Brevet FR2535388A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne une colonne montante d'un puits artificiel exécuté dans le sol par creusement ou par forage en vue de capter des eaux souterraines å'une nappe aquifère à l'aide d'une pompe à piston à mouvement rectiligne alternatife L'invention concerne en particulier une pompe aspirante à simple effet destinée au transfert de débits relativement faibles avec des hauteurs de refoulement élevées. La pompe à piston est essentiellement basée sur le déplacement rectiligne alternatif d'un piston à l'intdrieur d'un cylindre constitué d'un tube en en laiton9 matière synthéti- que ou acier . Le piston est mû à la main ou par un système bielle-manivelle classique. Le corps de la pompe est placé au fond du puits de manière à être immergé dans la nappe aquifère ou d'y plonger de manière à ce que la partie supérieure du corps de pompe soit séparée de la nappe aquifère d'une distance tout au plus égale à 8 mètres. L'eau accumulée dans des roches perméables d'une nappe aquifère est aspirée au travers d'un clapet d'aspiration dans le corps de pompe lors de chaque mouvement ascendant du piston Les parois du puits sont constituées d'un tubage composé de tronçons de tube en acier ou en matière synthétique éventuellement renforcée de fibres de verre ou d'un cuvelage quelconque.La partie inférieure est percée de barbacanes qui permettent le passage de l'eau. Quelquefois des dispositions sont prises pour protéger le captage contre ltentraInement par l'eau de particules fines du sol et le colmatage des barbacanes. Dans cette pompe à simple effet, le piston aspire et élève 11 eau dans un premier temps et redescend à sa position initiale dans un second temps, tandis que la colonne d'eau est retenue par le clapet d'asplration s'appuyant de manière étanche sur son siège. Le débit discontinu et variable dû à la vitesse variable de déplacement du piston entrasse des coups de bélier dans la colonne montante. Les coups de bélier provoquent un ballottement en tout sens de la colonne montante dans le tubage du puits. Ce mouvement de la colonne montante peut entratner une rupture et un décollement de la colonne proprement dite surtout si la colonne est réalisée en matière synthétique. Le mouvement de ballotage peut également entrainer,une déformation de la tige de la pompe et le coinçage d'un guide de celle-ci. En cas de décollement, il n'est-plus possibIé de remonter la colonne montante à la surface pour remplacer les pièces défectueuses. La présente invention a pour but d'éviter les mouvements de ballottement de la-colonue montante dt au battement du piston dans le cylindre. Elle doit permettre de maintenir en place de manière amovible la partie supérieure du corps de pompe. Elle concerne une colonne montante d'un puits artificiel exécuté dans le sol par creusement ou par forage en vue de capter et pomper des eaux souterraines d'une nappe aquifère à l'aide d'une pompe à piston à mouvement rectiligne alternatif, essentiellement caractérisée en ce que la paroi latérale du puits comporte au moins un siège destiné à recevoir éventuellement chacun une embase de ladite colonne montante. Dans une forme de réalisation particulière, la paroi latérale du puits est constituée d'un tubage en acier ou en matière synthétique éventuellement renforcée de fibres de verre. Elle peut également être constituée d'un cuvelage en béton ou en tubes asbeste-ciment. Suivant une particularité de l'invention, chaque siège est constitué d'un anneau support disposé concentre quement à la paroi latérale du puits solidaire de la face inférieure de cette dernière et présentant du côté intérieur une forme conique évasée vers le haut. Chaque anneau présente avantageusement au moins un interstice reliant le gond du puits à la pression atmosphérique, Dans une forme de réalisation préférée de lin- vention, embase est constituée d'un manchon dwaccouw plement présentant une partie inférieure de forme conique. Lorsque la pompe est implantée dans un puits de grande profondeur, la colonne montante comporte avantageusement une série de sièges de diamètres décroissants au fur et à mesure que l'on descend dans le puits. D'autres particularités et détails de la forme de réalisation de la colonne montante d'une pompe à piston à mouvement alternatif suivant l'invention apparattront plus clairement dans le mémoire descriptif qui fait référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un puits foré au fond duquel est montée une pompe à piston reliée à la surface par une colonne montante suivant l'invention; - la figure 2 est une vue en plan d'un siège annulaire suivant 1'invention; - la figure 3 est une vue en plan d'un siège annulaire muni d'interstices reliant le fonds du puits à la pression atmosphérique. Dans ces figures, les mêmes.notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues. Comme montré à la figure 1, un puits foré, désigné dans son ensemble par la notation de référence 1, présente un diamètre limité et peut atteindre une profondeur voisine de 100 mètres de manière à atteindre une nappe aquifère libre ou captive. La paroi latérale 2du puits 1 est composée d'une série de tronçons 3 de tube emboîtés les uns dans les autres. La partie évasée 4 de chacun des tronçons 3 de tube de la paroi latérale 2 est avantageusement dirigée vers le haut. Le puits 1 doit être suffisamment profond de manière que la base du puits atteigne le substratum imperméable de la nappe aquifère non montrée afin de drainer cette dernière sur toute son épaisseur. La partie inférieure du tubage du puits est constituée d'une crépine 5 percée de barbacanes qui permettent le passage de l'eau et jouent le r81e de filtre.pour protdger le captage contre l'entrainement par l'eau des particules fines du sol. Parfois des dispositions particulières sont prises en vue d'éviter le colmatage de la crépine 5 pourvue à sa base d'un bouchon de crépine 5A. Au fond du puits est suspendu un corps de pompe désigné dans son ensemble par la notation de référence 6 à piston 7. Ce corps de pompe 6 comprend un cylindre 8 généralement en laiton, matière synthétique et/ou acier pourvu à sa partie inférieure d'un tube d'aspiration 9 d'une longueur inférieure à 8 mètres relié au corps de pompe 6 par un nipple 10 servant à la fois d'organe d'assemblage et de siège de clapet e Ce dernier présente un rebord su périeur Il coupé en onglet sur lequel repose le joint d'étanchéité 12 d'un clapet d'aspiration 13.Ledit rebord 11 du siège présente une pente descendante en vue d'éviter un engorgement éventuel par du sable Le piston cylindrique creux 7 dont la paroi latérale 14 est munie extérieurement d'au moins un godet d'étanchéité 15 maintenu en place et séparé éventuellement par un intercalaire 16, est muni à sa téte d'un clapet de refoulement 17 maintenu au voisinage de la tAte du piston 7 par un corps de soupape de refoulement 18. Le piston 7 de la pompe est actionné dans un mouvement rectiligne alternatif par une tige de piston 19 composte de tringles 20 constituées d'élémants de tige reliées entre elles. Dans ce but, les extrémités filetées 21 desditea tringles 20 sont introduites dans un manchon 22 taraudé intérieurement et maintenues en place par un contre-écrou 23. Le manchon 22 susdit peut éventuellement constituer un guide 24 qui coulisse le long d'une colonne montante 25 surmontent le corps de pompe 6. Cette colonne montante 25 est composée dune série de tronçons de tube 26 emboutis les uns dans les autres.L'embout 27 peut éventuellement entre un raccord fileté QU un nipple mAle ou femelle fixé à l'extrémité de chaque élément de tube 26. Les tronçons de tube de la colonne montante peuvent également être assemblés entre eux par un collier. La partie inférieure de la colonne montante ou le corps de pompe lui-même est avantageusement pourvue d'une embase 28 destinée à s'insérer et à reposer sur un siège fixé à la paroi latérale'du puits 1. Le siège peut être constitué d'un anneau support 29 disposé concentriquement à la paroi latérale 2 du puits et solidaire de la face intérieure de cette dernière. Dans la forme de réalisation particulière illustrée aux figures 1 et 2, l'anneau support 29 présente du côté intérieur une forme conique évasée vers le haut. Dans certaines nappes captives il peut être intéressant de prévoir dans la couronne de l'anneau support 29 un interstice 30 reliant le fonds du puits à la pression atmosphérique. L'embase 28 destinée à reposer sur l'anneau support 29 précité est avantageusement constituée d'un manchon d'accouplement présentant une partie inférieure de forme conique complémentaire à celle de l'anneau support 29. Pour des puits de grande profondeur, il peut être indiqué de prévoir une série de sièges de'diamètres décroissants au fur et à mesure que l'on descend dans le puits. Ces sièges sont répartis à intervalles réguliers le long de la colonne montante. Cette construction permet à tout moment de soulever et de démonter à la surface la colonne montante OU le corps de pompe en vue d'une maintenance. A son sommet, la colonne montante est munie éventuellement d'une bride 31 qui repose sur un socle non représenté d'un balancier destiné à actionner la tige de pompe. il est bien évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et que bien des modifications peuvent y être apportées par l'homme de métier qualifié, sans que llon sorte pour autant du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications suivantes. REVENDICATIONS 1. Colonne montante d'un puits artificiel exécuté dans le sol par creusement ou par forage en vue de capter et pomper des eaux souterraines d'une nappe aquifère à l'aide d'une pompe à piston à mouvement rectiligne alternatif, caractérisée en ce que la paroi latérale (2) du puits (i) comporte au moins un siège destiné à recevoir éventuellement chacun une embase (28) de ladite colonne montante (25). 2. Colonne montante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi latérale (2) du puits (1) est constituée d'un tubage en laiton, matière synthétique et/ou acier, la matière synthétique étant éventuellement renforcée de fibres de verre. 3. Colonne montante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi latérale(2)du puits (I) est constituée d'un cuvelage. 4. Colonne montante suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque siège est constitué d'un anneau support (29) disposé concentriquement à la paroi latérale (2) du puits (i) soudé sur la face intérieure de cette dernière et présentant du côté intérieur une forme conique évasée vers le haut. 5. Colonne montante suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque anneau support(29)présente au moins un interstice(30)reliant le fond du puits à la pression atmosphérique. 6. Colonne montante suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que l'embase (28)est constituée d'un manchon d'accouplement présentant une partie inférieure de forme conique complémentaire à celle de l'anneau support (29 )susdit. 7. Colonne montante suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une série de sièges de diamètres décroissants au fur et à mesure que leon descend dans le puits.