FR2785016A1

FR2785016A1 - Dispositif de fermeture pour fermer l'air comprime d'injection lors d'un forage par injection

Info

Publication number: FR2785016A1
Application number: FR9912391A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Bauer; Georg Hofner
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: DE19849028A1; DE19849028C2; ITMI992069A1; IT1313326B1; ITMI992069A0; FR2785016B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de fermeture pour fermer l'air comprimé d'injection lors d'un forage par injection avec une ligne de forage composée de plusieurs tubes de forage, le dispositif de fermeture étant rapporté sur un tube de forage et présentant un organe de fermeture qui, dans la position fermée, empêche une sortie d'air comprimé d'injection, introduit par un canal à air dans la ligne de forage, à travers au moins une ouverture d'insufflation conduisant à l'intérieur du tube de forage et qui, dans la position ouverte, permet la sortie d'air. Ce dispositif est remarquable en ce qu'il présente un dispositif de commande (32, 35) qui est déclenché à une profondeur pouvant être déterminée, lors de la descente de la ligne de forage (2), par une pression de liquide de forage correspondant à la profondeur de forage, et qui actionne l'organe de fermeture (28).

Description

DISPOSITIF DE FERMETURE POUR FERMER L'AIR COMPRIMÉ D'INJECTION

LORS D'UN FORAGE PAR INJECTION

La présente invention concerne un dispositif de fermeture pour fermer l'air comprimé d'injec-

tion lors d'un forage par injection avec une ligne de forage composée de plusieurs tubes de forage, le dispositif de fermeture étant rapporté sur un tube de forage et présentant un organe de fermeture qui, dans la position fermée, empêche une sortie d'air comprimé d'injection introduit par un canal à air dans la ligne de forage, à travers au moins une ouverture d'insufflation conduisant à l'intérieur

du tube de forage, et qui, dans la position ouverte, permet la sortie d'air.

Pour réaliser des forages dans le sol ou dans la terre, divers procédés de forage sont courants.

tel que le forage à sec, le forage par refoulement et le forage par injection. Ce dernier procédé peut être un forage par injection d'eau ou un procédé de levage à air comprimé, le procédé de levage à air comprimé étant employé pour les forages de puits, qui peuvent présenter une profondeur de

plusieurs centaines de mètres.

Dans le procédé de levage à air comprimé, de l'air est insufflé à une pression augmentée dans un canal d'air formé dans un tube de forage à double paroi, air qui s'écoule à travers au moins une ouverture d'insufflation depuis le canal d'air pour pénétrer à l'intérieur du tube de forage et, dans ce tube d'écoulement intérieur, transporte les débris de forage présents dans le liquide de forage et provenant de la tête de forage du tube de forage vers le haut, o ces débris se déposent dans un

bassin ou un étang ou sont séparés du liquide de forage par un dispositif séparateur.

La position de l'ouverture d'insufflation doit être prévue sur la ligne de tube à une profondeur telle que l'air ascendant à l'intérieur du tube dispose d'une distance d'écoulement suffisamment

longue sur laquelle il peut transporter les débris de forage vers le haut. Etant donné qu'un com-

presseur d'air à un étage utilisé couramment pour produire l'air comprimé délivre habituellement

un air comprimé à un maximum de 13 bar environ, l'ouverture d'insufflation ne peut pas être pré-

vue à plus de 130 m de profondeur car, du fait de la pression de l'eau et du liquide de forage ré-

gnant dans le tube de forage au-dessous d'environ 130 m de profondeur, l'air comprimé ne peut

plus s'écouler à l'intérieur du tube de forage contre cette pression. En service, les ouvertures d'in-

sufflation sont donc situées entre 50 et 80 m environ.

Pour garantir un transport sûr des débris de forage, l'air comprimé n'est insufflé par l'ouver-

ture d'insufflation qu'après avoir atteint une certaine profondeur de forage. Pour cela, un organe

de fermeture placé à proximité de l'ouverture d'insufflation doit être ouvert sur l'arrivée d'air com-

primé. Jusqu'ici, pour ouvrir l'organe de fermeture lorsqu'on atteignait la profondeur d'ouverture.

on tirait la ligne de tubes, on ouvrait l'organe de fermeture et on replaçait la ligne de tubes avec l'organe de fermeture ouvert. Après cela, l'air comprimé pouvait être envoyé et il s'écoulait dans

l'intérieur du tube de forage par le biais de l'ouverture d'insufflation. Cette procédure est cepen-

dant très longue, donc coûteuse.

L'objectif de la présente invention est de créer un dispositif de fermeture du type cité en intro-

duction, qui permette une ouverture de l'organe de fermeture sans la complexité nécessaire jusqu'ici.

Cet objectif est atteint par le fait que le dispositif de fermeture cité en introduction présente, se-

Ion la présente invention, un dispositif de commande qui est déclenché à une profondeur pouvant

être déterminée, lors de la descente de la ligne de forage, par une pression de liquide de forage cor-

respondant à la profondeur de forage, et qui actionne l'organe de fermeture. Ainsi, l'organe de fer-

meture est ouvert automatiquement à la profondeur de forage prévue, sans qu'une action supplé-

mentaire du personnel opérateur ne soit nécessaire pour cela et, en particulier, un démontage de toute la ligne de tubes n'est plus nécessaire pour accéder à l'organe de fermeture et procéder à sa

fermeture manuelle, comme cela était habituel jusqu'ici. La pression du fluide de forage, qui aug-

mente avec la profondeur dans le trou de forage, peut servir de grandeur de déclenchement précise

avec l'organe de fermeture selon la présente invention.

Des variantes avantageuses de l'invention sont décrites dans les revendications dépendantes.

De manière avantageuse, le dispositif de commande comprend une unité à piston et cylindre

qui, sous l'effet de la pression variable du liquide de forage, provoque un mouvement de déclen-

chement pour basculer et en particulier ouvrir l'organe de fermeture. Le mouvement de déclenche-

ment peut être exécuté par exemple par un piston mobile dans un boîtier de cylindre stationnaire.

ou par un boîtier de cylindre mobile par rapport à un piston fixe.

Un déclenchement sûr de l'organe de fermeture est obtenu quand le dispositif de commande

ou l'unité à piston et cylindre se met en prise sur un levier pivotant et de réglage de l'organe de fer-

meture qui peut pivoter et est placé sous précontrainte dans la position de fermeture, et fait pivoter

celui-ci afin d'ouvrir l'organe de fermeture. Du fait de la précontrainte du levier de réglage, on évi-

te une ouverture trop rapide et indésirable de l'organe de fermeture.

Dans une variante avantageuse, l'unité à piston et cylindre présente un piston mobile, dont un côté de piston délimite une chambre de pression fermée et dont le côté de piston opposé est exposé à la pression respective du liquide de forage. Une telle unité à piston et cylindre comprend par exemple un fluide compressible dans la chambre de pression délimitée par le piston mobile. Quand la profondeur de forage augmente, la pression croissante du liquide de forage déplace le piston dans la chambre de pression contre la pression du fluide, le mouvement du piston ouvrant l'organe

de fermeture quand on atteint la pression de forage souhaitée.

Dans une variante simple, la chambre de pression pouvant être réduite par un mouvement du

piston est remplie d'air à la pression atmosphérique.

Dans une variante avantageuse, le piston est logé dans un boîtier de cylindre, qui présente des

ouvertures de sortie du liquide de forage sur le côté associé du piston, et il est relié au levier de ré-

glage de l'organe de fermeture par l'intermédiaire d'une tige de piston.

Dans une variante alternative, l'unité à piston et cylindre présente un piston mobile qui sépare deux chambres de cylindre l'une de l'autre dans un boîtier de cylindre fermé et qui est relié au le- vier de réglage par l'intermédiaire d'une tige de piston, le piston présentant au moins une ouverture qui forme une liaison d'écoulement entre les deux chambres de cylindre pour le fluide pressurisé qui s'y trouve. Dans ce système fermé, donc insensible à l'encrassement, c'est toujours la pression de fluide initialement réglée dans le fluide pressurisé qui s'applique sur le piston à l'intérieur du

boîtier de cylindre. La force et le mouvement de réglage résultent de la force, variable avec la pro-

fondeur de forage, appliquée sur la ou les surface(s) frontale(s) de la tige de piston. De manière

avantageuse, le fluide pressurisé est de l'air à une pression d'environ 1 bar.

Pour accélérer l'ouverture, il est particulièrement avantageux que le dispositif de commande

présente un ressort précontraint, qui se met en prise sur le levier de réglage et le précontraint en po-

sition fermée, que le mouvement de déclenchement de l'unité à piston et cylindre fasse pivoter le levier contre la tension du ressort jusqu'à une position de point mort, et après dépassement du

point mort, que la tension du ressort ouvre complètement l'organe de fermeture. Après dépasse-

ment du point mort, la tension du ressort et la force du piston de l'unité à piston et cylindre s'appli-

quent sensiblement dans la même direction, de sorte que l'organe de fermeture est ouvert très rapi-

dement et reste dans la position ouverte.

Lorsque le levier de réglage présente deux bras de levier décalés et lorsque l'unité à piston et cylindre et le ressort se mettent chacun en prise sur l'un des bras de levier, un comportement de force et de déplacement nécessaire pour l'ouverture de l'organe de fermeture peut être ajusté par un

réglage différent de la longueur des bras de levier et de l'angle entre les bras de levier.

Dans un mode de réalisation préféré, pour décharger l'axe support du levier de réglage de l'or-

gane de fermeture, le ressort se met en prise sur un levier pivotant supplémentaire, qui est couplé

au premier bras de levier du levier de réglage par l'intermédiaire d'une bielle.

Pour le comportement de déplacement, il est alors avantageux que le levier pivotant supplé-

mentaire, la bielle et le bras de levier du levier de réglage forment un ensemble de type parallélo-

gramme.

On peut utiliser comme organe de fermeture des coulisseaux, des robinets, des clapets ou des vannes ou analogues, un robinet à boisseau sphérique étant employé en particulier, qui présente un

comportement d'écoulement particulièrement avantageux, avec une faible résistance à l'écoule-

ment.

Le canal d'air destiné à l'introduction de l'air comprimé d'injection est formé de manière avan-

tageuse entre une enveloppe de tube intérieure et une enveloppe de tube extérieure des tubes de fo-

rage à double paroi et peut apparaître comme un espace annulaire, de sorte que lors du vissage des tubes de forage pour former la ligne de forage, un canal d'air continu est formé. Cependant. des

canaux longitudinaux distincts peuvent être prévus sur le tube de forage.

Dans une variante avantageuse, l'organe de fermeture est placé dans un canal de trop-plein.

qui relie le canal d'air à au moins une ouverture d'insufflation. Ce canal de trop-plein est placé par

exemple sur le côté extérieur du tube de forage.

De manière avantageuse, deux chambres de trop-plein sont placées sur l'enveloppe de tube ex- térieure du tube de forage, la première chambre de trop-plein étant en liaison d'écoulement avec le

canal d'air et la deuxième chambre de trop-plein en liaison d'écoulement avec les ouvertures d'in-

sufflation, et le canal de trop-plein relie les deux chambres de tropplein.

Pour protéger l'ensemble du dispositif de fermeture contre tout risque d'endommagement, il

peut être entouré d'une enceinte avec des ouvertures pour l'arrivée du liquide de forage. Les ou-

vertures garantissent l'arrivée permanente du liquide de forage en direction de l'unité à piston et

cylindre. Pour des raisons d'encombrement, l'enceinte est de manière avantageuse une pièce cylin-

drique, qui est rapportée sur le tube de forage du dispositif de fermeture et présente une pluralité de

petits perçages pour l'arrivée du liquide de forage.

L'invention va être décrite en détail dans ce qui suit à l'aide d'un exemple de réalisation d'un

dispositif de fermeture selon la présente invention, en se référant aux dessins annexés. Sont repré-

sentés: Figure 1: en vue de dessus, un dispositif de fermeture pour air comprimé d'injection selon la présente invention, rapporté sur un tube de forage d'une ligne de forage et représenté en position fermée;

Figure 2: en vue de face correspondant à la Figure 1, le dispositif de fermeture dans une posi-

tion ouverte; Figure 3: en vue en coupe dans la direction des flèches A- B de la Figure 2, le tube de forage avec le dispositif de fermeture; Figure 4: en vue en coupe longitudinale simplifiée, le tube de forage au niveau du dispositif de fermeture; Figure 5: en vue de dessus correspondant à la Figure 2, un autre exemple de réalisation d'un dispositif de fermeture selon la présente invention;

Figure 6: en vue de face correspondant à la Figure 5, le dispositif de fermeture dans une posi-

tion ouverte; et

Figure 7: en vue de principe, une ligne de tubes à doubles parois avec des ouvertures d'insuf-

flation d'air pour le forage par injection.

Un exemple de réalisation décrit ci-dessous d'un dispositif de fermeture selon la présente in-

vention est destiné à être utilisé sur un tube de forage 1 (cf. Figure 2) d'une ligne de forage 2 (cf. Figure 7) lors de la réalisation de forages par injection, les principes du procédé de levage par air

comprimé étant exposés à l'aide de la Figure 7. De l'air comprimé d'injection produit par un com-

presseur 3, par exemple à un étage, avec une pression d'environ 13 bar s'écoule par l'intermédiaire d'une conduite de liaison 4 dans un canal d'air 5 situé entre une enveloppe de tube intérieure 6 et une enveloppe de tube extérieure 7 des tubes de forage 1 à double paroi de la ligne de tube 2. qui

tourne en service, puis à l'intérieur du canal d'air 5, en direction du bas jusqu'à des buses d'insuf-

flation 8, qui permettent une entrée d'air dans l'intérieur central 9 du tube depuis le canal d'air 5.

Avant les buses d'insufflation 8 est placée, sur un tube de forage 1, le dispositif de fermeture selon la présente invention (non représenté sur la Figure 7), qui ne permet qu'à l'état ouvert un écoule- ment de l'air comprimé d'injection dans l'intérieur central 9 du tube. Depuis un bassin de rinçage , du liquide de forage s'écoule dans le trou de forage et le remplit. Du fait de l'insufflation de l'air comprimé d'injection à travers les buses d'insufflation 8, il s'instaure un écoulement, dirigé vers le haut dans l'intérieur 9 du tube, d'air d'injection ascendant dans le liquide de forage, qui transporte les débris de forage dégagés par un outil de coupe ou de forage 11 d'une tête de forage

12 vers le haut, o ils sont séparés du liquide de forage au moyen d'un dispositif séparateur.

Une première et une deuxième chambres de trop-plein, 20 et 21 (cf. Figures 1 et 2), qui sont placées à distance l'une de l'autre de manière étanche contre l'enveloppe extérieure 7 de tube du

tube de forage 1 à double paroi, sont associées au dispositif de fermeture selon la présente inven-

tion. La première chambre de trop-plein 20 se trouve. par au moins une ouverture 22 (cf. Figure 4)

dans l'enveloppe de tube extérieure 7, en liaison d'écoulement avec le canal d'air 5, lequel est en-

suite raccordé de manière étanche à l'ouverture 22 dans la direction de forage, par exemple par une première bague de fermeture ou d'arrêt 23. La deuxième chambre de trop-plein 21 se trouve en

liaison d'écoulement avec les ouvertures d'insufflation 8 par l'intermédiaire d'au moins une ouver-

ture 24 dans l'enveloppe de tube extérieure 7 qui conduit à une chambre annulaire 25, laquelle est

séparée du canal d'air 5 par la première bague d'arrêt 23 et par une deuxième bague d'arrêt 26 voi-

sine de la première bague d'arrêt 23. Un canal tubulaire de trop-plein 27 relie les deux chambres de trop-plein 20 et 21. Il contient un organe de fermeture 28 qui, dans l'exemple de réalisation, est un

robinet à boisseau sphérique. Un levier pivotant et de réglage 29 prévu pour ouvrir et fermer le ro-

binet 28 à boisseau sphérique comprend un premier et un deuxième bras de levier, 30 et 31, qui

sont disposés avec un décalage mutuel d'environ 90 , par exemple. Un ressort de traction hélicoï-

dal 32 relie sous précontrainte un point d'articulation 33 sur le premier bras de levier 30 au point de fixation 34 sur le tube de forage 1. Une unité pneumatique à piston et cylindre 35 relie le deuxième bras de levier 31 à un chevalet 36 sur le tube de forage 1, une tige de piston 38 mobile, sortant du boîtier de cylindre 37 de l'unité à piston et cylindre 35 d'une manière hermétique par rapport au boîtier de cylindre 37, étant fixée en un point d'articulation 39 du deuxième bras de levier 31 et le boîtier de cylindre 37 étant fixé en un point d'articulation 40 sur le chevalet 36, à chaque fois d'une

manière articulée.

Dans la position fermée du robinet 28 à boisseau sphérique, représentée sur la Figure 1, le

premier bras de levier 30 est placé avec le point d'articulation 33 d'un côté d'une ligne droite joi-

gnant le point de fixation 34 et un axe de pivotement 41 du levier pivotant 29 ou du robinet 28 à boisseau sphérique et le deuxième bras de levier 31 est placé avec son point d'articulation 39 du

côté opposé de la ligne de jonction.

Un piston 42, mobile axialement dans le boîtier de cylindre 37 et relié à la tige de piston 38,

sépare une chambre de pression 43 d'une chambre d'expansion 44, dans laquelle du liquide de fo-

rage peut s'écouler avec la pression respective, fonction de la profondeur, à travers des ouvertures ménagées dans la paroi frontale 46 du boîtier de cylindre 37. Dans la chambre de pression 43 est instaurée initialement une pression ambiante ou atmosphérique d'environ 1 bar. Les ouvertures

peuvent être recouvertes d'un dispositif de filtration (non représenté), afin d'empêcher de gros-

ses particules présentes dans le liquide de forage de passer dans la chambre d'expansion 44.

Afin de protéger le dispositif de fermeture, une enceinte cylindrique 47 (cf. Figure 2), qui pré-

sente une pluralité de petits perçages 48 sur la circonférence 49 et sur l'une ou sur les deux faces frontales 50, par exemple coniques, afin de laisser passer le liquide de forage, est placée sur le tube de forage 1 de manière à protéger le dispositif de fermeture contre tout endommagement dans le

tube de forage par des fragments de roche ou analogues.

Lors de la descente de la ligne de forage 2, qui présente un tube de forage 1 avec le dispositif de fermeture selon la présente invention et les ouvertures d'insufflation 8 à proximité de la tête de forage 12, le robinet 28 à boisseau sphérique est d'abord fermé par la tension du ressort 32 et le ressort 32 et l'unité à piston et cylindre 35, qui forment un dispositif de commande pour le robinet 28 à boisseau sphérique, sont dans la position de fermeture représentée sur la Figure 1. Quand la profondeur de forage augmente, la pression dans le liquide de forage augmente également, appuie contre le piston 42 dans la chambre d'expansion 44 et le déplace contre la pression de l'air présent dans la chambre de pression 43 et, simultanément, contre la tension croissante du ressort 32. La tige de piston 38 qui sort alors fait pivoter le levier pivotant 29 avec ses deux bras de levier 30 et 31, jusqu'à ce que le premier bras de levier 30 atteigne la position de point mort, dans laquelle le

ressort 32 se trouve sur la ligne de jonction et a atteint sa tension de ressort maximale. La profon-

deur de forage continuant à augmenter, et la pression dans le liquide de forage en même temps, la tige de piston 38 sort encore plus et fait pivoter le premier bras de levier 30 au-delà de la ligne de jonction, de sorte que la force du ressort 32 agit avec la force de déplacement axiale du piston 42 et provoque une ouverture instantanée du robinet 28 à boisseau sphérique (cf. Figure 2). On repro- duit ainsi le principe d'un interrupteur à bascule, dans lequel un basculement rapide est garanti sans position intermédiaire. Le robinet 28 à boisseau sphérique reste dans cette position ouverte. L'air30 comprimé d'injection introduit peut pénétrer dans l'intérieur 9 du tube à travers les ouvertures

d'insufflation 8 et transporter vers le haut les débris de forage.

En fonction d'une configuration de la force du ressort 32, de la force de déplacement produite par l'unité à piston et cylindre 35 et de l'agencement et de la configuration du levier pivotant 29. le dispositif de fermeture peut être déclenché et ouvrir le robinet 28 à boisseau sphérique à différentes pressions ou différentes profondeurs de forage. Sur une ligne de forage 2, un tube de forage 1

avec le dispositif de fermeture selon la présente invention peut être inséré tous les 50 m environ.

Une alimentation en air vers un dispositif de fermeture sur deux est garantie par le biais du canal

d'air 5, car le canal d'air 5 séparé par le biais des deux bagues d'arrêt 23 et 26 est ouvert en direc-

tion de la première chambre de trop-plein 20 au moyen d'une ouverture 51 (cf. Figure 4). Lors de la descente, à mesure que la profondeur augmente, le premier dispositif de fermeture situé en bas

est ouvert de la manière décrite ci-dessus et l'air comprimé d'injection sort. Quand le tube de fora-

ge 1 équipé du dispositif de fermeture atteint une profondeur d'environ 130 m, la sortie d'air com-

primé d'injection en direction de l'intérieur 9 du tube s'arrête, car celui-ci est généralement insufflé dans le canal d'air 5 par un compresseur à un étage à une pression maximale de 13 bar et ne peut donc lutter contre la pression régnant à 130 m de profondeur. L'air comprimé d'injection sort alors par le dispositif de fermeture suivant, situé environ 50 m plus haut, dont le robinet 28 à boisseau

sphérique a été ouvert de la manière décrite.

Un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif de fermeture représenté sur les Figures 5 et 6 comprend une unité pneumatique à piston et cylindre 35 modifiée par rapport au premier mode de réalisation, avec un boîtier de cylindre 37 fermé, le piston 42 mobile axialement dans celui-ci

présentant des ouvertures de trop-plein 52 à travers lesquelles l'air contenu dans le boîtier de cylin-

dre 37 fermé peut passer d'une chambre de pression 53 à une chambre de cylindre ou d'expansion

54 du côté de la tige de cylindre à des fins d'équilibrage de la pression, quand le piston 42 est dé-

placé par la tige de piston 38.

Au début de la descente, la chambre de pression 53 et la chambre de cylindre ou d'expansion

54 sont sous une pression ambiante ou atmosphérique d'environ 1 bar. La Figure 5 montre le dis-

positif de fermeture dans la position initiale fermée, dans laquelle le ressort de traction 32 tient la tige de piston 38 et le piston 42 dans une position inférieure et le robinet 28 à boisseau sphérique est ouvert. Quand la profondeur de forage augmente, la pression dans le liquide de forage, qui agit sur les surfaces frontales de la tige de piston 38, augmente également, de sorte que cette dernière est rentrée dans le boîtier de cylindre 37 et presse le piston 42 contre la chambre de pression 53., dans laquelle règne encore une pression d'environ 1 bar, du fait de l'écoulement de l'air vers la chambre d'expansion 54 par le biais des ouvertures de trop-plein 52. Sur le piston 42 et la tige 38

de piston s'exercent donc des forces opposées, la force de pression de 1 bar s'exerçant sur le pis-

ton 42 depuis la chambre de pression 53 dans une première direction le long de la tige 38 de piston en même temps que la force de ressort, qui augmente avec l'allongement du ressort 32, tandis que la force de pression de 1 bar s'applique dans la direction opposée sur la surface annulaire du piston 42 autour de la tige 38 de piston, en même temps que la force croissante sur les surfaces frontales

de la tige 38 de piston dans le liquide de forage. Après le dépassement du point mort, le levier pi-

votant 29 pivote de la manière décrite pour le premier mode de réalisation (mais dans une direction de pivotement opposée) jusqu'à la position d'ouverture du robinet 28 à boisseau sphérique (Figure 6). Pour décharger l'appui du robinet 28 à boisseau sphérique de la force élastique du ressort 32,

un levier 55 est monté pivotant autour d'un axe de pivotement 56 sur le tube de forage 1. Une biel-

le 57 relie l'extrémité 58 de pivotement libre du levier 55 au point d'articulation 33 sur le bras de levier fixe 30 du levier pivotant 29. Le ressort de traction 32 saisit l'extrémité de pivotement libre

58 du levier 55. Cet agencement conformé par exemple en système à parallélogramme avec le le- vier 55 et la bielle 57 peut également être employé dans le premier mode de réalisation.

Le levier pivotant 29 peut présenter en plus une poignée 59 pour basculer et en particulier ra- mener le robinet 28 à boisseau sphérique dans la position ouverte, quand la ligne de forage a été retirée.

Il peut également être prévu un mécanisme avec une réduction, avec lequel la course ou la for- ce de manoeuvre de l'unité à piston et cylindre 35 peut être réglée et ajustée.

Un ressort de rappel, par exemple un ressort hélicoïdal 60 travaillant en compression dans la chambre de pression 53, peut être prévu afin de faciliter le retour du robinet 28 à boisseau sphéri-

que, sa force étant adaptée au comportement de manoeuvre de l'unité à piston et cylindre 35. En variante, le ressort de rappel peut également être prévu sous la forme de ressort de traction 61 entre

la tige de piston 38 et un point fixe 62 sur le tube de forage 1 (représenté schématiquement sur la Figure 5).

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de fermeture pour fermer l'air comprimé d'injection lors d'un forage par injection avec une ligne de forage composée de plusieurs tubes de forage, le dispositif de fermeture étant rapporté sur un tube de forage et présentant un organe de fermeture qui, dans la position fermée. empêche une sortie d'air comprimé d'injection, introduit par un canal à air dans la ligne de forage, à travers au moins une ouverture d'insufflation conduisant à l'intérieur du tube de forage et qui, dans la position ouverte, permet la sortie d'air, caractérisé en ce qu'il présente un dispositif de commande (32, 35) qui est déclenché à une profondeur pouvant être déterminée, lors de la descente de la ligne de forage (2), par une pression de liquide de forage correspondant à la profondeur de forage, et qui actionne l'organe de fermeture (28).

2. Dispositif de fermeture selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de

commande (32, 35) comprend une unité à piston et cylindre (35) qui, sous l'effet de la pression

variable du liquide de forage, provoque un mouvement de déclenchement pour basculer et en parti-

culier ouvrir l'organe de fermeture (28).

3. Dispositif de fermeture selon la Revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande (32, 35) ou l'unité à piston et cylindre (35) se met en prise sur un levier pivotant et de réglage (29) de l'organe de fermeture (28) qui peut pivoter et est placé sous précontrainte dans

la position de fermeture, et fait pivoter celui-ci afin d'ouvrir l'organe de fermeture (28).

4. Dispositif de fermeture selon la Revendication 3, caractérisé en ce que l'unité à piston et cylindre (35) présente un piston mobile (42), dont un côté de piston délimite une chambre de pression (43) fermée et dont le côté de piston opposé est exposé à la pression respective du liquide

de forage.

5. Dispositif de fermeture selon la Revendication 4, caractérisé en ce que le piston (42) est

logé dans un boîtier de cylindre (37), qui présente des ouvertures (45) de sortie du liquide de fora-

ge sur le côté associé du piston, en ce que le piston (42) est relié au levier de réglage (29) par l'intermédiaire d'une tige (38) de piston, et en ce qu'un fluide compressible est contenu dans la

chambre de pression (43).

6. Dispositif de fermeture selon la Revendication 3, caractérisé en ce que l'unité à piston et cylindre (35) présente un piston mobile (42) qui sépare deux chambres (53, 54) de cylindre l'une de l'autre dans un boîtier (37) de cylindre fermé et qui est relié au levier de réglage (29) par l'intermédiaire d'une tige (38) de piston, le piston (42) présentant au moins une ouverture (52) qui

forme une liaison d'écoulement entre les deux chambres (53, 54) de cylindre.

7. Dispositif de fermeture selon la Revendication 6, caractérisé en ce que le fluide sous

pression est de l'air à une pression d'environ 1 bar.

8. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 3 à 7, caractérisé en

ce que le dispositif de commande (32, 35) présente un ressort précontraint (32), qui se met en prise sur le levier de réglage (29) et le précontraint en position fermée, en ce que le mouvement de déclenchement de l'unité à piston et cylindre (35) fait pivoter le levier de réglage (29) contre la tension du ressort (32) jusqu'à une position de point mort, et en ce qu'après dépassement du

point mort, la tension du ressort (32) ouvre complètement l'organe de fermeture (28).

9. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 4 à 8, caractérisé en

ce que le levier de réglage (29) présente deux bras de levier (30, 31) décalés et l'unité à piston et

cylindre (35) et le ressort (32) se mettent chacun en prise sur l'un des bras de levier (30 ou 31).

10. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 4 à 9, caractérisé en

ce que le ressort (32) se met en prise sur un levier pivotant supplémentaire (55), qui est couplé au

premier bras de levier (30) du levier de réglage (29) par l'intermédiaire d'une bielle (57).

11. Dispositif de fermeture selon la Revendication 10, caractérisé en ce que levier pivo-

tant supplémentaire (55), la bielle (57) et le bras de levier (30) du levier de réglage (29) forment un

ensemble de type parallélogramme.

12. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 1 à 10, caractérisé

en ce que l'organe de fermeture (28) est une vanne et, en particulier, un robinet (28) à boisseau sphérique.

13. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 1 à 12, caractérisé

en ce que le canal d'air (5) est formé entre une enveloppe de tube intérieure (6) et une enveloppe

de tube extérieure (7) des tubes de forage (1) à double paroi.

14. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 1 à 13, caractérisé

en ce que l'organe de fermeture (28) est placé dans un canal de tropplein (27), qui relie le canal

d'air (5) à l'ouverture d'insufflation (8) au nombre d'au moins une.

15. Dispositif de fermeture selon la Revendication 14, caractérisé en ce que deux cham-

bres de trop-plein (20, 21) sont placées sur l'enveloppe de tube extérieure (7) du tube de forage (1), la première chambre de trop- plein (20) étant en liaison d'écoulement avec le canal d'air (5) et la deuxième chambre de trop-plein (21) en liaison d'écoulement avec les ouvertures d'insufflation

(8), et le canal de trop-plein (27) reliant les deux chambres de tropplein (20, 21).

16. Dispositif de fermeture selon la Revendication 15, caractérisé en ce que la deuxième chambre de trop-plein (21) est reliée à une chambre annulaire (25), qui est formée sous la forme d'une section du canal d'air (5) fermée hermétiquement par rapport au canal d'air (5) et depuis

laquelle l'ouverture d'insufflation (8) au nombre d'au moins une conduit à l'intérieur (9) du tube.

17. Dispositif de fermeture selon la Revendication 16, caractérisé en ce qu'une liaison

d'écoulement (51) contourne le canal d'air (5) interrompu au niveau de la chambre annulaire (25).

18. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 1 à 17, caractérisé

en ce qu'au moins deux dispositifs de fermeture sont placés à distance axiale l'un de l'autre sur la

ligne de forage (2).

19. Dispositif de fermeture selon la Revendication 18, caractérisé en ce que la distance

entre deux dispositifs de fermeture voisins sur la ligne de forage (2) vaut environ 50 à 80 m.

20. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il est entouré d'une enceinte (47) avec des ouvertures (48) pour une arrivée de liquide de

forage.

21. Dispositif de fermeture selon la Revendication 19, caractérisé en ce que l'enceinte (47) est une pièce cylindrique, qui est rapportée sur le tube de forage (1) du dispositif de fermeture et présente une pluralité de petits perçages (48) pour l'arrivée de liquide de forage.

22. Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des Revendications 1 à 21, caractérisé en ce qu'un dispositif de rappel est prévu pour appliquer une force de rappel sur le levier de ré-

glage (29) de l'organe de fermeture (28).10

23. Dispositif de fermeture selon la Revendication 22, caractérisé en ce que le dispositif de rappel présente au moins un ressort de rappel (60; 61).