Forage rotary I.1.2 Forage rotary Principe du forage rotary On applique une force sur l’outil de forage (trépan) par un poids (masse tige), En entraînant un outil en rotation puis on injecte en contenu une boue au niveau de l’outil afin d’évacuer les déblais en surface. L’opération de forage nécessite l’exécution de trois fonctions principales Poids sur l’outil Rotation de l’outil Injection de la boue (circulation sous pression)

Forage rotary La garniture de forage est constituée par de masses-tiges (drill collar) qui exercent un poids sur l’outil, ces masses sont prolongées par des tiges (drill pipe) jusqu’en surface, la garniture se met en rotation à partir de la table de rotation par l’intermédiaire d’une tige d’entraînement (Kelly), la boue circule à l’intérieur de la garniture pour arriver à l’outil afin d’évacuer les déblais à travers l’espace annulaire en dehors du puits. Pour compléter le circuit boue l’appareil de forage doit être équipé d’une installation de traitement mécanique de la boue.

Forage rotary L’énergie électrique est assurée par un ensemble des moteurs thermiques avec alternateurs équipé d’un système de conversion d’énergie (redresseur commandé au silicium) pour convertir une partie de l’énergie alternative en contenu pour alimenter les moteurs électriques des trois fonctions principales. En cours de forage on doit tuber le puits par des tubes d’acier (cusing), ces tubes sont descendus par l’effet de leur propre poids, le diamètre des tubes décroît en fonction de la phase (figure 04), en Algérie généralement varie entre 03 à 06 phases.

Sélection des diamètres d’outil selon les diamètres de tubage Figure 04 : Sélection des diamètres d’outil selon les diamètres de tubage

Les opérations principales du forage rotary Le forage rotary se déroule de la façon suivante: La table de rotation entraine l’outil en mouvement de rotation par l’intèrmidiaire de la tige d’entrainement et la garniture. En utilisant le frein principal du treuil, le chef de poste peut contrôler la descente du crochet, l’indicateur de poids (Martin Decker) donne à n’importe quel moment le poids appliqué sur l’outil. Donc le poids appliqué sur l’outil (WOB) est la différence entre le poids au crochet l’outil suspendu (off bottom) et le poids au crochet l’outil au fond (on bottom) (fig 05) Le poids appliqué sur l’outil doit être maintenu constant et la vitesse de descente de la tige d’entrainement doit être égale à la vitesse d’avancement de l’outil

Figure 05 : Principe de calcul du poids sur l’outil

Les opérations principales du forage rotary Le poids appliqué sur l’outil doit être maintenu constant et la vitesse de descente de la tige d’entrainement doit être égale à la vitesse d’avancement de l’outil Les paramètres vitesse de rotation de la table, débit de la boue et la pression de refoulement sont généralement maintenus constants et ajustés en fonction du programme de forage.

L’ajout d’une tige de forage Figure 06. Ajout de tige : mise en place d’une tige dans le mouse-hole

L’ajout de tige L’ajout d’une tige de forage: Après chaque avancement de l’outil correspond à une tige de forage (09 m), il faut ajouter une tige à la garniture de forage sous la tige d’entrainement. L’opération se déroule comme suit : 1 (Figure 06) Il faut stocker une tige dans un fourreau (mouse-hole) se trouvant à coté de la table de rotation (Figure 06). Le chef de poste actionne le treuil pour enlever la garniture jusqu’à l’apparition de la première tige sous la tige d’entrainement (Figure 06) , la circulation de boue est alors arrêtée. Les ouvriers de sonde placent les cales pour coincer la garniture pour dévisser la tige d’entrainement (Figure 06), la garniture donc est alors suspendue sur la table de rotation.

L’ajout d’une tige de forage Fig 07.Vissage tige d’entrainement Fig 08: Vissage tige entrainement Fig 09 : Reprise de forage Sur la tige dans le fourreau et la tige de forage sur la garniture

L’ajout d’une tige de forage 2 Les sondeurs vissent la tige entrainement sur la tige de forage, l’opération se déroule sur le fourreau (Figure 07). 3 Vissage et blocage la tige ajoutée sur la garniture de forage (Figure 08) 4 Reprise de circulation de boue, le chef de poste positionne le carré d’entrainement de la tige d’entrainement(Kelly) dans la table de rotation dans ce cas le chef de poste peut reprendre l’opération de forage (Figure 09).

La manœuvre de la garniture Figure 10 : Mise en place de l’élévateur Figure 11 : Remontée des trois tiges de forage (une longueur) Figure12 :Rangement) des trois tige sur le Set back ( sommier) Manœuvre de la garniture

La manœuvre de la garniture L’usure de l’outil de forage ou lorsque la profondeur choisie est atteinte, il faut remonter la garniture de forage soit pour remplacer l’outil usé soit pour tuber la partie forée. L’opération de remontée de la garniture se déroule comme suit : Débrancher la tête d’injection du crochet et la stocker dans un fourreau appelé rat-hole figure 10 (tête d’injection, tige d’entrainement sont restées toujours reliées aux pompes par les flexibles à haute pression). On fixe la première tige au niveau du tool-joint à l’aide de l’élévateur et le chef de poste actionne le treuil pour remonter la garniture d’une longueur (03 tiges de forage).