FR2640680A1 - DEVICE FOR HANDLING A ROD TRAIN HAVING BENDING LIMITING MEANS - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait d'une façon générale aux dispositifs pour la manutention de trains de tiges sousmarins tels que des conduites suspendues au-dessous de navires ou de plate-formes flottantes ou reliant ces derniers à des équipements situés au fond de la mer. The present invention relates generally to devices for handling underwater rod trains such as pipes suspended below ships or floating platforms or connecting the latter to equipment located at the bottom of the sea.
Un tel train de tiges est constitué conventionnellement de tronçons de tiges creuses de longueur limitée qui sont aboutés les uns aux autres par des connecteurs étanches à encastrement au cours de la descente du train de tiges et séparés les uns des autres au cours de sa remontée, puis stockés sur le navire. Such a drill string conventionally consists of sections of hollow rods of limited length which are joined to one another by watertight embedded connectors during the descent of the drill string and separated from each other during its ascent, then stored on the ship.
La difficulté majeure de cette opération de manutention réside dans le fait que le train de tiges, suspendu au navire, possède de par sa longueur et son poids une stabilité pendulaire qui tend à le maintenir constamment dans une orientation verticale, alors que le navire, soumis à l'action du plan d'eau, est sans cesse en mouvement par rapport à cette direction verticale. The major difficulty of this handling operation lies in the fact that the drill string, suspended from the ship, has, by its length and weight, pendular stability which tends to keep it constantly in a vertical orientation, while the ship, subjected to the action of the body of water, is constantly moving relative to this vertical direction.
Une exigence particulière -lors de l'aboutage ou du démontage des tronçons réside en ce que l'extrémité supérieure du train de tiges suspendu doit être approximativement aligné avec l'axe de la tour ou derrick de manutention. C'est pourquoi il est classique d'utiliser pour l'accrochage du train de tiges au navire une liaison à encastrement ou à semi-encastrement. Mais le train de tiges se trouve alors exposé, juste au-dessous de cette liaison, à des contraintes de flexion qui sont difficilement compatibles avec la résistance mécanique des tiges et de leurs connecteurs, et dans la pratique il est nécessaire de prendre des mesures pour limiter cette flexion, et notamment la répartir sur une longueur substantielle du train de tiges. A particular requirement - when joining or dismantling sections is that the upper end of the suspended drill string must be approximately aligned with the axis of the handling tower or derrick. This is why it is conventional to use, for the attachment of the drill string to the ship, a recessed or semi-recessed connection. However, the drill string is then exposed, just below this connection, to bending stresses which are hardly compatible with the mechanical resistance of the rods and their connectors, and in practice it is necessary to take measures to limit this bending, and in particular distribute it over a substantial length of the drill string.
On connaît déjà dans la technique antérieure, comme illustré en coupe verticale sur la figure 1 des dessins annexés, un dispositif couramment dénommé "tulipe", qui consiste à guider le train de tiges 400 sur une longueur donnée en-dessous de son point d'accrochage t sur le plancher de travail 13 du navire. Ce guidage s'effectue par une cavité 50 entièrement fermée sur les côtés définie sur toute la hauteur entre ledit point d'accrochage et le fond du navire, qui présente la forme d'un volume de révolution autour de l'axe A du derrick et dont la paroi présente une courbure par exemple circulaire, elliptique ou exponentielle qui détermine la flexion maximale que peut prendre le train de tiges 40 à ce niveau. Already known in the prior art, as illustrated in vertical section in Figure 1 of the accompanying drawings, a device commonly called "tulip", which consists in guiding the string of rods 400 over a given length below its point of hooking t on the work floor 13 of the ship. This guidance is carried out by a cavity 50 fully closed on the sides defined over the entire height between said attachment point and the bottom of the ship, which has the shape of a volume of revolution around the axis A of the derrick and the wall of which has a curvature, for example circular, elliptical or exponential, which determines the maximum bending that the drill string 40 can take at this level.
Un inconvénient majeur de cette solution connue réside cependant en ce que le train de tiges est totalement inaccessible aux opérateurs au-dessous de son point d'accrochage, si bien que cette solution ne peut en aucun cas etre retenue pour des trains de tiges sur lesquelles des manoeuvres particulières (montage de corps de pompes, de corps de vanner dévidage de câbles ou d'ombilicaux, etc...) doivent être effectués postérieurement à l'aboutage des tronçons, c'est-à-dire nécessairement au-dessous du point d'accrochage. A major drawback of this known solution, however, is that the drill string is completely inaccessible to operators below its point of attachment, so that this solution can in no case be used for drill string on which special maneuvers (mounting of pump bodies, winnowing body, unwinding of cables or umbilicals, etc.) must be carried out after the sections have been joined, that is to say necessarily below the attachment point.
Par ailleurs, une telle solution connue, du fait que les parois de la cavité sont fixes, interdit plus généralement le montage sur le train de tiges de tout élément lui conférant un encombrement radial supérieur à l'encombrement maximal autorisé tel que défini par le plus petit diamètre de la cavité. Furthermore, such a known solution, owing to the fact that the walls of the cavity are fixed, more generally prohibits the mounting on the drill string of any element giving it a radial size greater than the maximum authorized size as defined by most small diameter of the cavity.
La présente invention vise à pallier cet inconvénient et à proposer des moyens qui permettent de limiter la flexion d'un train de tiges soumis aux conditions précitées, tout en autorisant pratiquement sans obstacle des manoeuvres sur ce train à un niveau situé au-dessous de son accrochage, par exemple sur une plate-forme suspendue sous le plancher de travail fixe dans une installation de manutention de tiges. The present invention aims to overcome this drawback and to propose means which make it possible to limit the bending of a drill string subjected to the aforementioned conditions, while allowing maneuvers on this train to be practically unhindered at a level below its hanging, for example on a platform suspended under the fixed work floor in a rod handling installation.
A cet effet, la présente invention propose un dispositif de manutention d'un train de tiges suspendu sous une installation flottante et constitué par un ensemble de tronçons reliés entre eux par des moyens connecteurs à encastrement. Il est du type comprenant des moyens d'accrochage du train de tiges à l'installation et des moyens d'aboutage et de démontage des tronçons de tige au-dessus des moyens d'accroc!lage. Selon 1' invention, le dispositif est caractérisé en ce que les moyens d'accrochage comprennent une liaison à encastrement ou à semi-encastrement et en ce qu'il comprend en outre des moyens de guidage comprenant au moins deux unités de guidage montées sur l'installation flottante au-dessous des moyens d'accrochage, chaque unité de guidage définissant un chemin pour le passage du train de tiges autorisant un déplacement radial tous azimuts dudit train dans une mesure d'autant plus grande que la distance de l'unité aux moyens d'accrochage est importante. De lâ sorte, la déformation de flexion adoptée par le train de tiges sous l'effet de sa stabilité pendulaire et des mouvements de l'installation flottante est limitée à des valeurs compatibles avec la résitance en flexion. To this end, the present invention provides a device for handling a drill string suspended under a floating installation and constituted by a set of sections connected together by means of built-in connectors. It is of the type comprising means for attaching the drill string to the installation and means for joining and dismantling the rod sections above the attachment means! According to the invention, the device is characterized in that the hooking means comprise a built-in or semi-built-in connection and in that it further comprises guide means comprising at least two guide units mounted on the floating installation below the hooking means, each guide unit defining a path for the passage of the drill string authorizing a radial displacement in all directions of said train to an extent the greater the distance from the unit to the hooking means is important. In this way, the flexural deformation adopted by the drill string under the effect of its pendular stability and the movements of the floating installation is limited to values compatible with the flexural strength.
Des aspects préférés du dispositif selon l'invention sont les suivants
- il comprend une première unité de guidage montée au dessous d'un plancher de travail du dispositif de manutention et une seconde unité de guidage montée sur une traverse de l'installation flottante à un niveau intermédiaire entre la première unité et un puits prévu dans l'installation pour l'entrée dans la mer du train de tiges.Preferred aspects of the device according to the invention are the following
- It includes a first guide unit mounted below a working floor of the handling device and a second guide unit mounted on a cross member of the floating installation at an intermediate level between the first unit and a well provided in the installation for the entry into the sea of the drill string.
- le chemin défini par les unités de guidage présente une largeur permettant le passage des tronçons de tiges et de leurs moyens connecteurs. - The path defined by the guide units has a width allowing the passage of the sections of rods and their connector means.
- au moins l'une des unités de guidage comporte unensemble de galets d'axes essentiellement horizontaux aptes à se déplacer vers l'extérieur dans une mesure limitée par des moyens de butée. - At least one of the guide units comprises a set of rollers of essentially horizontal axes able to move outward to a limited extent by stop means.
- les galets sont disposés en une pluralité d'étages, chaque étage comprenant deux galets espacés d'axes parallèles et les axes des galets de deux étages adjacents étant décalés angulairement de 900. the rollers are arranged in a plurality of stages, each stage comprising two rollers spaced apart with parallel axes and the axes of the rollers of two adjacent stages being angularly offset by 900.
- l'unité ou chaque unité comprend deux parties de corps mobiles en coulissement l'une par rapport à l'autre dans une direction orientée à 450 des axes des galets, chaque partie de corps supportant respectivement l'un des deux galets de chaque étage, de manière à faire Varier la largeur du chemin défini par les galets. the unit or each unit comprises two parts of body movable in sliding with respect to one another in a direction oriented at 450 from the axes of the rollers, each body part supporting respectively one of the two rollers of each stage , so as to vary the width of the path defined by the rollers.
- il est en outre prévu des moyens pour ouvrir l'espace défini entre les deux parties de corps et pour amener l'unité ou chaque unité de guidage dans une position de dégagement libérant le train de tiges. - Means are also provided for opening the space defined between the two body parts and for bringing the unit or each guide unit into a release position releasing the drill string.
- chaque galet est monté sur sa partie de corps respective par l'intermédiaire de moyens élastiques qui le sollicitent en direction du train de tiges. - Each roller is mounted on its respective body part by means of elastic means which urge it in the direction of the drill string.
- en variante, chaque galet est monté sur sa partie de corps respective par l'intermédiaire de deux vérins hydrauliques à double effet associés à chacun de deux axes d'extrémité du galet et les vérins qui sont associés à des galets verticalement alignés dans l'unité ou chaque unité de guidage sont reliés entre eux par un circuit hydraulique fermé de telle sorte que la somme algébrique des déplacements radiaux de ces galets par rapport à une position d'origine commune soit nulle. - alternatively, each roller is mounted on its respective body part by means of two double-acting hydraulic cylinders associated with each of two end axes of the roller and the cylinders which are associated with rollers vertically aligned in the unit or each guide unit are connected together by a closed hydraulic circuit so that the algebraic sum of the radial displacements of these rollers relative to a position of common origin is zero.
- au moins l'une des unités de guidage comprend une paire de fourreaux de guidage articulés dans une région médiane aux deux extrémités d'un élément de support cylindrique, qui est lui-même articulé dans sa région médiane sur un moyen support solidaire de l'installation flottante, chaque fourreau comprenant de préférence deux sections espacées de diamètre minimal, qui déterminent la liberté de mouvement radial du train de tiges. - At least one of the guide units comprises a pair of guide sleeves articulated in a middle region at the two ends of a cylindrical support element, which is itself articulated in its middle region on a support means integral with the floating installation, each sheath preferably comprising two spaced sections of minimum diameter, which determine the freedom of radial movement of the drill string.
- chaque fourreau et l'élément de support cylindrique sont réalisés en deux moitiés assemblées de façon démontable. - Each sheath and the cylindrical support element are made in two halves assembled in a removable manner.
- les fourreaux et l'élément de support cylindrique sont articulés au niveau d'éléments de liaison élastiques en forme d'anneaux. - The sleeves and the cylindrical support element are articulated at the level of elastic connecting elements in the form of rings.
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaitront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de plusieurs modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1, comme décrit plus haut, illustre un dispositif de guidage selon l'art antérieur connu,
- la figure 2 est une vue en élévation schématique d'un dispositif de manutention de conduite prévu sur un navire et équipé d'un dispositif de guidage conforme à l'invention,
- la figure 3 est une vue en élévation schématique d'un détail du dispositif de manutention de la figure 2,
- la figure 4 est une vue schématique en élévation latérale et en coupe partielle, partiellement arrachée, d'une unité de guidage appartenant à un dispositif de guidage selon une première forme de réalisation de l'invention,
- les figures 5a et 5b sont des vues en plan de l'unité de la figure 4, dans deux positions différentes,
- la figure 6 est une vue schématique en élévation latérale d'une seconde unité de guidage appartenant à la première forme de réalisation du dispositif de guidage de l'invention,
- les figures 7a et 7b sont des vues en plan de l'unité de la figure 6 dans deux positions différentes,
- les figures 8a à 8d sont des vues en perspective du dispositif des figures 6, 7a et 7b, illustrant quatre étapes successives de son dégagement,
- la figure 9 est une vue d'un détail d'une unité de guidage appartenant à un dispositif selon une seconde forme de réalisation de l'invention,
- la figure 10 est un schéma d'un circuit hydraulique utilisé dans cette seconde forme de réalisation,
- la figure 11 est une vue en élévation latérale et partiellement en coupe d'une unité de guidage appartenant à un dispositif selon une troisième forme de réalisation de l'invention,
- la figure 12 représente l'unité de la figure 11 dans un état modifié, et
- la figure 13 est une vue en plan de l'unité de la figure 11.Other aspects, objects and advantages of the present invention will appear better on reading the following detailed description of several preferred embodiments thereof, given by way of example and made with reference to the accompanying drawings, in which
FIG. 1, as described above, illustrates a guiding device according to the known prior art,
FIG. 2 is a schematic elevation view of a pipe handling device provided on a ship and equipped with a guide device according to the invention,
FIG. 3 is a schematic elevation view of a detail of the handling device of FIG. 2,
FIG. 4 is a schematic view in side elevation and in partial section, partially cut away, of a guide unit belonging to a guide device according to a first embodiment of the invention,
FIGS. 5a and 5b are plan views of the unit in FIG. 4, in two different positions,
FIG. 6 is a schematic side elevation view of a second guide unit belonging to the first embodiment of the guide device of the invention,
FIGS. 7a and 7b are plan views of the unit in FIG. 6 in two different positions,
FIGS. 8a to 8d are perspective views of the device in FIGS. 6, 7a and 7b, illustrating four successive stages of its release,
FIG. 9 is a detail view of a guide unit belonging to a device according to a second embodiment of the invention,
FIG. 10 is a diagram of a hydraulic circuit used in this second embodiment,
FIG. 11 is a side elevational view, partially in section, of a guide unit belonging to a device according to a third embodiment of the invention,
FIG. 12 represents the unit of FIG. 11 in a modified state, and
- Figure 13 is a plan view of the unit of Figure 11.
On notera à titre préliminaire que, d'une figure à l'autre, des éléments ou parties identiques ou similaires sont désignés pôr les mêmes numéros de référence. It will be noted at the outset that, from one figure to another, identical or similar elements or parts are designated by the same reference numbers.
En préférence tout d'abord à la figure 2, on y a représenté un derrick globalement indiqué en 100 et monté sur un navire ou plate-forme flottante 200. Le derrick comprend dans sa région supérieure des équipements, classiques et non détaillés, de manutention de tiges, indiqués dans leur ensemble en 300, notamment pour effectuer la descente et la montée d'un train de tiges, respectivement en aboutant à l'extrémité supérieure du train de nouveaux éléments de tiges et en démontant ces éléments, de manière successive. Preferably first of all in FIG. 2, there is shown a derrick generally indicated at 100 and mounted on a ship or floating platform 200. The derrick comprises in its upper region conventional and non-detailed handling equipment. of rods, indicated as a whole at 300, in particular for carrying out the descent and the ascent of a train of rods, respectively by abutting at the upper end of the train new elements of rods and by dismantling these elements, successively.
En 400 est indiqué le train de tiges, qui comprend des éléments individuels 401 reliés les uns aux autres à encastrement par des connecteurs appropriés 402, de type conventionnel. At 400 is indicated the drill string, which comprises individual elements 401 connected to each other by embedding by suitable connectors 402, of conventional type.
Le train de tiges peut dans la pratique constituer une canalisation de transport pour la remontée à partir du fond des mers de nodules polymétalliques en suspension dans l'eau. The drill string can in practice constitute a transport pipe for the ascent from the bottom of the seas of polymetallic nodules suspended in water.
L'invention n'est cependant pas limitée à cette application.The invention is however not limited to this application.
Selon un premier aspect de l'invention, le train de tiges 400 est suspendu à la plate-forme par une liaison à semi-encastrement telle que représentée sur la figure 3, selon laquelle le connecteur 402 de l'élément supérieur 401 est en appui par sa face inférieure biseautée 402a contre des cales intermédiaires 101 qui s'appuient elles-mêmes sur-une face chanfreinée 102a d'un élément d'appui 102 solidaire du plancher de travail 103. L'angle a selon lequel l'appui s'effectue peut être par exemple compris entre 35 et 400. According to a first aspect of the invention, the drill string 400 is suspended from the platform by a semi-recessed connection as shown in Figure 3, according to which the connector 402 of the upper element 401 is supported by its bevelled underside 402a against intermediate wedges 101 which themselves rest on a chamfered face 102a of a support element 102 secured to the work floor 103. The angle a at which the support s' may be for example between 35 and 400.
Par ailleurs, cette installation comprend en outre une table de travail suspendue 104 située entre le plancher 103 et le puits 201 du navire, par lequel le train de tiges pénètre dans la mer, cetté table permettant à des opérateurs d'effectuer certaines manoeuvres sur le train de tiges 400 en cours de descente ou de remontée. Il peut s'agir par exemple de rapporter à l'extérieur du train des groupes de pompage, etc... et d'effectuer leur connexion avec la conduite définie par l'intérieur du train. Furthermore, this installation also includes a suspended work table 104 located between the floor 103 and the ship's well 201, through which the drill string enters the sea, this table allowing operators to perform certain maneuvers on the drill string 400 during descent or ascent. It may, for example, be a matter of bringing pumping units, etc., outside the train and making their connection with the pipe defined by the inside of the train.
Conformément à un aspect essentiel de la présente invention, le dispositif de manutention comprend, au-dessous du point d'accrochage du train de tiges tel que mentionné ci-dessus, des moyens qui, tout en permettant l'accès au train de tiges au niveau de la table de travail suspendue 104, quel que soit le niveau où se trouve cette table, permettent de contrôler la flexion du train de tiges lors des mouvements de tangage et de roulis du navire, pour que cette flexion reste dans des limites compatibles avec la résistance mécanique des tiges et de leurs connecteurs. According to an essential aspect of the present invention, the handling device comprises, below the point of attachment of the drill string as mentioned above, means which, while allowing access to the drill string to level of the suspended work table 104, whatever the level where this table is located, make it possible to control the bending of the drill string during the vessel's pitching and rolling movements, so that this bending remains within limits compatible with the mechanical resistance of the rods and their connectors.
Plus précisément, ces moyens comprennent un ensemble d'unités de guidage, ici au nombre de deux, qui autorisent des mouvements du train en direction radiale tous azimuts dans une mesure qui est déterminée en fonction de la distance de l'unité de guidage considérée par rapport au point d'accrochage du train de tiges. More precisely, these means comprise a set of guide units, here two in number, which allow movements of the train in radial direction in all directions in a measure which is determined as a function of the distance from the guide unit considered by relative to the point of attachment of the drill string.
Ainsi, une première unité de guidage 500 est située immédiatement au-dessous du plancher de travail 103, en étant fixée à la face inférieure dudit plancher, et une seconde unité de guidage 600 est montée sur une poutre transversale 110 s'étentant entre deux pieds 108 du derrick, à une hauteur intermédiaire entre la première unité 500 et le puits 201. Thus, a first guide unit 500 is located immediately below the working floor 103, being fixed to the underside of said floor, and a second guide unit 600 is mounted on a transverse beam 110 extending between two feet 108 of the derrick, at an intermediate height between the first unit 500 and the well 201.
Par exemple, la première unité de guidage 500, situé à quelques mètres du point d'accrochage du train de tiges, peut limiter les mouvements radiaux de celui-ci dans une limite de quelques centimètres par rapport à l'axe du derrick, tandis que l'unité de guidage inférieure, située à quelques dix mètres au-dessous du point d'accrochage, peut limiter ces mouvements dans une limite de quelques dizaines de centimètres. For example, the first guide unit 500, located a few meters from the point of attachment of the drill string, can limit the radial movements of the latter within a limit of a few centimeters relative to the axis of the derrick, while the lower guide unit, located a few ten meters below the attachment point, can limit these movements to a limit of a few tens of centimeters.
Bien entendu, l'homme de l'art saura effectuer les calculs précis de ces distances, en fonction notamment des caractéristiques de résistance mécanique des tiges et de leurs connecteurs et de l'altitude relative des unités de guidage. Of course, those skilled in the art will be able to perform precise calculations of these distances, depending in particular on the characteristics of mechanical resistance of the rods and their connectors and the relative altitude of the guide units.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, comme représenté sur la figure 4, l'unité de guidage supérieure 500 comprend un corps creux 501 d'axe vertical, monté sur une ossature 502 appropriée et à l'intérieur duquel sont montés une pluralité de galets d'axes horizontaux qui délimitent entre eux un chemin de passage pour le train de tiges. According to a first embodiment of the invention, as shown in FIG. 4, the upper guide unit 500 comprises a hollow body 501 with a vertical axis, mounted on a suitable framework 502 and inside which are mounted a plurality of rollers with horizontal axes which delimit between them a path for the drill string.
Plus précisément, on trouve ici seize galets 503 qui sont répartis par groupes de deux en huit étages. Les deux galets d'un même étage ont des axes horizontaux parallèles, et la direction des axes, entre un étage et le suivant, est décalée à chaque fois de 900. More precisely, there are here sixteen rollers 503 which are distributed in groups of two in eight stages. The two rollers of the same stage have parallel horizontal axes, and the direction of the axes, between one stage and the following, is offset each time by 900.
A chacune de ses extrémités axiales, chaque galet 503 est monté sur un axe 504 lui-même monté dans un palier 505. At each of its axial ends, each roller 503 is mounted on an axis 504 itself mounted in a bearing 505.
Ce palier est relié à un étrier 507 monté fixe sur un support 508 solidaire du corps 501 par l'intermédiaire de deux ressorts 506, situés respectivement au-dessus et au-dessous du palier. De préférence, ces ressorts sont des ressorts composites stratifiés réalisés par empilage et collage de couches métalliques et de couches en élastomère, ce qui leur confère une un coefficient d'élasticité et une résistance adaptées à l'environnement.This bearing is connected to a stirrup 507 fixedly mounted on a support 508 secured to the body 501 by means of two springs 506, located respectively above and below the bearing. Preferably, these springs are laminated composite springs produced by stacking and bonding of metal layers and elastomer layers, which gives them a coefficient of elasticity and a resistance adapted to the environment.
Chaque galet 503 est ainsi sollicité par ses ressorts en direction de la tige 401 passant dans le chemin, pour s'appliquer contre ladite tige, mais, lors d'un roulis ou d'un tangage du navire, est apte à se déplacer vers l'extérieur sous l'action de la tige elle-même, tendant- à s'écarter de l'axe du derrick, jusqu'à ce que ses deux paliers 505 viennent en butée contre la partie centrale verticale 507a des étriers respectifs. Ces butées (ou tout autre moyen de butée approprié) définies pour chacun des galets définissent l'amplitude radiale maximale des déplacements de la tige dans cette unité de guindage, comme indiqué plus haut. Each roller 503 is thus biased by its springs in the direction of the rod 401 passing in the way, to apply against said rod, but, during a roll or a pitching of the ship, is able to move towards the outside under the action of the rod itself, tending to move away from the axis of the derrick, until its two bearings 505 abut against the vertical central part 507a of the respective stirrups. These stops (or any other appropriate stop means) defined for each of the rollers define the maximum radial amplitude of the displacements of the rod in this winding unit, as indicated above.
Un premier avantage de la structure décrite ci-dessus réside en ce qu'elle accepte les variations locales du diamètre du train de tiges, dans les limites de la largeur du chemin défini. En particulier, les connecteurs 402, des butées de centrage, etc..., peuvent passer dans l'unité de guidage lors de la montée ou de la descente du train de tiges sans avoir à effectuer une quelconque intervention sur l'unité. A first advantage of the structure described above resides in that it accepts local variations in the diameter of the drill string, within the limits of the width of the defined path. In particular, the connectors 402, centering stops, etc., can pass into the guide unit during the ascent or descent of the drill string without having to perform any intervention on the unit.
Conformément à un autre aspect de la présente invention, l'unité de guidage décrite jusqu'ici est conçue pour permettre le passage exceptionnel de composants particuliers montés sur le train et en accroissant sensiblement l'encombrement en largeur. According to another aspect of the present invention, the guide unit described so far is designed to allow the exceptional passage of particular components mounted on the train and by substantially increasing the overall width.
Plus précisément, et maintenant en référence aux figures 5a et 5b, le corps 501 de l'unité de guidage est réalisé en deux parties. Une première partie 501a est montée sur des poutres 112 elles-mêmes montées sur la face inférieure du plancher de travail 103. De préférence, la partie 501a peut coulisser sur les poutres 112 à l'aide de vérins hydrauliques appropriés (non représentés). More specifically, and now with reference to FIGS. 5a and 5b, the body 501 of the guide unit is made in two parts. A first part 501a is mounted on beams 112 which are themselves mounted on the underside of the work floor 103. Preferably, the part 501a can slide on the beams 112 using suitable hydraulic cylinders (not shown).
La seconde partie 501b du corps 501, de plus petites dimensions, est montée de manière à pouvoir coulisser par rapport à la partie 501a (verticalement sur les figures 5a et 5b), dans un logement adapté de cette dernière, et ceci à l'aide de quatre vérins 510 disposés comme illustré sur la figure 4 et dont un seul est représenté en détail sur les figures 5a et 5b. The second part 501b of the body 501, of smaller dimensions, is mounted so as to be able to slide relative to the part 501a (vertically in FIGS. 5a and 5b), in a housing adapted to the latter, and this using of four cylinders 510 arranged as illustrated in FIG. 4 and only one of which is shown in detail in FIGS. 5a and 5b.
Comme on peut l'observer, les deux galets 503 d'un même étage sont montés respectivement sur les parties 501a et 501b du corps, avec leurs axes inclinés à 450 de part et d'autre de la direction de mouvement de la partie 501b. De la sorte, les déplacements de cette partie permettent d'accroître ou de diminuer à souhait la largeur du chemin défini par les galets, et plus précisément la dimension de chaque côté de la section de passage carrée définie par les galets. Ainsi, la figure 5a illustre le cas décrit en référence à la figure 4, qui permet le passage des tiges 401 et des connecteurs 402, tandis que sur la figure 5b, les galets 503 de la partie 501b ont été écartés des galets 503 de la partie 501a de manière à définir une section de passage carrée de plus grandes dimensions.On peut alors faire passer dans l'unité de guidage les sections du train de tiges qui sont équipés de composants particuliers, et notamment des tubes supports de pompes, des corps de vannes, des brides ou encore des piquâges pour alimentation en air sous pression, par exemple aux fins de remontée de nodules polymétalliques par voie pneumatique. As can be observed, the two rollers 503 of the same stage are mounted respectively on the parts 501a and 501b of the body, with their axes inclined at 450 on either side of the direction of movement of the part 501b. In this way, the displacements of this part make it possible to increase or decrease as desired the width of the path defined by the rollers, and more precisely the dimension of each side of the square passage section defined by the rollers. Thus, Figure 5a illustrates the case described with reference to Figure 4, which allows the passage of rods 401 and connectors 402, while in Figure 5b, the rollers 503 of the part 501b have been spaced from the rollers 503 of the part 501a so as to define a square passage section of larger dimensions. We can then pass through the guide unit the sections of the drill string which are fitted with particular components, and in particular pump support tubes, bodies valves, flanges or even taps for pressurized air supply, for example for the purpose of pneumatically raising polymetallic nodules.
Par ailleurs, on peut observer que la partie 501b du corps de l'unité 500 peut être arrimée à l'extrémité libre d'une flèche, dont l'autre extrémité est articulée sur une partie latérale 5010a de la partie 501a, autour d'un axe 512. Furthermore, it can be observed that the part 501b of the body of the unit 500 can be stowed at the free end of an arrow, the other end of which is articulated on a lateral part 5010a of the part 501a, around an axis 512.
De cette manière, le chemin de passage du train de tiges peut être ouvert, tout d'abord en désolidarisant les vérins 510 de la partie mobile 501b du corps puis en entraînant la flèche en rotation, par une motorisation appropriée, dans le sens de la flèche F sur la figure 5b, jusqu'à libérer l'espace initialement occupé par ladite partie 501b. In this way, the path of passage of the drill string can be opened, firstly by separating the jacks 510 from the movable part 501b from the body and then by driving the boom in rotation, by an appropriate motorization, in the direction of the arrow F in FIG. 5b, until the space initially occupied by said part 501b is released.
Une fois cette opération effectuée, l'ensemble de l'unité de guidage 500 peut être déplacé, par exemple le long des poutres 112 (vers le haut sur la figure 5b), pour pouvoir entièrement libérer le train de tiges. Once this operation has been carried out, the entire guide unit 500 can be moved, for example along the beams 112 (upwards in FIG. 5b), in order to be able to completely release the drill string.
Cette fonction de dégagement de l'unité de guidage permet dans la pratique la descente ou la remontée de sections du train de tiges sur lesquelles sont montés des équipements additionnels très volumineux tels que des corps de pompes. This release function of the guide unit allows in practice the descent or ascent of sections of the drill string on which are mounted very bulky additional equipment such as pump bodies.
On a illustré sur les figures 6, 7a et 7b et 8a à 8d une unité de guidage 600, de niveau inférieur. Pour ce qui concerne la définition du chemin de guidage, cette unité est similaire à l'unité 500. Elle comporte en particulier seize galets 603 et leurs équipements annexes, identiques à ceux de l'unité 500 et désignés, lorsqu'ils sont visibles, par les mêmes numéros de références augmentés de 100. Illustrated in Figures 6, 7a and 7b and 8a to 8d a guide unit 600, lower level. As regards the definition of the guide path, this unit is similar to unit 500. It in particular comprises sixteen rollers 603 and their associated equipment, identical to that of unit 500 and designated, when they are visible, by the same reference numbers increased by 100.
On peut noter ici que, bien que l'on ait représenté sur les figures 7a et 7b un système de galets dimensionné sensiblement comme celui des figures 5a et 5b, c'est-à-dire définissant un chemin de passage du train de tiges ayant sensiblement la même largeur, ce système de galets sera dans la pratique conçu pour définir un chemin plus large, comme mentionné plus haut. Cela peut se traduire en pratique par des galets ayant une liberté de mouvement plus étendue en direction de leur butée extérieure respective et présentant une longueur axiale plus importante. It can be noted here that, although there has been shown in FIGS. 7a and 7b a roller system dimensioned substantially like that of FIGS. 5a and 5b, that is to say defining a path for passage of the drill string having substantially the same width, this roller system will in practice be designed to define a wider path, as mentioned above. This can be translated in practice by rollers having a greater freedom of movement in the direction of their respective external stop and having a greater axial length.
Pour ce qui concerne le reste de l'unité 600, elle diffère de l'unité 500 par les points suivants. As for the rest of the unit 600, it differs from the unit 500 in the following points.
Le corps 601 comprend une première partie 601a située à la hauteur de la poutre 110 et définissant une ouverture circulaire 620 d'axe vertical. A son extrémité opposée à la poutre, cette partie 601a possède deus volets articulés 621 qui peuvent être ouverts vers l'extérieur, comme indiqué en traits tirettes, à l'aide de vérins 622 agissant sur des biellettes 623 solidaires desdits volets 621. La partie 601a est reliée solidairement, au-dessus et au-dessous d'elle, à deux plaques 601b de contours généraux triangulaires, définissant un espace intérieur nécessaire pour les galets 603 et leurs supports décrits plus loin. Les parties 601a et 601b définissent ensemble une glissière pour le coulissement de l'unité 600 le long de la poutre 110.A cet égard, deux parallélogrammes déformables, montés entre les parties 601b et la poutre 110 et indiqués globalement en 625, permettent d'assurer que l'unité 600 conserve toujours une orientation rigoureusement constante par rapport à cette poutre. The body 601 comprises a first part 601a situated at the height of the beam 110 and defining a circular opening 620 with a vertical axis. At its end opposite the beam, this part 601a has two articulated flaps 621 which can be opened towards the outside, as indicated in dashed lines, using jacks 622 acting on rods 623 integral with said flaps 621. The part 601a is integrally connected, above and below it, to two plates 601b of general triangular contours, defining an interior space necessary for the rollers 603 and their supports described below. The parts 601a and 601b together define a slide for the sliding of the unit 600 along the beam 110. In this regard, two deformable parallelograms, mounted between the parts 601b and the beam 110 and generally indicated at 625, make it possible to ensure that the unit 600 always retains a rigorously constant orientation relative to this beam.
Les supports de galets sont constitués, comme dans le cas de l'unité supérieure 500, de deux parties mobiles en coulissement l'une par rapport à l'autre, supportant chacune un galet respectif de chaque étage, l'une étant solidaire d'éléments en forme de fourches 601c respectivement supérieur et inférieur, qui sont montés respectivement au-dessus et au-dessous des plaques 601b par l'intermédiaire d'une pluralité de liaisons déformables, ici au nombre de trois pour chaque élément 601c. Dans leeprésent exemple, chacune de ces liaisons comprend une patte saillante 626 solidaire de la fourche 601c considérée et emprisonnée entre deux blocs de matériau élastique composite 627, par exemple comme décrits plus haut, dont les extrémités opposées sont solidaires d'un étrier 628 relié rigidement à la plaque d'ossature 601b considérée. The roller supports consist, as in the case of the upper unit 500, of two movable parts sliding in relation to one another, each supporting a respective roller of each stage, one being integral with fork-shaped elements 601c respectively upper and lower, which are mounted respectively above and below the plates 601b via a plurality of deformable connections, here three in number for each element 601c. In the present example, each of these connections comprises a projecting tab 626 secured to the fork 601c considered and trapped between two blocks of elastic composite material 627, for example as described above, the opposite ends of which are secured to a stirrup 628 rigidly connected to the frame plate 601b considered.
On autorise ainsi dans une mesure limitée un mouvement tous azimuts des supports de galets par rapport à la partie d'ossature 601a, 601b reliée rigidement à la poutre, afin d'éviter l'apparition de contraintes excessives notamment lorsque le train de tiges prend au niveau de l'unité 600 une inclinaison importante par rapport à la structure fixe du navire. To a limited extent, an all-round movement of the roller supports is thus authorized relative to the frame part 601a, 601b rigidly connected to the beam, in order to avoid the appearance of excessive stresses in particular when the drill string level of the unit 600 a significant inclination relative to the fixed structure of the ship.
L'autre support de galets peut coulisser par rapport au premier en étant monté sur des éléments 601d qui sont montés coulissants dans les éléments 601c, le mouvement relatif entre ces éléments étant déterminé par quatre vérins 630 (figures 7a et 8b), pour ainsi faire varier comme dans le cas précédent la largeur du chemin de passage pour le train de tiges 400. A cet égard, la figure 7a illustre la position normale de l'unité 600, pour le passage des tiges et de leurs connecteurs, tandis que la figure 7b illustre la position de l'unité 600, avec un chemin plus large, pour le passage exceptionnel d'éléments encombrants montés sur le train de tiges. The other roller support can slide relative to the first by being mounted on elements 601d which are slidably mounted in the elements 601c, the relative movement between these elements being determined by four jacks 630 (FIGS. 7a and 8b), so to do vary as in the previous case the width of the passage path for the drill string 400. In this respect, FIG. 7a illustrates the normal position of the unit 600, for the passage of the rods and their connectors, while FIG. 7b illustrates the position of the unit 600, with a wider path, for the exceptional passage of bulky elements mounted on the drill string.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 8a-8d, la succession d'étapes mises en oeuvre pour dégager cette unité 600 et libérer le train de tiges. Tout d'abord, les volets 621 sont ouverts à l'aide des vérins 622 (figure 8a). Ensuite, le support de galets mobile (pièce semicylindrique 602d), solidaire des pièces 601d, est tout d'abord éloigné du support de galets relativement fixe (pièce semi-cyylindrique 602c) à l'aide des vérins 630 (figure 8b). We will now describe, with reference to Figures 8a-8d, the succession of steps implemented to release this unit 600 and release the drill string. First, the flaps 621 are opened using the cylinders 622 (Figure 8a). Then, the movable roller support (semi-cylindrical part 602d), integral with the parts 601d, is first of all removed from the relatively fixed roller support (semi-cylindrical part 602c) using the jacks 630 (FIG. 8b).
Le chemin de passage du train de tiges est alors ouvert par pivotement de la pièce 602c, par exemple à l'aide d'une flèche 611 analogue à la flèche 511 des figures 5a et 5b, comme illustré, ou par tout autre moyen de manutention (figure 8c). Enfin la poutre 110, montée coulissante sur les rails 111 eux-mêmes fixés aux pieds du derrick 10Q, est déplacée horizontalement selon la flèche Fl sur la figure 8d, par exemple à l'aide d'une paire de treuils T, en entraînant avec.elle l'ensemble de l'unité 600 jusqu'à ce que le train de tiges 400 (non illustré sur les figures 88a-8c) soit entièrement libéré.The path of passage of the drill string is then opened by pivoting of the part 602c, for example using an arrow 611 similar to the arrow 511 of FIGS. 5a and 5b, as illustrated, or by any other handling means (Figure 8c). Finally the beam 110, slidably mounted on the rails 111 themselves fixed to the feet of the derrick 10Q, is moved horizontally according to the arrow Fl in FIG. 8d, for example using a pair of winches T, driving with .elle the entire unit 600 until the drill string 400 (not shown in Figures 88a-8c) is fully released.
On a représenté sur la figure 9 une partie de détail d'une unité de guidage selon un second mode de réalisation principal de la présente invention. FIG. 9 shows a detail part of a guide unit according to a second main embodiment of the present invention.
Chaque galet 503, comme représenté schématiquement à gauche et en détail à droite, comporte ici encore deux axes latéraux 504 qui tournent librement dans des paliers 505. Each roller 503, as shown diagrammatically on the left and in detail on the right, here again comprises two lateral axes 504 which rotate freely in bearings 505.
Cependant, dans le cas présent, chaque palier 505 est solidaire d'une tige 521 d'un vérin à double effet 520.However, in the present case, each bearing 505 is integral with a rod 521 of a double-acting cylinder 520.
L'extrémité du vérin opposée à sa tige est quant à elle en appui contre un support 522 rigidement associé au corps 501 de l'unité de guidage. En outre, chacun des paliers 505 est guidé parallèlement à la direction de la course du vérin associé à l'aide de deux glissières, notées 523, également solidaires du corps 501 de l'unité.The end of the jack opposite its rod is in turn pressed against a support 522 rigidly associated with the body 501 of the guide unit. In addition, each of the bearings 505 is guided parallel to the direction of travel of the actuator associated with the aid of two slides, denoted 523, also integral with the body 501 of the unit.
Comme le montre la figure 10, où sont représentés sur une même ligne quatre galets 503 qui sont en pratique verticalement alignés entre eux dans l'unité, les huit vérins à double effet illustrés (deux par galet) font partie d'un circuit hydraulique fermé, comme on va le voir ci-dessous. As shown in FIG. 10, where four rollers 503 which are in practice vertically aligned with one another in the unit are represented on the same line, the eight illustrated double-acting cylinders (two per roller) are part of a closed hydraulic circuit , as we will see below.
Chaque vérin comprend un piston 530 qui le subdivise en deux chambres, respectivement 531 et 532. Au niveau de chaque galet 503, la chambre 531 de l'un des vérins (en l'occurence celui de droite) est reliée à la chambre 532 de l'autre vérin par une conduite 533. Par ailleurs, les chambres 531 des quatre vérins situés respectivement d'un même côté de leur galet respectif sont reliées entre elles par une conduite 534, tandis que les chambres 532 des quatre vérins situés de l'autre côté sont reliées entre elles par une conduite 535. Each cylinder comprises a piston 530 which subdivides it into two chambers, 531 and 532 respectively. At each roller 503, the chamber 531 of one of the cylinders (in this case the one on the right) is connected to the chamber 532 of the other cylinder by a line 533. Furthermore, the chambers 531 of the four cylinders situated respectively on the same side of their respective rollers are connected together by a line 534, while the chambers 532 of the four cylinders located on the other side are connected to each other by a pipe 535.
Un circuit hydraulique identique -est prévu pour les trois autres groupes de galets verticalement alignés. An identical hydraulic circuit is provided for the three other groups of vertically aligned rollers.
Il est créé de la sorte un système de galets dans lequel les mouvements horizontaux de quatre galets verticalement alignés sont régis par le fait que la somme algébrique de leurs déplacements par rapport à une position d'origine déterminée est constante, chaque galet pouvant se déplacer librement dans la mesure où au moins l'un des trois autres galets possède une liberté de mouvement suffisante pour compenser ce déplacement. A system of rollers is thus created in which the horizontal movements of four vertically aligned rollers are governed by the fact that the algebraic sum of their displacements relative to a determined position of origin is constant, each roller being able to move freely insofar as at least one of the other three rollers has sufficient freedom of movement to compensate for this displacement.
Dans la pratique, cela signifie que, pour une partie du train de tiges présentant une section uniforme sur toute la hauteur de l'unité de guidage considérée, ledit train est autorisé à se déplacer radialement vers l'extérieur sur une distance déterminée par la position d'origine sus-mentionnée des galets. Le comportement de cette unité est donc sur ce point sensiblement identique à celui de l'unité des figures 4, 5a et 5b (à ceci près qu'il n'existe ici aucun rappel élastique des galets contre le train de tiges). In practice, this means that, for a part of the drill string having a uniform section over the entire height of the guide unit considered, said train is authorized to move radially outward over a distance determined by the position above-mentioned original pebbles. The behavior of this unit is therefore substantially identical on this point to that of the unit in FIGS. 4, 5a and 5b (except that there is no elastic return of the rollers against the drill string here).
En revanche, lorsque le train de tiges présente localement un diamètre accru, par exemple au niveau d'un connecteur 402, alors les galets qui sont sollicités à un instant donné par ce connecteur sont aptes à se déplacer vers l'extérieur, moyennant un déplacement vers l'intérieur de tout ou partie des autres galets. On the other hand, when the drill string locally has an increased diameter, for example at the level of a connector 402, then the rollers which are stressed at a given time by this connector are able to move outwards, by means of a displacement towards the interior of all or part of the other rollers.
Ainsi le passage d'un connecteur 402 dans l'unité de guidage s'accompagne de l'effacement, en succession, des galets sollicités situés aux divers étages, et ceci sans que ne soit créée une résistance substantielle à- la circulation du train de tiges. Thus the passage of a connector 402 in the guide unit is accompanied by the erasure, in succession, of the stressed rollers located on the various stages, and this without creating a substantial resistance to the movement of the train of stems.
Ce mode de réalisation de l'invention est avantageux en ce qu'il permet de choisir dans l'unité de guidage considérée une liberté de mouvement radiale qui peut être inférieure à l'accroissement de rayon du train de tige au niveau de ses connecteurs, par opposition au mode de réalisation des figures 5, 5a et 5b. This embodiment of the invention is advantageous in that it makes it possible to choose in the guidance unit considered a freedom of radial movement which may be less than the increase in radius of the rod train at its connectors, as opposed to the embodiment of Figures 5, 5a and 5b.
En dehors des particularités décrites ci-dessus de ce second type d'unité de guidage, celle-ci peut être . par ailleurs identique ou similaire à celle des figures 4, 5a et 5b pour ce qui concerne l'élargissement temporaire du chemin de passage, ainsi que son ouverture et le dégagement de l'unité dans son ensemble. Apart from the particularities described above of this second type of guide unit, it can be. otherwise identical or similar to that of FIGS. 4, 5a and 5b as regards the temporary widening of the passageway, as well as its opening and the release of the unit as a whole.
Ici encore, l'unité de guidage inférieure 600 peut être construite selon le même principe, en offrant le cas échéant une liberté de mouvement plus grande moyennant l'utilisation de galets de plus grande étendue axiale. Here again, the lower guide unit 600 can be built according to the same principle, if necessary offering greater freedom of movement by the use of rollers of greater axial extent.
Par ailleurs, une unité de guidage conforme à ce second mode de réalisation de l'invention est avantageuse en ce que la force de réaction exercée par les galets sur le train de tiges est constante sur toute la hauteur de l'unité, ces forces s'équilibrant au niveau du circuit hydraulique. Il en résulte que des efforts de flexion localement importants qui pourrraient apparaître au sein même de l'unité de guidage sont ici minimisés. Furthermore, a guide unit in accordance with this second embodiment of the invention is advantageous in that the reaction force exerted by the rollers on the drill string is constant over the entire height of the unit, these forces s 'balancing on the hydraulic circuit. As a result, locally significant bending forces which could appear within the guide unit are minimized here.
Les figures il et 13 illustrent une troisième forme de réalisation possible pour l'unité de guidage supérieure 500. Figures 11 and 13 illustrate a third possible embodiment for the upper guide unit 500.
Dans cet exemple. il n'est plus utilisé de galets de guidage mais des fourreaux de guidage articulés, de largeur déterminée. Plus particulièrement, un ensemble de huit montants 540 s'étendent vers le bas à partir du corps 501 de l'unité, ici encore fixé au-dessous du plancher de travail 103.In this example. guide rollers are no longer used, but articulated guide sleeves of determined width. More particularly, a set of eight uprights 540 extend downward from the body 501 of the unit, here again fixed below the work floor 103.
A l'extrémité inférieure des montants 540 sont fixées deux poutres en demi-cercle 541, normalement aboutées l'une avec l'autre. A l'intérieur des poutres 541 est fixé un élément d'articulation également annulaire 542 qui tient le rôle d'articulation, avec une liberté de mouvement de nutation donnéée, pour un élément de support cylindrique 543 fixé sur la face intérieure de l'élément d'articulation 542. At the lower end of the uprights 540 are fixed two semi-circular beams 541, normally butted together. Inside the beams 541 is fixed an articulation element also annular 542 which plays the role of articulation, with a given freedom of movement of nutation, for a cylindrical support element 543 fixed on the internal face of the element 542.
L'élément d'articulation 542 est par exemple réalisé en unélastomère, éventuellement armé.The articulation element 542 is for example made of an elastomer, possibly reinforced.
Le cylindre 543 comporte à chacune de ses extrémités un autre élément d'articulation annulaire 544 qui tient lieu d'articulation, avec à nouveau une liberté de mouvement de nutation déterminée, respectivement pour deux fourreaux de guidage 545, de profil déterminé, à travers lesquels passe le train de tiges 400. The cylinder 543 comprises at each of its ends another annular articulation element 544 which takes the place of articulation, again with a determined freedom of movement of nutation, respectively for two guide sleeves 545, of determined profile, through which passes the drill string 400.
Comme on le voit, chaque fourreau de guidage 545 comprend en haut et en bas des évasements de guidage 546 destinés à éviter le coincement du train de tiges, notamment au niveau de variations locales de son diamètre. As can be seen, each guide sleeve 545 comprises, at the top and bottom, guide flares 546 intended to prevent jamming of the drill string, in particular at the level of local variations in its diameter.
On trouve en outre, adjacentes à ces évasements, deux parties de plus petit diamètre 547, dont le diamètre intérieur détermine la liberté de mouvement radial du train de tiges. Les deux parties 547 sont reliées entre elles par une partie centrale 548 de plus grand diamètre, inopérante sur le plan du guidage, au niveau de laquelle le fourreau de guidage est relié à son élément d'articulation 544. Ces derniers sont également réalisés avantageusement en un élastomère approprié. There are also adjacent to these flares, two parts of smaller diameter 547, the inner diameter of which determines the freedom of radial movement of the drill string. The two parts 547 are interconnected by a central part 548 of larger diameter, inoperative on the plane of the guide, at which the guide sleeve is connected to its articulation element 544. The latter are also advantageously made of a suitable elastomer.
Une telle unité de guidage définit dans la pratique quatre sections de guidage correspondant aux parties de fourreaux 547 de plus faible diamètre, donnant chacune au train de tiges une liberté de mouvement radial donnée. Cette réalisation est avantageuse en ce que, par le jeu des deux niveaux d'articulations de nutation, les diverses sections de guidages peuvent quitter leur alignement vertical mutuel pour s'adaper au profil du train de tiges dans l'unité de guidage 500; ici encore, on assure une force de réaction sur le train de tiges sensiblement uniforme au niveau des quatre sections de guidage. Such a guide unit in practice defines four guide sections corresponding to the portions of sleeves 547 of smaller diameter, each giving the drill string a given freedom of radial movement. This embodiment is advantageous in that, by the play of the two levels of nutation joints, the various guide sections can leave their mutual vertical alignment in order to adapt to the profile of the drill string in the guide unit 500; here again, a substantially uniform reaction force on the drill string is provided at the four guide sections.
Par exemple, lorsqu'un connecteur 402 est situé au niveau de l'une de ces sections, on assiste à un basculement du fourreau considéré autour de son articulation , et le cas échéant de l'élément cylindrique autour de son articulation, pour que la tige 401 reste en contact d'appui avec les autres sections de guidage. For example, when a connector 402 is located at one of these sections, there is a tilting of the sheath considered around its articulation, and where appropriate of the cylindrical element around its articulation, so that the rod 401 remains in bearing contact with the other guide sections.
Dans l'exemple illustré, le diamètre intérieur de chaque section de guidage 547 est choisi légèrement supérieur au diamètre extérieur des connecteurs 402 de telle sorte que ceux-ci, ainsi que d'autres éléments provoquant un accroissement local mesuré du diamètre du train de tiges 400, peuvent traverser l'unité de guidage sans avoir à intervenir sur celle-ci. In the example illustrated, the inside diameter of each guide section 547 is chosen to be slightly greater than the outside diameter of the connectors 402 so that these, as well as other elements causing a measured local increase in the diameter of the drill string 400, can pass through the guide unit without having to intervene on it.
On a illustré sur la figure 12 l'unité de guidage 500 de la figure li modifiée de manière à laisser passer des éléments plus encombrants prévus sur le train de tiges. Dans ce cas, un fourreau unique 550 est montée à l'intérieur de l'élément d'articulation 542 et comprend une partie centrale de guidage 551, de diamètre déterminé, bordée par deux évasements de guidage 552. Des tampons amortisseurs 553 sont en outre prévus à l'extérieur du fourreau 550 au voisinage de son extrémité supérieure pour éviter les chocs avec les montants 540 relativement proches. There is illustrated in Figure 12 the guide unit 500 of Figure li modified to allow more bulky elements provided on the drill string. In this case, a single sleeve 550 is mounted inside the articulation element 542 and comprises a central guide part 551, of determined diameter, bordered by two guide flares 552. Damping buffers 553 are furthermore provided outside the sheath 550 in the vicinity of its upper end to avoid impacts with the uprights 540 relatively close.
La modification de ce troisième type d'unité de guidage s'effectue ici par le fait que chacun des éléments de révolution qui la compose est constitué en réalité, comme on l'a déjà mentionné pour l'élément 541, par deux demi-éléments, assemblés de préférence par boulonnage. Ainsi le passage de la figure 11 à la figure 12 s'effectue en dévissant les divers boulons, dont certains sont indiqués en 560, pour gEparer en deux l'ensemble constitué par l'élément cylindrique 543 et ses deux fourreaux 545. The modification of this third type of guide unit is carried out here by the fact that each of the elements of revolution which composes it is actually constituted, as already mentioned for element 541, by two half-elements , preferably assembled by bolting. Thus the passage from FIG. 11 to FIG. 12 is carried out by unscrewing the various bolts, some of which are indicated in 560, in order to split in two the assembly constituted by the cylindrical element 543 and its two sleeves 545.
En outre, il est prévu comme dans les deux autres modes de réalisation une flèche 511 qui opère entre une partie relativement fixe 501a du corps 501 et une partie mobile 501b guidée dans la partie 501a pour faciliter l'assemblage. In addition, as in the other two embodiments, there is provided a jib 511 which operates between a relatively fixed part 501a of the body 501 and a movable part 501b guided in the part 501a to facilitate assembly.
Ainsi il est également possible d'amener cette unité dans une position de dégagement, en ouvrant préalablement le chemin du train de tiges par pivotement de la flèche, et en faisant coulisser l'ensemble le long des poutres 112. Thus it is also possible to bring this unit into a release position, by opening the path of the drill string beforehand by pivoting the arrow, and by sliding the assembly along the beams 112.
En outre, l'unité de guidage inférieure 600 peut être construite selon le même principe, en utilisant le cas échéant dans chacun des deux fourreaux de guidage 545 des sections de guidage de plus grand diamètre. In addition, the lower guide unit 600 can be built according to the same principle, if necessary using in each of the two guide sleeves 545 guide sections of larger diameter.
Ainsi la présente invention, en autorisant des libertés de mouvement radial du train de tiges dans une mesure limitée qui est fonction de la distance de l'unité de guidage considérée au-dessous de l'encastrement dudit train, permet de modeler à souhait la flexion du train de tiges entre son orientation initiale inclinée par rapport à la verticale sous l'effet des mouvements du navire et son orientation pendulaire verticale dans la mer, de manière à ce que cette flexion contrôlée soit compatible avec la résistance mécanique des tiges, de leurs connecteurs, etc. Thus the present invention, by allowing freedom of radial movement of the drill string to a limited extent which is a function of the distance of the guide unit considered below the embedding of said train, makes it possible to shape the bending as desired. of the drill string between its initial orientation inclined relative to the vertical under the effect of the movements of the ship and its vertical pendulum orientation in the sea, so that this controlled bending is compatible with the mechanical resistance of the rods, their connectors, etc.
A cet égard, bien que l'on ait décrit dans ce qui précède des ensembles de guidage comprenant deux unités à des altitudes différentes, il est'bien entendu que l'on peut en utiliser un nombre plus grand. In this regard, although we have described in the foregoing guide assemblies comprising two units at different altitudes, it is of course that one can use a larger number.
Par ailleurs, on peut combiner dans un même ensemble de guidage des unités de guidage de conceptions différentes telles que décrites plus haut. Furthermore, it is possible to combine in the same guide assembly guide units of different designs as described above.
Comme on l'a indiqué, un avantage essentiel de la présente invention consiste en ce que la flexion du train de tiges est contrôlée sans pour autant empêcher les manoeuvres sur celui-ci au niveau où ce contrôle de flexion est effectué. As indicated, an essential advantage of the present invention consists in that the bending of the drill string is controlled without, however, preventing maneuvers on it at the level where this bending control is carried out.
Bien que l'on ait décrit l'invention en liaison avec un accrochage semi-encastré du train de tiges sur le plancher de travail, il est bien entendu que l'invention s'applique également aux encastrements parfaits. Although the invention has been described in connection with a semi-recessed attachment of the drill string to the work floor, it is understood that the invention also applies to perfect recesses.
On peut noter en outre que, dans le cas d'une liaison semi-encastrée, les deux unités de guidage (ou davantage) de l'ensemble peuvent être utilisées pour assurer l'alignement de l'extrémité supérieure du train sur l'axe du derrick. Plus précisément, si l'on exerce sur le train des efforts de sens opposés au niveau des deux unités de guidage, il est possible d'accentuer ou de diminuer la flexion du train de tiges au niveau de l'unité de guidage supérieure, pour obtenir l'alignement souhaité au niveau du point d'accrochage. Cette fonction peut être réalisée par un asservissement approprié de la commande des vérins qui déterminent les mouvements des unités de guidage dans des plans horizontaux. It can also be noted that, in the case of a semi-recessed connection, the two guide units (or more) of the assembly can be used to ensure the alignment of the upper end of the train on the axis derrick. More precisely, if forces in opposite directions are exerted on the train at the level of the two guide units, it is possible to increase or decrease the bending of the drill string at the level of the upper guide unit, to obtain the desired alignment at the point of attachment. This function can be carried out by an appropriate servo-control of the actuators which determine the movements of the guide units in horizontal planes.
Par ailleurs, les indications "vertical", "horizontal", etc... utilisées dans la présente description sont à considérer en fonction du contexte, et peuvent signifier soit des orientations ou directions absolues, soit des orientations ou directions relatives, avec comme référence l'axe du derrick. Furthermore, the indications "vertical", "horizontal", etc. used in the present description are to be considered depending on the context, and can mean either absolute orientations or directions, or relative orientations or directions, with as reference the axis of the derrick.
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