Brevet FR2488339A1 — publié le 19820212

Les eaux profondes des Mers et Océans du Globe, ainsi que son sous-sol, recèlent des matières premières énergétiques, dont on a pris conscience, seulement dans les dernières décades. Malheureusement les pressions qui se developpent à ces niveaux, et qui augmentent d'un bar à chaque 10m.,ne permettent l'accès des humains qu'à une certaine profondeur, très limité quant à la capcité de l'individu d'accomplir un travail de longues haleine. Q'il stagisse donc de simples eaux maritimes profondes,dont les pressions pourraient titre capter, dans des ensembles bydro-mécani- que, ce qui permettrait leur transport par conduites forcées pour les faire ressortir sur les côtes terrestres à des hauteurs déterminées, ou d'extraction d'hydrocarbures par puits sous-marins, dans tous ces cas, et d'autres encore,il faut assurer l'absorption et le refoulement de ces fluides simples ou chargés, par des nouveaux types de pompes sous-marines, de conception simple à grand débit, et qui puisse être diriger à distance. Toutes ces oppé@ations doivent être exécuter sur le sol sousmarin, à des profondeurs de centaines de mètres, et cette tendance en matière de recherche et d'exploitation pétrolière s'accentue, car l'on va toujours plus bas, les platformes pétrolières lourdes et immobiles,ayant tendance à être remplacées par des barges et des navires de sondage, et ces dernières étant encore une phase avancée, qui va dans quelques années disparattre, et tout ce passera en profondeur par téléguidage, et rien ne parattra plus en surface. La liaison du puits avec sa base,à mesure que le premier s'éloigne en profondeur est confié à l'électronique, et l'on propose continuellement des nouveaux matériaux de forage, cette émulation étant très bien venu. Mais pour passer "tout en profondeurnil nous manque des pompescar-celles actuelles sont toutes actionner par des moteurs,avec arbres et paliers,qui entrainent des roues et des hèlices,formant des ensembles vulnérables et difficilement contro lables,à des distances de centaines de mètres sous la mer. Les plus puissantes pompes actuelles qui fonctionnent en immergés, ont un débit de 1,4 m3/s pour une hauteur de 350m.et de 0,22 m3/s pour une hauteur de 1 200,-m. En réalité tout spécialiste peut facilement se rendre compte que les pompes actuelles existantes sur le marché international , n'ont pas été projétés pour fon@ tionner en submersible téléguidé, et qu'elles aient à trafiquer de telles circulations de fluides en continue 24/24 heures. La Pompe Submersible Océanique est formé d'un cylindre mobile (4), en forme de poire,qui coulisse sur la verticale,suivant que son poids augmente ou diminue par rapport au volume d'eau déplacé, conformément aux lois d'Archimède. Donc les mouvements d'absorption et de refoulement par les souspapes respectives (9),sont réalisés par le corp de pompe,soutenu par le fait que ce dernier dispose à son intérieur d'une chambre d'air (2),qui se comprime ou se détends, l'ensemble étant compressible-et donc instable, ce qui le fait varier autour de sa position d'équilibre PV.Toutes ces oscillations sont encore régler par 4 verins (IO),qui agissent aussi comme des amortisseurs. Les pressions qui s'exercent en plongée, sur la couche d'air (2) contenu dans la poire sont sensiblement égales à celles que subissent au même niveau la calotte extérieure supérieure du corp de pompe. Comme il existe des multiples variantes de formes et d'aménagements de ces P.S.O.,et celà en fonction de l'emplacement sous-marin,pression à atteindre, nature des fluides,débits à sa tisfaire, etc.,etc.,ci inclus 4 planchas d'exemples : Pl.I-4,Fig.1. Vue d'ensemble d'un groupe de P.S.O. par 200m. de profondeur de fond. Pl.II-4,Fig.2-4; Coupes en montée et en descente de P.S.O., par fond maritime de 200m.,montées sur fondation en béton préfabriqué, et raccordements à des canalisations rigides. Pl.III-4,Fig.5-8; Coupes et Plans de P.S.O.,articulées,pour fluides simples,par fond maritime de 50-80m.,et refoulement par colonne centrale, servant aussi de point d'appui. Pl.IV-4,Fig,9-11; Coupes et Plans de P.S.O.,pour satisfaire des débits importants par fond de 100m..Appui de l'ensemble sur pilier central,refoulement par conduites articulées,sur rotule universelle,avec 4 bouches d'aspiration,autant de refoulement,et 4 verins amortisseurs. Par ordre chronologique les P.S.O.,disposent des éléments suivants; 1. Ventil de purge d'air; 2. Reservoir d'air figuré en descente et en compression Ac,et en remontée et en décompression -4d) 3. Membrane flexible de séparation air-eau; 4. Cylindre mobile en forme de poire; 5. Mat d'appui; 6. Commande d'action des verins amortisseurs; 7.Presse-étoupe; 8.Dispositifs électroniques; 9. Soupapes; 10.Cylindre verin; 11.Piston verin; 12.Appui verin; 13. Rotule d'articulation; 14.Canalisations; 15. Fondation béton; 16.RaccordemenX articulés. La plus grande qualité des P.S.O. est que les actions d'absorption et de refoulement, sont obtenus par les mouvement du corp de pompes (4),qui est rendu compressible et instable,par la couche d'air (2), qui se trouve à son sommet. Donc pour fonctionner,n'a nus ayant ni piston,roue ou hélice à entrainer par arbre, les B.S.O, n'ont besoin d'aucun mateur d'accompagnement. Ce nouveau type de pompe,a toutes les qualités pour fonctionner en immergé 24/24 heures, car elle ne craint ni la fatigue, ni la panne. En plus la simplicité de sa mécanique, rend très facile son action à distance,et en celà elle pourra servir, dans tous les processus exécutés en sous-marin, par ilots indépandents, sans cordon ombilical avec la surface maritime. Mais les possibilités d'action des P.S.O.,sont bien plus vastes, et ci inclus quelques points: 1. Absorption et refoulement du sol ou du sous-sol sous-marin, de fluides de densités,température,viscosités,etc.,simples ou chargés, pour le stockage de ces produits aux différents niveaux (hauteurs), des terres immergés ou émergés. 2. Exécution de puits de forage et d'exploitation pétrolière, dirigée à distance,pour les parties concernant les injections d'eau, de boue et transport d'hydrocarbures,pour des profondeurs maritimes dépassant 300m.,sous les glaces du Pôle Nord ou en toute région maritime, innaccessible aux humains. 3. Fourniture d'eau industrielle maritime sous pression,direc- tement ou par stockage,aux industries portuaires ou litorales. 4. Lutte contre l'incendie des puits de forage,bateaux sinis trés, en pleine mer ou dans les ports. 5. Developpement des industries de la mer,pisciculture,désalinisation de l'eau de mer, etc.. 6. Transport de fluides simples sous pression,pour l'alimentation de bassins de retenus terrestres à des hauteurs H=30-40m., pour la production d'électricité, par décharge hydrolique. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Ensemble mécanique permettant le transport sous pression de fluides maritimes simples ou chargés,existant à l'approche,sur le scl ou dans le sous-sol sous-marin,formant une pompe à simple ou double effet, caractérisé par le fait,qu'elle comporte un cylindre mobile en forme de poire (4),ayant à son intérieur un reservoir d'air (2),séparé de l'eau par une membrane élastique (3),qui se comprime ou se détend, suivant que le poire monte ou descend, 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la poire (4),coulisse sur la varticale, en s'appuiant sur une colonne verticale pleine ou creuse (5),servant d'ossature d'appui simple ou aussi de canalisation suivant variante, 3.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la poire (4) dispose à son sommet d'un ventil de purge (1) et à sa base d'un nombre paire de soupapes (9), destinées aux oppérations d'absorption et de refoulement,celles-ci s'ouvrant alternativement. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la poire (4),coulisse encore sur la verticale en s'appuiant sur des verins à double effet (10-11),qui lui servent aussi d'amortisseurs de choc et d'excitation,pour revenir de ses positions d'oscillation extrème, 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la poire (4) coulisse le long du mat central (5) a l'aide d'un presse étoupe (7),ou sur 7es conduits de verins à double effet (10-11)suivant d'autres multiples varantes, existant à cet effet, 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la tige centrale (5) et les verins a- mortisseur (10-11), sont reliés à la base par une rotule articulée (13),ou sont directement attachés (sans articulation), suivant la profondeur qu'on veux atteindre, fonction des courants locaux à la base, et autres multiples éléments. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les ouspapes (9) sont actionnées par des dispositifs électroniques (8) ,inclus dans une armature cylin- drique, dotée aussi de reservoirs pneumatiques et @@droliques,ali- mentés en air eau du reservoir;central (2), quand celui-ci se trouve sous pression, par des conduits reservés a cet effet (6). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'ensemble s'appui sur une fondation en béton préfabriqué, fixé au sol (15), et d'où partent les canalisations de liaison (14), avec la surface du niveau maritime moyen, cu celte terrestre. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la rotule (13) d'appui, est doublée d'une demi sphère flexible, permettant la liaison articulée avec les canalisations sous-marine de distributior; des fluides sous pression (16). 10. Dispositif selon les revendications 1-9, caractérise par le fait que cet ensemble formant une pompe, n'a pas besoin de moteur d'entrainement mécanique, les mouvements d'absorption et de refoulement étant réalisés par les oscillations ci; ccrp de pompe poire (4), sous la pression variable des fluides existante au fond des mers et océans.