Brevet FR2586459A1 — publié le 19870227

Procédé d'exhaure d'un liquide d'un forage et ensemble de pompage destiné notamment à la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention est relative anspro- céddsd'exhaure d'un liquide atteint au moyen d'un premier forage et de réinjection de ce liquide dans un second forage, ainsi qu'aux ensembles de pompage permettant notamment de mettre en oeuvre ces procédés. En matière d'exhaure d'eau souterraine nécessitant ensuite une réinjection de ces mêmes eaux, et notamment dans le cas de la géothermie, on connaît un procédé d'exhaure d'un liquide que l'on atteint au moyen d'un premier forage et de réinjection de ce liquide dans un second foragequi consiste à aspirer du liquide du premier forage par une turbopompe du type décrit au brevet français 78 23 250 pour en envoyer une partie dans une première pompe, à refouler par cette pompe cette partie du liquide à la turbine de la turbopompe, à envoyer l'autre partie du liquide, après passage dans une installation d'utilisation, à une seconde pompe, et à refouler cette autre partie du liquide dans le second forage par la seconde pompe. Chacune de ces pompes de surface est entraînée par un moteur électrique alternatif tournant en général à vitesse variable par alimentation en fréquence variable depuis le réseau par un variateur de fréquence ou par un moteur à courant continu. L'ensemble de pompage constitué par ces deux pompes et leurs acces soires est coûteux. L'invention vise à pallier cet inconvénient en permettant de simplifier notablement l'ensemble de pompage constitué par les deux pompes. Le procédé suivant l'invention consiste à aspirer du liquide du premier forage par une turbopompe pour en envoyer une partie au premier compartiment d'une pompe, à refouler par cette pompe cette partie du liquide à la turbine de la turbopompe, à envoyer l'autre partie du liquide après passage dans une installation d'utilisation au second compartiment de la pompe et à refouler cette autre partie du liquide dans le second forage par la pompe.Suivant l'invention,le procédé consiste à monter les hydrauliques des deux compartiments sur un même arbre avec butée et paliers communs, à choisir l'hydraulique du second compartiment de manière à ce qu'elle donne une famille de courbes de variation de la hauteur en fonction du dé bit,)suivant la vitesse de rotation de l'arbre, sensible- ment similaire, pour une plage de vitesse de rotation donnée, à celle que donne l'hydraulique du premier compartiment et à réaliser les hydrauliques de façon à obtenir, à la même vitesse de rotation, pour chaque hydraulique et pour chaque débit de fonctionnement, des hauteurs sensiblement égales à celles requises par l'installation d'exhaure et de réinjection. Une des caractéristiques est d!avoir les hautes pressions au centre de la PPE-PPE et les basses pressions aux deux ex trEité5, d'où un excellent équilibrage mutuel des forces axiales créées par chaque compartiment de pope, et une seule étanchéité d'arbre sous basse pression, côté de l'entrainement. On ne fait plus appell.laintenant qu'à un seul ensemble de pompage pour réaliser l'exhaure et la réinjection, cet ensemble de pompage cprenant un premier compartiment ayant une entrée et une sortie, une première hydraulique de pompage montée sur un arbre dans le premier canpartiment et étant caractérisé par un second compartiment ayant une entrée et une sortie et par une seconde hydraulique de pompage montée sur le même arbre dans le second compartiment. Il suffit que 1 'ensemble de pompage comprenne uniquement deux paliers d'extrémité et un palier central, ainsi qu'une butée communie, ce qui diminue considérablement le prix de l'ensemble de pompage. Cet ensemble de ppage unique est commandé par un seul moteur, préférentiellement à vitesse variable. Le procédé suivant l'invention consiste, de préférence, à réaliser les hydrauliques de manière à ce que, pour chaque débit de fonctionnement, la pression du liquide envoyée à l'installation d'utilisation soit comprise entre une pression maximale de sécurité et la pression du point bulle. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est une vue d'ensemble schématique de l'installation destinée à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, et La figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble de pompage suivant l'invention. Dans un premier forage (1) est monté une turbo= pompe (2) permettant d'aspirer du liquide du premier forage (1) pour l'envoyer par un conduit (3) pour une part à un échangeur de chaleur (4) et pour une autre part à l'entrée (5) d'un premier compartiment (6) d'un ensemble de pompage. Le liquide passant par le premier compartiment (6) est refoulé par la sortie (7) et retourne par le conduit (8) à la turbine de la turbopompe (2) en vue de faire fonctionner celle-ci. Le liquide qui sort de l'échangeur de chaleur (4) servant d'installation d'utilisation par le conduit (9), arrive dans le second compartiment (10) de l'ensemble de pompage en passant par l'entrée (11) et en ressort par une sortie (12) pour aller par un conduit (13) dans un second forage (14) de réinjection. L'ensemble de pompage représenté à la figure 2 comprend donc essentiellement le premier compartiment (6) avec une entrée (5) et une sortie (7) et le second compartiment (10) avec une entrée (11) et une sortie (12). Dans le compartiment (6) est monté,sur un arbre (15) commun aux deux compartiments, une hydraulique de pompage ou inpulseurs (16). L'hydraulique (16) est complétée par des pièces fixes : élément intermédiaire (17) et diffuseur (18). Dans l'autre compartiment (10) est monté également sur le même arbre (15) desimpul seuls (20) complétés par un élément intermédiaire (21) et par un diffuseur (22). Des tirants (23) et (24) maintiennent chaque hydraulique entre les entrées (5) et (9) et une pièce intermédiaire (25) commune aux deux compartiments et comportant les deux sorties (7) et (12). L'arbre (15) est soutenu à chaque extrémité par deux paliers (26), (27) noyés et par un palier de butée(28) intermédiaire également noyé monté entre les deux compartiments au droit de la pièce intermédiaire (25). Il n'y a qu'une seule garniture d'étanchéité (29) montée entre le palier d'extrémité (26) et un -accouplement--(3Û)--.- -L'autre extrémité de l'arbre est borgne. Les deux hydrauliques (16) et (20) ont à remplir des services indépendants l'un de l'autre tout en devant tourner à la même vitesse. On connaît, pour chaque hydraulique, la courbe de variation de la hauteur en fonction du débit qu'il faut réaliser et l'écart maximum acceptable pour un débit donné entre la hauteur réelle fournie par l'hydraulique et la hauteur théorique (point bulle l timbrage des échangeurs par exemple). On réalise donc l'une des hydrauliques en jouant sur le nombre d'étage ou en rognant les roues et les diffuseurs de manière à ce que,dans une plage de vitesse de rotation donnée de l'arbre, on ait,pour chacune des hydrauliques des hauteurs sensiblement égales à celles qui sont requises par l'installation d'exhaure et de réinjection. REVENDICATIONS 1. Procédé d'exhaure d'un liquide atteint au moyen d'un premier forage et de réinjection de ce liquide dans un second forage, qui consiste à aspirer du liquide du premier forage par une turbopompe pour en envoyer une partie au premier compartiment d'une pompe, à refouler par cette pompe cette partie du liquide à la turbine de la turbopompe, à envoyer l'autre partie du liquide, après passage dans une installation d'utilisation, au second compartiment de la pompe et à refouler cette autre partie du liquide dans le second forage par la pompe, caractérisé en ce qu'il consiste à monter les hydrauliques des deux compartiments sur un même arbre avec butée et paliers communs, à choisir l'hydraulique du second compartiment de manière à ce qu'elle donne une famille de courbes de variation de la hauteur en fonction du débit > suivant la vitesse de rotation de l'arbre sensiblement similaire, pour une plage de vitesse de rotation donnée, à celle que donne l'hydraulique du premier compartiment et à réaliser les hydrauliques de façon à obtenir, à la même vitesse de rotation, pour chaque hydraulique et pour chaque débit de fonctionnement, des hauteurs sensiblement égales à celles requises par l'installation d'exhaure et de réinjection. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser les hydrauliques de manière à ce que, pour chaque débit de fonctionnement, la pression du liquide envoyé à l'installation d'utilisation soit comprise entre une pression maximale de sécurité et la pression de point bulle. 3. Ensemble de pompage pour la mise en oeuvre du procédé, suivant les revendications 1 et 2 comprenant un premier compartiment (6) ayant une entrée (5) et une sortie (7), une première hydrau- lique 116) de pompage montée sur un arbre (15) dans le premier compartiment (6), caractérisé par un second compartiment (10) ayant une entrée (5) et une sortie (12), et par une seconde hydraulique (20) de pompage montée sur le même arbre (15) dans le second compartiment (10), la butée (28) étant commune à l'ensemble des deux compartiments (6) et (10), et les paliers (26) et (27) étant spécifiques à chaque compartiment ou commun à leur ensemble. 4. Ensemble suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend seulement deux paliers d'extrémité (26, 27) spécifiques à chaque compartiment et un palier central commun. 5. Ensemble suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il ne comprend qu'une seule étanchéité sur l'arbre commun, du côté de l'entraînement.