INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La décrit un procédé de gestion d’énergie 300 utilisant un réseau électrique de type CC selon des exemples de la divulgation. Au niveau du bloc 302, chaque générateur produit de l’énergie CA à une fréquence variable qui doit être traitée pour être efficacement distribuée le long d’un réseau et reconverti sous une forme utilisable par divers dispositifs. Éventuellement, l’énergie CA est transformée en une tension différente au niveau du bloc 304. L’énergie CA est convertie en énergie CC au niveau du bloc 306. Éventuellement, l’énergie CC est transformée en une tension prédéterminée au niveau du bloc 308. En option, l’énergie passe également par une interconnexion électrique (diode) au niveau du bloc 310. L’énergie CC est ensuite envoyée dans le réseau électrique au niveau du bloc 312. L’énergie CC circule le long d’un conducteur électrique depuis un générateur jusqu’à une charge au niveau du bloc 314. Au niveau du bloc 316, l’énergie CC provient du réseau électrique et est éventuellement transformée en une tension inférieure au niveau du bloc 318. L’énergie passe éventuellement par une interconnexion électrique au niveau du bloc 320. L’énergie, désormais sous forme utilisable, est ensuite utilisée pour faire fonctionner un composant de dispositif au niveau du bloc 322.
Les systèmes et circuits précédents permettent des procédés de commande d’écoulement de production dans un puits selon la divulgation, à l’aide éventuellement de l’énergie entièrement électrique générée en fond de trou. Un exemple est un procédé permettant de commander un écoulement de fluides de formation dans un conduit de production au niveau de chacun d’une pluralité d’emplacements dans un puits où un nœud de commande d’écoulement est établi. L’énergie électrique est générée au niveau de chaque emplacement en réponse à une partie de l’écoulement entrant dans le conduit de production au niveau de cet emplacement. L’énergie électrique générée au niveau de la pluralité d’emplacements est fournie collectivement à un réseau électrique. L’écoulement des fluides de formation dans le conduit de production est réglé indépendamment au niveau de chaque emplacement à l’aide de l’énergie électrique provenant du réseau électrique. Des événements peuvent survenir lorsque l’écoulement au niveau d’un emplacement sélectionné parmi les emplacements est fermé ou autrement réduit, intentionnellement ou non, de sorte qu’une énergie électrique insuffisante est générée au niveau de cet emplacement pour rouvrir l’écoulement au niveau de cet emplacement. L’écoulement peut être rouvert au niveau de cet emplacement à l’aide de l’énergie électrique provenant du réseau électrique, qui est fournie par l’énergie électrique générée au niveau d’un ou de plusieurs autres des emplacements. Les nœuds peuvent communiquer sans fil entre chaque emplacement le long du puits et un dispositif de télémétrie et/ou entre le dispositif de télémétrie et une surface d’un site de puits.
Par conséquent, certains aspects de la divulgation concernent un système et un procédé permettant de connecter deux nœuds sans fil ou plus à une ligne électrique formant un réseau électrique de fond de trou. Ce procédé présente plusieurs avantages techniques. Par exemple, cela peut permettre à une zone d’arrêter complètement l’écoulement et de rouvrir l’écoulement à l’aide de l’énergie des zones voisines. Si le générateur d’une zone tombe en panne, la zone peut continuer à fonctionner à l’aide de l’énergie générée par les zones voisines. Une énergie globale plus importante est disponible, ce qui peut augmenter les forces exercées par les moteurs pour déplacer les vannes/manchons de commande d’écoulement. Au lieu d’avoir un processeur pour chaque zone, un processeur central peut être utilisé pour commander toutes les zones.
Cela réduit les coûts, simplifie la communication sans fil vers la surface et peut augmenter la fiabilité grâce à la présence d’un ou de plusieurs processeurs centraux redondants. Une énergie plus importante peut permettre au système de fournir une énergie intermittente à un dispositif auxiliaire (qui nécessite plus d’énergie) en combinant l’énergie de plusieurs générateurs. Une énergie globale plus importante peut également permettre d’ajouter davantage de capteurs et d’autres instruments électriques. Une énergie globale plus importante, permet en outre un processeur central plus puissant et plus performant. En tant que conception de sécurité, un bloc de batterie central peut être utilisé pour charger et alimenter des dispositifs de fond de trou si un arrêt complet de puits est nécessaire. Les procédés, systèmes, outils, etc. peuvent comporter l’une quelconque des diverses caractéristiques décrites ici, y compris un ou plusieurs des exemples suivants.
Exemple 1. Un système de commande d’écoulement de production, comprenant : un conduit de production pouvant être disposé à l’intérieur d’un puits ; une pluralité de nœuds de commande d’écoulement espacés le long du conduit de production pour commander un écoulement de fluides de formation dans le conduit de production au niveau de différents emplacements dans le puits, chaque nœud de commande d’écoulement définissant au moins un chemin d’écoulement pour l’entrée des fluides de formation dans le conduit de production, une fermeture pouvant fonctionner pour régler l’écoulement des fluides de formation dans le conduit de production, et un générateur qui génère de l’énergie électrique en réponse à une partie de l’écoulement dirigée à travers le générateur ; et un réseau électrique interconnectant la pluralité de nœuds de commande d’écoulement, les générateurs des nœuds de commande d’écoulement fournissant collectivement de l’énergie électrique au réseau électrique et chaque fermeture pouvant fonctionner avec l’énergie électrique provenant du réseau électrique.
Exemple 2. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 1, l’au moins un chemin d’écoulement comportant un chemin d’écoulement primaire contournant le générateur dans le conduit de production et un chemin d’écoulement secondaire à travers le générateur dans le conduit de production.
Exemple 3. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 2, la fermeture pouvant fonctionner pour fermer sélectivement soit le chemin d’écoulement primaire, soit à la fois les chemins d’écoulement primaire et secondaire.
Exemple 4. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 1 à 3, chaque nœud de commande d’écoulement comprenant un corps de vanne physiquement couplé au conduit de production et définissant l’au moins un chemin d’écoulement pour l’entrée des fluides de formation dans le conduit de production, et chaque fermeture comprenant un manchon mobile par rapport au corps de vanne pour fermer sélectivement l’au moins un chemin d’écoulement.
Exemple 5. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 1 à 4, chaque fermeture pouvant fonctionner alternativement avec l’énergie électrique provenant du réseau électrique ou avec l’énergie électrique provenant de son propre générateur.
Exemple 6. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 5, chaque fermeture fonctionnant normalement avec l’énergie électrique provenant de son propre générateur lorsqu’elle est suffisante et provenant du réseau électrique lorsque l’énergie électrique provenant de son propre générateur est insuffisante.
Exemple 7. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 6, chaque fermeture étant mobile entre au moins une première position dans laquelle la partie d’écoulement dirigée à travers le générateur est suffisante pour fournir l’énergie électrique pour faire fonctionner la fermeture respective et une seconde position dans laquelle la partie d’écoulement dirigée à travers le générateur est insuffisante pour faire fonctionner la fermeture respective.
Exemple 8. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 1 à 7, la pluralité de nœuds de commande d’écoulement comprenant un premier nœud de commande d’écoulement qui fournit de l’énergie électrique au réseau électrique et un second nœud de commande d’écoulement qui est simultanément alimenté par le réseau électrique.
Exemple 9. Le système de commande d’écoulement selon l’exemple 8, la pluralité de nœuds de commande d’écoulement s’étendant sur une pluralité d’intervalles de production espacés dans la formation, le premier nœud de commande d’écoulement se trouvant dans un premier intervalle de production et le second nœud de commande d’écoulement se trouvant dans un second intervalle de production.
En outre, les capteurs EGT sont exposés à des gaz de combustion chauds qui peuvent atteindre une température comprise entre 500 °C et 2 500 °C, voire plus dans certains exemples. De tels capteurs peuvent être nécessaires pour protéger des composants afin de permettre une mesure précise d’écoulements de gaz de combustion tout en résistant à l’environnement chaud lors d’une utilisation répétée. Le fait de positionner le capteur EGT le plus près possible de la chambre de combustion accroît la précision des mesures de température de gaz de combustion. Cependant, les températures à l’intérieur ou à proximité immédiate de la chambre de combustion peuvent être supérieures à celles auxquelles les matériaux de capteur peuvent résister.
Des aspects de la divulgation prévoient un capteur EGT amélioré capable de fonctionner à l’intérieur de l’environnement de chambre de combustion de moteur à turbine avec une durée de vie potentiellement accrue des composants, une diminution des contraintes imposées aux pièces et/ou une réduction des coûts. Les moteurs à turbine avec le capteur EGT amélioré décrits dans le présent document peuvent présenter un meilleur rendement moteur et une efficacité moteur supérieure par rapport aux moteurs utilisant des capteurs EGT classiques.
Tel qu’utilisé dans le présent document, le terme « ensemble » ou un « ensemble » d’éléments peut désigner un nombre quelconque d’éléments, y compris un seul. En outre, tel qu’utilisé dans le présent document, le terme « en amont » fait référence à une direction qui est opposée à la direction d’écoulement de fluide et le terme « en aval » fait référence à une direction qui est dans la même direction que l’écoulement de fluide. Le terme « à l’avant » ou « vers l’avant » signifie devant quelque chose et le terme « à l’arrière » ou « vers l’arrière » signifie derrière quelque chose. Par exemple, lorsqu’il est question d’écoulement de fluide, le terme « à/vers l’avant » peut signifier en amont et le terme « à/vers l’arrière » peut signifier en aval.
En outre, tel qu’utilisé dans le présent document, un « contrôleur » ou un « module contrôleur » peut comporter un composant configuré ou adapté pour fournir une instruction, un contrôle, une opération ou toute forme de communication pour des composants exploitables afin d’influer sur le fonctionnement de ceux-ci. Un module contrôleur peut inclure tout processeur, microcontrôleur ou dispositif logique connu, y compris, mais sans s’y limiter : des réseaux prédiffusés programmables par l’utilisateur (FPGA), un circuit intégré à application spécifique (ASIC), une commande électronique numérique de moteur pleine autorité (FADEC), un régulateur proportionnel (PI), un régulateur proportionnel dérivé (PD), un régulateur proportionnel intégral dérivé (régulateur PID), un contrôleur logique à accélération matérielle (par exemple, à des fins de codage, décodage, transcodage, etc.) et équivalents ou toute combinaison de ceux-ci. Des exemples non limitatifs d’un module contrôleur peuvent être configurés ou adaptés pour faire fonctionner, exploiter ou exécuter de toute autre manière un code de programme pour obtenir des résultats opérationnels ou fonctionnels, y compris la réalisation de divers procédés, fonctionnalités, tâches de traitement, calculs, comparaisons, détections ou mesures de valeurs, ou équivalents, pour permettre ou réaliser les opérations techniques ou les opérations décrites dans le présent document. Les résultats opérationnels ou fonctionnels peuvent être basés sur une ou plusieurs entrées, des valeurs de données stockées, des valeurs détectées ou mesurées, des indications vraies ou fausses ou autres. Bien que le « code de programme » soit décrit, des exemples non limitatifs d’ensembles d’instructions exploitables ou exécutables peuvent inclure des routines, des programmes, des objets, des composants, des structures de données, des algorithmes, etc., qui ont l’effet technique de réaliser des tâches particulières ou de mettre en œuvre des types de données abstraits particuliers. Dans un autre exemple non limitatif, un module contrôleur peut également comporter un composant de stockage de données accessible par le processeur, y compris une mémoire, qu’il s’agisse d’une mémoire transitoire, volatile, non transitoire ou non volatile. Des exemples non limitatifs supplémentaires de la mémoire peuvent inclure une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM), une mémoire flash ou un ou plusieurs types différents de mémoire électronique portable, tels que des disques, des DVD, des CD-ROM, des disques à mémoire flash, des clés USB (bus série universel) ou équivalents, ou toute combinaison appropriée de ces types de mémoire. Dans un exemple, le code de programme peut être stocké dans la mémoire dans un format lisible par machine accessible par le processeur. En outre la mémoire peut stocker divers données, types de données, valeurs de données détectées ou mesurées, entrées, données générées ou traitées, ou équivalents, accessibles par le processeur en fournissant une instruction, un contrôle ou une opération pour obtenir un résultat fonctionnel ou exploitable, tel que décrit dans le présent document.
En outre, tel qu’utilisé dans le présent document, bien que les capteurs puissent être décrits comme « détectant » ou « mesurant » une valeur respective, la détection ou la mesure peut inclure la détermination d’une valeur indicative de la valeur respective ou liée à celle-ci, plutôt que la détection ou la mesure directe de la valeur elle-même. Les valeurs détectées ou mesurées peuvent en outre être fournies à des composants supplémentaires. Par exemple, la valeur peut être fournie à un module contrôleur ou à un processeur tel que défini ci-dessus, et le module contrôleur ou le processeur peut réaliser un traitement sur la valeur pour déterminer une valeur représentative ou une caractéristique électrique représentative de ladite valeur. Une telle fourniture avant/arrière peut s’effectuer via une communication filaire ou sans fil, dans des exemples non limitatifs.
Toutes les références directionnelles (par exemple, radial(e), axial(e), supérieur(e), inférieur(e), vers le haut, vers le bas, gauche, droit(e), latéral(e), avant, arrière, haut, bas, au-dessus, au-dessous, vertical(e), horizontal(e), dans le sens des aiguilles d’une montre, dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, à l’avant, à l’arrière) sont uniquement utilisées à des fins d’identification pour aider le lecteur à comprendre la divulgation et ne créent pas de limites, en particulier quant à la position, l’orientation ou l’utilisation de celle-ci. Sauf indication contraire, les références à une liaison, par exemple, fixé(e), couplé(e), relié(e) et joint(e), doivent être interprétées au sens large et peuvent inclure des organes intermédiaires entre un ensemble d’éléments et un mouvement relatif entre des éléments. Ainsi, les références à une liaison n’impliquent pas nécessairement que ces deux éléments sont directement reliés et fixes l’un par rapport à l’autre. Les dessins illustratifs sont fournis à des fins d’illustration seulement et les dimensions, les positions, l’ordre et les tailles relatives indiqués sur les dessins joints au présent document peuvent varier.
La est un diagramme schématique en coupe transversale d’un moteur à turbine 10 pour un aéronef, qui peut être un moteur à turbine à gaz. Le moteur à turbine 10 comporte, selon une relation d’écoulement en série en aval, une section de ventilation 12 comportant un ventilateur 14, un précompresseur ou compresseur basse pression (LP) 16, un compresseur haute pression (HP) 18, une section de combustion 20, une turbine HP 22 et une turbine LP 24. La section de combustion 20 peut définir une chambre de combustion 34. Un arbre HP ou une bobine HP 26 relie par entraînement la turbine HP 22 au compresseur HP 18 et un arbre LP ou une bobine LP 28 relie par entraînement la turbine LP 24 au compresseur LP 16 et au ventilateur 14. La turbine HP 22 comporte un rotor 30 ayant des aubes de turbine 32 montées à une périphérie du rotor 30.
Le moteur à turbine 10 peut comporter en outre un capteur de température de gaz d’échappement, EGT, 40, illustré dans une ébauche de plan. Le capteur EGT 40 est positionné à l’intérieur de la section de combustion 20, bien qu’une utilisation soit envisagée dans toute partie avantageuse du moteur à turbine 10. Dans un exemple non limitatif, le capteur EGT 40 peut également être positionné en amont ou en aval de la section de combustion 20. Dans un exemple non limitatif supplémentaire, de multiples capteurs EGT 40 peuvent être agencés autour du moteur à turbine 10, par exemple, espacés autour d’une circonférence du moteur à turbine 10 ou espacés à différentes positions avant ou arrière.
Le moteur à turbine 10 peut fonctionner de sorte que la rotation du ventilateur 14 injecte de l’air dans le compresseur LP 16. Le compresseur LP 16 et le compresseur HP 18 compriment l’air, et le compresseur HP 18 fournit l’air comprimé à la section de combustion 20. Dans la section de combustion 20, l’air comprimé peut être mélangé à un combustible, et le mélange air/combustible est enflammé, ce qui entraîne sa dilatation et la génération de gaz d’échappement de combustion à haute température. Les gaz d’échappement de combustion s’écoulent en aval, passant par le capteur EGT 40 et à travers les turbines HP et LP 22, 24, générant la force mécanique nécessaire pour entraîner les bobines HP et LP respectives 26, 28. Enfin, les gaz d’échappement de combustion peuvent être expulsés par l’arrière du moteur à turbine 10.
La illustre une vue latérale schématique du capteur EGT 40. Dans certains exemples, le capteur EGT 40 peut être en communication par signaux ou couplé en communication avec d’autres composants du moteur à turbine 10, illustrés par une ligne pointillée comme étant couplés en communication avec un système avionique 44. Le capteur EGT 40 peut être en communication avec tout composant adapté à l’intérieur ou à l’extérieur du moteur à turbine 10. Dans un exemple, un module contrôleur 46 peut être configuré pour recevoir une température détectée ou mesurée, ou une valeur représentative ou indicative de celle-ci, en provenance du capteur EGT 40. Le module contrôleur 46 peut également réaliser une fonctionnalité supplémentaire ou distincte sur la base de la température détectée ou mesurée. Dans certains exemples, le module contrôleur 46 peut additionner, calculer la moyenne ou fusionner des températures ou des valeurs reçues en provenance ou fournies par de multiples ensembles de sondes de détection de température, y compris le capteur EGT 40. Dans un autre exemple non limitatif, il est envisagé que de multiples capteurs EGT 40 soient en communication avec le système avionique 44, le module contrôleur 46, d’autres parties du moteur à turbine ou d’un aéronef, ou encore les uns avec les autres.
Un passage de gaz d’échappement 50 peut être défini au moins en partie par une paroi de moteur 52, qui peut être une paroi à l’intérieur de la section de combustion 20 de la , par exemple. Dans des exemples non limitatifs supplémentaires, la paroi de moteur 52 peut comporter une paroi de moteur intérieure, une paroi de moteur extérieure, une chemise de chambre de combustion, un carter de turbine basse pression, un carter de turbine haute pression ou équivalents. En outre, un passage d’air de prélèvement 48 peut s’étendre à travers la paroi de moteur 52, séparant la paroi de moteur 52 en une enveloppe interne 36 et une enveloppe externe 38.
Le capteur EGT 40 peut comporter une partie boîtier supérieure 54 qui est couplée à la paroi de moteur 52 au niveau de l’enveloppe externe 38, et un boîtier de support d’élément 56 qui s’étend à travers l’enveloppe interne 36 et l’enveloppe externe 38, dans les gaz d’échappement de combustion 42. En référence à la , le boîtier de support d’élément 56 soutient structurellement un élément thermocouple tel qu’une sonde de température. Dans l’exemple non limitatif présenté, la partie boîtier supérieure 54 peut être externe au passage de gaz d’échappement 50, tandis que le boîtier de support d’élément 56 peut être disposé à l’intérieur du passage de gaz d’échappement 50, s’étendre dans celui-ci ou y être exposé. Le capteur EGT 40 peut présenter n’importe quelle configuration adaptée, y compris, mais sans s’y limiter, au moins l’un du capteur EGT 40, de la partie boîtier supérieure 54 ou du boîtier de support d’élément 56 supporté par la paroi de moteur 52. En outre, bien qu’une unique paroi de moteur continue 52 soit illustrée, la paroi de moteur 52 peut inclure de multiples parois indépendantes ou distinctes dans certains exemples non limitatifs avec des dimensions variables ou différentes de celles représentées.
Le boîtier de support d’élément 56 peut définir un axe de boîtier 58 comme illustré. Le boîtier de support d’élément 56 peut s’étendre dans le passage de gaz d’échappement 50. Les gaz d’échappement de combustion 42 peuvent s’écouler à travers le passage de gaz d’échappement 50 et rencontrer le boîtier de support d’élément 56. Dans d’autres exemples, n’importe quel fluide ou gaz adapté peut circuler à l’intérieur du passage dans lequel s’étend le boîtier de support d’élément 56.
La représente le capteur EGT 40 dans une vue éclatée, illustrant mieux l’assemblage du capteur EGT 40. La partie boîtier supérieure 54 peut être séparée en un corps supérieur 60 et un corps inférieur 62. Une paire de terminaux 64 s’étend à partir du corps supérieur 60, qui peut être couplé au système avionique 44 ou au module contrôleur 46 de la . La paire de terminaux 64 peut être montée ou couplée de toute autre manière au corps supérieur 60. Dans des modes de réalisation alternatifs, il est prévu un nombre quelconque de terminaux, ou de paires de ceux-ci, y compris un terminal, ou aucun terminal lorsqu’une autre forme de communication est envisagée, telle qu’une communication sans fil.
Le corps supérieur 60 comporte une paroi inférieure 66 ayant une brasure 68 et une paire d’extensions 70. Une sonde 72 peut s’étendre à travers la paroi inférieure 66, la brasure 68 fixant la sonde 72, couplée de manière fonctionnelle aux terminaux 64 à l’intérieur du corps supérieur 60. La brasure 68 fixe et scelle la sonde 72 au niveau de la paroi inférieure 66, scellant l’intérieur du corps supérieur 60. Au moins une partie de la sonde 72 peut être enroulée ou hélicoïdale, définissant une partie hélicoïdale 88 ayant un diamètre. Le corps inférieur 62 comporte une paroi de base 74, une paroi latérale 76 s’étendant à partir de la paroi de base 74 pouvant être annulaire. La paroi de base 74 comporte une ouverture centrale 78, ainsi qu’une paire de brides 80 s’étendant au-delà du diamètre de la paroi latérale 76. Dans des modes de réalisation non limitatifs alternatifs, un alignement excentré pour l’ouverture centrale 78 est envisagé. Une ouverture de fixation 82 est située à l’intérieur de chaque bride de la paire de brides 80.