EP1570150B1 - Systeme de carottage ou forage devie a une passe - Google Patents

Systeme de carottage ou forage devie a une passe Download PDF

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EP1570150B1
EP1570150B1 EP03747752A EP03747752A EP1570150B1 EP 1570150 B1 EP1570150 B1 EP 1570150B1 EP 03747752 A EP03747752 A EP 03747752A EP 03747752 A EP03747752 A EP 03747752A EP 1570150 B1 EP1570150 B1 EP 1570150B1
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EP
European Patent Office
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fluid
coring
tubing
drilling
guide element
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03747752A
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German (de)
English (en)
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EP1570150A1 (fr
Inventor
Philippe R. Fanuel
Luis E. Quintana
Olivier Mageren
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Halliburton Energy Services Inc
Original Assignee
Halliburton Energy Services Inc
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Publication date
Application filed by Halliburton Energy Services Inc filed Critical Halliburton Energy Services Inc
Publication of EP1570150A1 publication Critical patent/EP1570150A1/fr
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Publication of EP1570150B1 publication Critical patent/EP1570150B1/fr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/061—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/64—Drill bits characterised by the whole or part thereof being insertable into or removable from the borehole without withdrawing the drilling pipe
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells
    • E21B23/06—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells for setting packers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels, core extractors
    • E21B25/02—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels, core extractors the core receiver being insertable into, or removable from, the borehole without withdrawing the drilling pipe
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels, core extractors
    • E21B25/16—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels, core extractors for obtaining oriented cores

Definitions

  • the present invention relates to an assembly for coring or deflected drilling in a wall of a borehole drilled or cored beforehand in a formation.
  • the object of the present invention is to propose an assembly with which the guide or deflection element and the corer are lowered in one operation.
  • Such a deviated coring system is described in patent EP 0 514 657 A.
  • the cored or deflected bore assembly of the invention includes a guide member whose outer diameter is selected to be able to enter the borehole to a desired depth for the deviated core, and which is from a posterior end, in a direction of advance of the coring or drilling towards the bottom of the borehole, a coaxial internal space of a diameter adapted to house a corer.
  • An expandable device attached to the forward end of the guide member, has an outer side surface which, in a rest state, has a cross section smaller than that of the borehole and which is arranged to take, in a dilated state of the device, an immobilizing support of said assembly against the wall of the borehole.
  • the expandable device comprises selective actuation means arranged to receive a pressurized fluid which causes expansion of the expansible device beyond a determined pressure of the fluid, and a valve arranged to oppose automatically an outlet of this fluid. determined pressure out of said actuating means.
  • a deflection channel is hollowed out in the guide element in extension of the internal space, upstream of the expandable device along said direction of advance.
  • the deflection channel has a posterior end coaxial with said internal space, a bottom and lateral sides which follow, from this posterior end of the channel and towards the expandable device, a direction inclined with respect to the longitudinal axis of the guiding element, the bottom intersecting this axis.
  • the channel extends to fully open the guide member, on the other side of the longitudinal axis, at an angle to the aforesaid wall which is chosen for the deviated coring.
  • the deflection channel has a cross section adapted so that it can pass said core guided by the bottom and sides.
  • a longitudinal cavity is cut in the guide element parallel to the aforementioned longitudinal axis, and is arranged to allow passage from the aforesaid internal space to the actuating means of the expandable device.
  • an outer tube of the aforementioned corer In the internal space of the guide element, possibly even in a posterior portion of the deflection channel, there is arranged an outer tube of the aforementioned corer.
  • This outer tube comprises a coring ring attached to the front end of this outer tube, is suspended from a drill string, and is releasably locked in the guide element, in particular so that the crown is included within an imaginary outer shell of the guide member.
  • the outer tube is arranged to slide, after being released, in the internal space and in the deflection channel and then progress in the formation.
  • a removable tubing which extends from the inside of this outer tube, through the longitudinal cavity, to the selective actuating means.
  • the removable tubing has an open rear end to let pressurized fluid from the drill string.
  • a hooking piece is attached to this rear end and is arranged for a subsequent withdrawal of the tubing out of the aforesaid assembly.
  • An anterior end of said tubing is arranged for a releasable and sealed connection between the tubing and the selective actuating means for communicating thereto, through said tubing, the fluid under pressure.
  • the assembly described above is lowered into a block in the borehole and can be oriented for the crown to attack the wall. the hole in the desired direction. Only a simple exchange between the removable tubing and either the inner corer tube or said drilling plug must be made before attacking the wall.
  • the guide element may comprise a sliding member and the expandable device may comprise a chamber in which the sliding member can slide between two stop positions, a position in which the sliding member closes an exit passage. fluid contained under the pressure determined in the dilated expansion device and a position in which this member opens the outlet passage.
  • This arrangement allows to selectively escape at a desired moment the fluid out of the expandable element, so that it can be released from immobilization relative to the wall.
  • the tubing comprises through its wall an orifice, or several orifices at the same level.
  • An annular piston with an internal passage for the fluid, is sealingly mounted to slide in the tubing between a starting position upstream of the orifice (s), to allow fluid to enter the tubing through these ports. ci, and another stop position in which it closes the orifices.
  • the annular piston may comprise a valve seat adapted to receive a valve, preferably a ball, intended to close at least one important passage for the fluid in the tubing in the upstream direction downstream, and to release this passage in the opposite direction.
  • a valve preferably a ball
  • At least one bypass, of reduced cross section relative to that of said passage, can be arranged in a bypass of the valve seat and the valve.
  • the assembly of the invention may comprise a known system for measuring the orientation in the ground of an object equipped with this system, which may be arranged in a guide nose or between this one and the rest of the set of coring or deflected drilling.
  • the assembly according to the invention is particularly suitable in the case where a borehole has been drilled and where a log of this hole has been made.
  • it may be desired to carry out drilling and / or coring deviated from this hole in particular directions and at particular depths.
  • the actuating means are arranged to receive, as pressurized fluid, a fluid of the drilling fluid or coring type.
  • the actuating means are arranged to receive, as pressurized fluid, an expansion fluid pressurized by a fluid of the drilling fluid or coring type via a fluid. a separation piston.
  • Figure 14 shows in a view similar to that of Figure 3 but on a larger scale an arrangement of a piston sliding in the removable tubing.
  • Figures 15 to 18 show an alternative embodiment according to the invention of an assembly for coring or drilling deflected, in a surface position, before descent into the borehole.
  • FIGS 19 to 22 show this variant in the swelling position of the expandable device.
  • Figures 23 to 26 show this variant after deflation of the expandable device.
  • the coring or deflected drilling assembly comprises (FIGS. 1 to 5) a guide element 1 whose outer diameter is chosen so as to be able to enter the borehole (not shown) to a desired depth for the deviated coring.
  • the guide element 1 has from a rear end 3, in a direction of advance S coring or drilling to the bottom of the borehole, a coaxial internal space 5 of a diameter adapted to accommodate a corer 7.
  • An expandable device 9 is attached to the forward end 11 of the guide member 1 and has an outer side surface 13 which, in a rest state (shown in Fig. 1), has a smaller cross section than the hole probe and which is arranged to take, in an expanded state of the device 9, an immobilization support against the wall of the borehole.
  • the expandable device 9 includes selective actuating means 15 which are arranged to receive a fluid under pressure which causes expansion of the expandable device 9 beyond a predetermined pressure.
  • the expandable device 9 further comprises a check valve (not shown in this embodiment) arranged to oppose automatically an output of this fluid at a predetermined pressure of said actuating means 15.
  • the fluid under pressure can be particularly coring / drilling fluid, known in the art, brought so far through a drill string 17 ( Figure 5) to which all aforesaid is connected during use.
  • the expandable device 9 may comprise, for the abovementioned immobilization support, a sleeve 18 made of a waterproof elastic material arranged in said device 9, so as to be inflated by the aforementioned fluid pressurized and thus to take a firm hold against the wall of the borehole. During a release of the pressure, the sleeve 18 can then resume its original shape and release its immobilization support.
  • a deflection channel 19 is hollowed in the guide element 1 in extension and downstream of the internal space 5, upstream of the expandable device 9 along said direction of advance S.
  • the deflection channel 19, including a rear end 21 is coaxial with said inner space 5, has a bottom 23 and two lateral sides 25 which follow, from this rear end 21 and towards the expandable device 9, a direction inclined with respect to the longitudinal axis 27 of the element 1. Said bottom 23 intersects this axis 27.
  • the channel 19 extends to fully open the guide member 1, on the other side of the longitudinal axis 27, at an angle to the aforesaid wall which is chosen for the deviated coring.
  • the deflection channel 19 has a cross section adapted to allow said core core 7 to pass through the bottom 23 and the sides 25.
  • a longitudinal cavity 29 is cut in the guide element 1, parallel to the aforementioned longitudinal axis 27, and is arranged to allow passage from the aforesaid internal space to the actuating means 15 of the expandable device 9.
  • this longitudinal cavity 29 and the guide element 1 are coaxial.
  • an outer tube 33 of the corer 7 In the inner space 5 of the guide element 1, possibly even in a rear portion 31 of the deflection channel 19, there is arranged an outer tube 33 of the corer 7 aforesaid.
  • This outer tube 33 comprises a coring ring 35 fixed to the front end of this outer tube 33, is to be suspended from a drill string 17, and is releasably locked in the guide element 1, in particular of so that the ring 35 is included inside the imaginary outer casing of the guide member 1.
  • the outer tube 33 can be worn ( Figures 4 and 5) by two bearing bushes 36 so as to be able to after having been released, rotate and slide in the internal space 5 and in the deflection channel 19 and then progress in the formation.
  • a removable tubing 39 which extends from the inside of the outer tube 33, through the longitudinal cavity 29, to the means of 15.
  • the removable tubing 39 has a rear end 41 open to allow the pressurized fluid from the drill string 17 to pass therethrough.
  • a hooking piece 43 is attached to this rear end 41 and is arranged for subsequent withdrawal.
  • tubing 39 out of the above set.
  • An anterior end 45 of said tubular 39 is arranged for a releasable and sealed connection between the tubing 39 and the selective actuating means 15 for communicating thereto, through said tubing 39, the aforementioned fluid pressure.
  • the tubing 39 (FIG. 1) is driven into a through-hole 47 of the expandable device 9, two O-rings 49 sealing between the tubing 39 and the device 9.
  • the guide member 1 may comprise ( Figure 1) a sliding member 55 and the expandable device 9 may include a chamber 57 in which the sliding member 55 is guided and can slide between two stop positions, a position (shown) in which the sliding member 55 closes an outlet 59 of the fluid contained under the pressure determined in the expandable device 9 expanded and a position (not shown) in which the sliding member 55 opens this outlet passage 59.
  • the outer tube 33 may comprise an outer bearing face 61 (FIG. 3) facing upstream and intended to cooperate with an internal abutment face 63 (FIG. 4) that comprises the guide element 1, which is turned towards downstream and against which can abut the bearing face 61 when said outer tube 33 is pulled out of the borehole.
  • an outer bearing face 61 (FIG. 3) facing upstream and intended to cooperate with an internal abutment face 63 (FIG. 4) that comprises the guide element 1, which is turned towards downstream and against which can abut the bearing face 61 when said outer tube 33 is pulled out of the borehole.
  • outer tube 33 may advantageously be releasably secured in the guide element 1 by a pin 65 (FIG. 3) calibrated to break during a controlled rotation and / or translation movement of the outer tube 33 in the guide member 1 attached to the wall of the borehole by the expandable device 9 expanded.
  • a pin 65 (FIG. 3) calibrated to break during a controlled rotation and / or translation movement of the outer tube 33 in the guide member 1 attached to the wall of the borehole by the expandable device 9 expanded.
  • the deflected core / drill assembly that has just been described is first assembled, equipped with the removable tubing 39 according to FIGS. 1 to 5, and is attached to a drill string 17 via The assembly is then lowered into the borehole and rotated if necessary (see below), acting on the drill string 17, so that the deflection channel 19 has its opening in the direction in which it is desired to carotter or drill deviated.
  • the fluid sent from the surface, through the drill string 17 (FIG. 5) passes into the outer tube 33 and, by an annular space between the latter and the posterior end 41 of the tubing 39, this fluid arrives in tubing 39 through openings 67 therein provided.
  • a soft metal seal ring 69 may be provided between the tubing 39 and the outer tube 33 and prevent said fluid from escaping from the described path.
  • the fluid arrives ( Figure 1) at the anterior end 45 of the tubing 39 and, at an adequate pressure, inflates the sleeve 18 so that it is firmly pressed against the wall of the borehole.
  • the check valve (not shown in this embodiment) prevents the sleeve 18 from deflating.
  • the guide element 1 is thus immobilized in the borehole.
  • the removable tubing 39 can then be removed from the outer tube 33, in a known manner known as "wire line" in the loom, by means of its attachment piece 43 through the drill string 17. to the surface.
  • the inner tube 51 ( Figures 7 to 10) can be lowered into position in the outer tube 33 by the same technique of "wire line".
  • the inner tube 51 may be held in place, abutting near or in the ring 35 by the pressure of the fluid generally supplied for coring purposes.
  • it is first necessary to break the releasable locking in particular by rotating the outer tube 33, with the aid of the drill string 17, in the guide element 1 fixed to the wall of the borehole as explained above. This rotation, or a translational movement communicated to the outer tube 33 with or without shock, breaks the pin 65 calibrated for this purpose.
  • the corer 7 controlled, driven in rotation and pushed through the drill string 17, is guided by the guide member 1 to attack the wall of the borehole at the desired angle.
  • Said plug 53 may comprise (FIG. 11), in a bar 73 which composes it, a latch 75 which is pushed to a stop by a spring 77 in a position projecting from the bar 73 and which can be pushed back into a retracted position in said bar 73 by an external action.
  • the latch 75 has at each of its anterior and posterior ends an inclined pan arranged so that, when the plug 53 is inserted into the outer tube 33 or removed from it, said latch 75 automatically retracts into the bar 73.
  • a longitudinal groove 79 is cut in the inner wall of the outer tube 33 so as to receive the latch 75, which engages under the thrust of the spring 77. This can occur at the end of the descent of the plug 53 in the outer tube 33 when the latch 75 is in alignment with the groove 79. Otherwise, when the latches 75 and groove 79 are not aligned while the plug 53 is in place in the ring 35, this occurs because it There is a possible relative rotation between the plug 53 and the outer tube 33 as soon as they come into contact with the material to be drilled. The cooperation of the lock 75 and the groove 79 causes the coordinated rotation of the drill plug 53 by the outer tube 33 which drives the crown 35 in the same way.
  • FIG. 11 At the level where the housing of the lock 75 is located, one or more longitudinal ducts 80 drilled in the wall of the outer tube. 33, parallel to the longitudinal axis 27 and open only at their ends so as to prevent said latch 75 can hook.
  • the cap 53 is pushed longitudinally in downstream support, for example against an inner annular face 81 ( Figure 13) of the outer tube 33, by the pressure of the drilling fluid passing therethrough.
  • the bar 73 may be hollow between the attachment piece 43 and the housing of the lock 75 and have inlet and outlet ports so that fluid can flow from upstream to the 'downstream.
  • Another tubular section may be provided in said bar 73 between the housing of the latch 75 and the front end of the plug 53.
  • Slots 82 (FIG. 11) may be drilled in the front end of the plug 53 to provide for front nozzles.
  • 83 of the fluid from the annular space provided between the drill plug 53 and the outer tube 33.
  • the tubing 39 may comprise (FIGS. 3 and 14) through its wall an orifice 87, or several orifices 87 at the same level.
  • An annular piston 89 having an internal passage for the fluid, is then sealingly mounted to slide in said tubing 39 between a starting position (shown in FIGS. 3 and 14) upstream of the orifices 87, in order to allow to fluid entering through the tubing 39, and another position (not shown) abutting downstream, wherein the same piston 89 closes the orifices 87, the fluid being channeled then through the annular piston 89.
  • a valve seat 95 is arranged to receive a valve 97.
  • This may preferably be a ball 97 installed at the assembly or throwing through the drill string 17, and is intended for closing at least one major section of the passage for the fluid in the removable tubing 39 in the upstream direction downstream, and to release this passage in the opposite direction.
  • it can be formed, for example in the valve seat 95, at least one bypass 98, of reduced cross section relative to that of said passage, which is arranged in a bypass of the valve seat 95 and the valve 97.
  • the annular piston 89 is held in said starting position by a breakable element 91, such as a pin, calibrated to break under a thrust of the piston 89 subjected to a pressure beyond a given threshold.
  • a breakable element 91 such as a pin
  • a positioning stopper 99 (FIG. 5), in particular combined with the ring 69. which can bear against a suitable surface provided in the outer tube 33.
  • a releasable latch 100 in particular to two bolts 101, which is mounted on the pipe 39, the two bolts 101, shaped accordingly, are automatically locked by the action of a spring 103 in longitudinal notches 105 or other receptacles cut into the outer tube 33.
  • the two bolts 101 are removed from the notches 105 in a known manner.
  • a guide nose 107 in front of the expandable device 9 may be arranged a guide nose 107 whose anterior end is preferably hemispherical.
  • a known system, not shown, for measuring the orientation in the ground of an object equipped with this system can be interposed for example in said guide nose 107 or between the latter and the remainder of the coring assembly or deviated drilling.
  • This measurement system can be of the type that records data, then accessible after bringing the assembly and the system back to the surface, or of the type that transmits orientation data in real time to an operator on the surface.
  • the operator can optionally use these data transmitted in real time, so as to act on all and give it a particular orientation for drilling and / or coring.
  • said orientation measuring system can be associated with the removable tubular 39, preferably at its posterior end 41.
  • This system can be attached to it and then it is reassembled only after inflation.
  • elastic sleeve 18 and either it has transmitted in real time data on the orientation of the guide member 1, or the data is taken from the system once brought to the surface. Based on these orientation data of the assembly as it has been positioned in the borehole, a deviation from a desired orientation can be deduced therefrom and the orientation accordingly changed by acting on the train. rods.
  • said measurement system can be detachably associated with the rear end 41 of the removable tubing 39 and be brought up to the surface as many times as necessary, before inflating the elastic sleeve 18, in order to take the recorded orientation information and check that the orientation of the assembly is good or correct it accordingly.
  • a particular fluid without solid particles, to ensure a faultless operation of the check valve.
  • This particular fluid could be sent under pressure through the drill string 17 or stored in the above set and pressurized to using a coring / drilling fluid acting in particular on a piston 20 for separating the two fluids.
  • FIGS. 15 to 23 A coring or drilling set allowing this operation is illustrated in FIGS. 15 to 23.
  • the assembly according to the invention is at the surface, before the descent into the borehole.
  • the guide nose 107 of this installation comprises a supply pipe 108 which opens at one end to the outside and can be closed there by a tap 109.
  • the tap 109 is open, which allows a supply of a fluid without particles, for example water, in the pipe 108 which communicates with an annular cavity 110, provided inside a support cylinder 111 of the expandable device 9.
  • This annular cavity 110 communicates in turn with a cylindrical cavity 112, in the upstream part of which, in the direction of descent of the drilling assembly, is arranged a check valve 22.
  • This valve comprises a first portion 113 and a second portion 114 capable of to perform a reciprocal sliding movement.
  • valve 22 In the position shown in Figure 17, the valve 22 is in the up position.
  • the second portion 114 under its own weight, bears on a seat 115 of the first portion 113 and thus releases an annular passage 116 between the first portion 113 and the second portion 114 of the valve 22.
  • the valve 22 allows a passage of the fluid supplied from the cylindrical cavity 112 to the cylindrical chamber 117 in which the separation piston 20 is arranged.
  • the fed fluid exerts an upward pressure on one of the surfaces of the piston 20, while the other surface is at atmospheric pressure, since no fluid has yet been injected into the train of tubes.
  • the piston is thus driven upwards as soon as the product of this pressure by the first surface of the piston overcomes the friction resistance of the joints between the piston 20 and the outer wall 118 of the chamber 117.
  • the piston 20 can abut against the stop 119 and even cause detachment of the non-return valve 120 thus allowing a purge of the lower compartment of the chamber 117.
  • the annular cavity 110 has outlet ducts 131 oriented radially towards the inner lateral surface 12 of the expandable device.
  • the pressure applied to the liquid fed, which will serve as expansion fluid is not sufficient to overcome the inherent resistance of the expandable device 9 to expansion.
  • the tap 109 has been closed.
  • the removable tubing 39 As can be seen in FIG. 22, the removable tubing 39, as described in the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 14, is pressed in a sealed manner into one end of a tubular throttling element 121. at its end, this throttling element 121 is provided with a restrictor 122 which puts the throttle cavity in communication with the borehole through an outlet conduit 123 and which causes an upstream pressure increase.
  • the throttling element 121 Upstream of the choke, in the direction of flow of the drilling fluid fluid supplied by the removable tubing 39, the throttling element 121 is provided with small orifices 124 which are directed radially outwardly and allow thus, a portion of the drilling or coring fluid is fed into the compartment of the chamber 117 which is opposite to that receiving the dilation fluid.
  • the throttling element 121 thus separates the pressurized drilling fluid into two streams, a high flow main stream which is discharged into the borehole and a low flow secondary stream which acts to act on the separating piston.
  • the second portion 114 of the check valve 22 has been immobilized in the borehole by known means.
  • the first part 113 is then slid down into the second part 114, and, as illustrated in FIG. 21, the first part 113 in the low position bears on the seat 126 of the tubular part 114.
  • the valve 22 closes any passage of expansion fluid from the cylindrical cavity 112 to the chamber 117 of the separation piston 20.
  • the radial holes 132 provided in the second portion 114 of the check valve 22 are housed in front of the holes radial means 133 of a support tube 134 of the first portion 113 of the valve 22.
  • shear screws are then passed through these holes 132 and 133 so as to immobilize any movement of the second portion 114 relative to to the rest of the drilling and coring set and thus also to the first part 113.
  • the pressure of the expansion fluid in the chamber 117 becomes such that it drives down the ball 127 of the non-return valve integrated in the check valve 22, against the return spring 129.
  • An expansion fluid passage is then allowed from the chamber 117 of the separation piston 20 to the cylindrical cavity 112, where the pressure increases correspondingly.
  • the pressure exceeds the determined pressure to overcome the resistance of the expandable device 9.
  • the expandable device is then expanded, which allows immobilization of the assembly according to the invention to the inside the borehole.
  • the expandable device In the position shown in Figures 23 to 26, the expandable device must be deflated to allow movement, in particular a rise, of the drilling or coring assembly according to the invention in the borehole.
  • a pull is also exerted upward on the support tube 134 of the first portion 113 of the check valve 22. This pull is sufficient to shear the screws 135, as shown in FIG. 25.
  • the second portion 114 of the valve 22 is then released and can slide in its lower position, which again releases a passage 116 of the cylindrical cavity 112 to the cylindrical chamber 117 (as described with reference to Figure 17).
  • the product of the expansion fluid pressure from the surface of the separation piston 20 then becomes greater than the sum of the product of the pressure of the drilling or coring fluid remaining in the upper compartment of the chamber 117 by the surface of the piston of the separation and friction of the piston 20 against the outer wall 118 of this chamber 117.
  • the piston 20 slides upwards and the expandable device 9 returns by elastic return in its initial position in application on the support cylinder 111, which allows the desired movement of the drilling or coring assembly.
  • This last drilling or coring assembly according to the invention has the advantage of using at the level of the check valve and the expandable device of a clean fluid, it is i.e. without suspended particles which are a source of fouling of the check valve. Moreover, the division of the stream of drilling fluid under pressure into a main stream and a low flow secondary stream makes it possible to act in a controlled manner on the separation piston, and therefore on the expansion device, without taking into account the flow rate of the fluid. drilling. Separate pumping of drilling fluid during the expansion operation is not required, pumping installations required for drilling or coring may be used.

Description

  • La présente invention concerne un ensemble destiné à un carottage ou forage dévié, dans une paroi d'un trou de sonde foré ou carotté préalablement dans une formation.
  • Il existe de nombreux ensembles destinés à ce genre de travail mais ceux que l'on connaît à ce jour nécessitent une opération préalable de mise en place de l'élément de guidage ou de déviation, séparément de l'opération de descente du carottier et d'utilisation de celui-ci. Cette succession d'opérations prend beaucoup de temps qui, comme on le sait, coûte très cher dans ce métier en raison de la spécialisation particulière des individus qui le pratiquent, des risques qu'ils courent, du matériel spécifique utilisé, de la complexité technique des opérations qui doivent être effectuées, etc.,... Il y a en plus les risques de perdre du matériel coûteux dans le sol à chaque opération de descente et de montée et, souvent à cause de cela, de perdre en plus l'accès au trou de sonde.
  • Afin d'éviter un maximum de ces risques, et d'économiser du temps opératoire, la présente invention a pour but de proposer un ensemble avec lequel on descend en une opération l'élément de guidage ou de déviation et le carottier. Un tel système de carottage dévié à une passe est décrit dans le brevet EP 0 514 657 A.
  • A cet effet, l'ensemble de carottage ou forage dévié de l'invention comprend un élément de guidage dont le diamètre extérieur est choisi pour pouvoir entrer dans le trou de sonde jusqu'à une profondeur souhaitée pour le carottage dévié, et qui présente à partir d'une extrémité postérieure, suivant un sens d'avance du carottage ou forage vers le fond du trou de sonde, un espace interne coaxial d'un diamètre adapté pour y loger un carottier.
  • Un dispositif dilatable, fixé à l'extrémité antérieure de l'élément de guidage, présente une surface latérale externe qui, dans un état de repos, a une section transversale inférieure à celle du trou de sonde et qui est agencée pour prendre, dans un état dilaté du dispositif, un appui d'immobilisation dudit ensemble contre la paroi du trou de sonde. Le dispositif dilatable comporte des moyens d'actionnement sélectif, agencés pour recevoir un fluide sous pression qui provoque une dilatation du dispositif dilatable au delà d'une pression déterminée du fluide, et une soupape agencée pour s'opposer automatiquement à une sortie de ce fluide à pression déterminée hors desdits moyens d'actionnement.
  • Un canal de déviation est creusé dans l'élément de guidage en prolongement de l'espace interne, en amont du dispositif dilatable suivant ledit sens d'avance. Le canal de déviation présente une extrémité postérieure coaxiale audit espace interne, un fond et des côtés latéraux qui suivent, à partir de cette extrémité postérieure du canal et en direction du dispositif dilatable, une direction inclinée par rapport à l'axe longitudinal de l'élément de guidage, le fond coupant cet axe. Le canal s'étend jusqu'à déboucher entièrement de l'élément de guidage, de l'autre côté de l'axe longitudinal, suivant un angle par rapport à la paroi susdite qui est choisi pour le carottage dévié. Le canal de déviation présente une section transversale adaptée pour qu'y puisse passer ledit carottier guidé par le fond et les côtés.
  • Une cavité longitudinale est taillée dans l'élément de guidage parallèlement à l'axe longitudinal précité, et est agencée pour permettre un passage depuis l'espace interne susdit jusqu'aux moyens d'actionnement du dispositif dilatable.
  • Dans l'espace interne de l'élément de guidage, éventuellement même dans une portion postérieure du canal de déviation, il est agencé un tube extérieur du carottier susdit. Ce tube extérieur comporte une couronne de carottage fixée à l'extrémité antérieure de ce tube extérieur, est à suspendre à un train de tiges, et est bloqué d'une manière libérable dans l'élément de guidage, notamment de façon à ce que la couronne soit comprise à l'intérieur d'une enveloppe extérieure imaginaire de l'élément de guidage. Le tube extérieur est agencé pour pouvoir coulisser, après avoir été libéré, dans l'espace interne et dans le canal de déviation et progresser ensuite dans la formation.
  • Dans le tube extérieur du carottier, disposé temporairement pour actionner le dispositif dilatable, il est monté une tubulure amovible qui s'étend depuis l'intérieur de ce tube extérieur, à travers la cavité longitudinale, jusqu'aux moyens d'actionnement sélectif. La tubulure amovible comporte une extrémité postérieure ouverte pour y laisser passer du fluide sous pression provenant du train de tiges. Une pièce d'accrochage est fixée à cette extrémité postérieure et est agencée pour un retrait ultérieur de la tubulure hors de l'ensemble susdit. Une extrémité antérieure de ladite tubulure est agencée pour un raccordement libérable et étanche entre la tubulure et les moyens d'actionnement sélectif en vue de communiquer à ceux-ci, par ladite tubulure, le fluide sous pression.
  • Dans ce même tube extérieur, après avoir dilaté le dispositif dilatable et avoir retiré ladite tubulure hors de l'ensemble, on peut disposer soit un tube intérieur de carottier soit un bouchon de couronne agencé pour que celle-ci puisse faire du forage, le tube intérieur ou le bouchon présentant une pièce d'accrochage fixée à son extrémité postérieure et agencée pour sa descente et son retrait ultérieur hors de l'ensemble susdit.
  • Comme cela peut être compris par un homme de métier à la lecture de ce qui précède, l'ensemble décrit ci-dessus, ainsi assemblé, est descendu en un bloc dans le trou de sonde et peut être orienté pour que la couronne attaque la paroi du trou dans la direction souhaitée. Seul un échange simple entre la tubulure amovible et soit le tube intérieur de carottier soit ledit bouchon de forage doit être réalisé avant d'attaquer la paroi.
  • Pour leur fixation réciproque, l'élément de guidage peut comporter un organe coulissant et le dispositif dilatable peut comporter une chambre dans laquelle l'organe coulissant peut coulisser entre deux positions à butée, une position dans laquelle l'organe coulissant ferme un passage de sortie du fluide contenu sous la pression déterminée dans le dispositif dilatable dilaté et une position dans laquelle cet organe ouvre ce passage de sortie. Ce montage permet de laisser échapper sélectivement à un moment souhaité le fluide hors de l'élément dilatable, pour que celui-ci puisse se libérer de l'immobilisation par rapport à la paroi.
  • Suivant une forme de réalisation de l'invention, la tubulure comporte à travers sa paroi un orifice, ou plusieurs orifices à un même niveau. Un piston annulaire, avec un passage intérieur pour le fluide, est monté de manière étanche pour coulisser dans la tubulure entre une position de départ en amont du ou des orifices, afin de permettre à du fluide d'entrer dans la tubulure à travers ceux-ci, et une autre position à butée dans laquelle il obture le ou les orifices.
  • Du côté en amont, le piston annulaire peut comporter un siège de soupape adapté pour recevoir une soupape, de préférence une bille, destinée à fermer au moins un passage important pour le fluide dans la tubulure dans le sens d'amont en aval, et de libérer ce passage dans le sens inverse. Au moins un bipasse, de section transversale réduite par rapport à celle dudit passage, peut être agencé en bipasse du siège de soupape et de la soupape.
  • Suivant une forme de réalisation particulière, l'ensemble de l'invention peut comporter un système connu de mesure de l'orientation dans le sol d'un objet équipé de ce système, celui-ci pouvant être disposé dans un nez de guidage ou entre celui-ci et le reste de l'ensemble de carottage ou forage dévié.
  • Ainsi, l'ensemble suivant l'invention convient particulièrement bien dans le cas où un trou de sonde a été foré et où une diagraphie de ce trou a été faite. En fonction de données recueillies par cette diagraphie, il peut être souhaité effectuer des forages et/ou carottages déviés à partir de ce trou dans des directions et à des profondeurs particulières.
  • Suivant une forme particulière de réalisation de l'invention, les moyens d'actionnement sont agencés pour recevoir, comme fluide sous pression, un fluide de type fluide de forage ou de carottage. Suivant une forme particulièrement avantageuse de réalisation de l'invention, les moyens d'actionnement sont agencés pour recevoir, comme fluide sous pression, un fluide de dilatation mis sous pression par un fluide de type fluide de forage ou de carottage par l'intermédiaire d'un piston de séparation.
  • D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation particulières de l'ensemble suivant l'invention. Un ensemble est représenté par tronçons sur des figures successives qui, en partant par exemple de l'extrémité antérieure de l'ensemble, sont à mettre à la suite l'une de l'autre, le haut de l'une étant suivi par le bas de la suivante. Les différentes figures sont des vues en élévation avec, le cas échéant, des brisures et/ou des coupes axiales partielles.
  • Pour un ensemble assemblé pour être descendu dans un trou de sonde, il est représenté à
    • la figure 1
    une extrémité antérieure d'un ensemble suivant l'invention, comportant en particulier un dispositif dilatable,
    la figure 2
    un tronçon suivant comportant un élément de guidage et son canal de déviation, ainsi qu'une tubulure amovible,
    la figure 3
    un tronçon suivant comportant l'élément de guidage, ladite tubulure, la couronne et un tube extérieur de carottier,
    la figure 4
    un tronçon suivant de l'élément de guidage avec ladite tubulure et le tube extérieur, et à
    la figure 5
    un tronçon suivant comportant l'extrémité postérieure des élément de guidage et tubulure, ainsi que le tube extérieur.
  • Pour le même ensemble assemblé pour un carottage dévié dans le trou de sonde, il est représenté à
    • la figure 6
    l'extrémité antérieure de l'ensemble suivant l'invention, comportant en particulier le dispositif dilatable,
    la figure 7
    le tronçon suivant comportant l'élément de guidage et son canal de déviation,
    la figure 8
    un tronçon suivant comportant l'élément de guidage, la couronne, un tube extérieur et un tube intérieur de carottier,
    la figure 9
    un tronçon suivant avec l'élément de guidage et les tubes extérieur et intérieur de carottier, et à
    la figure 10
    un tronçon suivant avec l'extrémité postérieure des élément de guidage et tube intérieur, le tube extérieur se prolongeant au delà du haut de cette figure.
  • Pour le même ensemble encore, mais pour un forage dévié dans le trou de sonde, il est représenté à
    • la figure 11
    un tronçon avec l'élément de guidage et l'extrémité antérieure du carottier équipé d'un bouchon de forage au lieu d'un tube intérieur,
    la figure 12
    un tronçon suivant avec l'élément de guidage, le tube extérieur et une barre prolongeant ledit bouchon, et à
    la figure 13
    un tronçon suivant avec l'extrémité postérieure des élément de guidage et barre de prolongation.
  • La figure 14 montre dans une vue semblable à celle de la figure 3 mais à une échelle supérieure un agencement d'un piston coulissant dans la tubulure amovible.
  • Les figures 15 à 18 représentent une variante de réalisation suivant l'invention d'un ensemble destiné à un carottage ou forage dévié, dans une position en surface, avant descente dans le trou de sonde.
  • Les figures 19 à 22 représentent cette variante en position de gonflement du dispositif dilatable.
  • Les figures 23 à 26 représentent cette variante après dégonflement du dispositif dilatable.
  • Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
  • Suivant l'invention, l'ensemble de carottage ou forage dévié comprend (figures 1 à 5) un élément de guidage 1 dont le diamètre extérieur est choisi pour pouvoir entrer dans le trou de sonde (non représenté) jusqu'à une profondeur souhaitée pour le carottage dévié. L'élément de guidage 1 présente à partir d'une extrémité postérieure 3, suivant un sens d'avance S du carottage ou forage vers le fond du trou de sonde, un espace interne 5 coaxial d'un diamètre adapté pour y loger un carottier 7.
  • Un dispositif dilatable 9 est fixé à l'extrémité antérieure 11 de l'élément de guidage 1 et présente une surface latérale externe 13 qui, dans un état de repos (représenté à la figure 1), a une section transversale inférieure à celle du trou de sonde et qui est agencée pour prendre, dans un état dilaté du dispositif 9, un appui d'immobilisation contre la paroi du trou de sonde. Le dispositif dilatable 9 comporte des moyens d'actionnement sélectif 15 qui sont agencés pour recevoir un fluide sous pression qui provoque une dilatation du dispositif dilatable 9 au delà d'une pression déterminée. Le dispositif dilatable 9 comporte de plus une soupape de retenue (non représentée dans cette forme de réalisation) agencée pour s'opposer automatiquement à une sortie de ce fluide à pression déterminée desdits moyens d'actionnement 15. Le fluide sous pression peut être notamment un fluide de carottage/forage, connu dans le métier, amené jusque là à travers un train de tiges 17 (figure 5) auquel l'ensemble susdit est raccordé lors de son utilisation.
  • Le dispositif dilatable 9 peut comporter, pour l'appui d'immobilisation susdit, un manchon 18 en matière élastique étanche agencé, dans ledit dispositif 9, de manière à pouvoir être gonflé par le fluide précité mis sous pression et à prendre ainsi solidement appui contre la paroi du trou de sonde. Lors d'un relâchement de la pression, le manchon 18 peut alors reprendre sa forme de départ et relâcher son appui d'immobilisation.
  • Un canal de déviation 19 est creusé dans l'élément de guidage 1 en prolongement et en aval de l'espace interne 5, en amont du dispositif dilatable 9 suivant ledit sens d'avance S. Le canal de déviation 19, dont une extrémité postérieure 21 est coaxiale audit espace interne 5, présente un fond 23 et deux côtés latéraux 25 qui suivent, à partir de cette extrémité postérieure 21 et en direction du dispositif dilatable 9, une direction inclinée par rapport à l'axe longitudinal 27 de l'élément de guidage 1. Ledit fond 23 coupe cet axe 27. Le canal 19 s'étend jusqu'à déboucher entièrement de l'élément de guidage 1, de l'autre côté de l'axe longitudinal 27, suivant un angle par rapport à la paroi susdite qui est choisi pour le carottage dévié. Le canal de déviation 19 présente une section transversale adaptée pour qu'y puisse passer ledit carottier 7 guidé par le fond 23 et les côtés 25.
  • Une cavité longitudinale 29 est taillée dans l'élément de guidage 1, parallèlement à l'axe longitudinal 27 précité, et est agencée pour permettre un passage depuis l'espace interne 5 susdit jusqu'aux moyens d'actionnement 15 du dispositif dilatable 9. De préférence, cette cavité longitudinale 29 et l'élément de guidage 1 sont coaxiaux.
  • Dans l'espace interne 5 de l'élément de guidage 1, éventuellement même dans une portion postérieure 31 du canal de déviation 19, il est agencé un tube extérieur 33 du carottier 7 susdit. Ce tube extérieur 33 comporte une couronne de carottage 35 fixée à l'extrémité antérieure de ce tube extérieur 33, est à suspendre à un train de tiges 17, et est bloqué d'une manière libérable dans l'élément de guidage 1, notamment de façon à ce que la couronne 35 soit comprise à l'intérieur de l'enveloppe extérieure imaginaire de l'élément de guidage 1. Le tube extérieur 33 peut être porté (figures 4 et 5) par deux douilles de palier 36 de façon à pouvoir, après avoir été libéré, tourner et coulisser dans l'espace interne 5 et dans le canal de déviation 19 et pouvoir progresser ensuite dans la formation.
  • Dans le tube extérieur 33 du carottier 7, pour actionner le dispositif dilatable 9, il est disposé temporairement une tubulure amovible 39 qui s'étend depuis l'intérieur de ce tube extérieur 33, à travers la cavité longitudinale 29, jusqu'aux moyens d'actionnement sélectif 15. La tubulure amovible 39 comporte une extrémité postérieure 41 ouverte pour y laisser passer le fluide sous pression provenant du train de tiges 17. Une pièce d'accrochage 43 est fixée à cette extrémité postérieure 41 et est agencée pour un retrait ultérieur de la tubulure 39 hors de l'ensemble susdit. Une extrémité antérieure 45 de ladite tubulure 39 est agencée pour un raccordement libérable et étanche entre la tubulure 39 et les moyens d'actionnement sélectif 15 en vue de communiquer à ceux-ci, par ladite tubulure 39, le fluide sous pression précité. Par exemple, la tubulure 39 (figure 1) est enfoncée dans un trou de passage 47 du dispositif dilatable 9, deux joints toriques 49 réalisant l'étanchéité entre la tubulure 39 et ledit dispositif 9.
  • Dans ce même tube extérieur 33, après avoir dilaté le dispositif dilatable 9 et avoir retiré ladite tubulure 39 hors de l'ensemble, on peut disposer soit un tube intérieur 51 usuel (figures 8 à 10) pour le carottier 7 soit un bouchon 53 de forage (figures 11 à 13) qui complète la couronne 35 pour former une tête de forage. A son extrémité antérieure qui peut faire saillie de la couronne 35, le bouchon 53 est alors équipé de couteaux ou d'éléments abrasifs. Le tube intérieur 51 et le bouchon 53 présentent également chacun une pièce d'accrochage 43 fixée chaque fois à leur extrémité postérieure et agencée pour leur descente dans, ou retrait ultérieur hors de, l'ensemble susdit.
  • Pour les fixer l'un à l'autre, l'élément de guidage 1 peut comporter (figure 1) un organe coulissant 55 et le dispositif dilatable 9 peut comporter une chambre 57 dans laquelle l'organe coulissant 55 est guidé et peut coulisser entre deux positions à butée, une position (représentée) dans laquelle l'organe coulissant 55 ferme un passage 59 de sortie du fluide contenu sous la pression déterminée dans le dispositif dilatable 9 dilaté et une position (non représentée) dans laquelle cet organe coulissant 55 ouvre ce passage de sortie 59.
  • Le tube extérieur 33 peut comporter une face externe d'appui 61 (figure 3) tournée vers l'amont et destinée à coopérer avec une face interne de butée 63 (figure 4) que comporte l'élément de guidage 1, qui est tournée vers l'aval et contre laquelle peut venir buter la face d'appui 61 lorsque ledit tube extérieur 33 est tiré hors du trou de sonde.
  • De plus, le tube extérieur 33 peut être avantageusement retenu fixé, de manière libérable, dans l'élément de guidage 1 par une broche 65 (figure 3) calibrée pour se casser lors d'un mouvement commandé de rotation et/ou de translation du tube extérieur 33 dans l'élément de guidage 1 fixé à la paroi du trou de sonde par le dispositif dilatable 9 dilaté.
  • Pour être utilisé, l'ensemble de carottage/forage dévié qui vient d'être décrit est d'abord assemblé, équipé de la tubulure amovible 39 suivant les figures 1 à 5, et est fixé à un train de tiges 17 par l'intermédiaire du tube extérieur 33. L'ensemble est ensuite descendu dans le trou de sonde et tourné si nécessaire (voir plus loin), en agissant sur le train de tiges 17, pour que le canal de déviation 19 présente son ouverture dans la direction dans laquelle il est souhaité carotter ou forer de manière déviée. Le fluide envoyé depuis la surface, à travers le train de tiges 17 (figure 5), passe dans le tube extérieur 33 et, par un espace annulaire entre celui-ci et l'extrémité postérieure 41 de la tubulure 39, ce fluide arrive dans la tubulure 39 à travers des ouvertures 67 qui y sont ménagées. Une bague d'étanchéité 69 en métal tendre peut être prévue entre la tubulure 39 et le tube extérieur 33 et empêche ledit fluide de s'échapper de la voie décrite. Le fluide arrive (figure 1) à l'extrémité antérieure 45 de la tubulure 39 et, mis à une pression adéquate, gonfle le manchon 18 pour que celui-ci soit fermement pressé contre la paroi du trou de sonde. Lorsque la pression est ensuite réduite, la soupape de retenue (non représentée dans cette forme de réalisation) empêche le manchon 18 de se dégonfler. L'élément de guidage 1 est ainsi immobilisé dans le trou de sonde. La tubulure amovible 39 peut alors être retirée du tube extérieur 33, d'une manière connue dite "wire line" ("travail au câble") dans le métier, au moyen de sa pièce d'accrochage 43 à travers le train de tiges 17 jusqu'à la surface.
  • S'il est alors souhaité carotter, le tube intérieur 51 (figures 7 à 10) peut être descendu en position dans le tube extérieur 33 par la même technique de "wire line". Le tube intérieur 51 peut être maintenu en place, à butée près de ou dans la couronne 35 par la pression du fluide envoyé dans l'ensemble à des fins de carottage. Pour démarrer le carottage dévié, il faut d'abord rompre le blocage libérable, notamment en faisant tourner le tube extérieur 33, à l'aide du train de tiges 17, dans l'élément de guidage 1 fixé à la paroi du trou de sonde comme cela est expliqué ci-dessus. Cette rotation, ou un mouvement de translation communiqué au tube extérieur 33 avec ou sans choc, brise la broche 65 calibrée à cet effet. Le carottier 7 commandé, entraîné en rotation et poussé par l'intermédiaire du train de tiges 17, est guidé par l'élément de guidage 1 pour attaquer la paroi du trou de sonde suivant l'angle prévu.
  • S'il est souhaité faire un forage dévié dans la direction réglée, soit avant un carottage dévié, soit sans carottage consécutif, soit encore après un carottage dévié dans cette direction, on installe dans le tube extérieur 33, au lieu du tube intérieur 51, ledit bouchon 53 (figures 11 à 13) à l'aide de la même technique du "wire line". Ledit bouchon 53 peut comporter (figure 11), dans une barre 73 qui le compose, un verrou 75 qui est poussé à butée par un ressort 77 dans une position en saillie hors de la barre 73 et qui peut être repoussé dans une position escamotée dans ladite barre 73 par une action externe. Le verrou 75 comporte à chacune de ses extrémités antérieures et postérieures un pan incliné agencé de façon à ce que, lorsque le bouchon 53 est introduit dans le tube extérieur 33 ou en est retiré, ledit verrou 75 s'escamote automatiquement dans la barre 73.
  • Une rainure longitudinale 79 est taillée dans la paroi intérieure du tube extérieur 33 de manière à pouvoir recevoir le verrou 75, qui s'y engage sous la poussée du ressort 77. Cela peut se produire à la fin de la descente du bouchon 53 dans le tube extérieur 33 lorsque le verrou 75 est dans l'alignement de la rainure 79. Sinon, lorsque les verrou 75 et rainure 79 ne sont pas alignés alors que le bouchon 53 est en place dans la couronne 35, cela se produit parce qu'il y a une rotation relative possible entre les bouchon 53 et tube extérieur 33 dès que ceux-ci entrent en prise avec la matière à forer. La coopération du verrou 75 et de la rainure 79 provoque l'entraînement en rotation coordonnée du bouchon de forage 53 par le tube extérieur 33 qui entraîne de la même façon la couronne 35.
  • On peut remarquer (figure 11) au niveau où se situe le logement du verrou 75, un ou des conduits longitudinaux 80 forés dans la paroi du tube extérieur 33, parallèlement à l'axe longitudinal 27 et ouverts uniquement à leurs extrémités de façon à éviter que ledit verrou 75 puisse s'y accrocher.
  • Dans la forme de réalisation représentée, le bouchon 53 est poussé longitudinalement en appui vers l'aval, par exemple contre une face annulaire interne 81 (figure 13) du tube extérieur 33, par la pression du fluide de forage qui y passe.
  • On remarque dans les figures 13 à 11 que la barre 73 peut être creuse entre la pièce d'accrochage 43 et le logement du verrou 75 et comporter des orifices d'entrée et de sortie pour que du fluide puisse y circuler d'amont vers l'aval. Une autre section tubulaire peut être ménagée dans ladite barre 73 entre le logement du verrou 75 et l'extrémité antérieure du bouchon 53. Des passages 82 (figure 11) peuvent être creusés dans l'extrémité antérieure du bouchon 53 pour amener à des ajutages frontaux 83 de ce dernier du fluide provenant de l'espace annulaire prévu entre le bouchon de forage 53 et le tube extérieur 33.
  • Dans une forme de réalisation de l'invention, la tubulure 39 peut comporter (figures 3 et 14) à travers sa paroi un orifice 87, ou plusieurs orifices 87 à un même niveau. Un piston annulaire 89, comportant un passage intérieur pour le fluide, est alors monté de manière étanche pour coulisser dans ladite tubulure 39 entre une position de départ (représentée dans les figures 3 et 14) en amont du ou des orifices 87, afin de permettre à du fluide d'entrer par ceux-ci dans la tubulure 39, et une autre position (non représentée) à butée vers l'aval, dans laquelle le même piston 89 obture le ou les orifices 87, le fluide étant canalisé alors à travers le piston annulaire 89.
  • Associé au piston annulaire 89, un siège de soupape 95 est disposé pour recevoir une soupape 97. Celle-ci peut être de préférence une bille 97 installée à l'assemblage ou à lancer à travers le train de tiges 17, et elle est destinée à fermer au moins une section importante du passage pour le fluide dans la tubulure amovible 39 dans le sens d'amont en aval, et à libérer ce passage dans le sens inverse. Pour assurer un passage réduit souhaité d'amont vers l'aval, il peut être façonné, par exemple dans le siège de soupape 95, au moins un bipasse 98, de section transversale réduite par rapport à celle dudit passage, qui est agencé en bipasse du siège de soupape 95 et de la soupape 97.
  • Lorsque l'ensemble décrit ci-dessus, comportant ladite tubulure amovible 39, est descendu dans le trou de sonde, du fluide contenu dans ce trou doit pouvoir s'en échapper vers la surface sans provoquer une force capable de déloger la tubulure 39 de sa position de montage dans l'ensemble. Lorsque les orifices 87 sont ouverts comme cela est représenté, du fluide peut entrer à travers ceux-ci dans la tubulure 39 et remonter vers la surface sans pousser exagérément la tubulure 39 vers la surface. Quand l'ensemble est disposé en position de forage/carottage dévié, il suffit de donner un coup de pression de valeur prévisible à un moment voulu pour que le piston annulaire 89 soit poussé de sa position de départ représentée jusqu'à sa position à butée vers l'aval, dans laquelle il obture les orifices 87 afin de forcer le fluide à aller jusqu'aux moyens d'actionnement sélectif 15 pour gonfler le manchon 18.
  • Le passage à travers le piston annulaire 89 devant être relativement grand pour laisser passer efficacement le fluide d'aval vers l'amont comme expliqué ci-dessus, le coup de pression susdit destiné à déplacer ce piston 89 peut devoir être exagérément grand, d'un niveau non souhaitable. Pour obtenir avec sûreté un déplacement du piston annulaire 89 à une pression raisonnable, la soupape ou bille 95 susdite est utilisée. Elle obture alors ledit passage d'amont vers l'aval et offre au fluide une plus grande surface, de sorte que le piston annulaire 89 est poussé de manière efficace, par la combinaison avec la bille 95, dans sa position de fermeture des orifices 87. Le ou les bipasses 98 permettent que du fluide passe cependant d'amont vers l'aval pour actionner le dispositif dilatable 9.
  • Avantageusement, le piston annulaire 89 est maintenu dans ladite position de départ par un élément cassable 91, tel qu'une goupille, calibré pour casser sous une poussée du piston 89 soumis à une pression au delà d'un seuil donné.
  • Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications.
  • Ainsi, pour empêcher un mouvement longitudinal de la tubulure amovible 39 dans le tube extérieur 33, il peut être prévu, par exemple du côté en amont sur la tubulure 39, une butée de positionnement 99 (figure 5), notamment combinée avec la bague 69, qui peut prendre appui contre une surface adéquate prévue dans le tube extérieur 33. On peut en plus adapter un verrou libérable 100, notamment à deux pênes 101, qui est monté sur la tubulure 39, dont les deux pênes 101, façonnés en conséquence, se bloquent automatiquement par l'action d'un ressort 103 dans des encoches longitudinales 105 ou autres réceptacles taillés dans le tube extérieur 33. Lors d'une traction donnée sur ladite pièce d'accrochage 43 pour retirer la tubulure 39 du tube extérieur 33, les deux pênes 101 sont retirés des encoches 105 d'une manière connue.
  • Comme le montre les figures 1 et 6, en avant du dispositif dilatable 9 peut être agencé un nez de guidage 107 dont l'extrémité antérieure est de préférence hémisphérique.
  • Un système connu, non représenté, de mesure de l'orientation dans le sol d'un objet équipé de ce système peut être intercalé par exemple dans ledit nez de guidage 107 ou entre celui-ci et le reste de l'ensemble de carottage ou forage dévié. Ce système de mesure peut être du type qui enregistre des données, accessibles alors après avoir ramené ledit ensemble et le système à la surface, ou du type qui transmet en temps réel à un opérateur en surface des données d'orientations. En fonction du matériel de carottage mis en oeuvre, l'opérateur peut éventuellement utiliser ces données transmises en temps réel, de façon à agir sur l'ensemble et lui donner une orientation particulière pour forer et/ou carotter.
  • Dans une autre forme de réalisation, ledit système de mesure d'orientation peut être associé à la tubulure amovible 39, de préférence à son extrémité postérieure 41. Ce système peut y être fixé et alors il n'est remonté qu'après le gonflage du manchon élastique 18 et soit il a transmis en temps réel des données sur l'orientation de l'élément de guidage 1, soit on prélève ces données du système une fois ramené à la surface. En fonction de ces données d'orientation de l'ensemble tel qu'il a été positionné dans le trou de sonde, on peut en déduire un écart par rapport à une orientation souhaitée et modifier l'orientation en conséquence en agissant sur le train de tiges.
  • Dans une autre variante encore, ledit système de mesure peut être associé de manière détachable à l'extrémité postérieure 41 de la tubulure amovible 39 et être remonté à la surface autant de fois que nécessaire, avant de gonfler le manchon élastique 18, afin d'en prélever les informations d'orientation enregistrées et de vérifier que l'orientation de l'ensemble est bonne ou de la corriger en conséquence.
  • Dans un cas comme dans l'autre, après avoir équipé ledit ensemble du système précité, et avant de descendre le tout dans le trou de sonde, on peut faire un étalonnage dudit système pour connaître de façon univoque son orientation par rapport à celle du canal de déviation 19 par exemple et pour pouvoir régler de manière sûre l'orientation de ce canal.
  • On pourrait aussi préférer, pour l'opération de gonflage, un fluide particulier, sans particules solides, pour s'assurer d'un fonctionnement sans faille de la soupape de retenue. Ce fluide particulier pourrait être envoyé sous pression à travers le train de tiges 17 ou être emmagasiné dans l'ensemble susdit et mis sous pression à l'aide d'un fluide de carottage/forage agissant notamment sur un piston 20 de séparation des deux fluides.
  • Un ensemble de carottage ou de forage permettant ce fonctionnement est illustré aux figures 15 à 23.
  • Sur les figures 15 à 18, l'ensemble suivant l'invention est en surface, avant la descente dans le trou de sonde. Le nez de guidage 107 de cette installation comporte une canalisation d'alimentation 108 qui débouche à une extrémité à l'extérieur et peut être obturée là par un robinet 109. Dans la position illustrée sur la figure 15, le robinet 109 est ouvert, ce qui permet une alimentation d'un fluide sans particules, par exemple d'eau, dans la canalisation 108 qui communique avec une cavité annulaire 110, prévue à l'intérieur d'un cylindre de support 111 du dispositif dilatable 9. Cette cavité annulaire 110 communique à son tour avec une cavité cylindrique 112, dans la partie amont de laquelle, dans le sens de descente de l'ensemble de forage, est agencée une soupape de retenue 22. Cette soupape comprend une première partie 113 et une deuxième partie 114 capables d'effectuer un mouvement réciproque de coulissement.
  • Dans la position illustrée sur la figure 17, la soupape 22 est en position haute. La deuxième partie 114 prend, sous son propre poids, appui sur un siège 115 de la première partie 113 et libère ainsi un passage annulaire 116 entre la première partie 113 et la deuxième partie 114 de la soupape 22. Dans cette position, la soupape 22 permet un passage du fluide alimenté de la cavité cylindrique 112 à la chambre cylindrique 117 dans laquelle est agencé le piston de séparation 20.
  • Dans la position illustrée sur la figure 18, le fluide alimenté exerce une pression vers le haut sur une des surfaces du piston 20, tandis que l'autre surface est à la pression atmosphérique, puisqu'aucun fluide n'a encore été injecté dans le train de tubes. Le piston est donc entraîné vers le haut dès que le produit de cette pression par la première surface du piston vainc la résistance du frottement des joints entre le piston 20 et la paroi externe 118 de la chambre 117.
  • En position haute, le piston 20 peut buter contre la butée 119 et même provoquer un décollement de la valve anti-retour 120 en permettant ainsi une purge du compartiment inférieur de la chambre 117.
  • Comme on peut le voir sur la figure 16, la cavité annulaire 110 présente des conduits de sortie 131 orientés radialement vers la surface latérale interne 12 du dispositif dilatable. Toutefois la pression appliquée au liquide alimenté, qui va servir de liquide de dilatation, n'est pas suffisante pour vaincre la résistance inhérente du dispositif dilatable 9 à une dilatation.
  • Sur les figures 19 à 22, l'ensemble suivant l'invention a été descendu dans le trou de sonde et le dispositif dilatable 9 est en cours de dilatation.
  • Le robinet 109 a été fermé.
  • Ainsi qu'il ressort de la figure 22, la tubulure amovible 39, telle que décrite dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 14, est enfoncée de manière étanche dans une extrémité d'un élément tubulaire d'étranglement 121. A son extrémité, cet élément d'étranglement 121 est pourvu d'un étrangleur 122 qui met en communication la cavité de l'élément d'étranglement avec le trou de sonde par un conduit de sortie 123 et qui provoque une augmentation de pression en amont.
  • En amont de l'étrangleur, dans le sens d'écoulement du fluide de type fluide de forage amené par la tubulure amovible 39, l'élément d'étranglement 121 est pourvu de petits orifices 124 qui sont dirigés radialement vers l'extérieur et permettent ainsi à une partie du fluide de forage ou de carottage de parvenir dans le compartiment de la chambre 117 qui est situé à l'opposé de celui recevant le fluide de dilatation.
  • L'élément d'étranglement 121 sépare donc le fluide de forage sous pression en deux courants, un courant principal à grand débit qui est évacué dans le trou de sonde et un courant secondaire à faible débit qui sert à agir sur le piston de séparation 20. Lorsque le produit de la pression du fluide de forage par la surface du piston de séparation 20 est supérieur à la somme du produit de la pression du fluide de dilatation par la surface du piston de séparation 20 et du frottement du piston de séparation 20 sur la paroi interne 118 de la chambre 117, le piston est déplacé vers le bas.
  • En position basse, le piston 20 vient en appui contre la butée 125.
  • En position basse de l'ensemble de forage ou de carottage suivant l'invention, la deuxième partie 114 de la soupape de retenue 22 a été immobilisée dans le trou de sonde par des moyens connus. La première partie 113 est alors descendue par coulissement dans la deuxième partie 114, et, comme illustré sur la figure 21, la première partie 113 en position basse prend appui sur le siège 126 de la partie tubulaire 114. Dans cette position, la soupape 22 obture tout passage de fluide de dilatation de la cavité cylindrique 112 à la chambre 117 du piston de séparation 20.
  • Dans cette position également, les trous radiaux 132 prévus dans la deuxième partie 114 de la soupape de retenue 22 viennent se loger en face des trous radiaux 133 d'un tube de support 134 de la première partie 113 de la soupape 22. Par des moyens connus, des vis de cisaillement sont alors passées dans ces trous 132 et 133 de façon à immobiliser tout mouvement de la deuxième partie 114 par rapport au reste de l'ensemble de forage et de carottage et donc aussi par rapport à la première partie 113.
  • Comme la pression du fluide de forage ou de carottage est élevée, la pression du fluide de dilatation dans la chambre 117 devient telle qu'elle entraîne vers le bas la bille 127 de la valve anti-retour intégrée dans la soupape de retenue 22, à l'encontre du ressort de rappel 129. Un passage de fluide de dilatation est alors permis de la chambre 117 du piston de séparation 20 vers la cavité cylindrique 112, où la pression augmente de manière correspondante. A un moment, la pression dépasse la pression déterminée permettant de vaincre la résistance du dispositif dilatable 9. Comme représenté à la figure 20, le dispositif dilatable est alors dilaté, ce qui permet une immobilisation de l'ensemble suivant l'invention à l'intérieur du trou de sonde.
  • A un moment donné, la pression augmente dans la chambre 117 au point qu'une soupape de sécurité 130 se brise et donne accès à l'extérieur au fluide situé dans le compartiment supérieur de cette chambre (voir figure 26). L'alimentation de fluide de forage sous pression pourrait alors être arrêtée ou encore maintenue pour les besoins de nettoyage du trou de sonde. Le dispositif dilatable 9 est pendant ce temps maintenu dans sa position dilatée, sans possibilité de retour vers le haut du fluide de dilatation, ce qui est empêché par la soupape de retenue 22 et la bille 127 de sa valve anti-retour.
  • Dans la position représentée sur les figures 23 à 26, le dispositif dilatable doit être dégonflé pour permettre un déplacement, en particulier une remontée, de l'ensemble de forage ou de carottage suivant l'invention dans le trou de sonde.
  • L'alimentation en fluide de forage ou de carottage est arrêtée et la tubulure amovible 39 (voir fig. 22) est décrochée et remontée (voir fig. 26).
  • Une traction est aussi exercée vers le haut sur le tube de support 134 de la première partie 113 de la soupape de retenue 22. Cette traction est suffisante pour cisailler les vis 135, comme représenté sur la figure 25. La deuxième partie 114 de la soupape 22 est alors libérée et peut coulisser dans sa position basse, ce qui libère à nouveau un passage 116 de la cavité cylindrique 112 vers la chambre cylindrique 117 (comme décrit à propos de la figure 17).
  • Le produit de la pression du fluide de dilatation par la surface du piston de séparation 20 devient alors supérieur à la somme du produit de la pression du fluide de forage ou de carottage restant dans le compartiment supérieur de la chambre 117 par la surface du piston de séparation et du frottement du piston 20 contre la paroi externe 118 de cette chambre 117. Le piston 20 coulisse vers le haut et le dispositif dilatable 9 retourne par rappel élastique dans sa position initiale en application sur le cylindre de support 111, ce qui permet le déplacement recherché de l'ensemble de forage ou de carottage.
  • Ce dernier ensemble de forage ou de carottage suivant l'invention, tel qu'illustré aux figures 15 à 26 présente l'avantage de l'utilisation au niveau de la soupape de retenue et du dispositif dilatable d'un fluide propre, c'est-à-dire sans particules en suspension qui sont une source d'encrassement de la soupape de retenue. Par ailleurs, la division du courant de fluide de forage sous pression en courant principal et courant secondaire de faible débit permet d'agir de manière contrôlée sur le piston de séparation, et donc sur le dispositif dilatable, sans tenir compte du débit de fluide de forage. Un pompage séparé de fluide de forage pendant l'opération de dilatation n'est pas nécessaire, on peut se servir des installations de pompage requises pour le forage ou le carottage.
    • Légende des figures
    • S
    sens d'avance d'un carottage/forage
    1
    élément de guidage
    3
    extrémité postérieure de 1
    5
    espace interne de 1
    7
    carottier
    9
    dispositif dilatable
    11
    extrémité antérieure de 1
    13
    surface latérale externe de 9
    15
    moyens d'actionnement sélectif de 9
    17
    train de tiges
    18
    manchon de 9
    19
    canal de déviation dans 1
    20
    piston de séparation
    21
    extrémité postérieure de 19
    22
    soupape de retenue
    23
    fond de 19
    25
    côtés latéraux de 19
    27
    axe longitudinal de 1
    29
    cavité longitudinale dans 1
    31
    portion postérieure de 19
    33
    tube extérieur de 7
    35
    couronne de carottage de 7
    36
    douilles de palier
    39
    tubulure amovible
    41
    extrémité postérieure de 39
    43
    pièce d'accrochage de 39, 51, 53,
    45
    extrémité antérieure de 39
    47
    trou de passage de 9
    49
    joints toriques de 9
    51
    tube intérieur de 7
    53
    bouchon de forage pour 35
    55
    organe coulissant
    57
    chambre pour 55
    59
    passage de sortie de fluide de 9
    61
    face externe d'appui de 33
    63
    face interne de butée de 1
    65
    broche calibrée, entre 33 et 1
    67
    ouvertures dans 39
    69
    bague d'étanchéité entre 33 et 39
    73
    barre de 53
    75
    verrou de 53
    77
    ressort de 73
    79
    rainure longitudinale dans 33
    80
    conduit ou conduits longitudinaux dans 33
    81
    face annulaire interne d'appui de 33
    82
    passages dans 53
    83
    ajutages frontaux de 53
    87
    orifice(s) dans 39
    89
    piston annulaire dans 39
    91
    élément cassable
    95
    siège de soupape dans 39
    97
    soupape/bille
    98
    bipasse de 95
    99
    butée de positionnement de 39
    100
    verrou libérable de 39
    101
    pênes de 100
    103
    ressort de 100
    105
    encoches longitudinales dans 33 pour 100
    107
    nez de guidage
    108
    canalisation d'alimentation
    109
    robinet
    110
    cavité annulaire dans 111
    111
    cylindre de support de 9
    112
    cavité cylindrique
    113
    première partie de 22
    114
    deuxième partie de 22
    115
    siège d'appui pour 113
    116
    passage annulaire
    117
    chambre cylindrique recevant 20
    118
    paroi externe de la chambre 117
    119
    butée
    120
    valve anti-retour
    121
    élément d'étranglement
    122
    étrangleur
    123
    conduit de sortie
    124
    orifices radiaux dans 121
    125
    butée
    126
    siège d'appui pour 113
    127
    bille de 128
    128
    valve anti-retour
    129
    ressort de rappel de 127
    130
    soupape de sécurité
    131
    conduits de sortie radiaux de 110
    132
    trous radiaux de 114
    133
    trous radiaux de 134
    134
    tube de support de 113
    135
    vis de cisaillement

Claims (16)

  1. Ensemble destiné à un carottage ou forage dévié, dans une paroi d'un trou de sonde foré ou carotté préalablement dans une formation, l'ensemble comprenant :
    - un élément de guidage (1)
    - d'un diamètre extérieur choisi pour pouvoir entrer dans le trou de sonde jusqu'à une profondeur souhaitée pour le carottage dévié, et
    - présentant à partir d'une extrémité postérieure (3), suivant un sens d'avance (S) du carottage ou forage vers le fond du trou de sonde, un espace interne (5) coaxial d'un diamètre adapté pour y loger un carottier (7),
    - un dispositif dilatable (9)
    - fixé à l'extrémité antérieure (11) de l'élément de guidage (1),
    - présentant une surface latérale externe (13) qui, dans un état de repos, a une section transversale inférieure à celle du trou de sonde et qui est agencée pour prendre, dans un état dilaté du dispositif (9), un appui d'immobilisation contre la paroi du trou de sonde, et
    - comportant des moyens d'actionnement sélectif (15) agencés pour recevoir un fluide sous pression qui provoque une dilatation du dispositif dilatable (9) au delà d'une pression déterminée, et une soupape agencée pour s'opposer automatiquement à une sortie de ce fluide à pression déterminée desdits moyens d'actionnement (15),
    - un canal de déviation (19) creusé dans l'élément de guidage (1) en prolongement de l'espace interne (5), en amont du dispositif dilatable (9) suivant ledit sens d'avance (S), le canal de déviation (19) présentant
    - une extrémité postérieure (21) coaxiale audit espace interne (5),
    - un fond (23) et des côtés latéraux (25) qui suivent, à partir de cette extrémité postérieure (21) du canal (19) et en direction du dispositif dilatable (9), une direction inclinée par rapport à l'axe longitudinal (27) de l'élément de guidage (1), le fond (23) coupant cet axe (27), le canal (19) s'étendant jusqu'à déboucher entièrement de l'élément de guidage (1), de l'autre côté de l'axé longitudinal (27), suivant un angle, par rapport à la paroi susdite, choisi pour le carottage dévié, et
    - une section transversale adaptée pour qu'y puisse passer ledit carottier (7) guidé par le fond (23) et les côtés (25),
    - une cavité longitudinale (29) taillée dans l'élément de guidage (1) parallèlement à l'axe longitudinal (27) précité, et agencée pour permettre un passage depuis l'espace interne (5) susdit jusqu'aux moyens d'actionnement (15) du dispositif dilatable (9),
    - dans l'espace interne (5) de l'élément de guidage (1), éventuellement même dans une portion postérieure (31) du canal de déviation (19), un tube extérieur (33) du carottier (7) susdit
    - comportant une couronne de carottage (35) fixée à l'extrémité antérieure de ce tube extérieur (33),
    - à suspendre à un train de tiges (17), et
    - bloqué d'une manière libérable dans l'élément de guidage (1), notamment de façon à ce que la couronne (35) soit comprise à l'intérieur d'une enveloppe extérieure imaginaire de l'élément de guidage (1),
    - agencé pour pouvoir coulisser, après avoir été libéré, dans l'espace interne (5) et dans le canal de déviation (19) et progresser ensuite dans la formation,
    - dans le tube extérieur (33) du carottier (7), disposé temporairement pour actionner le dispositif dilatable (9), une tubulure amovible (39) qui s'étend depuis l'intérieur de ce tube extérieur (33), à travers la cavité longitudinale (29), jusqu'aux moyens d'actionnement sélectifs (15), et qui comporte
    - une extrémité postérieure (41) ouverte pour y laisser passer du fluide sous pression provenant du train de tiges (17),
    - une pièce d'accrochage (43) fixée à cette extrémité postérieure (41) et agencée pour un retrait ultérieur de la tubulure (39) hors de l'ensemble susdit,
    - une extrémité antérieure (45) agencée pour un raccordement libérable et étanche entre la tubulure (39) et les moyens d'actionnement sélectif (15) en vue de communiquer à ceux-ci, par ladite tubulure (39), le fluide sous pression, et
    - dans ce même tube extérieur (33), après avoir dilaté le dispositif dilatable (9) et avoir retiré ladite tubulure (39) hors de l'ensemble, soit un tube intérieur (51) de carottier soit un bouchon de couronne (53) agencé pour que celle-ci puisse faire du forage, le tube intérieur (51) ou le bouchon (53) présentant une pièce d'accrochage (43) fixée à son extrémité postérieure et agencée pour sa descente et son retrait ultérieur hors de l'ensemble susdit.
  2. Ensemble de carottage ou forage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pour leur fixation réciproque, l'élément de guidage (1) comporte un organe coulissant (55) et le dispositif dilatable (9) comporte une chambre (57) dans laquelle l'organe coulissant (55) peut coulisser entre deux positions à butée, une position dans laquelle l'organe coulissant (55) ferme un passage de sortie (59) du fluide contenu sous la pression déterminée dans le dispositif dilatable (9) dilaté et une position dans laquelle cet organe (55) ouvre ce passage de sortie (59).
  3. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (33) du carottier (7) comporte une face externe d'appui (61) tournée vers l'amont et destinée à coopérer avec une face interne de butée (63) que comporte l'élément de guidage (1), qui est tournée vers l'aval et contre laquelle vient buter la face d'appui (61) lorsque ledit tube extérieur (33) est tiré hors du trou de sonde.
  4. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube extérieur (33) du carottier (7) est retenu fixé de manière libérable dans l'élément de guidage (1) par une broche (65) calibrée pour se casser, lors d'un mouvement commandé de rotation et/ou de translation du tube extérieur (33) dans l'élément de guidage (1) fixé à la paroi du trou de sonde par le dispositif dilatable (9) dilaté.
  5. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que
    - la tubulure (39) comporte un orifice (87), ou plusieurs orifices (87) à un même niveau, à travers sa paroi,
    - un piston annulaire (89), avec un passage intérieur pour le fluide, est monté de manière étanche pour coulisser dans la tubulure (39) entre une position de départ en amont du ou des orifices (87), afin de permettre à du fluide d'entrer dans la tubulure (39), et une autre position à butée dans laquelle il obture le ou les orifices (87), le fluide étant canalisé à travers le piston annulaire (89).
  6. Ensemble de carottage ou forage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le piston annulaire (89) est maintenu dans ladite position de départ par un élément cassable (91) calibré pour casser sous une poussée du piston (89) soumis à une pression au delà d'un seuil donné.
  7. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la tubulure (39) comporte
    - associé audit piston annulaire (89), du côté en amont, un siège de soupape (95) adapté pour pouvoir recevoir une soupape (97), de préférence une bille (97), destinée à fermer au moins un passage important pour le fluide dans la tubulure (39) dans le sens d'amont en aval, et de libérer ce passage dans le sens inverse,
    - au moins un bipasse (98), de section transversale réduite par rapport à celle dudit passage, agencé en bipasse du siège de soupape (95) et de la soupape (97).
  8. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte, pour empêcher un mouvement longitudinal de la tubulure (39) dans ledit tube extérieur (33)
    - vers l'aval, une butée de positionnement (99) et
    - vers l'amont, un verrou libérable (100) qui est monté sur la tubulure (39), qui se bloque automatiquement dans le tube extérieur (33) et qui est raccordé à la pièce d'accrochage (43) de la tubulure (39) de façon à ce qu'il se libère lors d'une traction donnée sur ladite pièce d'accrochage (43).
  9. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'en avant du dispositif dilatable (9) est agencé un nez de guidage (107) dont l'extrémité antérieure est de préférence hémisphérique.
  10. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un système de mesure de l'orientation dans le sol d'un objet équipé de ce système, celui-ci pouvant être du type qui enregistre des données d'orientation que l'on peut analyser après avoir ramené le système à la surface et/ou du type qui transmet en temps réel ces données à la surface en cours d'opération dans le trou de sonde.
  11. Ensemble de carottage ou forage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ledit système de mesure peut être disposé dans le nez de guidage (107) ou entre celui-ci et le reste de l'ensemble de carottage ou forage dévié.
  12. Ensemble de carottage ou forage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ledit système de mesure peut être associé à la tubulure amovible (39), de préférence à l'extrémité postérieure (41) de cette tubulure (39).
  13. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (15) sont agencés pour recevoir, comme fluide sous pression, un fluide de type fluide de forage ou de carottage.
  14. Ensemble de carottage ou forage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (15) sont agencés pour recevoir, comme fluide sous pression, un fluide de dilatation mis sous pression par un fluide de type fluide de forage ou de carottage par l'intermédiaire d'un piston de séparation (20).
  15. Ensemble de carottage ou de forage suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu' il comprend un élément d'étranglement (121) dans lequel débouche la tubulure amovible (39) et qui met le fluide de type fluide de forage ou de carottage sous pression et le divise en un courant principal passant à travers l'élément d'étranglement (121) vers l'intérieur du trou de sonde et en un courant secondaire, de débit plus faible que le courant principal, qui sert de fluide sous pression capable de mettre sous pression le fluide de dilatation.
  16. Ensemble de carottage ou de forage suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le piston de séparation (20) coulisse dans une chambre de coulissement (117) des moyens d'actionnement susdits entre deux positions extrêmes et présente une première surface qui entre en contact avec le fluide de type fluide de forage ou de carottage et une deuxième surface qui entre en contact avec le fluide de dilatation, en ce que le piston de séparation (20) coulisse dans un premier sens vers une des deux positions extrêmes susdites lorsque le produit de la pression du fluide de dilatation par la deuxième surface susdite est supérieur à la somme du produit de la pression du fluide de type fluide de forage ou de carottage par la première surface susdite et du frottement entre le piston de séparation et la chambre de coulissement (117), en ce que le piston de séparation coulisse dans un deuxième sens vers l'autre des deux positions extrêmes susdites lorsque le produit de la pression du fluide de type fluide de forage ou de carottage par la première surface susdite est supérieur à la somme du produit de la pression du fluide de dilatation par la deuxième surface susdite et du frottement entre le piston de séparation et la chambre de coulissement, et en ce que, pendant le coulissement du piston de séparation (20) dans le premier sens, le fluide de dilatation n'atteint pas ladite pression déterminée au-delà de laquelle a lieu une dilatation du dispositif dilatable (9), tandis que, pendant le coulissement du piston de séparation (20) dans le deuxième sens, le fluide de dilatation atteint ladite pression déterminée et provoque une dilatation du dispositif dilatable (9).
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