EP1514995A1 - Drilling rig with rotating head - Google Patents

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EP1514995A1
EP1514995A1 EP04292099A EP04292099A EP1514995A1 EP 1514995 A1 EP1514995 A1 EP 1514995A1 EP 04292099 A EP04292099 A EP 04292099A EP 04292099 A EP04292099 A EP 04292099A EP 1514995 A1 EP1514995 A1 EP 1514995A1
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EP
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drill string
stabilizer
rotation
abutment
integral
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EP04292099A
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Patrick c/o Compagnie du Sol Lagrange
Bernard c/o Compagnie du Sol Flaugere
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Compagnie du Sol SARL
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Compagnie du Sol SARL
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/06Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/062Deflecting the direction of boreholes the tool shaft rotating inside a non-rotating guide travelling with the shaft

Abstract

There are means (54) of displacing a pressing part (52) which is part of the side wall (42) of a stabilizer (40) between a rest position in the stabilizer side wall and an active position protruding from the side wall to press against the wall of the shaft. There are means of controlling this displacement and means (64,66) of giving the pressing part a predetermined angular orientation : A drill string (20) to cause the rotation and the lifting/lowering of the drill head (18); means (16) of controlling the rotation of the drill string, and a stabilizer (40) that rotates freely about the drill string near the drill head. The stabilizer is mounted to move freely along the drill string between two abutments (48, 50) connected to the drill string. The means of giving the pressing part the predetermined angular orientation are first means forming an abutment, fixed in rotation to the stabilizer, and second means forming an abutment fixed in rotation to the drill string and movable relative to the drill string to take a first active position in which the first and second means forming an abutment can act together to transmit the rotation of the drill string to the stabilizer. The second means forming an abutment is a jack (60) whose body is fixed to the drill string and the rod (64) moves parallel to the axis of the drill string : in the out position the end of the rod acts together in rotation with the first means forming an abutment. The jack is a hydraulic or pneumatic jack and the first means forming an abutment are on the stabilizer. The means of displacing the pressing part include at least one hydraulic jack whose body is fixed to the stabilizer and the end of the rod is fixed to the pressing part. The hydraulic jack is fed with liquid by a circuit formed from the rods of the drill string, a rotating joint with a first part fixed to the drill string and a second part fixed to the stabilizer and by a pipe connecting the second part of the rotating joint to the hydraulic jack.

Description

La présente invention a pour objet une installation de forage par tête rotative comportant des moyens de correction de trajectoire de la tête et notamment de moyens de correction de verticalité lorsque le forage réalisé est vertical.The present invention relates to a drilling installation rotary head comprising means for correcting the trajectory of the head and in particular verticality correction means when the realized drilling is vertical.

De façon plus précise, la présente invention concerne une telle installation de forage qui peut être commandée automatiquement, en ce qui concerne la correction des erreurs éventuelles de trajectoire du forage et notamment de verticalité.More specifically, the present invention relates to such drilling rig that can be controlled automatically, in that concerning the correction of the possible errors of trajectory of the drilling and in particular of verticality.

Lors de la réalisation de pieux forés à l'aide d'une tête de forage rotative entraínée par un train de tiges, de nombreux paramètres peuvent influer sur la verticalité du forage effectivement réalisé. Ces paramètres sont notamment l'inhomogénéité du terrain que rencontre à une même profondeur la tête de forage ou encore la rigidité nécessairement limitée du train de tiges. Lorsque le forage doit être réalisé à une grande profondeur, par exemple de l'ordre de 100 mètres, on comprend qu'une déviation même d'un angle réduit par rapport à la verticale peut entraíner une erreur de positionnement du fond du forage important. Or, dans un grand nombre de cas, il est impossible de tolérer de tels écarts, en raison des tolérances imposées par les spécifications de l'ouvrage.When making piles drilled with a head of rotary drilling driven by a train of rods, many parameters can influence the verticality of the drilling actually carried out. These parameters are notably the inhomogeneity of the terrain that meets with the same depth the drilling head or rigidity necessarily limited the drill string. When drilling needs to be realized at a great depth, for example of the order of 100 meters, it is understood that a deviation even of a reduced angle compared to the vertical can cause a positioning error in the bottom of the borehole important. In many cases, it is impossible to tolerate such differences, because of the tolerances imposed by the specifications of the work.

Plus généralement, on peut être amené à réaliser des forages non verticaux, par exemple des forages présentant sur toute leur profondeur une inclinaison constatée par rapport à la verticale ou encore des forages comportant plusieurs portions, chaque portion présentant une inclinaison propre par rapport à la verticale. Dans ces situations, il est important que le forage effectué respecte l'inclinaison ou les inclinaisons définies par les spécifications de l'ouvrage.More generally, drilling may be required non-vertical, for example, boreholes with all their depth an inclination noted relative to the vertical or Drilling with several portions, each portion having a own inclination with respect to the vertical. In these situations, it is important that the borehole is tilted or tilted defined by the specifications of the book.

Il est donc très souhaitable de disposer d'une installation de forage du type à tête rotative qui permette de corriger les erreurs éventuelles de trajectoire.It is therefore very desirable to have an installation of rotary head type drilling to correct errors possible trajectory.

Dans le présent texte, par "erreur de trajectoire", il faut entendre le fait que le forage effectivement réalisé à l'aide de l'outil rotatif fait un angle avec le tracé prévu pour le forage. Le plus souvent, le tracé prévu du forage est vertical et on sera donc amené à détecter des erreurs de verticalité. In the present text, by "mistake of trajectory", it is necessary hear the fact that drilling actually performed using the rotary tool makes an angle with the planned route for drilling. Most often, the route planned drilling is vertical and we will be led to detect errors of verticality.

On comprend également qu'il est très souhaitable que les moyens utilisés pour corriger cette erreur de trajectoire n'entraínent pas des périodes d'indisponibilité de la tête de forage significatives.It is also understandable that it is highly desirable that means used to correct this error of trajectory do not lead to periods of unavailability of the drill head significant.

Sur la figure 1 annexée, on a représenté une installation de type connu de forage par tête de coupe rotative. Sur cette figure, on a représenté le forage 10 en cours de réalisation avec son tubage 12. A la partie supérieure 14 du tubage 12 est montée une tête 16 de mise en rotation et de déplacement en translation de la tête de coupe. La tête de mise en rotation et de déplacement 16 est reliée à l'outil de coupe 18 par un train de tiges rotatives 20. A intervalles réguliers, le train de tiges 20 est équipé, de préférence, d'ailettes de stabilisation telles que 22 qui assurent un certain centrage du train de tiges 20 dans le forage. L'extrémité inférieure 20a du train de tiges est reliée à l'outil de coupe 18 par l'intermédiaire de deux tambours stabilisateurs 24 et 26. Bien entendu, il pourrait n'y avoir qu'un seul tambour stabilisateur. Dans la suite de la description, les tambours stabilisateurs 24 ou 26 seront appelés "stabilisateurs". Les tambours stabilisateurs 24 ou 26 sont des pièces constituées par une jupe cylindrique externe dont le diamètre est légèrement inférieur à celui de l'outil de coupe 18 mais très supérieur à celui du train de tiges. Comme on l'expliquera plus en détail ultérieurement, le stabilisateur 24 ou 26 est monté libre en rotation autour du train de tiges 20 mais immobilisé en translation. Le ou les tambours ou les stabilisateurs 24 ou 26 permette(nt) d'assurer une certaine orientation ou trajectoire à l'outil de coupe 18. Cependant, même avec la présence de ces stabilisateurs, la trajectoire de l'outil de coupe ne peut être le plus souvent assurée avec la tolérance requise.In Figure 1 attached, there is shown a type of installation known drilling rotary cutting head. In this figure, we have represented the drilling 10 in progress with its casing 12. At the upper portion 14 of the casing 12 is mounted a head 16 for setting rotation and displacement in translation of the cutting head. The head of rotation and displacement 16 is connected to the cutting tool 18 by a train of rotating rods 20. At regular intervals, the drill string 20 is preferably equipped with stabilizing fins such as 22 which ensure a certain centering of the drill string 20 in the borehole. The lower end 20a of the drill string is connected to the cutting tool 18 via two stabilizing drums 24 and 26. Although heard, there could be only one stabilizing drum. In the following the description, the stabilizing drums 24 or 26 will be called "Stabilizers". Stabilizing drums 24 or 26 are parts constituted by an outer cylindrical skirt whose diameter is slightly lower than that of the cutting tool 18 but much greater than that of the drill string. As will be explained in more detail later, the stabilizer 24 or 26 is freely rotatably mounted around of the drill string 20 but immobilized in translation. The drum or drums the stabilizers 24 or 26 allow (s) to ensure a certain orientation or trajectory to the cutting tool 18. However, even with the presence of these stabilizers, the path of the cutting tool can not be the most often provided with the required tolerance.

Dans le cas de la réalisation de pieux forés, cas de l'invention, les tiges ont un diamètre de 200 à 400 millimètres et le diamètre du forage est au moins de 1 000 millimètres et le plus souvent d'au moins 1 500 millimètres. Le diamètre des tambours de stabilisation est aussi d'au moins 1 000 à 1 500 millimètres et donc au moins trois fois supérieur à celui des tiges.In the case of the realization of drilled piles, case of the invention, the stems have a diameter of 200 to 400 millimeters and the diameter of the drilling is at least 1000 millimeters and most often at least 1500 millimeters. The diameter of the stabilizing drums is also from minus 1,000 to 1,500 millimeters and therefore at least three times greater than that of the stems.

Un objet de la présente invention est de fournir une installation de forage à tête de coupe rotative du type décrit notamment en référence à la figure 1 mais qui comporte des moyens de correction de trajectoire d'outil permettant de respecter la trajectoire théorique souhaitée. An object of the present invention is to provide an installation rotary cutting head of the type described in particular with reference in FIG. 1 but which comprises path correction means tool to respect the desired theoretical trajectory.

Pour atteindre ce but, selon l'invention, l'installation de forage équipée de moyens de correction de trajectoire comprend :

  • une tête rotative de forage ;
  • un train de tiges pour provoquer la rotation et la montée/descente de ladite tête de forage ;
  • des moyens de commande de la rotation du train de tiges ; et
  • un stabilisateur monté libre en rotation autour du train de tiges à proximité de ladite tige de forage,
   ladite installation se caractérisant en ce qu'un patin de la paroi latérale du stabilisateur constitue une partie d'appui mobile par rapport au reste du stabilisateur selon une direction radiale par rapport au train de tiges, et en ce qu'elle comprend en outre :
  • des moyens pour déplacer ledit patin entre une position de repos dans laquelle il est sensiblement disposé dans la paroi latérale du stabilisateur et une position active dans laquelle il fait saillie hors de ladite paroi latérale pour venir en appui sur la paroi du forage ;
  • des moyens de commande des moyens de déplacement du patin ; et
  • des moyens pour donner temporairement au patin une orientation angulaire prédéterminée.
To achieve this object, according to the invention, the drilling installation equipped with trajectory correction means comprises:
  • a rotary drilling head;
  • a drill string for causing rotation and raising / lowering of said drill head;
  • means for controlling the rotation of the drill string; and
  • a stabilizer mounted free to rotate about the drill string near said drill pipe,
said installation being characterized in that a pad of the stabilizer sidewall constitutes a movable bearing portion relative to the remainder of the stabilizer in a radial direction relative to the drill string, and further comprising:
  • means for moving said pad between a rest position in which it is substantially disposed in the side wall of the stabilizer and an active position in which it projects out of said side wall to bear on the wall of the borehole;
  • means for controlling the means for moving the pad; and
  • means for temporarily giving the pad a predetermined angular orientation.

On comprend que lorsque l'erreur de trajectoire est détectée par exemple à l'aide de capteurs montés sur l'outil de coupe, le train de tiges est arrêté. Puis, on commande la rotation du train de tiges pour amener le patin d'appui dans l'orientation angulaire correspondant à la correction de trajectoire à apporter. Cette orientation ayant été réalisée, on commande les moyens de déplacement pour appliquer le patin d'appui contre la paroi du forage.It is understood that when the trajectory error is detected by example using sensors mounted on the cutting tool, the drill string stopped. Then, we control the rotation of the drill string to bring the bearing pad in the angular orientation corresponding to the correction of trajectory to bring. This orientation having been realized, we order the displacement means for applying the bearing pad against the wall drilling.

La rotation et le déplacement du train de tiges et donc de l'outil de coupe sont alors commandés à nouveau, l'action du patin d'appui permettant de corriger la trajectoire de l'outil rotatif de coupe.Rotation and movement of the drill string and therefore the tool cutting are then ordered again, the action of the support pad to correct the path of the rotary cutting tool.

Il faut de plus souligner que le patin constituant une partie de la paroi latérale du stabilisateur, celui-ci peut remplir intégralement son rôle de guidage en dehors des phases de correction d'erreur de trajectoire.It must also be emphasized that the skate is a part of the lateral wall of the stabilizer, it can fully fulfill its role guidance outside the error correction phases of trajectory.

Selon un premier mode de mise en oeuvre, de préférence, les moyens d'orientation angulaire du patin comprennent des premiers moyens formant butée, solidaires en rotation, dudit stabilisateur et des deuxièmes moyens formant butée solidaires en rotation du train de tiges et mobiles par rapport au train de tiges pour prendre une première position active dans laquelle les premiers et deuxièmes moyens formant butée peuvent coopérer pour transmettre la rotation du train de tiges audit stabilisateur.According to a first mode of implementation, preferably, the means of angular orientation of the pad comprise first stop means, integral in rotation, of said stabilizer and second means forming a stop integral in rotation with the drill string and mobile in relation to the drill string to take a first active position in which the first and second means forming stop can cooperate to transmit the rotation of the drill string stabilizer audit.

De préférence encore, lesdits deuxièmes moyens formant butée comprennent un vérin d'orientation dont le corps est solidaire du train de tiges et dont la tige est mobile parallèlement à l'axe du train de tiges. En position sortie, l'extrémité de la tige dudit vérin est apte à coopérer en rotation avec les premiers moyens formant butée.More preferably, said second means forming an abutment include an orientation cylinder whose body is attached to the train of rods and whose rod is movable parallel to the axis of the drill string. In position, the end of the rod of said cylinder is able to cooperate in rotation with the first means forming a stop.

Selon ce mode préféré de mise en oeuvre, on comprend que lorsque le vérin d'orientation n'est pas activé, il n'y a aucune liaison en rotation entre le train de tiges et le stabilisateur. En revanche, lorsque le vérin est activé, l'extrémité de sa tige vient coopérer avec la butée portée par le stabilisateur, ce qui permet de donner au stabilisateur et donc au patin d'appui l'orientation souhaitée. Lorsque cette orientation est obtenue, le vérin d'orientation est désactivé et la liaison mécanique en rotation entre le train de tiges et le stabilisateur est supprimé.According to this preferred mode of implementation, it is understood that when the orientation cylinder is not activated, there is no connection in rotation between the drill string and the stabilizer. On the other hand, when cylinder is activated, the end of its rod comes to cooperate with the stop stabilizer, which gives the stabilizer and thus the support pad the desired orientation. When this orientation is obtained, the orientation cylinder is deactivated and the mechanical connection rotation between the drill string and the stabilizer is removed.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :

  • la figure 1 déjà décrite montre une installation de forage à tête rotative de coupe de type connu ;
  • la figure 2A montre en coupe verticale un premier mode de réalisation du système de correction d'erreur de trajectoire ;
  • la figure 2B est une vue en coupe horizontale selon la ligne B-B de la figure 2A ; et
  • la figure 3 illustre une variante de réalisation du système de correction d'erreur de trajectoire.
Other features and advantages of the invention will appear better on reading the following description of several embodiments of the invention given by way of non-limiting example. The description refers to the appended figures in which:
  • Figure 1 already described shows a drilling rig rotary head cutting known type;
  • FIG. 2A shows in vertical section a first embodiment of the trajectory error correction system;
  • Figure 2B is a horizontal sectional view along line BB of Figure 2A; and
  • FIG. 3 illustrates an alternative embodiment of the trajectory error correction system.

En se référant maintenant aux figures 2A et 2B, on va décrire un premier mode de réalisation du système de correction d'erreur de trajectoire. Ce système comme on l'a déjà expliqué est réalisé à partir du stabilisateur 40 qui est monté sur le train de tiges 20 à proximité de l'outil de coupe non représenté sur ces figures. Referring now to Figures 2A and 2B, we will describe a first embodiment of the error correction system of path. This system as already explained is made from the stabilizer 40 which is mounted on the drill string 20 near the tool cutting not shown in these figures.

Le stabilisateur 40 est constitué essentiellement par une paroi externe cylindrique 42 d'axe X, X'. La paroi latérale 42 est complétée par deux portions annulaires d'extrémité 44 et 45. Le stabilisateur 40 comprend également de façon simplifiée un manchon axial 46 qui est engagé autour des tiges 20 du train de tiges. Ce manchon est relié mécaniquement à la paroi latérale 42 par exemple par des bras radiaux non représentés sur les figures. Comme le montre la figure 2A, la tige 20 sur laquelle est monté le stabilisateur 40 comporte deux bagues annulaires fixes 48 et 50 qui jouent le rôle de butée pour limiter les possibilités de déplacement en translation du stabilisateur 40 le long de la tige 20. En revanche, comme on l'a déjà expliqué le stabilisateur 40 est libre en rotation autour de la tige 20.The stabilizer 40 consists essentially of a wall external cylindrical 42 of axis X, X '. The side wall 42 is completed by two annular end portions 44 and 45. The stabilizer 40 also comprises in simplified manner an axial sleeve 46 which is engaged around the rods 20 of the drill string. This sleeve is connected mechanically to the side wall 42 for example by radial arms not shown in the figures. As shown in FIG. 2A, the rod 20 on which is mounted the stabilizer 40 has two rings ring rings 48 and 50 which act as a stop to limit the possibilities of translational movement of the stabilizer 40 along the 20. On the other hand, as already explained, the stabilizer 40 is free in rotation around the rod 20.

Selon l'invention, une partie de la paroi latérale 42 du stabilisateur 40 constitue une pièce séparée 52 qui a donc la forme d'une portion de surface cylindrique. Cette portion séparée 52 qui forme un patin d'appui sur la paroi du forage est montée mobile par rapport au reste du stabilisateur par l'intermédiaire de vérins de déplacement par exemple les quatre vérins référencés 54 sur les figures. Ces vérins, de préférence hydrauliques, ont un corps 55 qui est solidaire par tout moyen convenable de la partie principale du stabilisateur 40 et dont les extrémités 56a des tiges 56 sont solidaires du patin 52 également par tout moyen convenable. Les tiges 56 des vérins 54 peuvent se déplacer dans des plans orthogonaux à l'axe X, X' et selon des directions y, y' parallèles au plan médian P, P' du stabilisateur. Ainsi, le patin 52 peut être déplacé à l'aide des vérins 54 entre une position rentrée représentée sur la figure 2B dans laquelle le patin 52 constitue une continuité de la paroi latérale 42 du stabilisateur proprement dit et une position sortie représentée en pointillé sur la figure 2B. Dans cette position sortie, le patin 52 est appliqué avec pression contre la paroi du forage ou contre le tubage lorsqu'il est prévu. On comprend que cette action du patin 52 contre la paroi du forage transmet une force au train de tiges 20 et donc à l'axe de rotation de l'outil de coupe 18 pour modifier la trajectoire de l'outil de coupe et corriger ainsi l'axe du forage réalisé.According to the invention, part of the side wall 42 of the stabilizer 40 constitutes a separate part 52 which is therefore in the form of a portion of cylindrical surface. This separate portion 52 which forms a bearing pad on the borehole wall is mounted movable relative to the rest of the stabilizer by means of displacement cylinders by example the four cylinders referenced 54 in the figures. These cylinders, preferably hydraulic, have a body 55 which is secured by any means of the main part of the stabilizer 40 and whose ends 56a of the rods 56 are integral with the shoe 52 also by any suitable way. The rods 56 of the jacks 54 can move in planes orthogonal to the axis X, X 'and in parallel directions y, y' at the median plane P, P 'of the stabilizer. Thus, the pad 52 can be moved to using the cylinders 54 between a retracted position shown in Figure 2B in which the shoe 52 constitutes a continuity of the lateral wall 42 of the stabilizer itself and an output position represented in dotted lines in Figure 2B. In this extended position, the pad 52 is applied with pressure against the wall of the borehole or against the casing when provided. It is understood that this action of the pad 52 against the wall of the borehole transmits a force to the drill string 20 and thus to the axis of rotation of the cutting tool 18 to change the path of the cutting tool and correct the axis of the drilling.

Pour obtenir la correction de la trajectoire souhaitée, il est bien sûr nécessaire, avant de provoquer la sortie du patin d'appui 52, de donner à celui-ci l'orientation angulaire correspondant à la correction de trajectoire à apporter. Cette orientation du patin 52, c'est-à-dire du stabilisateur 40 est obtenue en réalisant une liaison temporaire mécanique en rotation entre le train de tiges et le stabilisateur 40. Lorsque cette liaison temporaire est réalisée, en commandant la rotation du train de tiges d'un angle prédéterminé, on communique la même rotation au stabilisateur 40 et donc au patin d'appui 52. Une fois que cette orientation est réalisée, la liaison mécanique entre le train de tiges et le stabilisateur est interrompue. L'outil rotatif de coupe est alors remis en marche. L'action du patin 52 sur l'outil permet de corriger l'erreur de trajectoire. Si la longueur de déplacement relatif du patin par rapport au train de tiges, définie par les bagues annulaires 48 et 50 et qui est par exemple de l'ordre de un mètre est insuffisante pour obtenir la correction souhaitée, il faut accomplir les opérations suivantes : désactiver le patin 52 pour permettre la descente du stabilisateur 40 le long de la tige 20 jusqu'à ce qu'il arrive en appui sur la bague annulaire inférieure ; procéder à une nouvelle orientation du patin 52 ; et remettre en appui le patin sur la paroi du forage après que le patin ait été réorienté.To obtain the correction of the desired trajectory, it is well necessary, before causing the release of the support pad 52, give it the angular orientation corresponding to the correction of trajectory to bring. This orientation of the shoe 52, that is to say the stabilizer 40 is obtained by making a temporary mechanical connection in rotation between the drill string and the stabilizer 40. When this temporary link is made, by controlling the rotation of the train of stems from a predetermined angle, the same rotation is stabilizer 40 and thus the support pad 52. Once this orientation is achieved, the mechanical connection between the drill string and the stabilizer is interrupted. The rotary cutting tool is then restarted. The action of the pad 52 on the tool makes it possible to correct the error of trajectory. Yes the length of relative movement of the pad with respect to the drill string, defined by the annular rings 48 and 50 and which is for example of the order of one meter is insufficient to obtain the desired correction, it Do the following: disable skid 52 for allow the descent of the stabilizer 40 down the rod 20 until that it comes to bear on the lower annular ring; proceed to new orientation of the pad 52; and restoring the pad on the wall drilling after the pad has been reoriented.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2A et 2B, la liaison mécanique temporaire est obtenue de la manière suivante :

  • un vérin d'orientation 60 est rendu solidaire de la tige 20 sur laquelle est monté le stabilisateur. Ce vérin d'orientation comporte un corps 62 qui est donc solidaire de la tige 20 et dont l'axe est parallèle à l'axe de la tige 20. La tige 64 du vérin d'orientation 60 peut donc se déplacer entre une position rentrée représentée sur la figure 2A en traits pleins et une position sortie représentée en pointillé sur la figure 2A, position dans laquelle l'extrémité 64a de la tige 64 du vérin, peut venir par rotation en butée sur une butée mécanique fixe 66 montée sur la partie 44 du stabilisateur 40. Ainsi, lorsque la tige 64 du vérin 60 est sortie, on réalise une liaison mécanique temporaire en rotation du stabilisateur et donc du patin 52 avec la tige 20. On réalise ainsi l'orientation angulaire du patin. Lorsque le patin 52 est amené en position d'appui contre la paroi du forage à l'aide des vérins 54, la tige 64 du vérin d'orientation 60 peut être rentrée de telle manière que le stabilisateur 40 soit à nouveau libre en rotation autour de la tige 20.
  • In the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, the temporary mechanical connection is obtained as follows:
  • an orientation cylinder 60 is made integral with the rod 20 on which is mounted the stabilizer. This steering cylinder comprises a body 62 which is thus secured to the rod 20 and whose axis is parallel to the axis of the rod 20. The rod 64 of the steering cylinder 60 can therefore move between a retracted position 2A in solid lines and an output position shown in dashed lines in FIG. 2A, in which position the end 64a of the rod 64 of the jack can come to rotate in abutment with a fixed mechanical stop 66 mounted on the part 44 of the stabilizer 40. Thus, when the rod 64 of the cylinder 60 is output, a temporary mechanical connection is made in rotation of the stabilizer and thus the pad 52 with the rod 20. The angular orientation of the pad is thus carried out. When the shoe 52 is brought into a bearing position against the wall of the bore using the jacks 54, the rod 64 of the steering cylinder 60 can be retracted in such a way that the stabilizer 40 is free to rotate again around of the stem 20.
  • De préférence, le vérin d'orientation 60 est un vérin hydraulique à double effet. On peut ainsi utiliser la même alimentation en liquide sous pression que pour les vérins 54 dont on décrira ultérieurement un mode préféré de réalisation de leur alimentation.Preferably, the orientation cylinder 60 is a hydraulic cylinder double effect. We can thus use the same liquid supply under pressure for the cylinders 54 which will be described later a mode preferred embodiment of their diet.

    Sur les figures 2A et 2B, on a représenté également schématiquement la commande des vérins 54 de déplacement du patin 52. Dans le mode de réalisation représenté, l'alimentation en liquide sous pression est réalisée par l'intermédiaire d'une conduite liée aux tiges 20. La tige 20 sur laquelle est monté le stabilisateur 40 est équipée d'un joint tournant 70. Ce joint tournant comporte une première partie 72 solidaire de la tige 20 et reliée à la conduite d'alimentation en liquide sous pression et une partie mobile 74. Cette partie mobile 74 est équipée d'une conduite 76 qui pénètre dans le stabilisateur 40. La conduite 76 est divisée en quatre conduites d'alimentation telles que 78 pour alimenter chacun des vérins 54.In FIGS. 2A and 2B, there is also shown schematically the control of the jacks 54 for moving the 52. In the embodiment shown, the supply of liquid under pressure is achieved through a pipe related to 20. The rod 20 on which the stabilizer 40 is mounted is equipped of a rotary joint 70. This rotary joint comprises a first part 72 secured to the rod 20 and connected to the liquid supply line under pressure and a mobile part 74. This mobile part 74 is equipped with a pipe 76 which enters the stabilizer 40. The pipe 76 is divided in four feed lines such as 78 to feed each jacks 54.

    Sur les figures 2A et 2B, l'orientation initiale du patin d'appui 52 est réalisée par la liaison mécanique temporaire en rotation résultant de l'action de la tige 64 du vérin d'orientation 60 sur la butée mécanique 66 solidaire du stabilisateur 40.In FIGS. 2A and 2B, the initial orientation of the support pad 52 is performed by the temporary mechanical connection in rotation resulting from the action of the rod 64 of the steering cylinder 60 on the mechanical stop 66 secured to the stabilizer 40.

    Sur la figure 3, on a représenté de façon simplifiée une variante de réalisation dans laquelle la solidarisation temporaire en rotation comporte toujours le vérin d'orientation 60 mais celui-ci peut coopérer en position sortie avec une butée mécanique 80 solidaire en rotation de la partie mobile 74 du joint tournant 70. Dans ce cas, il faut bien sûr qu'il existe une liaison mécanique suffisante entre le stabilisateur 40 et la partie mobile 74 du joint tournant. Cette liaison mécanique peut être de toute nature convenable et par exemple par des tiges métalliques telles que 82 reliant la partie mobile 74 du joint tournant à la paroi à la partie supérieure 44 de la paroi du stabilisateur 40. Bien entendu, entre la partie mobile du joint tournant 70 et le stabilisateur 40, il demeure la conduite de liaison 76 pour l'alimentation des vérins 54 en liquide sous pression. En revanche, la butée mécanique fixe 66 est supprimée.FIG. 3 is a simplified representation of a variant embodiment in which the temporary joining in rotation always includes the orientation cylinder 60 but it can cooperate in output position with a mechanical stop 80 integral in rotation with the mobile part 74 of the rotary joint 70. In this case, it must of course that it there is a sufficient mechanical connection between the stabilizer 40 and the mobile 74 of the rotary joint. This mechanical connection can be of any suitable nature and for example by metal rods such as connecting the movable portion 74 of the rotary joint to the wall to the portion upper 44 of the wall of the stabilizer 40. Of course, between the part rotary joint 70 and the stabilizer 40, it remains the driving link 76 for feeding cylinders 54 in liquid under pressure. In however, the fixed mechanical stop 66 is removed.

    Dans la description précédente, le vérin d'orientation 60 est un vérin hydraulique. On ne sortirait pas de l'invention si ce vérin était pneumatique. Dans ce cas, les tiges 20 doivent être équipées des conduites 67 et 68 d'alimentation en air sous pression reliées aux chambres antérieure 60a et postérieure 60b du vérin. In the preceding description, the orientation jack 60 is a hydraulic cylinder. We would not go out of the invention if this cylinder was pneumatic. In this case, the rods 20 must be equipped with pressurized air supply lines 67 and 68 connected to the anterior chambers 60a and posterior 60b of the cylinder.

    On comprend également que, de préférence, les organes de commande du système de correction sont des vérins. Ils peuvent donc être commandés automatiquement et à distance.It is also understood that, preferably, the organs of control of the correction system are cylinders. They can therefore be controlled automatically and remotely.

    Ainsi qu'on l'a déjà expliqué, dans le cadre de l'invention, le stabilisateur a un diamètre qui est au moins trois fois supérieur à celui des tiges. En outre, le diamètre externe du stabilisateur est proche de celui de l'outil rotatif de coupe et donc de celui du forage.As has already been explained, in the context of the invention, the stabilizer has a diameter that is at least three times greater than that of rods. In addition, the external diameter of the stabilizer is close to that of the rotary cutting tool and therefore that of the drilling.

    De plus, au repos, le patin de correction de trajectoire est une partie de la paroi latérale du stabilisateur.In addition, at rest, the trajectory correction pad is a part of the side wall of the stabilizer.

    En conséquence, la course du patin de correction pour passer de sa position de repos à la position active est donc très réduite. Il va de même de celle des vérins qui commandent le patin. Les efforts mécaniques auxquels ces vérins sont soumis sont donc réduits.As a result, the race of the correction skate to pass from its rest position to the active position is therefore very small. He goes from even that of the cylinders that control the pad. The efforts mechanical forces to which these cylinders are subjected are reduced.

    Claims (9)

    Installation de forage équipée de moyens de correction de trajectoire comprenant : une tête rotative de forage (18) ; un train de tiges (20) pour provoquer la rotation et la montée/descente de ladite tête de forage ; des moyens (16) de commande de la rotation du train de tiges ; et un stabilisateur (40) monté libre en rotation autour du train de tiges à proximité de ladite tête de forage,    ladite installation se caractérisant en ce qu'une partie de la paroi latérale (42) du stabilisateur (40) constitue une partie d'appui (52) mobile par rapport au reste du stabilisateur selon une direction radiale par rapport au train de tiges, et en ce qu'elle comprend en outre : des moyens (54) pour déplacer ladite partie d'appui (52) entre une position de repos dans laquelle elle est sensiblement disposée dans la paroi latérale (42) du stabilisateur et une position active dans laquelle elle fait saillie hors de ladite paroi latérale pour venir en appui sur la paroi du forage ; des moyens de commande des moyens de déplacement de la partie d'appui ; et des moyens (64, 66, 80) pour donner temporairement à la partie d'appui une orientation angulaire prédéterminée. Drilling installation equipped with trajectory correction means comprising: a rotary drilling head (18); a drill string (20) for causing rotation and raising / lowering of said drill head; means (16) for controlling the rotation of the drill string; and a stabilizer (40) rotatably mounted about the drill string proximate said drill head, said installation being characterized in that a portion of the side wall (42) of the stabilizer (40) constitutes a bearing portion (52) movable relative to the remainder of the stabilizer in a radial direction relative to the drill string, and in that it further comprises: means (54) for moving said support portion (52) between a rest position in which it is substantially disposed in the stabilizer side wall (42) and an active position in which it projects out of said side wall for come to bear on the wall of the borehole; means for controlling the displacement means of the support part; and means (64, 66, 80) for temporarily providing the bearing portion with a predetermined angular orientation. Installation de forage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit stabilisateur (40) est monté libre en translation par rapport au train de tiges (20) entre deux butées (48, 50) liées au train de tiges.Drilling installation according to claim 1, characterized in that said stabilizer (40) is mounted free in translation relative to the drill string (20) between two stops (48, 50) connected to the drill string. Installation de forage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens d'orientation angulaire comprennent des premiers moyens formant butée (66, 80) solidaires en rotation dudit stabilisateur (40) ; et des deuxièmes moyens formant butée (60, 64) solidaires en rotation du train de tiges (20) et mobiles par rapport au train de tiges pour prendre une première position active dans laquelle les premiers et deuxièmes moyens formant butée peuvent coopérer pour transmettre la rotation du train de tiges audit stabilisateur. Drilling installation according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the angular orientation means comprise first abutment means (66, 80) integral in rotation with said stabilizer (40); and second abutment means (60, 64) integral in rotation with the drill string (20) and movable relative to the drill string to assume a first operative position in which the first and second abutment means can cooperate to transmit the rotation of the drill string to said stabilizer. Installation de forage selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits deuxièmes moyens formant butée comprennent un vérin (60) dont le corps (62) est solidaire du train de tiges (20) et dont la tige (64) est mobile parallèlement à l'axe du train de tiges, en position sortie, l'extrémité de la tige (64a) dudit vérin étant apte à coopérer en rotation avec les premiers moyens formant butée (66, 80).Drilling installation according to claim 3, characterized in that said second abutment means comprise a jack (60) whose body (62) is integral with the drill string (20) and whose rod (64) is movable parallel to the axis of the drill string, in the extended position, the end of the rod (64a) of said jack being adapted to cooperate in rotation with the first abutment means (66, 80). Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit vérin (60) est un vérin hydraulique.Installation according to claim 4, characterized in that said cylinder (60) is a hydraulic cylinder. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit vérin (60) est un vérin pneumatique à double effet.Installation according to claim 4, characterized in that said cylinder (60) is a pneumatic cylinder with double effect. Installation de forage selon l'une quelconque des revendications 3 et 6, caractérisée en ce que lesdits premiers moyens (66) formant butée sont montés sur ledit stabilisateur.Drilling installation according to any one of claims 3 and 6, characterized in that said first means (66) forming a stop are mounted on said stabilizer. Installation de forage selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de déplacement de la partie d'appui comprennent au moins un vérin hydraulique (54) dont le corps est solidaire du stabilisateur (40) et dont l'extrémité de la tige (56) est solidaire de la partie d'appui (52).Drilling installation according to any one of claims 3 to 6, characterized in that said means for moving the bearing portion comprise at least one hydraulic cylinder (54) whose body is integral with the stabilizer (40) and whose end of the rod (56) is integral with the support portion (52). Installation de forage selon la revendication 8, caractérisée en ce que le vérin hydraulique (54) est alimenté en liquide par un circuit comprenant les tiges (20) dudit train de tiges, un joint tournant (70) comprenant une première partie (72) solidaire du train de tiges, et une deuxième partie (74) mobile par rapport à la première partie et solidaire en rotation dudit stabilisateur et par une conduite (76) reliant ladite deuxième partie du joint tournant audit vérin hydraulique.Drilling installation according to claim 8, characterized in that the hydraulic cylinder (54) is supplied with liquid by a circuit comprising the rods (20) of said drill string, a rotary joint (70) comprising a first portion (72) integral with the drill string, and a second portion (74) movable relative to the first portion and rotatably integral with said stabilizer and a pipe (76) connecting said second portion of the rotary joint to said hydraulic cylinder.
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