Brevet FR2703853A1 — publié le 19941014

APPAREIL POUR COUPLER UNE LIGNE D'ALIMENTATION ELECTRIOUE A UNE CHARGE A FONCTIONNEMENT CYCLIQUE La présente invention concerne le domaine des dispositifs de commande et des dispositifs de surveillance pour des pompes à tiges de puits pétroliers et pour des charges cycliques similaires et elle a trait, en particulier, à un procédé et un appareil pour déterminer indirectement la position du balancier d'une pompe à tiges par surveillance des variations apparaissant dans la charge du moteur de la pompe En identifiant indirectement la position de phase du cycle de la pompe de cette manière, on peut exécuter de nombreuses fonctions de surveillance et de commande, ce qui réduit notablement la nécessité d'adjoindre des instruments de mesure au puits et/ou à la pompe. Les pompes à balancier pour puits pétroliers extraient un fluide d'une chambre de pompe de fond de puits en soulevant et abaissant de façon répétée une série de tiges d'acier accouplant la pompe de fond de puits et le système de pompe à balancier situé en surface Le soulèvement et l'abaissement répétés des tiges d'acier amène un piston se trouvant dans le système de pompe de fond de puits à tirer jusqu'à la surface les fluides se trouvant dans le puits. Le système de pompage à balancier situé en surface comprend, de façon typique, un balancier dont une des extrémités est couplée à un moteur de pompe par un système de manivelle Le système de manivelle comporte un contrepoids destiné à équilibrer la charge du moteur par compensation d'au moins une partie du poids des tiges de raccordement de pompe qui se trouvent en porte-à-faux sur l'extrémité opposée du balancier Néanmoins, lorsque les tiges reliées à la pompe de fond de puits sont soulevées et abaissées, la charge du moteur passe par un cycle durant lequel de l'énergie potentielle est emmagasinée à mesure que les tiges de la pompe sont soulevées et qui est libérée lorsque les tiges de la pompe sont abaissées. Le moteur est, de façon typique, un moteur électrique comportant un dispositif réducteur pour s'adapter à la fréquence relativement faible de la course de la pompe Ce moteur est, de façon typique, un moteur triphasé Le moteur et des dispositifs à contacteurs de protection de circuit sont prévus, de façon typique, pour ouvrir le circuit du moteur dans le cas d'un court-circuit ou d'une surcharge de moteur En outre, un dispositif de commande qui est sensible aux conditions régnant dans le puits peut être couplé aux dispositifs à contacteurs, par exemple pour faire fonctionner la pompe de façon intermittente à une vitesse qui peut être supportée par la formation géologique Le dispositif de commande ou le dispositif à contacteur lui-même peut comprendre un moyen pour mesurer le courant dans le circuit du moteur et/ou la tension de ligne à l'aide d'un circuit analogique ou numérique, en tant que partie de la fonction de protection de circuits ainsi que pour modifier le fonctionnement de la pompe afin de l'adapter aux conditions permettant d'obtenir le meilleur rendement. On sait équiper un contacteur destiné à un puits pétrolier avec des contacts de relais qui réorganisent les couplages de ligne d'un moteur triphasé quand les conditions de charge en courant indiquent que la pompe fonctionne de façon inefficace, par exemple comme décrit dans le brevet U S 4 220 440 et dans le brevet U S. 4 695 779 Ce dernier brevet décrit un dispositif de commande similaire qui comprend un dispositif de traitement, ou processeur, et plusieurs dispositifs de chrono-déclenchement qui effectuent une commutation entre des modes de fonctionnement lors de l'apparition de conditions distinctes de blocage. Un processeur comportant une série de capteurs de débit et de consommation d'énergie destinés à évaluer le fonctionnement du puits est décrit dans le brevet U S. 4.767 280 et un processeur qui intègre des facteurs supplémentaires, tels que les proportions d'huile et d'eau dans le fluide récupéré est décrit dans le brevet U S. 5.070 525. Bien que l'invention soit décrite dans le présent exposé principalement en se référant à une pompe à balancier, il est également possible d'appliquer les concepts d'une pompe à balancier à d'autres formes de charges cycliques Les brevets U S 4 601 640 et 4 493 613, par exemple, décrivent un agencement compact de pompe qui fait effectuer un mouvement de va-et-vient à un piston mais n'utilise pas un balancier Un moteur réversible actionne le piston par l'intermédiaire d'un câble Ces deux brevets, ainsi que les brevets mentionnés précédemment sont cités ici en tant que référence pour leur enseignement concernant les agencements de détection et de commande de moteur de puits. Les puits sont fréquemment pourvus d'instruments de mesure ayant pour but d'établir des paramètres opératoires. Le débit du fluide produit par le puits est un paramètre avantageux à mesurer et on peut le mesurer en utilisant des capteurs de débit placés en un point quelconque le long des conduits à travers lesquels le fluide est pompé Les pressions de fluide engendrées dans le puits par la pompe peuvent aussi être surveillées et utilisées pour engendrer des informations supplémentaires telles que la vitesse à laquelle la formation géologique réapprovisionne la pompe, ainsi que d'autres aspects du comportement du puits Un des moyens utilisés pour détecter indirectement la pression du fluide dans le puits consiste à détecter les forces de traction et de compression dans les structures en mouvement de la pompe, par exemple en utilisant des jauges de contrainte montées sur de telles structures ou des cellules dynamométriques montées entre ces structures. Il existe un grand nombre d'aspects du comportement d'un puits et/ou d'une pompe qui sont appropriés pour déduire le rendement, l'entretien, la capacité, la commutation entre les modes de fonctionnement, etc Le but du puits est, bien entendu, de fournir le plus de fluide possible et, de préférence, d'augmenter au maximum dans le fluide le pourcentage de pétrole par rapport à l'eau ou à la boue tout en réduisant à un minimum la consommation d'énergie de la pompe Toutefois, l'optimisation du fonctionnement de la pompe exige que ce fonctionnement puisse être modifié pour être adapté aux conditions Un système de surveillance et un dispositif de commande peuvent être prévus pour détecter les conditions et pour ajuster les paramètres opératoires tels que la fréquence du fonctionnement cyclique, la façon selon laquelle l'énergie électrique est fournie aux enroulements du moteur, etc. La quantité de travail utile que fournit un dispositif de transport de fluide est le produit du débit massique de fluide par la différence de pression ou hauteur manométrique La charge de pression totale que supporte la pompe comprend des facteurs statiques et dynamiques, tels que la charge de refoulement et la charge d'aspiration maintenues, la charge dynamique, la résistance engendrée par le frottement, etc Les variations d'un certain nombre de ces facteurs, spécialement la pression du fluide et le débit du fluide, sont cycliques en raison du fonctionnement cyclique de la pompe Il est par conséquent nécessaire d'évaluer la pression du fluide et d'obtenir des informations de débit en fonction du point o de telles données sont échantillonnées dans le cycle périodique de pompe Le système de surveillance et de commande de la pompe nécessite donc l'introduction d'informations concernant l'angle de phase actuel de la pompe. On peut mesurer l'angle de phase de la pompe à l'aide de moyens plus ou moins compliqués Par exemple, on peut monter un interrupteur de fin de course destiné à être actionné de façon répétitive par contact avec le balancier de la pompe et l'utiliser pour déclencher un échantillonnage de données d'opération au même point pendant chaque cycle, ou entre des cycles comptés On peut monter un codeur d'angle d'arbre pour fournir des impulsions avec le déplacement angulaire du balancier ou de la manivelle du moteur, etc, ce codeur permettant d'effectuer des mesures en des points définis du cycle Ces dispositifs exigent un montage et un entretien appropriés et peuvent être sujets à des pannes mécaniques De ce fait, les agencements connus sont coûteux à la fois initialement ainsi qu'au cours de leur entretien et de leur utilisation. Il serait avantageux de disposer d'un dispositif qui puisse fournir les informations nécessaires pour déterminer ou commander le fonctionnement de la pompe en utilisant un minimum de composants La présente invention est conçue pour fournir de telles informations indirectement à partir de la variation de la charge du moteur de la pompe et, en particulier, pour déterminer un angle de phase de référence dans le cycle de la pompe à partir du point de puissance minimale du moteur qui se situe au point mort haut de la course de la pompe. La présente invention a pour objet d'évaluer les paramètres opératoires d'une charge cyclique, telle qu'une pompe de puits, à partir de la charge électrique d'un moteur actionnant la pompe. La présente invention a encore pour objet de déterminer l'angle de phase d'une pompe alternative de puits par détection d'au moins une crête de l'énergie ou puissance dissipée par le moteur de la pompe du puits. La présente invention a pour objet supplémentaire de coupler un circuit à contacteur de protection de moteur ou, de préférence, un dispositif auxiliaire pour un disjoncteur de protection, destiné à une charge cyclique, fournissant un signal de sortie qui est analysé pour indiquer les passages par au moins un angle de phase du fonctionnement de la charge cyclique. Ces objets ainsi que d'autres objets sont atteints à l'aide d'un contacteur électrique destiné au moteur d'une pompe alternative, telle qu'une pompe à balancier de puits le pétrole, et autres charges cycliques Le dispositif utilise l'énergie ou puissance prélevée par la charge pour déterminer l'angle de phase de la pompe sans qu'un capteur séparé d'indication de phase soit nécessaire Le contacteur couple le moteur électrique de la pompe à une ligne d'alimentation ou secteur et comporte un capteur de codage de puissance ainsi qu'un détecteur de crête Le capteur de puissance peut être sensible à l'intensité efficace du courant alternatif ou peut engendrer un signal de puissance (ou une approximation de cette puissance) en détectant le niveau et la polarité du courant Le moteur passe par un niveau de puissance minimale aux points morts haut et bas de la course de la pompe, o la polarité peut s'inverser en raison du fonctionnement en régénération du moteur La position de phase au point mort haut de la course peut ainsi être détectée par détection de l'inversion du courant qui a lieu en raison du fait que la force vive de la pompe provoque un fonctionnement en régénération du moteur Le contacteur ou disjoncteur de protection peut comporter des moyens de protection contre une surintensité et/ou une sous-tension, peut comprendre des contacts pour réorganiser les enroulements du moteur afin de modifier le fonctionnement de la pompe, et peut indiquer la phase à un système de surveillance et de commande de pompe, au moyen duquel les variables de fonctionnement sont évaluées en tant que fonction de la phase L'invention exige simplement l'utilisation d'un capteur de puissance et d'un processeur pour analyser les niveaux de consommation d'énergie et on peut surveiller une pluralité de pompes de cette manière en utilisant un seul processeur recueillant les données relatives à la puissance par l'intermédiaire de réseaux de données multiplexés reliés aux capteurs respectifs de consommation d'énergie ou de puissance. L'invention vise donc un appareil pour coupler une ligne d'alimentation électrique à une charge à fonctionnement cyclique en permettant de déterminer indirectement l'angle de phase de la charge pour commander cette charge, cet appareil comprenant un dispositif de détection de courant fonctionnant de manière à engendrer un signal représentant une puissance instantanée prélevée par la charge; un détecteur de crête couplé au signal, ce détecteur de crête engendrant un signal de sortie représentant une position de phase de la charge cyclique telle que déterminée par une variation de puissance instantanée sur une période de fonctionnement de la charge cyclique. Selon une caractéristique, cet appareil comprend, en outre, un dispositif de commande recevant le signal et un dispositif de commutation couplant la ligne à la charge, le dispositif de commutation fonctionnant en réponse au dispositif de commande pour établir et supprimer une connexion entre la ligne et la charge lorsqu'apparaît au moins une des conditions de surintensité et des conditions de sous-tension. Selon une autre caractéristique, l'appareil comprend, en outre, un dispositif de détection d'amplitude et de polarité de courant et un dispositif de détection de tension fonctionnant de manière à engendrer des signaux représentant l'intensité et la tension instantanées de la ligne, et un circuit de multiplication recevant les signaux représentant l'intensité et la tension instantanées, ce circuit de multiplication étant couplé au détecteur de crête pour déterminer la position de phase de la charge cyclique à partir du produit de l'intensité instantanée par la tension instantanée. Selon une autre caractéristique encore, l'appareil comprend, un système de commande pouvant fonctionner de manière à modifier le fonctionnement de la charge cyclique, ce système de commande étant couplé au détecteur de crête et à au moins un capteur pouvant fonctionner de manière à mesurer un paramètre opératoire de la charge cyclique, ce système de commande comprenant un dispositif d'évaluation pour évaluer le paramètre opératoire à un angle de phase défini par la position de phase déterminée par le détecteur de crête. Selon une autre caractéristique encore, le détecteur de crête peut fonctionner de manière à détecter une inversion d'énergie entre la ligne et la charge en raison d'un fonctionnement en regénération de la charge pendant la période de fonctionnement. Selon une autre caractéristique encore, la charge cyclique est une pompe pour puits de pétrole. Selon une autre caractéristique encore, l'appareil comprend un piston alternatif et une chambre, un moteur électrique et une liaison mécanique entre le moteur, le piston et la chambre en vue d'imprimer un mouvement de va- et-vient à la pompe sur une période cyclique; un contacteur couplant le moteur électrique à une ligne d'alimentation électrique, ce contacteur comprenant un dispositif de détection de puissance fonctionnant de manière à engendrer ledit signal représentant la puissance instantanée prélevée par le moteur, ledit détecteur de crête engendrant un signal de sortie représentant une position de phase de la pompe telle que déterminée par une variation de la puissance instantanée pendant la période cyclique. Enfin selon une autre caractéristique, le dispositif de commande et le dispositif de commutation coopèrent pour effectuer au moins un établissement et une interruption d'une connexion entre la ligne et le moteur et pour réarranger des connexions entre la ligne et le moteur. On va maintenant décrire des modes de réalisation de l'invention donnés à titre illustratif et non limitatif en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation montrant un agencement de pompe actionné cycliquement et conforme à la présente invention; la figure 2 est un schéma synoptique montrant les éléments fonctionnels de l'invention; la figure 3 est un organigramme montrant les étapes de mesure et de traitement selon l'invention; et la figure 4 est un organigramme montrant une variante d'agencement dans laquelle la consommation d'énergie instantanée est déterminée à partir du niveau d'intensité efficace et de la polarité. Comme on peut le voir sur la figure 1, un agencement 20 de pompe de puits pétrolier selon la présente invention comporte une série de tiges 22 accouplant une pompe piston/chambre 24 de fond de puits à un système de pompage 30 à balancier Le système de pompage 30 placé en surface comporte un balancier 32 dont une ( 34) des extrémités est reliée aux tiges 22 de fond de puits et dont l'extrémité opposée 36 est reliée par un système d'excentrique à un contrepoids rotatif 38 Le contrepoids 38 est entraîné en rotation par un moteur électrique 40, lequel est couplé par un entraînement à courroie ou à chaîne, et/ou est couplé au moteur 40 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages Lorsque le moteur 40 fait tourner le contrepoids 38, le balancier 32 oscille pour soulever et abaisser les tiges 22 de fond de puits, en actionnant la pompe 24 d'une manière périodique à une fréquence relativement basse. Le moteur 40 peut être un moteur à courant alternatif triphasé et à enroulements multiples, pouvant fonctionner par exemple sous 440 VAC et développant une puissance de 7,360 kilowatts à 92 kilowatts, selon la capacité et la profondeur de la pompe 24 Comme représenté schématiquement sur la figure 2, l'agencement de pompe 20 peut être pourvu d'un contacteur 44 pouvant être actionné pour effectuer et pour arrêter le pompage, modifier la configuration des enroulements en Y, en AY, et en A, comme décrits dans les brevets U S 4 220 440 et 4 695 679 et/ou peut être couplé à un dispositif de commande d'état au- dessus de la charge/en dessous de la charge, ce dispositif comprenant un processeur et un moyen de chronométrage comme dans le brevet U S 4 767 280. Selon la présente invention, un dispositif de commande 50 de ce type général est pourvu d'informations concernant l'angle de phase de l'agencement de pompe 20 au cours de son cycle Ces informations sont obtenues par 1 i surveillance de la nature périodique de la consommation d'énergie électrique du moteur 40 de pompe La phase de l'agencement de pompe 20 étant accessible, de cette manière, au dispositif de commande 50, il devient possible de calculer les valeurs des variables de processus supplémentaires soit à l'aide de capteurs couplés à l'agencement de pompe 20, soit entièrement à partir de la puissance électrique fournie au moteur 40 de la pompe Il en résulte que l'on obtient des données de surveillance de performances de puits et de pompe et que des décisions peuvent être prises pour commander le fonctionnement de la pompe 20 sans avoir à se fier, ou tout au moins en se fiant au minimum, à des commutateurs mécaniques ou des capteurs servant à détecter la tension, la compression, le débit, la pression et autres variables similaires qui pourraient par ailleurs être utilisées pour déterminer le passage de l'agencement de pompe 20 par ces cycles de pompage successifs. De préférence, l'invention est mise en oeuvre sous une forme perfectionnée de dispositif de commande de pompe du type connu sous la désignation de "pupitre de pompe" dans l'industrie mais est pourvu de moyens de calcul supplémentaires pour atteindre les objets de la présente invention Le pupitre de pompe intelligent selon la présente invention peut être basé sur un ensemble de dispositifs de démarrage de moteur-contacteur électro- mécanique, tels que le contacteur triphasé Advantage (marque déposée) vendu par la Compagnie Westinghouse Electric Corporation, de préférence comprenant le module Energy Sentinel (marque déposée) qui est monté sur le disjoncteur et comprend des circuits de détection de courant et de tension, un filtre et un agencement de multiplication, et un convertisseur analogique/numérique pour produire une sortie numérique représentant la consommation instantanée d'énergie d'une charge qui est couplée à ce module, comme par exemple un moteur 40 Le module Energy Sentinel peut aussi fonctionner de manière à détecter la polarité de la circulation de courant Si le moteur fonctionne en mode régénération et si de la puissance est fournie au réseau d'alimentation à partir du moteur pendant une partie de la course de la pompe, ceci est indiqué par le signal de sortie du module Energy Sentinel A ce sujet, on comprendra que l'expression "consommation" de puissance ou d'énergie, telle qu'elle est utilisée dans le présent exposé, doit être interprétée comme comprenant une génération ou consommation négative. Les données de sortie numériques sont fournies à un dispositif de commande programmable formant le processeur 56 du dispositif de commande 50 et sont lues, par exemple, toutes les 150 à 200 ms afin que soient recueillies les données relatives à la consommation électrique Le dispositif de commande programmable est couplé à des modules d'entrée/sortie grâce auxquels les données- échantillons et les données obtenues par calcul à partir des donnéeséchantillons et/ou des signaux d'entrée des capteurs supplémentaires peuvent être communiquées à des dispositifs d'enregistrement ou de communication De préférence, les données de sortie engendrées par le dispositif de commande 50 sont communiquées à l'aide d'un modem radioélectrique, d'amplificateurs de ligne, d'un modem téléphonique, ou analogue, à un endroit distant. Toutefois, il est également possible d'utiliser les données uniquement localement en liaison avec un dispositif de commande du type pompe horscircuit (pour déterminer le moment o la pompe doit fonctionner et la durée pendant laquelle la pompe doit fonctionner) qui comporte les moyens supplémentaires décrits dans le présent exposé Il est également possible de coupler un certain nombre de capteurs de détection de consommation d'énergie, situés à l'endroit des différents puits, à un dispositif de commande au moyen d'une technique de communication partagée, telle qu'un multiplexage par division de fréquence ou de temps. En se référant à la figure 2, on voit que le dispositif de commande 50 est couplé à un transducteur 54 pouvant fonctionner de manière à détecter le niveau instantané d'énergie électrique tirée du secteur 66 par le moteur électrique 40 actionnant la pompe 24 de puits ou bien couplée avec regénération au secteur 66 Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de commande 50 comprend un processeur numérique 56 et le transducteur 54 comprend un transducteur de puissance qui produit une tension de sortie proportionnelle au niveau de puissance instantanée On échantillonne la tension de sortie en utilisant un convertisseur analogique/numérique 58 déclenché périodiquement par le dispositif de commande 50 à une fréquence notablement plus élevée que la fréquence de fonctionnement cyclique de la pompe, par exemple plusieurs fois par seconde Le transducteur de puissance 54 fait la moyenne de la consommation du moteur 40 en courant électrique alternatif sur la fréquence du secteur mais produit un signal de sortie sensiblement sinusoïdal à la fréquence de la pompe 24 Il en est ainsi en raison du fait qu'à mesure que la pompe 24 soulève et abaisse les tiges 22 de pompe de fond de puits pendant chaque cycle de pompage, le moteur 40 est chargé de façon cyclique L'agencement de pompe 20 effectue une course motrice et, ensuite, sous l'effet du moment d'inertie, effectue une course regénératrice, chaque cycle de la pompe comprenant les parties motrice et regénératrice. La charge du moteur est minimale pendant les périodes de temps durant lesquelles le balancier 32 se trouve au sommet ou à la base de sa course Un minimum absolu a lieu immédiatement avant la partie course descendante du cycle La puissance, à ce point, s'inverse de façon typique et devient négative à mesure que la force vive de la pompe 24 et des structures 22 de bielles entraînent un fonctionnement en régénération du moteur 40. Le transducteur de puissance 54 mesure en fait l'intensité efficace du courant dans les enroulements 64 du moteur ainsi que la tension efficace aux bornes du secteur 66 et multiplie ces valeurs pour produire le signal de sortie qui est présenté au convertisseur analogique/numérique 58 et qui représente le niveau de puissance instantanée Il est également possible d'obtenir approximativement le niveau de puissance instantanée en ne mesurant que l'intensité, en supposant ainsi que le niveau de tension se maintient à la tension nominale du réseau d'alimentation Toutefois, la mesure de l'intensité doit être sensible à la polarité de la circulation du courant, telle que fournie, par exemple, dans le dispositif Energy Sentinel de Westinghouse Se fier à une mesure de l'intensité donne une précision plus faible que si on tient compte de l'intensité et de la tension en raison de la nature réactive de la charge électrique, particulièrement lorsque le moteur 40 fonctionne sous charge et en regénération de façon cyclique. Comme représenté par l'organigramme de la figure 3, le processeur 56 du dispositif de commande 50 stocke les données représentant le niveau de puissance échantillonné et traite les données pour déterminer les périodes de temps durant lesquelles ont lieu les minima successifs La chronologie de ces minima définit la fréquence de pompage opérationnelle et, par interpolation de ces minima, il est également possible d'estimer la position de phase de la pompe à tout moment. Le dispositif de commande 50 peut être programmé pour effectuer diverses mesures et calculs à partir des données d'entrée, par exemple une intégration du niveau de puissance instantanée détectée par addition des valeurs de données échantillonnées sur un cycle complet de la pompe pour mesurer la puissance hydraulique exercée et les pertes dues au frottement dans l'agencement de pompe 20 et dans le moteur 40 globalement Une telle façon de procéder est utile pour mesurer indirectement le débit de la pompe 24 et pour surveiller les besoins d'entretien indiqués par les variations dans la charge dues au frottement Comme autre possibilité, le dispositif de commande 20 peut analyser la consommation en énergie en différents points du cycle de la pompe Par exemple, le dispositif de commande peut être conçu pour surveiller des variations dans la zone spécifique de la course descendante de la pompe afin d'établir le degré de remplissage de la chambre de la pompe Une possibilité supplémentaire consiste à analyser spécifiquement les variations apparaissant dans la différence entre la consommation d'énergie pendant la phase d'aspiration et pendant la phase de compression de la pompe pour établir la pression totale développée par la pompe par rapport à la formation géologique. Le niveau de puissance intégré sur le cycle de la pompe est stocké ou enregistré pour permettre une analyse et une comparaison des niveaux de puissance Dans le cas de mesures à court terme des variations intraphases ou parties d'un cycle, il suffit de stocker un seul cycle de données Toutefois, il est préférable que les données- échantillons ou les résultats des calculs sur ces données- échantillons soient stockées sur plusieurs cycles Le dispositif de commande 50 peut être conçu pour stocker les données dans une mémoire locale 72 et/ou pour enregistrer les données pour un stockage à long terme sur une bande ou un disque, pour imprimer des comptes rendus ou des tracés graphiques, ou bien pour donner un compte rendu des données par l'intermédiaire d'une communication à distance, par exemple par l'intermédiaire d'un modem. La puissance hydraulique exercée et les pertes dues au frottement peuvent toutes deux varier dans le temps et pendant des cycles successifs de lapompe Toutefois, les pertes dues au frottement ont tendance à varier très lentement en comparaison de la variation de la puissance hydraulique ou du travail utile exercé par la pompe 24 Les variations de la puissance au cours d'un cycle et entre les cycles sur une période relativement courte (par exemple moins d'un jour) sont principalement dues à des variations de la puissance hydraulique En surveillant les variations de puissance en fonction de l'angle de phase de la pompe, on effectue une corrélation des variations de la puissance avec des paramètres de procédé qui sont utiles pour surveiller et commander la pompe, c'est-à-dire pour prendre des décisions concernant le fonctionnement et l'entretien. Le contacteur 44, qui est commandé par les signaux de sortie du dispositif de commande 50 peut mettre en fonction et hors fonction la pompe 24, modifier la configuration des enroulements 64 du moteur de la pompe, faire fonctionner des alarmes ou des signaux relatifs à l'entretien, et peut, par ailleurs, gérer l'agencement de pompe 20 en vue d'un fonctionnement efficace, en se fiant essentiellement aux informations auxquelles le dispositif de commande 50 peut accéder par surveillance de la consommation d'énergie électrique du moteur 40 de la pompe. La figure 4 montre une variante de réalisation dans laquelle le niveau de puissance est détecté à partir du niveau d'intensité instantané La figure 4 montre également la façon selon laquelle la collecte des données de phase par analyse des variations de la consommation d'énergie pendant les cycles de pompage peut être utilisée avec des capteurs, par exemple un capteur 82 de débit et un capteur 86 de densité de fluide montés chacun le long d'un conduit de sortie 84 de la pompe 24 et couplés au processeur 56 pour recueillir les données par mesure directe Le dispositif de commande peut accéder aux capteurs 82, 86 pour recueillir une mesure, à un angle de phase spécifique durant chaque cycle, ou bien ces capteurs peuvent être déclenchés à des intervalles réguliers pour recueillir durant tout le cycle des mesures que le processeur 56 peut analyser pour déterminer les variations concernant la phase. Il est possible d'intégrer le signal de sortie du capteur 82 de débit pour déterminer la production totale de la pompe Toutefois, le fluide sortant d'une pompe de puits de pétrole comprend, de façon typique, du pétrole, de l'eau et de la boue Le capteur 86 de détection de densité peut fonctionner de manière à mesurer la densité du fluide pompé afin de déterminer les proportions probables des trois matières et pour traiter les données d'écoulement et autres données analogues d'une façon plus précise. L'invention fournit donc un appareil pour coupler une ligne de puissance électrique à une charge cyclique à l'aide d'un moyen de détection de puissance pouvant fonctionner de manière à développer un signal représentant l'amplitude et la polarité de l'énergie ou puissance instantanée prélevée par la charge ou regénérée par la charge, cette énergie ou puissance instantanée pouvant, comme on l'a mentionné ci-dessus, être estimée approximativement par des mesures d'intensité et par un détecteur de crête recevant le signal et engendrant un signal de sortie représentant une position de phase de la charge cyclique telle que déterminée par les variations de l'intensité instantanée sur une période active de la charge cyclique. La détection de crête peut être une fonction remplie par un dispositif de commande recevant le signal. Le dispositif de commande peut commander un moyen de commutation couplant la ligne à la charge pour établir et supprimer une connexion entre la ligne et la charge lorsque des conditions de surtension et/ou les conditions de sous- tension apparaissent Le dispositif de commande peut être couplé directement au capteur de détection de consommation d'énergie ou bien un seul dispositif de commande peut desservir les capteurs de détection de consommation d'énergie de plusieurs pompes par un agencement de multiplexage. Un capteur de détection de consommation d'énergie préféré est le dispositif Energy Sentinel de Westinghouse qui est un élément modulaire qui s'associe à un disjoncteur Ce dispositif réagit à l'amplitude et à la polarité du courant ainsi qu'à la tension de la ligne en multipliant effectivement les niveaux d'intensité instantanée et de tension instantanée pour produire un signal de sortie Le dispositif de commande échantillonne ensuite le signal de sortie pour déterminer la position de phase de la pompe. La présente invention est avantageuse en tant que partie d'un système de commande pouvant fonctionner de manière à modifier le fonctionnement de la pompe ou d'une autre charge cyclique Le système de commande est couplé au détecteur de crête et peut être couplé à au moins un capteur pouvant fonctionner de manière à mesurer un paramètre de fonctionnement de la charge cyclique (en plus des informations qui peuvent être obtenues par surveillance de la consommation d'énergie) Le système de commande évalue le paramètre opératoire pour un angle de phase défini par la position de phase déterminée par le détecteur de crête Le signal de sortie des capteurs qui mesurent ces paramètres opératoires peut être utilisé pour étalonner le système de commande de telle sorte que les données développées à partir des données de consommation d'énergie soient rendues plus précises, par exemple par ajustement de facteurs d'écart ou de compensation et d'échelle appliqués aux données relatives d'énergie pour estimer des paramètres à partir des données de consommation d'énergie. Le détecteur de crête (par exemple le dispositif de commande) peut être conçu pour détecter une inversion d'énergie entre la ligne et la charge par suite d'un fonctionnement en regénération de la charge pendant la période de fonctionnement Si la charge cyclique est une pompe pour puits de pétrole, une telle inversion d'énergie a lieu, de façon typique, lors de chaque cycle lorsque l'agencement de piston alternatif et de chambre de la pompe sont actionnés par la force motrice d'un moteur électrique et d'une liaison mécanique entre le moteur, le piston et la chambre pour faire effectuer un mouvement de va-et-vient à la pompe sur une période cyclique. Selon l'invention, on détermine l'angle de phase de la pompe pour puits de pétrole à partir d'une crête ou du passage au point zéro du courant dissipé par le moteur de la pompe, ce qui permet diverses mesures supplémentaires. En outre, ces mesures peuvent être obtenues par l'intermédiaire de moyens relativement simples et peu coûteux ajoutés à l'agencement de disjoncteur ou de circuit de contacteur de protection du moteur. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Appareil pour coupler une ligne d'alimentation électrique à une charge à fonctionnement cyclique, caractérisé par un dispositif de détection de courant fonctionnant de manière à engendrer un signal représentant une puissance instantanée prélevée par la charge; un détecteur de crête couplé au signal, ce détecteur de crête engendrant un signal de sortie représentant une position de phase de la charge cyclique telle que déterminée par une variation de la puissance instantanée sur une période de fonctionnement de la charge cyclique. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif de commande recevant le signal et un dispositif de commutation couplant la ligne à la charge, le dispositif de commutation fonctionnant en réponse au dispositif de commande pour établir et supprimer une connexion entre la ligne et la charge lorsqu'apparaît au moins une des conditions de surintensité et des conditions de sous-tension. 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif de détection d'amplitude et de polarité de courant et un dispositif de détection de tension fonctionnant de manière à engendrer des signaux représentant l'intensité et la tension instantanée de la ligne, et un circuit de multiplication recevant les signaux représentant l'intensité et la tension instantanées, ce circuit de multiplication étant couplé au détecteur de crête pour déterminer la position de phase de la charge cyclique à partir du produit de l'intensité instantanée par la tension instantanée. 4 Appareil selon la revendication 2, caractérisé par un système de commande fonctionnant de manière à modifier le fonctionnement de la charge cyclique, ce système de commande étant couplé au détecteur de crête et à au moins un capteur pouvant fonctionner de manière à mesurer un paramètre opératoire de la charge cyclique, ce système de commande comprenant un dispositif d'évaluation pour évaluer le paramètre opératoire à un angle de phase défini par la position de phase déterminée par le détecteur de crête. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le détecteur de crête peut fonctionner de manière à détecter une inversion d'énergie entre la ligne et la charge en raison d'un fonctionnement en regénération de la charge pendant la période de fonctionnement. 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la charge cyclique est une pompe ( 20) pour puits de pétrole. 7 Appareil selon la revendication 5, caractérisé par un ensemble ( 24) de piston alternatif et de chambre, un moteur électrique ( 40) et une liaison mécanique entre le moteur, le piston et la chambre en vue d'imprimer un mouvement de va-et-vient à la pompe sur une période cyclique; un contacteur ( 44) couplant le moteur électrique à une ligne d'alimentation électrique ( 66), ce contacteur comprenant un dispositif de détection de puissance fonctionnant de manière à engendrer ledit signal représentant la puissance instantanée prélevée par le moteur, ledit détecteur de crête engendrant un signal de sortie représentant une position de phase de la pompe telle que déterminée par une variation de la puissance instantanée pendant la période cyclique. 8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 50) et le dispositif de commutation ( 44) coopèrent pour effectuer au moins un établissement et une interruption d'une connexion entre la ligne et le moteur et pour réarranger des connexions entre la ligne et le moteur.