Coiled Tubing 2 : Équipements de surface

Résumé de la leçon

Le touret, le Gooseneck, la tête d'injection, la cabine de contrôle et l'unité de puissance : comment ils fonctionnent ensemble pour insérer et retirer le tube.

Cette leçon fait partie du parcours Intervention sur puits (durée : 9:59 min). Regardez la vidéo, lisez la synthèse technique puis validez vos connaissances à l'aide du quiz ci-dessous.

Points clés

1. 1Le touret stocke le tube et maintient sa tension
2. 2Le col de cygne guide le tube vers la tête d'injection
3. 3La tête d'injection pousse et tire via des chaînes d'entraînement
4. 4La cabine de contrôle surveille le poids, la profondeur et la pression

Cours écrit

Le touret (Reel)

Le touret stocke le tube continu. Il est entraîné par un moteur hydraulique qui maintient une tension constante sur le brin de tube entre le touret et le col de cygne, évitant ainsi l'affaissement en descente et les surtensions en remontée. C'est la tête d'injection qui déplace réellement le tube ; le touret ne fait que suivre. Le touret est équipé d'un trancannage (Levelwind) pour enrouler le tube en spires jointives régulières, d'un raccord tournant (Swivel) sur son axe permettant de pomper à travers le tube en cours de rotation, ainsi que d'une vanne d'isolement sur la ligne d'injection.

Le col de cygne (Gooseneck)

Un arc métallique muni de galets qui guide le tube du touret vers la tête d'injection, réorientant sa trajectoire d'une position quasi horizontale vers une entrée verticale dans le puits. Le rayon de courbure du col de cygne est adapté au diamètre du tube : chaque flexion subie consomme de la fatigue du matériau. Il ne s'agit donc pas d'un simple guide, mais d'un composant majeur influent directement sur la durée de vie du tube.

La tête d'injection (Injector Head)

Le cœur du système. Il intègre deux chaînes opposées équipées de patins de serrage (Gripper Blocks) usinés au profil du tube. Ces patins sont plaqués contre le tube par des vérins hydrauliques pour générer une friction suffisante, puis entraînés par des moteurs hydrauliques. La tête d'injection pousse le tube vers le bas lorsque la pression en tête de puits surpasse le poids du tube, et retient ou extrait le tube lorsque le poids devient prédominant. Elle intègre également un peson / capteur de charge (Load Cell) fournissant l'affichage du poids, ainsi qu'un compteur de profondeur.

La pression de serrage doit être optimale pour éviter tout glissement sans pour autant écraser ou déformer le tube. Le stripper est installé directement sous la tête d'injection.

Cabine de commande et système d'acquisition de données

Depuis la cabine de commande, l'opérateur régule la vitesse et le sens de déplacement du tube, les pressions de serrage, la tension du touret, le stripper et le BOP. Les écrans affichent en temps réel le poids au crochet, la profondeur, la vitesse du tube, la pression de circulation, la pression en tête de puits et le débit d'injection. L'ensemble des données est enregistré en continu pour servir ultérieurement au suivi du cumul de fatigue du tube.

Le groupe de puissance (Power Pack)

Un moteur diesel alimente des pompes hydrauliques fournissant l'énergie à la tête d'injection, au touret, au BOP et au stripper. Il comprend généralement un accumulateur hydropneumatique (Accumulator) maintenant une réserve suffisante pour fermer le BOP en cas de panne du moteur.

La lecture du poids : une résultante complexe

Le poids lu par l'opérateur est la résultante de plusieurs forces : le poids déjaugé du tube dans le fluide, la poussée du puits tendant à éjecter le tube à travers le stripper, la friction du stripper, et les frottements contre la paroi du puits. C'est pourquoi les ingénieurs établissent au préalable des courbes de poids théoriques, auxquelles l'opérateur compare la valeur réelle afin d'identifier rapidement un coincement ou un flambement.

Weight in air (lb/ft) ≈ 3.4 × steel area (in²)

Buoyancy factor = 1 − MW ÷ 65.5

Exemple de calcul : tube de 1,75 in d'épaisseur 0,134 in : section d'acier (π ÷ 4) × (1,75² − 1,482²) = 0,7854 × 0,866 ≈ 0,680 in², soit un poids dans l'air de ≈ 3,4 × 0,680 ≈ 2,31 lb/ft. Dans un fluide de 8,6 ppg (intérieur et extérieur du tube), le facteur de flottabilité est 1 − 8,6 ÷ 65,5 ≈ 0,869. À 10 000 ft, le poids dans l'air est d'environ 23 100 lb et le poids déjaugé est de ≈ 23 100 × 0,869 ≈ 20 070 lb, ceci avant de prendre en compte la poussée de la pression en tête et les frictions.

Installation et rigging-up sur site

La tête d'injection est hissée au-dessus de l'empilage du BOP à l'aide d'une grue ou d'une structure d'élévation (crane / mât), en prêtant une attention particulière à la distance entre le touret et la tête d'injection ainsi qu'à l'angle d'alignement avec le col de cygne. Chaque ligne et chaque vanne font l'objet d'un test en pression avant de procéder à l'ouverture du puits. La disposition du chantier doit garantir une voie d'évacuation dégagée et sécurisée pour l'équipe.

Les chiffres et exemples présentés dans ce cours sont à visée pédagogique. En opérations réelles, suivez les procédures de votre entreprise et les instructions de votre centre de formation agréé.

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Glossaire du cours