Mélanger des tiges de forage neuves et usagées : quand c’est judicieux, quand c’est dangereux et comment faire la différence
Chaque opération de forage se heurte tôt ou tard au même problème budgétaire : vous avez un stock de tiges de forage usagées qui semblent encore utilisables, et vous devez fournir une garniture complète pour le prochain chantier. Acheter des tiges neuves est la solution la plus sûre, mais aussi la plus coûteuse. La question qui revient sans cesse sur les chantiers et dans les services d'approvisionnement est donc : puis-je utiliser les anciennes tiges avec les nouvelles pour faire des économies ?
En bref : parfois. Pour une explication plus détaillée — celle qui garantit la sécurité des équipes et évite que les tiges de forage ne tombent dans le trou —, il faut comprendre ce que signifie concrètement « "used" » pour une tige de forage, et être prêt à effectuer les inspections nécessaires pour que le mélange soit possible.
Que signifie réellement "Used" pour une tige de forage
Une tige de foret ne vieillit pas comme une clé ou un marteau. Son vieillissement se fait de l'intérieur vers l'extérieur, de manière invisible à l'œil nu, et les dommages s'accumulent aux endroits les plus critiques.
L'usure la plus visible est externe : le corps de la tige est éraflé, rayé et s'amincit progressivement sous l'effet des déblais de roche abrasifs projetés à grande vitesse dans l'espace annulaire. Une tige dont l'épaisseur initiale était de 8 millimètres, par exemple, peut se retrouver avec une épaisseur de seulement 6,5 millimètres après quelques centaines de mètres de forage dans une roche dure. Cela peut paraître peu, mais en termes de section transversale – qui détermine la capacité de la tige à supporter une charge axiale et à résister au flambage – la réduction est significative.
L'usure interne est moins visible. L'orifice de rinçage central achemine de l'air comprimé ou de l'eau à haute pression et à grande vitesse, et ce flux – surtout si l'air transporte de fines poussières de roche insuffisamment filtrées – érode la paroi interne au fil du temps. Une tige d'apparence intacte peut présenter des parois dangereusement fines aux endroits où l'érosion interne est concentrée, généralement près des rétrécissements du flux aux extrémités des raccords.
Le vieillissement le plus dangereux se produit à l'échelle microscopique. Chaque coup de marteau génère une onde de choc dans la barre. Chaque rotation sous pression d'avance applique une charge de torsion cyclique. Sur des dizaines de milliers de cycles, l'acier accumule des dommages de fatigue : des dislocations submicroscopiques dans la structure cristalline qui finissent par se coalescer en microfissures. Ces fissures se forment à l'intérieur du métal, généralement aux points de concentration de contraintes comme les racines des filets ou les changements de section, et elles se propagent imperceptiblement jusqu'à ce que la barre se rompe brutalement.
Une tige usagée n'est pas seulement moins brillante. C'est un composant dont l'épaisseur de paroi est réduite, qui présente une érosion interne inconnue et qui a accumulé un historique de fatigue qu'aucune inspection visuelle ne peut pleinement évaluer.
Les quatre risques liés à la réutilisation de cannes usagées sur une nouvelle corde
Un : le problème du maillon faible.
Lorsqu'on utilise des tiges dont la durée de vie restante est différente, la tige la plus usée détermine la fiabilité de l'ensemble. On peut avoir neuf tiges neuves et une seule ayant atteint 80 % de sa durée de vie ; si cette dernière cède (au niveau du filetage, en cours de poste, en profondeur), toute la colonne s'arrête. Le coût de cette seule défaillance, en termes d'immobilisation, de récupération et de perte de production, dépasse généralement les économies réalisées en n'achetant pas une tige neuve.
Deuxièmement : la maintenance devient un jeu de devinettes.
Les barres de production neuves suivent un programme d'entretien prévisible. On sait approximativement combien de mètres elles peuvent encore parcourir avant inspection ou remplacement. L'état des barres usagées est très variable : certaines peuvent avoir encore 200 mètres à parcourir, d'autres seulement 20. Lorsqu'elles sont utilisées simultanément dans une même colonne, il est impossible d'appliquer une norme d'entretien unique. Soit on sur-entretient les barres neuves (ce qui représente une perte de temps et d'argent), soit on sous-entretient les barres usagées (laissant les défauts s'accumuler jusqu'à la rupture).
Troisièmement : ce sont les défauts invisibles qui vous tuent.
Une tige présentant une fissure de fatigue à 80 % de sa durée de vie est extérieurement identique à une tige neuve. La fissure est sous-jacente, cachée à l'entrée du filetage ou au niveau d'un épaulement de diamètre intérieur. Une inspection standard sur site (contrôle visuel, mesure du diamètre extérieur au pied à coulisse) ne permet pas de la détecter. Seuls un contrôle par magnétoscopie ou par ultrasons peuvent révéler les fissures de fatigue sous-jacentes, or la plupart des chantiers de forage ne disposent pas de cet équipement. C'est un pari risqué, basé sur l'invisible.
Quatrièmement : les mathématiques ne fonctionnent pas comme vous le pensez.
En théorie, l'utilisation de cannes usagées permet d'économiser le prix d'achat de quelques cannes neuves. En pratique, ces économies sont absorbées par les temps d'arrêt dus aux ruptures prématurées, le coût de la main-d'œuvre pour récupérer les cannes cassées, la perte de production liée à l'immobilisation d'une installation et le coût potentiel du forage d'un trou perdu suite à la rupture d'une canne. La rupture d'une seule canne dans un trou de production peut coûter plus cher que l'achat de toute une série de cannes neuves.
Quand le mélange est réellement justifiable
Cela ne signifie pas que vous ne pouvez plus jamais utiliser de vieilles cannes. Cela signifie simplement que vous avez besoin d'un système.
Premièrement : inspectez minutieusement chaque tige usagée avant de l’intégrer à un montage. Par « inspecter », j’entends plus qu’un simple examen visuel. Mesurez le diamètre extérieur en plusieurs points le long de la tige. Toute tige ayant perdu plus de 10 % de son épaisseur initiale doit être mise au rebut, sans hésitation. Examinez les filetages à la loupe : des piqûres, des grippages ou des déformations sur les flancs des filets indiquent une étanchéité compromise. Si vous avez accès à un contrôle par ressuage ou par magnétoscopie, effectuez un contrôle sur le fond des filets : c’est là que les fissures de fatigue se forment.
Deuxièmement : triez vos tiges selon leur durée de vie restante. Groupe A : moins de 100 mètres de service, pratiquement neuves. Groupe B : de 100 à 300 mètres, en milieu de vie. Groupe C : plus de 300 mètres, proches de la fin de vie. N’utilisez jamais de tiges du groupe C dans une même garniture pour des forages en roche dure ou en profondeur. Si vous devez les mélanger, utilisez uniquement des tiges des groupes A et B, et seulement pour des forages peu profonds et dans des conditions modérées où une rupture ne serait pas catastrophique.
Troisièmement : n’utilisez jamais de tiges neuves et usées sur les forages critiques – forages de drainage de gaz profonds, forages d’exploration coûteux, forages en terrain difficile où un blocage de la garniture serait irrémédiable. Sur ces forages, utilisez exclusivement des tiges neuves. Le rapport coût-efficacité est évident lorsqu’on compare le coût d’un forage perdu au coût des tiges.
Quatrièmement : si vous gérez un stock mixte, un système de suivi est indispensable. Attribuez un identifiant unique à chaque canne, notez son compteur d’entretien et mettez-la hors service après un certain nombre d’utilisations, plutôt que d’attendre sa panne. La canne la plus coûteuse n’est pas celle que vous achetez, mais celle que vous utilisez au-delà de sa durée de vie et pour laquelle vous devez vous dépanner.
En résumé
Mélanger des tiges de forage neuves et usagées peut s'avérer judicieux si vous considérez cela comme une décision de gestion responsable plutôt que comme un choix hâtif au hasard. Inspectez-les minutieusement, triez-les selon leur état, limitez leur utilisation aux forages à faible risque et tenez un registre. Si vous ne pouvez pas appliquer ces quatre conditions, achetez des tiges neuves. Les économies réalisées grâce au mélange vous seront rapidement rentabilisées : temps d'arrêt, interventions de dépannage et forages à refaire.
