Brevet FR2567192A1 — publié le 19860110

La prdsente invention concerne un procdfJé d pr6- vent ion des dépôts dus au ddgazage dans le cadre de la production et de l'exploitation de fluides d'origine gdother- mique ou similaire. Dans les opérations géothermiques, qui visent essentiellement à récupérer les calories à partir d'un fluide géothermique extrait du sol, on rencontre de nombreuses contraintes d'exploitation et de production. Le fluide géothermique est généralement produit h partir d'une colonne de production ou d'exhaure d'un faible diamètre, de l'ordre de 20 cm. Au bas de cette colonne de plusieurs centaines de mètres de hauteur se trouve une pompe entraînée par un moteur et qui est destinée à relever le fluide géothermique dans la-colonne d'exhaure centrale.Cette colonne se trouve elle-même logée dans une chambre de pompage coaxiale qui est constituée par un puits de plus grand-diamètre. De ce fait l'eau chaude provenant des terrains producteurs adjacents et sous-jacents remplit l'espace annulaire compris entre le tube d'exhaure et la chambre de pompage. L'exploitation des fluides géothermiques se heurte à des difficultés qui sont dues essentiellement à la formation de dépôts très importants dans les installations de surface qui comportent des échangeurs, ainsi que dans les pompes d'exhaure elles-mêmes. I1 en résulte que les échangeurs de chaleur s'entartrent régulièrement, d'où une nécessité de les démonter périodiquement pour les nettoyer. Ceci entraîne des frais considérables pour l'opération de nettoyage proprement dite, sans compter la p-erte d'exploitation qui en résulte. En outre il se produit égaiement une usure par suite du démontage et du remontage des échangeurs.En ce qui concerne la pompe d'exhaure il est nécessaire, pour pouvoir la nettoyer, de la remonter puis de la redescendre dans le puits après nettoyage, ce qui, 1à encore, entraîne des frais importants pour l'opération de nettoyage et aussi une perte d'exploitation. ies dépôts qui se produisent ainsi pendant l'exploitation de fluides géothermiques, résultent de plusieurs conditions favorables parmi lesquelles on peut citer une baisse de la température et surtout l'apparition d'un dégazage dans le système d'extraction. En effet le dégazage entraîne le passage en phase gazeuse de plusieurs gaz acides, d'où une alcalinisation de l'eau et par conséquent des conditions plus favorables pour le dépôt de substances minérales. La présente invention vise à remédier a ces inconvénients en procurant un procédé permettant de limiter considérablement tout dépôt de substances minérales dans une installation d'extraction d'un fluide géothermique ou similaire. A cet effet ce procédé de prévention des dépôts dus au dégazage dans le cadre de la production et de l'exploi~ tation de fluides d'origine géothermique ou similaire dans lequel, après avoir foré dans le sol un puits constituant une chambre de pompage, on place, dans le fond de cette chambre de pompage, à l'extrémité d'un tube d'exhaure, une pompe relevant, dans ce tube d'exhaure, jusqu'à la surface du sol, le fluide géothermique provenant des terrains producteurs adjacents et sous-jacents et qui remplit l'espace annulaire compris entre le tube d'exhaure et la chambre de p.ompage, est caractérisé en ce qu'on introduit dan8 le partie supérieure de l'espace annulaire un fluide inerte ou compatible avec les caractéristiques de l'eau,sous une pression qui, pour le débit d'exhaure maximal prévu, est supérieure à le pression de point de bulle du fluide géothermique, c'est-h-dire la pression à laquelle apparaît, dans ce fluide, la première bulle lors d'une diminution de sa pression. Autrement dit, suivant l'invention, on "gonfle" le puits d'une installation d'extraction de fluide géothermique avec un fluide inerte ou compatible avec les caractéristi- ques de l'eau ayant une pression toujours supérieure à la pression de point de bulle du fluide, et ce quelles que soient les conditions d'exploitation. Lorsque la pompe esl Ft 1'arrAt, le nivesu du fluide ans l'annulaire est relativement élevé et le volume de la chambre de pompage compris entre le niveau du fluide gé o- thermique et la partie supérieure de cette chambre au niveau du sol est alors rempli de gaz inerte fortement comprimé. Lorsque l'on met en service la pompe d'exhaure, pour extraire le fluide géothermique et le faire remonter, à travers le tube d'exhaure, en direction d'une installation de surface comportant des échangeurs de chaleur, le niveau dans l'annulaire s'abaisse, ce qui entraîne une chute de pression. Toutefois la pression du fluide géothermique demeure toujours supérieure à la pression de point de bulle du fait que le coussin de gaz inerte comprimé qui est maintenu en permanence à la partie supérieure de la chambre de pompage, se trouve toujours, quel que soit le débit d'exhaure, à une pression supérieure à la pression de point de bulle.De ce fait à aucun moment la pression du fluide géothermique pompé ne se trouve, aussi bien dans le tube d'exhaure que dans l'installation de surface, à une pression inférieure à la pression de point de bulle et on évite ainsi tout dépôt intempestif de substances minérales dans la pompe d'exhaure, le tube d'exhaure ou l'installation de surface. La poche de fluide inerte ou compatible avec les caractéristiques de l'eau sous pression, qui est formée à la partie supérieure de l'espace annulaire, ne nécessite qu'une surveillance périodique: par exemple il suffit de la contrôler deux à trois fois par an pour vérifier si la pression dans cette poche reste bien toujours supérieure à la pression de point de bulle. Si cette pression s'abaisse incon sidérément, il suffit alors de la faire remonter par 1' in- troduction d'une quantité additionnelle de fluide inerte ou compatible avec les caractéristiques de l'eau dans la partie supérieure de l'espace annulaire. Dans certains ca on peut également envisager un enregistrement en continu, avec seuil d'alarme, de la pression du fluide appliqué. Le procédé suivant l'invention offre un avantage , > conomique très important du fait que, par suite de l'importante réduction d'entartrage aussi bien dans le pompe d'exhaure que dans les échangeurs de surface, il n'est plus nécessaire de démonter, nettoyer et remonter périodiquement ces éléments de l'installation, d'où une absence de perte d'exploitation et un gain considérable du point de vue prix dc revient, étant donné la suppression des opérations de nettoyage qui sont exigées jusqu' présent. Bien que, dans la description qui précède, le procédé suivant l'invention ait été indiqué comme étant plus particulièrement appliqué à des fluides géothermiques, il va de soi qu'il peut être également employé lorsqu'il y a lieu d'extraire du sol un liquide quelconque, plus ou moins chargé en sel, tel que notamment une eau peu profonde et/ou minérale. Dans ce cas le coussin de gaz sous pression à le partie supérieure de l'annulaire -permet aussi d'éviter le dépôt de sel dans les tuyaux et dans les pompes. REVENDTCATTON Procédé de prévention des dépôts dus au dC.qazage dans le cadre de la production et de l'exploitation de fluides d'origine géothermique ou similaire dans lequel, après avoir foré dans le sol un puits constituant une chambre de pompage, on place, dans le fond de cette chambre de pompage, h l'extrémité d'un tube d'exhaure, une pompe relevant, dans ce tube d'exhaure, jusqu'à la surface du sol, le fluide géothermique provenant des terrains producteurs adjacents et sous-jacents et qui remplit l'espace annulaire compris entre le tube d'exhaure et la chambre de pompage, caractérisé en ce qu'on introduit dans la partie supérieure de l'espace annulaire un fluide inerte ou compatible avec les caractéristiques de l'eau sous une pression qui, pour le débit d'exhaure maximal prévu, est supérieure à la pression de point de bulle du fluide géothermique, c'est-b-dire la pression à laquelle apparaît, dans ce fluide, la première bulle lors d'une diminution de sa pression.