Brevet FR2439313A1 — publié le 19800516

L'invention est relative à des pompes pour puits profonds du type à commande à pied ou à main, mais qui, grace aux progrès apportés par la présente invention, peuvent être commandées par des moteurs de faible puissance. On connait déjà des pompes pour puits profonds dont le mouvement, générateur de débit est transmis entre la surface et le fond du puits par voie liquide. Les essais d'application, faits dans des régions désertiques sur des puits sans tubage ou maçonnerie, ont conduit à des échecs à raison des aléas de fonctionnement, alors qu'il serait désirable le plus souvent d'avoir un débit assuré pendant I8 h par jour tout au long de l'année, et que la main d'oeuvre de réparation est souvent à une distance moyenne qui peut atteindre I00 Km et plus. Le résultat en a été que, selon des rapports fiables, plus de 50% de forages récents ne fonctionnent plus, et plus de 50% des restants sont revenus au puisage manuel ou à traction animale. Néanmoins, ces expériences ont montré qu'il fallait éviter les effondrements des puits et des berges, éviter la pollution des puits par l'eau épandue autour de point d'eau et tenir le plus grand compte de l'usure des pistons et des cylindres due à la qualité minérale de l'eau pompée. Enfin, Si l'on a la chance de pomper de l'eau potable, il faut éviter la pollution par le dispositif de pompage lui-même. La présente invention est caractérisée en ce que elle prévoit entre l'installation de pompage en surface at l'installation de pompage au fond du puits, une connection hydraulique fermée à ses deux extrémités et par laquelle se transmet alternativement une puissance hydraulique entre les installations en surface et les installations au fond. Selon une seconde caractéristique, la transmission de puissance par le circuit fermé est commandé par un dispositif échangeur de pression faisant partie de l'installation en surface. Selon une troisième caractéristique, l'échangeur de pression est commandé par un circuit de pompage qui fait également partie de l'installation en surface. Selon une quatrième caractéristique la dite connection hydraulique comporte et est fermée au fond du puits par un dispositif dont le volume varie avec la pression qui lui est transmise par la dite connection. Selon une cinquième caractéristique le dispositif à volume variable est constitué par un élément de tuyau dilatable. Dtautres caractéristiques brevetables apparaitront dans la sui te au cours de la description d'un exemple de mise en oeuvre, sans que l'inventeur entende limiter le domaine de l'invention par les particularités ou aux particularités des exemples choisis pour l'illustration. Dans les dessins joints - la figure I, représente, vu en coupe schématique longitudinale une installation de pompage selon l'invention. - la figure 2 est une coupe schématique horizontale de figure I. - la figure 3 représente en coupe verticale un mode de réalisa tion groupant en surface le dispositif de pompage et le dispo sitif échangeur de pression. - la figure 4 représente un dispositif de sortie permettant d'é carter la distribution à distance du forage. Sur la figure I, on a représenté à échelle réduite, un forage de 4" (9,8 cm) pourvu d'un tubage I, dont on pourra se dispenser quand la nature du sous-sol le permet. Dans la partie inférieure du tubage se trouve une chambre de pompage 2, d'un diamètre de 3" (7,35cm), qui comporte les deux clapets usuels 3 et 4. 3 étant le clapet d'aspiration avec sa crépine 5, et 4 le clapet de refoulement. On a désigné par 6 le tuyau de refoulement et par 7 le tuyau de transmission d'énergie (ou tuyau de pompage); ces deux tuyaux seront dans la pratique coaxiaux ce qui est une co.modité et non une nécessité. Cette disposition permet un surdimensionnement des sections réduisant les pertes de charges non négligeables dans des circuits dans lesquels les fluides évoluent d'une manière alternative et- ou discontinue. Ce qui précède est classique, la nouveauté consiste en la superposition dans cette réalisation, de deux idées inventives la première comporte la séparation du circuit IO de la pompe 12 d'avec le circuit 13. la seconde étant d'avoir constitué ce circuit I3 en circuit fermé à ses deux extrémités en sorte qu'il nty a plus de possibilité de contact entre le liquide de fonctionnement de la pompe qui peut alors être de l'huile,avec le liquide puisé, ce qui est interessant si ce dernier liquide est de l'eau potable La fermeture du circuit I3 à l'extrémité supérieure est consti- tuée par un dispositif en soi connu, auquel on fait de plus remplir le rôle d'un échangeur transformateur de pression, désigné dans son ensemble par I4, qui dans le présent-exemple, est constitué par deux cuvettes I5-I6 réunies entre elles, d'une manière étanche par les lèvres de leurs rebords, et entre les dites lèvres, est bloquée une membrane I7, par exemple constituée par une membrane en caoutchouc connu sous le nom de nitrile acrylique. Cet échangeur I4 forme donc deux charibres I8/Ig, qui doivent être parfaiteent étanches l'une par rapport à l'autre et les deux chambres par rapport à l'extérieur, la chambre I8 faisant hydraule quement partiQdu circuit IO tandis que la chambre 19 fait hydrauliquement partie du circuit 13. Le circuit IO relie la chambre I8 à la pompe 12, qui est une pompe alternativement foulante et aspirante, dont le levier de manoeuvre 20 pivote autour de l'axe 2 , supporté lui-m4ine par le pilier 22. Mais il y a lieu d'insister sur la fait que non seulement le circuit I3 est fermé à son extrémité inférieure, mais encore sur ce que il est fermé par un dispositif très spécial, connu en luimême pour d'autres applications, mais qui joue dans la présente application en quelque sorte le rôle d'un a;tplificateur. Selon l'invention on utilise un tuyau dilatable, raccordé au circuit I3 par une de ses extrémités, et fermé à son autre extrémité. La déformation en diamètre d'un tel tuyau est pratiquement linéaire entre O et IO bars. Il restitue pratiquement pendant la période de contraction toute l'énergie emmagasinée pendant la période de dilatation. Dans un tel dispositif aucune bulle d'air ne doit rester prisonnière dans les circuits et c'est pourquoi, il faut prévoir des orifices de purge en tous les points hauts. D'où la disposition inclinée de l'échangeur I4, les dispositifs des purges indiquées par le chiffre 23 et la position de l'orifice de remplissage 24. La figure I représente le schéma de l'installation d'étude. On a indiqué en figure 3 et 4 des dispositions pratiques qui ont la préférence de l'inventeur. La figure 3 montre le rassemblement du transmetteur de pression 14 et du piston 25 db la pompe I2, dans un seul ensemble qutil est alors facile de situer à bonne distance du puits et d'équiper pour être mené soit par le pied (figure 3) soit par la main avec un levier non représenté. Dans la réalisation selon figure 3, le transmetteur de pression est coaxial avec le cylindre 25. On a représenté, à titre de variante, une commande au pied par la pédale 26. On peut également prévoir une commande par micro moteur rotatif ou une éolienne, muni d'une quelconque transmission classique de transformation de mouvement rotatif en mouvement aLternatif de translation. Par la figure i, on a donné une solution pratique et élégante comme dispositif de sortie, constituée par une boite à une entrée et trois sorties à option, dont on peut coiffer la tette de forage ou de puits. On peut alors avec des tuyaux plastiques, semi-rigides par exemple, rejeter les sorties d'eau à quelque distance de l'orifice de forage, de mée que le bloc de figure 3 peut dtre rejeté à la m8me distance du dit orifice, ce qui permet d'éloi zoner les mouvements humains ou les animaux, de la proximité du point d'eau. - R E V E N D I C A T I O N S - I)-Dispositif de pompage pour puits profonds comportant une ins tallation en surface et une installation au fond reliées par une connection hydraulique assurant la transmission d'énergie caractérisé en ce que la connection hydraulique est fermée à ses extrémités. 2)Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que la transmission de puissance par le circuit fermé est commandé par un dispositif échangeur de pression faisant partie de l'ins tallation en surface. 3)-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'é changeur de pression est commandé par un circuit de pompage, qui fait également partie de l'installation en surface. 4)-Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de pompage est un circuit d'huile fermé. 5)-Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que la dite çonnection hydraulique comporte et est fermée au fond du puits par un dispositif dont le volume varie avec le pression qui lui est transmise par la dite connection. 6)-Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif à volume variable est constitué par un élément de tuyau dilatable. 7)-Dispositif de pompage pour puits profonds comportant une ins tallation en surface et une installation au fond reliées par une connection hydraulique assurant la transmission d'énergie, caractérisc en ce que la sortie de liteau est assurée par une tête ou boite à I'extr8mité supérieure du forage, cette tête présentant plusieurs sorties permettant d'éloigner du forage les distributions d'eau. 5 pages.