Brevet FR2734313A1 — publié le 19961122

L'invention concerne les tuyaux et en particulier les tuyaux souples autoporteurs servant de supports pour des pompes immergées, et jouant le rôle de conduites d'aspiration/refoulement pour lesdites pompes. Les tuyaux souples, décrits par exemple dans le brevet français NO 83.14304 (2556404) du même déposant, sont maintenant d'un usage répandu. Le câble électrique alimentant la pompe, qui est disposé à l'extérieur du tuyau souple, a d'abord été fixé en divers points sur ce tuyau afin d'éviter l'usure, et les risques de détérioration, dûs à un frottement du câble électrique sur la paroi du forage. On s'est aperçu toutefois que les efforts de traction et de torsion, appliqués au tuyau souple lors de la mise en marche et de l'arrêt de la pompe, provoquent un allongement de ce tuyau qui résulte en une rupture de la liaison électrique entre le câble et la pompe. Un tel incident a alors pour conséquence d'obliger à remonter la pompe en surface, par enroulement du tuyau souple, pour réparer la liaison électrique ce qui occasionne une perte de temps sensible, sans oublier la possibilité d'un court-circuit avec obligation de la rénovation du moteur, entralnant des frais importants et un arrêt prolongé de l'installation. Pour remédier à cet inconvénient on a proposé de prévoir à intervalles réguliers, le long du tuyau et en particulier du tuyau souple, des attaches auxquelles, lors de la descente de la conduite dans le forage, on fixe au fur et à mesure le câble électrique en prévoyant, entre les attaches successives, une surlongueur du câble électrique de façon que ce dernier puisse absorber les efforts d'allongement dûs à la mise en marche ou à l'arrêt de la pompe. Cette disposition, si elle apporte une amélioration sensibl.e, n'est toutefois pas exempte de critiques. En effet la fixation du câble électrique sur les attaches du tuyau et en particulier du tuyau souple, au fur et à mesure du déroulement de celui-ci, occasionne une perte de temps non négligeable. Il existe de plus un risque d'erreur lors de la détermination de la surlongueur de câble électrique à ménager entre les attaches successives. En effet, en cas de surlongueur insuffisante, le risque d'arrachement du câble électrique demeure, alors qu'un excès de surlongueur du câble entraînera le frottement de celui-ci contre la paroi du forage lors de l'effort de torsion imprimé par la pompe, et donc l'usure du câble électrique. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, présentés par les systèmes d'alimentation électrique des pompes immergées suspendues à des tuyaux et en particulier des tuyaux souples, et elle propose à cet effet un dispositif simple et économique qui permet, en toute fiabilité et sans perte de temps lors de la mise en place, d'éviter tout risque de rupture de la liaison entre la pompe et son câble électrique d'alimentation lors de la mise en marche et de l'arrêt de cette pompe. L'invention propose à cet effet de complétement désolidariser, du tuyau en particulier souple supportant la pompe, le ou les câbles électriques alimentant celle-ci, en associant alors ce ou chaque câble électrique à un support semi-rigide fixé à une extrémité à la pompe et coopérant à son autre extrémité (en tête de forage) avec un organe élastique conçu pour absorber les efforts de traction et de torsion lors de la mise en marche et de l'arrêt de la pompe. Avantageusement le dit support est constitué par un filin, pouvant être métallique ou en matière synthétique, auquel le câble d'alimentation électrique a été préalablement fixé à intervalles réguliers, et qui arrive ainsi enroulé sur le chantier de façon à pouvoir être déroulé simultanément à la mise en place du tuyau, lors de la descente de a pompe dans le forage. L'organe élastique peut être un ressort métallique, ou bien un câble élastique en caoutchouc tel que celui commercialisé sous la dénomination "SANDOW", qui peut être appliqué au tambour d'enroulement de l'ensemble formé par le câble électrique et le filin de support associé, pour rappeler le tambour dans sa direction d'enroulement après le déroulement résultant de l'effort de traction exercé lors de la mise en marche ou lors de l'arrêt de la pompe, ou qui peut être appliqué au filin lui-même. Dans ce dernier cas, le câble élastique peut être lui-même enroulé sur un tambour. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le support est intégré dans le câble électrique lui-même, ce dernier étant alors autoporteur. On remarquera que l'invention, qui prévoit que la pompe est non seulement rattachée au tuyau en particulier souple mais est aussi liée au support semi-rigide associé au câble électrique ou intégré à celui-ci, présente un avantage supplémentaire en ce qui concerne la retenue de la pompe qui n'est plus assurée seulement par le tuyau mais aussi par le support du câble. En effet, en cas d'une fausse manoeuvre en ce qui concerne la fixation de la pompe au tuyau, la pompe se trouve retenue par le support associé au câble électrique et peut être remontée par traction de celui-ci. Pour bien faire comprendre l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme de réalisation préférée en référence au dessin schématique annexé dans lequel la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une pompe fixée en bout d'un tuyau souple et immergée dans un forage vertical, l'alimentation de la pompe étant assurée selon l'invention par un câble électrique associé à un filin de support la figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, de l'ensemble formé par le câble électrique et par le filin de support qui lui est associé ; et la figure 3 est une vue schématique du montage élastique, dans un poste d'alimentation électrique situé en tête du forage, de l'extrémité de l'ensemble constitué par le câble électrique et son filin de support. En référence à la figure 1 on a désigné en 1 un forage vertical et en 2 une pompe immergée au fond du forage 1 et montée à l'extrémité inférieure 3 d'un tuyau souple 4 déroulé depuis la surface et servant de support pour la pompe 2 ainsi que de conduite d'aspiration/refoulement pour cette pompe. Comme représenté, l'extrémité supérieure du tuyau souple 4 est immobilisée à l'ouverture du forage 1 par une éclisse de suspension 5. Selon l'invention, à l'intérieur du forage 1, pend un filin métallique 6 dont l'extrémité inférieure 7 est fixée à la pompe 2. A intervalles réguliers, le long du filin 6, est fixé un câble électrique 8 dont l'extrémité inférieure est connectée à la pompe 2 pour assurer l'alimentation électrique de celle-ci. Comme on l'a représenté à la figure 2, la fixation du câble électrique 8 sur le filin 6 s'effectue au moyen de pinces 9 portées par le filin. Cette fixation, au moyen des pinces 9, peut être réalisée sur le site mais, avantageusement, ces opérations de fixation seront réalisées au préalable en atelier, afin d'éviter toute perte de temps au moment de la mise en place de la pompe dans le forage. A la figure 3 on a schématisé un poste 10 disposé en tête du forage 1 et dans lequel vient se loger la partie supérieure de l'ensemble formé par le câble électrique 8 et par le filin de support 6 qui lui est associé. L'extrémité supérieure du filin 6 est fixée en un point fixe 11 de la paroi du poste 10 en ménageant une certaine surlongueur, et l'extrémité supérieure du câble 8 est branchée sur un tableau d'alimentation électrique 12, en ménageant aussi une certaine surlongueur. En un point 13, l'ensemble formé par le câble électrique 8 et le filin de support associé 6 est relié par un câble élastique 14 (du type connu sous la dénomination SANDOW) à un point fixe 15 du poste 10. On comprend que, lors de la mise en marche ou de l'arrêt de la pompe 2, un effort de traction et de torsion s'exerce sur le câble électrique 8 et le filin de support 6, et que cet effort de traction s'exerce contre l'action du câble élastique 14 qui l'absorbe, en coopérant avec les surlongueurs du câble 8 et du filin 6, et qui rappelle ces éléments dans leur position correspondant au régime permanent de la pompe. On remarquera que, en cas d'une fausse manoeuvre entraînant la séparation de la pompe 2 de son support constitué par le tuyau souple 4, la pompe ne sera pas perdue au fond du forage 1 car, étant aussi fixée au filin de support 6, elle pourra être remontée en surface par traction appliquée à ce filin. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'alimentation électrique d'une pompe immergée (2) suspendue à un tuyau, en particulier un tuyau souple (4), comprenant au moins un câble électrique (8) s'étendant verticalement dans le forage (1) au voisinage du tuyau (4) et connecté à sa partie inférieure à la pompe (2), caractérisé en ce que le ou chaque câble électrique (8) est indépendant du tuyau (4) et est associé à un support semi-rigide (6) fixé à une extrémité à la pompe (2), l'extrémité de l'ensemble formé par le ou chaque câble électrique (8) et son support (6) située à l'opposé de la pompe (2) coopérant avec un organe élastique (14) qui permet d'absorber les efforts de traction et de torsion appliqués lors de la mise en marche et de l'arrêt de la pompe (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dit support associé au câble électrique (8) est constitué par un filin (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dit filin (6) est en métal. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dit filin (6) est en matière synthétique. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dit support est intégré au câble électrique sous la forme d'un câble électrique autoporteur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble électrique (8) et son support associé (6) présentent respectivement, à leur extrémité opposée à celle reliée à la pompe (2) et associée au dit organe élastique (14), une surlongueur permettant d'absorber les efforts de traction et de torsion appliqués par la pompe (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit organe élastique est un câble élastique (14) disposé entre l'ensemble formé par le câble électrique (8) et son support associé (6) et un support fixe (10). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dit organe élastique est un ressort. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dites surlongueurs du câble électrique et de son support associé sont enroulées sur un tambour, le dit organe élastique étant constitué par un ressort qui contraint le tambour dans le sens de l'enroulement.