D’un stator : Elastomère (elastic polymer) moulé en forme d’hélice interne avec une hélice supplémentaire par rapport au rotor.
Fig.3.4 Section motrice
3. Section de transmission
Elle convertit le mouvement va-et-vient du rotor en mouvement concentrique et le transmet à l’arbre de sortie. Elle peut être constituée d’une seule pièce (flexible coupling) en alliage de titane ou d’un axe rigide avec une rotule (universel joint)à chaque extrémité.
Fig.3.5 Type de transmissions
4. Assemblée Réglable (Adjustable Assembly)
La plupart des moteurs de forage aujourd'hui sont alimentés avec une assemblée réglable extérieure. Ce système est souvent appelé un bent-housing, c’est à dire un angle situé classiquement entre la section motrice et la section d’appui du moteur, il est soit fixe soit
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Fig.3.6 Assemblée réglable
5. Une section d’appui (bearing section)
Contient des paliers et roulements, supportant et transmettant la poussée vers le bas de la section motrice et la force de réaction au poids sur l’outil de forage, dirigé vers le haut. Ces roulements sont lubrifiés, soit par le fluide de forage lui-même, soit en étant enfermés dans des logements étanches remplis d'huile.
Un corps externe (Housing) : le corps de la section d’appui peut être lisse, fileté pour recueillir des manches (sleeves) de stabilisation changeables ou bien doté d’un stabilisateur intégré, suivant l’application et le diamètre du moteur. Dans tous les cas ce stabilisateur (sleeves ou intégré) est sous dimensionné.
Fig.3.7 Section d’appui
Les éléments clés d'un moteur de fond sont son rotor et son stator:
Rotor: Pièce hélicoïdale fabriquée en acier inoxydable.
Stator: Elastomère moulé en forme d'hélice interne, avec une spire supplémentaire par rapport au rotor
Chapitre III LES EQUIPEMENTS DE FORAGE
Le rotor et le stator correspondent étroitement et engendrent des cavités étanches les unes des autres. Quand le fluide de forage est pompé à travers le moteur, une montée de pression apparaît entraînant la rotation du stator et permettant le passage du fluide dans la cavité voisine. Le fluide progresse alors de cavité en cavité entraînant ainsi une rotation régulière du rotor. La vitesse de rotation est proportionnelle au débit à travers le moteur.
B/La turbine
Une turbine consiste en un rotor de girouette à plusieurs étages et stator, une section d’appui, une section de transmission et un porte outil rotatif. Un “étage” consiste en un rotor et stator de profil identique. Les stators sont stationnaires, fermé à clé au corps de la turbine, et dévie la boue de forage sur les rotors qui sont fermés à clé à l’arbre de transmission, Comme déclaré plutôt, la section motrice, consiste en une série des stators et des rotors en forme des ailettes, La combinaison du stator et du rotor forme un étage , les turbines sont connues sous le nom de 90 étages, 250 étages…etc. , le nombre d’étage détermine le moment de rotation produit, le moment appliqué sur l’outil est la somme des moments partiels produit à chaque étage, L’angle de lame et le débit de forage affectent le couple et la vitesse fournie à l’outil.
Chapitre III LES EQUIPEMENTS DE FORAGE
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2.2 Outil de déflexion (whipstock)
La deuxième solution pour initier la déviation et orienter un puits est l'utilisation d'un outil de déflexion. Ces outils, communément appelés outils de déflexion, ont été utilisés dès les débuts du forage dirigé puis ont été éclipsés par le développement des moteurs de fond.
Ils réapparaissent aujourd'hui avec le développement des puits en réentrée où ils offrent une bonne solution pour l'ouverture de la fenêtre. Ils peuvent être utilisés :
En trou ouvert ;
Dans un tubage pour y ouvrir une fenêtre.
Fig.3.9 Outil de déflexion (Whipstock)
2.3 Raccords coudés
Les raccords coudés sont utilisés en combinaison avec un moteur de fond (de corps droit)
pour le désaxer par rapport à l'axe du puits et donc désaxer l'outil de forage. L'angle est obtenu en désaxant le filetage mâle et sa portée par rapport à l'axe du corps. Ils
sont installés immédiatement au-dessus du moteur. Ils sont fabriqués soit en acier standard, soit en acier amagnétique. La valeur de l'angle est gravée dans le corps du raccord et une ligne de repérage ("scribe line") est usinée le long du corps afin de permettre le repérage précis de l'angle. La valeur de l'angle détermine le gradient de montée ou de rotation du puits, qui dépend aussi des diamètres du trou et du moteur ainsi que de la longueur de celui-ci, mais aussi de la formation .Le rendement du raccord est donc difficilement prévisible à moins de disposer d'une expérience locale. Il est donc nécessaire de disposer sur site de raccords de
différentes valeurs afin de couvrir une gamme de gradients adaptée au programme de forage. L'utilisation des raccords coudés tend à disparaître avec le développement des coudes
incorporés aux moteurs ("bent-housing"). Les raccords coudés et les raccords d'orientation sont fréquemment combinés en seul raccord appelé "raccord coudé d'orientation".
2.4 Différents type de BHA
La BHA est la méthode le moine chère pour l’exécution du s'accumuler (build up) d’un puits. Malheureusement, elle est très difficile à orienter.
Un aspect important du forage directionnel est la conception de la BHA qui doit forer la trajectoire prévue. Dans cette partie on parlera sur les principes de base utilisés pour le forage directionnel avec une BHA spécifique à celui-ci.
Chapitre III LES EQUIPEMENTS DE FORAGE
La tendance de déviation est un résultat de la flexibilité de la BHA et la force appliquée sur l’outil de forage, et aussi l’influence du bit tilt (l’angle entre l’axe de l’outil et l’axe du trou) sur la déviation, l’utilisation d’un outil proche (near bit) stabilisateur va diminuer cet angle. On peut distinguer trois types de BHA :