FR2576966A1 - Ensemble de securite annulaire pour puits petrolier, en particulier a double zone de production - Google Patents

Abstract

ENSEMBLE DE SECURITE ANNULAIRE COMPRENANT, ENTRE UN CORPS CYLINDRIQUE SUPERIEUR 8 ET UN CORPS CYLINDRIQUE INFERIEUR 7 TRAVERSES PAR LES TUBES DE PRODUCTION, UNE GARNITURE D'ETANCHEITE 13 ET UN SYSTEME D'ANCRAGE PEU ENCOMBRANT CONSTITUE PAR UNE BAGUE D'ECARTEMENT RADIAL 14, UNE BAGUE D'ANCRAGE ELASTIQUE 15 FENDUE SELON UNE GENERATRICE ET UNE BAGUE DE POUSSEE 16 DEPLACABLE VERS LE HAUT PAR DES PISTONS-POUSSOIRS 20, 21 EMERGEANT DU CORPS CYLINDRIQUE INFERIEUR 7, DE SORTE QUE LA VANNE DE SECURITE, DU TYPE A CLAPET, PEUT ETRE DISPOSEE SEPAREMENT DES TUBES DE PRODUCTION A L'INTERIEUR DE L'ENSEMBLE FORME PAR ET ENTRE LESDITS CORPS CYLINDRIQUES 7, 8.

Description

ENSEMBLE DE SECURITE ANNULAIRE POUR PUITS PETROLIER,

EN PARTICULIER A DOUBLE ZONE

DE PRODUCTION.

L'invention concerne la sécurité annulaire que l'on est souvent amené à prévoir dans un puits pétrolier, en complément des vannes de sécurité classiques isolant les tubes de production, lorsqu'il existe une communication entre tube de production et espace annulaire compris entre tube de production et cuvelage, comme c'est le cas par exemple dans les méthodes de récupération secondaire

telles que l'allégement au gaz et l'entraînement par pompe à éjecteur.

3usqu'ici on a utilisé pour cette sécurité annulaire installée à une profondeur relativement faible, des montages de garnitures d'étanchéité (packers") du Même type que les montages de garnitures d'étanchéité utilisées pour séparer des zones de production au fond des puits, en les associant à une vanne de sécurité annulaire repêchable, permettant ou interdisant une communication entre les espaces annulaires situés respectivement au-dessus et au-dessous de la garniture d'étanchéité. Mais le packer de sécurité annulaire subit des efforts considérables du fait qu'il est placé relativement haut dans les puits, à un niveau o le poids de la complétion à manipuler est très important. Les packers de production, mênme

renforcés, sont mal adaptés à de telles contraintes.

D'autre part, lorsqu'il s'agi-t d'une complétion double, c'est-à-dire d'une complétion à deux tubes de production, associés à deux zones de production distinctes, surtout si ces tubes sont de gros diamètre, on se heurte à des difficultés

d'installation de la sécurité annulaire, faute de place.

Les vannes annulaires de sécurité actuellement utilisées sont soit installées à l'intérieur d'un tube de production dans lequel elles provoquent une restriction du passage disponible pour le fluide produit dans la zone de production associée à ce tube de production et d'o elles ne peuvent être repêchées qu'après arrêt de la production dans ce tube de production, soit installées dans une poche latérale portée par un tube de production, la communication des espaces annulaires situés de part et d'autre du packer se faisant alors dans un passage très tortueux

entraînant des pertes de charge importantes.

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Un objectif de l'invention est de proposer un nouveau type de sécurité annulaire adapté à supporter de fortes contraintes avec un système d'ancrage peu encombrant manoeuvrable plusieurs fois sans avoir à être remonté à la surface et une vanne de sécurité permanente à passage de grand diamètre et de faible longueur. Pour cela l'invention prévoit un ensemble de sécurité annulaire comprenant une garniture d'étanchéité disposée transversalement autour d'au moins un tube de production et apte à s'appliquer, par extension transversale résultant d'une compression longitudinale, contre un cuvelage dans lequel le tube de production est introduit longitudinalement, ainsi qu'une vanne de sécurité permettant ou interdisant un passage d'un c8té longitudinal à l'autre côté longitudinal de ladite garniture d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique inférieur et un corps cylindrique supérieur tenus à distance l'un de l'autre par au moins un tube de liaison traversant lesdits corps cylindriques et prévu pour assurer la connexion entre deux portions alignées de tube de production situées de part et d'autre dudit ensemble, et, de haut en bas, entre ces deux corps cylindriques: la garniture d'étanchéité, une bague d'écartement radial présentant une surface extérieure conique inclinée intérieurement vers le bas, une bague d'ancrage, élastique, fendue selon une génératrice, munie à sa périphérie extérieure d'une denture d'ancrage et présentant une surface intérieure conique de même inclinaison que l'inclinaison de ladite surface extérieure conique et appliquée au moins partiellement contre celle-ci, et une bague de poussée, ainsi que, dans le corps cylindrique inférieur, un système de vérins à pistons-poussoirs faisant saillie vers le haut et pouvant être mis en action par introduction d'un fluide sous pression dans les vérins pour déplacer vers le haut la bague de poussée, la bague d'ancrage pouvant ainsi, dans un premier temps, être plaquée contre le cuvelage par déplacement vers le haut autour de la bague d'écartement sous l'action de la bague de poussée, elle-même déplacée par les pistons- poussoirs et, dans un deuxième temps, alors qu'elle se maintient ainsi longitudinalement contre le cuvelage, pénétrer transversalement dans celui-ci par sa denture sous l'effet d'un mouvement de descente dudit tube de production qui entratne une descente de la bague d'écartement dans la bague d'ancrage et permettre la compression longitudinale de la garniture d'étanchéité entre la bague d'écartement immobilisée et ledit corps cylindrique supérieur, tandis que, le système de bagues d'écartement, d'ancrage et de poussée laissant un espace libre interne suffisant, la vanne de sécurité est disposée séparément dudit tube de liaison à l'intérieur de l'ensemble formé par et

entre lesdits corps cylindriques.

De préférence, ladite bague d'ancrage présente à sa périphérie extérieure une succession de plages longitudinales alternativement en retrait et en saillie, les

plages en saillie portant seules la denture.

Selon un objet complémentaire de l'invention, une communication est établie dans ledit corps cylindrique inférieur entre un des tubes de liaison ou le tube de liaison s'il n'y en a qu'un et ledit système de vérins afin de pouvoir introduire un

fluide sous pression dans ces vérins à partir d'un tube de production.

L'invention prévoit, en outre, un système de pistons de retenue vers le haut émergeant de chambres de manoeuvre disposées dans ledit corps cylindrique supérieur et reliées par des conduits longitudinaux à des chambres de commande disposées dans ledit corps cylindrique inférieur et fermées par des pistons flottants, l'ensemble des chambres de manoeuvre et de commande et des conduits longitudinaux étant rempli d'huile hydraulique et les pistons flottants étant

extérieurement soumis à la pression régnant sous ledit corps cylindrique inférieur.

Pour gagner de la place, l'invention prévoit de plus, de faire passer lesdits conduits longitudinaux à l'intérieur desdits pistons-poussoirs, ceux-ci coulissant

autour de ces conduits longitudinaux. -

La vanne de sécurité est de préférence une vanne à clapet inférieur disposé au bas du corps cylindrique inférieur et pouvant être ouvert par un tube piston, dont le piston est à surfaces différentielles, sollicité en position haute par un ressort de rappel et pouvant être amené en position basse d'ouverture de ce clapet par établissement d'une pression dans une chambre annnulaire d'huile hydraulique établie autour du tube piston y compris le piston de celui-ci, vanne dans laquelle cette chambre annulaire englobe le ressort de rappel et se trouve essentiellement délimitée extérieurement par une jupe s'étendant du corps cylindrique inférieur au corps cylindrique supérieur, une conduite d'alimentation de cette chambre 4.

en huile hydraulique étant ménagée dans le corps cylindrique supérieur.

Pour améliorer la sécurité d'une part et permettre une éventuelle égalisation des pressions de part et d'autre du clapet avant son ouverture d'autre part, l'extrémité supérieure du tube piston vient s'appliquer en position haute contre un siège annulaire, tandis qu'elle dégage au début de son mouvement descendant au moins une lumière latérale de communication de l'intérieur du tube piston avec

l'espace situé au-dessus de l'ensemble de sécurité.

Pour permettre l'accès à l'espace situé sous l'ensemble de sécurité même au cas o la conduite d'alimentation de la chambre annulaire serait défaillante, on prévoit un passage de communication, entre l'espace situé au-dessus de l'ensemble de sécurité et l'intérieur dudit siège annulaire, par l'intermédiaire d'une soupape tarée qui s'ouvre lors d'un excès de pression dans cet espace situé au-dessus de

l'ensemble de sécurité.

On va décrire, à titre non limitatif, un exemple de réalisation de l'ensemble de sécurité selon la présente invention, dans le cas d'une complétion double, en se référant au dessin joint dans lequel: La Fig. I représente une première coupe verticale de l'ensemble de sécurité tandis que les Fig. 2, 3 et 4 représentent une deuxième coupe verticale de cet ensemble, respectivement pour trois positions de l'ensemble: libre, préancré, ancré, et les Fig. 5, 6 et 7 en représentent une troisième coupe verticale, respectivement pour trois positions de cet ensemble: vanne fermée, vanne ouverte, injection forcée; Les Fig. 8, 9 et 10 représentent des coupes transversales de l'ensemble de sécurité représenté, respectivement effectuées au niveau de la ligne 8-8 de la Fig. 1, au niveau de la ligne 9-9 de la Fig. 2 et au niveau de la ligne 10-10 de la Fig. 5, et montrent respectivement la position de la coupe 1-I représentée par la Fig. 1, de la coupe 2-2 représentée par la Fig. 2 et de la coupe 5-5 représentée par la Fig. 5; Les Fig. 1l et 12 représentent la bague d'ancrage respectivement en élévation et en vue de dessous; et, La Fig. 13 représente un ensemble de pistons de retenue vu de face, tandis que les Fig. 14, 15, 16 représentent l'un des pistons de retenue, respectivement en

perspective, en vue de c8té et en vue de dessus.

Sur la Fig. I on voit une portion d'un cuvelage I qui est disposé dans un puits pétrolier non représenté et à l'intérieur duquel sont introduits deux tubes de production, non représentésen eux-mêmes: on voit chacun des deux tubes de liaison 2 et 3 constituant le passage d'un tube de production à travers l'ensemble de sécurité annulaire 4. Ces tubes de liaison 2 et 3 sont vissés à leur partie inférieure dans un manchon inférieur 5 et à leur partie supérieure dans un manchon supérieur 6. Le manchon inférieur 5 est solidaire d'un corps cylindrique inférieur 7, que l'on voit mieux sur les Fig. 2, 5 et 8 et le manchon supérieur 6 est solidaire d'un corps cylindrique supérieur 8 que l'on voit mieux sur les Fig. 2, 5, 9 et 10. Un premier tube de production comporte une portion inférieure se vrissant dans un cône de raccordement 9 ménagé en dessous du tube de liaison 2, dans le manchon inférieur 5 et une portion supérieure se vissant dans un cône de raccordement 10 ménagé au-dessus du tube de liaison 2, dans le manchon supérieur 6 (Fig. 1)o Un deuxième tube de production comporte une partie inférieure se vissant dans un cône de raccordement I 1 ménagé en dessous du tube de liaison 3, dans le manchon inférieur 5 et une portion supérieure se vissant dans un cône de raccordement 12

ménagé au-dessus du tube de liaison 3, dans le manchon supérieur 6.

Comme on le voit bien sur la Fig. 2, entre le corps cylindrique supërieur 8 et le corps cylindrique inférieur 7, se trouvent de haut en bas, une garniture d'étanchéité ou "packer" 13, une bague d'écartement radiai 14, une bague d'ancrage 15 élastique fendue selon une génératrice et une bague de poussée 16. La bague d'écartement radial 14 est partiellement engagée par sa surface extérieure conique inclinée intérieurement vers le bas, dans la surface intérieure conique, de même inclinaison, de la bague d'ancrage 15. Cette inclinaison est de préférence de l'ordre de 7 . La bague d'ancrage 15 présente extérieurement une succession circonférentielle de plages longitudinales en saillie 17 et de plages longitudinales en retrait 18, comme le montrent les Fig. 11 et 12. Les plages longitudinales en saillie 17 sont munies d'une denture d'ancrage formée de crans fraisés, inclinés d'environ 60 . Les plages longitudinales en retrait 18 constituent des butées et réduisent considérablement la déformation du cuvelage contre lequel la bague 15 est serrée. On voit également sur ces Fig. 11 et 12 la fente 19 le long de laquelle la bague d'ancrage est ouverte. La bague 15 est réalisée en un alliage de nickel, de chrome et de fer tel que celui connu sous le nom d"'INCONEL", alliage présentant à

la fois des propriétés élastiques, des propriétés de dureté et des propriétés anti-

corrosives.

Ce système d'ancrage est peu encombrant et laisse une place libre importante dans l'ensemble de sécurité annulaire, permettant l'installation de deux tubes de liaison 2 et 3 et même éventuellement d'un troisième tube de liaison, ainsi que

d'une vanne de sécurité.

La bague de poussée 16 peut être déplacée vers le haut par deux pistons 20,21, visibles sur les Fig. 2 et 8. Ces pistons 20 et 21 coulissent de manière étanche dans des cylindres 22 et 23 (Fig. 2) dont la partie inférieure est en communication avec le tube de liaison 3 par l'intermédiaire d'un perçage 24 (Fig. 8), dans le corps cylindrique inférieur 7 et d'un orifice 25 (Fig. 1 et 8) ménagé au bas du tube de liaison 3. Ainsi, l'envoi d'un fluide comprimé dans le tube de liaison 3 actionne les pistons 20 et 21 et déplace la bague

de poussée 16 vers le haut.

La bague d'écartement radial 14 a pour r8le, non seulement d'écarter radialement la bague d'ancrage 15, mais aussi de servir de bague antifluage pour maintenir les élastomères constituant la garniture d'étanchéité 13, grâce à son profil supérieur en coupelle. Au moins un épaulement 26, à l'intérieur de la bague 14 coopérant avec un épaulement correspondant de l'un des tubes de liaison 2, 3, permet de désancrer la bague d'ancrage 15 en remontant les tubes de liaison 2, 3,

c'est-à-dire en remontant les tubes de production.

Comme on le voit sur la Fig. 2, on a prévu dans le corps cylindrique supérieur 8 deux rangées de pistons de retenue 27 normalement écartés du cuvelage I par des ressorts 28 prenant appui sur des barrettes 29 fixées sur le

corps 8 par-des vis 30 que l'on voit mieux sur la Fig. 13.

Les pistons de retenue 27 présentent une face de retenue dentée 3I, comme on le voit sur les Fig.14 et 15, interrompue au centre de chaque piston par une rainure de

guidage 32 (Fig. 14 et 16) dans laquelle passe une barrette 29.

Les pistons de retenue 27 sont munis d'une gorge 33 (Fig. 14 à 16), dans laquelle est installé un joint annulaire 33', visible sur la Fig. 2, permettant aux pistons de retenue 27 de coulisser radialement de manière étanche dans le corps cylindrique supérieur 8. Les pistons de retenue 27 de chacune des deux rangées bordent une chambre de manoeuvre respectivement 34, 35, reliée par un conduit longitudinal, c'est-à-dire vertical, respectivement 36, 37, à une chambre de

commande, respectivement 38, 39, disposée dans le corps cylindrique inférieur 7.

Le volume formé par une chambre de manoeuvre telle que 34, 35, un conduit longitudinal tel que 36, 37 et une chambre de commande telle que 38, 39 est rempli d'huile d'hydraulique. Chacune des deux chambres de commande 38, 39 est fermée vers le bas par un piston flottant 40, 41 soumis extérieurement à la pression régnant sous le corps cylindrique inférieur 7. Ce piston flottant 40, 41 présente sur sa face supérieure un pointeau apte à fermer le bas du conduit longitudinal 36, 37 pour éventuellement isoler une fuite. On remarquera que les conduits longitudinaux 36, 37 passent dans un alésage pratiqué dans les pistons-poussoirs 20 et 21, de manière à gagner de la place. Les pistons 20 et 21 se présentent ainsi sur la forme de cylindres creux coulissant de mani"re étanche à l'extérieur dans les cylindres 22, 23 ménagés dans le corps

cylindrique inférieur 7 et à l'intérieur sur les conduits longitudinaux 36, 37.

Le corps cylindrique supérieur 8 forme à sa partie inférieure une coupelle de profil similaire à celui de la coupelle formée par la partie supérieure de la bague d'écartement radial 14, de sorte que le poids de la complétion peut être appliqué sur la garniture d'étanchéité 13, formée d'élastomères, sans que celle-ci

flue le long du cuvelage.

Comme on le voit sur la Fig. 5, on a ménagé à travers l'ensemble de sécurité4 un paessage vertical 42 qui peut être fermé à la fois à sa partie supérieure e. à sa partie inférieureo Au bas du corps cylindrique inférieur 7, on a monté un porte-clapet 43, tenu par au moins une vis de montage 44, sur lequel est articulé, autour d'un axe de clapet 45, un clapet 46 venant s'appliquer contre un joint à lèvre 47 monté sur un porte-joint 48- porté par le porte-clapet 43, pour fermer le passage 42, sous la double action d'une masselotte 49 et d'un ressort de rappel 50 monté sur un axe 51. Le clapet à masselotte est protégé par un carter nâérieur de protection 52 tenu par un ensemble de trois vis de montage du carter

que l'on a figuré de manière simplifiée par une seule vis 53 sur la Fig. 2.

Le clapet 46 peut être ouvert par un tube piston 54 coulissant dans le passage vertical 42. Autour de ce tube piston 54 est disposée une jupe 55 s'étendant du corps cylindrique supérieur 8 au corps cylindrique inférieur 7 et contenant un ressort de rappel 56 pour le tube piston. Ce ressort de rappel 56 s'appuie à sa partie inférieure sur le bas de la jupe 55 et il sollicite vers le haut, à sa partie

supérieure, un piston 57 solidaire du tube piston 54.

Dans la partie haute du passage vertical 42 située dans le corps cylindrique supérieur 8, est introduit un corps auxiliaire 58 fermé à son sommet par un capuchon 59 suspendu par l'intermédiaire d'un raccord tournant 60 à un raccord 61 de suspension vissé par un filetage à gauche dans un carter supérieur 62 monté au sommet du corps cylindrique supérieur 8. Le corps auxiliaire 58 comprend un siège annulaire 63, en tétrafluoréthylène par exemple, contre lequel vient s'appliquer l'extrémité supérieure du tube piston 54 lorsque ce tube piston 54 se trouve en position haute. En dessous de ce siège 63, le corps 58 présente des lumières latérales 64 qui permettent une communication entre l'intérieur du tube piston 54 et l'espace situé au-dessus du carter supérieur 62, dès que le tube piston 54 a quitté sa position haute et s'est séparé du siège 63; cette communication se fait par un espace annulaire 65 compris entre le corps 58 et le passage vertical 42 au droit des lumières 64, par l'espace interne au carter supérieur 62 et par une crépine 66 montée sur ce carter

supérieur.

Un prolongement vers le bas du corps 58 porte extérieurement deux joints chevrons: un joint supérieur 67 et un joint inférieur 68 entre les niveaux desquels se trouvent de haut en bas: au moins un joint torique interne d'étanchéité 69

s'appliquant contre le tube piston 54 et au moins un passage transversal 70.

Au niveau o se trouve ce passage transve rsal 70, débouche, du corps cylindrique supérieur 8 dans ledit passage vertical 42, un conduit 71 d'amenée d'huile hydraulique qui part du sommet de ce corps cylindrique supérieur, o il est raccordé à un tube d'amenée d'huile 72. Ainsi, l'huile hydraulique amenée par le tube 72 remplit l'espace compris sous le joint 69 entre le tube piston 54 et la jupe 55, celle-ci était munie à son extrémité inférieure d'au moins un joint d'étanchéité 73 s'appliquant contre le tube piston 54. Le piston 57 présente des surfaces différentielles telles que la présence d'huile sous pression dans l'espace qui

vient d'être défini exerce une force différentielle sur le piston 57 entraînant celui-

ci vers le bas à l'encontre de l'action du ressort de rappel 56 (Fig. 6).

Le raccord de suspension 61 n'est pas vissé directement dans le carter supérieur 62, mais dans un tube perforé 74 d'accès à l'ensemble de sécurité, ce tube

perforé étant lui-même vissé dans le carter supérieur 62.

On a prévu une sécurité supplémentaire pour le cas de rupture de la ligne de commande hydraulique comprenant le tube d'amenée d'huile hydraulique 72, afin de de pouvoir accéder cependant à l'espace situé au-dessous de l'ensemble de sécurité annulaire. Pour cela, une soupape d'injection forcée 75 est montée dans le corps auxiliaire 58 au-dessus du siège 63 et bouche le corps 58 tant qu'elle est maintenue en position haute par une tige 76 accrochée par des goupilles de cisaillement 77 montées entre le corps auxiliaire 58 et une bague de retenue 78 solidaire de la tige 76. Un limiteur de course 79 arrête cette bague de retenue 78, en cas de rupture des goupilles de cisaillement 77, après une petite course de descente de la

bague et, par suite, de la soupape 75.

La pression régnant au-dessus de l'ensemble de sécurité est appliquée au-

dessus de la soupape 75 par des lumières 80 ménagées latéralement dans le corps auxiliaire 58. Il suffit donc d'établir une surpression suffisante au-dessus de l'ensemble de sécurité 4 pour provoquer la rupture des goupilles 77 et l'ouverture de la soupape 75 et pour avoir accès à l'espace situé au-dessous de l'ensemble de

sécurité 4 (Fig. 7).

Le fonctionnement de l'ensemble de sécurité annulaire est le suivant.

Pour'pouvoir descendre l'ensemble de sécurité annulaire 4 dans un cuvelage 1 sans risque de pistonnage, on ouvre le clapet 46 en pressurisant la ligne de commande hydraulique comprenant le tube d'amenée 72. Au fur et à mesure que des tubes de production sont vissés au-dessus de l'ensemble de sécurité annulaire 4, on peut prolonger le tube perforé 74 afin de faciliter un éventuel retrait des parties

principales de la sécurité annulaire.

Quand la complétion a été posée, les olives de suspension classiques, non représentées ici, de support de la complétion étant en place dans leur logement, on reprend le poids de la complétion pour décoller les olives et les remonter de quelques centimètres correspondant à la course nécessaire au gonflement des élastomères de la garniture d'étanchéité 13. On pressurise alors le tube de production relié au tube de liaison 3 pour déplacer la bague d'ancrage 15 vers le haut et l'amener au contact du cuvelage 1 (Fig. 3). Une faible pression est nécessaire à ce déplacement. On peut alors poser du poids de la complétion qui se répercute dans un premier temps sur le corps cylindrique supérieur 8, la garniture d'étanchéité 13 et la bague d'écartement 14 qui sertit la bague d'ancrage 15 dans le cuvelage I (Fig. 4). En continuant à poser du poids, l'élastomère de la garniture d'étanchéité 13 se déforme jusqu'à être parfaitement en contact avec le cuvelage 1

et à assurer l'étanchéité.

On vérifie l'étanchéité de la garniture 13 et de la sécurité annulaire en pressurisant l'espace annulaire supérieur (situé au-dessus de l'ensemble de sécurité annulaire 4), après remontée du tube piston 54. Il ne faut évidemment pas atteindre la pression de cisaillement des goupilles 77, ce qui mettrait en service la soupape d'injection forcée 75 et supprimerait l'étanchéité dans le sens amont-aval, en

laissant subsister l'étanchéité dans le seul sens aval-amont.

En fonctionnement normal, l'espace annulaire supérieur est à une pression égale ou légèrement supérieure à la pression régnant dans l'annulaire inférieur (situé au-dessous de l'ensemble de sécurité annulaire 4). En cas d'incident, des détecteurs classiques de pression déclenchent une purge hydraulique du tube d'amenée 72: le clapet 46 se ferme et le tube piston 54 s'applique contre le siège 63, ce qui isole les lumières 64. On dispose ainsi de deux barrières de sécurité

en série.

Dans le cas d'incident rendant la pression dans l'espace annulaire inférieur plus importante que dans l'espace annulaire supérieur, les pistons de retenue 27 s'ancrent dans le cuvelage 1 et empêchent tout mouvement vers le haut de la complétion, même dans l'éventualité bien improbable d'une rupture simultanée des

deux tubes de production.

Pour ouvrir le clapet 46, on pressurise le tube d'amenée 72 afin d'amener le tube piston 54 en butée sur le clapet 46. On pompe alors dans l'espace annulaire supérieur pour augmenter la pression dans celui-ci et dans le tube piston 54 qui est en communication par les lumières 64 entr'ouvertes avec cet espace annulaire, ce qui équilibre les pressions des deux côtés du clapet 46 et permet l'ouverture de 1!

celui-ci (Fig. 6).

Pour le désancrage, qui ne peut s'effectuer qu'après éventuel retrait des pistons de retenue 27, une reprise du poids de la complétion décomprime dans un premier stade les élastomères de la garniture d'étanchéité 13 et, dans un deuxième stade, provoque l'entraînement par les tubes de liaison 2, 3, s'appuyant sur

l'épaulement 26, de la bague d'écartement 14 qui relâche la bague d'ancrage 15.

Celle-ci, du fait de son élasticité et du profil approprié de ses dentures, revient à sa position de repos. L'ensemble de sécurité annulaire 4 est ainsi rendu libre de se déplacer vers le haut ou le bas: il peut être remonté avec la complétion ou bien être réancré à une profondeur

différente.

Claims (6)

REVENDICATIONS.

1 - Ensemble de sécurité annulaire comprenant une garniture d'étanchéité (13) disposée transversalement autour d'au moins un tube de production et apte à s'appliquer, par extension transversale résultant d'une compression longitudinale, contre un cuvelage (1) dans lequel le tube de protection est introduit longitudinalement, ainsi qu'une vanne de sécurité permettant ou interdisant un passage d'un côté longitudinal à l'autre côté longitudinal de ladite garniture d'étanchéité (13), caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique inférieur (7) et un corps cylindrique supérieur (8) tenus à distance l'un de l'autre par au moins un tube de liaison (2,3) traversant lesdits corps cylindriques (7,8) , et prévu pour assurer la connexion entre deux portions alignées de tubes de production situées de part et d'autre dudit ensemble (4), et, de haut en bas entre ces deux corps cylindriques: la garniture d'étanchéité (13), une bague d'écartement radial (14) présentant une surface extérieure conique inclinée intérieurement vers le bas, une bague d'ancrage élastique (15) fendue selon -une génératrice (19), muni à sa périphérie extérieure d'une denture d'ancrage (17) et présentant une surface intérieure conique de même inclinaison que l'inclinaison de ladite surface extérieure conique et appliquée au moins partiellement contre celle-ci, et une bague de poussée (16), ainsi que, dans le corps cylindrique inférieur (7), un système de vérins (20-22, 21-23) à pistons- poussoirs (20, 21) faisant saillie vers le haut et pouvant être mis en action par introduction d'un fluide sous pression dans les vérins pour déplacer vers le haut la bague de poussée (16), la bague d'ancrage (15) pouvant ainsi, dans un premier temps, être plaquée contre le cuvelage (1) par déplacement vers le haut autour de la bague d'écartement (14) sous l'action de la bague de poussée (16) elle-même déplacée par les pistons- poussoirs (20, 21) et, dans un deuxième temps, alors qu'elle se maintient ainsi longitudinalement contre le cuvelage (1), pénétrer transversalement dans celui-ci par sa denture (17) sous l'effet d'un mouvement de descente de la bague d'écartement (14) dans la bague d'ancrage (15) et- permettre la compression longitudinale de la garniture d'étanchéité (13) entre la bague d'écartement (14) immobilisée et ledit corps cylindrique supérieur (8), tandis que, le système de bagues d'écartement (14), d'ancrage (15) et de poussée (16) laissant un espace libre interne suffisant, la vanne de sécurité (42,46) est disposée séparément dudit tube de liaison (2, 3)

à l'intérieur de l'ensemble formé par et entre lesdits corps cylindriques (7, È).

2 - Ensemble de sécurité annulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bague d'ancrage (15) présente à sa périphérie extérieure une succession de plages longitudinales alternativement en retrait (18) et en

saillie (17), les plages en saillie (17) portant seules!la denture.

3 - Ensemble de sécurité annulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une communication (25, 24) est établie dans ledit corps cylindrique inférieur (7) entre un tube de liaison (3) et ledit système de vérins (22, 23) afin de pouvoir introduire un fluide sous pression dans ces vérins à partir d'un tube de production, 4 - Ensemble de sécurité annulaire selon la revendication 1, caracitérisé en ce qu'il comporte un système de pistons de retenue vers le haut (27) émergeant de chambres de manceuvre (34, 35) disposées dans ledit corps cylindrique supérieur (8) et reliées par des conduits longitudinaux (36, 37) à des chambres de commande (38, 39) disposées dans ledit corps cylindrique inférieur (7) et fermées par des pistons flottants (40, 41), l'ensemble des chambres de manoeuvre (34, 35) et de commande (38, 39) et des conduits longitudinaux (36, 37) étant rempli d'huile hydraulique et les pistons flottants (40, 41) étant extérieurement soumis à la pression régnant sous ledit corps cylindrique

inférieur (7).

- Ensemble de sécurité annulaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits conduits longitudinaux (36, 37) passent à l'intérieur desdits pistons poussoirs (20, 21), ceux-ci coulissant autour de ces conduits

longitudinaux (36, 37).

6 - Ensemble de sécurité annulaire selon la revendication 1, à vanne de sécurité à clapet (46) pouvant être ouvert par un tube piston (54), dont le piston (57) est à surfaces différentielles, sollicité en position haute par un ressort de rappel (56) et pouvant être amené en position basse d'ouverture de ce clapet par établissement d'une pression dans une chambre annulaire d'huile hydraulique établie autour du tube piston y compris le piston de celui-ci et englobant le ressort de rappel, caractérisé en ce que, le clapet (46) étant disposé au bas du corps cylindrique inférieur (7), ladite chambre annulaire (comprise entre 54, 58, 55) se trouve essentiellement délimitée extérieurement par une jupe (55) qui s'étend du corps cylindrique inférieur (7) au corps cylindrique supérieur (8), une conduite (71,72) d'alimentation de cette chambre annulaire en huile hydraulique étant ménagée dans le corps

cylindrique supérieur (8).

7 - Ensemble de sécurité annulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du tube piston (54) vient s'appliquer en position haute contre un siège annulaire (63) tandis qu'elle dégage, au début du mouvement descendant du tube piston, au moins une lumière latérale (64) de communication de l'intérieur du tube piston (54) avec l'espace situé au-dessus

dudit ensemble de sécurité annulaire (4).

8 - Ensemble de sécurité annulaire selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au dessus dudit siège annulaire (63) est ménagé un passage (80) de communication entre l'espace situé au-dessus de l'ensemble de sécurité (4) et l'intérieur dudit siège annulaire (63), normalement fermé par une soupape tarée (75) qui s'ouvre lors d'un excès de pression dans l'espace situé au-dessus

de l'ensemble de sécurité (4).