraise, et ledit sifflet déviateur jusqu'au dit ensemble de garnissage, ce dernier comprenant des dispositifs d'ancrage dilatables (38,39) du type à coins, avec des moyens pour régler ces dispositif d'ancrage, des organes de garnissage pour venir en contact de façon étanche avec la paroi du puits, comprenant au moins deux éléments de garnissage (78) déformables élastiquement et des moyens pour déformer de façon variable lesdits éléments de garnissage en réponse à une pression de fluide dans ledit cuvelage (12) du puits et des moyens pour comprimer lesdits organes de garnissage en contact d'étanchéité avec la paroi du cuvelage (12) tout

en empêchant une extrusion desdits organes de garnissage.

18- Appareil suivant la revendication 17, caractérisé en ce que lesdits moyens pour déformer de façon variable lesdits éléments de garnissage (78) comprennent une bague entretoise annulaire mobile (72,172,272) montée entre lesdits éléments de garnissage (78,178,278), ladite bague entretoise comprenant des moyens pour venir en contact de façon étanche avec un

mandrin interne.

19- Appareil suivant la revendication 18, caractérisé en ce que ladite bague entretoise (72,172,27fi est mobile axialement par coulissement en réponse à des variations de pression dans ledit cuvelage (12) du puits pour déformer lesdits éléments de garnissage (78,178,278) de façon variable lorsque ceux-ci sont en contact d'étanchéité avec la paroi (12) du carter, renforçant ainsi ledit contact d'étanchéité desdits organes de garnissage. - Appareil pour poser un sifflet déviateur adapté pour modifier la direction d'un forage à travers un puits avec une seule opération du train de tiges, ledit appareil comprenant: un sifflet déviateur (10) relié de façon amovible au train de tiges de forage (14), un ensemble de garnissage (16), des moyens (18) reliant ledit ensemble de garnissage à l'extrémité inférieure dudit sifflet déviateur; et un passage (14) de fluide s'étendant à travers ledit sifflet déviateur jusqu'audit ensemble de garnissage, ce dernier comprenant: un dispositif d'ancrage dilatable (38,39) du type à coins avec des moyens pour régler le dispositif d'ancrage; des organes de garnissage (42) pour venir en contact de façon étanche avec la paroi du cuvelage du puits comprenant au moins deux éléments de garnissage (78,178,278) déformables élastiquement, et des moyens pour déformer lesdits organes de garnissage de façon variable en réponse à une pression de fluide dans ledit puits; et À des moyens pour comprimer lesdits organes de garnissage en contact d'étanchéité avec le cuvelage (12}

du puits tout en empêchant une extrusion desdits élément-

de garnissage; ledit ensemble de garnissage étant sensible à une pression de fluide fournie par l'intermédiaire dudit

passage du fluide.

21- Appareil pour poser un sifflet déviateur et pour modifier l'orientation du forage à travers une paroi (12) d'un puits avec une seule manoeuvre du train de tiges, ledit appareil comprenant: un sifflet déviateur (10) relié de façon amovible au train de tiges de forage (14), un ensemble de garnissage (16), des moyens (18) reliant ledit ensemble de garnissage à l'extrémité inférieure dudit sifflet déviateur; et un passage (44) de fluide s'étendant à travers ledit sifflet déviateur jusqu'audit ensemble de garnissage, ledit ensemble étant sensible à la pression de fluide qui lui est fournie par l!intermédiaire dudit passage.