Brevet FR2567191A1 — publié le 19860110

La présente invention concerne un dispositif permettant de détecter à chaque instant la position d'une vanne immergée, c'est-à-dire son état ouvert ou fermé. Elle trouve une application particulière, mais non limitative à la surveillance des vannes de tête de puits de production pétrolière sous-marine. En effet, dans ce type d'installation, il est nécessaire d'avoir des dispositifs de surveillance qui soient extrêmement fiables et qui ne nécessitent pas ou peu d'entretien malgré l'environnement particulièrement agressif auquel ils sont exposés, en particulier quand l'immersion est faite en milieu marin. On connaît déjà des dispositifs magnétiques per mettant due détecter la position d'un élément mobile. Un de ces dispositifs est décrit dans le brevet français nO 2 209 451 et comporte essentiellement une pièce en matériau magnétique solidaire de l'élément mobile à surveiller, un tube en matériau amagnétique et un aimant permanent situé à l'extérieur du tube amagnétique. Le déplacement de la pièce mobile entraîne celui de la pièce magnétique devant l'aimant permanent, ce qui génère un shunt de son flux magnétique et provoque ainsi la fermeture ou l'ouverture d'un interrupteur magnétique. De façon à obtenir une réalisation qui atteigne les buts énoncés plus haut, l'invention prévoit un dispositif magnétique immergé pour la détection de la position ouverte ou fermée d'une vanne immergée, qui comporte au moins un interrupteur à lames souples commandé par l'action d'un champ magnétique, et au moins une tige susceptible de se déplacer de façon à modifier ledit champ magnétique et actionner ainsi la fermeture ou l'ouverture de l'interrupteur, la vanne immergée comportant au moins un piston de commande actionné par un fluide hydraulique. Selon l'invention, le dispositif est essentiellement caractérisé en ce que la tige est solidarisée au piston et immergée dans le fluide hydraulique de commande. De manière préférentielle, le déplacement de la tige se fait, au moins en partie, dans une enceinte étanche. De préférence aussi le champ magnétique est créé par un aimant permanent et il est modifiable lors du déplace ment de la tige qui est en matériau amagnétique et qui porte un noyau magnétique. Dans ce cas, il est préférable que l'enceinte étanche soit en matériau amagnétique. Un des avantages du dispositif selon l'invention est relatif à la fixation de la tige au piston de commande de la vanne. En effet, ceci présente la possibilité d'avoir l'information de position sur l'organe de commande, donc sans modification des caractéristiques physiques de la vanne. Cette possibilité est très intéressante dans le cas des vannes pétrolières. En plus, selon cette réalisation, il 'y a pas de fixation sur la tige de commande comme ce serait le cas sur une vanne conventionnelle où il est nécessaire d'avoir des organes d'accouplement qui sont susceptibles de se dérégler. On obtient ainsi selon l'invention, une réalisa- tion entièrement intégrée sans possibilité de déréglage. En outre, et ainsi qu'il apparaîtra plus clairement ci-dessous, la maintenance de l'ensemble est très aisée car l'ensemble suiveur constitué par la tige et la matériau peut rester solidaire du piston lors d'un démontage alors que l'organe détecteur est démontable facilement. On comprend que cet avantage est important dans le cas où la maintenance doit être faite par des plongeurs sous-marins. Un autre avantage du dispositif selon l'invention est lié à l'immersion de l'ensemble suiveur dans le fluide de commande. Ainsi cet ensemble est complètement isolé du milieu extérieur, ce qui, dans les systèmes immergés, assure une protection contre la corrosion et la croissance sardine. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite d'une manière illustrative mais nullement limitative, en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente une installation réalisée selon l'invention, - la figure 2 représente un détail de la figure 1 On a représenté schématiquement sur la figure 1 une installation réalisée selon lVinventiono Elle comporte une vanne (l) du type à guillotine dont l'obturateur (2) est représenté ici en position fermée et relié à une queue d'équilibrage (4). Le déplacement de l'obturateur est commandé par le piston (5) auquel il est relié par une tige de commande (6).Le piston se déplace dans le cylindre (7) sous l'action d'un fluide hydraulique en provenance de la ligne de commande hydraulique (9). Le cylindre (7) est relié au corps de la vanne (1) par un joint (10) assurant l'étanchéité. Le piston (5) est muni, sur sa face opposée à la tige (6), de l'ensemble suiveur (11) constitué par une tige amagnétique (12) comportant dans sa partie extrême un noyau magnétique (13). L'ensemble suiveur constitué d'un matériau amagnétique se déplace dans un cylindre (15) fermé à une de ses extrémités et dont l'autre extrémité (16) est reliée de manière étanche à la face correspondante du cylindre (7). L'intérieur du cylindre (15) est donc rempli par le fluide hydraulique (20) de commande du déplacement du piston.Le cylindre (15) est entouré par une enceinte (22) dans laquelle est disposé le système de détection constitué, d'une manière connue en soi, par un aimant permanent dont le champ magnétique actionne un interrupteur magnétique. Un tel système est décrit dans le brevet français nO 2 209 451. L'enceinte (22) est connectée par sa face (23) au cylindre (7) d'une manière étanche, par exemple par soudure ou par un système démontable de brides boulonnées. On a représenté plus en détail sur la figure 2, l'enceinte (22) et l'extrémité (24) du cylindre (7). Sur la paroi (25) du cylindre (7) est soudé le cylindre (15) dans lequel se déplace l'ensemble suiveur (11). L'enceinte (22) est elle-même soudée à la paroi (25). Le système de détection est représenté en (26). I1 est monté en coulissement autour du cylindre (15) de façon à pouvoir être déplacé par un système à vis-écrou (30) dont la vis (31) peut être actionnée sans démontage de l'ensemble par le boulon de commande (35-). I1 est donc possible de positionner exactement le système de détection (26) par rapport à la position du noyau magnétique (13). tialb e dispositif ainsi représenté peut faire l'objet de nombreuses variantes, en particulier en ce qui concerne la forme et le montage respectif du cylindre (7) et du carter (22). Par exemple, ce carter (22) peut avoir une forme annulaire et présenter alors une longueur inférieure à celle du cylindre (15) Mais on peut aussi, sans sortir du cadre de l'invention, modifier le système de détection magnétique et par exemple remplacer le noyau magnétique (13) par un aimant permanent. Il suffira alors de prévoir un système de détection (22) adéquat pour repérer le passage dudit aimant permanent. Selon une autre variante, on peut prévoir dans l'enceinte (22) deux systèmes de détection (26), chacun d'eux repérant l'une des positions ouverte ou fermée de la vanne. On pourra aussi prévoir de détecter des positions intermédiaires. Il est à noter aussi que la liaison de la tige (11) au piston (5) peut être une liaison souple qui permet de rattraper les désaxages. REVENDICATIONS 1 - Dispositif magnétique immergé pour la détection de la position ouverte ou fermée d'une vanne immergée (1) ,ledit dispositif comportant au moins un interrupteur à lames souples commandé par l'action d'un champ magnétique et au moins une tige (ll) susceptible de se déplacer de façon à modifier ledit champ magnétique et ainsi actionner l'ouverture ou la fermeture dudit interrupteur, ladite vanne comportant au moins un piston (5) de commande actionné par un fluide hydraulique (20) caractérisé en ce que ladite tige (11) est solidarisée audit piston (5) et immergée dans ledit fluide hydraulique de commande (29) 2 - Dispositif selon la revendication (1), caractérisé en ce que le déplacement de la tige se fait au moins en partie dans une enceinte étanche (15) contenant une partie dudit fluide hydraulique de commande 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ magnétique actionnant l'interrupteur magnétique es généré par un aimant permanent. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite tige est en matériau amagnétique et comporte un noyau (13) en matériau magnétique 5 - Dispositif selon les revendications (2) et (4) caractérisé en ce que ladite enceinte étanche est réalisée en matériau amagnétique et en ce que ledit aimant permanent et ledit interrupteur magnétique sont situés à l'extérieur de ladite enceinte.