1 بسم الله الرحمن الرحيم

2 les outils de forage THEME

3 PLAN DE L’EXPOSE IIIINTRODUCTION   T YPES D’OUTILS DE FORAGE  C HOIX DES OUTILS DE FORAGE   M ODE DE TRAVAIL DES OUTILS   R ESULTATS PRATIQUES  C ONCLUSION

4 LES OUTILS DE FORAGE

5 Introduction l'etape de forage c'est très-important pour exploré les gisements le forage avec le temps est développée, et la chose qui prend cette développement pour Un rondement très-élevé se sont les l'outils de forage Le choix d'un outille forage dépend essentiellement de la nature des terrains à traverser Le choix d'un outille forage dépend essentiellement de la nature des terrains à traverser L'outil ou trépan de forage est la pièce la moins volumineuse mais la plus importante pour réaliser un puits de forage. C'est le premier élément à s'attaquer aux terrains. Pour le foreur, l'outil qui se trouve au bout des tiges qui forent le sol est une des clés de son activité.

6 Introduction * Tout compte fait, l’outil est la seule partie de l’équipement qui actuellement fait le trou (si nous négligeons la part mineure jouée par le carottier). Cela ne veut pas dire que l’outil seul peut faire le trou. Néanmoins, plus que tout autre élément simple d’un appareil de forage. Il est de loin le plus étudié de toutes les pièces, ce qui explique qu’il soit disponible sous de nombreuses formes et soit plus précisément spécifique de chaque opération de forage qu’aucun autre élément de la sonde. * Tout compte fait, l’outil est la seule partie de l’équipement qui actuellement fait le trou (si nous négligeons la part mineure jouée par le carottier). Cela ne veut pas dire que l’outil seul peut faire le trou. Néanmoins, plus que tout autre élément simple d’un appareil de forage. Il est de loin le plus étudié de toutes les pièces, ce qui explique qu’il soit disponible sous de nombreuses formes et soit plus précisément spécifique de chaque opération de forage qu’aucun autre élément de la sonde. Après avoir sélectionné le meilleur type d’outil suivant la roche et la profondeur, et avoir déterminé le diamètre du trou à forer, alors, et alors seulement, l’entrepreneur définit l’appareil de forage.

7  En langage de foreur, pour faire un trou, vous « mettez l’outil au fond et vous tournez à droite ». Le choix des outils commence au niveau de l’information sur la nature des roches à forer.  Cette information tient compte inéluctablement du critère de profondeur dans le terrain (L'outil doit être choisi dans un catalogue aussi varié que peut être la lithologie rencontrée). Selon son diamètre, l'outil peut peser de quelques kilogrammes à plusieurs centaines de kilogrammes.

8 Types d’outils de forage  Les outils à molettes  Les outils à éléments de coupe fixes

9 Les outils à molettes Les outils tricônes sont constitués de trois cônes tournant de façon indépendante et montés sur trois bras réunis entre eux par soudure constituant le corps de l'outil. Plusieurs types de roulements sont utilisés (rouleau avec ou sans étanchéité, palier de friction, système de lubrification, etc). Ces outils travaillent principalement en compression.

10 Les outils à molettes Denture fraisée Denture fraisée Des picots de carbure de tungstène

11 Les outils à éléments de coupe fixes  Ils ne possèdent pas de pièces tournantes, ce sont les outils monobloc. Des diamants naturels et de synthèse sont utilisés pour leur fabrication. Les outils à diamants naturels travaillent à la façon d'une lime tandis que les outils à diamants synthétiques travaillent à la façon d'un rabot

12 Les outils à éléments de coupe fixes  Les outils diamant  Les outils PDC

13 Mode de travail des outils

14 Mode de travail d'un outil Tricône1 Mode de travail d'un outil Tricône1 2 Mode de travail d'un outil PDC Mode de travail d'un outil

15 1 Mode de travail d'un outil Tricône: Un tricône travaille : Un tricône travaille : * Percussion et pénétration de la dent dans la formation, pour avoir un meilleur avancement il est donc logique plus le terrain est tendre, plus la dent devra être grande. * Percussion et pénétration de la dent dans la formation, pour avoir un meilleur avancement il est donc logique plus le terrain est tendre, plus la dent devra être grande. * Arrachage des "copeaux" de terrain par glissement de la molette sur elle-même. Il faut un décalage des rangées de dents sur chaque molette. * Arrachage des "copeaux" de terrain par glissement de la molette sur elle-même. Il faut un décalage des rangées de dents sur chaque molette. Pour obtenir l'effet de glissement ou "ripage" qui permet d'arracher les copeaux de terrain, l'axe de chaque molette est décalé et ne passe pas par l'axe de rotation de l'outil.

16 C'est ce qu'on appelle "l'offset". Il est d'autant plus grand que l'outil destiné aux terrains tendres, pour devenir nul pour les outils destinés aux terrains durs. Dans les terrains durs, l'arrachage de copeaux n'est plus possible et l'effet de glissement serait aux nuisible aux dents de l'outil. 2- Mode de travail d'un outil PDC : 1- Les efforts appliqués sur le cutter : 1- Les efforts appliqués sur le cutter : -La force de coupe F c (horizontal force), -La force de coupe F c (horizontal force), -La force normale F n (poids sur l'outil), -La force normale F n (poids sur l'outil), -La force latérale F L. -La force latérale F L. Lorsque un cutter PDC coupe une roche à une profondeur de passe h, elle est soumise à une effort résultant R, dont la composante normale à la face de la pastille appelée effort de coupe F c est responsable de la rupture de la roche par cisaillement.Cet effort résultant présente également une composante latérale F L. Les efforts latéraux de chaque pastille sont équilibrés entre eux de sorte que l'effort latéral est nul.

17 Lorsque un cutter PDC coupe une roche à une profondeur de passe h, elle est soumise à une effort résultant R, dont la composante normale à la face de la pastille appelée effort de coupe F c est responsable de la rupture de la roche par cisaillement. Cet effort résultant présente également une composante latérale F L. Les efforts latéraux de chaque pastille sont équilibrés entre eux de sorte que l'effort latéral est nul.

18 CHOIX DES OUTILS

19 Facteurs de choix des outils  V V V Vitesse de rotation de l'outil RPM  P P P Poids sur l'outil WOB  C C C Charges d'impact  N N N Nettoyage du front de taille  L L L La pilotabilité de l’outil

20 Durée de vie des roulements Durée de vie des roulements Protection du diamètre Protection du diamètre Choix des tricônes

21 Dimension des cutters Dimension des cutters Densité des cutters sur le périmètre de l'outil Densité des cutters sur le périmètre de l'outil Angle d'attaque (inclinaison) des cutters Angle d'attaque (inclinaison) des cutters Profil du nez et cône Profil du nez et cône Hauteur d'exposition des cutters Hauteur d'exposition des cutters Choix des PDC

22 Critères de remonter d'un outil  La chute de la vitesse d'avancement  L'augmentation du couple de rotation  Le nombre d'heures de rotation  Le prix de revient du mètre foré

23 RESULTATS PRATIQUES

24 Essais pratiques des outils Dans le cadre du développement d'outils sur le champ de Hassi- Messaoud, pour la phase 6", les différents essais ont été réalisés par les fabricants d’outils suivants :

25 Conclusion Une grande variété d'outils (tricônes, PDC, Imprégnés) Une grande variété d'outils (tricônes, PDC, Imprégnés) Les tricônes ne sont pas très performants vue la dureté du réservoir Les ROP varient de 2 à 5 m/h Les résultats pratiques montrent que les outils PDC sont les plus rentables

26