Brevet FR2563906A1 — publié le 19851108

L'invention concerne un dispositif destiné à détecter des variations d'inclinaison ou d'accélération qui peut être utilisé dans l'appareil décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 450 597 déposée le 17 décembre 1982 au nom de Mac Tamaney et collaborateurs, sous le titre "Method and Apparatus For Detecting Well Pump-Off". L'invention concerne plus particulièrement un dispositif destiné à détecter des variations d'incli- naison ou d'accélération d'une pièce et à générer un signal représentatif de la position de la pièce, et elle a trait plus particulièrement à un dispositif associé au balancier d'une pompe du type à tiges d'aspiration et destiné à produire un signal qui aide à détecter le cognement sur fluide dans des puits utilisant des instal- lations de pompage à tiges d'aspiration. Bien que l'invention soit décrite en application avantageuse à la commande et au contrôle d'une pompe, il est évident que le dispositif qu'elle propose satisfait des besoins existant dans d'autres domaines d'application. Le dispositif sera désigné ci-après par le terme incli- nomètre, lequel inclinomètre est capable de produire un signal de sortie en relation avec des variations des positions angulaires d'une pièce et/ou des variations d'accélération d'une pièce. L'inclinomètre de la présente invention assume ces fonctions avec un degré de répétitivité élevé et avec une durée de vie pratiquement infinie, pour un co t extrêmement bas, et il est suffisamment précis pour assumer la fonction pour laquelle il est prévu. Des incli- nomètres connus, tels que le pendule de Humphrey, utilisent un pendule simple qui fait tourner un potentiomètre et qui est relativement coûteux, hautement précis et répétitif, mais d'une durée de vie limitée. Des accéléromètres anté- rieurs connus peuvent également être utilisés en tant qu'inclinomètres, mais ont une durée de vue limitée en raison de l'usure des pivots, des paliers et du potentio- mètre. Le co t comparatif des dispositifs connus indiqués ci-dessus est d'environ six à dix fois celui de l'incli- nomètre de la présente invention. L'utilisation préférée du dispositif selon l'invention réside dans la détection de cognements dans des puits utilisant des installations de pompage à tiges d'aspiration. Des installations de pompage du type à tiges d'aspiration sont largement utilisées dans l'industrie pétrolière pour extraire un fluide de puits s'étendant dans des formations souterraines. De telles installations concernent un train de tiges d'aspiration qui descend dans le puit et des moyens situés à la surface et destines à faire monter et descendre le train de tigespour actionner une pompe de fond. Les installations de pompage dites "pompes à balancier" sont caractéristiques de telles installations et comportent un train de tiges d'aspiration suspendu, à la surface du puits, à une structure constituée d'un bâti de support et d'un balancier monté de façon pivotante sur le bâti de support. Le train de tiges d'aspi- ration est normalement relié à une extrémité du balancier dont l'autre extrémité est reliée à une source d'énergie mécanique telle qu'un moteur au moyen d'un accouplement convenable à bielle et manivelle. Dans cette configuration, la source d'énergie mécanique entraîne le balancier et le train de tiges d'aspiration en leur communiquant un mouvement alternatif. Divers défauts de fonctionnement tels que des pompes usées, des tiges d'aspiration cassées, un tubage fendu et des clapets de pompe bloqués peuvent interrompre le pompage du fluide d'un puits. Ces défauts de fonction- nement peuvent être dus à une usure et une fatigue normales de l'équipementà la nature du fluide pompé ou à des conditions de pompage anormales. Une condition de pompage anormale qui est assez courante est connue sous le nom de "cognement de fluide". Un cognement de fluide se produit lorsque le puits est épuisé, c'est-àdire lorsque le fluide est retiré du puits à un débit supérieur à celui auquel il passe de la formation dans le puits. A ce moment, le cylindre de travail de la pompe de fond ne se remplit que partiellement pendant une course ascendante du plongeur et, lorsqu'il redescend, le plongeur frappe ou "cogne" sur le fluide se trouvant dans le cylindre de travail, ce qui ébranle fortement l'ensemble de l'installation de pompage. Il en résulte une détérioration du train de tiges et de l'équipement de surface et ceci peut aboutir à une mise hors service de l'installation de pompage. L'inclinomètre de la présente invention évite la nécessité d'utiliser des paliers de pivot, exigés dans des pendules simples, par l'utilisation d'un ressort en porte-à-faux fixé à une console, ce qui évite les frottements et glissements saccadés à l'origine d'erreurs de lecture. Dans la forme préférée de réalisation, le ressort en porte- à-faux est avantageusement réalisé en alliage de manganèse, par exemple l'alliage C.D.C. 780 qui possède un amortissement interne élevé, c'est-à-dire une perte par frottement élevée. De plus, si les contraintes engendrées par la déformation sont maintenues au-dessous de la limite de résistance aux efforts alternés de la matière, le ressort présente une durée de vie infinie. Les curseurs de potentiomètre des dispositifs de l'art antérieur tels que celui décrit dans la demande n 450 597 précitée sont également supprimés par le rempla- cement des potentiomètres par un capteur à champ magnétique, tel qu'un transducteur à effet Hall qui coopère avec un aimant fixé à l'extrémité inférieure du ressort. Le transducteur à effet Hall délivre un signal de sortie linéaire, c'est-à-dire que la tension est directement proportionnelle à la position de l'aimant. Lorsque l'inclinomètre est penché, la position de l'aimant et le capteur à champ magnétique changent d'une manière prévisible et hautement répétitive. On obtient ainsi une tension proportionnelle à l'angle d'inclinaison. Bien qu'un transducteur à effet Hall ou à signal de sortie lindaire soit utilisé dans la forme de réalisation de l'invention, il convient de noter que d'autres moyens magnétiques de mesure sans contact, par exemple un capteur magnétorésistif, qui produit un signal de sortie variant avec le champ magnétique auquel il est exposé, peuvent &tre utilisés à la place du transducteur à effet Hall. L'expres- sion "capteur à champ magnétique" utilisée dans le présent mémoire est destinée à couvrir les transducteurs à effet Hall ou autres transducteurs linéaires tout aussi bien que les capteurs magnétorésistifs ou leurs équivalents. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs, sur lesquels: - la figure 1 est une élévation schématique d'une installation de pompage du type à tiges d'aspiration sur laquelle l'inclinomètre selon l'invention est monté, dans son domaine d'utilisation le plus avantageux; - la figure 2 est un graphique donnant la position en fonction de la charge des tiges d'aspiration de la pompe pendant un cycle de fonctionnement normal; - la figure 3 est un graphique donnant la position en fonction de la charge des tiges d'aspiration de la pompe alors que le puits présente un cognement sur fluide de plus en plus prononcé; - la figure 4 est une élévation à échelle agrandie, avec arrachement partiel, d'une première - forme de réalisation de l'inclinomètre selon l'invention, montrant le ressort en porte-à-faux en position verticale; - la figure 5 est une vue en bout, avec arrachement partiel, de l'inclinomètre de la figure 4; - la figure 6 est une élévation avec arrachement partiel montrant l'inclinomètre disposé de façon à former un certain angle avec un plan horizontal et sur lequel la force de gravité agit; - la figure 7 est une élévation d'une deuxième forme de réalisation de l'inclinomètre selon l'invention; - la figure 8 est une vue en bout avec arra- chement partiel de l'inclinomètre de la figure 7, suivant la ligne 8-8 de la figure 7; - la figure 9 est une vie schématique montrant l'inclinomètre de la deuxième forme de réalisation, à échelle agrandie et placé de façon à former un angle avec un plan horizontal, cet inclinomètre étant soumis aux forces de la gravité; - la figure 10 est une élévation partielle, avec arrachement partiel,d'une troisième forme de réalisation de l'inclinomètre selon l'invention; - la figure 11 est une coupe verticale, selon la ligne 11-11 de la figure 10; - la figure 12 est un schéma d'un circuit de protection contre les transitoires destiné à être utilisé avec chacune des formes de réalisation de l'invention pour protéger le capteur ou le transducteur et appliquer une tension constante à ce transducteur; - la figure 13 est une élévation à échelle agrandie, avec arrachement et coupe partielle, d'une quatrième forme de réalisation avantageuse de l'incli- nomètre selon l'invention; - la figure 14 est une vue en bout de l'incli- nomètre de la figure 13, avec coupe partielle; la figure 15 est une coupe suivant la ligne 15-15 de la figure 14, montrant un trou surdimensionné ménagé dans la partie supérieure de la plaquette à circuit imprimé pour le centrage de l'oscillation d'un aimant par rapport au capteur; et - la figure 16 est une coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 14, montrant une structure pour régler le ressort en le déplaçant verticalement par rapport à la plaquette à circuit imprimé afin d'étalonner avec précision l'inclinomètre. Avant de décrire les caractéristiques particu- lières du dispositif selon l'invention, on décrira d'abord les éléments mécaniques et électriques de l'installation de pompage à tiges d'aspiration afin de permettre une meilleure compréhension de l'invention lorsqu'elle est utilisée dans son application la plus avantageuse. Une tête de puits 10 (figure 1), reposant sur la surface 11 du sol, surmonte un puits (non représenté) qui descend dans une formation souterraine productrice. La tête de puits comprend les tronçons supérieurs d'un tubage 12 et d'un train 16 de tiges d'aspiration qui descend jusqu'à une pompe de fond (non représentée) refoulant un liquide vers la surface o ce liquide passe dans une conduite 17 d'écoulement. Le train 16 de tiges d'aspi- ration est suspendu dans le puits à un dispositif de support comprenant une embase 18 de support et un balancier 22 qui est monté de façon pivotante sur l'embase au moyen d'un axe d'articulation 23. Une cellule 24 de charge est montée entre l'extrémité supérieure du train 16 de tiges d'aspiration et l'extrémité inférieure d'un tronçon 28 de cable. Ce tronçon 28 de câble est relié à un balancier 22 au moyen d'un contrepoids 29 en "tête de cheval". Le balancier 22 est animé d'un mouvement alternatif par un générateur de force motrice tel qu'un moteur électrique 30. Cette source de force motrice entraîne le balancier au moyen d'une transmission qui comprend une courroie 34, une manivelle 35, un arbre 36 de manivelle, un bras 37 de manivelle et une bielle 41 qui est articulée entre le bras de manivelle et le balancier au moyen d'axes 42, 43. L'extrémité extérieure du bras 37 de manivelle comporte un contrepoids 38 qui équilibre une partie de la charge appliquée au train de tige d'aspiration afin que la charge imposée au générateur de force motrice soit plus constante. L'inclinomètre 40 selon l'invention est monté sur le balancier 22, avantageusement au-dessus du point d'articulation 23 du balancier 22 ou à moins d'environ 30 cm de l'axe d'articulation. La cellule de charge 24 produit un signal à courant continu qui est proportionnel à la charge imposée au train 16 de tiges d'aspiration, et un convertisseur analogique/numérique 48a transmet un signal numérique correspondant à un calculateur 49a.-L'inclinomètre 40 et le capteur 53 à champ magnétique qui lui est associé (figure 4) et qui peut être un transducteur à effet Hall, mesure l'angle du balancier 22 qui, lui-même, mesure la position verticale du train 16 de tiges d'aspiration en produisant une tension qui est proportionnelle à l'angle du balancier 22 et qui est donc proportionnelle à la position du train de tiges 16. Le convertisseur analogique- numérique 48a convertit également le signal provenant du capteur 53 en un signal numérique utilisé par le calcu- lateur 49a. Les signaux sont transmis du calculateur 49a à un calculateur 49b au moyen de deux émetteurs-récepteurs synchrone-asynchrone universels (USART) 55a, 55b pour commander le fonctionnement d'un traceur XY 59. Des instruc- tions provenant d'une unité 60 à clavier à touches et visuel et les signaux de sortie de la cellule dynamo- métrique 24 et de l'inclinomètre 40 sont utilisés par le traceur XY pour produire une représentation graphique des caractéristiques du puits particulier dans lequel le train de tiges travaille. Le traceur 59 peut être utilisé pour l'observation du fonctionnement du puits et pour la mise en place et le réglage de l'équipement de contrôle du puits. Une fois que la mise en place est achevée, le traceur peut être déconnecté ou bien, si cela est souhaité, le traceur peut être entièrement supprimé et d'autres moyens utilisés pour l'installation et le réglage de l'équipement. Les signaux analogiques provenant du traceur XY 59 sont convertis en signaux numériques par un convertisseur analogique/numérique 48b afin d'être utilisés par le calculateur 49b, et les signaux numériques provenant du calculateur 49b sont convertis en signaux analogiques par un convertisseur numérique/analogique 61 afin d'être utilisés par le traceur. La figure 2 montre une courbe donnant la position en fonction de la charge du train de tiges 16 pour un cycle caractéristique du train de tiges lorsque le puits est rempli de fluide. On peut voir que, lorsque le train de tiges exécute sa course ascendante de la position Xmin jusqu'à la position Xmax, la charge imposée au train de tiges croît jusqu'à un maximum, puis revient approximativement à la valeur initiale. La variation de la charge lorsque le train de tiges descend est de plus grande importance, la charge diminuant assez rapidement jusqu'à un minimum puis remontant approximativement jusqu'à la valeur initiale à la position Xmin. Lorsque le puits approche de la condition d'épuisement (figure 3), la charge imposée au train de tiges varie plus rapidement lorsque le train descend. Lorsque le niveau du fluide dans le puits descend, un piston se trouvant à l'intérieur de la pompe tombe et heurte la surface du fluide contenu dans le puits, produisant un "cognement sur le fluide" qui peut endommager le train de tiges et autres pièces du système de pompage. Lorsque le niveau du fluide dans lepuits descend, le piston de la pompe descend sur une distance de plus en plus grande avant d'entrer en contact avec la surface du fluide dans le puits, ce qui change progressivement la courbe de charge qui passe de la courbe 65 correspondant au puits plein aux courbes en pointillés 66 - 69, la courbe se déplaçant progressivement vers la gauche au fur et à mesure que le niveau du fluide dans le puits descend. On peut observer cette tendance de déplacement et arrêter la pompe pour éviter d'endommager l'équipement. Le traceur XY 59 produit également un tracé visuel de cognement sur gaz (non représenté) lorsque le train de tiges approche de la condition d'épuisement et que la zone située au-dessus du niveau du liquide dans le puits est remplie de gaz sous pression. La courbe de cognement sur gaz est similaire à la courbe de cognement sur fluide ou liquide de la figure 3, sauf que les courbes d'épuisement variant progressivement sont plus proches d'une ligne droite que les courbes 66 - 69 de la figure 3. On peut trouver une description plus détaillée du graphique du cognement sur gaz dans la demande n0 450 597 précitée. Il ressort de la description précédente d'un système de pompage à tiges d'aspiration que les variations de charge imposées au train de tiges 16 d'aspiration et les variations de la position verticale de ce train de tiges produisent des signaux de sortie qui sont transmis aux calculateurs pour détecter une condition d'épuisement dans un puits. La première forme de réalisation de l'inclino- mètre 40 selon l'invention produit les signaux de sortie destinés à déterminer la position verticale du train de tiges d'aspiration, tandis que la cellule dynamométrique 24 produit le signal de sortie permettantde déterminer les variations de la charge imposée au train de tiges d'aspiration 16. Ces signaux sont traités par des procédés et des dispositifs tels que ceux décrits dans la demande n 450 597 précitée et ils n'entrent pas dans le cadre de l'invention. Par conséquent, la description suivante de l'inclinomètre selon l'invention sera limitée aux éléments qui produisent des signaux de sortie, mais elle ne portera pas sur le mode de traitement de ces signaux. La première forme de réalisation de l'inclino- mètre 40 (figures 4 à 6) de la présente invention est montée sur le balancier 22, avantageusement au-dessus ou à proximité immédiate de l'axe 23 d'articulation (figure 1) au moyen d'une équerre 80 (figures 4 à 6) et d'organes de fixation tels que des presses 82, étant donné que des trous pour boulons, percés dans le balancier 22, risquent de provoquer une défaillance par fatigue. Un boîtier 84 globalement rectangulaire est soudé à des pattes 86 qui sont boulonnées sur l'équerre 80. Le boîtier 84 est fermé par un couvercle 87 garni de mousse, qui est relié à des brides 88, de forme en V, du boîtier 84 par des organes de fixation 90 (un seul étant représenté), afin d'isoler les organes de travail de l'inclinomètre, se trouvant à l'intérieur du boîtier, pendant le fonctionnement de cet inclinomètre. Un avantage du positionnement de tous les organes sensibles de l'inclinomètre 40 dans un boîtier 84 et du bridate, plutôt qu'un boulonnage du bottier sur un balancier 22 est quil n'est demandé aucun réglage de l'inclinomètre dans le cas o la position de ce dernier sur le balancier doit être modifiée, ou bien dans le cas o l'inclinomètre est retiré d'un balancier et transféré vers un autre balancier du fait que le puits du premier balancier est devenu non productif. Il suffit simplement que la polarité de l'aimant reste la même pour chaque installation. A cet effet, le boîtier est bridé sur le balancier associé de manière que le même côté du boîtier, par exemple le côté comportant le cordon, soit tourné vers les tiges d'aspiration, ce qui donne ainsi sensiblement, pour tous les puits, le même tracé graphique que celui illustré sur les figures 2 et 3. Si les organes se trouvant à l'intérieur du boltier devaient être réorientés pour établir une polarité constante, il serait nécessaire de réétalonner l'organe sensible. Deux entretoises non magnétiques 92, comportant chacune une partie taraudée 94 de grand diamètre et une partie filetée 96 de faible diamètre, sont prévues pour le montage des organes de travail sur la paroi inférieure 98 du bottier 84. La partie 96 de faible diamètre de chaque entretoise passe dans un trou de la paroi inférieure d'un bâti 100, globalement triangulaire, de ressort et est vissée et bloquée dans un trou taraudé ménagé dans la paroi inférieure 102 d'une équerre 104 de support d'une plaquette à circuit imprimé, l'extrémité supérieure s'étendant à une certaine distance au-dessus de la paroi inférieure 102. Deux vis 106 passent dans des trous associés ménagés dans la paroi inférieure 98 du bottier 84 et sont vissées dans la partie 94 de grand diamètre de l'entretoise associée 92, fixant ainsi rigidement l'équerre 104 et le bâti triangulaire de ressort au boîtier 84. Une plaquette 108 à circuit est montée rigidement sur l'équerre 104 et l'extrémité supérieure d'une lame de ressort 110 est insérée entre des entretoises 112 et boulonnée à l'extrémité supérieure du bâti triangu- laire 100. L'extrémité inférieure de la lame de ressort 110 est fixée rigidement à un aimant 114 et à des masselottes 116, 118 qui assument la fonction de concentrateurs de pôles. La lame de ressort, ou ressort en porte-à-faux 110, est avantageusement formée d'un alliage au manganèse recuit, tel qu'un alliage C.D.C 780 à amortissement élevé. La composition de cet alliage est de 78 - 82 % de manganèse et de 18 - 22 % de cuivre. Il convient de noter que les masselottes 116, 118 entrent en contact avec les parties 96 de faible diamètre des entretoises afin d'empêcher une déformation excessive et une détérioration du ressort 110 dans le cas ou l'inclinomètre 40 est soumSs à de fortes vibrations ou autres. L'aimant 114 présente un pôle nord N et un pôle sud S et il est disposé à proximité immédiate du capteur 53 à champ magnétique, tel qu'un transducteur à effet Hall ou un élément équivalent, et il oscille audessus de ce capteur. Le capteur 53 est monté sur la base 102 de l'équerre 104 et est connecté à la plaquette 108 à circuit imprimé, avantageusement au moyen de fils conducteurs volants 109. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 6, il apparaît que la force G de la gravité agissant sur les masselottes 116, 118 est toujours dirigée vers le bas, perpendiculairement à l'horizontale, et dévie le ressort en porte-à-faux 110 vers l'extrémité inférieure du balancier 22, c'est-à-dire vers la gauche lorsque le balancier 22 est dans la position dans laquelle il est représenté en trait plein sur la figure 6. A ce moment, les pôles nord et sud de l'aimant 114 ne sont pas centres sur le capteur 53 à champ magnétique, mais sont décalés vers la gauche (figure 6) . Lorsque le balancier 22 bascule de façon que son axe longitudinal se déplace de la position A1 vers la position horizontale H, ou bien lorsqu'il passe de la position A2 à sa position horizontale, la force qui tend à ramener le ressort en porte-à-faux 110 dans sa position verticale est produite à la fois par l'attraction de la pesanteur et par les forces appliquées au ressort en porte- à-faux. Ces forces combinées de ressortet de gravité, comparées aux forces agissant sur un pendule simple dont le rappel n'est assuré que par la pesanteur, multiplient la fréquence propre de vibration du premier ordre du système par rapport à celle d'un pendule simple. L'accroissement de la fréquence propre de premier ordre du système est important, car il permet de travailler à des vitesses d'oscillation élevées sans qu'une amplification excessive des mouvements et qu'un déphasage posent des problèmes. Lorsque le balancier pivote entre les axes longitudinaux A1 et A2, le centre de l'aimant 114 oscille de la gauche vers la droite du centre du capteur à champ magnétique et se déplace d'une manière prévisible et hautement répétitive, l'erreur étant inférieure à 1 %. On obtient ainsi une tension qui est proportionnelle aux angles B et B' qui sont les angles d'inclinaison de l'axe du balancier 22 par rapport à l'horizontale lorsque le balancier pivote sur l'articulation 23. Dans la forme préférée de réalisation, la fréquence maximale de travail est inférieure à 6 Hz. La fréquence propre de l'inclino- mètre est supérieure à 30 Hz. Comme mentionné précédemment, l'inclinomètre 40 est avantageusement monté à proximité immédiate de l'axe de pivotement du balancier 22, car l'inclinomètre est affecté par la position angulaire et la force centrifuge due à l'accélération centrifuge du balancier 22. L'erreur induite par la force centrifuge est proportionnelle à la distance et à la position de l'inclinomètre par rapport à l'axe 23 d'articulation du balancier 22 et à la vitesse angulaire du balancier, déformant ainsi le signal de sortie de position. Cependant, lorsque le balancier effectue à chaque fois le même cycle, les valeurs lues se répètent et les erreurs peuvent être corrigées. L'inclinomètre 40' (figures 7 à 9) de la deuxième forme de réalisation de la présente invention comprend une plaquette à circuit imprimé 130 et des consoles 131 au moyen desquelles la plaquette 130 est fixée au balancier 22 de la tête de puits 10 (figure 1), avanta- geusement au-dessus du point d'articulation 23 (figure 1). Une équerre 132 (figures 7 à 9) est boulonnée sur la plaquette à circuit imprimé et l'extrémité supérieure d'un ressort en porte-à-faux 134 est fixée rigidement à cette équerre. Une masselotte ou masse 136 est fixée à l'extrémité inférieure du ressort 134 et pénètre dans un trou 138 formé dans la plaquette à circuit imprimé de façon à limiter la flexion autorisée du ressort 134, empêchant ainsi la détérioration du ressort sous l'effet d'une flexion excessive. Un aimant 140 est fixé au ressort en porte-à- faux 134, en un point adjacent au transducteur 53' à signal de sortie linéaire, qui est un capteur à champ magnétique ou autre élément équivalent. Le transducteur 53' est monté sur la plaquette 130 à circuit imprimé au moyen d'une équerre 144 et est connecté à la plaquette 130. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 9, il apparaît que la force G' de la gravité agissant sur la masselotte 136 est toujours dirigée vers le bas, perpen- diculairement à l'horizontale, et dévie le ressort en porte- à-faux 134 vers l'extrémité inférieure du balancier 22, c'est-à-dire vers la gauche lorsque le balancier 22 est dans sa position représentée en trait plein sur la figure 9. A ce moment, la distance comprise entre l'aimant et le capteur à champ magnétique augmente. Lorsque le balancier 22 pivote de façon que son axe longitudinal passe de la position AI' à sa position horizontale H', ou de la position A2' à sa position horizontale, la force qui tend à ramener le ressort en porte-à-faux 134 dans sa position verticale est exercée à la fois par l'attraction de la pesanteur et par les forces exercées par le ressort en porte-à-faux. Ces forces combinées du ressort et de la gravité, comparées aux forces agissant sur un pendule simple qui n'utilise que la force de la gravité pour son rappel, multiplient la fréquence propre de vibration du premier ordre du système par rapport à celle d'un pendule simple. L'accroissement de la fréquence propre de vibration du premier ordre du système est importante, car elle permet de travailler à des vitesses d'oscillation plus élevées sans que des problèmes apparaissent sous l'effet d'une amplification excessive du mouvement et d'un déphasage. Lorsque le balancier pivote entre les axes longitudinaux Ai' et A2', la distance comprise entre l'aimant 140 et le capteur à champ magnétique change d'une façon prévisible et hautement répétitive, l'erreur étant inférieure à 1 %. On obtient ainsi une tension qui est proportionnelle aux angles B" et B'" qui sont les angles d'inclinaison de l'axe du balancier 22 par rapport à l'horizontale lorsque le balancier pivote sur l'articu- lation 23. De même que dans la forme préférée de réali- sation, l'inclin9mètre est avantageusement monté à proximité immédiate de l'axe de pivotement du balancier 22, car l'inclinomètre est affecté parles variations de la position angulaire et par la force centrifuge, due à l'oscillation du balancier 22, et il est souhaitable de minimiser les efforts dus à la force centrifuge. Une troisième forme de réalisation de l'inclino- mètre 40" (figures 10 et 11) comprend certaines pièces qui sont similaires à celles de la première forme de réalisation et, par conséquent, ces pièces portent les mêmes références numériques suivies du signe ("). L'inclinomètre 40" comprend un capteur 53" à champ magnétique qui est fixé rigidement à la base 102" du bâti 104" de la plaquette à circuit imprimé et il est disposé à l'intérieur du bottier 84" lorsqu'il est en position de fonctionnement. Une forme modifiée de l'équerre " comprend des pattes 150 orientées vers le haut qui sont fixées par des vis 154 à des cornières 152.. Ces dernières sont fixées à un tube non magnétique 156 qui renferme un aimant 158 et au moins un ressort de rappel 160. Les extrémités du tube 156 sont fermées par des bouchons 162 et le tube est partiellement rempli d'un liquide d'amor- tissement tel qu'une silicone 163. Si un seul ressort de rappel 160 est utilisé, ue extrémité du ressort est reliée à une extrémité de l'aimant et l'autre extrémité au bouchon adjacent 162. Si deux ressorts de rappel sont utilisés comme montré sur la figure 10, les ressorts 160 sont simplement en butée contre l'aimant et les bouchons extrêmes associés. - Une pièce magnétique 164, telle qu'un fil d'acier ou un barreau aimanté, est montée sur la surface supérieure du tube 156 et produit une force qui tend à soulever l'aimant 158 et à réduire ainsi le frottement entre l'aimant 158 et le tube 156 pendant le fonctionnement de l'inclinomètre 40". Pendant le fonctionnement de l'inclinomètre 40", lorsqu'il est utilisé dans son domaine d'application préféré, l'inclinaison du bâti 104" provoque un déplacement de l'aimant 158 par rapport au capteur 53" vers le côté bas du balancier 22 (figure 1) et le ressort de rappel 160 (ou les ressorts de rappel) ramène l'aimant 158 vers sa position centrale illustrée lorsque le balancier 22 est horizontal. Pendant l'oscillation du balancier 22, le fluide d'amortissement s'écoule dans les espaces compris entre l'aimant 158 et le tube 156, amortissant ainsi le mouvement de l'aimant 158. Un circuit 170 de capteur à champ magnétique (figure 12) est prévu pour appliquer une tension maximale au capteur à champ magnétique afin d'assurer une protection du capteur de l'inclinomètre contre les transitoires dans chacune des formes de réalisation de l'invention t afin de protéger le capteur d'une détérioration ou d'une destruction par la foudre ou autre. Pendant le fonction- nement normal, le circuit 170 reçoit de l'énergie d'une source de courant continu, par des lignes 172 et 174, et fait passer le courant dans des résistances 176, 178 montées dans les lignes 172 et 174 et à travers une diode 180 de zener qui limite la tension d'entrée maximale du transduc- teur, par exemple à 15 volts. Dans le cas o la foudre tombe sur la ligne 172 et provoque une impulsion de tension élevée, un éclateur 184 de protection commence à conduire de façon à décharger la tension excessive de la ligne 172 vers la masse. La résistance 176 limite l'amplitude du courant circulant dans la diode zener 180 et cette dernière bride ou limite alors la tension maximale appliquée au trans- ducteur 53. De façon similaire, si la foudre engendre une tension élevée sur la ligne 174, un éclateur 186 de pro- tection ionise le gaz qu'il renferme et se ferme donc pour appliquer à la masse la tension excédentaire. La résistance 178 empêche la détérioration du capteur 53 par tout courant excessif. De même, si la foudre passe dans la ligne de sortie 188, un éclateur 190 de protection commence à conduire, déchargeant la tension excédentaire vers la masse, une résistance 192 montée dans la ligne 188 empêche toute détérioration de la diode zener 182 par un courant excessif, puis la diode zener 182 empêche la tension de la ligne 188 de dépasser la valeur souhaitée, par exemple 15 volts. Une résistance 194 et un condensateur 196 forment un filtre passe-bas qui élimine la résonance mécanique induite. Les trois premières formes de réalisation de l'invention produisent des signaux précis lorsqu'elles sont utilisées dans des environnements dont la température ne varie pas sensiblement Par exemple, ces formes de réalisa- tion travaillent de façon tout à fait satisfaisante lorsque la température du milieu ambiant varie dans une plage d'environ 30 C. La quatrième forme de réalisation, ou forme de réalisation préférée de l'inclinomètre 40"' de la présente invention est conçue particulièrement pour fonctionner de façon fiable et précise dans les milieux ambiants dont la température change sensiblement, par exemple dans une plage d'environ 100 C, sans nécessiter de réétalonnage. Comme mentionné précédemment, l'inclinomètre selon l'invention est utilisé avantageusement avec une pompe à tiges d'aspi- ration et ces pompes peuvent être utilisées sous des climats froids, o la température descend environ à -45 C, ou bien dans des zones désertiques o la température s'élève à environ 55 C. Ainsi, les inclinomètres 40"' peuvent être fabriqués et étalonnés en usine et peuvent être transportés vers des lieux d'utilisation dont la température varie entre environ -45 C et 55 C sans nécessiter de réetalonnage. La quatrième forme de réalisation de l'incli- nomètre 40"' (figures 13 à 16) de la présente invention est en de nombreux points similaire à la première forme de réalisation. Par conséquent, seules les différences seront décrites en détail et les pièces de la quatrième forme de réalisation équivalant à celle de la première forme de réalisation portent les mêmes références numériques suivies du signe ("'). L'inclinomètre 40'" est bridé sur le balancier 22 (figure 1) au moyen d'une presse et d'une équerre 80"', de même que dans la première forme de réalisation de l'in- vention. Un bottier 84"' et son couvercle 87"' (représentés seulement en partie) sont fixes à l'équerre 80"' par des vis à tête 106"' (une seule étant représentée). Comme montré sur la figure 14, des entretoises cylindriques 200 comportent des parties filetées 202 de faible diamètre qui passent dans des trous 204 et 205 d'une plaquette 108"' à circuit imprimé et sont vissées dans des trous taraudés d'un bloc 206 monté sur ressort. Il convient de noter que le trou supérieur 204 de la plaquette à circuit imprimé est de diamètre relativement grand permettant au bloc 206 et au ressort en porte-à-faux 110"' qui lui est fixé d'être soumis à un réglage angulaire par rapport au plan de la plaquette 108"' à circuit imprimé pour que l'oscillation du ressort 110"' par rapport à la plaquette 108'"puisse être réglée avec précision avant le blocage des entretoises 200. Des trous d'accès 208 ménagés dans l'équerre 80"' permettent l'introduction de vis 210 enfilées dans des trous du boîtier 84"' et vissées dans les entretoises 200 pour assujettir fixement ces dernières au boîtier. De même que dans les première et deuxième formes de réalisation, la lame de ressort ou le ressort en porte- à-faux 110"' est avantageusement formé en alliage au manganèse recuit, tel que l'alliage C.D.C. 780 à amortis- sement. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur les figures 15 et 16, le ressort 110"' s'ajuste dans une rainure verticale 212 du bloc 206, ce qui lui permet d'être réglé verticalement dans la rainure. Des vis à tête 213 passent dans des trous d'une plaque étroite 214 de recouvrement, dans des trous oblongs 215 du ressort et sont vissées dans des trous taraudés du bloc 206 afin de fixer rigidement le ressort 110"' dans sa position de réglage. Un capteur 53"', qui est avantageusement un transducteur à effet Hall, est fixé à la plaquette 108"' à circuit imprimé- par exemple par collage, et est connecté électriquement à la plaquette par soudage de conducteurs 216 sur cette plaquette à circuit imprimé. Un aimant 114"' et des masselottes 116"' et 118"' sont fixes rigidement à l'extrémité inférieure du ressort 110"', de même que dans la première forme de réalisation de l'invention. Comme montré sur la figure 16, le ressort 110"' peut être ajusté dans la direction de sa longueur à l'aide d'un levier ou d'une pointe 218 qui passe dans un grand trou 220 de la plaque 214, dans un petit trou 222 du ressort 110"' et dans un trou 224 de grand diamètre et un trou 226 de faible diamètre du bloc 206 supportant le ressort. Avant le montage des organes de travail de l'inclinomètre dans le boîtier 84"', l'opérateur desserre légèrement les vis 213, puis introduit la pointe 218 dans les trous 220, 222, 224 et 226 et fait monter ou descendre le ressort par effet de levier, par rapport au bloc 206, jusqu'à ce qu'il soit ajusté avec précision et convenablementpuis les vis sont serrées fermement pour bloquer le ressort 110"' dans sa position d'étalonnage souhaitée. De même que dans les première et deuxième formes de réalisation de l'invention, des moyens de butée, se présentant sous la forme de blocs hexagonaux 228 (figures 13 et 14) sont fixés à la plaquette 108"' à circuit imprimé par des vis 230 et sont destinés à empêcher une déviation excessive et une détérioration du ressort 110"'. La quatrième forme de réalisation de l'incli- nomètre 40"' a pour avantage d'être étalonné avec précision lors de son assemblage initial de façon à pouvoir fonc- tionner dans des zones dont la température peut varier entre -45 C et + 55 C sans qu'il soit nécessaire de reprendre les réglages lors d'une utilisation dans des lieux froids, en hiver, ou dans des lieux chauds, tels que des zones désertiques en été. Il ressort de la description précédente que le dispositif selon l'invention est un dispositif simple, peu coûteux et d'une longue durée de vie, capable de mesurer des variations d'inclinaison ou d'accélération d'un méca- nisme mobile sur lequel il est monté. Dans son domaine préféré d'utilisation, le dispositif est un inclinomètre qui est monté sur le balancier d'une pompe à tiges d'aspiration et qui produit des signaux détectant un épui- sement du puits.Plus particulièrement, le dispositif produit des signaux de sortie permettant de déterminer la position verticale du train de tiges d'aspiration de la pompe sans avoir à faire appel à des moyens tournants ou des rhéostats qui sont, dans les deux cas, sujets à une usure ou à une rupture et à un manque de précision lors d'une utilisation prolongée. De plus, ces pièces peuvent être endommagées par la neige, les vents forts et autres. Bien que le dispositif selon l'invention ait été décrit sous la forme d'un inclinamètre utilisé dans un système de pompage à tiges d'aspiration, il est évident que ce dispositif peut être utilisé dans d'autres environnements pour la détection de variations d'accélération ou d'inclinaison ou pour produire des signaux de sortie qui sont traités par des moyens non décrits dans la présente demande. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de il'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour contrôler le fonctionnement d'une installation de pompage d'un puits qui comprend un balancier (22) auquel est relié un train de tiges d'aspi- ration (16), et un groupe moteur (30) destiné à faire osciller le balancier pour faire exécuter un mouvement alternatif au train de tiges afin de produire du fluide à partir d'un emplacement souterrain, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection de la position du train de tiges pendant son mouvement alternatif, ces moyens de détection comprenant un support (80) monté sur le balancier afin d'en suivre le mouvement oscillant, des moyens de détection de mouvement en deux parties comprenant un capteur (53) à champ magnétique et un élément magnétique (114), mobiles l'un par rapport à l'autre sous l'effet des variations d'inclinaison du support, une première partie desdits moyens de détection en deux parties étant fixée rigidement au support, et un élément à ressort (110) dont une première extrémité est maintenue en position fixe par rapport au support pendant le fonctionnement et dont l'autre extrémité est reliée à ladite autre partie afin que, sous l'effet d'un mouvement relatif entre l'aimant et le capteur en réponse à l'oscil- lation du balancier, un signal de tension linéaire de sortie, représentatif dudit mouvement relatif et utilisable pour déterminer la position du train de tiges, soit produit. 2. Dispositif pour le contrôle du fonctionnement d'une installation de pompage d'un puits qui comprend un balancier ( position du train de tiges pendant son mouvement alter- natif, ces moyens de détection comprenant un support (80) relié au balancier afin d'en suivre le mouvement oscillant des moyens qui définissent un capteur (53) à champ magné- tique fixé rigidement au support, un élément à ressort (110) dont une extrémité est fixée rigidement au support en un point éloigné du capteur, et un élément magnétique (114) fixé au ressort en une position éloignée de ladite première extrémité et placé à proximité immédiate du capteur, l'élément magnétique se déplaçant par rapport au capteur sous l'effet de l'oscillation du balancier afin de produire un signal de tension linéaire de sortie qui est propor- tionnel au mouvement relatif et qui est utilisable pour déterminer la position du train de tiges. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support est fixé rigidement au balancier, notamment en un point situé à proximité immé- diate du pivot (23) dudit balancier. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des contrepoids (116, 118) fixés au ressort en un point adjacent à l'élément magnétique. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première extrémité du ressort est son extrémité supérieure. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'oscillation du balancier provoque un déplacement de l'élément magnétique entre une position dans laquelle cet élément magnétique est sensiblement centré par rapport au capteur et des positions situées de part et d'autre de la position centrée durant chaque cycle d'oscillation du balancier. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément magnétique est rapproché ou éloigné du capteur au cours de chaque oscillation du balancier. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de butée (228) fixés rigidement au support. de part et d'autre de la course des contrepoids afin d'empêcher une flexion excessive et une détérioration de l'élément à ressort. 9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une plaquette (100) à circuit imprimé fixée rigidement au support et connectée au capteur à champ magnétique. 10. Dispositif pour contrôler le fonctionnement d'mune installation de pompage d'un puits qui comprend un balancier pivotant (22) auquel est relié un train (16) de tiges d'aspiration, et un groupe moteur (30) destiné à faire osciller le balancier pour faire exécuter un mouvement alternatif au train de tiges afin de produire un fluide à partir d'un emplacement souterrain, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à détecter la position du train de tiges lors du mouvement alternatif de ce train de tiges, lesdits moyens de détection de position comprenant un support (80) fixé rigidement au balancier afin d'osciller avec lui, les moyens définissant un transducteur (53) à signal linéaire de sortie, fixé rigidement au support, un élément à ressort en porte-à- faux (110) présentant une extrémité supérieure fixée rigidement au support et une extrémité inférieure adjacente au transducteur, et un élément magnétique (114) fixé au ressort en porte-à-faux, à son extrémité inférieure, et étroitement adjacent au transducteur lorsque le balancier est horizontal, l'élément magnétique se déplaçant par rapport au transducteur sous l'effet de l'oscillation du balancier afin de produire un signal de tension linéaire de sortie qui est proportionnel audit mouvement relatif et qui peut être utilisé pour déterminer la position du train de tiges. 11. Dispositif pour détecter les variations du mouvement d'une pièce et pour produire des signaux de sortie en réponse à ces variations, caractérisé en ce qu'il comporte un support (80) sur lequel le dispositif est monté de façon à pouvoir se déplacer, des moyens de détection de mouvement en deux parties comprenant un capteur (53) à champ magnétique et un élément magnétique (114) qui sont portés par le support et sont mobiles l'un par rapport à l'autre sous l'effet des variations de mouvement du support, une première partie desdits moyens de détection en deux parties étant fixée rigidement au support et un élément à ressort (110) étant maintenu par une première extrémité en position fixe par rapport au support pendant le fonctionnement et son autre extrémité étant reliée à l'autre partie desdits moyens de détection en deux parties afin de produire un mouvement relatif entre l'élément magnétique et le capteur à champ magnétique. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 11, caractérisé en ce que le capteur desdits moyens de détection de mouvement en deux parties constitue ladite première partie de ces moyens de détection. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 11, caractérisé en ce que l'élément à ressort est un ressort en porte-à-faux dont une première extrémité est fixée rigidement au support. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 13, caractérisé en ce que l'élément magnétique est fixé à l'autre extrémité du ressort. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 11, caractérisé en ce que l'élément à ressort est au moins un ressort hélicoidal (160) dont une extrémité porte contre ledit support (162) et l'autre extrémité porte contre ledit élément magnétique (158) 16. Dispositif destiné à détecter des variations d'inclinaison ou d'accélération, caractérisé en ce qu'il comporte un support (80) sur lequel le dispositif est monté de façon à pouvoir se déplacer, des moyens définissant un capteur (53) à champ magnétique, fixé rigidement au support, un élément à ressort en porte-à-faux (110) dont une première extrémité est fixée rigidement au support en un point éloigné dudit capteur, et un élément magnétique (114) fixé au ressort en porte-à-faux, en une position éloignée de ladite première extrémité et étroitement adjacent au capteur, ledit élément magnétique se déplaçant par rapport au capteur sous l'effet d'une oscillation ou de variations de l'accé- lération du support de façon à faire fléchir le ressort et à produire un signal de tension linéaire de sortie qui est proportionnel au mouvement relatif ou à l'accélération et qui peut être utilisé pour déterminer des variations d'inclinaison ou d'accélération du support. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour détecter des variations d'inclinaison du support. 18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour détecter des variations de son accélération. 19. Dispositif selonJa revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des contrepoids (116, 118) fixés à l'élément à ressort, en un point adjacent à l'élément magnétique, afin d'assurer une flexion suffisante de l'élément à ressort sous l'effet d'une inclinaison ou d'une accélération du support. 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite première extrémité du ressort en porte-à-faux est son extrémité supérieure. 21. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'oscillation du support provoque un déplacement de l'élément magnétique entre une position dans laquelle cet élément est sensiblement centré par rapport au capteur et des positions situées de part et d'autre de la position centrale au cours de chaque cycle d'oscillation du support. 22. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élément magnétique est rapproché ou éloigné du capteur durant chaque oscillation du support. 23. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'arrêt (228) fixés rigidement au support, de part et d'autre de la course des contrepoids, afin d'empêcher une flexion excessive et une détérioration de l'élément à ressort en porte-à-faux. 24. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une plaquette (108) à circuit imprimé fixÉ rigidement au support et connectée audit moyen à transducteur à signal de sortie linéaire. 25. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un tube (156) fixé rigidement au support, des organes (162) fermant les extrémités du tube, l'élément magnétique (158) étant logé de façon à pouvoir coulisser dans le tube, ledit ressort (160) étant disposé à l'intérieur du tube et comportant une autre extrémité reliée à l'élément magnétique. 26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que deux ressorts hélicoidaux (160) sont disposés à l'intérieur du tube, de part et d'autre de l'élément magnétique afin de permettre à ce dernier de se déplacer par rapport au capteur lorsqu'une variation de mouvement se produit et de permettre au ressorts d'amener l'élément magnétique en position centrée par rapport au capteur lorsque les variations de mouvement s'achèvent. 27. Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une matière magnétique (164) disposée au-dessus du tube et de l'élément magnétique afin de réduire les forces de frottement s'exerçant entre le tube et ledit élément magnétique. 28. Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un liquide (163) contenu dans le tube et destiné à amortir le mouve- ment de l'élément magnétique. 29. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit (170) de protection contre les transitoires, destiné à assurer une protection contre toute détérioration due à la foudre ou autres et à protéger également le capteur à champ magnétique d'une tension maximale. 30. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 11, caractérisé en ce que le ressort en porte-à-faux est constitué d'un alliage au manganèse tel que l'alliage C.D.C. 780 à amortissement élevé. 31. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une plaquette (108) à circuit imprimé fixée au support et à laquelle le capteur à champ magnétique est fixé, l'élément magnétique étant fixé à l'autre extrémité de l'élément à ressort afin d'osciller dans un plan parallèle à une surface principale de la plaquette à circuit imprimé. 32. Dispositif selon la revendication 31, caractérisé en ce que le ressort est un ressort en porte-à- faux et en ce qu'il comporte en outre des moyens (213, 215) permettant de régler le ressort dans un plan parallèle audit plan de positionnement du point médian du mouvement oscillant du ressort, en un point prédéterminé par rapport au capteur. 33. Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que ledit point prédéterminé est le centre du capteur. 34. Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (218) permettant de régler linéairement la longueur utile du ressort pour accroître ou abaisser la sensibilité dudit ressort. 35. Dispositif pour contrôler la position d'un train (16) de tiges de pompage d'un puits, caractérisé en ce qu'il comporte une installation de pompage destinée à actionner le train de tiges et comprenant un balancier oscillant (22) monté de façon pivotante, des moyens destinés à faire osciller le balancier sur un angle prédéterminé, et des moyens (53) à transducteur fixés au balancier afin d'en détecter des variations pour générer un signal repré- sentatif desdites variations de mouvement lorsque le balancier oscille.