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Dispositif de prélèvement d'échantillons de ma- tières, en particulier dans des puits ou des trous de son- de.
Le naphte brut fourni par les trous de sonde contient non seulement de l'eau salée, mais aussi des gaz étrangers. Le rapport du mélange entre les diverses ma- tières, c'est-à-dire l'huile, l'eau salée et le gaz, varie entre les différentes partie's du sondage. Pour étudier le sondage il est très utile de pouvoir déterminer ce rapport de mélange dans les différentes parties. Il importe parti- culièrement de connaître le poids spécifique des diverses couches de liquide. La puissance du dispositif d'extrac- tion destiné à amener le liquide au jour doit correspondre à ce poids spécifique.
Dans l'analyse du liquide il est absolument né- cessaire que le récipient au moyen duquel l'échantillon de liquide est prélevé arrive fermé au jour, pour que le gaz ' - contenu dans le liquide ne s'échappe pas pour qu'on, @
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n'amène pas simplement au jour ce qu'on appelle le naphte mort.
Jusqu'ici on a commandé la fermeture du récipient au moyen d'un système de tiges adapté à la partie inférieu- re du récipient. L'obturateur, qui était normalement fermé et maintenu dans la position de fermeture par le poids des tiges, s'ouvrait automatiquement dès que l'extrémité infé- rieure du système de tiges atteignait le fond du trou de sonde. Le liquide entrait alors dans le récipient, qui se' refermait automatiquement pendant la remontée. En faisant varier la longueur des tiges on pouvait prélever des échan- tillons des différentes couches de liquide. Toutefois ces mesures n'étaient exactes que lorsque la position du trou de sonde était déterminée exactement d'avance et lorsque la matière de la sonde était assez résistante pour pouvoir porter le poids des tiges.
La mesure n'est plus exacte lorsqu'il s'est accumulé de la boue, du sable, etc... au fond du trou dp sonde, ce qui est généralement le cas, de sorte que le système de tiges peut pénétrer plus ou moins profondément. Comme la profondeur de pénétration des ti- gesne peut pas être déterminée exactement dans les diffé- rentes mesures, il n'est pas possible non plus de détermi- ner la position de la couche de liquide dans laquelle l'échantillon est prélevé.
Ce procédé de mesure est en outre très compliqué, parce qu'il faut beaucoup de temps pour monter le système de tiges sur le récipient et parce qu'un appareil de levage robuste est nécessaire pour effectuer la mesure à cause du poids élevé des tiges.
Toutes ces difficultés sont supprimées au moyen du dispositif qui fait l'objet de l'invention et qui sert à prélever des échantillons. L'obturateur du récipient s'ouvre de façon connue; pour prélever l'échantillon, lors- qu'une profondeur déterminée est atteinte. Suivant
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l'invention la manoeuvre de l'obturateur est effectuée au moyen d'un électro-aimant commandé au ,jour au moven d'un câble. Ce câble est utilisé d préférence pour suspendre le récipient'de prélèvement. Il est déroulé au moyen d'un treuil monté au jour et comportant un dispositif de mesure de la longueur déroulée. Ce dispositif permet de lire à tout instant la hauteur à laquelle se trouve le récipient de prélèvement.
Pour prélever un liquide à une profondeur déterminée, on fait descendre le récipient jusqu'à cette profondeur, puis on ouvre l'obturateur en mettant l'élec- tro-aimant en circuit au moyen d'un commutateur installé au jour. Le récipient ayant été refermé. on amène l'échan- tillon au jour et on peut l'analyser.
Un schéma et une coupe du mode de réalisation de l'objet de l'invention sont représentés à titre d'exemple dans le dessin annexé.
Dans la fig. 1, 1 est le trou de sonde, dans lequel on fait descendre le récipient 5 suspendu aux conducteurs 3, 4 et comportant des obturateurs 6,7. Le récipient a la forme d'un cylindre à l'extrémité supérieur. re et à l'extrémité inférieure duquel sont montés les tu- yaux 8,9 contenant respectivement les obturateurs 6, 7.
Pour empêcher le récipient de.rester accroché, des appendices coniques 10, 11 sont adaptés aux extrémi- tés et peuvent servir également à envelopper les obtura- teurs et leurs dispositifs de commande.
Les'obturateurs qui, dans l'exemple représenté, sont deux robinets, sont accouplés au moyen de la tige 12 de façon à s'ouvrir et à se fermer obligatoirement ensem- ble. Le ressort 13 t,end à maintenir les robinets. 6, 7 dans la position de fermeture.
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L'obturateur est ouvert au moyen de l'électro- - aimant 14 dont l'enroulement d'excitation est relié aux ' conducteurs 3, 4 du câble 2 aboutissant au jour. L'ar- mature 15 de l'électro-aimant est reliée un bras de
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levier fixé au robinet 6. Dès que le circuit de l'électro-aimant. 15 est fermé au moyen du commutateur installé au jour, l'aimant attire son armature 15 en surmontant l'effort de traction du ressort 13 et ouvre les robinets 6,7, de sorte que le liquide peut entrer dans le récipient 5. Lorsque le circuit de l'électro-aimant est coupé, le ressort 13 referme les robinets, Puur ne pas trop charger l'électro-aimant, on peut monter entre les robinets et l'armature 15 un mouvement ayant un rapport de transmission approprié.
La tige d'accouplement 12 passe à travers le tube 16, qui est relié de façon hermétique aux deux extrémités du récipient.
La fig. 2 montre un autre mode de réalisation, dans lequel l'obturateur est commandé par un mouvement bloqué normalement par l'armature 15 de l'électro-aimant 14. Ce mouvement est constitué par un poids 17 dont le déplacement est retardé par un amortisseur hydraulique constitué par un cylindre 18 rempli de liquide et un piston 20 percé d'ouvertures pour le passage de ce-liquide.
L'armature 20 de l'électro-aimant est maintenuedans la position d'arrêt par le ressort 21.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant.
Dès que le récipient 5 a atteint la profondeur voulue, le mouvement est libéré par la mise en circuit de l'électro-aimant 14, le poids 17 fait passer lentement les robinets de la position de fermeture à la position d'ouverture et il continue à les faire tourner jusqu'à ce que les robinets soient de,nouveau fermés. On peut alors couper le circuit de l'électro-aimant et remonter le vase rempli.
Dans ce mode de réalisation le travail d'ouverture et de fermeture est fourni par le poids 17. ' L'électro-aimant est soulagé presque complètement, car il n'a qu'à commander le déclenchement du mouvement.
Au liAu alieu des dispositifs indiqués, les obturateurs peuvent aussi être entraînés au moyen d'un moteur électrique les obtui
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accouplé avec les obturateurs par un renvoi'de mouvement démultiplicateur. On pourrait aussi les actionner,-au moyen d'un encliquetage commandé par un électro-aimant excité périodiquement.
-: RREVENDICATIONS:-
1 Dispositif de prélèvement d'échantillons: de matières. en particulier dans des puits ou des trous de sond.e, au moyen d'un récipient dont l'obturateur est ou- vert à une certaine profondeur, dispositif caractérisé en ce que l'obturateur est actionné par un électro-aimant ou son équivalent descendant avec le récipient et commandé au jour au moyen d'un câble.
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Device for taking samples of materials, in particular from wells or boreholes.
The raw naphtha supplied by the boreholes contains not only salt water, but also foreign gases. The mixing ratio between the various materials, ie oil, salt water and gas, varies between the different parts of the sounding. To study the sounding it is very useful to be able to determine this mixing ratio in the different parts. It is particularly important to know the specific gravity of the various layers of liquid. The power of the extraction device intended to bring the liquid to light must correspond to this specific weight.
In the analysis of the liquid it is absolutely necessary that the container by means of which the sample of liquid is taken comes closed to the light, so that the gas' contained in the liquid does not escape so that one, @
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do not simply bring to light what is called dead naphtha.
Hitherto the closure of the container has been controlled by means of a system of rods adapted to the lower part of the container. The shutter, which was normally closed and held in the closed position by the weight of the rods, opened automatically as soon as the lower end of the rod system reached the bottom of the borehole. The liquid then entered the container, which closed automatically during the ascent. By varying the length of the rods, samples could be taken from the different layers of liquid. However, these measurements were only accurate when the position of the borehole was determined exactly in advance and when the material of the probe was strong enough to carry the weight of the rods.
The measurement is no longer accurate when mud, sand etc ... has accumulated at the bottom of the borehole, which is usually the case, so that the rod system can penetrate more or less deeply. As the penetration depth of the rods cannot be determined exactly in the different measurements, it is also not possible to determine the position of the liquid layer in which the sample is taken.
This measuring method is furthermore very complicated, because it takes a long time to mount the rod system to the container and because a sturdy lifting device is required to perform the measurement due to the heavy weight of the rods.
All these difficulties are eliminated by means of the device which forms the subject of the invention and which serves to take samples. The shutter of the container opens in a known manner; to take the sample, when a determined depth is reached. next
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the invention the operation of the shutter is effected by means of an electromagnet controlled on the day by means of a cable. This cable is preferably used to suspend the collection vessel. It is unwound by means of a winch mounted in the daylight and comprising a device for measuring the unwound length. This device makes it possible to read the height at which the sampling container is located at any time.
To take a liquid from a determined depth, the container is lowered to this depth, then the shutter is opened by putting the electromagnet in circuit by means of a switch installed in the light. The container having been closed. we bring the sample to light and we can analyze it.
A diagram and a section of the embodiment of the object of the invention are shown by way of example in the accompanying drawing.
In fig. 1, 1 is the borehole, into which the receptacle 5 suspended from the conductors 3, 4 and comprising shutters 6,7 is lowered. The container is shaped like a cylinder at the upper end. re and at the lower end of which are mounted the pipes 8,9 containing respectively the shutters 6, 7.
To prevent the container from hanging up, tapered appendages 10, 11 are fitted to the ends and may also serve to surround the plugs and their actuators.
The shutters which, in the example shown, are two taps, are coupled by means of the rod 12 so as to open and close together. The spring 13 t, end to maintain the valves. 6, 7 in the closed position.
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The shutter is opened by means of the electromagnet 14, the excitation winding of which is connected to the conductors 3, 4 of the cable 2 leading to the opening. The armature 15 of the electromagnet is connected to an arm of
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lever attached to tap 6. As soon as the circuit of the electromagnet. 15 is closed by means of the switch installed in the day, the magnet attracts its armature 15 by overcoming the tensile force of the spring 13 and opens the taps 6,7, so that the liquid can enter the container 5. When the The electromagnet circuit is cut, the spring 13 closes the valves, Puur not to overload the electromagnet, it is possible to mount between the valves and the armature 15 a movement having an appropriate transmission ratio.
The coupling rod 12 passes through the tube 16, which is hermetically connected to both ends of the container.
Fig. 2 shows another embodiment, in which the shutter is controlled by a movement normally blocked by the armature 15 of the electromagnet 14. This movement consists of a weight 17 whose movement is delayed by a hydraulic damper. consisting of a cylinder 18 filled with liquid and a piston 20 pierced with openings for the passage of this liquid.
The armature 20 of the electromagnet is held in the stop position by the spring 21.
The operation of the device is as follows.
As soon as the container 5 has reached the desired depth, the movement is released by switching on the electromagnet 14, the weight 17 slowly moves the taps from the closed position to the open position and continues turn them until the taps are closed again. We can then cut the circuit of the electromagnet and reassemble the filled vessel.
In this embodiment the work of opening and closing is provided by the weight 17. The electromagnet is relieved almost completely, since it only has to control the initiation of the movement.
In lieu of the devices indicated, the shutters can also be driven by means of an electric motor.
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coupled with the shutters by a transmission gearbox. They could also be actuated, -by means of a snap-fastening controlled by an electromagnet excited periodically.
-: REPRESENTATIONS: -
1 Sampling device: of materials. in particular in wells or boreholes, by means of a container whose shutter is open to a certain depth, device characterized in that the shutter is actuated by an electromagnet or its equivalent descending with the container and controlled by the day by means of a cable.