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Sommaire du brevet 2296003 

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Disponibilité de l'Abrégé et des Revendications

L'apparition de différences dans le texte et l'image des Revendications et de l'Abrégé dépend du moment auquel le document est publié. Les textes des Revendications et de l'Abrégé sont affichés :

  • lorsque la demande peut être examinée par le public;
  • lorsque le brevet est émis (délivrance).
(12) Brevet: (11) CA 2296003
(54) Titre français: DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE FLOW RATE OF DRILL CUTTINGS
(54) Titre anglais: DISPOSITIF ET METHODE DE MESURE DU DEBIT DE DEBLAIS DE FORAGE
Statut: Périmé et au-delà du délai pour l’annulation
Données bibliographiques
(51) Classification internationale des brevets (CIB):
  • E21B 45/00 (2006.01)
  • E21B 21/01 (2006.01)
  • E21B 21/06 (2006.01)
(72) Inventeurs :
  • LECANN, JEAN-PAUL (France)
(73) Titulaires :
  • GEOSERVICES EQUIPEMENTS
(71) Demandeurs :
  • GEOSERVICES EQUIPEMENTS (France)
(74) Agent: LAVERY, DE BILLY, LLP
(74) Co-agent:
(45) Délivré: 2006-05-02
(86) Date de dépôt PCT: 1999-05-07
(87) Mise à la disponibilité du public: 1999-11-11
Requête d'examen: 2001-12-20
Licence disponible: S.O.
Cédé au domaine public: S.O.
(25) Langue des documents déposés: Français

Traité de coopération en matière de brevets (PCT): Oui
(86) Numéro de la demande PCT: PCT/FR1999/001090
(87) Numéro de publication internationale PCT: WO 1999057415
(85) Entrée nationale: 2000-01-06

(30) Données de priorité de la demande:
Numéro de la demande Pays / territoire Date
98/05822 (France) 1998-05-07

Abrégés

Abrégé français


La présente invention concerne un dispositif de
mesure du débit de déblais d'un forage remontés à
la surface par l'intermédiaire d'un fluide de forage.
Le dispositif comporte des moyens pour recueillir les
déblais et des moyens de mesure en continu du poids
des déblais recueillis. Les moyens pour recueillir les
déblais comportent un réceptacle en forme de godet (16)
articulé sur un axe et des moyens de basculement (20) du
réceptacle de façon à vidanger le godet. Les moyens de
mesure comportent une cellule de mesure (24) liée aux
moyens de basculement pour mesurer une contrainte proportionnelle au poids des
déblais recueillis. L'invention concerne également une
méthode pour l'application d'une mesure du débit de déblais d'un forage.


Abrégé anglais

The invention concerns a device for measuring the flow rate of drill cuttings brought up to the surface by means of a drilling fluid, comprising means for collecting the cuttings and means for continuously weighing the collected cuttings. The means for collecting the cuttings comprise a container in the shape of a bucket (16) articulated on a shaft and means for tipping (20) the container so as to empty the bucket. The measuring means comprise a measuring cell (24) connected to the tilting means for measuring a load proportional to the weight of the collected cuttings. The invention also concerns a method for measuring drill cuttings.

Revendications

Note : Les revendications sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


18
REVENDICATIONS
1. Dispositif pour mesurer un débit de déblais d'un
forage remontés en surface par l'intermédiaire d'un fluide
de forage, ledit dispositif comportant des moyens pour
recueillir (11 à 15) les déblais, des moyens de mesure en
continu d'un poids des déblais recueillis, lesdits moyens
pour recueillir les déblais comportant un réceptacle en
forme de godet (16) pivotant sur un axe (18) et des moyens
de basculement (20) du réceptacle de façon à vidanger le
godet, lesdits moyens de mesure comportant une cellule de
mesure (24) liée aux moyens de basculement pour mesurer
une contrainte sensiblement proportionnelle au poids des
déblais recueillis, le dispositif comprenant en outre des
moyens de commande des moyens de basculement, caractérisé
en ce que :
(a) le dispositif comprend des moyens de
détermination d'un poids cumulé de déblais en fonction
d'un temps après plusieurs séquences de remplissage et de
vidange du godet (16) pour calculer un débit de déblais à
partir d'une variation du poids cumulé des déblais par
unité de temps, et en ce que :
(b) les moyens de commande comprennent un
temporisateur pour régler un temps pendant lequel le godet
(16) est relevé et des moyens de réglage dudit
temporisateur en fonction de conditions de forage et de
circulation du fluide de forage.
2. Le dispositif selon la revendication 1,
comprenant des moyens d'estimation de variations d'une
mesure de poids cumulé pendant un temps de vidange du
godet (16) qui tiennent compte d'une évolution de cette
mesure avant une vidange ou/et après que le godet (16) est
revenu en position de mesure.

19
3. Le dispositif selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, comprenant des moyens d'acquisition
d'une quantité de déblais qui ont pu rester collés dans le
godet (16) lorsqu'il revient en position horizontale, et
des moyens de suivi d'une qualité de nettoyage du godet
(16) en fonction d'une augmentation dans le temps d'une
valeur du poids de déblais qui ont pu rester collés.
4. Le dispositif selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens de
basculement comportent un arbre (18) formant axe, rotatif
sur deux paliers (19), un vérin pneumatique (21) lié audit
arbre, et une pièce de liaison (25) dudit vérin avec un
bâti fixe (20).
5. Le dispositif selon la revendication 4, dans
lequel une cellule de mesure (24) est disposée sur ladite
pièce de liaison (25).
6. Le dispositif selon la revendication 5, dans
lequel ladite cellule mesure (24) une contrainte de
flexion de ladite pièce de liaison, la contrainte étant
sensiblement proportionnelle au poids des déblais
recueillis.
7. Le dispositif selon l'a revendication 5, dans
lequel lesdits moyens de basculement comprennent des
composants pneumatiques de logique de commande (27, 28,
29) de séquences de fonctionnement desdits moyens de
basculement.

20
8. Méthode de mesure d'un débit de déblais de
forage remontés en surface par l'intermédiaire d'un fluide
de forage, comprenant les étapes suivantes :
a) recueillir les déblais dans un réceptacle (16);
b) peser les déblais accumulés;
c) vidanger le réceptacle; et
d) répéter les étapes a), b) et c);
caractérisée en ce que :
au cours de l'étape a), une durée est réglée de
manière déterminée en fonction de conditions de forage et
de circulation du fluide de forage et les déblais sont
recueillis en continu pendant cette durée dans le
réceptacle (16);
au cours de l'étape b), les déblais accumulés dans le
réceptacle (16) sont pesés en continu pendant cette durée
déterminée;
au cours de l'étape c), le réceptacle est vidangé à
une fin de la durée déterminée;
puis, après l'étape d) de répétition,
e) des poids des déblais après plusieurs opérations
de vidange et de remplissage sont cumulés par des moyens
de traitement de mesure;
f) un calcul du débit de déblais est effectué sur
une base des poids cumulés;
g) le débit des déblais est traité pour calculer
et/ou enregistrer au moins un des paramètres suivants : un
débit des déblais en fonction du temps, un rapport du
débit des déblais sur une vitesse d'avancement, un rapport
du débit mesuré des déblais sur un débit théorique de
déblais forés, une différence entre un débit mesuré des
déblais et un débit théorique de déblais foré.

21
9. La méthode de mesure selon la revendication 8,
caractérisée en ce que au cours de l'étape e), des
variations de la mesure de poids cumulé pendant un temps
de vidange sont estimées en tenant compte d'une évolution
de la mesure avant vidange ou/et après que le godet est
revenu en position de mesure.
10. La méthode de mesure selon l'une quelconque des
revendications 8 et 9, caractérisée en ce que au début de
l'étape a), une acquisition du poids de déblais qui ont pu
rester collés dans le godet lorsqu'il revient en position
horizontale est estimée et une qualité du nettoyage du
godet est estimée sur une base d'une augmentation dans le
temps de cette valeur du poids de déblais qui ont pu
rester collés.
11. La méthode de mesure selon l'une quelconque des
revendications 8 à 10, dans laquelle les mesures sont
effectuées en débit massique.
12. La méthode selon l'une quelconque des
revendications 8 à 10, dans laquelle une densité des
déblais recueillis est mesurée.
13. La méthode selon l'une quelconque des
revendications 8 à 10, une densité des déblais secs,
c'est-à-dire après élimination du fluide de forage, est
mesurée.
14. La méthode selon la revendication 12, dans
laquelle les mesures sont effectuées en débit volumique
utilisant des mesures de densité.

Description

Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


CA 02296003 2000-O1-06
WO 99/57415 PC1'/FR99101090
DISPOSITIF ET MÉTHODE DE Iv~.SURE DU DÉBIT DE DÉBLAIS DE FORAGE
La présente invention concerne un
dispositif et une méthode pour effectuer des mesures
sur des débris de forage ou « cuttings », en
particulier pour mesurer en continu par le principe
d'une pesée, le débit des débris remontés du fond d'un
puits foré par l'intermédiaire d'un outil entraîné en
rotation et à l'aide d'un fluide de nettoyage.
Jusqu'à maintenant, dans le métier de « mud
logger » ou de fournisseur de services de surveillances
des informations remontées par le moyen du fluide de
circulation en cours de forage, les données concernant
les déblais se limitent à une observation ponctuelle et
approximative des morceaux de roche qui remontent à la
surface et que le géologue de chantier recueille à
intervalle régulier à la sortie d' un tamis vibrant . I1
est donc impossible d'examiner des tendances concernant
le débit de déblais . le débit peut diminuer si le
nettoyage du puits n'est pas suffisant, le débit peut
augmenter si les parois du puits s'écroulent ou si le
diamètre du forage est agrandi.
L'objet de la présente invention concerne
un système capable de nous renseigner, en surface, sur
le débit massique et/ou volumique instantané de roches
forées par un outil de forage.
On connait le document US-4413511 qui
décrit un système de mesure en continu du volume de
déblais de forage et de la quantité de fluide de forage
entrainée avec ces mêmes déblais. Ce système n'a pas le
méme objectif que la présente invention et est
différent structurellement, notamment par les moyens de
mesures qui utilisent des bacs remplis d'un fluide dont
la variation du niveau est mesurée en continu.
Ainsi, la présente invention concerne un
dispositif pour mesurer le dëbit de déblais d'un forage

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remontés à la surface par l'intermédiaire d'un fluide
de forage. Le dispositif comporte des moyens pour
recueillir les déblais et des moyens de mesure en
continu du poids des déblais recueillis. Dans
l'invention, les moyens pour recueillir les déblais
comportent en réceptacle en forme de godet pivotant sur
un axe et des moyens de basculement du réceptacle de
façon à vidanger ledit godet, et les, moyens de mesure
comportent une cellule de mesure liée auxdits moyens de
basculement pour mesurer une contrainte sensiblement
proportionnelle au poids des déblais recueillis.
Les moyens de basculement peuvent comporter
un arbre rotatif sur deux paliers, un vérin pneumatique
lié audit arbre, et une pièce de liaison dudit vérin
avec un bâti fixe.
Ladite cellule de mesure peut être disposée
sur ladite pièce de liaison.
La cellule peut mesurer une contrainte de
flexion de la pièce de liaison, ladite contrainte étant
sensiblement proportionnelle au poids des déblais
recueilli.
Les moyens de basculement peuvent
comprendre des composants pneumatiques de logique de
commande des séquences de fonctionnement desdits moyens
de basculement.
L'invention concerne également une méthode
de mesure du débit de déblais de forage remontés à la
surface par l'intermédiaire d'un fluide de forage dans
laquelle on effectue les êtapes suivantes .
a) on recueille les déblais en continu
pendant une durée déterminée dans un réceptacle,
b) on pèse en continu lesdits déblais
accumulés pendant ladite durée ,
c) on vidange ledit réceptacle à la fin de
ladite durée,

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d) on répète les opérations a) et b),
e) on cumule les poids des déblais par des
moyens de traitement de la mesure,
f) on effectue un calcul du débit de
déblais,
g) on traite la mesure de débit des déblais
pour calculer et/ou enregistrer au moins un des
paramètres suivants . le débit des déblais en fonction
du temps, le rapport du débit des déblais sur la
vitesse d'avancement, le rapport du débit mesuré des
déblais sur le débit théorique de déblais forés, la
différence entre le débit mesuré des déblais et le
débit théorique de déblais foré.
Dans la méthode de mesure les paramètres
peuvent être exprimés en fonction du débit massique.
Dans une variante, on peut mesurer la
densité des déblais recueillis.
Dans la variante précédente, on peut
mesurer la densité des déblais secs, c'est-à-dire après
élimination du fluide de forage.
On peut exprimer les paramètres en débit
volumique en utilisant au moins l'une des mesures de la
densité , avant ou après élimination du fluide de
forage.
Dans le but d'exploiter la mesure de débit
des déblais, on a développé le présent dispositif à
partir de la recherche de deux applications
principales .
a) Pouvoir visualiser .
~ une image provisoire du profil du puits,
~ la tendance à « l'excédent » ou au
déficit » par rapport au volume théorique foré.
b) Pouvoir corréler cette image au contexte
réel des opérations de forage en cours, pour connaître
l'influence de certaines actions de forage sur le

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comportement de la mesure de débit massique ou
volumique des déblais.
Par cette nouvelle mesure de débit
volumique ou massique des déblais, on dispose désormais
d'une observation de l'historique des retours de
déblais replacée dans son contexte de forage
(comportement et tendances de la mesure, répétitivité
des phénomènes observés).
On donne ainsi au foreur les moyens
d'optimiser le nettoyage du puits ou de diagnostiquer
les instabilités des parois.
La présente invention sera mieux comprise
et ses avantages apparaîtront plus clairement à la
lecture qui suit des exemples de réalisation, nullement
limitatifs, illustrés par les figures ci-annexées,
parmi lesquelles .
~ La figure 1 décrit le principe général de
la surveillance en cours de forage.
~ La figure 2A décrit en vue de dessus une
réalisation du dispositif selon l'invention.
1 La figure 2B montre une vue de côté du
dispositif.
1 La figure 3 montre un exemple de courbe
d'enregistrement du poids des déblais.
1 La figure 4 montre un exemple
d'enregistrement en continu du débit de déblais en
corrélation avec une opération de forage.
La figure 1 montre un puits 1 foré à l'aide
d'un outil de forage 2 entraîné en rotation par une
installation de surface 3 (table de rotation). Une tour
de forage 4 conventionnelle contrôle le poids sur
l' outil 2 grâce aux moyens de levage auxquels est liëe
une tête d'injection 5. Cette tête d'injection 5 est
vissée sur la partie supérieure d'une garniture de

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forage 7 composée d'un ensemble de tubes ou tiges de
forage.
Le principe de forage comprend une
installation de pompage 6 qui refoule un fluide dit
5 « de forage » dans l'espace intérieur 8 de la garniture
par l'intermédiaire d'une pompe, d'une conduite 9 et de
la tête d'injection 5.
Le fluide de forage descend vers le fond du
puits pour jaillir hors de la garniture au niveau de
l'outil de forage équipé de jets destinés à nettoyer
les débris de roche, à la fois des taillants et du
front de taille.
Le fluide en remontant vers la surface dans
l'espace annulaire 10 défini par le puits 1 et
l'extérieur des tubes 7, entraîne également vers la
surface les déblais de forage.
En surface, sous le plancher de forage, une
goulotte 11 dëverse le fluide de forage et les débris
entraînés sur un tamis vibrant 12. Un tamis vibrant
comporte une ou deux toiles constituées de mailles plus
ou moins grosses en fonction de la taille des débris.
Les toiles sont agitées d'un mouvement vibratoire pour
effectuer une séparation mécanique entre les débris et
le fluide de forage. Le fluide tombe dans un bac 13
pour être recyclé directement ou après un autre
traitement de séparation des particules plus fines. Les
débris glissent sur la toile pour tomber dans le
dispositif 14 selon l'invention où le débit massique
est mesuré.
Ensuite, les débris pesés sont déchargés
par le moyen du présent dispositif dans une fosse de
rejet 15.
La figure 2A décrit une réalisation du
dispositif selon l'invention. Elle représente en vue de
dessus les moyens pour recueillir les débris et les
*rB

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moyens pour peser lesdits débris. La référence 16
désigne un réceptacle en forme de godet destiné à être
placé sous la verse du tamis vibrant (référence 12,
figure 1). La largeur du godet 16 est au moins égale à
la largeur du tamis vibrant de façon à recueillir la
totalité des déblais qui sont retenus par la toile.
De part et d'autre du godet, des bras 17
relient le godet à un arbre 18 fixé par au moins deux
paliers 19. Le godet est ainsi lié en rotation avec
l'arbre 18. Ainsi, la rotation dudit arbre 18 fait
basculer le godet entre au moins une position de
réception de déblais et une position de vidange des
déblais . La présence des deux paliers 19 et de l' arbre
18 rigidement fixe au godet 16 permet d'obtenir une
très grande rigidité de l'ensemble et de résister ainsi
aux chocs, vibrations et surcharges couramment
rencontrées dans la zone qui entoure les tamis
vibrants.
A une extrémité de l'arbre, une
prolongation pénètre dans un bottier 20 étanche aux
fluides extérieurs. Ce boîtier contient les différents
moyens pour effectuer la rotation d'au moins un quart
de tour de l'arbre 18 et les moyens de pesage des
matériaux recueillis par le godet 16. On ne décrira pas
ici les moyens pour fixer et disposer le dispositif à
proximité du tamis vibrant car ils sont à la portée de
l'homme du métier de la mécanique générale.
La figure 2B décrit plus précisément une
réalisation particulière pour les moyens de
mécanisation et de basculement dudit godet.
Cette figure est une vue de côté,
schématique. du dispositif selon l'invention. Le godet
16 est lié en rotation avec l'arbre 18 par
l'intermédiaire des bras 17. Un autre bras 23 est
également lié en rotation avec l'arbre 18. Sur

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l'extrémité du bras 23, la tige 22 du vérin 21
pneumatique, hydraulique ou mécanique est attachée.
L'extrémité 26 du corps du vérin 21 coopère
avec une pièce 25 qui a la double fonction de tenir le
vérin pour qu'il puisse âctionner le godet et de
transmettre l'effort dû au poids de la charge contenue
dans le godet à une cellule 24 de mesure de ladite
contrainte, par exemple du type jauge de contraintes.
Une butée haute et basse 50 permet d'éviter qu'une
surcharge soit appliquée sur la cellule 24 en limitant
le déplacement de l'extrémité libre de cette cellule.
Ces butées sont ajustables de façon qu'en
fonctionnement normal elles ne rentrent pas en contact
avec l'extrémité libre de la cellule 24 mais que le
contact se fasse avant que la cellule soit endommagée
par une surcharge.
Le boîtier 20 contient de plus les moyens
de commande 27, par exemple une servo valve pneumatique
alimentée par un conduit d'air comprimé 28 et
télécommandée par une ligné 29 de commande,
pneumatique, hydraulique ou électrique. En particulier,
on peut concevoir un système de commande du vérin 21
composé de deux temporisateurs pneumatiques commandant
des valves pneumatiques. Un temporisateur sert à régler
le temps pendant lequel le godet 16 est relevé et au
cours duquel les déblais de forage s'y accumulent. Le
deuxième temporisateur sert à régler le temps pendant
lequel le godet est basculé de façon à permettre aux
déblais qui s'y sont accumulés d'être déversés avant de
reprendre un nouveau cycle de mesure. Chaque
temporisateur est réglable séparément ce qui permet
d'adapter le cycle du dispositif aux conditions de
forage et de circulation. Des canalisations 30
alimentent le côté piston ou le côté tige pour déplacer
la tige 22 dans un sens ou dans l' autre. Bien entendu,
*rB

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on pourra utiliser également un vérin simple effet. Sur
la figure 2B, la silhouette 16A représente la position
du godet dans la position de vidange du godet. Avec ce
dispositif, il n'est nécessaire d'amener qu'un seul
conduit d'alimentation en air comprimé au dispositif de
commande et un seul fil électrique pour la mesure de
l'effort synonyme du poids des déblais s'accumulant
dans le godet. On simplifie ainsi grandement la mise en
conformité du système aux normes de sécurité
IO électriques. De même la mise en ouvre, la maintenance
et la fiabilité du système sont grandement améliorées.
I1 est clair que la présente invention
n'est pas limitée à la rêalisation décrite par la
figure 2B. En effet, la cellule de mesure 24 peut être
placée dans un autre endroit sur les moyens de
basculement, par exemple au niveau des paliers 19, sur
l'arbre 18, au niveau de la tige de piston 22, ou
autre.
Le fonctionnement de la mesure de pesée est
le suivant .
o Au point de départ, le godet est dans la
position horizontale (selon la figure 2B) pour
recueillir les déblais.
o Par l'intermédiaire mécanique des bras
17, de l'arbre 18, du bras de levier 23, du vérin 21 et
de la pièce 25, la force correspondante au poids des
déblais accumulés dans le godet, se traduit par une
contrainte proportionnelle à ladite force mesurée par
la cellule 24.
o La cellule 24 transmet, de préférence
électriquement, la mesure de contrainte à une
installation d'enregistrement et de traitement.
o L'installation d'enregistrement et de
traitement enregistre en fonction du temps l'évolution

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en temps réel de la contrainte, c'est-à-dire du poids
de déblais.
a Au bout d' un certain temps, fonction par
exemple du débit de fluide de forage en retour du fond
de puits, il faut vider le godet. Par exemple, le temps
de remplissage peut être réglé entre 0 et 16 minutes et
le temps de basculement entre 0 et 30 secondes par des
temporisations pneumatiques. Les systèmes de commande
envoient l'ordre de rentrée de la tige de vérin, ce qui
effectue le basculement du godet dans la position 16A
(figure2B). Les déblais sont déversés dans une fosse ou
sur un tapis qui entraîne les déblais vers le rejet. On
peut adjoindre un jet d'eau qui se déclenche lorsque le
godet est dans la position de vidange, pour rincer le
godet et effectuer une vidange aussi complète que
possible.
o Dans une variante, l'opération peut
décider de fonctionner en tenant compte d'un poids
admissible dans le godet. Lorsque la mesure de poids
atteint une valeur déterminée, l'ordre de vidange du
godet est alors envoyé.
Bien entendu, des dispositions équivalentes
des différents moyens mécaniques, peuvent être utilisés
dans sortir du domaine de la présente invention.
La figure 3 représente un exemple
d'enregistrement des poids P de déblais (abscisse) en
fonction du temps t (ordonnées).
La courbe 31 représente l'augmentation de
poids des déblais dans le godet. La calibration de la
cellule de mesure est effectuée régulièrement avec la
pesée d'au moins deux poids connus. On peut observer
sur cet enregistrement réel des anomalies 32 causées
par des instabilités de signal. Le logiciel de
traitement efface ces anomalies, comme on peut
l'observer en 33.

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Les anomalies de mesure peuvent être de
plusieurs ordres. On peut ainsi citer, à titre
d'exemple, la génération de bruits de mesure dus aux
vibrations en provenance des tamis vibrants ou des
5 variations anormales comme une baisse due à des
interventions extérieures (manipulation par le
personnel de chantier, prise d'un échantillon de
déblais). Le bruit peut être filtré analogiquement en
amont du système d'acquisition de données ou
10 logiquement par le logiciel d'acquisition de données.
Les baisses anormales sont traitées au niveau du
logiciel d'acquisition en fixant le signal 31 constant
à la dernière donnée acquise dès qu'une diminution du
signal est détectée.
La courbe 34 est le résultat du cumul des
poids mesurés après plusieurs séquences de remplissage
et de vidange.
Au temps tv, l'ordre de basculement du
godet en envoyé, en fonction d'un intervalle de temps
donné ou d'une valeur atteinte du poids de déblais (par
exemple la moitié du poids maximum que peut recueillir
le godet).
A 1a vidange, la courbe de poids 31 diminue
rapidement consécutivement à la vidange. Les pics
parasites que l'on observe sont dus à la dynamique des
déplacements. L'intervalle de temps V correspond au
temps de vidange. Au point 35, le godet a repris la
position horizontale et le poids des déblais recueillis
augmente. La courbe 34 cumule le poids en train d'être
mesuré avec la valeur de poids cumulée au moment de la
phase de vidange. On constate ainsi sur la figure 3 que
la mesure 31 n'est pas exploitable pendant l'intervalle
de temps V. Cependant on peut estimer les variations de
cette mesure pendant cet intervalle en exploitant les
variations du signal 31 avant que le signal de

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basculement ait été donné au temps tv. A titre
d'exemple on peut calculer la droite des moindres
carrés sur une période avant le temps tv et estimer
l' évolution pendant l' intervalle de temps V d' après la
pente de cette droite des moindres carrés. D'autres
méthodes peuvent aussi être envisagées, soit utilisant
l'évolution du signal 31 avant le temps tv mais aussi
utilisant son évolution une fois le godet revenu en
position de mesure au temps tr.
La vidange du godet pendant l'intervalle de
temps V n' est pas obligatoire. En effet au temps tr le
godet revient en position horizontale et le signal 31
indique une certaine valeur qui dépend en particulier
de la quantité de déblais qui ont pu rester collés dans
le godet 16. Le logiciel d'acquisition utilise cette
valeur au temps tr comme nouveau zéro de mesure et ne
prend donc en compte l'évolution du signal 31 que par
rapport à ce nouveau zéro,. Ainsi, le signal résultant
34 représente exactement le poids des déblais tombés
dans le godet au cours du temps.
Cette méthodologie permet aussi le suivi de
la qualité de la mesure. Si le zéro du signal 31 au
temps tr a tendance à augmenter avec le temps cela
signifie que le nettoyage du godet s'effectue de moins
en moins bien et qu'il faut intervenir pour le
nettoyer. On évite ainsi une perte de qualité
consécutive à un débordement du godet 16 parce qu'au
cours du temps il s'est vidé de moins en moins bien des
déblais y tombant.
A partir de la mesure du poids cumulé, on
calcule le volume équivalent selon la formule .
Volume=poids/densité.
La mesure de la densité du mélange tombant
dans le godet est faite par un opérateur selon le pas
d'échantillonnage géologique déterminé pour une phase

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de forage, ou dans le cas d'un changement de faciès
lithologique. De nombreuses méthodologies sont
possibles pour mesurer la densité du mélange tombant
dans le godet. Une des plus simples et des plus fiables
consiste à remplir un récipient de volume connu avec le
mélange et de peser le récipient sur une balance de
précision. I1 faut éviter que de l'air soit emprisonné
dans le récipient quand on le remplit du mélange qui
est composé de particules solides de tailles variables
(les déblais) et de liquide (le fluide de forage) . Une
des méthodes les plus éprouvées est de mettre le
récipient sur un support vibrant et de continuer à le
remplir jusqu'au niveau requis.
La conversion nécessite aussi de connaître
la densité du fluide de forage et celle des déblais
nettoyés et séchés. Des méthodes éprouvées existent
pour mesurer ces deux densités. Pour le fluide de
forage on peut citer la balance à boue ou le densimètre
gamma ou coriolis. Pour les déblais nettoyés et séchés
on peut utiliser par exemple la méthode constituant à
peser un volume déterminé de déblais et à mesurer ce
volume en mesurant l'augmentation de volume d'un fluide
adapté après y avoir plongé les déblais.
Ces trois mesures faites on peut alors
convertir la mesure de poids de déblais en mesure de
volume de déblais en utilisant la formule suivante .
volume = Mass * 1 * Dmal D~
Dorer Droa - DJI
avec .
Densité du mélange
D~' . Densité du fluide de forage
Densité des déblais nettoyés et
séchés.
On remarque que la mesure de densité du
mélange est la seule mesure nouvelle, les autres étant

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couramment et régulièrement faites sur les chantiers de
forage. Mais cette mesure de densité du mélange apporte
une information nouvelle sur l'efficacité des tamis
vibrants. En effet on peut aussi mesurer le débit de
fluide de forage tombant dans le godet avec les
déblais. Si ce débit devient trop important cela est
signe que soit les tamis vibrants ne fonctionnent pas
correctement, soit la boue a perdu certaines de ses
propriétés. Ces mesures seront utilisées pour de
multiples calculs de comparaison et/ou d'estimation du
débit volumique (du mélange ou sec) de déblais par
rapport à l'opération de forage en cours.
Mis à part la visualisation du contrôle de
fonctionnement des machines à peser les déblais, le
système d'acquisition en temps réel offre la
possibilité d'observer plusieurs paramètres essentiels,
en affichage numérique comme en représentation
graphique en fonction du temps ou de la profondeur
forée.
Ces paramètres, en exemple peuvent être .
1. Débit des déblais en unité volume/unité temps (en
litre/minute).
Ceci est fait à partir d'un calcul de pente
de la variation de poids cumulé des déblais (ou du
volume) par unité de temps.
2. Débit des déblais en unité volume/longueur forée (en
litre/mètre).
Ceci est fait du cumul des mesures du
volume de déblais pour un intervalle de profondeur. Ce
paramètre peut être corrigé par le logiciel de
traitement du temps estimé pour la remontée d'un
déblais entre le fond du puits et la surface (« lag
time ») .
3. Ratio du débit des déblais en unité volume/débit
nominal.
*rB

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Ceci est fait à partir d'un calcul de pente
de la variation du volume de déblais par unité de temps
divisé par la vitesse d'avancement instantanée (ROP)
multipliée par la section théorique du puits foré. Ce
paramètre est tracé en fonction du temps.
4. Cumul du débit des déblais en unité volume-volume
foré.
Ceci est fait à partir du cumul des mesures
du volume de déblais auquel on soustrait le volume
foré. Ce cumul est mis à zéro par l'opérateur.
Bien entendu, il est possible d'obtenir des
paramètres similaires en débit massique au lieu de
débit volumique.
Ces différents paramètres permettent de
savoir si les opérations de forage ont tendance à .
~:~ avoir un manque de retours de déblais,
~:~ avoir des retours de déblais normaux,
~:~ avoir un excédent de retour de déblais.
Le paramètre 1) de débit des déblais en
unité volume/unité temps (en litre/minute) permet
d'analyser si certaines actions de forage sont
suffisamment efficaces pour le nettoyage du puits.
En effet pour certains types de puits, les
déblais ne remontent pas facilement à la surface. On
est alors obligé régulièrement d'entreprendre des
actions spécifiques pour nettoyer le puits. On peut
ainsi citer le ramonage (reaming) ou la circulation
temporaire de fluide forage de haute viscosité (viscous
pills). Le suivi du débit volumique ou massique au
cours du temps permet de quantifier l'efficacité de ces
actions et de prendre la décision de les continuer ou
de les reprendre.
Le paramètre 2) de débit des déblais en
unité/longueur forée (en litre/mètre) permet d'analyser
si certaines actions de forage ont tendance à faire

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ébouler les parois du trou par action de
déstabilisation hydraulique ou mécanique. Ces actions
déstabilisantes peuvent en effet casser les roches aux
parois du puits par les chocs et les vibrations du
5 train de tiges. On note alors en surface une arrivée de
déblais si on est en reforage ou une augmentation du
débit de déblais si on est en forage. Le suivi de
l'évolution de ce paramètre avec la profondeur permet
de signaler les zones du puits particulièrement
10 fragiles. On peut ainsi au cours des manoeuvres ou en
forage choisir des procédures ou des paramètres de
forage qui éviteront la déstabilisation des parois du
puits.
Ce paramètre a aussi un autre intérêt .
15 dans certains cas, les parois du puits s'éboulent
naturellement provoquant des caves où les déblais vont
avoir tendance à s' accumuler. Le suivi de ce paramètre
peut permettre de repérer ces zones de cavage,
d'estimer les déblais s'y accumulant et de signaler des
événements remettant en circulation les déblais
accumulés dans les caves. On voit ainsi que ce
paramètre apporte une aide précieuse en cas de forage
dans des formations instables.
Le paramètre 3) de ratio de débit des
déblais en unité volume/débit nominal permet de donner
une indication instantanée de la qualité du nettoyage
du puits . En condition idéale, ce ratio doit être égal
à 1. S'il devient inférieur à 1 cela signifie que des
déblais s'accumulent dans le puits et qu'à la longue il
y a risque de coincement du train de tiges par les
déblais. S'il devient supérieur à 1 cela signifie que
soit des déblais sont remis en circulation, soit le
trou s'élargit par l'action abrasive ou chimique du
fluide de forage ou mécanique du train de tiges.

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Le paramètre 4) de cumul du débit des
déblais en unité volume-volume foré permet de
quantifier l'évolution du degré d'encrassement du
puits, c'est-à-dire du niveau d'encombrement du puits
par des déblais, ce qui donne une évaluation du niveau
de risque de coincement ultérieur de la garniture dans
le puits.
Outre ces paramètres, la mesure obtenue par
le dispositif selon l'invention, contient beaucoup
d'autres informations, par exemple .
1 La décroissance de la quantité de
déblais quand on arrête la rotation, qui pourrait être
reliée à une quantité de transport du fluide de forage,
par exemple dans le cas de puits fortement déviés pour
lesquels les déblais sont mécaniquement dégagés du fond
et mis en suspension par la rotation des tiges.
1 Un phénomène de « pompage » des déblais
dans certains cas, c'est-à-dire l'entraînement des
déblais par le déplacement vers la surface de la
garniture de forage qui joue alors pratiquement le rôle
d'un piston.
La figure 4 illustre un des enregistrements
que l'opérateur peut obtenir dans l'installation de
traitement de surface. La colonne A représente la
position du moufle de la tour de forage, ce qui
représente l'approfondissement du forage. La graduation
en abscisse est en mètre (m), en heure en ordonnée. La
pente des pics donne la vitesse de pénétration de
l'outil (ROP). La colonne B représente la vitesse de
rotation de la garniture de forage en tours par minute.
La colonne C donne le débit de fluide de forage injecté
dans puits, en litre/minute. La colonne D représente le
débit des déblais pendant l'opération de forage.
On remarque que le débit de déblais diminue
lentement pendant la phase de forage référencée 40,

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mais que les deux aller et retour 41 et 42 de la
garniture sur environ 30 mètres permettent de faire
remonter une quantité importante de déblais.

Dessin représentatif
Une figure unique qui représente un dessin illustrant l'invention.
États administratifs

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Le délai pour l'annulation est expiré 2018-05-07
Lettre envoyée 2017-05-10
Lettre envoyée 2011-04-27
Inactive : Lettre officielle 2011-03-08
Inactive : Correspondance - Transfert 2009-02-04
Inactive : Correspondance - Transfert 2008-12-02
Lettre envoyée 2008-11-21
Accordé par délivrance 2006-05-02
Inactive : Page couverture publiée 2006-05-01
Inactive : CIB de MCD 2006-03-12
Préoctroi 2006-02-06
Inactive : Taxe finale reçue 2006-02-06
Un avis d'acceptation est envoyé 2005-10-14
Un avis d'acceptation est envoyé 2005-10-14
Lettre envoyée 2005-10-14
Inactive : Approuvée aux fins d'acceptation (AFA) 2005-09-28
Modification reçue - modification volontaire 2004-12-07
Inactive : Dem. de l'examinateur par.30(2) Règles 2004-06-08
Lettre envoyée 2002-02-04
Requête d'examen reçue 2001-12-20
Exigences pour une requête d'examen - jugée conforme 2001-12-20
Toutes les exigences pour l'examen - jugée conforme 2001-12-20
Inactive : Page couverture publiée 2000-03-09
Inactive : CIB en 1re position 2000-03-08
Inactive : CIB en 1re position 2000-03-08
Inactive : Notice - Entrée phase nat. - Pas de RE 2000-02-17
Lettre envoyée 2000-02-17
Demande reçue - PCT 2000-02-15
Demande publiée (accessible au public) 1999-11-11

Historique d'abandonnement

Il n'y a pas d'historique d'abandonnement

Taxes périodiques

Le dernier paiement a été reçu le 2005-04-18

Avis : Si le paiement en totalité n'a pas été reçu au plus tard à la date indiquée, une taxe supplémentaire peut être imposée, soit une des taxes suivantes :

  • taxe de rétablissement ;
  • taxe pour paiement en souffrance ; ou
  • taxe additionnelle pour le renversement d'une péremption réputée.

Les taxes sur les brevets sont ajustées au 1er janvier de chaque année. Les montants ci-dessus sont les montants actuels s'ils sont reçus au plus tard le 31 décembre de l'année en cours.
Veuillez vous référer à la page web des taxes sur les brevets de l'OPIC pour voir tous les montants actuels des taxes.

Titulaires au dossier

Les titulaires actuels et antérieures au dossier sont affichés en ordre alphabétique.

Titulaires actuels au dossier
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Nombre de pages   Taille de l'image (Ko) 
Dessin représentatif 2000-03-08 1 5
Abrégé 2000-01-05 1 61
Description 2000-01-05 17 724
Revendications 2000-01-05 3 88
Dessins 2000-01-05 4 72
Revendications 2004-12-06 4 140
Dessin représentatif 2006-04-02 1 7
Avis d'entree dans la phase nationale 2000-02-16 1 195
Courtoisie - Certificat d'enregistrement (document(s) connexe(s)) 2000-02-16 1 115
Rappel de taxe de maintien due 2001-01-08 1 112
Accusé de réception de la requête d'examen 2002-02-03 1 178
Avis du commissaire - Demande jugée acceptable 2005-10-13 1 161
Avis concernant la taxe de maintien 2017-06-20 1 178
PCT 2000-01-05 3 105
Taxes 2003-04-13 1 35
Taxes 2001-04-24 1 48
Taxes 2002-04-14 1 41
Taxes 2004-04-25 1 36
Taxes 2005-04-17 1 32
Correspondance 2006-02-05 1 35
Taxes 2006-04-18 1 44
Taxes 2007-04-24 1 47
Correspondance 2011-03-07 1 18
Correspondance 2011-04-26 1 16
Correspondance 2011-04-11 2 51