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EP1525371A1 - Conduite de guidage telescopique de forage en mer - Google Patents

Conduite de guidage telescopique de forage en mer

Info

Publication number
EP1525371A1
EP1525371A1 EP03760741A EP03760741A EP1525371A1 EP 1525371 A1 EP1525371 A1 EP 1525371A1 EP 03760741 A EP03760741 A EP 03760741A EP 03760741 A EP03760741 A EP 03760741A EP 1525371 A1 EP1525371 A1 EP 1525371A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
telescopic
drilling
guide pipe
pipe
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP03760741A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1525371B1 (fr
Inventor
Stéphane ANRES
Hans P. Hopper
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.)
Saipem SA
Original Assignee
Saipem SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saipem SA filed Critical Saipem SA
Publication of EP1525371A1 publication Critical patent/EP1525371A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1525371B1 publication Critical patent/EP1525371B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12—Underwater drilling
    • E21B7/128—Underwater drilling from floating support with independent underwater anchored guide base
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02—Subsoil filtering
    • E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/101—Setting of casings, screens, liners or the like in wells for underwater installations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • E21B7/043—Directional drilling for underwater installations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes

Definitions

  • the present invention relates to the known field of drilling at sea from a floating support anchored to the surface and more particularly to devices for guiding drill string trains installed at the bottom of the sea.
  • This floating support generally comprises anchoring means to remain in position despite the effects of currents, winds and swell. In the case of drilling operations, it also generally comprises means for handling the drill string, as well as guiding equipment associated with safety systems installed at sea level.
  • Drilling is usually carried out vertically from the drilling rig, then penetrates the ground vertically over heights of several hundred meters. Then, said drilling is continued up to the oil slick called “reservoir", either vertically or with a gradual angular deviation, so as to reach more or less distant points of said reservoir.
  • the well start-up phase is generally carried out by descending from the surface a drilling base resting on the seabed provided with guide lines to the surface, then descending a length of pipe, called “casing” or casing, of strong diameter, in general 0.914 m (36 ”) and measuring 50 to 60 m long in total. Said casing is carried out from unit lengths of pipe measuring approximately 12 m long assembled by screwing on board the drilling platform, at derrick floor level.
  • each unit length of casing has a zone at each end reinforced over a length of 0.5m to 1m, consisting of an additional thickness corresponding to approximately 0.5 to 2 times the current thickness of the wall of said casing, thickness in which said thread is machined.
  • Said casing, once assembled, passing through said base, is then simply planted in the ground, generally poorly consolidated and the insertion is often carried out by launching (that is to say by sending water under pressure).
  • This first casing serves to consolidate the walls of the well in the area close to the bottom of the sea, and therefore acts as a guiding device for a second casing, of smaller diameter and, in general, of a total length of 150 to 200m, said second casing also being produced by a pipe assembly of 12m in unit length comprising reinforced zones at the ends, has an outside diameter, including the reinforced thread zones, much smaller than the internal diameter of the external casing, so that it can slide there freely during installation and so that the cementing grout can travel in the best conditions.
  • Said second casing is then either vibro-drilled or drilled if the terrain requires it, then the gap between the said casings and the ground is cemented from the surface, as well as between the two said casings.
  • the multiple casings present significant spaces between each said casing and the following and, moreover, because each of said casings extends from the sea level to its lowest end, this implies that at sea level and over the entire height of the first casing and those following, there are radially two, three, even four or more, successive casing thicknesses, which will in fact be useless in the pursuit of operations, because in the main phase of drilling and operating the well, only one casing thickness is required to support the downhole equipment as well as the watertightness of the assembly.
  • These multiple casings, redundant in the area close to the seabed, are made necessary because of the manner of proceeding for the starting of a well drilling according to the prior art, redundancy which represents a considerable quantity of steel, and therefore a very significant cost.
  • GB-2,338,009 is known, which describes an installation method for multiple independent casing elements installed successively one inside the other with a reduced clearance. Said casings being installed in sequence, one after the other, this makes it possible, because of said reduced clearance, to minimize the maximum diameter of the hole to be drilled, both for the external casing and the intermediate casings, which therefore reduces the quantity of rubble to be evacuated as well as the power requirements of the drilling rig and thereby are cost per hour.
  • the patent US Pat. No. 5,307,886 is known, which describes a system and or mode of installation enabling multiple casings to be produced with reduced clearance, and minimizing the space between said casing and the wall of the hole drilled in the ground.
  • a first problem underlying the invention is to provide a guiding device making it possible to guide the drill string and the drilling tool as deeply as possible in the subsoil at the bottom of the sea, so as to avoid these incidents of untimely water arrival occurring at shallow depth during the installation of the casings.
  • Another problem is to reduce the handling and assembly phases on board the drilling platform, of the individual pipes used to produce the said casings in order to reduce the difficulty, the duration and therefore the cost of installing the casings, particularly in the case of an installation in Ultra Grands Fonds, ie for depths of 2000 to 3000 meters or more.
  • Another problem is to radically reduce the quantity of steel necessary for the production of these casings by minimizing the redundancies as well as the clearances between said successive casings.
  • the guiding devices installed at the bottom of the sea penetrate into the ground and make it possible to prime the wellbore in the seabed at an inclination of a given angle relative to the vertical.
  • the guide device is connected to the drilling machine by a pipe called “drilling riser" which guides the drill string passing through them and ensures the recovery of mud and drilling debris.
  • This guide element installed at the bottom of the sea must make it possible to respect large radii of curvature of 500 to 1000 m and therefore must be large, while remaining very resistant to absorb the considerable forces generated by the rod train of drilling which will also be forced to follow the same radius of curvature, which induces very high friction and risks of destabilization of the assembly during drilling.
  • this guide element of considerable size and mass must be pre-installed in the ultra deep sea, that is to say in water depths of 1000 to 2500 m, or even more.
  • the guide device comprises a pipe element called “conductor” which is in fact the guide tube of the wellbore deployed from the floating support through the drilling riser to a structure called “ skid "resting on the seabed.
  • This skid structure holds and guides the conductor tube horizontally above the seabed at a certain height. Then this conductor adopts a curvature towards the bottom of the sea under the effect of its own gravity.
  • the driver during his deployment cooperates with drilling tools so that he partially sinks into the sea floor.
  • This guide device does not allow any control of the curvature of the conductor.
  • to respect a large radius of curvature in particular greater than 500 m, it is necessary for the driver to deploy tangentially to the horizontal over several tens of meters beyond the fulcrum which guides it on the skid structure.
  • Another problem according to the present invention is therefore to provide a guiding device in a drilling application deviated in the height of the water slice, which can be set up along a large radius of curvature in a reliable manner, that is that is to say, being able to control the curvature over a large radius of curvature, in particular greater than 500 m and the implementation and positioning of which are easy to perform.
  • the present invention provides a device for guiding an offshore drilling installation comprising at least one drilling riser extending from a floating support to said guide device at the bottom of the sea, said drilling being able to be carried out from said floating support through said drilling riser using a drill rod train equipped with its end of drilling tools passing through said drilling riser and said guide device, said guide device being characterized in that it comprises a telescopic guide pipe comprising telescopic coaxial pipe elements (XX ′) and of diameters decreasing, pre-assembled to each other, so that said telescopic pipe elements are capable of sliding in the axial direction (XX ') a other, the inner telescopic pipe element of smaller diameter being equipped at its end with a means of decohesion of the ground capable of creating a progressive depression in the ground of said telescopic guide pipe by sliding outwards said telescopic pipe elements so as to allow a drilling tool to be guided
  • the progressive insertion into the ground of the guide pipe is done from an initial retracted position in which the internal telescopic pipe element of smaller diameter is returned inside the telescopic pipe elements of larger diameter. So all the telescopic pipe elements are positioned inside a larger diameter external telescopic pipe element.
  • the progressive insertion of said decohesion means occurs by progressive sliding towards the outside of the elements of smaller diameter in those of larger diameter, and therefore first of all of the internal telescopic internal pipe element of smaller diameter then gradually telescopic pipe elements of increasing diameters, and until complete deployment of all telescopic pipe elements extending outwards.
  • said inner pipe element of smaller diameter has a diameter substantially identical to that of said drilling riser.
  • said soil decohesion means are constituted by a multi-perforated cover making it possible to launch water or mud by injection under high pressure.
  • said telescopic guide pipe comprises at least 3 elements, of coaxial telescopic pipe.
  • each of said coaxial-telescopic pipe elements has a length of 50 to 300 meters, preferably 100 to 200 meters and said deployed guide pipe has a length of 150 to 600 meters, preferably 200 to 300 meters.
  • the guiding device according to the invention is first prefabricated on the ground, then put into a retracted configuration by introducing the pipes into each other so as to reduce the total length to a minimum, then put into the water and equipped with flotation elements, then towed on site to the axis of the drilling derrick, and finally cabin so that the upper part of said telescopic pipe can be gripped by the handling tool installed at the end of the drill string handled by the derrick, the assembly then being lowered in one go, in vertical configuration towards the guide base resting on the sea floor.
  • each of said telescopic pipe elements will be produced by assembling lengths successive pipes, said pipes being simply butt welded in a conventional manner as in the case of the manufacture of pipelines . It is thus not necessary to reinforce the ends of each of the unit lengths of 12 m, because no thread is machined there, and the assembly then has an optimal diameter and markedly reduced compared to the prior art.
  • retract telescopic guide pipe means that the various preassembled telescopic pipe elements are such that those of small diameters are brought inside those of larger diameters.
  • the present invention provides a guide device useful in an offshore drilling installation, installation in which at least one drilling riser extends from a floating support to said guidance device to the bottom of the sea, said drilling riser gradually deviating from a substantially vertical position at the level of said floating support to a substantially horizontal or tangential position horizontally at the bottom of the sea, said drilling being able to be carried out from said floating support at through said drilling riser and said guiding device so that the wellbore in the seabed is primed at a given inclination ⁇ relative to the horizontal, preferably from 5 to 60 °, more preferably 25 at 45 °, said guide device being characterized in that it comprises a said telescopic guide pipe in a position sunk into the ground in the which said retracted telescopic guide pipe or said external telescopic pipe member when said telescopic pipe is fully deployed successively:
  • the curvature of the telescopic guide line is therefore formed by the controlled sinking of the guide line. Due to significant length of said guide pipe in the retracted position, each of the retracted section will take the same curvature, without generating significant efforts within the assembly.
  • the means of driving in the retracted telescopic guide pipe make it possible to obtain, by driving in the pipe, a curvature of the pipe with a large radius of curvature to a desired and controlled value, the radius of curvature being in fact dependent on the characteristics and the arrangement of said driving means.
  • said inclined linear portion is located in the tangential extension of said curved portion and, it is the inclination of this linear portion which determines said angle of initiation of the wellbore.
  • horizontal at the bottom of the sea is meant a substantially horizontal position as a function of the relief of the sea bottom.
  • said guide pipe has a length of 100 to 600 m, preferably 250 to 450 m with a said given inclination ⁇ of the guide pipe of approximately 10 to 60 °, preferably 25 to 45 °.
  • the desired curvature of the guide pipe then corresponds to an increase in inclination of about 1 ° per portion of the guide pipe length of 10 m, ie a radius of curvature of about 560 m.
  • said front end of the retracted telescopic guide pipe is embedded in a base comprising a load resting on a front sole so that said base keeps said front end of said guide pipe substantially horizontally on the bottom of the the sea when it is towed.
  • Said base prevents the front end of said retracted telescopic guide pipe from being pushed in, as well as its rotation about a substantially horizontal axis perpendicular to the axis of traction.
  • the present invention also provides a method for producing a guiding device according to the invention, characterized in that steps are carried out in which: a retracted telescopic guide pipe is put into place in a said initial position resting substantially horizontally and in a straight line on the seabed, said retracted telescopic guide pipe cooperating with said controlled insertion means, and
  • the present invention also relates to an offshore drilling installation comprising a drilling riser extending from a floating support to a guide device according to the invention to which said drilling riser is connected.
  • said drilling riser gradually deviates from a substantially vertical position at the level of said floating support to a substantially horizontal or tangential position horizontally at the bottom of the sea.
  • the drilling being able to be carried out from said floating support through said drilling riser and said guiding device so that the drilling well begins in the sea bottom at a given inclination oc relative to the vertical, preferably from 10 to 80 °.
  • the present invention also relates to a method for producing a drilling installation according to the invention, characterized in that steps are carried out in which:
  • a telescopic guide device is produced according to a method according to the invention.
  • connection of at least said drilling riser is made to said front end of the telescopic guide pipe resting on the bottom of the sea.
  • the present invention finally relates to a drilling method using a drilling installation according to the invention characterized in that drilling operations are carried out and a drilling well is constructed in deploying rod trains cooperating with drilling tools and columns of tubes or casings, through a said drilling riser and a said telescopic guide device according to the invention sunk into the sea floor.
  • the drill string makes it possible firstly to deploy the drilling tools, then to deploy the tube elements, called “columns of tubes or casings" which constitute the wellbore as the drilling progresses and their setting in place in the bottom of the sea.
  • FIG. 1 represents a telescopic guide device made up of elements of telescopic coaxial pipes shown in the retracted position, in the case of conventional vertical drilling,
  • Figures 2, 3 and 4 are sectional side views detailing the telescopic guide device in the retracted position, shown in a straight line, respectively at the time of its deposit at the bottom of the sea, at the start of the drilling operation by launching and during drilling with the rotary tool,
  • Figure 5 is a sectional side view of the partially deployed telescopic guide device, shown in a straight line, detailing the thrust forces exerted on the various telescopic elements and on the drilling tool, in the case of conventional vertical drilling,
  • FIG. 6A is a side view of a DTU type surface support equipped with a drilling riser connected to a guidance device preinstalled on the seabed for deep water drilling deviated in the height of the slice of water,
  • FIG. 6B represents a telescopic guide device made up of 3 elements of telescopic coaxial pipes deployed, in the case of a bore deviated in the height of the water section
  • FIGS. 7 and 8 are side views of a guiding device associated with an anchor ensuring penetration into the ground, represented respectively before and after penetration into the seabed
  • FIGS. 9 and 10 are sections in side view along the respective section planes AA and BB of the guide device
  • Figures 11 and 12 are side views of a guide device fitted with lateral fins ensuring variable penetration into the ground, shown respectively before and after penetration into the seabed, • Figure 13 is a view from the left of the guide device according to FIG. 6 detailing the lateral fins,
  • Figure 14 is a side view of a guide device equipped with secondary launching pipes facilitating the de-cohesion of the ground during the phase of penetration into the seabed
  • Figure 15 is the sectional view of the current section relating to figure 14,
  • Figures 16 and 12 are side views of a structure associated with the guide device according to Figures 7 and 8, limiting the penetration during penetration into the ground, shown respectively before and after said penetration into the seabed ,
  • Figures 18 and 19 are the sections according to the CC and DD plans relating to Figure 16.
  • FIG. 20 is a side view of a drilling platform installed vertical to the drilling base of a future well, detailing the sequence of installation of a telescopic guide device in the retracted position, which has was successively prefabricated ashore, then fitted with floats and towed to site, then cabin in vertical position, then finally resuspended by the drilling platform, by means of a gripper installed at the end of a drill string, the assembly then being ready to be lowered along guide lines towards said drilling base.
  • FIG. 1 there is shown a guide device consisting of 3 telescopic pipe elements 3a, 3b, 3c in the rectilinear position, implemented as part of a conventional vertical drilling.
  • Said guide device 3 consisting of three telescopic pipe elements 3a, 3b and 3c, is suspended from a drilling riser 2 handled by the derrick on the surface, and descended towards a drilling base 45 resting on the bottom of the sea 4
  • a first guide means 47 has been lowered beforehand along the guide cables 48, to come to center on guide posts 46, and finally rest directly on the base.
  • the guide device 3 has been shown in a position slightly above said base 45, just before being deposited on the latter.
  • This first guide means 47 comprises a funnel shape with a diameter slightly greater than the outside diameter of the portion 3a of the guide device 3 and which, collaborating with the latter, thus makes it possible to guide it during its descent towards the base 45.
  • the guide device 3 is integral with a second guide means 49 embedded in the latter at the level of the plane DD and itself guided along the guide lines 48.
  • the guide device 3 was prefabricated on the ground, then the various elements were tucked into each other, so that the length of the assembly thus retracted is as short as possible, then the guide device is launched and equipped with floats 50. It is then towed to site and, near the drilling platform 1, said guide device is hut by removing the front floats, then transferred to the vertical to the axis of the derrick where it is taken up by the rod train 2 fitted at its end with a gripping tool.
  • the drilling platform 1 is replaced by a simple surface vessel, preferably with dynamic positioning, the guiding device 3 once a cabin is then suspended by a cable connected to an installed winch on board of ship.
  • the guide device is then lowered to the cable in a simple pendulum, preferably without guide lines, then inserted into the drilling base.
  • the beginning of penetration is carried out by launching, the hydraulic power being supplied by the surface vessel and transmitted to the bottom, for example by a flexible pipe.
  • the surface vessel suspends its operation, the installation will then be terminated by the drilling platform as soon as it arrives on site, vertically above said well to be drilled.
  • the cost of the operation of setting up the casing is radically reduced, since the daily cost of the surface vessel required represents a small fraction of the cost of a drilling platform capable of drilling in depths of water of 3000m, 4000m, or even more.
  • the required drilling machine will be of lower power, therefore of lower cost, since it will not have to handle the telescopic guide device according to the invention, or even the unitary elements of a casing. conventional according to the prior art.
  • FIG. 2 represents the telescopic guide device 3 in the retracted or folded position with an orifice 31 allowing the mud and drilling debris to be evacuated at sea level.
  • the telescopic pipe elements of said telescopic guide pipe 3 are tubular and of decreasing diameter diameter so that they can slide into each other.
  • the intermediate telescopic pipe element 3b of the telescopic guide device 3 is provided on its front part with a sealed sliding ring 32b ensuring reduced friction guiding of the internal telescopic terminal pipe element 3c of the telescopic guide device 3 and on its rear part, a non-sealed sliding ring 33b ensuring reduced friction guidance of the external telescopic pipe element 3a of said telescopic guide device 3.
  • the portion 3a of the said guiding device is equipped on the front with a sealed sliding ring 32a ensuring the guiding with reduced friction of the portion 3b and is integral with the rear of the drilling riser in chain configuration 2.
  • the portion 3c of said guide device is equipped on the front with a cover 35 pierced with multiple orifices, or even equipped with a series of nozzles, allowing, by simple injection of water or mud under very high pressure, destroying the cohesion of the soil and thus allowing the start of the well by simple launching, and on the rear, of an unsealed sliding ring 33c.
  • Additional sliding rings 34 are advantageously installed, at regular or irregular intervals, respectively between the portions 3a-3b and 3b-3c so as to avoid that, when the portions of the guide device are strongly curved, as indicated in FIG. 1 , the outer wall of the inner guide, for example 3b, does not rub directly on the inner wall of the portion 3a.
  • these sliding rings 34 are secured to said telescopic portion 3b so as to have a high friction with respect to this portion 3b, that is to say that they have the possibility of sliding when they are subjected to a significant force applying parallel to the longitudinal axis of said portion 3b.
  • each of the sliding rings 34 is advantageously provided in its external part of an element 34 j with reduced friction, so as to minimize the longitudinal contact forces between the walls of the various portions of the guide device 3, when the latter has a significant curvature.
  • FIG. 4 represents the start-up phase of drilling, the guiding device being installed at the bottom of the sea, the portions 3a, 3b and 3c being in the retracted position.
  • the drilling tool 36 is integral with the lower end of the drill string 38 actuated from the derrick installed on the surface on the floating support.
  • Said drilling tool 36 consists of a turbine 36 1 actuated by a pressurized fluid, in general a drilling mud brought by the rod train 38, actuating a tool holder 36 2 on the front face of which the tools are secured.
  • a piston 40, represented in FIG. 5 is integral with the train of rods 38 and slides inside the riser 2 so as to provide a seal between the upstream and downstream of said piston 40.
  • the tool is lowered from the surface. drilling 36 secured to the end of the drill string 38, so as to reach the position described in FIG. 3.
  • the orifice 31 is closed by a valve not shown and a fluid is sent through the drill string 38 under strong pressure.
  • the turbine 36 j turns in a vacuum and the fluid can only come out through the cover 35 pierced with a multitude of small holes.
  • the launching thus created at the front of the portion 3c of the guide device ensures the decohesion of the soil and the piston effect due to the internal overpressure, pushes forward the portion 3c, possibly causing the portion 3b of said device guide.
  • the collar 37a comes into abutment with a ring 37b secured to the portion 3c of the guide device, inside the latter.
  • the collar 37a and ring 37b have corresponding threaded portions, not shown, which, by simple rotation of the rod train from the surface, makes it possible to mechanically secure the body of the turbine 36j to the portion 3c of the telescopic guide device, such as shown in FIG. 4.
  • we continues to inject fluid under pressure which makes it possible to destroy, using the rotating drilling tool, the launching cap 35, but care has been taken to reopen the orifice 31, so that the mud and drilling residues come out at the bottom of the sea.
  • said riser as well as said guide portion have a substantially identical internal section and advantageously centralizers 38a are installed integral with the rod train and sliding freely in said riser.
  • Such centralizers being known to those skilled in the art in the field of drilling, will not be developed in more detail here.
  • the drilling has started and the extendable arms of the drilling tool 36 4 are deployed and enlarge the drilling to a diameter corresponding at least to the diameter of the portion 3b of the guide device 3.
  • the advancement of the tool by adjusting from the surface, by means of the derrick, the length of the rod train.
  • To increase the pushing force advantageously pressurizes from the surface the annular between the drilling riser and the rod train 38.
  • the pressure P created upstream of the sealed piston 40 creates a thrust F which, by l 'intermediate of the drill string 38, pushes the tool forward, thereby driving the portions 3c then 3b of the telescopic guide device until complete deployment as illustrated in FIG. 1.
  • the drill string is operated from the rotating surface in the unscrewing direction, so as to release the body of the ring 36j of the turbine 37 b, thus the portion 3c of the telescopic guide device 3.
  • drilling is then carried out in a conventional manner, after having taken care to close the orifice 31 by means of a valve, not shown, so as to recover the drilling mud on the surface for recycling in the drilling process.
  • said portions 3a, 3b and 3c can be advantageously square or hexagonal tubular shapes.
  • indexing will advantageously be integrated at the level of the sliding bearings 33.
  • the telescopic guide pipe 3a, 3b, 3c has been described above in an application related to vertical drilling, but it also applies to deviated drilling in accordance with FIG. 6A.
  • the equipment and operations remain essentially the same, it being understood however that the telescopic guide pipe 3 has a curvature due to its inclined position, in accordance with the representation of FIG. 6B, the guide device 3 being made integral with the base of drilling at level AA.
  • FIG. 6B there is shown, in side view, a curved guide device 3, consisting of three telescopic pipe elements 3a, 3b and 3c.
  • the telescopic pipe element 3a is embedded at the level of the plane AA in a rigid external upper structure 20 described below in connection with FIG. 17.
  • the telescopic guide pipe 3 is shown in the context of a deviated drilling, that is to say in an inclined and curved position on the one hand, and on the other hand in the retracted position, this is ie with the different telescopic pipe elements 3a, 3b, 3c, the smallest inside the largest.
  • a telescopic guide pipe in the retracted position ie the telescopic pipe elements of smaller diameters being all slid inside the external telescopic pipe element.
  • elements cooperating with said telescopic guide pipe it is the element cooperating with the external telescopic pipe element 3a, in FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 6A is a side view of a DTU-type surface support 1 equipped with a drilling machine and processing equipment.
  • a drilling riser 2 in chain configuration is connected to a guide pipe 3 by means of an automatic submarine connector 2 t .
  • the structure 3 4 shows diagrammatically the means of controlled insertion.
  • a subsea well control assembly 2 2 is associated with this input to the well and allows the well to be closed in the event of an eruption.
  • the drilling is carried out in a conventional manner from the surface through the drilling riser 2 and through the guide device 3-3 4 , until reaching the reservoir.
  • Said drilling riser 2 gradually deviates from a substantially vertical position 2a at the level of said floating support 1 to a substantially horizontal or tangential horizontal position 2b at the bottom of the sea, drilling can be carried out from said floating support 1 to through said drilling riser 2 and said retracted telescopic guide device 3 so that the drilling well starts in the sea bottom at a given inclination oc relative to the horizontal, preferably from 10 to 80 °.
  • the controlled insertion means 3 4 , 5 ⁇ -5 3 , 7 ⁇ 7 ⁇ 8-9, 13 described in FIGS. 7 to 19 allow the said retracted telescopic guide pipe 3 to be pushed into the seabed when said retracted telescopic guide pipe 3 is towed T to the bottom of the sea at its front end 3 l 3
  • a front end 3 t resting substantially horizontally on the bottom of the sea,.
  • said controlled insertion means comprise:
  • At least one intermediate sole 5 2 , 5 3 supporting said curved intermediate portion 3 2 and / or of the rear portion 3 3 of said retracted telescopic guide pipe and integral with it, the surface of which is smaller than that of said front sole 5 ls preferably several said intermediate soles 5 2 , 5 3 distributed along said intermediate portion 3 2 and rear portion 3 3 of said retracted telescopic guide line 3 whose surface is smaller and smaller compared to said front sole as they are closer to said rear end 3 3 of the guide pipe, and
  • An anchor 13 connected 12 to said rear end 3 3 and able to sink into the ground under the effect of said traction from said front end 3 t .
  • FIG. 7 illustrates this first version of the guiding device according to the invention, in which the guiding device is towed to the site by means of a cable 10 connected to the front of the guiding device via 'A traction head 11, the rear of said guide device being connected by a second cable 12 to a very high performance anchor 13 of the Stevpriss® or Stevmanta® type from the company VRYHOFF (Holland).
  • the front part 3 ⁇ of the guide device is integral with a sole 5 1 of large surface area and resting on the seabed so as to limit penetration into the ground.
  • footings 5 2 , 5 3 of smaller dimensions are distributed along the retracted telescopic guide pipe, their bearing surface decreasing as one approaches the rear 3 3 of said conduct guide.
  • the front 3 1 is further stabilized by a base comprising a load 6 secured to the sole 5 t thus creating an embedding of the guide device in said base 6, as illustrated in Figure 8.
  • a base comprising a load 6 secured to the sole 5 t thus creating an embedding of the guide device in said base 6, as illustrated in Figure 8.
  • the assembly drives the anchor which then begins to sink 25, thereby causing 24 the rear end 3 3 of the guide pipe.
  • the circular shape of the guide pipe only moderately brakes penetration, while the soles 5 2 , 5 3 distributed over the length oppose penetration with a force proportional to their surface.
  • the front sole 5 l being large, the front of the guide device remains on the surface and the mooring 6 stabilizes the assembly so that the axis of the guide device remains substantially horizontal, therefore parallel at the bottom of the sea 4.
  • One method of producing a guide device of this type consists in pulling the front end 3 X of said retracted telescopic guide pipe 3 until said intermediate flanges 5 2 , 5 3 are found pressed into the ground becomes deeper and deeper as they are closer to the rear end 3 3 of the guide pipe to obtain the desired curvature R, preferably a radius of curvature greater than 500 m, more preferably between 500 and 1000 m.
  • said controlled insertion means comprise at least one deflector 7 l 3 7 2 , 7 3 secured to the external telescopic pipe element of said telescopic guide pipe 3 in said intermediate portion 3 2 or said rear portion 3 3 of the telescopic external guide pipe element comprising planar surfaces, preferably symmetrical with respect to the vertical axial plane XX ', YY' of said guide pipe in the longitudinal direction when the latter is in a horizontal rectilinear position, and said planar surfaces of the deflectors being inclined with respect to a horizontal axial plane XX ′, ZZ ′ of said guide pipe when the latter is in horizontal position on the sea bottom, said deflector 7 l 3 7 2 , 7 3 being inclined of an angle oc l 5 oc 2 , oc 3 so as to create a depression of said guide pipe when the latter is towed from said initial position Al substantially horizontal to a said position depressed A2 in the bottom of the sea
  • the guide device comprises a plurality of deflectors 7 ⁇ 7 2 , 7 3 distributed along the external pipe element of said telescopic guide pipe, inclined at angles oc l 3 cc 2 , 3 , reducing as said deflector 7 d -7 3 is closer to said front end 3 t .
  • the guide pipe is therefore equipped with several deflectors 7 j -7 3 integral with the guide pipe and oriented oc j -o ⁇ relative to the axis XX 'of the latter.
  • the deflector 7 j -7 3 is for example a simple flat sheet, preferably reinforced, preferably symmetrical along the vertical axial planes XX ', YY' and horizontal XX ', ZZ' of the guide pipe, welded to the guide guide device as illustrated in Figure 12. This angle is adjusted beforehand during the manufacture of the guide device, so as to act as the anchor 13 described in Figures 7, 8 ie to create a depression of the retracted telescopic guide pipe, this depression being limited due to the angle oc.
  • the deflectors 7 1 -7 3 sink, locally causing the guide pipe 24, until the deflector is substantially parallel to the force of traction on cable 10, that is to say substantially parallel to the bottom of the sea 4, or even substantially horizontal, position in which it will then no longer exert a vertical downward force, tending to cause the assembly to descend.
  • a multitude of deflectors 7 1 -7 3 which may or may not be identical, will advantageously be disposed along the guide device, each of them having an angle a 1 - oc 3 which decreases as we get closer to the front end 3 l 3 as illustrated in FIG. 11.
  • a 1 - oc 3 which decreases as we get closer to the front end 3 l 3 as illustrated in FIG. 11.
  • a method of producing a guide device consists in pulling T from the front end 3 of said retracted telescopic guide pipe 3 until said deflectors 7 l 3 7 2 , 7 3 are driven into the ground in a horizontal position to obtain said desired curvature preferably at a radius of curvature greater than 500 m preferably still between 500 and 1000 m.
  • FIGS. 14 and 15 illustrate another preferred version of the invention in which said controlled driving means comprise: - secondary pipes 8 for launching fluid 18 integral with the external telescopic pipe element of said guide pipe 3, extending parallel to and beneath it, and
  • said secondary pipes 8 having a reduced diameter compared to that of said elements of said telescopic guide pipe 3 and comprising perforations 9 on the underside making it possible to expel a fluid 18 towards the bottom of the sea when said secondary pipes 8 are supplied by a said fluid 18 under pressure.
  • said secondary pipes 8 are connected by their ends 8 ] 3 8 2 to the front and rear ends 3 l 5 3 3 of said external pipe element of said telescopic guide pipe and communicate with said front ends 3 t and rear 3 3 so that he it is possible to supply them by a same supply line 19 from said front end 3 of said telescopic guide pipe 3.
  • the secondary pipe 8 is connected at their two ends to the guide pipe 3 by non-return valves.
  • Said guide pipe 3 is itself hermetically closed at its two ends, on the one hand by the traction head 11 and on the other hand by a plug 14. An orifice is connected by a water supply pipe
  • the guide pipe can be lightened by filling pressurized gas through the pipe, the excess pressure escaping through the non-return valves 8 l 5 8 2 , then through the orifices 9 of the secondary pipes 8.
  • water is injected via the same pipes 8, advantageously under high pressure, which will have the effect of weighing down the assembly by filling the pipe guide 3, then perform a de-cohesion of the ground on the underside, which facilitates the driving in of the guide pipe.
  • a method for producing a guidance device of this type comprises steps in which:
  • a gas under pressure is injected into said secondary pipes 8 when it is desired to tow the retracted telescopic guide pipe 3 to the bottom of the sea and
  • a liquid under pressure is preferably injected, preferably water, into said secondary pipes 8 and preferably into said telescopic guide pipe 3 closed at these ends 3 l 5 3 2 and communicating with said ends 8 l 5 8 2 of said secondary pipes 8 when it is desired to push said retracted telescopic guide pipe 3.
  • the guide device comprises:
  • the guide device comprises:
  • These flexible links 17 l 5 17 2 , 17 3 are for example cables or chains connected on the one hand to the external structure 20 at 26 and to the guide pipe at 27. Said attachment points 26-27 are shown in Figure 17.
  • These flexible connections 17 t -l 7 3 are distributed along the guide pipe, uniformly or not, and have a variable length, decreasing when one approaches the front 3 t the external telescopic pipe element of the guide pipe. Their position and length are determined, so that at the end of penetration into the ground, when they are all under tension, the desired curve is obtained as illustrated in FIG. 17.
  • a multitude of lateral soles 21 is installed on the underside, so as to create sufficient seating.
  • a method for producing a guide device of this type essentially consists in pulling T from the front end 3 X of the external pipe element of said telescopic guide pipe 3 of said rigid external structure 20 integral with said guide line until said link (s) 17 d -17 3 prevent further depression of at least said rear portion 3 3 of said retracted telescopic guide line to obtain the desired curvature R preferably a greater radius of curvature 500 m, more preferably between 500 and 1000 m.
  • the external structure 20 is preferably continuous along the guide pipe and represents an additional mass of 25 to 75 tonnes.
  • the launching is carried out with pressurized water from the surface at pressures of 20 to 100 bars in secondary pipes 8.
  • the portions 3a-3b-3c have a respective diameter of 0.55 m (21 “), 0.45 m (18") and 0.40 m ( 16 ") and a length of 100 to 150 m each.
  • the telescopic pipe elements are five in number, of respective diameter 30 ", 24", 21 “l / 2, 18" 3/4 and 16 ", each of the telescopic pipe elements measuring approximately 200m, which represents a total deployed length of approximately 1000m.
  • a set of casings according to the prior art would have the same internal diameter of 16 "and the respective decreasing diameters would then be 36", 30 ", 24", 20 “and 16".
  • the set would also measure around 1000m, but since each casing element extends downwards from the sea floor level, the set represents a cumulative length of around 3000m of pipe, which then represents a steel weight approximately 2 to 2.5 times greater than the steel weight required to make the telescopic casing according to the invention.

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Description

CONDUITE DE GUIDAGE TELESCOPIQUE DE FORAGE EN MER
La présente invention concerne le domaine connu du forage en mer à partir d'un support flottant ancré en surface et plus particulièrement des dispositifs de guidage des trains de tiges de forage installés au niveau du fond de la mer.
Elle concerne plus particulièrement le forage dévié en eau profondes, de manière à atteindre des points éloignés de la verticale de l'axe de l'engin de forage en surface. Dès que la profondeur d'eau devient importante l'exploration et l'exploitation des champs de production notamment des champs pétroliers s'effectue en général à partir d'un support flottant. Ce support flottant comporte en général des moyens d'ancrage pour rester en position malgré les effets des courants, des vents et de la houle. Dans le cas des opérations de forage, il comporte aussi en général des moyens de manutention des trains de tiges, ainsi que des équipements de guidage associés à des systèmes de sécurité installés au niveau du fond de la mer.
Les forages sont habituellement réalisés à la verticale de l'engin de forage, puis pénètrent le sol verticalement sur des hauteurs de plusieurs centaines de mètres. Ensuite, lesdits forages sont poursuivis jusqu'à la nappe de pétrole appelée "réservoir", soit selon la verticale, soit avec une déviation angulaire progressive, de manière à atteindre des points dudit réservoir, plus ou moins éloignés. La phase de démarrage du puits est en général effectuée en descendant depuis la surface une embase de forage reposant sur le fond marin munie de lignes guides jusqu'en surface, puis on descend une longueur de conduite, appelée "casing" ou cuvelage, de fort diamètre, en général 0,914 m (36") et mesurant de 50 à 60m de long au total. Ledit casing est réalisé à partir de longueurs unitaires de conduite mesurant environ 12 m de long assemblées par vissage à bord de la plateforme de forage, au niveau du plancher du derrick. Pour résister aux efforts, chaque longueur unitaire de casing comporte à chaque extrémité une zone renforcée sur une longueur de 0.5m à lm, constituée d'une surépaisseur correspondant à environ 0.5 à 2 fois l'épaisseur courante de la paroi dudit casing, épaisseur dans laquelle est usinée ledit filetage. Ledit casing, une fois assemblé, passant à travers ladite embase, est alors simplement planté dans le sol, en général peu consolidé et l'enfoncement est souvent effectué par lançage (c'est à dire par envoi d'eau sous pression). Ce premier casing sert à consolider les parois du puit dans la zone proche du fond de la mer, et fait donc office de dispositif de guidage d'un second casing, de diamètre inférieur et, en général, d'une longueur totale de 150 à 200m, ledit second casing étant lui aussi réalisé par assemblage de conduite de 12m de longueur unitaire comportant des zones renforcées aux extrémités, présente un diamètre extérieur, y compris les zones de filetage renforcées, largement inférieur au diamètre interne du casing externe, pour qu'il puisse y coulisser librement lors de l'installation et pour que le cheminement du coulis de cimentation puisse se faire dans les meilleures conditions. Ledit second casing est alors soit vibrofoncé, soit foré si le terrain l'exige, puis on cimente depuis la surface l'interstice entre lesdits casings et le sol, ainsi que entre les deux dits casings. Durant ces phases, on travaille à trou ouvert (« open hole ») et l'on risque d'être exposé à des instabilités de terrain, ou encore à des arrivées d'eau intempestives survenant à faible profondeur sous le fond de la mer (« shallo ater flo »), perturbant gravement la phase de démarrage du puits.
Selon la nature du sol, on peut être amené à considérer un troisième casing, voire un quatrième, de manière à atteindre une profondeur suffisante pour initier le forage proprement dit.
Ainsi, les casings multiples présentent des espaces importants entre chaque dit casing et le suivant et, de plus, du fait que chacun desdits casings s'étend depuis le niveau du sol marin jusqu'à son extrémité la plus basse, ceci implique qu'au niveau du sol marin et sur toute la hauteur du premier casing et des suivants, on observe radialement deux, trois, voire quatre ou plus, épaisseurs successives de casing, qui seront en fait inutiles dans la poursuites des opérations, car dans la phase principale de forage et d'exploitation du puits, une seule épaisseur de casing est nécessaire pour assurer le supportage des équipements de fond ainsi que l'étanchéité de l'ensemble. Ces multiples casings, redondants dans la zone proche du fond marin, sont rendus nécessaires en raison de la manière de procéder pour le démarrage d'un forage de puits selon l'art antérieur, redondance qui représente une quantité d'acier considérable, et donc un coût très important.
On connaît le brevet GB-2,338,009 qui décrit un mode d'installation de multiples éléments de casings indépendants installés successivement les uns dans les autres avec un jeu réduit. Lesdits casings étant installés en séquence, l'un après l'autre, ceci permet, en raison dudit jeu réduit, de minimiser le diamètre maximal du trou à forer, tant pour le casing extérieur que les casings intermédiaires, ce qui réduit d'autant la quantité de gravats à évacuer ainsi que les besoins en puissance de l'engin de forage et par là même, sont coût horaire. On connaît le brevet US-5,307,886 qui décrit un système et ou mode d'installation permettant de réaliser de multiples casings à jeu réduit, et minimisant l'espace entre ledit casing et la paroi du trou foré dans le sol.
Un premier problème à la base de l'invention est de fournir un dispositif de guidage permettant de guider le train de tige de forage et l'outil de forage le plus profondément possible dans le sous sol au fond de la mer, de manière à éviter ces incidents d'arrivée d'eau intempestive survenant à faible profondeur lors de l'installation des casings.
Un autre problème est de réduire les phases de manipulation et d'assemblage à bord de la plateforme de forage, des conduites unitaires servant à réaliser lesdits casings afin de réduire la difficulté, la durée et donc le coût de l'installation des casings, particulièrement dans le cas d'une installation en Ultra Grands Fonds c'est à dire pour des profondeurs de 2000 à 3000 mètres voire plus. En effet, ces manipulations étant réalisées en séquences successives et indépendante, si le temps proprement dit de mise en place, c'est à dire l'enfoncement dans le sol, du premier casing, du second casing ou des suivants reste acceptable, les manipulations intermédiaires consistant à ramener en surface des outils de préhension, puis à redescendre à nouveau le casing suivant, représentent alors un temps considérable, donc un coût d'immobilisation de l'engin de forage extrêmement élevé, lorsque la hauteur d'eau atteint 2000, 3000 voire 4000 à 5000m ou plus. De plus, les phases de cimentation de l'interstice entre deux risers nécessitent un temps très important qui augmente d'autant le coût de l'opération.
Un autre problème est de réduire radicalement la quantité d'acier nécessaire à la réalisation de ces casings en minimisant les redondances ainsi que les jeux entre lesdits casings successifs.
D'autre part dans le cas de forage de plusieurs puits déviés, il est possible de constituer un réseau de puits en forme de parapluie issus d'une même position du support flottant en surface, ce qui permet de regrouper, pendant toute l'exploitation du champ, l'ensemble des équipements de surface en un même lieu. De telles installations sont appelées DTU (Dry Tree Units), c'est à dire unités à têtes de puits sèches, car dans ce cas les têtes de puits sont rassemblées en surface, hors d'eau. L'exploitation est ainsi grandement facilitée, car il est possible d'avoir accès à l'un quelconque des puits depuis le DTU, pour effectuer toutes les opérations de contrôle et de maintenance sur les puits, et ce pendant toute la durée de vie des installations qui atteint 20 à 25 ans et voire même plus. De tels forages déviés ne sont possibles que si les réservoirs sont à grande profondeur, par exemple 2000 à 2500 m, car il est impératif d'avoir une longueur verticale de plusieurs centaines de mètres dans le fond marin, avant d'initier la déviation du puits dont le rayons de courbure des conduites constitutives du puits sont de l'ordre de 500 à 1000 m. On connaît les brevets EP 0952300 et EP 0952301 qui décrivent des méthodes et dispositifs permettant d'effectuer des forages déviés en tirant profit de la tranche d'eau pour s'écarter au maximum de la verticale de l'engin de forage et pour reposer dans le fond marin de manière sensiblement tangentielle à l'horizontale. Dans ces brevets, les dispositifs de guidage installés au fond de la mer pénètrent dans le sol et permettent d'assurer l'amorçage du puits de forage dans le fond marin selon une inclinaison d'un angle donnée par rapport à la verticale. Le dispositif de guidage est relié à l'engin de forage par une conduite appelée "riser de forage" qui guide le train de tiges de forage qui les traverse et assure la remontée des boues et des débris de forage.
Cet élément de guidage installé au fond de la mer doit permettre de respecter des rayons de courbure importants de 500 à 1000 m et par conséquent doit être de grandes dimensions, tout en restant très résistant pour absorber les efforts considérables engendrés par le train de tige de forage qui sera lui aussi contraint à épouser le même rayon de courbure, ce qui induit des frottement très importants et des risques de déstabilisation de l'ensemble au cours du forage.
De plus cet élément de guidage de dimensions et de masse considérable doit être préinstallé dans les ultra grands fonds, c'est à dire dans des profondeurs d'eau de 1000 à 2500 m, voire plus.
Plus précisément dans EP-0,952,301 , le dispositif de guidage comprend un élément de conduite appelé "conducteur" qui est en fait le tube guide du puits de forage déployé à partir du support flottant à travers le riser de forage jusqu'à une structure appelée "skid" reposant sur le fond de la mer. Cette structure — skid maintient et guide le tube conducteur horizontalement au dessus du fond de la mer à une certaine hauteur. Puis ce conducteur adopte une courbure en direction du fond de la mer sous l'effet de sa propre gravité. Le conducteur lors de son déploiement coopère avec des outils de forage pour qu'il s'enfonce partiellement dans le fond de la mer. La mise en place d'un tel dispositif de guidage et notamment du conducteur depuis le support flottant représente une contrainte opérationnelle importante. En outre ce dispositif de guidage ne permet aucun contrôle de la courbure du conducteur. D'autre part, pour respecter un grand rayon de courbure, notamment supérieur à 500 m, il est nécessaire que le conducteur se déploie tangentiellement à l'horizontale sur plusieurs dizaines de mètres au delà du point d'appui qui assure son guidage sur la structure skid.
Enfin, aucun moyen n'est décrit dans ces brevets pour permettre la réalisation de la mise en place dudit conducteur selon un grand rayon de courbure comme cela est nécessaire pour que le train de tiges, et surtout les éléments de cuvelage puissent opérer avec un minimum de frottement latéral à l'intérieur de la conduite.
Pour un rayon de 600 m, si la tête de puit est à 2 m au dessus du sol, le conducteur n'atteindra le sol que 50 m plus loin ce qui signifie une portion de conducteur de 50 m, en porte-à-faux, libre et non maintenu, ce qui est inacceptable car le conducteur risque de casser ou de plier en raison d'une courbure locale trop forte, car incontrôlée. De plus, le porte-à-faux ainsi créé risque d'être préjudiciable à un bon fonctionnement lors des opérations de forage ainsi que pendant toute la durée de vie qui peut dépasser 25 ans.
Un autre problème selon la présente invention est donc de fournir un dispositif de guidage dans une application en forage dévié dans la hauteur de la tranche d'eau, qui puisse être mis en place selon un grand rayon de courbure de façon fiable, c'est à dire en pouvant contrôler la courbure selon un grand rayon de courbure notamment supérieur à 500 m et dont la réalisation et la mise en place soient faciles à réaliser.
Selon un premier aspect apportant une solution au problème de guidage du train de tige et de l'outil de forage le plus profondément possible, la présente invention fournit un dispositif de guidage d'une installation de forage en mer comprenant au moins un riser de forage s'étendant depuis un support flottant jusqu'au dit dispositif de guidage au fond de la mer, ledit forage pouvant être réalisé depuis ledit support flottant à travers ledit riser de forage à l'aide d'un train de tige de forage équipé à son extrémité d'outils de forage passant à travers ledit riser de forage et ledit dispositif de guidage, ledit dispositif de guidage étant caractérisé en ce qu'il comprend une conduite de guidage télescopique comprenant des éléments de conduite télescopiques coaxiaux (XX') et de diamètres décroissants, préassemblés les uns aux autres, de manière à ce que lesdits éléments de conduite télescopiques soient aptes à coulisser dans la direction axiale (XX') les autres, l'élément de conduite télescopique interne de plus petit diamètre étant équipé à son extrémité d'un moyen de décohésion du sol apte à créer un enfoncement progressif dans le sol de ladite conduite de guidage télescopique par coulissement vers l'extérieur desdits éléments de conduite télescopiques pour permettre ainsi de guider plus profondément dans le sol un outil de forage à l'extrémité dudit train de tige.
On comprend que l'enfoncement progressif dans le sol de la conduite de guidage se fait à partir d'une position initiale rétractée dans laquelle l'élément de conduite télescopique interne de plus petit diamètre est rentré à l'intérieur des éléments de conduite télescopique de plus grand diamètre. Donc tous les éléments de conduite télescopiques sont positionnés à l'intérieur d'un élément de conduite télescopique externe de plus grand diamètre. L'enfoncement progressif dudit moyen de décohésion se produit par coulissement progressif vers l'extérieur des éléments de plus petit diamètre dans ceux de plus grand diamètre, et donc tout d'abord de l'élément de conduite interne télescopique interne de plus petit diamètre puis progressivement des éléments de conduite télescopiques de diamètres croissants, et jusqu'à complet déploiement de tous les éléments de conduite télescopiques en extension vers l'extérieur.
En procédant ainsi, dans le cas du forage vertical conventionnel, on descend depuis la surface un unique dispositif de guidage, au lieu de deux, voire trois dans l'art antérieur, ce qui représente un gain de temps considérable dans le cas de forage en mer profonde, par exemple par 2 000, 3 000m, voire plus, car ils doivent être descendus successivement. De plus, en cas d'instabilité de terrain, ou encore en cas d'arrivée d'eau intempestives survenant à faible profondeur sous le fond de la mer, le casing étant continu sur toute sa longueur, les risques d'effondrement sont considérablement réduits, voire même radicalement supprimés. Enfin, les opérations de cimentation du dispositif selon l'invention sont réduites au minimum, car il n'est plus nécessaire de l'effectuer après chaque mise en place d'un casing dans le casing précédent, comme c'est le cas dans les casings de la technique antérieure. En effet, la cimentation est effectuée en une seule fois après déploiement complet du dispositif télescopique.
Dans un mode préféré de réalisation ledit élément de conduite interne de plus petit diamètre présente un diamètre sensiblement identique à celui dudit riser de forage. Dans un mode particulier de réalisation lesdits moyens de décohésion du sol sont constitués par un opercule multiperforé permettant de réaliser un lançage d'eau ou de boue par injection sous forte pression.
Plus particulièrement, ladite conduite de guidage télescopique comprend au moins 3 éléments, de conduite télescopique coaxiaux.
Plus particulièrement encore, chacun desdits éléments de conduite coaxiaux-télescopiques présentent une longueur de 50 à 300 mètres, de préférence 100 à 200 mètres et ladite conduite de guidage déployée présente une longueur de 150 à 600 mètres de préférence 200 à 300 mètres. Le dispositif de guidage selon l'invention est dans un premier temps préfabriqué à terre, puis mis en configuration rétractée par introduction des conduites les unes dans les autres de manière à réduire la longueur totale au minimum, puis mis à l'eau et équipé d'éléments de flottaison, puis remorqué sur site jusqu'à l'axe du derrick de forage, et enfin cabane de telle manière que la partie supérieure de ladite conduite télescopique puisse être saisie par l'outil de manipulation installé en extrémité du train de tiges manutentionné par le derrick, l'ensemble étant alors descendu en une seule fois, en configuration verticale vers l'embase de guidage reposant sur le fond de la mer. Etant préfabriqués à terre, chacun desdits éléments de conduite télescopique sera réalisé par assemblage de longueurs successives de conduites, lesdites conduites étant simplement soudées bout à bout de manière conventionnelle comme dans le cas de la fabrication des pipelines. Il n'est ainsi pas nécessaire de renforcer les extrémités de chacune des longueur unitaire de 12m, car aucun filetage n'y est usiné, et l'ensemble présente alors un diamètre optimal et nettement réduit par rapport à l'art antérieur.
On entend par « conduite de guidage télescopique rétractée » que les différents éléments de conduite télescopique préassemblés sont tels que ceux de petits diamètres sont rentrés à l'intérieur de ceux de plus grands diamètres.
Selon un second aspect permettant de résoudre le problème de la mise en place de dispositif de guidage dans une application en forage dévié dans la hauteur de la tranche d'eau, la présente invention fournit un dispositif de guidage utile dans une installation de forage en mer, installation dans laquelle au moins un riser de forage s'étend depuis un support flottant jusqu'audit dispositif de guidage au fond de la mer, ledit riser de forage déviant progressivement depuis une position sensiblement verticale au niveau dudit support flottant jusqu'à une position sensiblement horizontale ou tangentielle à l'horizontale au fond de la mer, ledit forage pouvant être réalisé depuis ledit support flottant à travers ledit riser de forage et ledit dispositif de guidage de manière à ce que le puits de forage dans le fond de la mer soit amorcé selon une inclinaison donnée α par rapport à l'horizontale de préférence de 5 à 60°, de préférence encore 25 à 45°, ledit dispositif de guidage étant caractérisé en ce qu'il comprend une dite conduite de guidage télescopique dans une position enfoncée dans le sol dans laquelle ladite conduite de guidage télescopique rétractée ou ledit élément de conduite télescopique externe lorsque ladite conduite télescopique est complètement déployée comprennent successivement :
. une extrémité avant reposant sensiblement horizontalement sur le fond de la mer,
. une portion intermédiaire courbe de enfoncée dans le sous-sol du fond de la mer selon un grand rayon de courbure, de préférence un rayon de courbure supérieur à 500 m, et . une portion arrière sensiblement linéaire enfoncée dans le sous- sol du fond de la mer selon une dite inclinaison donnée α, ladite conduite de guidage télescopique ou ledit élément télescopique externe coopérant avec des moyens d'enfoncement contrôlé permettant l'enfoncement de ladite conduite de guidage télescopique rétractée dans le fond de la mer lorsque ladite conduite de guidage télescopique rétractée est tractée au fond de la mer à son extrémité avant, depuis une position initiale où ladite conduite de guidage télescopique rétractée repose entièrement par-dessus le fond de la mer dans une position sensiblement horizontale, jusqu'à une dite position enfoncée dans le sous-sol du fond de la mer.
La courbure de la conduite de guidage télescopique est donc formée par l'enfoncement contrôlé de la conduite de guidage. En raison de la longueur importante de ladite conduite de guidage en position rétractée, chacun des tronçon rétracté prendra la même courbure, sans engendrer d'efforts significatifs au sein de l'ensemble.
Les moyens d'enfoncement de la conduite de guidage télescopique rétractée permettent d'obtenir par enfoncement de la conduite, une courbure de la conduite avec un grand rayon de courbure à une valeur voulue et contrôlée, le rayon de courbure étant en effet dépendant des caractéristiques et de l'agencement desdits moyens d'enfoncement.
On comprend que ladite portion linéaire inclinée se trouve dans le prolongement tangentiel de ladite portion courbe et, c'est l'inclinaison de cette portion linéaire qui détermine ledit angle α d'amorçage du puits de forage.
On comprend également qu'on entend par "horizontal au fond de la mer", une position sensiblement horizontale en fonction du relief du fond de la mer.
Dans un mode particulier de réalisation, ladite conduite de guidage présente une longueur de 100 à 600 m, de préférence 250 à 450 m avec une dite inclinaison donnée α de la conduite de guidage d'environ 10 à 60°, de préférence 25 à 45°. La courbure recherchée de la conduite de guidage correspond alors à une augmentation d'inclinaison d'environ 1 ° par portion de longueur de conduite de guidage de 10 m, soit un rayon de courbure d'environ 560 m.
Dans un mode préféré de réalisation, ladite extrémité avant de la conduite de guidage télescopique rétractée est encastrée dans une embase comprenant une charge reposant sur une semelle avant de sorte que ladite embase maintient ladite extrémité avant de ladite conduite de guidage sensiblement horizontalement sur le fond de la mer lorsque celle-ci est tractée. Ladite embase empêche l'enfoncement de l'extrémité avant de ladite conduite de guidage télescopique rétractée, ainsi que sa rotation autour d'un axe sensiblement horizontal perpendiculaire à l'axe de traction.
La présente invention fournit également un procédé de réalisation d'un dispositif de guidage selon l'invention, caractérisé en ce qu'on réalise des étapes dans lesquelles : - on met en place une dite conduite de guidage télescopique rétractée dans une dite position initiale reposant sensiblement horizontalement et de façon rectiligne sur le fond de la mer, ladite conduite de guidage télescopique rétractée coopérant avec desdits moyens d'enfoncement contrôlé, et
- on réalise une traction au fond de la mer de ladite extrémité avant de ladite conduite de guidage télescopique, de préférence dans la direction longitudinale axiale de ladite conduite de guidage télescopique, depuis ladite position initiale jusqu'à une dite position enfoncée.
La présente invention a également pour objet une installation de forage en mer comprenant un riser de forage s'étendant depuis un support flottant jusqu'à un dispositif de guidage selon l'invention auquel ledit riser de forage est connecté. Dans le cas de forage dévié dans la hauteur de la tranche d'eau, ledit riser de forage dévie progressivement depuis une position sensiblement verticale au niveau dudit support flottant jusqu'à une position sensiblement horizontale ou tangentielle à l'horizontale au fond de la mer, le forage pouvant être réalisé depuis ledit support flottant à travers ledit riser de forage et ledit dispositif de guidage de manière à ce que le puit de forage s'amorce dans le fond de la mer selon une inclinaison donnée oc par rapport à la verticale, de préférence de 10 à 80°.
La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une installation de forage selon l'invention caractérisé en ce qu'on réalise des étapes dans lesquelles:
- on réalise un dispositif de guidage télescopique selon un procédé selon l'invention, et
- on réalise la connexion d'au moins dudit riser de forage à ladite extrémité avant de la conduite de guidage télescopique reposant sur le fond de la mer.
La présente invention a enfin pour objet un procédé de forage à l'aide d'une installation de forage selon l'invention caractérisé en ce qu'on réalise des opérations de forage et on construit un puits de forage en déployant des trains de tiges coopérant avec des outils de forage et des colonnes de tubes ou cuvelages, à travers un dit riser de forage et un dit dispositif de guidage télescopique selon l'invention enfoncé dans le fond de la mer. On comprend plus précisément que le train de tiges permet dans un premier temps de déployer les outils de forage, puis de déployer les éléments de tubes, appelés "colonnes de tubes ou cuvelages" qui constituent le puits de forage au fur et à mesure du forage et de leur mise en place dans le fond de la mer. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description de plusieurs exemples de réalisation préférés qui vont suivre, en référence aux figures suivantes dans lesquelles :
• la figure 1 représente un dispositif de guidage télescopique constitué d'éléments de conduites coaxiaux télescopiques représentés en position rétractée, dans le cas d'un forage vertical conventionnel,
• les figures 2, 3 et 4 sont des coupes en vue de côté détaillant le dispositif de guidage télescopique en position rétractée, représenté en ligne droite, respectivement au moment de sa dépose au fond de la mer, au début de l'opération de forage par lançage et en cours de forage à l'outil rotatif,
• la figure 5 est une coupe en vue de côté du dispositif de guidage télescopique partiellement déployée, représentée en ligne droite, détaillant les forces de poussée s'exerçant sur les divers éléments télescopiques et sur l'outil de forage, dans le cas d'un forage vertical conventionnel,
• la figure 6A est une vue de côté d'un support de surface de type DTU équipé d'un riser de forage connecté à un dispositif de guidage préinstallé sur le fond de la mer pour un forage en eau profonde dévié dans la hauteur de la tranche d'eau,
• la figure 6B représente un dispositif de guidage télescopique constitué de 3 éléments de conduites coaxiaux télescopiques déployés, dans le cas d'un forage dévié dans la hauteur de la tranche d'eau, • les figures 7 et 8 sont des vues de côté d'un dispositif de guidage associé à une ancre assurant la pénétration dans le sol, représenté respectivement avant et après pénétration dans le fond marin,
• les figures 9 et 10 sont des coupes en vue de côté selon les plans de coupe respectifs AA et BB du dispositif de guidage,
• les figures 11 et 12 sont des vues de côté d'un dispositif de guidage équipé d'ailerons latéraux assurant une pénétration variable dans le sol, représenté respectivement avant et après pénétration dans le fond marin, • la figure 13 est une vue de gauche du dispositif de guidage selon la figure 6 détaillant les ailerons latéraux,
• la figure 14 est une vue de côté d'un dispositif de guidage équipé de conduites secondaires de lançage facilitant la dé-cohésion du sol lors de la phase de pénétration dans le fond marin, • la figure 15 est la vue en coupe de la section courante relative à la figure 14,
• les figures 16 et 12 sont des vues de côté d'une structure associée au dispositif de guidage selon les figures 7 et 8, limitant l'enfoncement lors de la pénétration dans le sol, représenté respectivement avant et après ladite pénétration dans le fond marin,
• les figures 18 et 19 sont les sections selon les plans CC et DD relatifs à la figure 16.
• la figure 20 est une vue de côté d'une plateforme de forage installée à la verticale de l'embase de forage d'un futur puits, détaillant la séquence d'installation d'un dispositif de guidage télescopique en position rétractée, lequel a été successivement préfabriqué à terre, puis équipé de flotteurs et remorqué sur site, puis cabane en position verticale, puis enfin repris en suspension par la plateforme de forage, au moyen d'un préhenseur installé à l'extrémité d'un train de tiges, l'ensemble étant alors prêt à être descendu le long de lignes guides vers ladite embase de forage.
Pour la clarté des explications, le jeu entre deux éléments de conduite télescopique adjacents a été considérablement amplifié sur les figures, de manière à faciliter la compréhension du fonctionnement des moyens de glissement, de guidage et d'étanchéité.
Dans la figure 1 on a représenté un dispositif de guidage constitué de 3 éléments de conduite télescopique 3a, 3b, 3c en position rectiligne, mis en œuvre dans le cadre d'un forage vertical conventionnel. Ledit dispositif de guidage 3, constitué de trois éléments de conduite télescopiques 3a, 3b et 3c, est suspendu à un riser de forage 2 manutentionné par le derrick en surface, et descendu vers une embase de forage 45 reposant sur le fond de la mer 4. Un premier moyen de guidage 47 a été descendu au préalable le long des câbles guides 48, pour venir se centrer sur des poteaux guides 46, et reposer enfin directement sur l'embase. Pour la clarté du dessin le dispositif de guidage 3 a été représenté dans une position légèrement au dessus de ladite embase 45, juste avant d'être déposée sur cette dernière. Ce premier moyen de guidage 47 comporte une forme d'entonnoir d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de la portion 3a du dispositif de guidage 3 et qui, collaborant avec ce dernier, permet ainsi de le guider lors de sa descente vers l'embase 45. Lors de la descente, le dispositif de guidage 3 est solidaire d'un second moyen de guidage 49 encastré dans ce dernier au niveau du plan DD et lui-même guidé le long des lignes guides 48.
Comme montré sur la figure 20, le dispositif de guidage 3 a été préfabriqué à terre, puis les divers éléments ont été rentrés les uns dans les autres, de manière à ce que la longueur de l'ensemble ainsi rétracté soit la plus faible possible, puis le dispositif de guidage est mis à l'eau et équipé de flotteurs 50. Il est alors remorqué sur site et, à proximité de la plateforme de forage 1, ledit dispositif de guidage est cabane par suppression des flotteurs avant, puis transféré à la verticale de l'axe du derrick où il est repris par le train de tige 2 équipé à son extrémité d'un outil préhenseur. Dans une variante préférée de l'invention, la plateforme de forage 1 est remplacée par un simple navire de surface, de préférence à positionnement dynamique, le dispositif de guidage 3 une fois cabane est alors repris en suspension par un câble relié à un treuil installé à bord du navire. Le dispositif de guidage est alors descendu au câble en simple pendule, de préférence sans lignes guides, puis inséré dans l'embase de forage. Le début de pénétration est effectué par lançage, la puissance hydraulique étant fournie par le navire de surface et transmise au fond, par exemple par une conduite flexible. Lorsque le lançage n'est plus efficace, le navire de surface suspend son opération, l'installation sera alors terminée par la plateforme de forage dès son arrivée sur site, à la verticale dudit puits à forer. En procédant ainsi, on réduit radicalement le coût de l'opération de la mise en place du casing, car le coût journalier du navire de surface requis représente une petite fraction du coût d'une plateforme de forage capable de forer dans des profondeurs d'eau de 3000m, 4000m, voire plus. De plus, l'engin de forage requis sera de plus faible puissance, donc d'un coût plus faible, car il n'aura pas à manipuler le dispositif de guidage télescopique selon l'invention, ni même les éléments unitaires d'un casing conventionnel selon l'art antérieur.
La figure 2 représente le dispositif de guidage télescopique 3 en position rétractée ou repliée avec un orifice 31 permettant aux boues et aux débris de forage d'être évacués au niveau du fond de la mer. Les éléments de conduite télescopique de ladite conduite télescopique de guidage 3 sont tubulaires et de diamètre de tailles décroissantes de manière à pouvoir coulisser les uns dans les autres. L'élément de conduite télescopique intermédiaire 3b du dispositif de guidage télescopique 3 est muni sur sa partie avant d'une bague de coulissement étanche 32b assurant le guidage à frottement réduit de l'élément de conduite interne télescopique terminal 3c du dispositif de guidage télescopique 3 et sur sa partie arrière, une bague de coulissement non étanche 33b assurant le guidage à frottement réduit de l'élément de conduite télescopique externe 3a dudit dispositif de guidage télescopique 3.
La portion 3a dudit dispositif de guidage est équipé sur l'avant d'une bague de coulissement étanche 32a assurant le guidage à frottement réduit de la portion 3b et est solidaire sur l'arrière du riser de forage en configuration de chaînette 2. La portion 3c dudit dispositif de guidage est équipée sur l'avant d'un opercule 35 percé de multiples orifices, ou encore équipé d'une série de duses, permettant, par simple injection d'eau ou de boue sous très forte pression, de détruire la cohésion du sol et de permettre ainsi le démarrage du puits par simple lançage, et sur l'arrière, d'une bague de coulissement non étanche 33c.
Des bagues de coulissements complémentaires 34 sont avantageusement installés, à intervalles réguliers ou non, respectivement entre les portions 3a-3b et 3b-3c de manière à éviter que, lorsque les portions de dispositif de guidage sont fortement courbés, comme indiqué sur la figure 1 , la paroi externe du guidage intérieur, par exemple 3b, ne vienne frotter directement sur la paroi interne de la portion 3a. Dans le cas de la portion 3b, ces bagues de coulissement 34 sont solidarisés à ladite portion télescopique 3b de manière à présenter un frottement élevés vis à vis de cette portion 3b, c'est à dire qu'elles ont la possibilité de glisser lorsqu'ils sont soumis à un effort important s'appliquant parallèlement à l'axe longitudinal de ladite portion 3b. Ainsi, lorsque la portion 3b coulisse vers l'extérieur de 3a, la bague de coulissement 34 vient buter contre la bague de coulissement étanche 32a et du fait qu'elle peut glisser sous effort important, le coulissement vers l'extérieur de 3b dans 3a n'est pas empêché. En fin de coulissement, toutes les bagues de coulissement 34 seront en contact avec ladite bague de coulissement 32a, la bague de coulissement 33b étant elle-même en contact avec lesdits bagues de coulissement 34. Chacune des bagues de coulissement 34 est avantageusement munie dans sa partie externe d'un élément 34j à frottement réduit, de manière à minimiser les efforts longitudinaux de contact entre les parois des diverses portions du dispositif de guidage 3, lorsque ce dernier présente une courbure importante.
La figure 4 représente la phase de démarrage du forage, le dispositif de guidage étant installé au fond de la mer, les portions 3a, 3b et 3c étant en position rétractée.
L'outil de forage 36 est solidaire de l'extrémité inférieure du train de tiges de forage 38 actionné depuis le derrick installé en surface sur le support flottant. Ledit outil de forage 36 est constitué d'une turbine 361 actionnée par un fluide sous pression, en général une boue de forage amenée par le train de tige 38, actionnant un porte outils 362 sur la face avant duquel sont solidarisés les outils de coupe 363 et sur le fût duquel sont installés des outils de coupe rétractables 364, représentés en position rétractée sur la figure 3 et en position de travail sur la figure 4. Un piston 40, représenté sur la figure 5 est solidaire du train de tiges 38 et coulisse à l'intérieur du riser 2 de manière à réaliser une étanchéité entre l'amont et l'aval dudit piston 40. Ainsi, en début d'opération de fonçage-forage, on descend depuis la surface l'outil de forage 36 solidaire de l'extrémité du train de tiges 38, de manière à atteindre la position décrite sur la figure 3. On obture l'orifice 31 par une vanne non représentée et l'on envoie à travers le train de tiges 38 un fluide sous forte pression. La turbine 36j tourne dans le vide et le fluide ne peut ressortir que par l'opercule 35 percé d'une multitude de petits trous. Le lançage ainsi créé à l'avant de la portion 3c du dispositif de guidage, assure la décohésion du sol et l'effet de piston dû à la surpression interne, pousse vers l'avant la portion 3c, entraînant éventuellement la portion 3b dudit dispositif de guidage. Lorsque l'effet de lançage n'est plus suffisant pour engendrer l'avancement de la section frontale, le lançage est stoppé et l'outil de forage 36 est déplacé vers l'avant en poussant depuis la surface la longueur de train de tige 38 nécessaire. Un collier de centrage 37a solidaire de la turbine 36j , coulisse librement à l'intérieur de la portion 3c du dispositif de guidage 3 ; ledit collier laisse passer librement les boues et les débris de forage, dans les deux sens, de l'aval vers l'amont. En fin de phase d'avancement, le collier 37a vient en butée avec une bague 37b solidaire de la portion 3c de dispositif de guidage, à l'intérieur de cette dernière. Les collier 37a et bague 37b présentent des portions filetées correspondantes, non représentées, ce qui, par simple rotation du train de tige depuis la surface, permet de solidariser mécaniquement le corps de la turbine 36j à la portion 3c du dispositif de guidage télescopique, tel que représenté sur la figure 4. Au cours de cette opération d'avance du train de tiges 38, on continue à injecter du fluide sous pression, ce qui permet de détruire à l'aide de l'outil de forage en rotation, l'opercule 35 de lançage, mais on aura pris soin de rouvrir l'orifice 31, de manière à ce que les boues et résidus de forage ressortent au niveau du fond de la mer. Pour faciliter la progression de l'outil 36 à l'intérieur du riser puis de la portion 3c du dispositif de guidage télescopique 3, ledit riser ainsi que ladite portion de guidage ont un section intérieure sensiblement identique et l'on installe avantageusement des centraliseurs 38a solidaires du train de tige et coulissant librement dans ledit riser. De tels centraliseurs étant connue de l'homme de l'art dans le domaine du forage, ne seront pas développés plus en détails ici.
Dans la figure 4, le forage a commencé et les bras extensibles de l'outil de forage 364 sont déployés et agrandissent le forage à un diamètre correspondant au moins au diamètre de la portion 3b du dispositif de guidage 3. On contrôle avantageusement l'avancement de l'outil en ajustant depuis la surface, au moyen du derrick, la longueur du train de tige. Pour augmenter la force de poussée, on pressurise avantageusement depuis la surface l'annulaire compris entre le riser de forage et le train de tige 38. Ainsi, la pression P créée en amont du piston 40 étanche, crée une poussée F qui, par l'intermédiaire du train de tiges 38, pousse l'outil en avant, entraînant de ce fait les portions 3c puis 3b du dispositif de guidage télescopique jusqu'à complet déploiement comme illustré sur la figure 1.
En position finale, le train de tiges est manœuvré depuis la surface en rotation dans le sens du dévissage, de manière à libérer le corps de la turbine 36j de la bague 37b, donc de la portion 3c du dispositif de guidage télescopique 3.
Après changement d'outil, le forage est ensuite effectué de manière conventionnelle, après avoir pris soin de fermer l'orifice 31 au moyen d'une vanne non représentée, de manière à récupérer en surface les boues de forage en vue de leur recyclage dans le processus de forage.
Pour éviter que les diverses portions 3b et 3c ne soient entraînées en rotation lors du vissage-dévissage du corps de la turbine sur l'extrémité avant de la portion 3c, lesdites portions 3a, 3b et 3c, peuvent être avantageusement des formes tubulaires carrées ou hexagonales. Dans le cas de forme tubulaire circulaires, un indexage sera avantageusement intégré au niveau des paliers de coulissement 33.
La conduite de guidage télescopique 3a, 3b, 3c a été décrite ci-dessus dans une application liée au forage vertical, mais elle s'applique aussi en forage dévié conformément à la figure 6A. Les équipements et opérations restent sensiblement les mêmes, étant entendu toutefois que la conduite de guidage télescopique 3 présente une courbure de par sa position inclinée, conformément à la représentation de la figure 6B, le dispositif de guidage 3 étant rendu solidaire de l'embase de forage au niveau du plan AA.
Dans la figure 6B on a représenté, en vue de côté, un dispositif de guidage 3 courbé, constitué de trois éléments de conduite télescopiques 3a, 3b et 3c. L'élément de conduite télescopique 3a est encastrée au niveau du plan AA dans une structure supérieure externe rigide 20 décrite plus loin en liaison avec la figure 17.
Dans les figures 7 à 19 on a représenté la conduite de guidage télescopique 3 dans le cadre d'un forage dévié c'est à dire en position inclinée et courbe d'une part, et d'autre part en position rétractée, c'est à dire avec les différents éléments de conduite télescopique 3a, 3b, 3c, les plus petits à l'intérieur des plus grands. C'est pourquoi dans la suite de la description lorsque l'on se réfère à ladite conduite de guidage, il s'agit d'une conduite de guidage télescopique en position rétractée, c'est à dire les éléments de conduite télescopique de plus petits diamètres étant tous coulissés à l'intérieur de l'élément de conduite télescopique externe. Lorsque l'on se réfère à des éléments coopérants avec ladite conduite de guidage télescopique, il s'agit de l'élément coopérant avec l'élément de conduite télescopique externe 3a, des figures 1 à 5.
La figure 6A est une vue de côté d'un support de surface 1 de type DTU équipé d'un engin de forage et d'équipements de traitement. Un riser de forage 2 en configuration de chaînette, est connecté à une conduite de guidage 3 au moyen d'un connecteur automatique sous marin 2t. La structure 34 schématise les moyens d'enfoncement contrôlé. Un ensemble de contrôle de puits sous-marin 22 est associé à cette entrée du puits et permet de fermer le puits en cas d'éruption. Le forage est effectué de manière conventionnelle depuis la surface à travers le riser de forage 2 et à travers le dispositif de guidage 3-34, jusqu'à atteindre le réservoir.
Ledit riser de forage 2 dévie progressivement depuis une position sensiblement verticale 2a au niveau dudit support flottant 1 jusqu'à une position sensiblement horizontale ou tangentielle à l'horizontale 2b au fond de la mer, le forage pouvant être réalisé depuis ledit support flottant 1 à travers ledit riser de forage 2 et ledit dispositif de guidage télescopique rétracté 3 de manière à ce que le puit de forage s'amorce dans le fond de la mer selon une inclinaison donnée oc par rapport à l'horizontale, de préférence de 10 à 80°.
Les moyens d'enfoncement contrôlé 34, 5α-53, 7^7^ 8-9 ,13 décrits dans les figures 7 à 19 permettent l'enfoncement de ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 dans le fond de la mer lorsque ladite conduite de guidage 3 télescopique rétractée est tractée T au fond de la mer à son extrémité avant 3l 3
- depuis une position initiale Al où ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 repose entièrement par-dessus le fond de la mer dans une position sensiblement horizontale, - jusqu'à une position enfoncée A2 dans le sous-sol du fond de la mer, position enfoncée dans laquelle ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 comprend successivement :
. une extrémité avant 3t reposant sensiblement horizontalement sur le fond de la mer, . une portion intermédiaire courbe de conduite de guidage télescopique rétractée enfoncée dans le sous-sol du fond de la mer selon un grand rayon de courbure, de préférence un rayon de courbure supérieur à 500 m et,
. une portion arrière sensiblement linéaire inclinée 33 à l'extrémité arrière de ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 enfoncée dans le sous-sol du fond de la mer selon une dite inclinaison donnée α. Dans un premier mode préféré de l'invention, lesdits moyens d'enfoncement contrôlé comprennent :
- une semelle avant 5t posée sur le fond de la mer et supportant ladite extrémité avant X de la conduite de guidage télescopique rétractée et solidaire de celle-ci,
- au moins une semelle intermédiaire 52, 53 supportant ladite portion intermédiaire courbe 32 et/ou de la portion arrière 33 de ladite conduite de guidage télescopique rétractée et solidaire de celle-ci, dont la surface est plus petite que celle de ladite semelle avant 5l s de préférence plusieurs dites semelles intermédiaires 52, 53 réparties le long desdites portion intermédiaire 32 et portion arrière 33 de ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 dont la surface est de plus en plus petite par rapport à ladite semelle avant au fur et à mesure qu'elles sont plus proches de ladite extrémité arrière 33 de la conduite de guidage, et
- une ancre 13 reliée 12 à ladite extrémité arrière 33 et apte à s'enfoncer dans le sol sous l'effet de ladite traction de ladite extrémité avant 3t.
On comprend que dans le premier mode préféré de réalisation décrit ci-dessus, en liaison avec la figure 6B, lesdites semelles supportent en fait l'élément de conduite télescopique externe de plus grand diamètre 3a.
La figure 7 illustre cette première version du dispositif de guidage selon l'invention, dans laquelle, le dispositif de guidage est remorqué sur site par l'intermédiaire d'un câble 10 relié à l'avant du dispositif de guidage par l'intermédiaire d'une tête de traction 11, l'arrière dudit dispositif de guidage étant relié par un second câble 12 à une ancre à très hautes performances 13 de type Stevpriss® ou Stevmanta® de la Société VRYHOFF (Hollande). La partie avant 3α du dispositif de guidage est solidaire d'une semelle 51 de surface importante et reposant sur le fond de la mer de manière à limiter la pénétration dans le sol. De la même manière des semelles 52, 53 de dimensions plus faibles sont réparties le long de la conduite de guidage télescopique rétractée, leur surface portante diminuant au fur et à mesure que l'on se rapproche de l'arrière 33 de ladite conduite de guidage. L'avant 31 est de plus stabilisée par une embase comprenant une charge 6 solidaire de la semelle 5t créant ainsi un encastrement du dispositif de guidage dans ladite embase 6, comme illustré dans la figure 8. En exerçant une traction sur le câble de remorquage 10, l'ensemble entraîne l'ancre qui commence alors à s'enfoncer 25, entraînant 24 de ce fait l'extrémité arrière 33 de la conduite de guidage. La forme circulaire de la conduite de guidage ne freine que modérément la pénétration, alors que les semelles 52, 53 réparties sur la longueur s'opposent à la pénétration avec une force proportionnelle à leur surface. La semelle avant 5l étant quant à elle de grandes dimensions, l'avant du dispositif de guidage reste en surface et le corps-mort 6 stabilise l'ensemble de telle manière que l'axe du dispositif de guidage reste sensiblement horizontal, donc parallèle au fond de la mer 4.
Un procédé de réalisation d'un dispositif de guidage de ce type consiste à réaliser une traction de l'extrémité avant 3X de ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 jusqu'à ce que lesdites semelle intermédiaires 52, 53 se retrouvent enfoncées dans le sol de plus en plus profond au fur et à mesure qu'elles sont plus proches de l'extrémité arrière 33 de conduite de guidage pour obtenir la courbure recherchée R, de préférence un rayon de courbure supérieur à 500 m de préférence encore entre 500 et 1000 m.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, illustré sur les figures 11 , 12 et 13, lesdits moyens d'enfoncement contrôlé comprennent au moins un déflecteur 7l 3 72, 73 solidaire de l'élément de conduite télescopique externe de ladite conduite de guidage télescopique 3 dans ladite portion intermédiaire 32 ou ladite portion arrière 33 de l'élément de conduite externe télescopique de guidage comprenant des surfaces planes, de préférence symétriques par rapport au plan axial vertical XX', YY' de ladite conduite de guidage dans la direction longitudinale lorsque celle-ci est en position horizontale rectiligne, et lesdites surfaces planes des déflecteurs étant inclinées par rapport à un plan axial horizontale XX', ZZ' de ladite conduite de guidage lorsque celle-ci est en position horizontale sur le fond de la mer, ledit déflecteur 7l 3 72, 73 étant incliné d'un angle ocl 5 oc2, oc3 de manière à créer un enfoncement de ladite conduite de guidage lorsque celle-ci est tractée depuis ladite position initiale Al sensiblement horizontale jusqu'à une dite position enfoncée A2 dans le fond de la mer. Ces déflecteurs , 72, 73 permettent de contrôler la courbure de la conduite de guidage télescopique rétractée enfoncée dans le fond de la mer car, une fois que lesdits déflecteurs sont en position horizontale, comme représenté sur la figure 12, ils empêchent l'enfoncement supplémentaire de la conduite et la stabilisent dans la position recherchée A2. On comprend que c'est l'espacement et l'inclinaison des déflecteurs qui déterminent la courbure et plus généralement la forme de la conduite de guidage télescopique rétractée en position enfoncée A2.
De préférence, le dispositif de guidage comprend une pluralité de déflecteurs 7^ 72, 73 répartis le long de l'élément de conduite externe de ladite conduite de guidage télescopique, inclinés selon des angles ocl 3 cc2, 3, se réduisant au fur et à mesure que ledit déflecteur 7j-73 est plus proche de ladite extrémité avant 3t.
La conduite de guidage est donc équipée de plusieurs déflecteurs 7j-73 solidaires de la conduite de guidage et orientés ocj-o^ par rapport à l'axe XX' de cette dernière. Le déflecteur 7j-73 est par exemple une simple tôle plane, de préférence renforcée, de préférence symétrique selon les plans axiaux verticaux XX', Y Y' et horizontaux XX', ZZ' de la conduite de guidage, soudée sur la conduite de guidage dispositif de guidage comme illustré sur la figure 12. Cet angle est ajusté préalablement lors de la fabrication du dispositif de guidage, de manière à agir comme l'ancre 13 décrite dans les figures 7, 8 c'est à dire à créer un enfoncement de la conduite de guidage télescopique rétractée, cet enfoncement étant limité du fait de l'angle oc. En effet, lors de la traction T exercée sur le câble 10 de remorquage, les déflecteurs 71-73 s'enfoncent, entraînant 24 localement la conduite de guidage, jusqu'à ce que le déflecteur soit sensiblement parallèle à l'effort de traction sur le câble 10, c'est à dire sensiblement parallèle au fond de la mer 4, ou encore sensiblement horizontal, position dans laquelle il n'exercera alors plus d'effort vertical vers le bas, tendant à faire descendre l'ensemble.
On disposera avantageusement le long du dispositif de guidage une multitude de déflecteurs 71-73, identiques ou non, chacun d'entre eux présentant un angle a1- oc3 se réduisant au fur et à mesure que l'on se rapproche de l'extrémité avant 3l 3 comme illustré sur la figure 11. Lors de la pénétration 24 dans le sol, on obtient alors, dès que l'ensemble des déflecteurs 7!~73 ont atteint une position sensiblement horizontale, la courbure recherchée, comme illustré sur la figure 12. Un procédé de réalisation d'un dispositif de guidage selon ce deuxième mode de réalisation consiste à réaliser une traction T de l'extrémité avant 3 de ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 jusqu'à ce que lesdits déflecteurs 7l 3 72, 73 se retrouvent enfoncés dans le sol dans une position horizontale pour obtenir une dite courbure recherchée de préférence à un rayon de courbure supérieur à 500 m de préférence encore entre 500 et 1000 m.
Les figures 14 et 15 illustrent une autre version préférée de l'invention dans laquelle lesdits moyens d'enfoncement contrôlé comprennent : - des conduites secondaires 8 de lançage de fluide 18 solidaires de l'élément de conduite télescopique externe de ladite conduite de guidage 3, s'étendant parallèlement à celle-ci et en sous-face de celle- ci, et
- lesdites conduites secondaires 8 présentant un diamètre réduit par rapport à celui desdits éléments de ladite conduite de guidage télescopique 3 et comprenant des perforations 9 en sous-face permettant d'expulser un fluide 18 en direction du fond de la mer lorsque lesdites conduites secondaires 8 sont alimentées par un dit fluide 18 sous pression. De préférence, lesdites conduites secondaires 8 sont reliées par leurs extrémités 8] 3 82 aux extrémités avant et arrière 3l 5 33 dudit élément de conduite externe de ladite conduite de guidage télescopique et communiquent avec lesdites extrémités avant 3t et arrière 33 de sorte qu' il est possible de les alimenter par une même conduite d'alimentation 19 depuis ladite extrémité avant 3 de ladite conduite de guidage télescopique 3.
Sur la figure 15, on a représenté deux conduites secondaires 8 disposées symétriquement par rapport à la conduite de guidage 3.
Sur la figure 14, la conduite secondaire 8 est reliée à leurs deux extrémités, à la conduite de guidage 3 par des clapets anti-retour
8l 382. Ladite conduite de guidage 3 est elle-même hermétiquement fermée à ses deux extrémités, d'une part par la tête de traction 11 et d'autre part par un bouchon 14. Un orifice est relié par une conduite d'alimentation en eau
19, au navire de surface 1 disposant des moyens de pompage nécessaires. Ainsi, lors du remorquage, la conduite de guidage peut être allégée par remplissage de gaz sous pression à travers la conduite, l'excédent de pression s'échappant par les clapets anti-retour 8l 5 82, puis par les orifices 9 des conduites secondaires 8. Dès que l'ensemble est déposé sur le fond 4, on injecte, par les mêmes conduites 8, avantageusement de l'eau sous forte pression, ce qui aura pour effet d'alourdir l'ensemble par remplissage de la conduite de guidage 3, puis d'effectuer une dé-cohésion du sol en sous face, ce qui facilite l'enfoncement de la conduite de guidage.
Un procédé de réalisation d'un dispositif de guidage de ce type comprend des étapes dans lesquelles :
- on injecte un gaz sous pression dans lesdites conduites secondaires 8 lorsque l'on veut remorquer la conduite de guidage télescopique rétractée 3 sur le fond de la mer et
- on injecte un liquide sous pression de préférence de l'eau dans lesdites conduites secondaires 8 et de préférence dans ladite conduite de guidage télescopique 3 obturée à ces extrémités 3l 5 32 et communicant avec lesdites extrémités 8l 5 82 desdites conduites secondaires 8 lorsqu'on veut enfoncer ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3. Dans une autre version préférée de l'invention illustrée sur les figures 16 à 19, on adjoint avantageusement à l'un quelconque des dispositifs selon les figures 7 à 15, une structure supérieure externe rigide 20, encastrée sur l'avant 3t de l'élément de conduite externe télescopique de la conduite de guidage 3, l'ensemble reposant sur le sol par l'intermédiaire de semelles latérales 21 , comme illustré sur la figure 19, détaillant la section selon le plan DD.
Plus précisément, le dispositif de guidage comprend :
- une structure supérieure externe rigide 20 recouvrant et maintenant rectiligne ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 lorsque celle-ci est sensiblement horizontale et repose sur le fond de la mer,
- ladite structure externe 20 présentant une ouverture centrale longitudinale en sous-face permettant à ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 de s'enfoncer dans le sol lorsque celle-ci est tractée T, et - au moins un lien 17l3 172, 173 reliant au moins la partie arrière
33 de l'élément de conduite télescopique externe de ladite conduite de guidage télescopique rétractée à ladite structure externe 20 de manière à empêcher un enfoncement de celle-ci au delà d'une profondeur donnée de manière à limiter la courbure R de ladite portion courbe, et
- ladite structure supérieure externe 20 reposant sur le sol au fond de la mer 4 de préférence par l'intermédiaire de semelles latérales 21 situées de part et d'autre de ladite ouverture centrale longitudinale 22, lesdites semelles latérales 21 empêchant l'enfoncement de ladite structure externe rigide 20, et
- ladite structure externe 20 étant solidaire de ladite embase 6 dans laquelle ladite portion avant 3X de l'élément de conduite télescopique externe de ladite conduite de guidage télescopique rétractée 3 est encastrée. La portion courante de la conduite de guidage est libre de se déplacer verticalement à travers l'ouverture centrale 22 de la structure 20, comme illustré sur la figure 18 détaillant la section selon le plan CC, des éléments de structure 23 limitant les déplacements latéraux. De préférence, le dispositif de guidage comprend :
- une pluralité de liens souples 17^ 172, 173 répartis le long de l'élément de conduite télescopique externe de la conduite de guidage télescopique 3 et présentant une longueur croissante au fur et à mesure qu'ils sont plus proches de l'extrémité arrière 33 de la conduite de guidage 3 et dont la longueur est telle que ladite conduite de guidage présente une dite portion courbe à la courbure R voulue et une dite portion arrière 33 linéaire.
Ces liens souples 17l 5 172, 173 sont par exemple des câbles ou des chaînes reliés d'une part sur la structure externe 20 en 26 et sur la conduite de guidage en 27. Lesdits points d'accrochage 26-27 sont représentés sur la figure 17. Ces liaisons souples 17t-l 73 sont réparties le long de la conduite de guidage, de manière uniforme ou non, et présentent une longueur variable, décroissante lorsque l'on se rapproche de l'avant 3t de l'élément de conduite télescopique externe de la conduite de guidage. Leur position et leur longueur sont déterminées, de telle manière qu'en fin de pénétration dans le sol, lorsqu'elles sont toutes en tension, la courbe recherchée est obtenue comme illustré sur la figure 17. Pour éviter l'enfoncement dans le sol de la structure 20, une multitude de semelles latérales 21 est installée en sous-face, de manière à créer une assise suffisante.
Un procédé de réalisation d'un dispositif de guidage de ce type consiste essentiellement à réaliser une traction T de l'extrémité avant 3X de l'élément de conduite externe de ladite conduite de guidage télescopique 3 de ladite structure externe rigide 20 solidaire de ladite conduite de guidage jusqu'à ce que le ou lesdits liens 17j-173 empêchent un enfoncement supplémentaire d'au moins ladite partie arrière 33 de ladite conduite de guidage télescopique rétractée pour obtenir la courbure recherchée R de préférence un rayon de courbure supérieur à 500 m, de préférence encore entre 500 et 1000 m.
Tous ces moyens d'enfoncement contrôlé δ^δ^ 7^73, 13, 20, 17J-173 selon l'invention décrits dans les différents modes de réalisation ci-dessus peuvent être mis en œuvre, soit individuellement, soit en combinaison, la nature du sol nécessitant dans le cas de fortes cohésion des moyens extrêmement puissants.
La structure externe 20 est de préférence continue le long de la conduite de guidage et représente une masse supplémentaire de 25 à 75 tonnes. Le lançage est effectué avec de l'eau pressurisé depuis la surface à des pressions de 20 à 100 bars dans des conduites secondaires 8.
Dans le cas du dispositif de guidage télescopique, à titre d'illustration, les portions 3a-3b-3c ont un diamètre respectif de 0,55 m (21 "), 0,45 m (18") et 0,40 m (16") et une longueur de 100 à 150m chacune. A titre d'exemple, dans le cas du dispositif de guidage pour forage à la verticale tel qu'explicité sur la figure 20, les éléments de conduite télescopique sont au nombre de cinq, de diamètre respectif 30", 24", 21 "l /2, 18"3/4 et 16", chacun des éléments de conduite télescopique mesurant environ 200m, ce qui représente une longueur totale déployée de 1000m environ. Un ensemble de casings selon l'art antérieur présenterait un même diamètre interne de 16" et les diamètres respectif décroissants seraient alors 36", 30", 24", 20" et 16". L'ensemble mesurerait aussi 1000m environ, mais du fait que chaque élément de casing s'étend vers le bas depuis le niveau du fond de la mer, l'ensemble représente une longueur cumulée d'environ 3000m de conduite, ce qui représente alors un poids d'acier approximativement 2 à 2.5 fois supérieur au poids d'acier requis pour réaliser le casing télescopique selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de guidage (3) d'une installation de forage en mer comprenant au moins un riser de forage (2) s'étendant depuis un support flottant (1) jusqu'au dit dispositif de guidage (3) au fond de la mer (4), ledit forage pouvant être réalisé depuis ledit support flottant, à l'aide d'un train de tige de forage (38) équipé à son extrémité d'outils de forage (36) passant à travers ledit riser de forage (2) et ledit dispositif de guidage (3), ledit dispositif de guidage (3) étant caractérisé en ce qu'il comprend une conduite de guidage télescopique (3) comprenant des éléments de conduite télescopiques (3a, 3b, 3c) coaxiaux (XX1) et de diamètres décroissants, préassemblés les uns aux autres de manière à ce que lesdits éléments de conduite télescopiques soient aptes à coulisser dans la direction axiale (XX') les uns dans les autres, l'élément de conduite télescopique interne (3c) de plus petit diamètre étant équipé à son extrémité d'un moyen de décohésion (35) du sol apte à créer un enfoncement progressif dans le sol de ladite conduite de guidage télescopique (3) par coulissement vers l'extérieur desdits éléments de conduite télescopiques (3a, 3b, 3c) pour permettre ainsi de guider plus profondément dans le sol un outil de forage (36) à l'extrémité dudit train de tige (38).
.
2. Dispositif de guidage selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit élément de conduite interne (3c) de plus petit diamètre présente un diamètre sensiblement identique à celui dudit riser de forage (2)-
3. Dispositif de guidage selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de décohésion du sol (35) sont constitués par un opercule multi-perforé permettant de le lançage d'eau ou de boue par injection sous très forte pression.
4. Dispositif de guidage selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend au moins 3 éléments de conduite télescopique coaxiaux (3a, 3b, 3c).
5. Dispositif selon l'un des revendication 1 à 4 caractérisé en ce que chacun desdits éléments de conduite coaxiaux-télescopiques (3a, 3b, 3c) présentent une longueur de 50 à 300 mètres, de préférence 100 à 200 mètres et ladite conduite de guidage déployée présente une longueur de 150 à 600 mètres de préférence 200 à 300 mètres.
6. Dispositif de guidage (3) selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend une dite conduite de guidage télescopique (3) utile dans une installation de forage en mer dans laquelle au moins un riser de forage (2) s'étend depuis un support flottant (1) jusqu'audit dispositif de guidage (3) au fond de la mer (4), ledit riser de forage (2) déviant progressivement depuis une position sensiblement verticale (2a) au niveau dudit support flottant (1) jusqu'à une position sensiblement horizontale ou tangentielle à l'horizontale (2b) au fond de la mer (4), ledit forage pouvant être réalisé depuis ledit support flottant à travers ledit riser de forage (2) et ledit dispositif de guidage (3) de manière à ce que le puit de forage dans le fond de la mer soit amorcé selon une inclinaison donnée (α) par rapport à l'horizontale de préférence de 5 à 60°, de préférence encore de 25 à 45°, ledit dispositif de guidage (3) étant caractérisé en ce qu'il comprend une dite conduite de guidage télescopique (3) dans une position enfoncée (A2) dans laquelle ladite conduite de guidage télescopique en position rétractée (3) ou l'élément de conduite télescopique externe (3a) lorsque ladite conduite télescopique (3) est déployée, comprennent successivement :
. une extrémité avant (3α) reposant sensiblement horizontalement sur le fond de la mer,
. une portion intermédiaire courbe (32) enfoncée dans le sous-sol du fond de la mer selon un grand rayon de courbure (R) , de préférence un rayon de courbure supérieur à 500 m et,
. une portion arrière (33), sensiblement linéaire, enfoncée dans le sous-sol du fond de la mer selon une dite inclinaison donnée (α), ladite conduite de guidage (3) télescopique ou ledit élément télescopique externe (3a) coopérant avec des moyens d'enfoncement contrôlé (34, δ^δ^
7!-73, 8-9 , 13) permettant l'enfoncement de ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) dans le fond de la mer lorsque ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) est tractée (T) au fond de la mer à son extrémité avant (3^, depuis une position initiale (Al) où ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) repose entièrement par-dessus le fond de la mer dans une position sensiblement horizontale, jusqu'à une dite position enfoncée (A2) dans le sous-sol du fond de la mer.
7. Dispositif de guidage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) présente une longueur de 100 à 600 m, de préférence 250 à 450 m avec dite inclinaison donnée (oc) de la conduite de guidage d'environ 10 à 60°, de préférence 25 à
45°.
8. Dispositif de guidage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite extrémité avant (3 ) est encastrée dans une embase (6) comprenant une charge reposant sur une semelle avant (5X) de sorte que ladite embase (6) maintient ladite extrémité avant (3t) sensiblement horizontalement sur le fond de la mer lorsque celle-ci est tractée (T).
9. Dispositif de guidage selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'enfoncement contrôlé comprennent :
- une semelle avant (5j) posée sur le fond de la mer et supportant ladite extrémité avant (3X) et solidaire de celle-ci,
- au moins une semelle intermédiaire (52, 53) supportant ladite portion intermédiaire courbe (32) et/ou de la portion arrière (33) et solidaire de celle-ci, dont la surface est plus petite que celle de ladite semelle avant (5j), de préférence plusieurs dites semelles intermédiaires (5,, 53) réparties le long desdites portion intermédiaire (32) et portion arrière (33) dont la surface est de plus en plus petite par rapport à ladite semelle avant au fur et à mesure qu'elles sont plus proches de ladite extrémité arrière (33), et - une ancre (13) reliée (12) à ladite portion arrière (33) et apte à s'enfoncer dans le sol sous l'effet de ladite traction de ladite extrémité avant (3t).
10. Dispositif de guidage suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'enfoncement contrôlé comprennent au moins un déflecteur (7l s 72, 73) solidaire dudit élément de conduite télescopique externe (3a) de ladite conduite de guidage télescopique (3) dans ladite portion intermédiaire (32) ou ladite portion arrière (33) de la conduite de guidage télescopique rétractée, comprenant des surfaces planes de préférence symétriques par rapport au plan axial vertical (XX', YY') de ladite conduite de guidage dans la direction longitudinale lorsque celle-ci est en position horizontale rectiligne, et lesdites surfaces planes des déflecteurs étant inclinées par rapport à un plan axial horizontale (XX', ZZ') de ladite conduite de guidage lorsque celle-ci est en position horizontale sur le fond de la mer, ledit déflecteur (7X ,72 ,73) étant incliné d'un angle (αl 5 oc2, 3) de manière à créer un enfoncement de ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) lorsque celle-ci est tractée depuis ladite position initiale (Al) sensiblement horizontale jusqu'à une dite position enfoncée (A2) dans le fond de la mer.
11. Dispositif de guidage selon la revendication 10, caractérisé en ce qu' il comprend une pluralité de déflecteurs t 1,^2, $) répartis le long de l'élément de conduite télescopique externe (3a) de ladite conduite de guidage télescopique, lesdits déflecteurs étant inclinés selon des angles (ocl 5 α2, oc3) se réduisant au fur et à mesure que ledit déflecteur (7l 5;72,;73) est plus proche de ladite extrémité avant (3t).
12. Dispositif de guidage selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que lesdits moyens d'enfoncement contrôlé comprennent : - des conduites secondaires (8) de lançage de fluide (18) solidaires de ladite conduite de guidage télescopique (3), s'étendant parallèlement à celle-ci et en sous-face de celle-ci, et - lesdites conduites secondaires (8) présentant un diamètre réduit par rapport à celui de la conduite de guidage télescopique (3) et comprenant des perforations (9) en sous-face permettant d'expulser un fluide (18) en direction du fond de la mer lorsque lesdites conduites secondaires (8) sont alimentées par un dit fluide (18) sous pression.
13. Dispositif de guidage selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdites conduites secondaires (8) sont reliées par leurs extrémités (8l 5 82) aux extrémités avant et arrière (3l 3 33) de ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) et communiquent avec lesdites extrémités avant (3j) et arrière (33) de sorte qu' il est possible de les alimenter par une même conduite d'alimentation (19) depuis ladite extrémité avant (3j) de ladite conduite de guidage (3).
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le dispositif de guidage comprend :
- une structure supérieure externe rigide (20) recouvrant et maintenant rectiligne ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) lorsque celle-ci est sensiblement horizontale et repose sur le fond de la mer,
- ladite structure externe (20) présentant une ouverture centrale longitudinale en sous-face permettant à ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) de s'enfoncer dans le sol lorsque celle-ci est tractée (T), et - au moins un lien (17l 3 172, 173) reliant au moins la partie arrière
(33) de l'élément de conduite télescopique externe (3a) de la conduite de guidage télescopique (3) à ladite structure externe (20) de manière à empêcher un enfoncement de celle-ci au delà d'une profondeur donnée de manière à limiter la courbure (R) de ladite portion courbe, et
- ladite structure supérieure externe (20) reposant sur le sol au fond de la mer (4) de préférence par l'intermédiaire de semelles latérales (21) situées de part et d'autre de ladite ouverture centrale longitudinale (22), lesdites semelles latérales (21) empêchant l'enfoncement de ladite structure externe rigide (20), et - ladite structure externe (20) étant solidaire de ladite embase (6) dans laquelle ladite portion avant (3j) de la conduite de guidage (3) est encastrée.
15. Dispositif de guidage selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de liens souples (17t, 172, 173) répartis le long de l'élément de conduite télescopique externe (3a) de ladite conduite de guidage télescopique (3) et présentant une longueur croissante au fur et à mesure qu'ils sont plus proches de l'extrémité arrière (33) de la conduite de guidage (3) et dont la longueur est telle que ladite conduite de guidage présente une dite portion courbe à la courbure (R) voulue et une dite portion arrière (33) linéaire.
16. Procédé de réalisation d'un dispositif de guidage selon les revendication 6 à 15, caractérisé en ce qu'on réalise des étapes dans lesquelles : - on met en place une dite conduite de guidage télescopique en position rétractée (3) dans une dite position initiale (Al) reposant sensiblement horizontalement et de façon rectiligne sur le fond de la mer, ladite conduite de guidage télescopique (3) coopérant avec desdits moyens d'enfoncement contrôlé (34, δ^δg, 7,-7,, 8-9 ,13), et
- on réalise une traction (T) au fond de la mer de ladite extrémité avant (3j) de ladite conduite de guidage télescopique en position rétractée (3), de préférence dans la direction longitudinale axiale XX' de ladite conduite de guidage, depuis ladite position initiale (Al) jusqu'à une dite position enfoncée (A2).
17. Procédé de réalisation d'un dispositif de guidage selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'on utilise des dispositifs de guidage selon la revendication 8 ou 9 et on réalise une traction (T) de l'extrémité avant (3X) de ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) jusqu'à ce que lesdites semelles intermédiaires (52, 53) se retrouvent enfoncées dans le sol de plus en plus profond au fur et à mesure qu'elles sont plus proches de l'extrémité arrière (33) de conduite de guidage pour obtenir la courbure recherchée (R) , de préférence un rayon de courbure supérieur à 500 m de préférence encore entre 500 et 1000 m.
18. Procédé de réalisation d'un dispositif de guidage selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de guidage selon la revendication 10 ou 1 1 et on réalise une traction (T) de l'extrémité avant (3t) de ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) jusqu'à ce que lesdits déflecteurs (7l 3j725ι73) se retrouvent enfoncés dans le sol dans une position horizontale pour obtenir une dite courbure recherchée de préférence à un rayon de courbure supérieur à 500 m de préférence encore entre 500 et 1000 m.
19. Procédé de réalisation d'un dispositif de guidage selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de guidage selon l'une des revendications 12 ou 13 et
- on injecte un gaz sous pression dans lesdites conduites secondaires (8) lorsque l'on veut remorquer la conduite de guidage (3) sur le fond de la mer et
- on injecte un liquide sous pression de préférence de l'eau dans lesdites conduites secondaires (8) et de préférence dans ladite conduite de guidage télescopique (3) obturée à ces extrémités (3l 3 32) et communicant avec lesdites extrémités (8l 5 82) desdites conduites secondaires (8) lorsqu'on veut enfoncer ladite conduite de guidage (3) .
20. Procédé de réalisation d'un dispositif de guidage selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de guidage selon l'une des revendications 14 ou 15 et on réalise une traction (T) de l'extrémité avant (3X) de ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) de ladite structure externe rigide (20) solidaire de ladite conduite de guidage jusqu'à ce que le ou lesdits liens (17α-l 73) empêchent un enfoncement supplémentaire d'au moins ladite partie arrière (33) de ladite conduite de guidage télescopique rétractée (3) pour obtenir la courbure recherchée (R) de préférence un rayon de courbure supérieur à 500 m, de préférence encore entre 500 et 1000 m.
21. Installation de forage en mer comprenant un riser de forage (2) s'étendant depuis un support flottant jusqu'à un dit dispositif de guidage (3) selon l'une des revendications 1 à 15 auquel ledit riser de forage (2) est connecté.
22. Installation de forage en mer selon la revendication 21, comprenant un riser de forage (2) s'étendant depuis un support flottant (1) jusqu'à un dispositif de guidage (3) selon l'une des revendications 6 à 15,- auquel ledit riser de forage est connecté, ledit riser de forage (2) déviant progressivement depuis une position sensiblement verticale (2a) au niveau dudit support flottant (1) jusqu'à une position sensiblement horizontale ou tangentielle à l'horizontale (2b) au fond de la mer, le forage pouvant être réalisé depuis ledit support flottant (1) à travers ledit riser de forage (2) et ledit dispositif de guidage (3) de manière à ce que le puit de forage s'amorce dans le fond de la mer selon une inclinaison donnée (α) par rapport à l'horizontale, de préférence de 10 à 80°.
23. Procédé de réalisation d'une installation de forage selon la revendication 21 ou 22 caractérisé en ce que on réalise des étapes dans lesquelles:
- on réalise un dispositif de guidage selon un procédé selon l'une des revendications 16 à 20, et
- on réalise la connexion d'au moins dudit riser de forage (2) à ladite extrémité avant (3α) de la conduite de guidage reposant sur le fond de la mer (4).
24. Procédé de forage à l'aide d'une installation de forage selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce qu'on réalise des opérations de forage et on construit un puits de forage en déployant des trains de tiges coopérant avec des outils de forage et des colonnes de tubes ou de cuvelages, à travers un dit riser de forage (2) et un dit dispositif de guidage (3) enfoncé dans le fond de la mer (4).
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