Chapitre II
Système de circulation de la boue
III.Destination et organisation : Généralement, Généralement, le liquide de forage circule en circuit fermé, à partir des pompes dans le puits et du puits avec les déblais de terrain vers les équipements d’épuration et de nouveau vers les pompes. Afin d’assurer la circulation du liquide, les installations de forage sont équipées d’un système de circulation qui est destiné à amener le liqu liquid ide e de fora forage ge sous sous pr pres essi sion on à part partir ir de des s pomp pompes es ve vers rs la tête tête d’injection se déplaant de !aut en bas et vice versa, à renvoyer le liquide de tête de puits dans les réservoirs de recueil des pompes, à éliminer éliminer les déblais déblais du liquide liquide et à préparer préparer un nouveau nouveau liquide liquide de forage. "ans la plus part des cas, les liquides de forage sont préparés direct directem emen entt sur les insta installa llatio tions ns de forage forage.. "ans "ans les régio régions ns o# le fora forage ge de des s puit puits s est est conc concen entr tré, é, on les les pr prép épar are e d$un d$une e mani manièr ère e centr centrali alisée sée au% usines usines puis puis on les transp transport orte e au% insta installa llatio tions ns de forage au moyen des camions&citernes. 'es composants principau% du liquide de forage sont l$argile et l’eau ( les autres réactifs y sont ajoutés en quantités relativement insignifiantes. Au forage dans les conditions compliquées on ajoute dans le liquide de forage les Alourdissants ) o%yde baritique ou fer !ématite. 'es systèmes de circulation comprend une ligne de refoulement, une ligne au%iliaire et un système de vidange ( 'a ligne de refoulement se compose de la conduite à !aut pression par laquelle le liquide est amené des pompes à la tour de forage, au tube d’équilibre de pression !ydraulique et au fle%ible. *lle est munie de vannes et d’instruments de contr+le et de mesure. 'e système de vidange comprend les dispositifs pour épurer et prép pr épar arer er le liqu liquid ide e de fora forage ge,, rése réserv rvoi oirs rs de recu recuei eill de pomp pompe e, conduite conduites s d’aspira d’aspiration tion,, filtres, filtres, vannes vannes et réservo réservoirs irs de stocage stocage de liquide de forage.
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La colonne montante #le$ible d%injection
La tête d'injection
Pompes à boue
La tige carrée
BP
Barbais
Les bacs à boue
Tamis vibrant
"arniture de !orage
util de !orage
FHC
Fig. II.1 : Système de circulation de la boue 3 1
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I&.La boue de !orage : II.2.1. Rôle de la boue : 'a circulation de la boue dans l’appareil de forage pour des buts )
. !ettoyage du "ond du trou : '’outil rotary doit avoir pendant le forage, une surface de travail propre dont le r+le est d’écrasée ou de cisaillée le terrain. 'es éclats ou déblai doivent être balayés sit+t qu’ils sont formés, si non l’outil se bourre et peut éventuellement bloquer la garniture. 'e débrayage des déblais déjà forés consomme une partie de la puissance nécessaire au forage du trou. 'a mét!ode !abituelle de nettoyage du trou consiste à faire circuler un fluide par les orifices percés dans l’outil.des jets fluides de grande vitesse frappant le fond du trou créeront une force qui dégagera les fragments de la formation au fur et à mesure qu’ils s’en détac!eront.
#. $e re"roidissement et lubri%cation : '’outil est très fortement appuyé sur le fond de trou qui va créer de la c!aleur due à la friction au niveau des roulements, et à l’abrasion du terrain contre les dents ou les lames. 'e fluide en circule autour des molettes et le long des dents dissipera cette c!aleur au fur et à mesure de son émission. -n outil mal refroidie s’éc!auffera très vite et s’usera très rapidement, des produits lubrifiants mélangés à la boue réduiront la friction des roulements d’un outil et serviront également de lubrifiant entre la garniture et la paroi du trou. 'a circulation remonte en surface et la boue qui s’est réc!auffée dans le trou se refroidira dans les bassins à la température ambiante.
C. Maintien des parois du trou : -n fluide de forage approprié maintiendra les formations qui en son absence s$ébouleraient dans les trous. eci est obtenu gr/ce à un pl/trage des parois effectué par la boue, analogue à un dép+t du mortier. 'e poids de la colonne liquide dans le trou crée également FHC 3 1
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une pression !ydrostatique qui obligera un maintenir les terrains non consolidés ou ébouleu% qui peuvent tomber ou s$effondrer dans le puits. 'e 0cae0, espèce de pl/tre déposé par la boue sur les parois du puits, rend étanc!e et évite les pertes de liquide par suite de la pression e%ercée sur les parois du trou par les particules solides en prévenance de la boue, en particulier au niveau des terrains perméables.
&. 'ransport des d(blais en sur"ace : 'a circulation évacuera les éclats de roc!es, les particules de sable ou d$argile on de!ors du puits par le mouvement du fluide de forage. 1n caractérise ce mouvement par la valeur de vitesse annulaire. 'es particules solides forés et remontés en surface sont séparées du liquide par décantation, tamisage ou quelque fois centrifugations. 'a viscosité d$une boue de forage peut être considérée comme sa résistance à l$écoulement ou pompage. 'a viscosité et le gel d$un fluide de forage sont accrus par l$addition d’argile ou de bentonite, et en contrepartie, de l$eau ou de produit c!imique peuvent être ajoutés pour réduire la viscosité et le gel.
).*r(+ention des +enues de ,uide de la "ormation : 'es pressions du ga2, de l$!uile ou de l$eau contenues dans les formations pénétrées par l$outil peuvent être supérieures à la pression !ydrostatique de fluide de forage. 3i cela se produit, le fluide de la formation pénétra librement dans le puits, et il faudra injecter une boue plus lourde pour augmenter la pression au fond du trou, et par conséquent dépasser la pression de gisement. 'a boue produit une couverture !ydrostatique suffisante pour contr+ler les pressions !abituellement rencontrées, et l$ajout de matériau% lourds dans le fluide on circulation peut fournir une boue suffisamment lourde pour contr+ler presque toutes les pressions de formation.
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F. &(tection de ga- dhuile ou d/eau : Avant l$utilisation des diagrap!ies électriques, des émanations de ga2 et d$!uile au niveau de la surface des bassins de puits constituaient la preuve qu$une 2one productrice avait été traversée. 'es indices de ga2, d$!uile ou d$eau peuvent être détectés lors de la remontée du fluide de forage. II.2.2. Types de boue de forage : 4l e%iste deu% types de boue )
.
$a boue base d/eau :
a.Produits servant à la fabrication des boues à base d’eau : 1. Colloïdes minéraux : 'es argiles constituent les éléments de base des boues à l$eau, donc de la majeure partie des boues de forage. 'es argiles les plus utilisés sont les bentonites.
2. Colloïdes organiques : 'es collo5des organiques sont essentiellement les amidons et les arbo%y6ét!ylellulose 7.6.8.
3. Amincissants : '$augmentation de la viscosité et de gel de la boue qui en résulte nécessite l$emploi d’amincissant.il e%iste plusieurs catégories d$amincissants 7les tanins, les p!osp!ate de sodium98.
4. Produits basiques : :ous avons vu plus !aut que les amidons se comportaient mieu% au milieu basique.de faon générale, tous les collo5des sont plus stables en milieu basique.
5. Alourdissants : 'a densité de la boue parfois ne soit plus suffisante lorsque des pressions anormalement élevées sont rencontrées. Aussi est&on FHC 3 1
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amené dans ce cas&là à alourdir la boue avec un produit de densité élevé.
6. Colmatant : es sont tous les produits utilisées pour arrêter les pertes de circulation lorsque celles&ci sont dues à la présence de fissures de plus d$un centimètre et encore plus celui des cavernes.
. Produits di!ers : :ous citerons sous cette rubrique les produits destinés à résoudre un cas particulier de contamination. ;els sont le carbonate de baryum et le bicarbonate de soude.
b.Diérents types de boue à base d’eau : 1. "es boues ordinaires : "es boues à base de bentonite et d$eau, dont la viscosité et maintenue à l$aide des p!osp!ates. *lles sont utilisées dans des conditions peu sévères de filtra à des profondeurs inférieurs à <=>> m.
2. "es boues # l$amidon : es sont des boues à base de bentonite et d$eau, traitées à l$amidon pour abaisser le filtra des valeurs très faibles et au% p!osp!ates pour maintenir la viscosité. ?rofondeur inférieur à <=>> m.
3. "es boues rouges # l$amidon : @ui sont à base d$eau, de bentonite et l$amidon, traitées au tanin& soude pour maintenir la viscosité. ?rofondeur supérieur à <=>> m.
4. "es boues calciques # l$amidon : "es boues à base d$amidon et de c!au%, à fort ? 7
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#. $a boue base d/huile : 'es boues à l’!uile sont !abituellement utilisées lors de la complétion, du carottage ou lors de forage spéciau% à !aute température, en présence d’argiles fluentes, de problèmes de garniture coincée. 1n distingue deu% types, normale et inverse mais les deu% sont également très coCteuses et doivent être préparées sur place.
a. Boue à l'huile (teneur en eau 5 !a"i# : onventionnelle est un mélange d’asp!alte d’acides organiques de bases, d’agents stabilisants et de gas&oil, la composition e%acte dépend du fabricant. @uoi qu’il y ait un tout petit peu d’eau dans la boue à !uile, l’eau considérée comme un contaminant à éviter. -ne très petite quantité d’eau peut provoquer un épaississement de la boue, cependant à l’e%ception de cette contamination par l’eau, la boue à l’!uile est particulièrement stable.
b. Boue é!ulsionnée inverse (teneur en eau 5$ !a"i# : ?eut contenir jusqu’au =>D en volume d’eau douce ou salée, émulsifiée par petites gorets dans l’!uile et qui maintiennent en suspension les argiles, bien préparées. 'es boues inverses constituées des émulsions très stables, elles sont généralement peut colorées, alors que les boues à l’!uile normales sont noires.
&.Les pertes de circulation : *lles se manifestent par une baisse du niveau de boue dans les bassins, c$est&à&dire par un débit de boue à la sortie du puits inférieur au débit de pompage dans les tiges. 3i cela se produit, il y a lieu avant tout de vérifier que les pertes de boue ne proviennent pas d$une fausse manEuvre en surface ) •
pertes au% tamis vibrants (
•
vanne mal fermée (
•
fuite d$un bassin, etc. 1n distingue les pertes partielles et les pertes totales.
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'es
pertes sont partielles lorsqu$une partie seulement du volume pompé dans le puits revient dans les bassins après passage dans le puits, celui&ci restant plein durant les arrêts de pompage. 'es
pertes sont totales lorsqu$il n$y a pas de retour à la goulotte, et que le puits se vide partiellement ou totalement.
&I.Les éléments composants le sst(me de circulation : "ans la plut part des cas, le liquide de forage circule au forage en circuit fermé au moyen des pompes à piston, une ligne de refoulement à !aute pression et un système de vidange qui éliminée les déblais de terrain. II.4.1. La pompe à boue : 'es pompes à boue à doivent assurer un débit compatible avec le rendement optimal du trépan utilisé. -ne pompe à boue est généralement entrainée par un moteur électrique ou à combustion interne auquel elle est reliée par une transmission à courroies trapé2o5dales montées sur poulies à gorges multiples, avec un rapport de réduction convenable. 'e mouvement de rotation ainsi imprimé à l’arbre d’attaque de la pompe est transmis par un jeu de pignons à dents !élico5dales à l’arbre principal de la pompe, celui&ci comporte un ensemble de manivelles et de bielles transformant le mouvement de rotation reu en un mouvement de translation qui est transmis au% pistons.
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Fig. II.2 : $a pompe boue
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II.4.2. Equipements de la ligne de refoulement : e circuit commence de la conduite de refoulement des pompes de forage jusqu$au raccord fileté de la tige d’entraFnement, ce circuit comprend les matériels suivants )
.
$/amortisseur de pulsations :
'e régime pulsatif des pompes alternatives à piston engendre dans les tuyauteries des variations de vitesse et de pression donnant lieu au p!énomène dit coup de bélierH.es perturbations, d’autant plus important que la canalisation est plus longue, peuvent occasionner des dég/ts importants au% tuyauteries. 'a pompe à boue fournit un débit instantané irrégulier, ce qui oblige l’installation sur la colonne de refoulement d$un amortisseur de pulsations, il se monte le plus prés possible de la pompe ,il sert à régler et supprimer les c!ocs et les coups de liquide dans la conduite de Fig. II. : $/amortisseur de refoulement ( le corps d’un pulsations amortisseur de pulsations est en acier moulé à l’intérieur duquel on trouve une membrane en caoutc!ouc
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synt!étique pré c!argée d’a2ote et gonflée à une pression de =<.I
#. $e conduit de re"oulement : *st destinée à amener le liquide moteur de la pompe au tube d$équilibre de pression !ydraulique. *lle est fabriquée courte, sans coudes, en tubes d’acier ( son raccord est fait en éléments d$un fle%ible on caoutc!ouc à !aute pression dont le diamètre intérieur est identique à celui du fle%ible de forage. 'e diamètre de la conduite est c!oisi égal au diamètre de la tubulure de refoulement de la pompe. 'a conduite est fi%ée à la plate forme du derric. 'es ensembles isolés de la conduite sont réunis par joints à démontage rapide ou par brides.
C. $e tube d(uilibre de pression hydrauliue 3la colonne montante4 : 1u bien conduite verticale, fi%é à un des montants du derric, est prévu pour amener le liquide au fle%ible de forage. 'e tube vertical porte un manomètre et un dispositif qui le protège contre les coups !ydrauliques.
&. Soupape de d(charge ou de s(curit( : 3ont montée à la ligne de refoulement pour protéger le système contre la !aute e%cessive de la pression. 1n y emploie de différentes constructions des soupapes de sécurité ) 'es soupapes de déc!arge à ressort ( 'es soupapes de déc!arge à clou ( 'es soupapes de déc!arge à diap!ragme ou à membrane. FHC 3 1
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).$es 5oints d(montage rapide : 3ont destinés à la réunion des fle%ible de la ligne de refoulement avec les tubes métalliques. '$étanc!éité est assurée par la bague en caoutc!ouc, la garniture en matériau dou% ou bien au pri% d$une bonne ad!érence de la surface sp!érique bien fine à la semblable surface conique menue de bague en caoutc!ouc.
F. $es +annes de mise en marche : 3ont employées dans la ligne de refoulement à la mise en marc!e à vide des pompes pour une augmentation graduelle de la pression dans le système afin d$éviter un coup !ydraulique. Au début de la mise en marc!e des pompes une partie de liquide de forage est vidangée de la ligne de refoulement dans le récepteur ( puis, la vanne est fermée lentement à refus.
6. $es ,e7ibles de re"oulement : 3ont destinés à amener le liquide de forage sous pression du tube d$équilibre de pression !ydraulique vers la tête d$injection se déplaant. Afin d$assurer une solidité nécessaire les fle%ibles sont faits en quelques couc!es de tresse métallique, corde en tissu caoutc!outé et en caoutc!ouc. 'a partie intérieur des fle%ibles de refoulement est armée de caoutc!ouc synt!étique possédant une !aut résistance a l$usure par frottement, rupture, fissuration, influence des conditions atmosp!ériques ( elle se caractérise aussi par sa résistance à l$e%ploitation dans le milieu du liquide de forage et des émulsions pétrolières pompées à une température atteignant J>K.
8. $a t9te d/in5ection :
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*lle constitue la liaison entre l$arbre de forage qui tourne et le reste de l’installation qui reste fi%e. *lle permet aussi l$injection de fluide de forage dans le train de tige.
nse Col de cygne
e qui raccorder le sommet de la colonne à la tête d$injection est le fle%ible d$injection.
;oulement de guidage rbre d/in5ection
Fig. II. : $a t9te din5ection
II.4.. Equipements de syst!me de "idange : omprend les dispositifs pour épurer et préparer le liquide de forage, réservoirs de recueil des pompes, conduites d$aspiration, filtres, vannes et réservoirs de stocage de liquide de forage.
. )uipement pour pr(parer le liuide de "orage : a.. %e stoc&ae des pulvérulents : *%cepté quelques produits livrés liquides en fCt 7anti&mousses, produits de décoincement, additifs pour laitier de ciment8, la grande majorité des produits à boue sont pulvérulents et livrés en sac de => g ou en big bags de <=>> g.
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?our les produits c!ers ou dangereu%, dans un environnement difficile, les sacs sont protégés par des caisses ou palettes avec enveloppe plastique et cerclage. ?our les produits à grande consommation ) baryte, bentonite, attapulgite et ciment. 'e stocage sur c!antier se fait en compartiment spéciale appelée compartiment à boue.
b.toc&ae de la boue : 3uivant la profondeur, le type de puits 7développement ou e%ploration8, la taille de l$appareil de forage, etc. le stocage total en surface peut varier de <=> à L>> m L. 'a plupart des bassins actifs sont équipés de capteurs de niveau% ou sont jaugés par mesure directe. es mesures deviennent erronées en fond de bassin par suite de l$encombrement des aspirations, de leurs vannes et autres matériels. 'e bac de manEuvre est un bassin particulier de stocage qui permet le contr+le précis du remplissage du puits en cours de manEuvre. 4l est en général de section étroite de telle sorte qu$à une faible variation de volume corresponde une variation sensible du niveau dans le bac. 'e bourbier est en général un bassin creusé dans le sol pour le stocage des boues usées, des déblais et de tous les rejets. 'orsque les conditions d$environnement le justifient, il peut être constitué d$un ensemble de bassins étanc!és par des feuilles de plastique ou même bétonnés, o# s$opère la sédimentation des solides, la collecte des !uiles surnageante, la décantation des boues, etc. "ans certains cas, il est ajouté une installation d$épuration des eau% avant rejet dans la nature. 'es liquides de forage à base de matières c!imiques sèc!es 7réactifs c!imiques, argiles bentonites et subbentoniques, Alourdissants, ciments, etc.8 sont préparées dans les mélangeurs à jet ou dans les dispositifs d’agitation.
c.%e !élaneur : A travers le raccord l’eau ou un liquide de forage est refoulé par la pompe sous pression de B.= à M 6:Nm B avec une vitesse de O= à J> mNs au plus. "ans la c!ambre se forme un vide à cause de FHC 3 1
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quoi les matières en poudre se trouve dans la trémie passant dans le mélangeur et se mélangent avec du liquide. 'e liquide de forage ainsi préparé pénètre par une tubulure tangentielle dans le réservoir. 'e jet de liquide se !eurte contre la c!icane, les morceau% de la matière se brisent et le liquide se mélange. '’amenée de la poudre dans le mélangeur se réalise au moyen des transporteurs !élico5dau% entrainés par des moteurs électriques.
#oue sec
d.%’aitateur :
Fig. II.= : $e m(langeur
Afin de préparer une petite quantité de liquide de forage ou maintenir ses propriétés, on se sert des agitateurs à !élice. 3ur l’arbre vertical d’un tel agitateur sont montées une ou quelques !élices qui mélangent à leur rotation le liquide dans le réservoir. 'es réservoirs de grandes dimensions sont munis de deu% ou trois agitateurs à !élice, ce qui permet d’obtenir un liquide !omogène de bonne qualité. ?our préparer les liquides de forage avec de l’argile à blocau% ou d’autres matières on emploie dans certains cas des mélangeurs à un ou à deu% arbres. "ans les réservoirs du mélangeur de se type sont FHC 3 1
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versées des matières et de l’eau en proportion nécessaire. 'es arbres avec les palettes tournent, brisent les bloques d’argile et mélangent la boue ( ceci fait, la boue est vidangée dans le bac d’aspiration des pompes. A l’aide des mélangeurs de ce type le liquide peut être préparé périodiquement ou sans cesse en les c!argeant de matières d’une manière convenable. 'a préparation du liquide dans les mélangeurs mécaniques est peu efficace et e%ige beaucoup de temps.
Moteur (lectriue
gitateur
Fig. II.> : $/agitateur I. )uipement pour (liminer les d(blais du liuide de "orage : '’élimination des déblais du liquide de forage est obtenue par deu% procédés ( au pri% de la c!ute naturelle des déblais du liquide ou bien par la séparation forcée des déblais du liquide, qui s’effectue mécaniquement ou !ydrauliquement.
a.%’épuration naturelle :
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1. "es bassins de décantation : *n général aujourd$!ui, la décantation n$est effectuée que dans un petit bassin de M à = m L, appelé 0sablière0 et situé sous les vibrateurs ou juste en aval de ceu%&ci. e bassin ne doit pas être équipé de moyens de brassage, ni de ligne d$aspiration. 4l est par contre muni d$un dispositif de vidange rapide afin de faciliter son évacuation et son nettoyage ) ceci est également favorise par l$inclinaison à M=K du fond du bassin. ?endant les p!ases de démarrage, cette sablière 7ou 03andtrap’’8 est nettoyée au moins à c!aque manEuvre et même à c!aque ajout de tige lors d$avancement très rapide dans les sables par e%emple. -n bon usage de la sablière permet de soulager les appareils d$élimination des solides, placés en aval. ?our certaines opérations 7c!angement de boue8, il est nécessaire de pouvoir by passer cette sablière.
2. "es goulottes : ?our épurer les liquides on se sert aussi les goulottes en bois ou métallique de B= à M> m de longueur avec des cloisons transversales qui arrêtent de grosse particule des déblais.ces dispositifs sont simples, mais n’assurent pas une bonne qualité du liquide de forage.
b.%a séparation forcée : 1. "e tamis !ibrant : 3e compose d’un cadre qui porte une toile de faire en acier ino%ydable. 3ur la toile tombe le liquide avec les déblais ( le liquide épuré passe dans la goulotte et arrive dans le bac d’aspiration de la pompe. 'e tamis est amené à un mouvement de vibration par l’arbre à e%centrique. 'e réglage de la fréquence est obtenu par la variation du nombre de vibration qui est égal, en général, de > à B=>> à la minute. '’angle d’inclinaison de tamis peut être réglé dans les limites de <> à B>K.
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Fig. II.? : 'amis +ibrant
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2. "e tamis con!o%eur : 'e tamis convoyeur comprend un cadre sur lequel entre deu% tambours, et tendu une toile qui est entrainée par un des tambours. 'e tambour est entrainé à son tour par une roue !ydraulique qui tourne sous l’action du courant de liquide de forage venant du puits. 'e liquide épuré passe par la bande supérieure de la toile, pénètre dans la goulotte et coule dans le bac d’aspiration de la pompe. 'es déblais arrêtés par la toile sont rejetés, lorsque celle&ci contourne le tambour e%térieur. ?our évacuer les particules qui restent encore dans le liquide la bande inferieure de la toile est baignée sans cesse de l’eau. 'es tamis sont fabriqués à une seule toile ou à doubles toiles. Généralement, les tamis vibrants sont employés au forage de roc!es arénacées.
3. "$&%droc%clone : 'es procédés naturels et mécaniques ne donnent pas résultat nécessaire à l’épuration des liquides de forage de !aute qualité. ?our l’épuration de ces liquides on se sert des !ydrocyclones. '’!ydrocyclone se compose d’un récipient en acier dont la partie supérieure à une forme cylindrique et la partie inferieure une forme conique. 3ous la pression de >.<= à >.L 6:Nm B le liquide de forage passe par une tubulure d’entrer tangentielle dans l’!ydrocyclone et FHC 3 1
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reoit un mouvement rotatif autour de l’a%e vertical. 3ous l’action de la force centrifuge les particules lourdes sont rejetées vers la paroi de l’!ydrocyclone, descendent dans la partie inferieur de corps et sortent de!ors d’une tubulure de sortie tandis que le liquide épuré avec les particules plus légères se dirige vers l’a%e de l’!ydrocyclone et pénètre dans la ligne d’aspiration de la pompe de forage. '’amenée de liquide de forage sous pression s’effectue dans cet appareil à l’aide de la pompe centrifuge ou bien directement Sortie du cyclone du puits sous l’action de la de la boue dessabl(e pression développée à la sortie de pompe de forage. "ans ce cas, la tête de puits est rendue étanc!e. )ntr(e de tangentielle la boue dessabler
?our augmenter le degré d’épuration du liquide par les !ydrocyclones le processus d’épuration sont divise en deu% procédé ) préfiltrage 7épuration préalable8 et filtrage fin 7épuration définitive8.
Sortie de sable
'e préfiltrage peut s’effectuer dans les !ydrocyclones spéciau% pour épuration préalable dans les dispositifs mécanique.
Fig. II.@ : $/hydrocyclone
<. utres (uipements : a.)*uipe!ents de déa+ae : 3uivant l$importance de la venue de ga2, deu% types de circuit peuvent être établis à la sortie du puits.
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1. 'é(arateur !ertical : "ans le cas de fortes venues, le puits est circulé sous duse. Après le manifold, la boue passe dans un séparateur vertical o# elle se déga2e par ruissellement sur des plateau% ou des c!icanes. 'a boue propre est recueillie en bas de l$appareil alors que le ga2 s$éc!appe à la partie !aute. -n vide partiel peut être créé pour améliorer la séparation. *n général il s$agit d$un appareil artisanal de conception simple et robuste qui lui permet de résister à des venues de ga2 brutales. 'a seule maintenance est un nettoyage soigné après utilisation. 'a sortie boue du séparateur se fait en général avant les vibrateurs. S(parateur +ertical
*om pe
#oue a+ec ga-
2. )éga*eur :
Fig. II.A : S(parateur +ertical
"ans le cas o# la teneur en ga2 n$est pas trop élevée, soit parce que la venue de la formation est faible, soit parce qu$il s$agit de ga2 résiduel après séparateur ou de ga2 recyclé, etc. la boue ga2ée est passée dans un déga2eur installé en parallèle sur le circuit. FHC 3 1
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'a boue est injectée dans une enceinte o# elle est en général soumise à un vide partiel. 'a boue se déga2e par ruissellement sur des c!icanes et retourne dans le circuit 73PA1 & P*'1 & 3P*1 etc.8. ?our l$appareil le plus ancien et encore le plus fréquent 3PA1, un compresseur à air crée le vide dans l$enceinte et aspire la boue ga2ée. -ne pompe centrifuge anne%e, circulant de la boue propre, éjecte par effet venturi la boue déga2ée. "$autres déga2eurs 7"Q4'1 & RAQ14" & ?41:**Q8 fonctionnent à la pression atmosp!érique ( le bassin d$aspiration du déga2eur doit être de faible volume de faon à traiter en priorité la boue la plus ga2ée. 3i le bassin est de grande dimension, l$aspiration doit être réglable en profondeur afin d$aspirer de préférence la boue ga2ée surnageante. 'e bassin de rejet de la boue déga2ée doit être distinct du bassin d$aspiration, un retour vers ce dernier bassin doit être prévu en partie !aute, pour permettre un nouveau déga2age de la boue insuffisamment déga2ée. 'e déga2age doit être poussé au ma%imum avant d$aller plus loin dans le circuit ) en effet le rendement d$une pompe 7centrifuge ou à piston8 devient très mauvais si la boue aspirée est ga2ée. ;outes les opérations ultérieures ) !ydrocyclonage, mi%ing, suralimentation, etc. s$effectueront donc dans de très mauvaises conditions si le déga2age a été incomplet. 4l est de plus très dangereu% de recycler dans le trou de la boue encore partiellement ga2ée. 'es déga2eurs sont des matériels asse2 élaborés dont le rendement ne sera correct que si les recommandations d$utilisations fournies par le fabricant, sont soigneusement respectées. 4l s$agit en particulier des pressions de refoulement des pompes 0éjecteur par effet Senturi0. '$entretien et le nettoyage doivent être réalisés avec soin après c!aque utilisation et notamment après c!aque essai de fonctionnement. es essais périodiques sont nécessaires pour vérifier le bon état de l$appareil et la non obstruction des conduites d$aspiration et de refoulement par de la boue sédimentée.
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'a capacité de traitement du déga2eur est supérieure au débit de boue utilisée ) la boue subit donc plusieurs déga2ages consécutifs. '’aspiration, réglage en !auteur, est bien positionnée à mi&bassin.
Fig. II.10 : &(ga-eur
b.,ransfert - urali!entation :
FHC 3 1
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Chapitre II
Système de circulation de la boue
1. Pom(e centri+uge : '$installation boue basse pression comporte de nombreuses pompes centrifuges dont les fonctions sont multiples )
Alimentation des
appareils
d$élimination mécanique des
solides et éventuellement du jet&venturi du déga2eur (
Alimentation des mi%ers et des jets de brassage dans les bassins (
transfert entre bacs de fabrication, de circulation et de réserve, avec les cas particuliers du transfert vers le bac de manEuvre et vers l$unité de cimentation (
suralimentation des pompes de forage.
-ne pompe centrifuge comprend une partie mobile ) la roue ou impulseur, et une partie fi%e ) la volute qui utilise l$énergie cinétique fournie par la roue pour élever le liquide à une !auteur appelée 0auteur 6anométrique ;otale0. ette .6.;. est e%primée en mètre 7ou pied8 d$eau et est égale à la somme )
des ?ertes de c!arge dans les conduites d$aspiration et du refoulement (
des pertes de c!arge dans l$appareil alimenté 7dessaleur, jet, etc...8 (
de la surpression provoquée par la différence de niveau entre la boue dans le bassin d$aspiration et la sortie de l$appareil.
ette surpression peut être importante sur les appareils 0offs!ore0 o# le matériel est parfois installé sur des ponts différents. ette .6.;. dépend de la densité de la boue ainsi que la puissance nécessaire pour le moteur d$entraFnement de la pompe.
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Système de circulation de la boue
2. 'uralimentation : 'es pompes à piston !aute pression, assurant la circulation de la boue de forage, sont suralimentées par des pompes centrifuges ( ceci a pour objectifs )
d$assurer le remplissage optimal des parties !ydrauliques (
d$éviter les cognements !ydrauliques et d$améliorer le fonctionnement mécanique (
d$éliminer la cavitation et toutes ses conséquences (
d$obtenir la pleine utilisation de la puissance disponible lorsque les conditions de remplissage des pompes à pistons sont défavorables ) boue bullée, boue lourde à !aute température, boue à fort pourcentage de gas&oil, etc...
4l y a en général une pompe de suralimentation indépendante pour c!aque pompe de forage. 'a pompe centrifuge est implantée de faon à minimiser les pertes de c!arge entre le bassin d$aspiration et la pompe de forage ) nombre réduit de coudes, aspiration O0 au minimum, etc.
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