Brevet FR2863650A1 — publié le 20050617

Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage dans les pipes, notamment pour les pompes des pipes de forage pétrolier. L'invention concerne un dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage dans les pipes, notamment pour les pompes des pipes de forage pétrolier. On sait que ces pompes montées à l'intérieur des pipes doivent être échangées quand elles deviennent usagées, ce qui pose un lourd problème de démontage et de raccordement ensuite de celles-ci au dispositif d'alimentation en énergie. io L'invention vise à résoudre ce problème et propose un dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage dans les pipes, notamment pour les pompes des pipes de forage pétrolier, chacune desdites pompes devant être montée immergée à l'intérieur d'un pipe et par exemple entre deux sections adjacentes du pipe, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une petite section de pipe apte à être montée raccordée entre lesdites sections de pipe, ladite petite section de pipe comportant une partie support de broche d'alimentation en énergie montée orientée vers le haut sensiblement parallèle au pipe à l'intérieur de celui-ci, et une partie d'alimentation en énergie de la broche réalisée par câble ou tuyaux depuis une source d'alimentation en énergie, ladite pompe comportant une partie manchon apte à recevoir en connexion ladite broche d'alimentation tandis qu'elle est descendue à l'intérieur du pipe jusqu'à la petite section de pipe, manchon dirigé vers la broche. La pompe peut être maintenue par gravité ou fixée par tout moyen à la petite section de pipe ou au pipe. La source d'alimentation est avantageusement une source d'alimentation électrique alimentant dans ce cas la broche de contact de la petite section de pipe, le manchon récepteur de la pompe étant également un manchon de contact électrique. 3o La source d'alimentation peut également être une source de pression hydraulique alimentant ladite broche, laquelle alimente par un moyen de valve adéquat le manchon récepteur de la pompe lors de leur raccordement. L'appareillage alimenté, en l'occurrence la pompe immergée, a une configuration longitudinale axiale à même de permettre son guidage en translation dans le pipe, et par exemple une partie corps cylindrique de section complémentaire au jeu de translation près de la section intérieure du pipe, ledit manchon d'alimentation étant disposé coaxial solidairement au corps de la pompe, de sorte qu'il se présente automatiquement centré à l'accouplement sur la broche, laquelle est également centrée axialement dans le pipe. Le raccordement du manchon à la broche est naturellement réalisé de façon étanche dans le milieu fluide du pipe, et par exemple en dotant l'ouverture du manchon recevant la broche de joints d'étanchéité adéquats. La partie support de la broche peut être constituée par une simple i0 traverse ou un jeu de traverses fixé rigidement à l'intérieur de ladite petite section de pipe, la broche d'alimentation en énergie étant fixée rigidement à la traverse ou au jeu de traverses support. La source d'alimentation en énergie est raccordée avantageusement à l'extérieur de la petite section de pipe au moyen d'une pièce carter is raccordée par câbles ou tuyaux de transfert d'énergie à la source d'alimentation en énergie, et fixée étanche sur la paroi externe de ladite petite section de pipe, l'un au moins des câbles ou tuyaux supporté par la pièce carter menant par un trou étanche et isolé adéquat de la traverse ou du jeu de traverses support, à ladite broche d'alimentation en énergie. L'invention est illustrée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure unique est une vue en perspective et en coupe d'un dispositif d'alimentation électrique selon l'invention d'une pompe immergée dans un pipe pétrolier, prête à être raccordée en accouplement de service. Avec référence au dessin, le dispositif d'alimentation en énergie 1 représenté est destiné à alimenter en énergie électrique une pompe 3 immergée dans un pipe 5 de forage pétrolier. Il comporte une petite section de pipe 7 destinée à être reliée à des sections adjacentes de pipe 9, par exemple par vissage de leurs extrémités respectives. Cette petite section 7 a une faible longueur, suffisante pour contenir les éléments d'accouplement précisés ci-après. Son diamètre est naturellement le même que celui des sections de pipe 9 auxquelles elle est reliée. Elle comporte une broche électrique de contact 11 montée rigidement au centre d'un jeu de deux traverses support métalliques 13, reliées en croix dans un plan perpendiculaire au pipe, ce jeu de traverses 13 étant fixé à la paroi interne de la petite section de pipe, par exemple par soudure. La broche 11 est cylindrique, étant disposée coaxiale à la petite section de pipe, et donc au pipe, et est orientée vers le haut, vers la pompe 3 à laquelle elle doit être raccordée. Elle est reliée à un câble électrique 15 menant de façon étanche par l'intérieur d'une des traverses support 13 à une pièce d'insert ou de carter latérale 17, laquelle est fixée étanche à la paroi externe de la petite section de pipe, au droit de l'extrémité de ladite traverse 13. Le câble 15 mène à une source d'énergie électrique en surface non représentée. La pompe 3 est destinée à pomper le fluide contenu dans le pipe, du bas vers le haut selon flèche. Cette pompe doit être échangée périodiquement à un certain degré d'usure. La pompe comporte un corps cylindrique 19 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre intérieur du pipe, et une partie manchon cylindrique 21, coaxiale à la partie corps 19, formée en saillie de celle- ci et de diamètre externe inférieur. Le fluide pompé passe entre la partie manchon 21 et la partie corps 19. Cette partie manchon 21 est un manchon de contact électrique destiné à recevoir la broche de contact précitée 11. Elle comporte un alésage interne axial 23 complémentaire de la broche 11 au jeu de translation près. Un joint d'étanchéité 25 est disposé à l'entrée de l'ouverture de l'alésage 23. Ce joint 25 permet le passage étanche de la broche 11 dans l'alésage 23 de la partie manchon, à l'accouplement, essuyant la surface de la broche à son passage. La pompe est montée directement sur la broche, reposant par son manchon sur celle-ci, par simple gravité. A fond de course de montage en butée sur l'une des traverses 13, les zones périphériques internes de contact du manchon (non représenté) viennent en pression sur celles 27 3o correspondantes des bagues de contact de la broche, assurant ainsi l'alimentation électrique de la pompe. Naturellement, dans d'autres configurations de montage, dans des forages horizontaux où la gravité ne joue pas, la pompe poussée ou tractée en butée doit être fixée, par exemple, relativement à la broche ou à la petite section de pipe ou au pipe. Le montage et le démontage de la pompe sont très faciles à réaliser. Le démontage est réalisé par simple traction de la pompe vers le haut, d'où il résulte une extraction du manchon hors de la broche, puis la pompe est translatée dans le pipe jusqu'à la surface. Le montage est réalisé par la manoeuvre inverse, la pompe étant acheminée et guidée par son corps dans le pipe, manchon vers le bas, jusqu'à la petite section de pipe où la partie manchon 21 reçoit automatiquement par sa position centrée la broche d'alimentation 11, jusqu'à fond de course en butée où l'accouplement est réalisé. Naturellement, d'autres applications que celle décrite ci-dessus lo peuvent être envisagées et, par exemple, l'alimentation d'un analyseur de flux dans un tuyau ou pipe, l'alimentation d'un réchauffeur local de pipe pour le déparaffiner, l'alimentation d'une pompe d'extraction d'eau de tuyaux de nappes profondes. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage dans les pipes, notamment pour les pompes (3) des pipes (5) de forage pétrolier, chacune desdites pompes (3) devant être montée immergée à l'intérieur d'un pipe (5), par exemple, entre deux sections adjacentes (9) du pipe, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une petite section de pipe (7) apte à être montée raccordée entre lesdites sections de pipe (9), ladite petite section de pipe (7) comportant une partie support (13) de broche d'alimentation en énergie (11) montée orientée vers le haut sensiblement parallèle au pipe (5) à l'intérieur de celui-ci, et une partie d'alimentation en énergie de la broche réalisée par câble (15) ou tuyaux depuis une source d'alimentation en énergie, ladite pompe (3) comportant une partie manchon (21) apte à recevoir en connexion ladite broche d'alimentation (11) tandis qu'elle est descendue à l'intérieur du pipe (5) jusqu'à la petite section de pipe (7), manchon dirigé vers la broche. 2. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe (3) est maintenue par gravité sur la petite section de pipe (7). 3. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe (3) est fixée à la petite section de pipe (7) ou au pipe (5). 4. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source d'alimentation est une source d'alimentation électrique alimentant, dans ce cas, la broche de contact (11) de la petite section de pipe (7), le manchon (21) récepteur de la pompe étant également un manchon de contact électrique. 5. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source d'alimentation est une source de pression hydraulique alimentant ladite broche, laquelle alimente par un moyen de valve adéquat le manchon récepteur de la pompe lors de leur raccordement. 6. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareillage alimenté, en l'occurrence la pompe immergée (3), a une configuration longitudinale axiale à même de permettre son guidage en translation dans le pipe (5) et, par exemple, une partie corps cylindrique (19) de section complémentaire au jeu de translation près de la section intérieure du pipe (5). 7. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit manchon d'alimentation (21) est disposé coaxial, solidairement au corps (19) de la pompe, de sorte qu'il se présente automatiquement centré à l'accouplement sur la broche (11), laquelle est également centrée axialement dans le pipe (5). 8. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon l'une io des revendications précédentes, caractérisé en ce que le raccordement du manchon (21) à la broche (11) est réalisé de façon étanche dans le milieu fluide du pipe, par exemple, en dotant l'ouverture du manchon (21) recevant la broche (11) de joints d'étanchéité adéquats (25). 9. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie support de la broche (11) est constituée par une simple traverse (13) ou un jeu de traverses (13) fixé rigidement à l'intérieur de ladite petite section de pipe (7), la broche d'alimentation en énergie (11) étant fixée rigidement à la traverse ou au jeu de traverses support (13). 10. Dispositif d'alimentation en énergie d'appareillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source d'alimentation en énergie est raccordée à l'extérieur de la petite section de pipe (7) au moyen d'une pièce carter ou d'insert (17) raccordée par câbles (15) ou tuyaux de transfert d'énergie à la source d'alimentation en énergie, et fixée étanche sur la paroi externe de ladite petite section de pipe (7), l'un au moins des câbles (15) ou tuyaux supporté par la pièce carter (17) menant par un trou étanche et isolé adéquat de la traverse (13) ou du jeu de traverses support, à ladite broche d'alimentation en énergie (Il).