Brevet FR2754018A1 — publié le 19980403

- DESCRIPTION L'invention consiste en une pompe de relevage d'eau à une profondeur importante nécessitant habituellement l'utilisation de pompe immergée, la puissance nécessaire à son fonctionnement étant produite par un compresseur situé en surface, en dehors du puits. L'énergie nécessaire pour assurer le refoulement est fournie par un débit d'air comprimé. L'installation est constituée par un compresseur (10), plusieurs réservoirs immergés dans l'eau du puits et relié à une tuyauterie (7) dans laquelle l'eau est refoulée en surface. L'air comprimé fourni par le compresseur (10) est introduit à la partie supérieure de chaque réservoir. Dans l'exemple de réalisation représenté par la figure 1, deux réservoirs (3) et (4) sont utilisés. La tuyauterie (12), équipée éventuellement d'un vase d'expension absorbant les différences brutales de pression dues aux manoeuvres des vannes de passage d'air, est reliée aux tuyaux équipés de vannes (15) et (16) d'admission d'air à la partie supérieure des réservoirs (3) et (4). Deux tuyauteries (17) et (18) reliées à la partie supérieure des réservoirs (3) et (4) sont équipées de vannes (13) et (14) dont l'ouverture met les réservoirs en communication avec l'air extérieur et la pression atmosphérique. L'eau du puits est introduit par gravité dans les réservoirs par les conduits (5) et (6) équipés de clapet antiretour. Le conduit (5) est situé à la partie inférieure de réservoir (3), le conduit (6) à la partie inférieure du réservoir (4). Le tuyau (7) est en communication avec les réservoirs par les conduits (8) et (9) équipés de clapet antiretour, ces conduits sont situés à la partie inférieure de chaque réservoir. Le fonctionnement de l'installation est assuré par un régulateur commandant les manoeuvres des vannes motorisées suivant un programme réglable, selon un cycle reproductible. Fonctionnement de l'installation : au repos, les vannes (13) et (14) sont ouvertes, les réservoirs replis d'eau. Le compresseur (10) est mis en service, la vanne (14) est fermée et la vanne (16) est ouverte. L'air comprimé est envoyé dans le réservoir (4). La pression d'air étant supérieure à la pression de l'eau créée par la profondeur du puits, l'eau est pulsée en surface par le tuyau (7) relié au réservoir (4) par le tuyau (9). Le temps nécessaire pour vider complètement le réservoir étant égal à T, la vanne (15) est ouverte à l'instant T - t 1 pour mettre le réservoir (3) sous pression, ensuite à l'instant T - t 2 la vanne (15) est fermée et la vanne (14) est ouverte, t 2 étant inférieur à t 1. Le graphique indique le cycle de fonctionnement. Le réservoir (4) est sous pression à l'instant 0 jusqu'à l'instant T - t 2, le réservoir (3) est sous pression à l'instant T - t 1, avant l'instant T - t 2. Dans l'intervalle de temps T - t 1, et T - t 2, les deux réservoirs sont alimentés en air comprimé, les deux réservoirs débitant dans le tuyau (7). A partir de l'instant T - t 2, le réservoir (4) est mis à la pression atmosphérique, la vanne (14) étant ouverte. Le clapet antiretour situé dans le conduit (9) empêche l'eau située dans le tuyau (7) d'être refoulé dans le réservoir (4). Pendant les périodes de relevage de l'eau, les clapets antiretour (5) et (6) empêche l'eau sous pression située dans les réservoirs d'être refoulée vers le puits. A partir de l'instant T - t 2, le réservoir (4) se remplit de l'eau provenant du puits par l'ouverture de la vanne (14) jusqu'à l'instant T + t 3, ce laps de temps étant suffisant pour un remplissage total du réservoir (4). Le réglage du programmateur et du débit du compresseur permet de respecter le cycle. I1 en résulte que lors de la mise en pression d'un réservoir, celui-ci est toujours complètement rempli d'eau. Par contre à la mise sous pression atmosphérique, une petité quantité d'eau peut être restée à l'intérieur du réservoir, cette marge de manoeuvre évitant l'envoi d'air dans le tuyau (7). Par la suite, le cycle est répétitif. Réservoir (4) sous pression, réservoir (3) sous pression, réservoir (4) se remplit, ensuite réservoir (4) sous pression, réservoir (3) sous pression, etc .. les deux réservoirs sont successivement mis sous pression, avec des périodes de mise sous pression simultanées. L'utilisation d'un seul réservoir est possible de même que l'utilisation de plusieurs réservoirs. L'utilisation de plusieurs conduits (5) et (6) est recommandée pour permettre une plus grande rapidité de remplissage des réservoirs et ainsi augmenter le débit de l'installation. En variante, une seule tuyauterie alimente chaque réservoir en air comprimé, une vanne trois voies permettant d'une part l'alimentation en air comprimé du réservoir et d'autre part sa mise à la pression atmosphérique. L'intérêt de ce dispositif consiste en l'installation en surface de tous les organes de production d'énergie, de commande et de régulation, nécessitant entretien et dépannage. Le coût de revient du dispositif, de son installation et de sa maintenance est compétitif avec celui des pompes immergées. La figure 2 représente une variante de réalisation du dispositif pour son utilisation dans un forage. Le tube (21) représente un exemple de passage des conduites d'air. Le diamètre des réservoirs (3) et (4) et du tube (7) correspond au diamètre du forage. REVENDICATIONS 1) - Dispositif pour réaliser une pompe de relevage d'eau à la puissance et la régulation nécessaires à son fonctionnement étant fournies par un dispositif situé en surface, caractérisé en ce qu'il est constitué par un ou plusieurs réservoirs immergés dans le puits raccordés à une tuyauterie de refoulement de l'eau jusqu'à la surface, chacun de ces réservoirs étant reliés à leur partie supérieure à une ou deux tuyauteries équipées chacune d'une vanne motorisée, l'une étant en communication avec l'air à la pression atmosphérique, l'autre étant raccordée à la sortie d'air comprimé d'un compresseur d'air, un régulateur assurant la commande des vannes motorisées. 2) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lorsque chaque réservoir est alimenté en air par une seule tuyauterie, celle-ci est équipée d'une vanne dont la manoeuvre met le réservoir en communication, soit avec l'alimentation en air comprimé, soit avec l'air à la pression atmosphérique. 3) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque réservoir est équipé à sa partie inférieure d'un conduit le raccordant à la tuyauterie de refoulement de l'eau jusqu'à la surface, ce conduit étant équipé d'un clapet antiretour. 4) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque réservoir est équipé à sa partie inférieure d'un ou de plusieurs conduits le raccordant à l'intérieur du puits, chacun de ces conduits étant équipé d'un clapet antiretour. 5) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le compresseur est éventuellement équipé d'un vase d'expension raccordé à la sortie d'air sous pression. 6) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le régulateur commande l'ouverture ou la fermeture de la vanne équipant chaque tuyauterie mettant en communication la partie supérieure de chaque réservoir avec l'air extérieur à la pression atmosphérique et également la vanne équipant chaque tuyauterie mettant en communication la partie supérieure de chaque réservoir avec la sortie d'air sous pression du compresseur. 7) - Dispositif selon les revendications 1 et 5 caractérisé en ce que le laps de temps de mise à la pression atmosphérique de chaque réservoir est suffisamment long pour assurer son remplissage complet d'eau provenant du puits.