CHAPITRE IL

Exploitation par sondages.

Suivant la nature des terrains à traverser et la profondeur que Ton veut atteindre, on commence les sondages avec un diamètre plus ou moins grand. Quand on fait les recherches dans un terrain inconnu en profondeur, il est toujours prudent de commencer avec un très grand diamètre, quitte, arrivé à une certaine profondeur, à le rétrécir brusquement si Ton juge que la nature des terrains ne réservera pas trop de difficultés dans la suite de l'enfoncement.

On emploie comme tubages, jusqu'à la profondeur où l'on a l'intention de fermer les eaux, des tubes en tôle de deux ou trois millimètres d'épaisseur, pour la fermeture des eaux des tubes à vis en fer ou en acier étiré. Les tubes que l'on emboîte dans la colonne hermétique sont ordinairement aussi en fer ou en acier étiré et recouvrent le sondage du haut en bas. On peut, de la sorte, les manœuvrer et les faire filer au fur et à mesure de l'enfoncement.

Tant qu'on travaille dans les tubes en tôle mince, on emploie le trépan ordinaire et aussitôt qu'il se forme des éboulements, on tube en colonne perdue. Dans les terrains très difficiles, et quand on désire conserver le diamètre du trou de sonde aussi grand que possible, on tube également avec les tubes en tôle du haut en bas et on les fait filer en travaillant au trépan excentrique. Cependant on ne peut espérer pouvoir les faire filer sur de très grandes hauteurs, car, avec la surface de recouvrement, augmente la résistance des tubages au balancement, et l'on pourrait craindre un déboitage de l'un ou de l'autre tube. Dans les terrains faciles à traverser, on emploie toujours le trépan ordinaire et l'on ne tube qu'après avoir enfoncé d'une certaine hauteur et quand on craint trop le danger de recouvrement de la sonde par des éboulements. Dans les terrains difficiles, au contraire, on ne fore que très peu avec le trépan ordinaire et on travaille constamment au trépan excentrique, quoique l'avancement soit moins rapide qu'avec le trépan ordinaire, et on fait filer les colonnes de tubes à vis aussi loin que possible au fur et à mesure de l'enfoncement.

Dans les terrains plastiques, argileux, il est mieux de travailler avec très peu d'eau dans le trou de sonde. Les argiles ne se gonflent pas par imbibition et ne cernent pas les colonnes de tubes. Dans les grès et les schistes sableux, compacts, il est mieux, au contraire, de garder le sondage plein d'eau. Par la pression de celle-ci, les terrains tiennent mieux en place et ne s'éboulent pas si facilement.

Ordinairement, à une certaine hauteur au-dessus des couches pétrolifères, on ren-

contre des couches de grès tendre, renfermant des masses plus ou moins grandes do gaz et qui se dégagent plus ou moins abondamment. La pression de ces gaz est parfois si grande qu'ils arrivent à contrebalancer la pression des eaux et que, par entraînement, ils rejettent celles-ci entièrement du trou de sonde : celui-ci reste complètement sec. Comme on ne peut forer à sec, on se voit forcé d'avoir recours à certains artifices pour remplir le trou de sonde de suffisamment d'eau pour pouvoir continuer l'enfoncement.

Quand la première fureur de dégagement des gaz s'est calmée, on peut essayer de remplir le trou plein d'eau en descendant une colonne de tubes de faible diamètre jusqu'à fond et en chassant de l'eau par l'intérieur à l'aide d'une pompe foulante puissante. Le courant des gaz entraîne bien au commencement toute l'eau qu'on verse dans le trou de sonde, mais se chargeant de plus en plus d'eau sur toute la hauteur du sondage, il finit par perdre de sa force et être vaincu par le poids de l'eau.

Si ce moyen ne réussit pas, le courant des gaz étant trop violent, on peut descendre un peu d'eau sur le fond à l'aide de l'appareil à descendre le ciment (fig. 7, pi. XXX), ou bien à l'aide d'une cuillère munie d'un clapet à ressort (fig. 3, pi. XXXI), et l'on fore ensuite d'une certaine hauteur. Ce clapet (fig. 3, pi. XXXI), se compose d'une plaque a sur laquelle est rivé un guidonnage b\ une seconde plaque c, munie de deux tiges faisant ressort d, e et d'une rondelle de cuir /*, ferme l'ouverture de la plaque a; les tiges d, e viennent prendre dans le guidonnage à par des griffes g, h; une tige i, munie d'un bourrelet y, glisse à frottement doux dans la rondelle de cuir f et le guidonnage b; deux ressorts en lames k l sont rivées sur le guidonnage b. Le clapet est placé dans la cuillère comme le montre la figure; on remplit ensuite la cuillère d'eau; quand le bout de la tige i touche le fond, celle-ci est repoussée vers le haut, le bourrelet y écarte les deux branches d e qui se décrochent, tandis que la bague m soulève la plaque c; en continuant son mouvement, le bourrelet y vient s'accrocher aux ressorts kl et y reste suspendu; la plaque c reste suspendue sur la bague m, tandis que l'eau s'écoule de la cuillère. Aussitôt que le trépan aura dépassé la couche de terrains gazeux, l'enfoncement reprendra sa marche normale. Le courant de gaz continuera bien à enlever toute l'eau qui surmontera la couche gazeuse, mais n'aura aucune influence sur celle qui sera en dessous.

Afin d'éviter tout danger d'incendie de gaz sortant du trou de sonde par suite d'une étincelle qui pourrait provenir du choc de la sonde, soit sur le bord des tubages, soit sur le fer du banc de manœuvres, il est bon de maintenir les objets en fer dans une forte humidité ou même de les graisser abondamment. Pendant le battage, on peut garnir la colonne hermétique d'une tète de tubes à bourrage, telle qu'on l'emploie pour le système de forage à courant d'eau et conduire le courant de gaz au dehors du sondage. Pendant les manœuvres, on ne peut maintenir le trou de sonde fermé ; c'est ici surtout que doit intervenir l'humidité ou le graissage abondant.

Quand on possède un fort ventilateur ou une pompe à air puissante, on peut chasser ou aspirer le courant de gaz au dehors en employant le dispositif que montre la figure 4, pi. XXXI. Si l'on use d'un ventilateur, on emploie un pot A à deux tubulures BC dont l'ouverture correspond au diamètre de la colonne de tubes sur laquelle on le fixe. On chasse un courant d'air par la tubulaire B dans la tubulaire C\ le courant d'air coupe le courant de gaz et l'entraîne au dehors. Si l'on

possède deux ventilateurs, on fait agir l'un des deux par pression sur la tubulure B et l'autre par aspiration sur la tubulure C. On obtient de la sorte un violent appel du gaz qui empêche celui-ci de s'épandre dans le sondage, d'incommoder les ouvriers et d'être une grande cause d'incendie.

Si l'on possède une pompe à air puissante, on emploie un pot à une tubulure et par aspiration on entraine le courant des gaz à l'extérieur du sondage, ou on le refoule dans les chaudières à vapeur pour être brûlé.

Dans certains terrains, les couches pétrolifères donnent des jaillissements de pétrole plus ou moins violents par l'entraînement des gaz. Le pétrole est parfois accompagné de sables, de pierres en quantité plus ou moins graade. Ordinairement ces jaillissements se produisent à l'improviste, au moment où le trépan pénètre dans la partie la plus riche de la couche, ou encore quand, après avoir enlevé la plus grande partie des eaux et des boues que contenait le trou de sonde, la pression des gaz renfermés dans les terrains surmonte la pression des eaux qui restent encore. Si Ton n'a pas pris ses précautions au préalable, c'est-à-dire établi des réservoirs assez grands, préparé une fermeture automatique du puits, la quantité de pétrole qui peut se perdre peut devenir des plus sérieuses. Il est donc bon, quand on approche des couches pétrolifères, que tout soit prêt pour parer aux jaillissements de pétrole qui pourraient se produire.

Quand on se trouve pris au dépourvu et que le puits n'est muni d'aucune fermeture automatique, on se contente de faire des fouilles tout à l'entour du puits et d'y laisser couler le pétrole que l'on pompe ensuite dans des réservoirs en bois ou en fer à l'aide de pompes. Si l'on ne possède aucun réservoir, et que la nature et la disposition du sol ne permettent pas de faire des réservoirs en terre on se voit forcé de boucher le puits par n'importe quel moyen si l'on ne veut pas perdre tout le pétrole jailli.

En de telles circonstances, on est souvent embarrassé, car la violence du courant de pétrole est telle, la quantité de gaz dégagée du trou de sonde est si grande que l'on ne peut approcher de celui-ci sans courir de grands dangers d'asphyxie. Si le jaillissement du pétrole est accompagné de rejet de sables et de pierres, qui sont parfois projetées à une très grande hauteur, on risque, en dehors de l'asphyxie, de se faire tuer par la chute des pierres ou d'être englouti par les sables. En dehors de tous ces dangers existe encore le plus terrible : l'incendie. Si, au moment où les jaillissements de pétrole se produisent, il existe un foyer quelconque dans le voisinage, les gaz viennent s'y enflammer et en un éclair tout est en feu. Le pétrole enflammé coule dans toutes les directions et met le feu à tout ce qu'il rencontre. Par la chaleur dégagée, on ne peut approcher du puits incendié à une distance considérable, et bien souvent ce n'est que quand les jaillissements de pétrole ont cessé, soit que le trou de sonde s'est obstrué, soit pour toute autre cause, et après que tout le pétrole jailli s'est consumé entièrement que l'on peut songer à gagner le sondage.

Il s'est présenté des cas en Russie où, pour maîtriser des puits incendiés qui donnaient du pétrole par jaillissement depuis de longues semaines, et qui menaçaient de ruiner toute la région, on fut forcé de creuser une galerie souterraine sur une très longue distance pour aller couper les tubages dans le trou de sonde à une certaine profondeur et offrir une nouvelle issue au courant du pétrole.

Quand les jaillissements de pétrole ne sont pas trop violents, et que l'on peut

approcher du sondage sans trop de danger, on peut employer, pour boucher le trou de sonde, un bloc de bois conique que Ton attache à une solide pièce de bois d'une longueur suffisante. On fixe une extrémité de la pièce de bois, à l'aide de solides cordes ou chaînes sur la boiserie du treuil, ensuite on soulève l'autre extrémité et Ton coiffe le trou de sonde du bloc de bois, en ayant soin d'appuyer énergiquement le levier sur le tube en y suspendant un poids suffisant.

Au lieu d'un bloc de bois, on peut encore employer un bout de tube d'une longueur convenable et du même diamètre que celui de la colonne des tubes fermant les eaux (fig. 5, pi. XXXI). On aplatit un bout de ce tube A, on y soude une barre de fer rond, d'une certaine longueur B, en ayant soin de ménager une embase C à hauteur convenable. On rive sur le tube un collet fileté D qui permettra de le raccorder à une conduite de tuyaux. On fait passer la barre de fer rond dans un trou ménagé dans la pièce de bois E, et on cherche à visser le tuyau sur la colonne en laissant la pièce de bois s'appuyer sur l'embase. Si l'on réussit à le visser, il suffit ensuite de le raccorder à une conduite de tubes qui conduira le pétiole dans un réservoir. Si l'on veut boucher complètement le puits, on peut, avant de visser le bout de tube, le munir d'un robinet que l'on ferme et ouvre à volonté.

Parfois le rebord supérieur de la colonne hermétique est plus ou moins détérioré, et l'on ne peut songer à y visser un bout de tube quelconque; il faut donc avoir recours à un autre moyen. Une simple plaque A (fig. 6, pi. XXXI), munie d'un tuyau B fermé par un robinet C, peut quelquefois suffire. On passe le tuyau B dans la pièce de bois D et Ton presse la plaque A sur le tube hermétique E. Pour renforcer le serrage, on passe une bride sur la plaque A et que Ton réunit à un collier serré sur la colonne hermétique par des boulons. On comprend que, pour obtenir un joint plus ou moins hermétique de la plaque sur le tube, on intercale entre le rebord de celui-ci et la plaque une feuille de caoutchouc ou de cuir.

Evidemment, les moyens de fermer un puits jaillissant doivent être différents suivant les cas qui se présentent. Tout cela dépend de la force du jaillissement, de la plus ou moins grande pureté du pétrole et de la nature des gaz qui se dégagent. Quand les jaillissements ont lieu par intermittences plus ou moins longues, il est facile de fermer le puits pendant un arrêt de l'éruption; mais quand le jet de pétrole est continu, on a souvent les plus grandes difficultés à appliquer un moyen quelconque de fermeture, et ce n'est qu'après bien des essais que l'on parvient à se rendre maître du courant de pétrole.

Si le pétrole est mélangé de sable, celui-ci par son frottement use si rapidement le fer ou la fonte de la fermeture du puits, qu'en quelques jours, même en quelques heures, des plaques épaisses de fer ou de fonte sont percées de part en part, complètement rongées. On est donc souvent forcé de recommencer le travail de captage du pétrole et si, après avoir maîtrisé les éruptions, on n'a pas soin de préparer des réservoirs assez grands pour recueillir toute la production du puits, on se retrouve devant les mêmes embarras qu'au moment des premiers jaillissements.

Quand on prévoit des jaillissements violents du pétrole d'un trou de sonde nouveau, on munit préalablement celui-ci d'une fermeture automatique que l'on fait fonctionner au premier jet du pétrole.

Il existe différents systèmes de fermeture automatique qui donnent tous de bons rémiltnts; nous décrirons celui qui est le plus employé.

Elle se compose (fig. 7, pi. XXXI) d'une bague a qui se visse sur la tête de

la colonne de tubes ; un pot b à deux tubulures c d s'accroche à la bague a par un joint à bayonnette (fig. 8); deux tiroirs ef en trois pièces ferment l'ouverture du pot a par le simple jeu du levier à main g; les tiroirs ef s'encastrent l'un dans l'autre de façon à obtenir une fermeture parfaitement hermétique. Ils sont de plus munis d'un évidement convenable qui permet d'envelopper étroitement la sonde si une éruption de pétrole se produit pendant le battage. Afin de pouvoir facilement balancer les tubes sans pour cela être obligé de dévisser la fermeture automatique, on saisit la bague à l'aide d'un étrier h. Cet appareil très simple fonctionne admirablement bien et ne laisse passer auoune goutte de pétrole, même pendant la plus forte éruption de pétrole