Brevet FR2012578A1 — publié le 19700320

pv Z! • ZU lZD/O L'invention concerne les dispositifs. é,ta%o£éification des arbres des moteurs de fond et plus, précisément • les gjçteurs électriques (des électroforeuses) et hydrauliques (des turboforeuses). A l'heurë actuelle pour étanchéifier les arbres des électro-5 foreuses on utilise un dispositif bien connu qui comprend un corps formant avec l'arbre un espace annulaire divisé par un joint de face en enceintes de haute et de basse pression, et qui convient pour des travaux à des pressions ne dépassant pas 15 kg/cm . Vu l'extension de l'utilisation de trépans à jet qui assurent 10 dans des conditions déterminées un accroissement notable de la vitesse de forage et une diminution de 2 à 3 fois des dépenses pour les trépans par puits, la pression sur le T>resse-étoupe du 2 moteur de fond atteint 80 à 100 kg par cm . : On connaît également l'utilisation, à des pressions aussi 15 élevées, de joints de face déchargées hydrauliquement.- Mais les joints de face connus utilisés aux hautes pressions dans des conditions d'oscillations importantes de la pression de la boue et des fortes vibrations auxquelles sont soumises dans les puits les foreuses électriques, fonctionnent de façon non 20 satisfaisante car ils s'usent rapidement ou leurs éléments conjugués de face "s'ouvrent". la présente invention vise la création d'un dispositif d'étanchéification de l'arbre d'un moteur de fond, permettant de rendre étanche ses arbres tournants pour permettre un fonctionnement 25 très fiable dans des conditions de grandes différences de pression. Ce problème est résolu du fait que dans le dispositif d'étanchéification de l'arbre du moteur d'une foreuse, comprenant un corps formant avec l'arbre un espace annulaire divisé par un joint de face en enceintes de haute et de basse pression, selon 30 l'invention dans l'espace annulaire du côté de l'enceinte de basse pression est monté un second joint de face de façon qu'entre ce dernier et le premier joint soit formée une chambre dans laquelle est installée une pompe à piston plongeur destinée à refouler vers l'enceinte de haute pression l'huile s'infiltrant de cette dernière 35 dans ladite chambre. Il convient de disposer dans ladite chambre entre la pompe et le joint de l'enceinte de haute pression un piston annulaire "flottant" qui ouvre la soupape d'aspiration de la pompe lors de la diminution- de la pression dans la chambre et qui serre le joint 40 de l'enceinte de haute pression lors de l'accroissement de la 69 23241 2U125/8 pression dans la chambre par rapport à la pression existant dans l'enceinte de basse pression.' Il est également avantageux que ladite pompe à piston plongeur soit actionnée par l'arbre du_moteur de fond à l'aide d'un plateau-5 came oblique® Grâce à l'utilisation de la présente invention l'efficacité du forage au moyen de trépans à jet augmente et la période de fonctionnement des moteurs de fond entre les révisions est considérablement prolongée. 1C jgans ce qui suit l'invention est expliquée par un exemple de réalisation et un dessin représentant une vue en coupe longitudinale du dispositif pour 1'étanchéification de l'arbre d'un moteur de fond selon l'invention. 2 la pression effective, de l'ordre de 100 kg/cm , agissant 15 dans l'enceinte 1 est supportée directement par le joint de face 2 déchargé hydrauliquement L'huile s'infiltrant de l'enceinte de haute pression 1 dans ia chambre 4 à travers le joint 2 est refoulée de nouveau dans l'enceinte de haute pression 1 par une pompe à piston plongeur 10 comprenant un piston plongeur 11, un ressort 12, une soupape 25 d'aspiration 13 et une soupape de refoulement 14. La pompe 10 est actionnée par l'arbre 15, par l'intermédiaire d'un plateau-came oblique 16 fixé sur cet arbre du moteur de fond. À l'extérieur le dispositif est limité par un corps 17, à l'intérieur par l'arbre 15. 30 Lorsque l'huile de la chambre 4 est refoulée et la pression dans l'enceinte 5 diminue, le piston annulaire 7 se déplace vers le bas et l'ergot 18 fixé sur ce piston entr'ouvre la soupape d'aspiration 13. La pompe commence alors à fonctionner à vide et le refoulement de l'huile de la chambre vers l'enceinte de 35 haute pression cesse. Lorsque la pompe cesse de refouler l'huile» le piston annulaire est déplacé vers le haut par l'huile arrivant par le joint de face 2. Le faible déplacement du piston annulaire vers le hauts ' achève par une nouvelle amenée d'huile par la pompe 1-0, après quoi le piston annulaire 7 se déplace à nouveau 40 vers le bas. 69 23241 3 2012578 De cette façon, le piston annulaire 7 accomplit des mouvements oscillatoires pendant lesquels la pompe 10 soit refoule l'huile de la chambre 4 vers l'enceinte de haute pression 1, soit fonctionne à vide. 5 lors du fonctionnement normal du joint de face déchargé 2 l'arrivée de l'huile de l'enceinte de haute pression 1 dans la chambre 4 est insignifiante. Mais une "ouverture" inopinée de ce joint est possible. Ceci peut se produire par suite d'une forte vibration du dispositif due à la redistribution de la pression de 10 contact dans l'intervalle entre les deux éléments conjugués du joint de face 2. En cas "d'ouverture" du joint 2 l'huile arrive rapidement dans la chambre 4 et le piston annulaire 7 est repoussé vers le haut. Au début du mouvement vers le haut du piston annulaire 7 la pompe 10 commence à refouler l'huile vers l'enceinte de haute 15 pression 1 et lorsque le piston annulaire atteint sa position supérieure extrême il serre les deux éléments du joint de face 2 et le fonctionnement normal de ce joint est rétabli. Pendant le fonctionnement du dispositif la pression dans la chambre 4 par rapport à celle régnant' dans l'enceinte de basse 20 pression 5 reste faible (lors des essais elle ne dépassait pas 3 kg/cm2). la faible différence de pression maintenue de façon constante sur le deuxième joint de face 6 assure le fonctionnement stable de ce joint avec passage minimal de l'huile vers l'enceinte de basse 25 pression. Le dispositif proposé a été essayé sur un banc avec une o différence de pression de 100 kg/cm * Durant 200 heures de fonctionnement le passage de l'huile est resté insignifiantj (moins de 200 cm d'huile par 24 heures de fonctionnement)» Après le 30 démoncage et l'examen des pièces on a trouvé seulement de faibles traces de rodage, ce qui permet de considérer ce dispositif comme suffisamment efficace. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre 35 d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 69 23241 4 2012578 REVENDICATIONS 1-. - Un. dispositif pour 1 'étanchéification de l'arbre d'un moteur de fond, du type comprenant un corps formant avec ledit arbre un espace annulaire séparé par un joint de face en enceint® de haute et de basse pression, ledit dispositif étant caractérisé en ^ ce que du côté de l'enceinte de basse pression, dans l'espace annulaire, est monté un second joint de face de manière à former entre ce dernier et le premier joint de face une chambre dans laquelle est installée une pompe à piston 'plongeur adaptée pour refouler de nouveau vers l'enceinte de haute pression l'huile 10 s'infiltrant de cette dernière dans ladite chambre. 2. - Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite chambre est disposé un piston annulaire "flottant" monté entre la.pompe et le joint de l'enceinte de haute pression, ledit piston ouvrant la soupape d'aspiration de la pompe lors de 15 la diminution de la pression dans ladite chambre et serrant le joint de l'enceinte de haute pression lorsque-la pression dans la chambre augmente par rapport à la pression dans l'enceinte de basse pression. 3. - Un dispositif selon les revendications 4 et 2, carac-20 térisé en ce que la pompe à piston plongeur précitée est actionnée par l'arbre du moteur de fond par l'intermédiaire d'un plateau-came oblique. 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