CA2888248A1 - Progressive cavity pump - Google Patents

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CA2888248A1
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Abstract

L'invention concerne une pompe à cavités progressantes (2) comportant : - une armature (4) comprenant une ouverture d'aspiration (12) et une ouverture de refoulement (16) ; - un stator (6) fixé à l'intérieur de ladite armature (4), un logement (28) étant délimité entre l'armature (4) et le stator (6); - un rotor (8) hélicoïdal agencé dans ledit stator (6), ledit rotor (8) étant entrainé en rotation pour déplacer ledit fluide (38) ; La pompe à cavités progressantes comprend au moins un orifice d'entrée (30, 32) débouchant dans le logement (28) et sur l'ouverture d'aspiration (12) et au moins un orifice de sortie (34, 36) débouchant dans le logement (28) et sur l'ouverture de refoulement (16), une partie dudit fluide (40) étant propre à pénétrer dans ledit logement (28) par l'orifice d'entrée (30, 32) et à s'écouler à l'extérieur du logement (28) par l'orifice de sortie (34, 36).The invention relates to a progressive cavity pump (2) comprising: - an armature (4) comprising a suction opening (12) and a discharge opening (16); a stator (6) fixed inside said armature (4), a housing (28) being delimited between the armature (4) and the stator (6); a helical rotor (8) arranged in said stator (6), said rotor (8) being rotated to move said fluid (38); The progressive cavity pump comprises at least one inlet orifice (30, 32) opening into the housing (28) and the suction opening (12) and at least one outlet orifice (34, 36) opening into the housing (28) and the discharge opening (16), a portion of said fluid (40) being adapted to enter said housing (28) through the inlet (30, 32) and to flow outside the housing (28) through the outlet (34, 36).

Description

Pompe à cavités progressantes L'invention concerne une pompe à cavités progressantes.
La présente invention se situe dans le domaine des pompes de type Moineau, également appelées pompes à cavités progressantes. Elle concerne plus particulièrement les pompes à cavités progressantes ayant un stator formé à partir d'un tube profilé en métal. Ces pompes à cavités progressantes, communément appelées pompes métalliques, généralement employées lorsqu'un stator en élastomère ne peut pas résister à
l'environnement thermique ou chimique particulier de certains puits (producteur d'hydrocarbures ou d'eau par exemple). Une telle pompe à cavités progressantes est, par exemple, décrite dans la demande de brevet FR 2 826 407 au nom de la demanderesse.
Une telle pompe à cavités progressantes peut être utilisée pour pomper un fluide ou comme moteur en utilisant le déplacement d'un fluide pour entraîner un arbre en rotation.
Le rendement et l'usure de ces pompes à cavités progressantes résultent du jeu ou du serrage entre le rotor et le stator. En effet, un jeu trop important provoque des fuites internes qui diminuent le rendement volumétrique de la pompe. En revanche un serrage trop important fait chuter le rendement mécanique et provoque l'usure prématurée des pièces, voire une rupture mécanique. Le jeu entre le rotor et le stator est difficilement maîtrisable en raison des tolérances de fabrication des pièces constitutives de la pompe.
Ce jeu peut, en outre, varier au cours de la vie de la pompe et en fonction des contraintes auxquelles la pompe est soumise. De plus, ce jeu varie le long de l'axe longitudinal de la pompe. En effet, la pression à l'intérieur du tube profilé augmente de cavité
en cavité
entre l'ouverture d'aspiration et l'ouverture de refoulement de la pompe.
Cette pression dans les cavités tend à élargir le tube profilé. En conséquence, le serrage entre le rotor et le stator n'est plus maîtrisé.
Le but de la présente invention est de proposer une pompe à cavités progressantes dans laquelle il est possible de resserrer le jeu entre le stator et le rotor, lorsque ce jeu est trop important. Progressive cavities pump The invention relates to a pump with progressing cavities.
The present invention is in the field of Moineau type pumps, also called progressive cavity pumps. It concerns more particularly the pumps with progressing cavities having a stator formed from a profiled tube metal. These progressive cavity pumps, commonly known as metal pumps, generally used when an elastomer stator can not withstand the particular thermal or chemical environment of certain wells (producer hydrocarbons or water for example). Such a pump with progressing cavities is, by example, described in the patent application FR 2 826 407 in the name of the Applicant.
Such a progressive cavity pump can be used to pump a fluid or as a motor using the displacement of a fluid to drive a tree in rotation.
The performance and wear of these progressive cavities pumps result from the game or clamping between the rotor and the stator. In fact, a game that is too important causes leaks which reduce the volumetric efficiency of the pump. On the other hand a Tightening Too much drags mechanical efficiency and causes wear premature parts, even a mechanical break. The clearance between the rotor and the stator is with difficulty controllable due to manufacturing tolerances of component parts pump.
This game can, in addition, vary during the life of the pump and depending constraints to which the pump is subjected. Plus, this game varies along the axis longitudinal pump. Indeed, the pressure inside the profiled tube increases cavity in cavity between the suction opening and the discharge opening of the pump.
This pressure in the cavities tends to widen the profiled tube. As a result, the tightening between the rotor and the stator is no longer controlled.
The object of the present invention is to propose a cavity pump progressing in which it is possible to tighten the clearance between the stator and the rotor, when this game is too much important.

2 A cet effet, l'invention a pour objet une pompe à cavités progressantes propre à déplacer un fluide, ladite pompe à cavités progressantes comportant :
- une armature comprenant une ouverture d'aspiration et une ouverture de refoulement ;
- un stator comprenant un tube profilé de forme hélicoïdale, ledit stator étant fixé
à l'intérieur de ladite armature, un logement étant délimité entre l'armature et le stator ;
- un rotor hélicoïdal agencé dans ledit stator, ledit rotor étant entrainé
en rotation pour déplacer ledit fluide de l'ouverture d'aspiration vers l'ouverture de refoulement ;
caractérisée en ce que la pompe à cavités progressantes comprend :
- au moins un orifice d'entrée débouchant dans le logement et sur l'ouverture de refoulement et au moins un orifice de sortie débouchant dans le logement et sur l'ouverture d'aspiration, une partie dudit fluide étant propre à pénétrer dans ledit logement par l'orifice d'entrée, à passer au travers dudit logement et à
s'écouler à
l'extérieur du logement par l'orifice de sortie ;
- un matériau d'obstruction solide et perméable ; ledit matériau d'obstruction remplissant ledit logement ; ladite partie de fluide étant propre à passer au travers du matériau d'obstruction..
Avantageusement, ce mode de réalisation permet d'obtenir une pression dans le logement qui, en étant appliquée sur la face externe du tube profilé, tend à resserrer le jeu entre le stator et le rotor lorsque celui-ci est trop important, tout en maitrisant cette pression pour rester dans la limite élastique du matériau et donc de l'endurance de la pompe.
Avantageusement, le matériau d'obstruction adapté en dimension obstrue en partie le passage du débit de fuite et génère ainsi un gradient de pression maîtrisé sur la face extérieure du stator, dit champ de pression externe qui s'oppose au champ de pression exercé par le fluide à pomper sur la face intérieure du stator, dit champ de pression interne. Avantageusement, le champ de pression externe est une fonction monotone comprise entre la pression d'aspiration et de la pression de refoulement tout comme la pression interne de sorte que le champ de pression externe s'adapte automatiquement ¨
c'est-à-dire sans intervention extérieure mécanique ou humaine ¨ au champ de pression interne quelle que soit la pression au niveau de l'ouverture d'aspiration. 2 For this purpose, the subject of the invention is a pump with clean progressing cavities to shift a fluid, said progressive cavity pump comprising:
an armature comprising a suction opening and an opening of repression;
a stator comprising a profiled tube of helical shape, said stator being fixed inside said frame, a housing being delimited between the frame and the stator;
a helical rotor arranged in said stator, said rotor being driven in rotation to move said fluid from the suction opening to the opening of repression;
characterized in that the progressive cavity pump comprises:
at least one inlet opening opening into the housing and the opening of discharge and at least one outlet opening opening into the housing and sure the suction opening, a part of said fluid being adapted to penetrate into said housing through the inlet, to pass through said housing and to to flow to the outside of the housing through the outlet port;
- a solid and permeable obstruction material; said obstruction material filling said housing; said fluid portion being adapted to pass through the material obstruction ..
Advantageously, this embodiment makes it possible to obtain a pressure in the housing which, being applied to the outer face of the profiled tube, tends to tighten the game between the stator and the rotor when it is too important, while mastering this pressure for stay within the elastic limit of the material and therefore the endurance of the pump.
Advantageously, the obstruction material adapted in size obstructs part the passage of the leakage flow and thus generates a controlled pressure gradient on the face outside of the stator, said external pressure field that opposes the field of pressure exerted by the fluid to be pumped on the inner face of the stator, said field of pressure internal. Advantageously, the external pressure field is a function monotone between the suction pressure and the discharge pressure all as the internal pressure so that the external pressure field fits automatically that is to say without external mechanical or human intervention ¨ at the field of pressure regardless of the pressure at the suction opening.

3 Suivant des modes particuliers de réalisation, la pompe à cavités progressantes comporte les caractéristiques des revendications dépendantes :
- le matériau d'obstruction comprend un matériau granulaire comprenant des grains répartis de façon homogène dans ledit logement.
Avantageusement, lorsque le matériau d'obstruction est homogène, le champ de pression externe est sensiblement équilibré au niveau de chaque section de l'armature tout le long de l'axe longitudinal de la pompe par rapport au champ de pression interne, supposé
linéaire entre la pression d'aspiration et la pression de refoulement. Les contraintes mécaniques imputables à la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du tube profilé sont amoindries, ce qui permet d'augmenter la tenue du matériau en fatigue. En conséquence, les déformations du stator dues à cette différence de pression sont compensées, voire annulées. Ainsi, le tube profilé est moins soumis à la fatigue.
Avantageusement, ce mode de réalisation permet d'amortir les oscillations causées par le mouvement de rotation excentrique du rotor inhérent au fonctionnement des pompes à
cavités progressantes. En effet, les oscillations latérales du tube profilé
sont transmises à
l'armature via le matériau granulaire. Celui-ci apportera, d'une part, de l'inertie à la pompe, ce qui contribuera à limiter l'amplitude des mouvements, mais également un amortissement, du fait du frottement entre les granules soumis aux oscillations de la pompe.
- Le matériau d'obstruction est un matériau granulaire comprenant des grains dont au moins une caractéristique varie le long de la pompe à cavités progressantes, ladite au moins une caractéristique étant choisie parmi la forme des grains, la granulométrie des grains, la rugosité des grains et le matériau constituant les grains.
Avantageusement, ce mode de réalisation permet de faire varier la perméabilité
du matériau et par conséquent le gradient de pression dans le logement pour créer un déséquilibre maîtrisé entre le champ de pression interne et le champ de pression externe.
Ce déséquilibre de pression permet de resserrer ou d'élargir localement le profil du stator 3 According to particular embodiments, the cavity pump progressives has the features of the dependent claims:
the obstruction material comprises a granular material comprising grains distributed homogeneously in said housing.
Advantageously, when the obstruction material is homogeneous, the field of pressure external is substantially balanced at each section of the frame all along the longitudinal axis of the pump relative to the internal pressure field, Assumed linear between the suction pressure and the discharge pressure. The constraints mechanical forces attributable to the pressure difference between the interior and the outside of the tube profile are reduced, which makes it possible to increase the resistance of the material in tired. In Consequently, the stator deformations due to this pressure difference are compensated or canceled. Thus, the profiled tube is less subject to the tired.
Advantageously, this embodiment makes it possible to damp the oscillations caused by the eccentric rotational movement of the rotor inherent in the operation of pumps progressive cavities. Indeed, the lateral oscillations of the profiled tube are transmitted to the reinforcement via the granular material. This will bring, on the one hand, inertia at the pump, which will help to limit the range of motion, but also a damping, due to the friction between the granules subjected to oscillations of the pump.
- The obstruction material is a granular material including grains of which at least one characteristic varies along the cavity pump Progressing, said at least one characteristic being selected from the grain form, the grain size, grain roughness and the material constituting the grains.
Advantageously, this embodiment makes it possible to vary the permeability of material and therefore the pressure gradient in the housing to create a controlled imbalance between the internal pressure field and the field of external pressure.
This pressure imbalance makes it possible to tighten or expand the stator profile

4 dans la limite de l'élasticité du matériau, ce qui est intéressant dans le cas où le jeu ou le serrage entre le rotor et le stator n'est pas uniforme suivant l'axe longitudinal de la pompe.
- La pompe comporte au moins un dispositif filtrant disposé adjacent à l'ouverture d'aspiration et l'ouverture de refoulement.
Avantageusement, le dispositif filtrant est propre à laisser passer le débit de fuite tout en retenant les grains du matériau d'obstruction.
- Le logement comporte au moins une bride intermédiaire pourvue d'au moins un trou traversé par le fluide à contre-courant.
Le passage du fluide à travers ces trous provoque, avantageusement, une perte de charge singulière permettant d'obtenir la répartition du gradient de pression souhaitée le long du logement.
- Le matériau d'obstruction comprend un matériau fibreux.
Avantageusement, ce mode de réalisation permet de remplir entièrement l'espace compris entre le tube profilé et l'armature grâce à l'élasticité des matériaux fibreux et cela quelle que soit la position - à l'horizontale ou à la verticale - dans laquelle la pompe est utilisée.
- Le matériau fibreux comprend des fibres parmi des fibres de verre, des fibres minérales, des fibres métalliques et des fibres polyamides.
- Le matériau fibreux est appliqué par flocage de couches successives.
Avantageusement, ce mode de réalisation permet de remplir le logement efficacement compte tenu de la forme complexe du tube profilé hélicoïdal.
- Le matériau d'obstruction comprend un aggloméré poreux obtenu par frittage, par moulage, par injection de mousse ou par assemblage de structures réticulées.

- Le logement comprend un matériau d'obstruction solide comprenant un ou plusieurs passages, le ou lesdits passages présentant des chicanes.
- L'armature présente une face interne de forme hélicoïdale, ladite face interne de 4 in the limit of the elasticity of the material, which is interesting in the case where the game or the clamping between the rotor and the stator is not uniform along the axis longitudinal pump.
- The pump has at least one filter device disposed adjacent to the opening suction and discharge opening.
Advantageously, the filtering device is able to pass the flow of escape while holding the grains of the obstruction material.
- The housing has at least one intermediate flange provided with at least a hole traversed by the countercurrent fluid.
The passage of the fluid through these holes causes, advantageously, a loss charge singular to obtain the distribution of the pressure gradient desired along the housing.
- The obstruction material comprises a fibrous material.
Advantageously, this embodiment makes it possible to completely fill the space between the profiled tube and the reinforcement thanks to the elasticity of the materials fibrous and this regardless of the position - horizontally or vertically - in which the pump is used.
The fibrous material comprises fibers among glass fibers, fibers minerals, metal fibers and polyamide fibers.
- The fibrous material is applied by flocking successive layers.
Advantageously, this embodiment makes it possible to fill the housing effectively given the complex shape of the helical profile tube.
- The obstruction material comprises a porous agglomerate obtained by sintering, by molding, by injection of foam or by assembly of crosslinked structures.

- The housing includes a solid obstruction material comprising one or several passages, said passage or passages having baffles.
- The armature has an inner face of helical shape, said face internal

5 l'armature étant séparée du stator par une distance sensiblement constante, ladite distance (D) est comprise entre 0.05 et 10 millimètres.
- Le stator présente une face externe disposée en regard de la face interne de l'armature et dans laquelle la surface d'au moins une face parmi la face interne de l'armature et la face externe du stator est rugueuse ; ladite rugosité ayant une profondeur moyenne égale au minimum à 3% de la distance (D) séparant la face interne de l'armature de la face externe du stator.
- Le matériau d'obstruction comprend au moins un fil enroulé autour du stator.
Avantageusement, ce mode de réalisation permet de limiter le débit de la partie de fluide à contre-courant, même lorsque l'écart entre le stator et l'armature a une dimension supérieure à lmm ou lorsque ledit fluide a une faible viscosité.
Le matériau d'obstruction comprend une manche en textile enfilé sur le stator.
L'invention concerne également une pompe à cavités progressantes propre à être entraîner en rotation par un fluide, ladite pompe à cavités progressantes comportant :
- une armature comprenant une ouverture d'aspiration et une ouverture de refoulement ;
- un stator comprenant un tube profilé de forme hélicoïdale, ledit stator étant fixé
à l'intérieur de ladite armature, un logement étant délimité entre l'armature et le stator;
- un rotor hélicoïdal agencé dans ledit stator, ledit rotor étant entrainé
en rotation par ledit fluide ;
caractérisée en ce que la pompe à cavités progressantes comprend :
- au moins un orifice d'entrée débouchant dans le logement et sur l'ouverture d'aspiration et au moins un orifice de sortie débouchant dans le logement et sur l'ouverture de refoulement, une partie dudit fluide étant propre à pénétrer dans ledit logement par l'orifice d'entrée, à passer au travers dudit logement et à
s'écouler à
l'extérieur du logement par l'orifice de sortie ; 5 the armature being separated from the stator by a substantially constant distance, said distance (D) is between 0.05 and 10 millimeters.
- The stator has an outer face disposed opposite the inner face of the frame and in which the surface of at least one face among the face internal the armature and the outer face of the stator is rough; said roughness having a mean depth equal to at least 3% of the distance (D) separating the face internal frame of the outer face of the stator.
- The obstruction material comprises at least one wire wrapped around the stator.
Advantageously, this embodiment makes it possible to limit the flow rate of the part of fluid against the current, even when the gap between the stator and the armature has a dimension greater than 1 mm or when said fluid has a low viscosity.
The obstruction material comprises a textile sleeve threaded onto the stator.
The invention also relates to a pump with progressive cavities adapted to be rotated by a fluid, said pump with progressing cavities comprising:
an armature comprising a suction opening and an opening of repression;
a stator comprising a profiled tube of helical shape, said stator being fixed inside said frame, a housing being delimited between the frame and the stator;
a helical rotor arranged in said stator, said rotor being driven in rotation by said fluid;
characterized in that the progressive cavity pump comprises:
at least one inlet opening opening into the housing and onto the opening of suction and at least one outlet opening opening into the housing and sure the discharge opening, a part of said fluid being adapted to penetrate in said housing through the inlet, to pass through said housing and to to flow to the outside of the housing through the outlet port;

6 - un matériau d'obstruction solide et perméable ; ledit matériau d'obstruction remplissant ledit logement ; ladite partie de fluide étant propre à passer au travers du matériau d'obstruction.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'une pompe à cavités progressantes selon la présente invention, le plan de coupe contenant l'axe longitudinal de la pompe ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'une extrémité de la pompe à cavités progressantes illustrée sur la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe d'une variante du premier mode de réalisation d'une pompe à cavités progressantes selon la présente invention, le plan de coupe contenant l'axe longitudinal de la pompe ;
- la figure 4 est un graphe représentant la répartition de la pression exercée sur le stator le long de l'axe longitudinal de la pompe cavités à progressantes illustrée sur la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'une pompe à cavités progressantes selon la présente invention, le plan de coupe contenant l'axe longitudinal de la pompe;
- la figure 6 est un graphe représentant des exemples de répartition de la pression exercée sur le stator le long de l'axe longitudinal de la pompe cavités à progressantes illustrée sur la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'une pompe à cavités progressantes selon la présente invention, le plan de coupe contenant l'axe longitudinal de la pompe ;
- la figure 8 est un graphe représentant la répartition de la pression exercée sur le stator le long de l'axe longitudinal de la pompe à cavités progressantes illustrée sur la figure 7 ;
- la figure 9 est une vue en perspective partiellement arrachée d'un quatrième mode de réalisation d'une pompe à cavités progressantes selon la présente invention, le rotor n'étant pas représenté sur cette vue; 6 - a solid and permeable obstruction material; said obstruction material filling said housing; said fluid portion being adapted to pass through the material obstruction.
The invention will be better understood on reading the description which follows, given only as an example and made with reference to the figures on which:
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a progressive cavity pump according to the present invention, the cutting plane containing the longitudinal axis of the pump;
FIG. 2 is a perspective view of one end of the cavity pump progressives illustrated in Figure 1;
FIG. 3 is a sectional view of a variant of the first embodiment of production of a progressive cavity pump according to the present invention, the cutting plane containing the longitudinal axis of the pump;
FIG. 4 is a graph representing the distribution of the pressure exerted sure the stator along the longitudinal axis of the pump cavities to progressing illustrated in Figure 3;
FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of a progressive cavity pump according to the present invention, the cutting plane containing the longitudinal axis of the pump;
FIG. 6 is a graph showing examples of distribution of the pressure exerted on the stator along the longitudinal axis of the pump progressing cavities shown in Figure 5;
FIG. 7 is a sectional view of a third embodiment of a progressive cavity pump according to the present invention, the cutting plane containing the longitudinal axis of the pump;
FIG. 8 is a graph representing the distribution of the pressure exerted sure the stator along the longitudinal axis of the progressive cavity pump illustrated in Figure 7;
FIG. 9 is a partially broken away perspective view of a fourth embodiment of a progressive cavity pump according to the present invention, the rotor is not shown in this view;

7 - la figure 10 est une vue en perspective d'un cinquième mode de réalisation d'une pompe à cavités progressantes selon la présente invention, le rotor n'étant pas représentés sur cette vue ;
- la figure 11 est une vue en coupe d'un sixième mode de réalisation d'une pompe à cavités progressantes selon la présente invention, le plan de coupe contenant l'axe longitudinal de la pompe ; et - la figure 12 est une vue en coupe de la pompe à cavités progressantes illustrée sur la figure 11, le plan de coupe étant perpendiculaire à l'axe longitudinal de la pompe.
La pompe à cavités progressives selon l'invention peut être utilisée soit pour pomper un fluide soit comme moteur en utilisant le déplacement d'un fluide pour entraîner un arbre en rotation. Dans la description détaillée ci-dessous, seul le fonctionnement de la pompe utilisée comme organe de pompage a été décrit de manière détaillée. Le fonctionnement de cette pompe à cavités progressantes selon l'invention utilisée en tant que moteur est similaire au fonctionnement de la pompe utilisée comme organe de pompage à
ceci près qu'en fonctionnement turbine ou moteur, la partie de fluide 40 qui circule entre le stator et l'armature ne va pas à contre-courant, mais dans le même sens que le flux principal.
En référence aux figures 1 et 2, la pompe à cavités progressantes 2 selon le premier mode de réalisation de l'invention comporte une armature 4, un stator 6 rendu solidaire de l'armature 4 et un rotor 8 logé à l'intérieur du stator 6 de manière à ménager une succession de cavités 10 entre le stator 6 et le rotor 8.
I,e rotor 8 est destiné à être entraîné en rotation par un arbre d'entraînement non représenté.
L'armature 4 présente une forme cylindrique à base circulaire d'axe longitudinal A-A.
L'armature 4 est creuse et possède une face interne 19 et une face externe 21.
Elle présente une ouverture d'aspiration 12 à une extrémité 14 de la pompe 2 et une ouverture de refoulement 16 à l'extrémité opposée 18 de la pompe 2. Elle est généralement réalisée en métal. 7 FIG. 10 is a perspective view of a fifth embodiment of a progressing cavity pump according to the present invention, the rotor not being represented on this view;
FIG. 11 is a sectional view of a sixth embodiment of a progressive cavity pump according to the present invention, the cutting plane containing the longitudinal axis of the pump; and FIG. 12 is a sectional view of the progressive cavity pump illustrated in Figure 11, the section plane being perpendicular to the axis longitudinal axis of the pump.
The progressive cavity pump according to the invention can be used either for pump a fluid either as a motor using the displacement of a fluid for train a tree in rotation. In the detailed description below, only the operation from the pump used as pumping member has been described in detail. The operation of this progressive cavity pump according to the invention used as a engine is similar to the operation of the pump used as pumping device to this close in operation turbine or engine, the portion of fluid 40 that circulates between the stator and the frame does not go against the current, but in the same direction as the flow main.
With reference to FIGS. 1 and 2, the progressive cavity pump 2 according to FIGS.
first mode embodiment of the invention comprises an armature 4, a stator 6 rendered in solidarity with the armature 4 and a rotor 8 housed inside the stator 6 so as to spare a succession of cavities 10 between the stator 6 and the rotor 8.
I, the rotor 8 is intended to be rotated by a shaft non-training represent.
The armature 4 has a cylindrical shape with a circular axis base longitudinal AA.
The armature 4 is hollow and has an inner face 19 and an outer face 21.
She has a suction opening 12 at one end 14 of the pump 2 and a opening 16 at the opposite end 18 of the pump 2. It is usually performed made of metal.

8 Le stator 6 est réalisé à partir d'un tube profilé de forme hélicoïdale. Il présente une face interne 20 en regard du rotor 8 et une face externe 22 en regard de l'armature 4. 11 est généralement réalisé en métal.
Dans le premier mode de réalisation de l'invention, la face intérieure 19 de l'armature est solidarisée à la face externe 22 du stator, à l'extrémité 14 de la pompe, par l'intermédiaire d'une bride d'aspiration 24 et, à l'autre extrémité 16 de la pompe, par une bride de refoulement 26.
Un logement 28 est délimité entre l'armature 4 et le stator 6. Selon le premier mode de réalisation de l'invention, le logement 28 est vide. Il ne comprend aucun matériau d'obstruction.
La bride d'aspiration 24 et la bride de refoulement 26 sont percées. Elles comprennent deux orifices d'entrée traversants 30, 32 débouchant sur le logement 28 et l'ouverture de refoulement 16, et deux orifices de sortie traversants 34, 36 débouchant sur le logement 28 et l'ouverture d'aspiration 12.
La dimension des orifices d'entrée et de sortie 30, 32, 34, 36 pratiqués au travers de la bride d'aspiration 24 et de la bride de refoulement 26 est définie en fonction de la pression que l'on souhaite appliquée sur la face externe 22 du stator. En effet, si la dimension des orifices d'entrée est plus grande que celle des orifices de sortie, alors la pression exercée sur la face externe du stator sera plus proche de la pression de refoulement que de la pression d'aspiration, et réciproquement.
En variante, le stator 6 est réalisé à partir d'un matériau composite.
En variante, le stator 6 présente une collerette à chacune de ses extrémités.
Cette collerette est directement fixée à la face interne 19 de l'armature.
En variante, la bride d'aspiration 24 et la bride de refoulement 26 ne comportent chacune qu'un seul orifice d'entrée et respectivement un seul orifice de sortie ou un nombre d'orifices d'entrée et d'orifices de sortie supérieur à deux. Dans ce dernier cas, les orifices traversant sont répartis de manière égale en face de chaque lobe du profil. 8 The stator 6 is made from a profiled tube of helical shape. he presents a face internal 20 facing the rotor 8 and an outer face 22 facing the armature 4. 11 is usually made of metal.
In the first embodiment of the invention, the inner face 19 of the frame is secured to the outer face 22 of the stator, at the end 14 of the pump, by via a suction flange 24 and at the other end 16 of the pump, by a discharge flange 26.
A housing 28 is delimited between the armature 4 and the stator 6. According to the first mode of embodiment of the invention, the housing 28 is empty. It does not include any material obstruction.
The suction flange 24 and the discharge flange 26 are pierced. They include two through-inlet ports 30, 32 opening onto the housing 28 and the opening of 16, and two through-outlet openings 34, 36 leading to housing 28 and the suction opening 12.
The size of the inlet and outlet ports 30, 32, 34, 36 made in through the suction flange 24 and discharge flange 26 is defined according to of the pressure that is desired on the outer face 22 of the stator. In indeed, if the the size of the inlet ports is greater than that of the exit, then the pressure exerted on the outer face of the stator will be closer to the pressure of backflow only from the suction pressure, and vice versa.
In a variant, the stator 6 is made from a composite material.
In a variant, the stator 6 has a flange at each of its ends.
This flange is directly attached to the inner face 19 of the frame.
In a variant, the suction flange 24 and the discharge flange 26 do not each include only one inlet and one outlet respectively or one number inlets and outlets greater than two. In this last case, the through holes are equally distributed in front of each lobe of the profile.

9 En fonctionnement, lorsque le rotor 8 est entrainé en rotation, le fluide à
pomper 38 est déplacé d'une cavité 10 à l'autre, selon la direction de l'axe longitudinal A-A de la pompe 2 dans un sens F, de l'ouverture d'aspiration 12 vers l'ouverture de refoulement 16. Une partie du fluide à pomper 40 qui a été déplacée jusqu'à l'ouverture de refoulement 16, pénètre dans le logement 28 par les orifices d'entrée 30, 32.
Cette partie de fluide 40 traverse le logement 28 et le quitte par les orifices de sortie 34, 36. Cette partie de fluide à contre-courant 40 exerce une pression P sur la face externe 22 du stator.
Cette pression P est dirigée vers l'intérieur du stator.
Cette partie de fluide à contre-courant 40 se déplace selon la direction de l'axe longitudinal A-A de la pompe dans un sens CC opposé au sens F. Le débit de cette partie de fluide à contre-courant 40 représente une perte de rendement volumétrique global de la pompe à cavités progressantes. La taille des orifices d'entrée 30, 32, et la taille des orifices de sortie 34, 36 et le nombre des orifices d'entrée et d'orifices de sortie sont choisis en fonction d'un compromis entre le profil de pression P que l'on souhaite appliquée au stator pour influer sur le jeu entre le stator 6 et le rotor 8 et un débit de fuite qui n'impacte pas trop le rendement volumétrique de la pompe 2.
Comme le montre la courbe 42 sur la figure 6, à chaque section transversale de la pompe 2, la pression P exercée par la partie de fluide à contre- courant 40 est comprise entre la pression mesurée au niveau de l'ouverture de refoulement 16, dite pression de refoulement Pr, et la pression mesurée au niveau de l'ouverture d'aspiration 12, dite pression d'aspiration Pa. La variation de pression entre l'ouverture d'aspiration 12 et l'ouverture de refoulement 16 comprend une perte de charge singulière 44 au niveau de la bride d'aspiration 24 et de la bride de refoulement 26 et une perte de charge linéaire entre ceux-ci.
Dans le cas d'une pompe à cavités progressantes fonctionnant comme une turbine, c'est la différence de pression du fluide 38 entre l'entrée et le refoulement de la pompe qui, d'une part, fait circuler ce fluide depuis le côté de la haute pression vers le côté de la basse pression, et qui, d'autre part ,met en mouvement le rotor. La partie de fluide 40 qui circule entre le stator 6 et l'armature 4 se déplace également dans le sens allant de la haute pression vers la basse pression, par conséquent dans le même sens que le fluide 38 et non pas à contre-courant. Le gradient de pression dans le logement 28 va toujours dans le même sens que le gradient de pression à l'intérieur du stator 6.
La pompe à cavités progressantes 48 selon la variante du premier mode de réalisation est 5 représentée sur la figure 3. Les éléments techniques de la pompe à
cavités progressantes 48 selon cette variante identiques ou similaires aux éléments techniques de la pompe à
cavités progressantes 2 selon le premier mode de réalisation ont été
référencés par les mêmes références numériques et ne seront pas décrits une seconde fois. 9 In operation, when the rotor 8 is rotated, the fluid to be pump 38 is moved from one cavity 10 to the other, in the direction of the longitudinal axis A-A of the pump 2 in a direction F, from the suction opening 12 to the opening of suppression 16. Part of the fluid to be pumped 40 that has been moved to the opening of discharge 16, enters the housing 28 through the inlet ports 30, 32.
This part fluid 40 passes through the housing 28 and leaves it through the outlets 34, 36. This countercurrent fluid part 40 exerts a pressure P on the outer face 22 of the stator.
This pressure P is directed towards the inside of the stator.
This counter-current fluid part 40 moves in the direction of axis longitudinal axis AA of the pump in a direction CC opposite to the direction F. The flow of this part countercurrent fluid 40 represents a loss of volumetric efficiency global the pump with progressing cavities. The size of the inlet ports 30, 32, and the size of outlets 34, 36 and the number of inlet orifices and orifices exit are chosen according to a compromise between the pressure profile P that one wish applied to the stator to affect the clearance between the stator 6 and the rotor 8 and a leakage flow which does not impact the volumetric efficiency of the pump 2 too much.
As shown in curve 42 in FIG. 6, at each cross-section of the pump 2, the pressure P exerted by the countercurrent fluid part 40 is between the pressure measured at the discharge opening 16, called the pressure of repression Pr, and the pressure measured at the level of the suction opening 12, called suction pressure Pa. The pressure variation between the opening suction 12 and the discharge opening 16 comprises a singular pressure loss 44 at the level of the suction flange 24 and the discharge flange 26 and a loss of linear load between them.
In the case of a progressive cavity pump operating as a turbine is the pressure difference of the fluid 38 between the inlet and the discharge of the pump which, on the one hand, circulates this fluid from the side of the high pressure to the side of the low pressure, and which, on the other hand, sets in motion the rotor. The part of fluid 40 which circulates between the stator 6 and the armature 4 also moves in the direction going from the high pressure to low pressure, therefore in the same direction as the fluid 38 and not against the current. The pressure gradient in the housing 28 goes always in the same direction as the pressure gradient inside the stator 6.
The pump with progressive cavities 48 according to the variant of the first embodiment of achievement is 5 shown in FIG. 3. The technical elements of the pump progressing cavities 48 according to this variant identical or similar to the technical elements of the pump to progressing cavities 2 according to the first embodiment have been referenced by same numerical references and will not be described a second time.

10 La pompe à cavités progressantes 48 selon la variante du premier mode de réalisation est identique à la pompe à cavités progressantes 2 selon le premier mode de réalisation de l'invention à l'exception du fait que le logement 28 est rempli d'un matériau d'obstruction solide et perméable qui a pour fonction de diminuer progressivement la pression du fluide à contre-courant 40 le long de l'axe longitudinal A-A de la pompe 2, et du fait que la bride d'aspiration 24 et la bride de refoulement 26 sont équipées de dispositifs filtrants 50.
Selon cette variante, le matériau d'obstruction perméable est un matériau granulaire 52.
Ce matériau granulaire 52 est constitué de particules solides distinctes. En particulier, ce matériau granulaire 52 est constitué par des grains dont les caractéristiques de forme et de taille, sont réparties statistiquement uniformément pour obtenir une perméabilité
uniforme. Le choix de la granulométrie des grains résulte d'un compromis entre des grains suffisamment petits pour constituer un matériau de faible perméabilité
et suffisamment gros pour être maintenus dans le logement 28 de manière efficace grâce aux dispositifs filtrants 50.
Le matériau granulaire 52 est, par exemple, constitué par des agents de soutènement couramment employés en fracturation hydraulique, du gravier de filtration, du sable tamisé, des microbilles, des rondelles ou des perles réalisées en verre, en céramique ou en métal telles que par exemple les microbilles utilisées pour les traitements de surfaces.
Certaines applications permettront d'employer des grains de sable enrobés de résine, ou des granules minérales expansées comme la perlite ou la vermiculite. The progressive cavity pump 48 according to the variant of the first embodiment of achievement is same as the progressive cavities pump 2 according to the first mode of realisation of the invention with the exception that the housing 28 is filled with a material solid and permeable obstruction, the function of which is to diminish gradually countercurrent fluid pressure 40 along the longitudinal axis AA of the pump 2, and because the suction flange 24 and the discharge flange 26 are equipped with filter devices 50.
According to this variant, the permeable blocking material is a material granular 52.
This granular material 52 consists of distinct solid particles. In particular, this granular material 52 is constituted by grains whose characteristics of form and of size, are statistically distributed uniformly to obtain a permeability uniform. The choice of grain size results from a compromise between of the small enough to be a low permeability material and large enough to be maintained in housing 28 effectively grace filter devices 50.
The granular material 52 is, for example, constituted by agents of support commonly used in hydraulic fracturing, gravel filtration, sand sifted glass, microbeads, rondelles or pearls made of glass, ceramic or metal such as for example the microbeads used for the treatments of surfaces.
Some applications will make it possible to use sand grains coated with resin, or expanded mineral granules such as perlite or vermiculite.

11 Le débit du fluide à contre-courant 40 dans le matériau granulaire 52 est fonction de la perméabilité du matériau granulaire 52, de la viscosité dynamique du fluide à
pomper et de la différence de pression entre la pression de refoulement Pr et la pression d'aspiration Pa suivant la loi de Darcy :
Sous l'effet d'une différence de pression .4P (en Pa) un fluide de viscosité
dynamique JI
traverse un matériau perméable de longueur 4x de section orthogonale S et de perméabilité k avec un débit Q.
k Q = ¨ s-.0 ilx Dans laquelle : - Q est le débit du fluide à contre-courant 40 (en m3/s);
- k est la perméabilité du matériau granulaire 52 (en m2), - la est la viscosité dynamique du fluide à contre-courant 40 (en kg/m/s) - S est la surface de la section transversale du logement 28 (en m2) ;
- Ax est la longueur du logement 28 (en m), - AP est la différence de pression entre la pression de refoulement Pr et la pression d'aspiration Pa (en Pa).
Les dispositifs filtrants 50 permettent de retenir les grains du matériau granulaire 52 à
l'intérieur du logement 28. Les dispositifs filtrants 50 comprennent, par exemple, un clapet anti-retour, un tamis dont les mailles présentent une dimension inférieure à la dimension des grains du matériau granulaire 52.
Le fonctionnement de la pompe à cavités progressantes selon la variante du premier mode de réalisation de l'invention est identique au fonctionnement de la pompe à cavités progressantes selon le premier mode de réalisation de l'invention.
En référence à la figure 4, la courbe 54, représentative de la variation de la pression le long de l'axe longitudinal A-A de la pompe, présente elle aussi deux pertes de charge singulières 44 provenant de la bride d'aspiration 24, de la bride de refoulement 26 et des dispositifs filtrants 50, et une perte de charge linéaire 46 résultant du passage du fluide à 11 The flow rate of the countercurrent fluid 40 in the granular material 52 is function of the permeability of the granular material 52, the dynamic viscosity of the fluid to pump and of the pressure difference between the discharge pressure Pr and the suction pressure Pa following Darcy's law:
Under the effect of a pressure difference .4P (in Pa) a viscosity fluid dynamic JI
crosses a permeable material of 4x length of orthogonal section S and permeability k with flow Q.
k Q = ¨
.0 ilx In which: Q is the flow rate of the countercurrent fluid 40 (in m3 / s);
k is the permeability of the granular material 52 (in m2), the is the dynamic viscosity of the counter-current fluid 40 (in kg / m / s) S is the cross-sectional area of the housing 28 (in m2);
- Ax is the length of the housing 28 (in m), - AP is the pressure difference between the discharge pressure Pr and the suction pressure Pa (in Pa).
The filtering devices 50 make it possible to retain the grains of the material granular 52 to inside the housing 28. The filter devices 50 comprise, for example, example, a non-return valve, a sieve whose meshes have a dimension less than grain size of the granular material 52.
The operation of the progressive cavity pump according to the variant of first embodiment of the invention is identical to the operation of the pump with cavities progressing according to the first embodiment of the invention.
With reference to FIG. 4, the curve 54, representative of the variation of the pressure on along the longitudinal axis AA of the pump, also shows two losses of charge singular 44 from the suction flange 24, the flange of repression 26 and filter devices 50, and a linear pressure drop 46 resulting from the passage of fluid to

12 contre-courant 40 au travers du matériau granulaire 52. La courbe 46 représentative de la perte de charge linéaire présente un coefficient directeur supérieur au coefficient directeur de la courbe 42 représentative de la perte de charge de la pompe à
cavités progressantes selon le premier mode de réalisation de l'invention.
Avantageusement, la courbe 54 de variation de la pression P le long de l'axe longitudinal A-A de la pompe générée par le matériau granulaire 52 est proche de la courbe représentative de la variation de pression P résultant de la pression exercée par le fluide à
pomper 38 sur la face interne 20 du stator. Ainsi, la pression P exercée par la partie de fluide à contre-courant 40 s'équilibre sensiblement à chaque section transversale de la pompe avec la pression exercée par le fluide à pomper 38 sur la face interne 20 du stator.
En conséquence, les contraintes radiales exercées sur le stator dues à la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de celui-ci sont relaxées.
Avantageusement, les déformations du stator 6 liées à cette différence de pression sont compensées, voire annulées. Le matériau du stator 6 est moins soumis à la fatigue.
Avantageusement, ce mode de réalisation permet dans une certaine mesure d'amortir les oscillations causées par le mouvement de rotation excentrique du rotor 8 inhérent au fonctionnement de la pompe 48. Le matériau granulaire 52 apporte de l'inertie à la pompe 48, ce qui contribue à limiter l'amplitude des mouvements d'oscillation et à
amortir ces mouvements en raison du frottement entre les grains soumis aux oscillations de l'ensemble car les oscillations latérales du stator 6 sont transmises à
l'armature 4 via le matériau granulaire 52. Ceci contribue à réduire l'amplitude et à changer la fréquence des vibrations générées par la pompe et transmises aux équipements connectés à
la pompe.
La pompe à cavités progressantes 58 selon le second mode de réalisation est identique à
la pompe à cavités progressantes 48 selon la variante du premier mode de réalisation de l'invention à l'exception du fait que la perméabilité du matériau d'obstruction varie selon la direction de l'axe longitudinal A-A de la pompe.
A cet effet, le matériau d'obstruction comprend des grains non identiques ou similaires 12 against the current 40 through the granular material 52. The curve 46 representative of the Linear pressure drop has a higher coefficient director of the curve 42 representative of the pressure drop of the pump to cavities progressing according to the first embodiment of the invention.
Advantageously, the curve 54 of variation of the pressure P along the axis longitudinal AA of the pump generated by the granular material 52 is close to the curve representative of the pressure variation P resulting from the pressure exerted by the fluid to pump 38 on the inner face 20 of the stator. Thus, the pressure P exerted by the part of Countercurrent fluid 40 equilibrates substantially at each section cross-section pump with the pressure exerted by the fluid to be pumped 38 on the inner face 20 of the stator.
Consequently, the radial stresses exerted on the stator due to the difference of pressure between the inside and the outside of it are relaxed.
Advantageously, stator deformations 6 related to this pressure difference are compensated, indeed canceled. The material of the stator 6 is less subject to fatigue.
Advantageously, this embodiment makes it possible to a certain extent to amortize oscillations caused by the eccentric rotation of the rotor 8 inherent in operation of the pump 48. The granular material 52 brings inertia to the pump 48, which helps to limit the amplitude of the oscillating movements and dampen these movements due to the friction between grains subject to swings of the assembly because the lateral oscillations of the stator 6 are transmitted to the frame 4 via the granular material 52. This helps to reduce the amplitude and change frequency vibrations generated by the pump and transmitted to the equipment connected to the pump.
The progressive cavity pump 58 according to the second embodiment is similar to the pump with progressive cavities 48 according to the variant of the first embodiment of realisation of the invention with the exception that the permeability of the material obstruction varies according to the direction of the longitudinal axis AA of the pump.
For this purpose, the obstruction material comprises non-identical grains or Similar

13 c'est-à dire des grains dont au moins une caractéristique varie selon la direction de l'axe longitudinal A-A de la pompe.
En particulier, selon le mode de réalisation représenté, la taille des grains du matériau granulaire 52 varie selon la direction de l'axe longitudinal A-A de la pompe.
Des grains de grande taille 60, des grains de moyenne taille 62, des grains de petite taille 64 et enfin des grains de grande taille 60 remplissent le logement 28 sur des sections successives de l'armature située entre l'ouverture d'aspiration 12 et l'ouverture de refoulement 16.
Tout comme pour le premier mode de réalisation de l'invention et pour sa variante illustrée sur la figure 3, la variation de la pression P du fluide à contre-courant 40 est toujours comprise entre la pression d'aspiration Pa et la pression de refoulement Pr.
Néanmoins, comme visible sur la figure 6, ce deuxième mode de réalisation permet, de plus, de faire varier le coefficient directeur de la courbe 66 de variation de la pression P
le long de l'axe longitudinal A-A de la pompe en modifiant la taille des grains remplissant le logement 28. Ce mode de réalisation permet ainsi d'adapter la variation de pression P exercée sur la face externe 22 du stator, le long de la pompe, en fonction de la pression exercée sur la face interne 20 du stator le long de la pompe. Ce mode de réalisation utilise le principe selon lequel les grains de grande taille 60 s'opposent moins au passage de la partie de fluide à contre-courant 40 que les grains de petite taille 64.
Ainsi, ce deuxième mode de réalisation de l'invention permet de maîtriser la pression exercée sur la face extérieur du stator et si nécessaire de créer un déséquilibre maîtrisé
entre la pression appliquée sur la face interne 20 du stator par le fluide à
pomper et la pression appliquée par le fluide à contre-courant 40 sur la face externe 22 du stator. Cette propriété peut, par exemple, être utilisée pour compenser le serrage ou le jeu entre le stator 6 et le rotor 8, que ces défauts d'ajustement soient dus aux tolérances de fabrication ou à l'usure des pièces. Ceci permet de mieux maîtriser le rendement volumétrique et le rendement mécanique de la pompe à cavités progressantes en jouant sur l'élasticité du métal tout en respectant la limite élastique de ce métal afin de conserver l'endurance de celui-ci.
Dans le mode de réalisation représenté, la taille des grains varie le long de portions 13 that is to say grains whose at least one characteristic varies according to the direction of the axis longitudinal AA of the pump.
In particular, according to the embodiment shown, the size of the grains material granular 52 varies in the direction of the longitudinal axis AA of the pump.
Seeds large size 60, medium-sized grains 62, small grains size 64 and finally large grains 60 fill the housing 28 on sections successive the frame located between the suction opening 12 and the opening of repression 16.
As for the first embodiment of the invention and for its variant illustrated in FIG. 3, the variation of the pressure P of the fluid against current 40 is always between the suction pressure Pa and the pressure of repression Pr.
Nevertheless, as shown in FIG. 6, this second embodiment allows more, to vary the guiding coefficient of curve 66 of variation of the pressure P
along the longitudinal axis AA of the pump by changing the size of the grains filling the housing 28. This embodiment thus makes it possible to adapt the variation of P pressure exerted on the outer face 22 of the stator, along the pump, in function of the pressure exerted on the inner face 20 of the stator along the pump. This mode of realization uses the principle that large grains 60 oppose less at the passage of the fluid part against the current 40 that small grains size 64.
Thus, this second embodiment of the invention makes it possible to control the pressure exerted on the outer face of the stator and if necessary to create a controlled imbalance between the pressure applied on the inner face 20 of the stator by the fluid to pump and the pressure applied by the countercurrent fluid 40 on the outer face 22 of the stator. This property can, for example, be used to compensate for tightness or play between the stator 6 and the rotor 8, that these adjustment faults are due to the tolerances of manufacture or wear parts. This allows to better control the yield volumetric and mechanical efficiency of the progressive cavity pump in playing on the elasticity of the metal while respecting the elastic limit of this metal in order to maintain the stamina of it.
In the embodiment shown, the grain size varies along portions

14 successives du logement. Il est également possible de faire varier la perméabilité du matériau d'obstruction en faisant varier d'autres paramètres telles que la forme des grains, la granulométrie (moyenne et écart type du diamètre des grains), la rugosité des grains et la capillarité entre le fluide et la surface des grains.
La pompe à cavités progressantes 68 selon le troisième mode de réalisation est représentée sur la figure 7. Les éléments techniques de la pompe à cavités progressantes 68 selon le troisième mode de réalisation identiques ou similaires aux éléments techniques de la pompe à cavités progressantes 48 selon la variante du premier mode de réalisation ont été référencés par les mêmes références numériques et ne seront pas décrits une seconde fois.
La pompe à cavités progressantes 68 selon le troisième mode de réalisation est identique à la pompe à cavités progressantes 48 selon la variante du premier mode de réalisation de l'invention à l'exception du fait que la pompe à cavités progressantes 68 comprend des brides intermédiaires 72 fixées dans le logement 28 à intervalles réguliers.
Les brides intermédiaires 72 sont percées de part en part selon la direction de l'axe longitudinal A-A de la pompe pour permettre le passage du fluide à contre-courant CC au travers de l'ensemble du matériau granulaire 52.
En variante, avantageusement, les brides intermédiaires 72 logent des dispositifs filtrants pour éviter que le matériau d'obstruction 52 ne se déverse à l'intérieur du stator.
La courbe 76 de la figure 8 montre la pression P exercée sur la face externe 22 du stator 6. La perte de charge est réalisée, d'une part, par le passage du fluide au travers du matériau granulaire 52 et, d'autre part, par la restriction du passage au niveau des trous 74 des brides intermédiaires. Avantageusement, dans ce mode de réalisation, la perte de charge est peu dépendante de la viscosité du fluide.
En variante, le logement 28 ne comporte pas de matériau granulaire. Il est vide. Dans ce cas, la régulation de pression entre la pression P exercée sur la face externe du stator et la pression exercée sur la face interne du stator est réalisée directement en ajustant le diamètre des trous de perçage dans le stator et le diamètre des trous 74 des brides intermédiaires.
La pompe à cavités progressantes 80 selon le quatrième mode de réalisation est identique 5 à la pompe à cavités progressantes 48 selon la variante du premier mode de réalisation de l'invention à l'exception du fait que le matériau d'obstruction perméable est un matériau fibreux 81.
Ce matériau fibreux 81 est, par exemple, constitué par des fibres de verre telles que, par 10 exemple, des tricots métalliques, de la laine de verre, des fibres minérales, des fibres métalliques, ou des fibres polyamides.
Le matériau fibreux 81 est, par exemple, appliqué par flocage de couches successives, comme visible sur la figure 9.
En variante, le matériau fibreux 81 est appliqué par bourrage de fibres ordonnées ou enchevêtrées.
Selon une variante non représentée, le matériau d'obstruction perméable comprend un aggloméré poreux obtenu par frittage, par moulage ou par injection de mousse à
cavités ouvertes.
Selon une variante non représentée, le matériau d'obstruction perméable comprend une structure réticulée comme par exemple des panneaux en nid d'abeille.
La pompe à cavité progressantes selon le cinquième mode de réalisation de l'invention est identique à la pompe à cavités progressantes 48 selon la variante du premier mode de réalisation de l'invention à l'exception du fait que le matériau d'obstruction contenu dans le logement 28 est un matériau solide 82, pourvu d'un passage 84 en forme de zigzag et comprenant des chicanes 85 ralentissant la vitesse d'écoulement de la partie de fluide à
contre-courant 40. Selon ce mode de réalisation, ce matériau n'est pas nécessairement perméable. Il peut être constitué d'un matériau imperméable à condition que les éléments de ce matériau imperméable ne soient pas liés entre eux de manière étanche.

Le matériau solide 82 est, par exemple, réalisé par taillage de disques 86 présentant des découpes intérieures 88 de forme propre à épouser le contour du stator , puis par empilage de ces disques 86, comme illustrée sur la figure 10.
En variante, le matériau solide 82 comprend plusieurs passages 84, disposés tête-bêche, de façon à ce que lesdits passages ne se trouvent pas en face les uns des autres.
La pompe à cavité progressantes 90 selon le sixième mode de réalisation de l'invention est illustrée sur les figures 11 et 12. Les éléments techniques de la pompe à
cavités progressantes 90 selon le sixième mode de réalisation identiques ou similaires aux éléments techniques de la pompe à cavités progressantes 2 selon le premier mode de réalisation ont été référencés par les mêmes références numériques et ne seront pas décrits une seconde fois.
La pompe à cavités progressantes 90 selon le sixième mode de réalisation est identique à
la pompe à cavités progressantes 2 selon le premier mode de réalisation de l'invention à
l'exception du fait que l'armature 4 est constituée d'un tube profilé
hélicoïdal qui s'étend à une distance D sensiblement constante de la face externe 22 du stator de la pompe 90.
Par exemple, la face interne 19 de l'armature est séparée de la face externe 22 du stator par une distance D sensiblement comprise entre 0.05 et 10 millimètres et, de préférence, entre 1 et 2 millimètres. Le logement 28, c'est-à-dire l'espace compris entre le stator 6 et l'armature 4 ne contient aucun matériau d'obstruction.
Tout comme pour le premier mode de réalisation, une partie du fluide à pomper 38 qui a atteint l'ouverture de refoulement 16, s'écoule à contre-courant dans le logement 28 en traversant les orifices 30, 32 de la bride de refoulement 26 puis retourne au niveau de l'ouverture d'aspiration 12 en passant par les orifices 34, 36 de la bride d'aspiration 24.
Cette partie du fluide à contre-courant 40 exerce une pression P sur la face externe 22 du stator. Le débit du fluide à contre-courant 40 et la diminution progressive de la pression sur la face externe 22 du stator qui en découle sont déterminés en ajustant le diamètre des orifices 30, 32, 34, 36 ainsi que la distance D.

Ce mode de réalisation permet d'obtenir une courbe similaire à la courbe 56 illustrée sur la figure 4.
Pour bénéficier d'une perte de charge plus importante et limiter le débit de fuite de la pompe, la surface de la face interne 19 de l'armature 4 et la surface de la face externe 22 du stator 6 sont avantageusement rugueuses. Une rugosité dont la profondeur moyenne est au minimum 3% de la distance D séparant la face interne de l'armature de la face externe du stator.
Cette rugosité peut être obtenue par un traitement de surface dégradant ces surfaces, par grenaillage par exemple.
En variante, une seule face parmi la face interne 19 de l'armature et la face externe 22 du stator est rugueuse.
Selon une variante de réalisation non représentée, le logement 28 est rempli par un matériau d'obstruction constitué par un ou plusieurs fils métalliques enroulés autour du stator 6.
Selon une variante de réalisation non représentée, le logement 28 est rempli par un matériau d'obstruction constitué par une manche ou une chaussette enfilé sur le stator 6.
Cette manche est, par exemple, réalisée en textile métallique.
.
En variante, la bride d'aspiration 24 et la bride de refoulement de la pompe à
cavités progressantes 90 du sixième mode de réalisation de l'invention sont pourvu d'un seul orifice d'entrée et d'un seul orifice de sortie ou d'un nombre d'orifices d'entrée et d'orifices de sortie supérieur à deux.

En variante, la pompe à cavités progressantes selon l'invention comprend plusieurs matériaux d'obstruction de nature différente tels que, par exemple, des matériaux fibreux, des structures réticulées et des matériaux granulaires.
Les brides intermédiaires 72 sont disposées entre la bride d'aspiration 24 et la bride de refoulement 26.
Lorsque la pompe à cavités progressantes est utilisée en tant que turbine, les orifices d'entrée 30, 32 débouchent sur l'ouverture de refoulemnt16 et dans le logement 28. Les orifices de sorties 34, 36 débouchent sur l'ouverture d'aspiration 12 et dans le logement 28.
La pompe à cavités progressantes fonctionnant en tant que turbine peut comprendre toutes les caractéristiques mentionnées ci-dessous en liaison avec la pompe à
cavités progressantes fonctionnant en tant pompe. Ces caractéristiques ne seront pas répétées pour le fonctionnement en tant que turbine.
En variante, le matériau d'obstruction est contenu dans le logement 28 et ce matériau ne remplit pas forcément le logement. 14 successive housing. It is also possible to vary the permeability of obstruction material by varying other parameters such as the form of grains, grain size (mean and standard deviation of grain diameter), roughness of grains and the capillarity between the fluid and the grain surface.
The progressive cavities pump 68 according to the third embodiment is shown in Figure 7. The technical elements of the cavity pump Progressing 68 according to the third embodiment identical or similar to items techniques of the progressive cavity pump 48 according to the variant of the first mode of realization have been referenced by the same numerical references and will not be described a second time.
The progressive cavities pump 68 according to the third embodiment is identical at the progressive cavity pump 48 according to the variant of the first embodiment of realisation of the invention with the exception that the progressive cavity pump 68 includes intermediate flanges 72 fixed in the housing 28 at regular intervals.
The intermediate flanges 72 are drilled from one side to the other in the direction of the axis longitudinal axis AA of the pump to allow the passage of the fluid against DC current at through all the granular material 52.
Alternatively, advantageously, the intermediate flanges 72 house filter devices to prevent the obstruction material 52 from flowing into the interior of the stator.
Curve 76 of FIG. 8 shows the pressure P exerted on the external face 22 of the stator 6. The pressure drop is achieved, on the one hand, by the passage of fluid at through the granular material 52 and, on the other hand, by the restriction of the hole level 74 intermediate flanges. Advantageously, in this embodiment, the loss of charge is little dependent on the viscosity of the fluid.
Alternatively, the housing 28 does not include granular material. It is empty. In this case, the pressure regulation between the pressure P exerted on the external face of the stator and the pressure exerted on the inner face of the stator is carried out directly in adjusting the diameter of the drill holes in the stator and the diameter of the holes 74 of the flanges intermediate.
The progressive cavities pump 80 according to the fourth embodiment is identical 5 to the progressive cavity pump 48 according to the variant of the first mode realization of the invention with the exception that the permeable blocking material is a material fibrous 81.
This fibrous material 81 is, for example, constituted by glass fibers such as, for For example, metal knits, glass wool, fibers minerals, fibers metal, or polyamide fibers.
The fibrous material 81 is, for example, applied by flocking layers successive, as shown in Figure 9.
Alternatively, fibrous material 81 is applied by fiber packing ordered or entangled.
According to a variant not shown, the permeable blocking material includes a porous agglomerate obtained by sintering, molding or injection molding cavities open.
According to a variant not shown, the permeable blocking material includes a crosslinked structure such as honeycomb panels.
The progressing cavity pump according to the fifth embodiment of the invention is identical to the progressive cavity pump 48 according to the variant of first mode of embodiment of the invention except that the obstruction material contained in the housing 28 is a solid material 82, provided with a passage 84 in the form of zigzag and including baffles 85 slowing the flow velocity of the part from fluid to counter-current 40. According to this embodiment, this material is not necessarily permeable. It may be made of impermeable material provided that the elements of this impermeable material are not sealed together.

The solid material 82 is, for example, made by cutting discs 86 presenting internal cutouts 88 of clean shape to marry the contour of the stator, then by stacking these disks 86 as shown in FIG.
As a variant, the solid material 82 comprises several passages 84, arranged head to tail, so that said passages are not opposite any of the other.
The progressive cavity pump 90 according to the sixth embodiment of the invention is illustrated in FIGS. 11 and 12. The technical elements of the pump cavities progressing 90 according to the sixth identical or similar embodiment to the technical elements of the progressive cavity pump 2 according to the first mode of realization have been referenced by the same numerical references and will not be described a second time.
The progressive cavities pump 90 according to the sixth embodiment is similar to the progressive cavity pump 2 according to the first embodiment of the invention to except that the armature 4 consists of a profiled tube helical stretching at a substantially constant distance D from the outer face 22 of the stator of the pump 90.
For example, the inner face 19 of the armature is separated from the outer face 22 of the stator by a distance D substantially between 0.05 and 10 millimeters and preference, between 1 and 2 millimeters. Accommodation 28, that is to say the space between the stator 6 and frame 4 contains no obstruction material.
As for the first embodiment, a portion of the fluid to be pumped 38 who has reached the discharge opening 16, flows countercurrently into the housing 28 in passing through the orifices 30, 32 of the discharge flange 26 and then returns to level of the suction opening 12 through the orifices 34, 36 of the flange suction 24.
This part of the countercurrent fluid 40 exerts a pressure P on the face external 22 of stator. The flow of countercurrent fluid 40 and the progressive decrease of pressure on the outer face 22 of the stator which results are determined by adjusting the diameter of holes 30, 32, 34, 36 and the distance D.

This embodiment makes it possible to obtain a curve similar to the curve 56 illustrated on Figure 4.
To benefit from a greater loss of pressure and to limit the flow of escape from the pump, the surface of the inner face 19 of the frame 4 and the surface of the outer face 22 stator 6 are advantageously rough. Roughness whose depth average is at least 3% of the distance D separating the internal face of the armature from the face outer of the stator.
This roughness can be obtained by a surface treatment degrading these surfaces, by shot blasting for example.
In a variant, a single face of the inner face 19 of the armature and the face external 22 of stator is rough.
According to an alternative embodiment not shown, the housing 28 is filled by a obstruction material consisting of one or more coiled wires around stator 6.
According to an alternative embodiment not shown, the housing 28 is filled by a obstruction material consisting of a sleeve or sock slipped on the stator 6.
This sleeve is, for example, made of metal textile.
.
Alternatively, the suction flange 24 and the discharge flange of the pump cavities 90 of the sixth embodiment of the invention are provided with of one inlet port and a single outlet port or a number of orifices entrance and outlet openings greater than two.

In a variant, the progressive cavity pump according to the invention comprises many obstruction materials of a different nature such as, for example, fibrous materials, crosslinked structures and granular materials.
The intermediate flanges 72 are arranged between the suction flange 24 and the flange of repression 26.
When the progressive cavity pump is used as a turbine, the holes 30, 32 open on the opening of repressing16 and in the housing 28. The outlets 34, 36 open onto the suction opening 12 and into housing 28.
The progressive cavity pump operating as a turbine can understand all the features mentioned below in connection with the pump cavities progressives working as a pump. These features will not be repeated for operation as a turbine.
Alternatively, the obstruction material is contained in the housing 28 and this material does not necessarily fill the dwelling.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Pompe à cavités progressantes (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) propre à
déplacer un fluide (38), ladite pompe à cavités progressantes (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) comportant :
- une armature (4) comprenant une ouverture d'aspiration (12) et une ouverture de refoulement (16) ;
- un stator (6) comprenant un tube profilé de forme hélicoïdale, ledit stator (6) étant fixé à l'intérieur de ladite armature (4), un logement (28) étant délimité entre l'armature (4) et le stator (6);
- un rotor (8) hélicoïdal agencé dans ledit stator (6), ledit rotor (8) étant entrainé
en rotation pour déplacer ledit fluide (38) de l'ouverture d'aspiration (12) vers l'ouverture de refoulement (16) ;
caractérisée en ce que la pompe à cavités progressantes (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) comprend :
- au moins un orifice d'entrée (30, 32) débouchant dans le logement (28) et sur l'ouverture de refoulement (16) et au moins un orifice de sortie (34, 36) débouchant dans le logement (28) et sur l'ouverture d'aspiration (12), une partie dudit fluide (40) étant propre à pénétrer dans ledit logement (28) par l'orifice d'entrée (30, 32), à passer au travers dudit logement (28) et à s'écouler à
l'extérieur du logement (28) par l'orifice de sortie (34, 36) ;
- un matériau d'obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82) solide et perméable ;
ledit matériau d'obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82) remplissant ledit logement (28) ;
ladite partie de fluide (40) étant propre à passer au travers du matériau d'obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82).
2.- Pompe à cavités progressantes (48) selon la revendication 1, dans laquelle le matériau d'obstruction (52) comprend un matériau granulaire (52) comprenant des grains répartis de façon homogène dans ledit logement.
3.- Pompe à cavités progressantes (58) selon la revendication 1, dans laquelle le matériau d'obstruction (60, 62, 64) est un matériau granulaire comprenant des grains (60, 62, 64) dont au moins une caractéristique varie le long de la pompe à cavités progressantes (58), ladite au moins une caractéristique étant choisie parmi la forme des grains, la granulométrie des grains, la rugosité des grains et le matériau constituant les grains.
4.- Pompe à cavités progressantes (48, 58) selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, qui comporte au moins un dispositif filtrant (50) disposé adjacent à
l'ouverture d'aspiration (12) et l'ouverture de refoulement (16).
5.- Pompe à cavités progressantes (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le logement (28) comporte au moins une bride intermédiaire (72) pourvue d'au moins un trou (74) traversé par le fluide à
contre-courant (40).
6.- Pompe à cavités progressantes (80) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans laquelle le matériau d'obstruction comprend un matériau fibreux (81).
7.- Pompe à cavités progressantes (80) selon la revendication 6, dans laquelle le matériau fibreux (81) comprend des fibres parmi des fibres de verre, des fibres minérales, des fibres métalliques et des fibres polyamides.
8.- Pompe à cavités progressantes (80) selon la revendication 6, dans laquelle le matériau fibreux (81) est appliqué par flocage de couches successives.
9.- Pompe à cavités progressantes selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans laquelle le matériau d'obstruction comprend un aggloméré poreux obtenu par frittage, par moulage, par injection de mousse ou par assemblage de structures réticulées.
10.- Pompe à cavités progressantes (83) selon la revendication 1õ dans laquelle le logement (28) comprend un matériau d'obstruction solide (82) comprenant un ou plusieurs passages (84), le ou lesdits passages (84) présentant des chicanes (85).
11.- Pompe à cavités progressantes (83) selon la revendication 1, dans laquelle l'armature (4) présente une face interne (19) de forme hélicoïdale, ladite face interne (19) de l'armature (4) étant séparée du stator (6) par une distance (D) sensiblement constante, ladite distance (D) est comprise entre 0.05 et 10 millimètres.
12.- Pompe à cavités progressantes (83) selon la revendication 11, dans laquelle le stator (6) présente une face externe (22) disposée en regard de la face interne (19) de l'armature (4) et dans laquelle la surface d'au moins une face parmi la face interne (19) de l'armature et la face externe (22) du stator est rugueuse ; ladite rugosité
ayant une profondeur moyenne égale au minimum à 3% de la distance (D) séparant la face interne (19) de l'armature de la face externe (22) du stator.
13.- Pompe à cavités progressantes (83) selon la revendication 11, dans laquelle le matériau d'obstruction comprend au moins un fil enroulé autour du stator (6).
14.- Pompe à cavités progressantes (83) selon la revendication 11, dans laquelle le matériau d'obstruction comprend une manche en textile enfilé sur le stator (6).
15.- Pompe à cavités progressantes (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) propre à être entraîner en rotation par un fluide (38), ladite pompe à cavités progressantes (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) comportant :
- une armature (4) comprenant une ouverture d'aspiration (12) et une ouverture de refoulement (16) ;
- un stator (6) comprenant un tube profilé de forme hélicoïdale, ledit stator (6) étant fixé à l'intérieur de ladite armature (4), un logement (28) étant délimité entre l'armature (4) et le stator (6);
- un rotor (8) hélicoïdal agencé dans ledit stator (6), ledit rotor (8) étant entrainé
en rotation par ledit fluide (38) ;
caractérisée en ce que la pompe à cavités progressantes (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) comprend :
- au moins un orifice d'entrée (30, 32) débouchant dans le logement (28) et sur l'ouverture d'aspiration (12) et au moins un orifice de sortie (34, 36) débouchant dans le logement (28) et sur l'ouverture de refoulement (16), une partie dudit fluide (40) étant propre à pénétrer dans ledit logement (28) par l'orifice d'entrée (30, 32), à
passer au travers dudit logement (28) et à s'écouler à l'extérieur du logement (28) par l'orifice de sortie (34, 36) ;
- un matériau d'obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82) solide et perméable ;
ledit matériau d'obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82) remplissant ledit logement (28) ; ladite partie de fluide (40) étant propre à passer au travers du matériau d'obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82). 19 1.- Pump with progressive cavities (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) suitable for move a fluid (38), said progressing cavity pump (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) comprising:
an armature (4) comprising a suction opening (12) and a opening of backflow (16);
a stator (6) comprising a profiled tube of helical shape, said stator (6) being fixed inside said frame (4), a housing (28) being delimited between the armature (4) and the stator (6);
a helical rotor (8) arranged in said stator (6), said rotor (8) being trained in rotation to move said fluid (38) of the suction opening (12) towards the discharge opening (16);
characterized in that the progressive cavity pump (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) includes:
at least one inlet opening (30, 32) opening into the housing (28) and sure the discharge opening (16) and at least one outlet (34, 36) opening into the housing (28) and the suction opening (12), a part said fluid (40) being adapted to penetrate into said housing (28) by the hole (30, 32), to pass through said housing (28) and to flow to the outside of the housing (28) through the outlet (34, 36);
- a solid and permeable blocking material (52, 60, 62, 64, 81, 82);
said obstruction material (52, 60, 62, 64, 81, 82) filling said housing (28);
said fluid portion (40) being adapted to pass through the material obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82).
2. A progressive cavity pump (48) according to claim 1, wherein the material obstruction device (52) comprises a granular material (52) comprising grains distributed homogeneously in said housing.
The progressing cavity pump (58) according to claim 1, wherein the material of obstruction (60, 62, 64) is a granular material comprising grains (60, 62, 64) at least one characteristic of which varies along the cavity pump progressives (58), said at least one characteristic being selected from the grain form, the grain size, grain roughness and the material constituting the grains.
4.- pump with progressing cavities (48, 58) according to any one of claims 1 to 3, which comprises at least one filter device (50) disposed adjacent to the opening suction nozzle (12) and the discharge opening (16).
5.- pump with progressing cavities (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) according to one of any of Claims 2 to 4, wherein the housing (28) has at least one flange intermediate (72) provided with at least one hole (74) traversed by the fluid against the current (40).
6. A progressing cavity pump (80) according to any one of Claims 2 to 5, wherein the obstruction material comprises a fibrous material (81).
The progressing cavity pump (80) according to claim 6, wherein the material fibrous material (81) comprises fibers among glass fibers, fibers minerals, metal fibers and polyamide fibers.
The progressing cavity pump (80) according to claim 6, wherein the material fibrous (81) is applied by flocking successive layers.
9.- progressing cavity pump according to any one of claims 1 to 8 in which the obstruction material comprises a porous agglomerate obtained by sintering, by molding, by injection of foam or by assembly of crosslinked structures.
10. A progressing cavity pump (83) according to claim 1õ in which the housing (28) comprises a solid obstruction material (82) comprising one or a plurality of passages (84), said passage (84) having baffles (85).
11. A progressing cavity pump (83) according to claim 1, wherein which frame (4) has an inner face (19) of helical shape, said inner face (19) the armature (4) being separated from the stator (6) by a distance (D) substantially constant, said distance (D) is between 0.05 and 10 millimeters.
12. A progressing cavity pump (83) according to claim 11, in which which the stator (6) has an outer face (22) disposed facing the inner face (19) of the frame (4) and wherein the surface of at least one face of the inner face (19) of the armature and the outer face (22) of the stator is rough; said roughness having a mean depth equal to at least 3% of the distance (D) separating the face internal (19) of the frame of the outer face (22) of the stator.
13.- progressing cavity pump (83) according to claim 11, in which the obstruction material comprises at least one wire wrapped around the stator (6).
14.- pump with progressing cavities (83) according to claim 11, in which the obstruction material includes a textile sleeve threaded on the stator (6).
15.- Pump with progressing cavities (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) adapted to be lead in rotation by a fluid (38), said progressive cavity pump (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) comprising:
an armature (4) comprising a suction opening (12) and a opening of backflow (16);
a stator (6) comprising a profiled tube of helical shape, said stator (6) being fixed inside said frame (4), a housing (28) being delimited between the armature (4) and the stator (6);
a helical rotor (8) arranged in said stator (6), said rotor (8) being trained in rotation by said fluid (38);
characterized in that the progressive cavity pump (2, 48, 58, 68, 80, 83, 90) includes:
at least one inlet opening (30, 32) opening into the housing (28) and sure the suction opening (12) and at least one outlet (34, 36) debouching into the housing (28) and on the discharge opening (16), a part of said fluid (40) being adapted to penetrate into said housing (28) through the inlet (30, 32), go to through said housing (28) and to flow out of the housing (28) by the orifice of output (34, 36);
- a solid and permeable blocking material (52, 60, 62, 64, 81, 82);
said obstruction material (52, 60, 62, 64, 81, 82) filling said housing (28); said fluid portion (40) being adapted to pass through the material obstruction (52, 60, 62, 64, 81, 82).
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