Brevet FR2468938A1 — publié le 19810508

L'invention concerne essentiellement un dispositif de dosage, et en particulier de microdosage, de produits fluides, comprenant notamment des vannes de réglage de débit, des clapets anti-retour et des robinets d'isolement. Ce dispositif de dosage ou de microdosage selon l'invention est du type à une plusieurs entrées, et à sorties multiples. Il peut autre utilisé pour le microdosage d'un ou de plusieurs produits liquides ou gazeux, et pour leur distribution, d'une façon prédéterminée, dans plusieurs conduits menant à des installations identiques ou différentes, dans lesquelles ces produits sont utilisés. Ce dispositif de dosage et de distribution trouve un vaste champ d'application dans l'industrie chimique en général, et en particulier dans l'exploitation des puits de pétrole par la technique dite du "gas lift". Cette technique consiste à injecter, dans un puits de remontée de pétrole, un gaz sous pression permettant d'alléger le pétrole, pour faciliter sa remontée jusqu'au niveau du sol. Au gaz sous pression que lson utilise pour cela, on ajoute un débit extrêmement faible, de l'ordre de quelques litres par 24 heures, d'un ou de plusieurs produis chimiques, du type anti-corrosion, anti-tartre, etc. Pans la technique actuelle, il nsexiste pas un appareil permettant d'effectuer simultanément le microdosage et la répartition de ces produits chimiques ajoutés au gaz utilisé pour la remontée du pétrole, et les installations utilisées pour cela sont d'un type tout à fait classique : elles comprennent des pompes d'alimentation des produits chimiques, reliées par des tuyauteries à des vannes de réglage de débit, dont les sorties sont ellesmimes reliées par des tuyauteries à des robinets de sectionnement ou d'isolement, en aval desquels sont prévues des tuyauteries menant à des conduites de gaz comprimé. On comprend que, lorsqu'il faut alimenter,à partir d'une même entrée de produits chimiques, plusieurs conduites de gaz comprimé (par exemple au nombre de huit ou dix) l'ensemble des tuyauteries nécessaires est relativement complexe, volumineux, encombrant, qu'il nécessite une protection en raison notamment du réglage très fin des vannes de microdébit, qu'il pose des problèmes d'installation et de maintenance relativement complexes, etc. Ces problèmes se compliquent encore lorsqu'il faut alimenter les diverses conduites-de gaz comprimé au moyen de deux microdébits de produits chimiques différents, qui doivent de préférence étre mélangés entre eux avant d'entre ajoutés au gaz comprimé utilisé pour la remontée du pétrole, ces débits pouvant de plus autre différents pour chaque conduite d'alieeffation. On aboutit finalement à une installation complexe dans laquelle se posent de plus des problèmes d'étanckei- té, car les pressions de service peuvent être relativement élevées. La présente invention a précisément pour but de résoudre tous ces problèmes de façon simple, efficace et éccncanigue. Elle-propose pour cela un dispositif de dosage, et en particulier de microdosage, de produits fluides, comprenant des vannes de réglage de débit, des clapets anti-retour et des robinets d'isolement, caractérisé en ce qu'il est du type monobloc à au moins une entrée et à sorties multiples, et en ce qu'il est constitué essentiellement d'un bloc support, dans lequel sont formés des conduLts communiquant entre eux, de façon à relier ladite entrée à chacune des sorties précitées, certains au moins de ces conduits étant destinés à recevoir des vannes de réglage de débit et des robinets d' isolement précités. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesoon- duits précités sont des alésages percés dans le bloc, les extrémités de certains de ces conduits étant obturées par des bouchons vissés. L'invention permet donc d'obtenir un système de microdosage par le remplacement d'un ensemble de tuyauteries complexe par un seul bloc-support, dans lequel sont formés tous les conduits nécessaires et qui porte directement toutes les vannes de réglage de débit et tous les robinets disolement nécessaires. Ce bloc peut être fabriqué en série , ce qui permet de diminuer de façon très importante le prix de revient d'un tel dispositif de microdosage.- De plus, les problèmes de maintenance sont résolus de façon très simple, car, en cas d'une défaillance ou d'une panne quelconque, il suffit de changer le bloc, ou bien la vanne de réglage de débit ou le robinet d'isolement qui présente un défaut. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de microdosage et de distribution de produits fluides selon l'invention - la figure 2 est une vue en élévation d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention, correspondant au schéma de la figure 1;; - la figure 3 est une vue de c8té du dispositif représenté en figure 2 - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe transversale de ce dispositif, respectivement selon les lignes IV-IV et V-V de la figure 2 ; et - la figure 6 est une vue agrandie d'une partie du dispositif de la figure 2. On va donc maintenant décrire en détail un mode de réalisation préféré d'un dispositif de microdosage et de distribution de produits fluides, selon l'inv?ntion, qui est du type à deux entrées et à huit sorties, chacune de ces sorties étant destinée par exemple à être reliée à une conduite de gaz comprimé menant à un puitsd'extraction de pétrole. En figure 1, on a représenté schématiquement un tel dispositif selon l'invention. La ligne 10 en traits fantômes désigne le contour d'un bloc monolytique, qui sera décrit plus en détail en référence aux autres figures, dans lequel sont formées deux entrées lita, 11b, huit sorties 12a-12h, deux sorties supplémentaires 13a, 13b, opposées aux entrées lita, 11b et destinées à être reliées respectivement à des manomètres PI, P2, et une autre sortie 14 destinée à permettre la purge du dispositif. Les deux entrées lita, îIb sont alimentées respectivement par des pompes doseuses 15a, 15b, par l'intermédiaire d'un dispositif anti-pulsation 16a, 16b respectivement et d'un robinet d'isolement 17a, 17b. Immédiatement en aval de chaque entrée 11a, 11b est prévu un filtre 18a, 18b, dont la sortie alimente un conduit longitudinal 19a, 19b respectivement. L'extrémité aval du conduit 19a est reliée par un robinet d'isolement 20a à la sortie 13a du bloc 10, et le conduit longitudinal 19b est de même relié, à son extrémité aval , à la sortie 13b du bloc 10 par l'intermédiaire d'un robinet d'isolement 20b.Les sorties des robinets d'isolement 20a et 20b sont reliées à l'orifice de purge 14 du bloc 10 par un robinet d'isolement 21a, 21b respectivement. Le conduit longitudinal 19a est relié, entre le filtre -18a et le robinet d'isolement 20a, aux entrées huit vannes de réglage de débit 22a-22h qui sont en parallèle. Les sorties de ces vannes de réglage sont reliées chacune à l'entrée d'un clapet anti-retour 23a-23h permettant au fluide de sortir de la vanne de réglage de débit correspondante, mais non d'y retourner De même, le conduit longitudinal 19b est relié à huit vannes de réglage de débit 24a-24h dont les sorties sont chacune reliées à un clapet anti-retour 25a-25h permettant au fluide de sortir de la vanne de réglage de débit, mais non d'y retourner. Les sorties des clapets anti-retour 23a et 25a sont reliées à la même entrée d'un robinet d'isolement 26a, dont la sortie est reliée à la première sortie 12a du bloc 10. De même, les entrées de robinets d'isolement 26b-26h sont reliées aux sorties des clapets anti-retour 23b et 25b,..., 23h et 25h, respectivement, et les sorties de ces robinets d'isolement sont reliées respectivement aux sorties 12b-12h du bloc 10. On comprend que le dispositif qui vient d'être décrit permet d'alimenter les entrées lita, 11b du bloc 10 avec des débits et des pressions prédéterminés de deux fluides différents, pour obtenir aux sorties 12a-12h du bloc 10 des débits et des pressions prédéterminés- d'un mélange de ces deux fluides. On va maintenant décrire plus en détail un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, en référence aux figures 2 à 6. Dans ces figures, le bloc 10 est un bloc massif, par exemple en acier inoxydable, de forme parallélèpipèdique rectangle. Il est destiné à être monté sur un support, au moyen de pattes de fixation 30 et 31 soudées aux extrémités du bloc 10. Les entrées 11a et 11b du bloc 10 sont formées par deux perçages borgnes, filetés intérieurement, de façon à pouvoir recevoir des raccords de jonction. Les extrémités borgnes des perçages d'entrée lIa, 11b, sont reliées, par des alésages transversaux 33a (non représenté) et 33b à une face du bloc 10. Les filtres 18a, 18b sont montés sur cette face du bloc 10, et comprennent pour cela un corps 34 dont une extrémité est filetée de façon à pouvoir être vissée dans un manchon fileté 35 soudé sur cette face du bloc 10. Chaque filtre 18a, 18b est du type comprenant une cartouche filtrante 36 supportée intérieurement par un tube 37 perforée par exemple en acier inoxydable. L'alésage précité 33a, 33b est destiné à déboucher dans l'espace annulaire compris entre le corps 34 et la cartouche filtrante 36, formant entrée dans le filtre, tandis que l'espace interne du tube perforé 37 forme sortie du filtre et se trouve en regard d'un alésage oblique 38a, 38b percé dans le bloc 10 pour déboucher dans l'extrémité amont du conduit longitudinal 19a, 19b correspondant (figure 6). Chaque conduit longitudinal 19a, 19b est un alésage longitudinal borgne, percé dans le corps 10 depuis la face d'extrémité de celui-ci qui est opposée à la face d'extrémité comprenant les perçages d'entrée lita, IIb. Les extrémités aval des alésages longitudinaux 19a, 19b sont fermées par des bouchons vissés 40a, 40b. Le bloc 10 comprend encore huit séries d'alésages transversaux, qui sont destinés à relier chaque conduit 19a, 19b aux sorties 12a-12h du bloc 10, certains de ces alésages étant destinés de plus à recevoir les vannes de réglage de débit et les robinets d'isolement précités. Chacune de ces huit séries d'alésages transversaux est formée dans le plan transversal du bloc 10 correspondant à une sortie 12a-12h associée. On va décrire en référence à la figure 4, l'une de ces huit séries d'alésages transversaux, qui est associée à la sortie 12h du bloc 10. Cette série d'alésages comprend tout d'abord deux premirs alésages transversaux, percés depuis la face du bloc 10 qui est opposée à la face de ce bloc sur laquelle sont montés les filtres isba, 18b. Ces premiers alésages transversaux 41 débouchent l'un dans le conduit longitudinal-19a, l'autre dans le conduit longitudinal 19b, et sont desthés à recevoir, l'un une vanne de réglage de débit 22h, l'autre la vanne de réglage de débit correspondante 24h. Ces vannes sont montées vissées dans les parties supérieures des alésages 41, et sont du type à aiguille très fine coopérant avec un siège percé axialement dont l'orifice axial forme entrée de fluide et communique avec le conduit- longitudinal correspondant 19a, 19b.La sortie de chaque vanne de réglage de débit 22h, 24h est latérale, et débouche dans un second alésagetransversal: 42, qui traverse de part en part le bloc 10, en étant fermé à ses extrémités par des bouchons vissés 43, qui recoupe les alésages 41 au niveau des sorties des vannes de réglage de débit, et qui est situé au-dessus des conduits longitudinaux 19a, 19b en figure 4. Le second alésage transversal 42 est de forme étagée, comme représenté en figure 4. Un clapet anti-retour 23h est logé dans cet alésage, en aval de la sortie de la vanne de réglage 22h. Ces clapet est du type à bille destinée à venir s'appuyer sur un siège percé d'un orifice axial, pour fermer cet orifice et empêcher le retour du fluide vers la sortie de la vanne 22h.Une goupille 44 traverse l'alésage 42, en aval du clapet à bille 23h, pour empêcher la bille de s'éloigner trop de son siège. Un second clapet anti-retour 25h, du mEme type que le premier, est également logé dans l'alésage transversal 42, en aval de la sortie de l'autre vanne de réglage 24h, une autre goupille 44 traversant l'alésage pour maintenir la bille du clapet anti-retour 25h au voisinage de son siège. Un troisième alésage transversal 45, de forme étagée, est percé dans le corps 10 depuis la face de celui-ci portant les filtres 1 8a et 18b, ce troisième alésage 45 étant perpendiculaire au second alésage 42 et parallèle aixpremiers alésages 41. Le troisième alésage 45 débouche dans le second alésage 42 entre les goupilles 44, ctest-à-dire entre les deux sorties des clapets anti retour et25h. Ce troisième alésage 45 est destiné à recevoir un robinet d'isolement 26h du type à entrée axiale et sortie latérale. Ce robinet d'isolement comprend un pointeau mobile, dont le déplacement axial est commandé par la rotation d'une tige d'extrémité 46. Dans l'exemple représenté, le corps de chaque robinet d'isolement est soudé sur la face correspondante du bloc 10. Un quatrième conduit transversal 47, parallèle au second conduit transversal 42, est percé dans le bloc 10, pour relier la sortie 12h au troisième alésage transversal 45, au niveau de la sortie latérale du robinet d'isolement 26h. Cette série d'alésages transversaux 41, 42, 45 et 47 est répetée au niveau de chaque sortie 12a-12g-. On notera que les-vannes de réglage de débit, qui n'ont patté décrites en détail dans ce qui précède, sont par exemple des vannes disponibles sur le marché sous la dénomination "Emerson-Brooks France type NRS". Ces vannes permettent un réglage du débit entre des valeurs de l'ordre de 0,2-l/h et 1,7 l/h. On remarque en figure ? que toutes les vannes de réglage de débit sont portées par la même face du bloc 10, tandis tous l'eus robinets d'isolement sont portés par la face opposée du bloc 10, qui porte également les filtres 18a, 18b. L'extrémité du bloc 10, qui est opposée à l'extrémité supportant les filtres 18a, 18b, supporte les robinets d'isolement 20b, 20a associés auxmanomètres P1 et P2 respectivement, ainsi que les deux robinets d'isolement 21 a, 21b prévus en amont de l'orifice de purge 14 (figures 2 et 5). Chaque robinet d'isolement 20b, 20a est monté dans un alésage transversal 50 qui est percé depuis la face du bloc 10 portant les robinets d'isolement 26a-26h et qui débouche dans le conduit longitudinal correspondant 19a, 19b. Comme les précédents, ces robinets dtisolement 20a, 20b sont du type à entrée axiale et sortie latérale, et leur sortie latérale dans l'alésage 50 débouche dans un perçage formant la sortie 13a, 13b précitée. De plus, un perçage transversal 51 relie le fond de chaque alésage transversal 50 au fond d'un autre alésage transversal 52 dans lequel est monté un robinet d'isolement 21a, 21b précité. Chaque perçage transversal 52 débouche sur la face du bloc 10 qui porte les Bannes de réglage de débit 22a-22h et 24a-24h. Comme les précédents, les robinets d'isolement 21a et 21b sont du type à entrée axiale et sortie latérale. Les sorties latérales des robinets d'isolement 21a et 21b débouchent dans un alésage transversal 53 qui traverse complètement le bloc 10, perpendiculairement aux alésages 50, 51 et 52, en traversant les alésages 52 au niveau des sorties des robinets d'isolement 21a et 21b. Les extrémités de cet alésage transversal 53 sont fermées de façon étanche par des bouchons 54. L'orifice de purge 14 précité est formé par un perçage transversal, perpendiculaire à l'alésage 53, et qui débouche sensiblement dans la partie médiane de cet alésage. On a encore prévu, sur le bloc 10, un capot 55, monté articulé au moyen de charnières 56 sur une extrémité du bloc 10, et qui est destiné à recouvrir toutes les vannes 22a-22h et 24a-24h de réglage de débit. Ce capot peut être verrouillé en position fermée, au moyen d'un cadenas fixé sur un montant 57 solidaire de la facWu bloc 10 portant les vannes de réglage de débit et passant à travers un trou correspondant du capot 55-. On a également prévu, sur la face opposée du bloc 10, un point d'ancrage d'une chaîne 58 à l'extrémité de laquelle est fixée une clé 59 de manoeuvre des robinets d'isolement 20a et 20b, 21a et2lb, et 26a-26h. On notera enfin que les vannes de réglage de débit snnt du type à réglage de perte de charge, et comprennent chacune un vernier solidaire de la tige de commande de la vanne, permettant ainsi de régler la perte de charge du fluide à la traversée de la vanne. Ce réglage de la perte de charge dans chaque vanne peut être réalisé en tenant compte des différences de perte de charge dans les perçages reliant une entrée 11a ou Ilb aux différentes sorties 12a-12h. On peut ainsi, si on le désire, obtenir des débits de fluide parfaitement identiques aux différentes sorties 12a-12h. A titre d'exemple, on précisera que, dans une application particulière, la pression de fluide dans une entrée 11a ou Ilb est de l'ordre de 120 kg/cm2, et que la perte de charge dans chaque vanne de réglage de débit est de l'ordre de 10 kg/cm. On comprend que le bloc du dispositif selon l'invention, sur lequel sont montés les filtres, les vannes de réglage de débit, les robinets d'isolement, ainsi que les manomètres, peut être fabriqué en grande série à un prix de revient relativement très bas. De plus, le dispositif selon l'invention est facile à installer, puisqu'il suffit de raccorder des conduits aux diverses entrées et sorties du bloc, il est facile à contrôler, à entretenir ou à remplacer. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre 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 suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de dosage, et en particulier de microdosage, de produits fluides, comprenant des vannes de réglage de débit, des clapets anti-retour et des robinets d'isolement, caractérisé en ce qu'il est du type monobloc à au moins une entrée et à sorties multiples, et est constitué d'un bloc support dans lequel sont formés des conduits communiquant entreeux, de façon à relier ladite entrée à chacune des sorties précitées, certains au moins de ces conduits étant destinés à recevoir des vannes de réglage de débit et Ig robine8 d'%solement. 2. Dispositif selon Aa revendication 1, caractérisé en ce que lesdits conduits sont des alésages percés dans le bloc, les extrémités de certains de ces conduits étant obturées par des bouchons vissés. 3. Dispositif selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le bloc comprend, d'amont en aval entre l'entrée et chaque sortie précitée, un conduit longitudinal débouchant à au moins une extrémité du bloc un- premier conduit transversal percé depuis une face du bloc et débouchant dans le conduit longitudinal, pour recevoir une vanne de réglage de débit ; un deuxième conduit transversal, perpendiculaire au premier, relié par son extrémité amont à la sortie de la vanne de réglage et débouchant par son extrémité aval dans un troisième conduit transversal parallèle au premier ; le troisième conduit transversal débouchant sur une face du bloc pour recevoir un robinet d'isolement ; et un quatrième conduit transversal, parallèle au second, relié par son extrémité amont à la sortie du robinet d'isolement, et débouchant par son extrémité aval sur une autre face du bloc pour former une sortie précitée. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un clapet anti-retour du type à bille est logé, dans le second conduit transversal précité. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est du type à deux entrées parallèles, qui sont reliées par des conduits précités aux mêmes sorties. 6. Dispositif selon l'ensemble des revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le bloc précité comprend deux conduits longitudinaux parallèles du type précité deux séries de premtrs conduits transversaux parallèles pour le logement des vannes de réglage de débit ; une série de seconds conduits transversaux communiquant chacun par une extrémité avec une sortie d'une vanne de réglage associée à un conduit longitudinal précité, et par l'autre extrémité avec une autre vanne de réglage associée à l'autre conduit longitudinal précité une série de troisièmes conduits transversaux précités pour le logement des robinets d'isolement, chaque troisième conduit transversal débouchant dans une partie intermédiaire d'un second conduit transversal précité et une série de quatrièmes conduits transversaux précités débouchant sur une meme face du bloc pour former les sorties précitées. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que deux clapets anti-retour à bille sont prévus dans chaque second conduit transversal, de part et d'autre du débouché du troisième conduit transversal, et sont de sens d'écoulement opposés. 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité aval de chaque conduit longitudinal précité est reliée à un manomètre par l'intermédiaire d'un robinet d'isolement, et à un orifice de purge par l'intermédiaire d'un autre robinet d'isolement, ces robinets d'isolement étant logés dans des perçages transversaux du bloc débouchant sur le conduit longitudinal correspondant. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les vannes de réglage de débit sont du type à aiguille mobile en translation par rapport à un siège fixe pourvu d'un passage de fluide, et comprennent chacune une entrée axiale et une sortie latérale. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les vannes de réglage de débit se trouvent toutes sur une même face du bloc, et les robinets d'isolement se trouvent tous sur la face opposée du bloc. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la face du bloc portant les vannes de réglage de débit est équipée d'un capot de protection, articulé par charnières sur le bloc, et verrouillable en position fermée pour interdire l'accès aux vannes de réglage de débit.