Brevet FR2590328A1 — publié le 19870522

La présepte invention concerne d'une manière générale des procédés pour lier des élastomètres à des articles en acier et plus partic@lièrement ur, procédé de moulage d'une qarriture de stator d'une pompe à cavité progressive à l'in- trieur d'un tube er acier. Une pompe à cavité progressive comprend un stator et ur rotor. Le stator comprend un tube erl acier revêtu à l'intérievr d'une garniture en élastomère. Cette garniture est fixée au tube en acier et elle présente un alésage interre qui a la forme d'une hélice double. Le rotor est corXs- titué par un arbre en métal dur qui s'étend à travers le stator, en étant emboîté étroitement dans celui-ci. Le rotor a ure surface externe er > forme d'hélice simple. La rotatior du rotor se traduit par la format de cavités discrètes qui progressent en direction de l'orifice de refoulement de la pompe, afir > de pomper un fluide. Ces types de pompe ont été utlisés pendant de pombreuses années. Suivant la techrique artérieure, lors du moulage de ces stators pour des pompes à cavité progressive, on irsère Bun mandrin ou poyau hélicoïdal axialement dans un tube en acier. On force ensuite l'élastomère dans l'espace annulaire délimité eratre le tube et le mandrin ou poyau, orl place alors la totalité de cet er,semble darus ure enceint de chauffage contrôlé, par exemple darus un autoclave, et on élève la température, pendant une certaine période de temps, jusqu'au point de durcissement de l'élastomère. Après durcissement on enlève le poyau ou mandrin. Le procédé suivant la tech@que antérieure présente des inconvénients. Lorsque l'on chauffe de la marnière décrite, il existe un gradient de température er, travers de l'élastomère, la température la plus chaude se trouvant à l'interface entre l'élastomère et la surface irterre du tube en acier. Le point le plus froid se trouve à l'endroit du poyau ou mandri qui agit en tant que dissipateur de chaleur. Ce gradient de température fait que le urcissement de l'élastomère obteru est un compromis par rapport au durcissement optimal. Un autre compromis est exigé lorsque plusieurs moulages de stators doivent être durcis en tarot que charge commuta dards wn autoclave. Ceci se traduit par @n chauffage inégal et un cycle de température plus long étant donné que la variation de la masse devant être chauffée extraire ure variation du taux de trarsfert des calories Chaque charge a ses propres besoins uniques erl matière de calories. Ceci se traduit par one large gamme de performances des pompes è cause de taux de rétraction différents, de réticolation superficielle et de variation de la dersité de l'élastomère. Un test comparatif avec un rotor standard est ainsi pécessaire pour chaque stator construit. Suivent l'invention le poyau ou mandrin est pourvu d'ur, passage s'étendant à travers lui. Le tube du stator est inséré à l'intérieur d'une chemise ou d'un tube plus grand qui définit un passage annulaire. L'élastomère est injecté darus l'espace compris entre le tube du stator et le noyaw ou mandrig. Un fluide chaud, tel que de l'huile, est pompé à travers le passage annwlaire et à travers le marXdrir creux. Le flwide chawd est maintenu aw point de dercissement de l'élastomère afîr > de provoquer le duroissement de celui-ci. On décrire oi-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exéoution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : Le figure 1 est une vue en coupe longitvdinale d'un stator constreit par la mise en oeuvre de procédé suivant l'invention. La figure 2 est en schéma illestrant le procédé swivant l'invention. La figure 3 est une vve en coupe longitedinale d'un stator d'une pompe à cavité progressive. Si o se réfère à la figure 3, or, voit qu'un stator 11 d'être pompe à cavité progressive a habituellement une longweer d'environ 6 mètres pour des applications au pompage de puits de pétrole. Le stator 11 comporte un tube de stator 13 qui est dormalement en acier. Ce stator 11 comporte également une garaiture en élastomère 15 qui est fixée à l'intérieur du tube 13. La garniture 15 présente un passage ou ut alésage 17 s'éter,dar,t à travers elle. Ce passage 17 a la forme d'une hélice double. Le passage 17 est adapté de manière à recevoir un rotor en métal der (non représenté) lequel est entrainé eri rotation par rapport au stator 11. Si or, se réfère à la figure 1 ori voit que pour fabriquer le stator 11, or, utilise un mandrin ou t > oyau 19. Ce doyau ou mandrin 19 est un arbre en acier qui est perce d'un passage axial 21 s'étendant à travers lui. La surface externe 23 du noyau ou mandrin 19 est usinée de manière à présetter la forme d'une hélice double. Une chemise 25 est également etilisée dans le procédé de fabrication. Cette chemise 25 est ur, tube en métal ayant un diamètre interne sepérieur au diamètre externe de tube de stator 13. Ceci se traduit par la création d'un passage ou jeu annelaire 27. Le passage annelaire 27 et le passage axial 21 du noyau ou mandrin sont reliés, par l'intermédiaire d'un collecteur non représerXté, à ure pompe 29 représentée sur la figure 2. L'orifice d'entrée de la pompe 29 est relié à en réservoir 31 tardis que son orifice de sortie commanique avec les passages 21 et 27 (figure 1) à ure extrémité du stator 11. Une canalisation de retour 32 s'étend à partir de l'autre extrémité du stator 11, jewqu'se réservoir 31. Ce réservoir 31 contient ut' fluide 33, de préférence un liquide tel que de l'huile, qui a été chauffé à ut > e température correspondant approximativement au point de durcissement de l'élastomère utilisé pour la garniture 15. Cette température est de préférence comprise darus la gemme allant de 930 à 2300C. Lors de l'opération de moulage, le mandrin 19 est recouvert d'en agent anti-collage et il est ensuite introduit des le tube de stator 13. Le mandrin 19 est supporté svivant l'axe du tube de stator 13. Ce tube de stator 13 est alors placé à l'intérieur de la chemise 25. Un élastomère liquide non durci est injecté data l'espace compris entre le mandrin 19 et le twbe 13, au moyen d'un injeteur conventiontel 35 (figure 2). La pompe 29 pompe enseite de l'huile chaude 33 à travers le passage 21 du mandrinet à travers le passage annolaire 27, jusqu'à ce que l'élastomère ait durci d'une manière appropriée. Ensuite. après refroidissement et enlèvement de l'huile 33, le mandrin 19 est tiré à l'exté- rieur à partir de la garniture 15.La température élevée amère l'élastomère de la garniture 15 à rester collé à la paroi interne du tube métallique 13. L'invention procure des aventages appréciables de fait que l'élastomère est chauffé plus rapidement par suite de l'application de la chaleur à la fois à partir de l'in- térieur et de l'extérieur, par l'intermédiaire de l'huile chaude. La température de durcissement peut être maintenee d'une manière plus précise que dates le cas du procédé à autoclave swivant la technique antérieure, et ce en sorveil lat > t la température de l'huile. Le gradient de température entre l'intérieur et l'extérieur peut être réduit ou élimiré. Ce procédé permet de durcir d'urle manière économique des ersembles individuels, au lieu d'avoir à durcir ut > Drand nombre simoltanément dans un même sutoclave. La chaleur due au frottement qui est produite par l'injection de l'élastomère, est conservée au lieu d'être perdue, ce qui est le cas lorsque plusieurs epsembles sort accumulés pour ut > traitement par lots. REVENDICATIONS 1.- Procédé de- fabrication d'un stator pour ur > e pompe à cavité progressive du type compoetant un tube avec che garniture interne en élastomère présentant un alésage ou passage en forme d'hélice multiple, caractérisé en ce qu'on prévoit en mandrin ereux (19) présentant une surface externe (23) erl forme d'hélice multiple et an passage (21) à travers lui, or > insère le mandrin (19) darus Mrr tube (13), or remplit l'espace entre la surface externe du mandrin (19) et le tube (13) au moyen d'en élastomère, on place un flwide chaud dans le passage (21) tout an chauffant l'extérieur du tube (13), afin de durcir l'élastomère, et anfin on enlève le mandrin (19). 2.- Procédé de fabrication d'ut > stator pour une pompe à cavité progressive du type comportant ui tube avec une garniture interne en élastomère présentant un alésage oe passage en forme d'hélice multiple, caractérisé an ce qu'or prévoit un mandrin oreux (19) présentant une surface externe (23) en forme d'hélice multiple et un passage (21) à travers lvi, on insère le mandrin 919) dans un @ube (13). en insère le tube (13) dat > s une chemise (25) ayarat des dimensions internes supérieures aux dimensions externes du tube (13), de manière à créer un espace vide annelaire (33), or, remplit l'espace entre la surface axterne du mandrin (19) et le tube (13) eu moyen d'un élastomère, on fait s'écouler un fluide chaud à travers le passage (21) et à travers l'espace annwlaire (33) afin de durcir l'élastomère, et enfin on enlève le mandrin (19) et la chemise (25) du tube (13). 3.- Procédé de fabrication d'un stator pour une pompe à cavité progressive du type comportant un tube avec une garniture interne en élastomère présentant un alésage ou passage en forme d'hélice multiple, caractérisé en ce qu'or prévoit un mandrin ereux (19) présentant une surface externe (23) en forme d'hélice multiple et u passage (21) à travers lui, en insère le mandrin (19) dans url tube (13), or, insère le tube (13) dans une chemise 925) ayant des dimensions internes supérieures aux dimensions externes du tube (13), de manière à créer un espace vide annoleire (33), on injec te un élastomère dans 11 espace entre le mandrin (19) et le tube (13), or pompe un liquide à travers le passage (21) et également à travers l'espace annolaire (33), qui est main- teru sensiblement au point de durcissemert de l'élastomère, et enfin on enlève le mandrin (19) et la chemise (25) du tube (13).