"Mécanisme de fixation de carottier retirable"
MECANISME DE FIXATION DE CAROTTIER RETIRABLE
La présente invention concerne un mécanisme de fixation, utilisé comme composant essentiel dans des carottiers retirables.
Il existe un modèle connu de mécanisme de fixation combiné, composé d'un fût qui renferme deux cylindres, situés dans deux plans parallèles l'un à l'autre et perpendiculaires à l'axe géométrique du fût, dont l'attache centrale rotative est montée coaxiallement dans le fût, et pourvu, au niveau de sa tige, d'un ressort hélicoïdal, d'un manchon de fixation et d'une rondelle de butée serrée entre deux écrous 1.
Ce type de mécanisme de fixation présente le désavantage qu'il implique un risque de déformation du carottier lors du retrait du trépan et qu'il ne maintient que le carottier.
La présente invention a pour objet d'offrir un mécanisme de fixation de carottier retirable, qui empêche toute déformation du carottier, qui fixe la carottier au trépan et qui signale toute interruption du processus de forage.
Le problème est résolu par un mécanisme de fixation pourvu d'une coiffe dont la partie inférieure est dotée de deux encoches longitudinales antagonistes renfermant une broche cylindrique et assurant le couplage du mécanisme de fixation à la partie supérieure de l'attache, laquelle est constituée d'un corps creux cylindrique à sections multiples. La premières section de la partie supérieure de l'attache contient deux arrêtoirs antagonistes, dont la largeur est égale à celle de la section inférieure de la coiffe. La deuxième et la troisième section de l'attache sont situées au centre de celle-ci et sont séparées par une rainure annulaire. La partie inférieure de l'attache, qui est filetée, est vissée à un contre-écrou et à une clavette de verrouillage.
Le contre-écrou est monté dans la partie inférieure du corps creux cylindrique, dont la partie supérieure s'adapte à la deuxième et à la troisième section de l'attache. La partie supérieure du corps creux cylindrique, qui est filetée, est vissée à une barre d'arrêt; des cylindres, maintenus en position par des ressorts, sont montés dans deux plans, parallèles l'un à l'autre et perpendiculaires à l'axe géométrique du corps creux. La partie inférieure du corps creux cylindrique, qui est filetée, est connectée par son filetage à un barillet à ressort fendu, muni en sa partie supérieure d'une clavette de verrouillage.
Le barillet à ressort fendu se compose d'une partie supérieure, délimitée par un étranglement pourvu d'un bord de retenue, d'une partie médiane qui est constituée du ressort fendu proprement dit, et d'une partie inférieure connectée à une tringle de signalisation, scellée à un collier et, à sa base, à une structure porteuse, maintenue par un écrou à chapeau.
La structure porteuse renferme un coussinet axial et des paliers qui supportent la tige porteuse, dont l'extrémité supérieure filetée est connectée à des écrous bloquant les rondelles de butée, et dont la partie inférieure est dotée d'un orifice de drainage et d'un filetage permettant la fixation du carottier (non illustrée sur le schéma).
La présente invention offre l'avantage d'assurer la protection du carottier tout en garantissant son fonctionnement normal; cet avantage est le résultat du fait que l'assemblage accroît la souplesse du système "câble de retrait - souricière
-carottier" immédiatement au-dessus du carottier, et l'empêche ainsi de se déformer, assure son maintien et signale toute interruption du processus de forage.
Un exemple de réalisation de mécanisme de fixation de carottier retirable selon la présente invention est illustré par le schéma annexé, qui représente une couple longitudinale du mécanisme de fixation.
Le mécanisme de fixation de la présente invention comprend une coiffe 1, dont les surfaces intérieure et extérieure sont divisées en deux sections, la section extérieure supérieure étant séparée de la section inférieure par la rainure
2. Dans la section inférieure de la coiffe 1 sont aménagées deux encoches longitudinales antagonistes, dans lesquelles est incorporée une broche cylindrique 5, qui assure la connexion de la coiffe à la partie supérieure de l'attache 7, laquelle est constituée d'un corps creux cylindrique, dont la surface intérieure, divisée en deux sections, comprend une partie supérieure plus large qui se rétrécit progressivement pour former un canal
16, et dont la surface extérieure est formée de sections multiples.
La section de la partie supérieure de l'attache 7 est pourvue de deux arrêtoirs antagonistes, dont l'écartement est égal à la largeur de la section inférieure de la coiffe 1; la deuxième section 8 et la troisième section 12 sont dotées d'un diamètre égal, qui est néanmoins inférieur à celui de la première section, et sont séparées par une rainure annulaire 11, dont le diamètre est inférieur à celui des deuxième et troisième sections 8 et 12. La section inférieure de l'attache 7 est filetée et serrée concentriquement par la clavette de verrouillage 17 et le contre-écrou 17, montés dans la partie inférieure du corps creux cylindrique 14, laquelle est délimitée par la section-limite
15, au-dessus de laquelle les sections 8 et 12 de l'attache 7 sont montées dans la partie supérieure du corps creux cylindrique.
Les cylindres 9 et 13, maintenus par des ressorts 10, sont montés dans des échancrures aménagées dans la partie supérieure du corps creux cylindrique 14, en deux plans mutuellement parallèles et perpendiculaires à l'axe géométrique du corps creux. L'extrémité du corps creux cylindrique 14 est filetée; sur son filet est fixé la barre d'arrêt 4, dont l'extrémité utile est insérée dans la rainure 2 de la coiffe 1.
La surface extérieure du corps creux cylindrique 14 est lisse; sa partie inférieure, filetée, est connectée au barillet à ressort fendu 20, dans l'extrémité supérieure duquel est monté la clavette de verrouillage 18. Le barillet à ressort fendu est cylindrique, a une surface lisse et se compose d'une partie supérieure à filet interne, pourvue à sa base d'un bord de retenue 19 et d'un étranglement 21, d'une partie médiane constituée d'un ressort fendu 22 et d'une partie inférieure cylindrique 26 à filet interne, qui maintient la barre de signalisation 23, scellée à un collier 24 et à une structure porteuse
28, maintenue par un écrou à chapeau 29.
Une échancrure est aménagée dans la partie inférieure de la structure porteuse, dans laquelle s'adapte le coussinet axial 31 scellé au collier 32; le long de l'axe longitudinal de la structure d'appui se trouve un orifice dans lequel sont logés deux paliers d'appui 30, dans lesquels est insérée la tige porteuse 34, dont la partie supérieure cylindrique est dotée d'une extrémité filetée, sur laquelle sont vissés les écrous 25 bloquant la rondelle de butée 27. La partie inférieure de la tige porteuse 34 est pourvue d'un orifice de drainage et d'un filetage servant à la fixation du carottier
(non illustré sur le schéma).
Le mécanisme de fixation du carottier retirable offre trois positions de fonctionnement: transport (abaissement du carottier dans le puits de forage), service et transport
(retrait du carottier du train de tiges).
Le réglage du mécanisme de fixation en position de transport (abaissement du carottier) s'effectue de la façon suivante: on insère le carottier dans le train de tiges de forage; on soulève la coiffe 1, la libérant ainsi de la barre d'arrêt 4; on détache par la même occasion l'attache 7 par l'intermédiaire de la broche cylindrique 5; les deuxième et troisième sections 8 et 12 se mettent en position à hauteur des deux rangées de cylindres 9 et 13, qui sont repoussés vers l'intérieur -- les cylindres de la rangée supérieure se retirent dans la rainure annulaire 11 et ceux de la rangée inférieure dans l'espace vide laissé par la troisième section 12. Simultanément, la clavette de verrouillage vient se placer sur le bord de retenue 19. La coiffe 1 se trouve alors calée par son propre poids dans la partie supérieure de l'attache 7.
Ainsi, le mécanisme de fixation est prêt pour la descente dans le puits de forage, qui s'effectue soit par gravitation soit par utilisation du fluide de forage sous pression. Lors de l'abaissement, les cylindres 9 et 13 des deux rangées ne peuvent ressortir du corps creux 14 en raison du diamètre du train de tiges de forage, spécialement étudié. Toutefois, tout au long de l'opération de descente, la troisième section 12 vient s'appuyer contre la rangée inférieure de cylindres.
Si l'on a affaire à un puits de forage où se produisent des pertes d'eau (circulation dérobée), on a recours à un souricière à tiges, réglée de façon appropriée. La souricière à tiges se fixe à la coiffe 1, que l'on attache à la barre d'arrêt après retrait de l'attache 7. L'ensemble est alors introduit dans le carottier, prêt pour la descente dans le puits. Dès que le carottier retirable passe en position de service, la souricière se détache et se libère automatiquement.
Le passage du mécanisme de fixation en position de service s'exécute de façon automatique. Après avoir atteint la section annulaire élargie de l'extrémité inférieure du train de tiges, la troisième section 12 écarte les cylindres 13 de la rangée inférieure, descend et les verrouille en position. Le mouvement descendant du carottier retirable se poursuit jusqu'à ce que les cylindres 13 de la rangée inférieure touchent le bord <EMI ID=1.1>
sa progression sous l'effet de l'énergie cinétique accumulée; la seconde section 8 pousse les cylindres 9 de la rangée supérieure hors du corps creux cylindrique 14 et les bloque en position. Simultanément, la clavette de verrouillage 18 dépasse le bord de retenue 19 du barillet à ressort fendu 20 et arrête la progression de l'attache. Le carottier retirable se trouve ainsi en position de service.
Si, au cours du travail, le carottier est rempli de témoins ou que la carotte pénétrée se bloque dans le carottier, ce dernier interrompt sa progression et se laisse dépasser par le train de tiges de forage.
A la suite de cette interruption, le ressort fendu est comprimé et la tige de signalisation ferme l'étranglement
21, provoquant par là une montée violente de la pression du fluide de forage. Ce phénomène signale que le travail du carottier est achevé et qu'il convient de le remonter.
En cas de rupture de la carotte, due à un effort de traction du train de tiges de forage, la tige porteuse 34 et la structure porteuse 28 du carottier provoquent l'extension du ressort fendu 22. Il en résulte un allongement du ressort fendu, à la suite de quoi l'extrémité du carottier touche la roche, ce qui soulage la contrainte de traction exercée sur le carottier.
Le passage du mécanisme de fixation du carottier retirable en position de transport s'effectue par larguage d'une souricière à l'aide d'un câble, laquel agrippe la coiffe 1 et la tire en un mouvement ascensionnel. Cette progression de la coiffe 1 entraîne le positionnement de la seconde section 8 et de la troisième section 12 de l'attache 7 à la hauteur des deux rangées de cylindres 9 et 13. Ces dernières peuvent alors se retirer dans le corps creux cylindrique 14. Simultanément, la clavette de verrouillage 18 dépasse le bord de retenue 19, libérant ainsi le carottier retirable. En surface, l'assemblage composé de la coiffe 1, de la broche 5 et de l'attache 7 permet aisément de détacher le carottier du train de tiges.
REVENDICATIONS
1. Mécanisme de fixation de carottier retirable comprenant un corps creux cylindrique muni de cylindres montés dans des plans mutuellement parallèles et perpendiculaires à l'axe géométrique du corps creux cylindrique, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'une attache (7), dont l'extrémité supérieure est reliée à une coiffe (1), dans la partie inférieure de laquelle sont aménagées des encoches longitudinales antagonistes (3):
l'attache (7) est montée à l'intérieur de corps creux cylindrique
(14), dont la partie supérieure est connectée à une barre d'arrêt
(4) et dont la partie inférieure contient une clavette de verrouillage (18) et un contre-érou (17) reliés à l'attache (7); sur l'extrémité filetée du corps creux cylindrique (14) est fixé un barillet à ressort fendu (20), dont l'extrémité inférieure est solidaire de la tige de signalisation (23) sur l'extrémité de laquelle est monté un collier de serrage (24), et sous laquelle se trouve une structure porteuse, maintenue par un écrou à chapeau (29).
2. Mécanisme de fixation de carottier retirable,