Équipement de forage pétrolier – Rotateur hydraulique

Définition :

Le rotateur motorisé est l'élément central du système rotatif du parc de forage pétrolier, représentant une forme précoce de système de forage par tête motrice, généralement situé sous un rotateur conventionnel.

Cet appareil entraîne directement la rotation du train de tiges par un moteur hydraulique/pneumatique interne ou un moteur à courant continu, s'adaptant à une large gamme de vitesses et de couples. Il peut remplacer les tables tournantes traditionnelles, les tiges d'entraînement (Kelly) et les accouplements Kelly. Sa structure comprend un groupe motopropulseur, une pompe hydraulique et un système de commande. Certains modèles utilisent une technologie d'entraînement direct à moteur synchrone à aimant permanent et sont équipés d'un empêcheur de débordement interne (BOP) pour la protection contre les éruptions en fond de trou.

Les installations de forage équipées d'une mototurbine ne utilisent pas de table tournante conventionnelle sur le appareil de forage, ni de câbles Kelly ou d'accouplements Kelly. Le couple rotatif est fourni par un moteur hydraulique/pneumatique ou un moteur à courant continu intégré dans la mototurbine. Il convient à une large gamme de combinaisons vitesse-couple. Il s'agit d'un système de transmission supérieur simple.

Composants de base :

Principalement actionné par voie hydraulique, il se compose généralement d'une unité de puissance, d'une pompe hydraulique, d'un réservoir d'huile, d'un système de contrôle, de conduites hydrauliques et d'une tête tournante motorisée (corps de rotule motorisée). Pour des charges légères ou des opérations spéciales (non destinées aux puits de grand diamètre conventionnels), il peut remplacer les rotules ordinaires, les trépans, les tiges carrées et les tables tournantes afin d'entraîner la rotation de la garniture de forage.

Applications :

L'utilisation de rotules motorisées sur les installations de réparation et les appareils de forage montés sur camion permet de surmonter les inconvénients des appareils à chaîne verticale, améliorant ainsi l'efficacité du forage. Elles conviennent également aux opérations de forage de petit diamètre et au carottage avec tubes longs.

La différence entre une rotule motorisée et une rotule tournante :

Une rotule motorisée est une « source d'énergie » qui entraîne activement la rotation de la tige de forage, tandis qu'une rotule ordinaire est simplement un « canal » passif servant à supporter et à transporter la boue de forage.

Un rotateur motorisé entraîne directement le train de tiges de forage au moyen d'un moteur hydraulique/pneumatique intégré ou d'un moteur électrique, offrant une large gamme de vitesses et de couples. Il constitue l'élément central d'un équipement de forage à motorisation en tête. Il est généralement utilisé avec le train de tiges, réduisant le temps de raccordement des éléments individuels d'un tiers, augmentant la vitesse de forage de 20 % à 50 %, et permettant la rotation du train de tiges et la circulation du fluide de forage à n'importe quelle hauteur, ce qui offre une plus grande souplesse dans la gestion des sections de puits complexes. Sa structure est complexe, comprenant un groupe motopropulseur, une pompe hydraulique et un système de commande ; certains modèles sont également équipés d'un empêcheur de remontée interne.

Le vérin de forage conventionnel joue principalement un rôle de soutien, suspendu au crochet du palier mobile par un anneau de levage. Ses fonctions principales sont de supporter la garniture de forage, de résister à la pression de forage et d'acheminer le fluide de forage sous haute pression à travers le tube central. Il dépend d'une table tournante et d'une tige carrée pour la puissance de rotation et se compose structurellement d'un tuyau coudé, d'un tube central, d'un roulement principal, d'un ensemble de rinçage, d'un boîtier extérieur et d'un anneau de levage.