FR2728934A1 - Procede et dispositif pour tuber un puits, notamment un puits de forage petrolier, ou une canalisation, au moyen d'une preforme tubulaire souple, durcissable in situ - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un dispositif pour tuber un puits, notamment un puits de forage pétrolier, ou une canalisation, au moyen d'une préforme tubulaire souple, durcissable in situ, avec introduction de la préforme dans le puits ou dans la canalisation à l'état longitudinalement replié, puis dépliement par gonflage hydraulique de la préforme et application de sa paroi contre celle du puits ou de la canalisation, et enfin durcissement de la préforme. Conformément à l'invention, la préforme (8) est insérée dans un fourreau amovible (6), qui est rigide ou semi-rigide en direction longitudinale, mais est déformable radialement, et la mise en place de la préforme dans le puits ou la canalisation se fait alors qu'elle est contenue dans son fourreau (6), ce dernier étant séparé de la préforme et retiré du puits ou de la canalisation en fin d'opération. Tubage des puits et des canalisations, même fortement déviés, notamment dans l'industrie pétrolière.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR TUBER UN PUITS, NOTAMMENT
UN PUITS DE FORAGE PETROLIER, OU UNE CANALISATION,
AU MOYEN D'UNE PREFORME TUBULAIRE SOUPLE,
DURCISSABLE IN SITU
La présente invention concerne un procédé pour tuber un puits, notamment un puits de forage pétrolier, ou une canalisation, telle qu'un gazoduc ou un oléoduc par exemple, au moyen d'une préforme tubulaire souple, durcissable in situ, par exemple thermodurcissable.
UN PUITS DE FORAGE PETROLIER, OU UNE CANALISATION,
AU MOYEN D'UNE PREFORME TUBULAIRE SOUPLE,
DURCISSABLE IN SITU
La présente invention concerne un procédé pour tuber un puits, notamment un puits de forage pétrolier, ou une canalisation, telle qu'un gazoduc ou un oléoduc par exemple, au moyen d'une préforme tubulaire souple, durcissable in situ, par exemple thermodurcissable.
L'invention concerne également un dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé.
Dans la présente description, et dans les revendications, on entendra par le terme tuber" I'action de consolider un puits, ou une canalisation, notamment en vue de la réparer, en en revêtant la paroi d'un tube rigide, encore appelé tubage ou chemisage.
Par le terme préforme" on entendra une structure tubulaire qui est initialement souple et déformable et qui, une fois placée dans la zone du puits à cooscli- der, est mise en forme cylindrique, appliquée contre la paroi du puits onde la canalise tion, puis durcie pour se lier intimement et à demeure à cette paroi, constituant ainsi le tubage ou chemisage.
Pour le tubage d'un puits de forage pétrolier, ainsi que pour des applications similaires, il a déjà été proposé des préformes tubulaires souples et durcissables, destinées à être mises en place à l'état replié longitudinalement - état dans lequel elles possèdent un encombrement radial faible - puis à être dépliées radialement, par application d'un gonflage hydraulique interne. Selon cette technique, qui est notamment décrite dans les documents FR-A-2 662 207 et FR-A-2 668 241, la préforme possède, après dépliement (ou déploiement) radial, une forme strictement cylindrique, de diamètre bien détermine.
Un autre type de préforme connu, qui fait notamment l'objet de la demande de brevet internationale WO94125655, au nom de la demanderesse, possède une structure tubulaire qui comprend un tressage de mèches souples, composées de fibres, qui s'entrecroisent avec un certain jeu, de sorte que la structure peut s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale sous l'effet de l'application d'une surpression à l'intérieur de la préforme.
Ainsi, I'expansion de la préforme peut se faire en deux étapes successives, d'abord par dépliement, puis par expansion radiale ; on obtient ainsi un degré d'expansion nettement supérieur à ceux obtenus avec les préformes souples mentionnées plus haut, ce qui permet d'introduire la préforme dans le puits à tuber, et l'amener en la zone souhaitée, en la faisant traverser des ouvertures de faible dimension, par exemple des conduits rigides déjà en place dans le puits, ayant un plus petit diamètre intérieur.
Cette technique connue est très intéressante, dans la mesure où elle permet de boucher des perforations apparaissant dans un puits de production, sans qu'il faille retirer le tubage déjà en place, et par conséquent sans "tuer le puits".
Il est apparu néanmoins des difficultés pour mettre en oeuvre cette technique lorsque le puits est fortement dévié, c'est-à-dire possède un axe formant un angle élevé par rapport à la verticale, voire est horizontal.
En effet, lorsque le puits est vertical, ou sensiblement vertical, la préforme est naturellement rectiligne (sous l'effet de la gravité) et elle descend régulièrement dans le puits au cours de sa mise en place. Toutefois, elle risque d'être endommagée par suite des frottements contre les parois du puits ou les différentes restrictions se trouvant sur son passage.
En outre, si le puits est dévié, ou présente des coudes, la préforme se déforme en raison de sa souplesse, et se positionne incorrectement dans l'axe du puits, ce qui provoque des frottements, voire des risques de blocage au cours de son enfoncement
La mise en place de la préforme dans un puits fortement dévié ou horizontal est donc délicate, et même impossible dans certaines configurations.
La mise en place de la préforme dans un puits fortement dévié ou horizontal est donc délicate, et même impossible dans certaines configurations.
L'invention vise à résoudre ce problème, en proposant un procédé de tubage d'un puits ou d'une canalisation au moyen d'une préforme tubulaire souple, durcissable in situ, qui puisse également s'appliquer sans problèmes à des puits ou des canalisations non verticaux ou ayant une surface intérieure risquant d'endommager la préforme.
Comme dans les procédés connus, on introduit la préforme dans le puits ou la canalisation à l'état longitudinalement replié, puis - lorsqu'elle y a été tement positionnée - on la déplie par gonflage hydraulique pour lui donner une forme sensiblement cylindrique, on l'applique contre la paroi du puits ou de la canalisation, et on provoque le durcissement de sa paroi.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention est remarquable par le fait qu'avant d'introduire la préforme dans le puits ou la canalisation, on l'insère (provisoire- ment) dans un fourreau amovible, qui est rigide ou semi-rigide en direction longitudinale, mais est déformable radialement, et qu'on met en place dans le puits ou la canalisation la préforme contenue dans son fourreau, ce dernier étant ensuite - en cours d'opération séparé de la préforme puis - en fin d'opération -, retiré du puits ou de la canalisation
La préforme se trouve donc prisonnière du fourreau, et soutenue par lui, durant toute la phase de sa descente dans le puits ou la canalisation. Ainsi cette descente se fait sans difficultés, même si le puits ou la canalisation est fortement dévié, voire horizontal, ou présente une surface de paroi risquant d'abîmer la préforme.De préférence le fourreau présente une certaine flexibilité, qui autorise des parcours courbes ou coudés.
La préforme se trouve donc prisonnière du fourreau, et soutenue par lui, durant toute la phase de sa descente dans le puits ou la canalisation. Ainsi cette descente se fait sans difficultés, même si le puits ou la canalisation est fortement dévié, voire horizontal, ou présente une surface de paroi risquant d'abîmer la préforme.De préférence le fourreau présente une certaine flexibilité, qui autorise des parcours courbes ou coudés.
Dans un mode préférentiel du procédé, on insère la préforme partiellement dans le fourreau, de telle sorte que son extrémité libre ressorte de celui sur une certaine longueur.
Dans ce cas, dans un premier temps on déplie radialement uniquement la portion de préforme qui dépasse du fourreau, et on l'applique contre la paroi du puits ou de la canalisation pour obtenir une zone d'ancrage, après quoi on extrait le fourreau par traction vers l'arrière (c'est-à-dire vers la sortie du puits).
Ce procédé s'applique particulièrement bien à une préforme qui, après dépliement radial, et mise en forme cylindrique, est expansible radialement par gonflage hydraulique.
Dans ce cas, la désolidarisation de la préforme par rapport au fourreau s'opère avantageusement par suite du dépliement radial de la portion de la préforme contenue dans le fourreau, après quoi s'opèrent successivement le retrait du fourreau et l'expansion radiale de cette même portion.
L'invention concerne également un dispositif pour tuber un puits, notamment un puits de forage pétrolier, ou une canalisation, au moyen d'une préforme tubulaire souple, dont la paroi est thermodurcissable in situ cette préforme étant radialement déformable sous l'effet d'une pression hydraulique interne entre un état replié longitudinalement et un état déplié sensiblement cylindrique.
Ce dispositif est remarquable par le fait qu'il comporte un équipement de pose de la préforme, monté à l'extrémité d'une tige de commande tubulaire destinée à être introduite dans le puits ou la canalisation depuis une tête de puits, cet équipement comprenant:
a) un outillage de pose et de contrôle portant la préforme, apte à fournir à celles le fluide hydraulique sous pression nécessaire à son dépliement, et, le cas échéant, à son expansion radiale, ainsi que l'énergie thermique nécessaire au durcissement de sa paroi;
b) un fourreau amovible solidaire de l'extrémité de la tige, à l'intérieur duquel est enserrée au moins partiellement la préforme, et qui est rigide ou semi-rigide en direction longitudinale, mais est déformable radialement de sorte qu'il peut être retiré de la préforme lorsque celle se trouve à l'état déplié.
a) un outillage de pose et de contrôle portant la préforme, apte à fournir à celles le fluide hydraulique sous pression nécessaire à son dépliement, et, le cas échéant, à son expansion radiale, ainsi que l'énergie thermique nécessaire au durcissement de sa paroi;
b) un fourreau amovible solidaire de l'extrémité de la tige, à l'intérieur duquel est enserrée au moins partiellement la préforme, et qui est rigide ou semi-rigide en direction longitudinale, mais est déformable radialement de sorte qu'il peut être retiré de la préforme lorsque celle se trouve à l'état déplié.
Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles avantageuses, non limitatives de l'invention:
- le fourreau amovible est un tube fendu, apte à s'ouvrir pour libérer la préforme au cours de son dépliement
- la préforme est solidaire d'un manchon intérieur arrachable, radialement expansible par gonflage hydraulique, à l'intérieur duquel est introduit le liquide hydraulique fourni par l'outillage de pose et de contrôle et servant à déplier la préforme, ce manchon étant dégonflé et séparé de la préforme, en fin d'opération, puis retiré du puits ou de la canalisation en même temps que l'outillage et le fourreau;;
- la préforme est thermodurcissable et, son chauffage est réalisé par effet
Joule, par l'intermédiaire d'un câble électrique déformable, ce dernier étant stocké sous un faible encombrement dans une douille qui est interposée entre l'extrémité de la tige de commande et l'outillage et est solidaire dudit fourreau amovible
- ce câble a une longueur sensiblement égale à celle de la préforme mise en place;
- la préforme est dépliable et radialement extensible;
- la préforme comprend un tressage de mèches souples s'entrecroisant avec un certain jeu, de telle sorte qu'elle peut s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale, le matériau constitutif de la préforme étant une résine pdyménsz ble à chaud, dans laquelle est noyé ledit tressage;;
- le manchon intérieur arrachable, radialement expansible, comprend également (comme la préforme) un tressage de mèches souples entrecroisées aptes à s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale, et qui sont empfison nées entre des peaux intérieure et extérieure souples, certaines desdites mèches étant remplacées par des fils conducteurs d'électricité, aptes à chauffer la préforme par effet
Joule, qui sont connectés électriquement audit câble.
- le fourreau amovible est un tube fendu, apte à s'ouvrir pour libérer la préforme au cours de son dépliement
- la préforme est solidaire d'un manchon intérieur arrachable, radialement expansible par gonflage hydraulique, à l'intérieur duquel est introduit le liquide hydraulique fourni par l'outillage de pose et de contrôle et servant à déplier la préforme, ce manchon étant dégonflé et séparé de la préforme, en fin d'opération, puis retiré du puits ou de la canalisation en même temps que l'outillage et le fourreau;;
- la préforme est thermodurcissable et, son chauffage est réalisé par effet
Joule, par l'intermédiaire d'un câble électrique déformable, ce dernier étant stocké sous un faible encombrement dans une douille qui est interposée entre l'extrémité de la tige de commande et l'outillage et est solidaire dudit fourreau amovible
- ce câble a une longueur sensiblement égale à celle de la préforme mise en place;
- la préforme est dépliable et radialement extensible;
- la préforme comprend un tressage de mèches souples s'entrecroisant avec un certain jeu, de telle sorte qu'elle peut s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale, le matériau constitutif de la préforme étant une résine pdyménsz ble à chaud, dans laquelle est noyé ledit tressage;;
- le manchon intérieur arrachable, radialement expansible, comprend également (comme la préforme) un tressage de mèches souples entrecroisées aptes à s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale, et qui sont empfison nées entre des peaux intérieure et extérieure souples, certaines desdites mèches étant remplacées par des fils conducteurs d'électricité, aptes à chauffer la préforme par effet
Joule, qui sont connectés électriquement audit câble.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparalotront de la description et des dessins annexés qui en représentent un mode de réalisation préférentiel.
Sur les figures:
- la figure l est une vue générale schématique d'une installation de tubage mettant en oeuvre le procédé de l'invention;
- la figure 2 est une vue générale, partiellement coupée, de l'équipement de pose de la préforme;
- la figure 3 représente un tressage de mèches souples entrecroisées, constitutives de la structure de la préforme et du manchon qui sert à l'expansion de la préforme;
- la figure 4 est une coupe transversale schématique du manchon et de la préforme à l'état longitudinalement repliés::
- la figure 4A est une vue analogue à la figure 4, représentant l'ensemble à l'état déplié ;
- la figure 4B est une vue analogue aux figures 4 et 4A, représentant
l'ensemble à l'état déplié et radialement expansé;
- la figure 5 est une vue schématique, en coupe longitudinale, de 1 'ensemble constitué par la préforme et son manchon intérieur arrachable; - la figure 6 est un détail à plus grande échelle de la zone de la wi de la préforme et du manchon qui est référencée VI à la figure 5;
- les figures 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14 et 15 sont des vues schématiques similaires à la figure 2, destinées à illustrer les différentes étapes successives de la mise en place d'un tubage dans un puits de forage pétrolier conformément à l'invention, à l'aide de l'installation de la figure l;;
- les figures 1 1 et 1 1A sont des coupes transversales correspondant respectivement au plan de coupe XI de la figure 7 et XIA de la figure 10, ces vues étant destinées à illustrer la façon dont la préforme se désolidarise de son fourreau lorsqu'elle passe de l'état replié à l'état cylindrique.
- la figure l est une vue générale schématique d'une installation de tubage mettant en oeuvre le procédé de l'invention;
- la figure 2 est une vue générale, partiellement coupée, de l'équipement de pose de la préforme;
- la figure 3 représente un tressage de mèches souples entrecroisées, constitutives de la structure de la préforme et du manchon qui sert à l'expansion de la préforme;
- la figure 4 est une coupe transversale schématique du manchon et de la préforme à l'état longitudinalement repliés::
- la figure 4A est une vue analogue à la figure 4, représentant l'ensemble à l'état déplié ;
- la figure 4B est une vue analogue aux figures 4 et 4A, représentant
l'ensemble à l'état déplié et radialement expansé;
- la figure 5 est une vue schématique, en coupe longitudinale, de 1 'ensemble constitué par la préforme et son manchon intérieur arrachable; - la figure 6 est un détail à plus grande échelle de la zone de la wi de la préforme et du manchon qui est référencée VI à la figure 5;
- les figures 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14 et 15 sont des vues schématiques similaires à la figure 2, destinées à illustrer les différentes étapes successives de la mise en place d'un tubage dans un puits de forage pétrolier conformément à l'invention, à l'aide de l'installation de la figure l;;
- les figures 1 1 et 1 1A sont des coupes transversales correspondant respectivement au plan de coupe XI de la figure 7 et XIA de la figure 10, ces vues étant destinées à illustrer la façon dont la préforme se désolidarise de son fourreau lorsqu'elle passe de l'état replié à l'état cylindrique.
A la figure l, on a désigné par la référence P la paroi d'un puits de forage pétrolier, dont une zone C doit être tubée ; la paroi C est par exemple une canalisation perforée. Pour y accéder il faut passer dans une restriction R.
L'installation de tubage, généralement désignée par la référence 1, comprend, de manière connue, une tête de puits 12, une tige de commande flexible et tubulaire 13 comportant un câble électrique intérieur, un manchon de guidage 1 1 de cette tige - couramment appelé "sas" - et un dispositif 10 servant à pousser la tige 13 dans le sas l l et dans le puits P.
L'extrémité libre de la tige de commande 13 est pourvue d'un équipement de pose de la préforme, référencé 2. Cet équipement est constitué essentiellement d'une douille cylindrique 4 fixée à l'extrémité libre de la tige 13, d'un fourreau rigidificaleur 6, coaxial à la douille 4 et solidaire de cette dernière, d'un outillage de pose et de contrôle 3 logé dans le fourreau, et accolé à la douille 4, et d'une préforme souple 8 destinée à être mise en place dans le puits pour le consolider.
La préforme 8 est portée par un manchon expanseur intérieur arrachable 9, qu'elle entoure, comme cela est déjà connu par le WO94J25655 déjà cité et, comme cela sera décrit plus loin en référence notamment aux figures 5 et 6. L'ensemble préforme 8 / manchon intérieur 9, initialement cohérent, est référencé 7.
L'ensemble 7 est enserré dans le fourreau 6, et retenu par friction à l'intérieur de oelui-ci. Cette friction maintient également l'outillage 3 appliqué, par sa face arrière, contre la douille 4.
Cet ensemble 7 est obturé à ses extrémités par des bouchons 92. Le bouchon 92 tourné vers l'arrière, c'est-à-dire vers la sortie du puits, est traversé par un conduit 30 qui le relie à l'outillage 3. Ce dernier comprend des moyens aptes à refouler à l'intérieur du manchon, via le conduit 30, un fluide sous-pression fourni au dispositif depuis la surface, c'est-à-dire depuis la tête de puits 12 au moyen de la tige de commande tubulaire 13, ou par pompage du liquide du puits grâce à un dispositif de pompage contenu dans l'outillage 3.
Par ailleurs, l'installation comprend un câble électrique 5, qui passe dans la tige tubulaire 13, et est connectée électriquement à l'outillage 3, par l'intermédiaire d'un câble souple 50. Ce dernier est enroulé ou replié sur lui-même, pour présenter un faible encombrement, et il est logé dans une cavité formant réceptacle prévue dans la douille 4.
Les câbles 5 et 50 servent à alimenter en électricité, via l'outillage 3, l'ensemble préforme - manchon expanseur intérieur, afin d'y générer par effet Joule la chaleur nécessaire au durcissement de la paroi de la préforme, comme cela sera expliqué plus loin, ainsi qu'à fournir l'énergie de pompage de l'outillage 3 et d'alimenter tous les systèmes de contrôle nécessaires équipant cet outillage.
Bien entendu, le courant électrique est fourni depuis la surface, à parloir d'un générateur situé à l'extérieur du puits, relié au câble 5 après sa sortie du dispositif 10.
Comme on le voit sur la figure 2, L'ensemble 7 constitué par le manchon 9 et la préforme 8 n'est pas complètement inséré à l'intérieur du fourreau 6.
On a désigné par la référence 7l la ponion de cet ensemble qui se tímuve à l'intérieur du fourreau, et par la référence 70 la portion dépassante, extérieure au fourreau.
La partie extérieure a une longueur Lo sensiblement plus petite que la longueur L1 de la partie intérieure 71. A cet égard, il convient de remarquer que cette partie 71 a été raccourcie artificiellement sur le dessin (figure 2), pour ne pas en affecter la lisibilité.
A titre indicatif, la longueur Lo est de l'ordre de lm, la longueur L1 de l'ordre de 10 à 30m, et la longueur L z, qui correspond au reste de l'équipement (douille 4 et outillage 3), de l'ordre de 4m.
Comme on le voit sur la figure 11, le fourreau 6 est une enveloppe tubulaire cylindrique fendue, c'est-à-dire incomplètement fermée. Cette enveloppe, réalisée par exemple en métal ou en matière plastique, possède une certaine rigidité longitudinale, mais est facilement déformable radialement dans le sens de son ouverture, comme on le comprend aisément à la simple comparaison des figures 1 1 et 1 lA.
Dans une variante, on pourrait relier les bords en regard de la fente de l'enveloppe par des attaches pouvant se rompre facilement au-delà d'un certain seuil de pression interne.
De préférence, I'enveloppe est relativement flexible ce qui lui permet, tout en rigidifiant convenablement l'ensemble 7 en direction axiale, de suivre des trajectoires non rectilignes (coudes et courbes), par déformation latérale.
Dans l'exemple illustré aux figures 3 à 6, la préforme 8 et le manchon intérieur 9 possèdent tous deux une structure similaire, composée d'un tressage de fibres souples entrecroisées tel que celui décrit dans le document Wi94J25655 précité.
Au besoin on pourra se reporter à cette publication, dont on considérelra qu'elle fait partie de la présente description pour l'interprétation de l'Article L612-5, ler alinéa, du Code de la Propriété Intellectuelle.
On rappelera, en référence à la figure 3, que les mèches souples sont réparties en deux séries 700a et 700b entrelacées, formant une structure tubulaire déformable.
La structure peut être repliée longitudinalement, puis - sous l'effet d'une pression interne - être mise au rond", c'est-à-dire conformée en cylindre par dépliement
Si elle est ensuite soumise à une pression interne plus élevée, on observe un déplacement relatif des deux séries de mèches, ce qui entraine simultanément une expansion radiale et un raccourcissement longitudinal de la structure.
Si elle est ensuite soumise à une pression interne plus élevée, on observe un déplacement relatif des deux séries de mèches, ce qui entraine simultanément une expansion radiale et un raccourcissement longitudinal de la structure.
Les mèches souples sont formées de fibres ayant une bonne résistance mécanique à la traction, par exemple de fibres de carbone ou de verre, et jouent le rôle d'armature déformable pour la préforme et/ou pour le manchon expanseur de la préforme.
Les figures 4, 4A et 4B représentent respectivement l'ensemble 7 à l'état replié longitudinalement, pour présenter une dimension transversale faible, ce même ensemble - référencé 7' - mis au rond, de diamètre D1, et enfin ce même ensemble - référencé 7" - à l'état radialement expansé, de diamètre D2 sensiblement supérieur à D1.
Le diamètre et l 'expansibilité radiale de la préforme sont choisis pour que
D2 corresponde au diamètre de la zone à tuber.
D2 corresponde au diamètre de la zone à tuber.
Comme le montrent les figures 5 et 6, la préforme tubulaire souple 8 possède une paroi 82, en matière initialement fluide, dans laquelle sont noyées des structures tubulaires concentriques tressées 700. La matière fluide est une résine synthétique, thermodurcissable par polymérisation à chaud. La préforme est pourvue d'une peau extérieure 80 présentant une face externe munie de dépressions 801 et de reliefs 802 qui favorisent son ancrage contre la paroi du puits et améliorent l'étanchéité.
Le manchon intérieur arrachable 9, qui est appelé matrice" dans le W 94/25655 djà cité, possède une peau intérieure 91 et une peau extérieure 90, toutes deux en matériau souple et élastique, entre lesquels se trouvent la structure déformable tressée 700. L'interface entre la peau externe du manchon et la paroi intérieure 91 de la préforme 8 est traité, par exemple par enduction de silicone, pour qu'il y ait peu d'adhérence entre ces deux parties.
La préforme 8 entoure intimement le manchon intérieur 9 qui, comme déjà dit, est obturé à ses deux extrémités, de manière étanche, par des bouchons 92. Le manchon 9 est fixé à la préforme 8 au moyen de manchettes d'extrémité 93, qui possèdent des zones affaiblies 94, susceptibles de se rompre facilemenL L'introdudion d'un fluide hydraulique à l'intérieur du manchon, en vue de son gonflage et - corélanve- ment du gonflage de la préforme - se fait, comme déjà dit, par une tubulure 30 qui débouche dans le manchon et une ou plusieurs ouvertures 300 de passage du fluide
L'outillage 3 comporte une ou plusieurs vannes appropriées, pouvant hêtre commandées depuis la surface, permettant d'effectuer le gonflage et le dégonflage du manchon, en contrôlant la pression durant l'opération, ou un dispositif de pompage réalisant la même fonction au moyen du liquide du puits.
L'outillage 3 comporte une ou plusieurs vannes appropriées, pouvant hêtre commandées depuis la surface, permettant d'effectuer le gonflage et le dégonflage du manchon, en contrôlant la pression durant l'opération, ou un dispositif de pompage réalisant la même fonction au moyen du liquide du puits.
Certaines des mèches 700 du manchon sont remplaéees par des conducteurs électriques (fils chauffants) reliés électriquement au câble 50. Ainsi, le chauffage du manchon intérieur et, corrélativement, de la préforme peut être commandé aussi depuis la surface, par alimentation électrique des câbles 5 et 50.
Nous allons maintenant décrire une opération de mise en place de la préforme 8 dans une zone C du puits.
L'ensemble 7 formé par la préforme et le manchon se trouve à l'état replié longitudinalement, tel que celui représenté aux figures 4 et 11. Dans cet état, il s'inscrit dans un cylindre de diamètre Do correspondant sensiblement au diamètre intérieur de l'enveloppe fendue 6 (voir figure 11).
Ce diamètre Do est plus petit que le diamètre des différents conduits ou autres restrictions R situés dans le puits, en arrière de la zone à tuber.
Comme déjà dit, seule une partie de longueur réduite, en l'occurrence la partie 70, de 1 'ensemble 7 dépasse du fourreau 6. Par conséquent, la préforme est soutenue sur la plus grande partie de sa longueur et possède (avec son fourreau) une rigidité suffisante pour autoriser sa progression régulière à l'intérieur du puits, même si celui est totalement ou en partie dévié.
La tête de pose 2, et la préforme, vont donc être poussées par la tige de commande 13 dans le puits, et s'y enfoncer progressivement, comme cela est symbolisé par la flèche F aux figures 7 et 8. La tige creuse 13, de préférence en acier, possède une bonne rigidité axiale, qui lui permet de pousser sans problème la tête 2 dans le puits
Néanmoins elle est suffisamment flexible pour suivre les coudes ou autres courbures ~ du du puits.
Néanmoins elle est suffisamment flexible pour suivre les coudes ou autres courbures ~ du du puits.
La paroi du puits ou de la canalisation C présente en une certaine zone des perforations, ou autres ouvertures O, qu'on se propose de recouvrir par le tubage, c'est à < lire par la préforme polymérisée.
On cesse d'enfoncer la tête 2 dans le puits, lorsque la partie dépassante 70 arrive juste au-delà des ouvertures O, position qui correspond à celle illustrée à la figure 8.
Des moyens de contrôle appropriés, connus en soi, sont prévus, qui permettent de réaliser ce bon positionnement.
Par gonflage hydraulique interne, la partie dépassante 70, et cette partie seulement, est tout d'abord mise au rond, puis dilatée radialement, pour prendre le diamètre D2, qui correspond au diamètre intérieur du puits.
Différents moyens peuvent être prévus pour que le dépliement et l'expansion radiale se fassent prioritairement sur la portion 70.
Ainsi, par exemple, il est possible d'entourer la partie 71 par des liens annulaires dont la résistance mécanique est suffisante pour empêcher le dépliement de cette portion sous l'action d'une pression interne modérée, mais toutefois suffisante pour provoquer la déformation de la portion libre 70.
On obtient ainsi un ancrage de la portion 70 contre la paroi du puits, en avant des perforations O (voir figure 9).
L'augmentation de la pression de gonflage provoque la rupture des liens annulaires assurant la contention de la portion 71. Ainsi, on obtient un dépliement radial et une mise au rond de la portion de préforme 71, laquelle prend un diamètre D1 (voir figure 10).
Par suite de ce dépliement, le fourreau fendu 6 s'ouvre et prend une configuration en forme générale de U, référencée 6' à la figure 1 lA.
Il reste solidaire, par son extrémité arrière, de la douille 4.
Dans cette configuration, le fourreau est facilement extractible, et peut glisser sur la préforme mise au rond, par traction vers l'arrière. Cette traction, symbolisée par la flèche G à la figure 12 s'accompagne d'une mise sous traction de la partie de câble 50.
La mise sous tension complète du câble 50 correspond au retrait complet du fourreau, la longueur du câble étant choisie pour correspondre à la longueur du tubage. Le retrait se fait facilement, car la préforme est ancrée dans le puits.
Une fois que le fourreau déformé 6' a été complètement retiré de la préforme, on augmente la pression de gonflage, pour provoquer l'expansion radiale complète de l'ensemble 7, qui prend le diamètre D2 (figure 13), tout en se raccourcissant axialemenL
Toute la préforme vient alors s'appliquer intimement contre la paroi du puits C, en recouvrant les perforations O.
Toute la préforme vient alors s'appliquer intimement contre la paroi du puits C, en recouvrant les perforations O.
De manière connue, tout en maintenant le manchon sous gonflage hydraulique, on provoque alors la polymérisation par effet Joule de la résine constituant la préforme, par alimentation électrique des fils chauffants prévus dans le manchon.
A l'issue de la polymérisation, on dégonfle le manchon 9, qui se sépare de la préforme durcie - devenue tubage 8' - par rupture des manchettes 93 (figure 14).
On effectue ensuite une nouvelle traction G' sur la tige 13, laquelle est toujours solidaire de la douille 4 et du fourreau ouvert 6' ainsi que, par l'intermédiaire du câble tendu 50, sur l'outillage 3 et le manchon dégonflé 9 (voir figure 15).
L'ensemble peut être ainsi retiré du puits.
Différentes formes de fourreaux rigidificateurs amovibles pourraient être prévues ; ce fourreau doit être d'une bonne rigidité longitudinale tout en possèdent la souplesse nécessaire à son passage dans un sas non rectiligne. Il doit s'ouvrir facilement pour libérer la préforme et son épaisseur doit être faible pour limiter son encombrement radial.
Par ailleurs il doit pouvoir se refermer lors de son passage à travers les restrictions R en vue de son enlèvement, grâce à une forme appropriée, par exemple légèrement conique.
Le diamètre et I 'aptitude à la dilatation radiale de la préforme et, caSative- ment, du fourreau seront choisis en fonction des conditions réellement rencontrées, et en particulier du diamètre de la zone de puits à tuber. A titre indicatif, et non limitatif, la dimension diamétrale Do de la préforme à l'état replié pourra être de l'ordre de 60 à l00mm, son diamètre D1 "mis au rond" sera de l'ordre de 90 à 15(0non, et son diamètre
D2 à l'état expansé sera de l'ordre de 170 à 22Omm.
D2 à l'état expansé sera de l'ordre de 170 à 22Omm.
La technique qui fait l'objet de la présente invention s'applique avantageusement à une préforme souple à la fois dépliable et radialement expansible ; on ne sortirait toutefois pas du cadre de l'invention en l'appliquant à des préformes simplement dépliables, mais non extensibles telles que celles décrites par exemple dans les documents
FR-A-2 662207 et FR-A-2 668241 déjà cités.
FR-A-2 662207 et FR-A-2 668241 déjà cités.
La polymérisation de la préforme n'est pas obligatoirement faite par effet
Joule. Elle pourrait être obtenue par d'autres moyens de chauffage, en particulier par introduction d'un liquide chaud dans la préforme, ce liquide pouvant du reste être le même que celui qui sert à la gonfler.
Joule. Elle pourrait être obtenue par d'autres moyens de chauffage, en particulier par introduction d'un liquide chaud dans la préforme, ce liquide pouvant du reste être le même que celui qui sert à la gonfler.
La portion d'extrémité libre de la préforme, destinée à réaliser son initial, pourrait avoir une déformabilité plus grande que le reste de sa paroi, par exemple par adoption d'une épaisseur de paroi plus faible ou du choix d'une matière différente.
Ceci permettrait de s'affranchir des liens de contention dont il a été fait état plus haut.
Claims (13)
1. Procédé pour tuber un puits, notamment un puits de forage pétrolier, ou une canalisation, au moyen d'une préforme tubulaire souple, durcissable in situ selon lequel on introduit la préforme dans le puits ou la canalisation à l'état longitudinalement replié, puis - lorsqu'elle y a été correctement positionnée - on la déplie par gonflage hydraulique pour lui donner une forme sensiblement cylindrique, on l'applique contre la paroi du puits ou de la canalisation et on provoque le durcissement de saparoi, caractérisé par le fait qu'avant d'introduire la préforme (8) dans le puits ou la canalisation, on l'insère dans un fourreau amovible (6), qui est rigide ou semi-rigide en direction longitudinale, mais est déformable radialement, et qu'on met en place dans le puits ou la canalisation la préforme (8) contenue dans son fourreau (6), ce dernier étant ensuite séparé de la préforme (8) et retiré du puits ou de la canalisation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la préforme (8) est insérée partiellement dans le fourreau (6) de telle sorte que son extrémité libre ressorte de celui sur une certaine longueur (L < > ).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que dans un premier temps on déplie radialement uniquement la portion de préforme qui dépasse du fourreau (6), et on l'applique contre la paroi du puits ou de la canalisation, pour obtenir une zone d'ancrage, après quoi on extrait le fourreau (6) par traction (G) vers l'arrière.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on utilise une préforme (8) qui, après dépliement radial, et mise en forme cylindrique, est expansible radialement par gonflage hydraulique.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la désolidari- sation de la préforme (8) par rapport au fourreau (6) s'opère par suite du dépliement radial de la portion de la préforme contenue dans le fourreau (6), après quoi s'ayant successivement l'arrachement du fourreau (6) et l'expansion radiale de ladite portion de préforme.
6 . Dispositif pour tuber un puits, notamment un puits de forage pétrolier, ou une canalisation au moyen d'une préforme tubulaire souple, dont la paroi est thermodurcissable in situ, cette préforme étant radialement déformable sous l'effet d'une pression hydraulique interne entre un état replié longitudinalement et un état déplié sensiblement cylindrique, caractérisé par le fait qu'il comporte un équipement (2) de pose de la préforme (8), monté à l'extrémité d'une tige de commande tubulaire (13) destinée à être introduite dans le puits (P) ou dans la canalisation depuis une tête de puits (12), cet équipement comprenant::
a) un outillage de pose et de contrôle (3) portant la préforme (8), apte à fournir à celle le fluide hydraulique sous pression nécessaire à son dépliement, et 1 'énergie thermique nécessaire au durcissement de sa paroi;
b) un fourreau amovible (6) solidaire de l'extrémité de la tige (13), à l'intérieur duquel est enserrée au moins partiellement la préforme (8), et qui est rigide ou semi-rigide en direction longitudinale, mais est déformable radialement de sorte qu'il peut être retiré de la préforme (8) lorsque celleci se trouve à'état déplié.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit fourreau amovible (6) est un tube fendu, apte à s'ouvrir pour libérer la préforme (8) au cours de son dépliement.
8 . Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que la préforme (8) est solidaire d'un manchon intérieur arrachable, radialement expansible, (9), à l'intérieur duquel est introduit le liquide hydraulique fourni par l'outillage de tubage (3) et servant à déplier la préforme (8), ce manchon (9) étant dégonflé et séparé de la préforme (8) en fin d'opération, puis retiré du puits ou de la canalisation en même temps que l'outillage (3) et le fourreau (6).
9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que la préforme (8) est thermodurcissable, son chauffage étant réalisé par effet Joule par l'intermédiaire d'un câble électrique déformable (50), ce dernier étant stocké sous un faible encombrement dans une douille (4) qui est interposée entre l'extrémité de la tige de commande (13) et l'outillage (3) et est solidaire dudit fourreau amovible (6).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit câble (50) a une longueur sensiblement égale à celle de la préforme (8') mise en place.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la préforme (8) est dépliable et radialement extensible.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la préforme (8) comprend un tressage de mèches souples (700) s'entrecroisant avec un certain jeu, de telle sorte qu'elle peut s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale, le matériau constitutif de la préforme étant une résine (82) polymérisable à chaud, dans laquelle est noyé ledit tressage (700).
13. Dispositif selon les revendications 8 à 12 prises en combinaison, caractérisé par le fait que ledit manchon (9) comprend également un tressage de mèches souples entrecroisées (700) aptes à s'expanser radialement tout en se restreignant en direction axiale, et qui sont emprisonnées entre des peaux intérieure (90) et extérieure (91) souples, certaines desdites mèches étant remplacées par des fils conducteurs d'électricité aptes à chauffer la préforme par effet Joule, qui sont connectés électriquement audit câble (50).
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