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1. (WO1992018746) BLOCKING ROBOT FOR HIGH-PRESSURE OIL WELLS
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ROBOT DE BLOCAGE DES PUITS DE PETROLE SOUMIS A DE TRES FORTES PRESSIONS

La présente invention concerne un robot pour la fermeture et le blocage des tuyaux soumis à de très fortes pressions, comportant deux moyens d'oppositions à la pression, situés au-dessous du système du blocage principal, et agissant simultanément sur la paroi intérieure, en profondeur dans le tuyau, par exten- sion, obtenue par un seul mouvement linéaire d'un axe conique dans un cylindre comportant à l'intérieur un fraisage conique, l'axe ayant (50 %) de plus de diamètre de la différence des diamètres intérieurs coniques des deux bouts du cylindre comportant une fente sur toute sa longueur ; commandé avec des vérin hydrauliques; la forte pression dans le puits agit pour la fermeté du blocage du système.
La partie inférieure du robot comporte deux parties coniques (1, 2) et une partie droite (3) , permettant de centrer la pénétration du système dans le tuyau, vissées sur l'axe central fileté.
Le premier dispositif d'opposition à la pression dans le tuyau est composé d'un cylindre (7) réalisé avec une matière ayant la qualité d'être tendre et extensible (ex. le cuivre, le plomb etc.) entourant l'axe central (8) conique (6) , et agissant par le blotissement contre la paroi du tuyau par la répartition de la pression par compensation selon la réaction des composants des différentes parties du système à la pression obtenue par le mouve-ment axial de la bague (9) sur près de (80 M) de la course de l'axe central au moment du blocage ; cette répartition de la pression est limitée pour le premier dispositif d'opposition par la butée des vis (10 a, 10 b) dans les parties inférieures des fraisages verticaux réalisés sur l'axe central, avantageant de (20 %) le deuxième dispositif d'opposition.
Le deuxième dispositif d'opposition et de blocage est composé d'un cylindre (11) réalisé avec une matière ayant les qualités d'être tendre et extensible (ex. le cuivre, le plomb etc.) entourant l'axe central conique (14), et agissant par le blotissement contre la paroi du tuyau, par la pression exercée par sa butée contre le bord du cylindre (17) obtenu par le mouvement linéaire du blocage de l'axe central, plombant aussi les imperfections.
La partie principale du blocage est composée par la prolongation de l'axe central (15) conique, ayant (50 %) de plus de diamètre de la différence des diamètres intérieurs coniques des deux bouts du cylindre (17) comportant une fente sur toute sa longueur qui lui permet l'extension pour le blocage.
La partie principale du blocage comporte aussi un profilé (16) faisant partie de l'axe central (15), et un fraisage (13) plus large que la fente (20) réalisé dans le cylindre, et comportant une moulure de plomb ou de cuivre sur toute la longueur de la fente, le profilé (16) exerce une pression sur la moulure de plomb ou de cuivre, dans le fraisage (13) plombant la fente
(20) par le mouvement linéaire de l'axe central au moment du blocage du tuyau. La paroi extérieure du cylindre du blocage comporte deux parties entièrement b rainurées (17) pour avoir un meilleur aggrippe ent sur la paroi du tuyau,
et une partie recouverte de plomb ou de cuivre (12).
La longueur des axes (21 a, 21 b, 21 c, 21 d), ainsi que la longueur de la prolongation de l'axe central (22) sont variables selon le niveau de la profondeur du blocage dans le tuyau ou le puits. Les axes (21 a, 21 b, 21 c, 1021 d) sont fixés par un bout dans des trous taraudés (19 a, 19 b, 19 c, 19 d) sur le bord de la partie haute du cylindre (17) en acier, et des autres bouts sur le support (23) des vérins. La prolongation de l'axe central (22) du système de blocage passe par un trou fait dans le premier support, et se fixe au deuxième support, avec des écrous (30 a, 30 b).
15 Le support (23) porte les vérins hydrauliques (24 a, 24 b, 24 c, 24 d) ;
les pistons des vérins sont fixés au deuxième support (28) avec des vis (29 a, 29 b, 29 c, 29 d). Le blocage final du système est obtenu par l'introduction des cylindres (31 a, 31 b) dans le tuyau, et en serrant les écrous (30 a, 30 b) sur l'extrémité de l'axe central (22).
20 Deux capteurs d'angle fixés sur le système, transmettent les variations des angles durant l'introduction, à un calculateur électronique qui commande les mouvements des vérins de la grue introduisant le système dans le tuyau, et les corrige selon l'angle du tuyau.
Une première variante est réalisée en inversant le système conique du blocage. - - Une deuxième variante est réalisée par la commande des mouvements linéaires du blocage avec des moteurs rotatifs.
Une troisième variante est réalisée par le blocage du système avec des vis (voir le dessin 2).
Une quatrième variante est réalisée en multipliant ou en diminuant les dispo- 0 sitifs d'oppositions à la pression.
Deux pantographes sont fixés à deux niveaux du système du blocage assurant son centrage dans le tuyau soumis à de très fortes pressions ; chaque pantographe comporte quatre roulements (la 2, lb z, le z, ld z) permettant le mouvement axial, qui sont soudés sur les bords du système de blocage, et
5 deux axes (2a z, 2b z) assurant avec les roulements les mouvements dans un sens ; et deux autres roulements (3a z, 3b z) permettant aussi le mouvement axial, qui sont soudés sur les bouts des deux axes (2a z, 2b z), avec un troisième axe (4 z) assurant les mouvements dans l'autre sens ; des anneaux
(5a z, 5b z, 5c z, 5d z) sont vissés sur les parties filetées aux extrémités des axes, limitant le champs des mouvements des deux pantographes au rayon du tuyau ; les axes (4 z) des deux pantographes sont maintenus fermement D avec une grue pouvant faire deux doubles mouvements aidant à trouver l'angle du tuyau avec précision.
Des capteurs d'angles fixés sur le système de blocage, transmettent les modifications des angles durant le processus de l'introduction du système à un calculateur électronique qui commande les mouvements des vérins de la grue, 10 et les corrige selon l'angle du tuyau.
Une variante du système de centrage est réalisée par la commande des mouvements du système de blocage dans tous les sens des deux pantographes avec des moteurs ou des vérins hydrauliques.
L'axe central (8) conique (6) de la cinquième variante est constitué par ' 5 la prolongation (22) du piston (27) du vérin (24), ou bien il est vissé avec le piston. Deux axes (21 a, 21 b) sont fixés d'un bout sur le bord du cylindre (17), et de l'autre bout, sur le corps du vérin (24 x) ; la longueur des axes (21 a, 21 b), et la longueur de la prolongation de l'axe central (22), sont variables selon le niveau de la profondeur du blocage dans le tuyau.
- 0 Une sixième variante comporte un conduit (34) dans près de toute la longueur de l'axe central (15, 22) assurant la sortie du pétrole ou du gaz, par des tuyaux (36 a, 36 b) normalisant la pression ascendante exercée par la multiplication de la force de contrainte par la diminution de la surface de l'af- fluement par l'introduction du système dans le tuyau ou le puits ; la dispo-25 sition opposée des deux tuyaux assure l'équilibre du système.
Après le blocage du puits, le blocage des tuyaux (36 a, 36 b) se fait avec des électrovannes (35 a, 35 b) comportant des moyens électroniques sensibles aux commandes de blocage et déblocage transmises par radio-commande ; les électrovannes (35 a, 35 b), sont montés sur les tuyaux (36 a, 36 b).
30 Le cylindre principal (17) de blocage comportant à l'intérieur un fraisage conique est constitué de plusieurs couches de deux métaux ayant des comportements différents à la pression, deux couches sont faites en acier, et la troisième en métal tendre (ex. le cuivre) assurant une tolérence dans le comportement du cylindre (17) durant le processus de blocage.
-'5 La base du système comporte un conduit conique, avec le grand diamètre vers le bas (33), et plusieurs autres conduits (33 a, 33 b) qui affluent vers le conduit central (34) augmentant le débit de l'affluement, et diminuant la pression ascendante pour permettre l'introduction du système dans le puits avec le minimum de contrainte.
Une septième variante comporte dans le cylindre, un fraisage ellipsoidal (52), et le blocage est obtenu par le mouvement de pivotement d'un quart 5 de tour d'un axe en forme ellipsoïdale (52 a) dans le cylindre comportant une fente lui permettant l'extension ; et des rainures (17) sur le côté extérieur de toute sa longueur.
La longueur de la prolongation du cylindre (53) et de l'axe central sont variables selon le niveau de la profondeur du blocage dans le tuyau.
La base du système comporte un conduit conique, avec le grand diamètre vers le bas, relié au conduit central (34) réalisé dans près de toute la longueur de l'axe, normalisant la pression ascendante exercée par la multiplication de la force de contrainte par la diminution de la surface du tuyau par l'introduction du système. Après le blocage du puits, le blocage du conduit est assuré par des électrovannes (35 a, 35 b) comportant des moyens électroniques sensibles aux commandes de blocage et déblocage par radio-commande.
Un axe horizontal (48) soudé sur le cylindre porte le vérin (24), qui commande le blocage par le mouvement du piston (27) poussant l'élément (47) soudé sur l'axe central ; le roulement à billes (45) fixé sur l'axe central, et faisant partie par sa courbe extérieure du cylindre, facilite le pivotement d'un quart de tour du blocage et déblocage.
Le moyen d'opposition à la pression est composé d'un cylindre en cuivre (11 a) solidaire du cylindre du blocage (17), ayant la base en forme hélicoidale (51) au-dessous duquel un autre cylindre ayant la partie haute en forme héli- coïdale réalisé en acier, et solidaire de l'axe central, assurant par le mouvement de pivotement d'un quart de tour du blocage le blotissement du cylindre en cuivre contre la paroi intérieure du tuyau.
Une variante de la septième variante est réalisée en remplaçant le vérin hydraulique par un moteur rotatif, fixé verticalement au-dessus du système; le rotor du moteur faisant partie de l'axe central, et le stator du cylindre. Le moteur comporte des moyens électroniques sensibles aux commandes des mouvements de rotation et d'arrêt.
Le système de centrage est composé comme le premier, de deux pantographes, permettant au système de blocage le mouvement dans tous les sens, dans le champ de travail du rayon du tuyau.
Les dessins joints sont des exemples, et ne limitent pas les procédés de réalisation de l'invention.