FR2483018A1 - Pompe de fond a double effet et systeme et procede de pompage d'un puits - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE POMPE DE FOND A DOUBLE EFFET, ACTIONNEE PAR GAZ. LA POMPE 10, DISPOSEE A L'EXTREMITE INFERIEURE D'UNE COLONNE 14 DE PRODUCTION D'UN PUITS, EST ALIMENTEE PAR UN CONDUIT 22 EN GAZ SOUS PRESSION QUI, APRES AVOIR ACTIONNE LA POMPE 10 EST INJECTE DANS L'EXTREMITE INFERIEURE DE LA COLONNE 14 AFIN D'ALLEGER LE CONTENU DE CETTE COLONNE EN L'AERANT. DOMAINE D'APPLICATION: POMPES DE FOND DE PUITS.

Description

1. L'invention concerne une pompe de fond à double effet destinée à des

puits. L'invention concerne plus particulièrement une pompe de fond à double effet destinée au pompage des fluides d'un puits, d'un réservoir jusqu'à la surface du puits. Dans la production de liquides de puits, il est souvent nécessaire de mettre en oeuvre des moyens autres que la pression de gisement pour faire monter les liquides jusqu'à la surface du puits. Divers procédés ont été utilisés à cet effet, mettant en oeuvre des pompes placées dans la lumière de la colonne de production descendant jusque dans la zone de production. La pompe est placée au-dessous de la surface des liquides du puits et elle est commandée par l'application d'une force extérieure afin de faire remonter les liquides

jusqu'à la surface du puits.

La pompe décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 617 152 constitue un exemple typique des dispositifs de pompage de l'art antérieur. Ce brevet décrit une pompe automatique de puits utilisant de l'air ou un gaz

comprimé pour refouler les liquides de production du forage.

Cette pompe est appelée "pompe à simple effet" et elle demande des pressions relativement élevées pour faire remonter les

liquides jusqu'à la surface du puits.

Une pompe de puits fonctionnant sous pression hydraulique est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 084 923. Dans cette pompe, les pistons sont commandés par plusieurs moteurs. L'invention utilise une tige creuse de piston pour alimenter en fluide d'entraînement un

moteur placé en contrebas.

L'objectif de l'homme de l'art est de mettre au point une pompe à double effet consommant relativement peu d'énergie et pouvant être placée à des profondeurs relativement importantes dans un puits. De plus, il est souhaitable d'utiliser une pompe pouvant être mise en oeuvre dans des puits desservis par pompage. Ceci permettrait la mise en oeuvre de la pompe dans plusieurs puits raccordés par des conduites d'écoulement aboutissant à une seule plate-forme de production, comme c'est le cas de la production de pétrole en mer. 2. L'invention concerne un procédé et un système de mise en oeuvre d'une pompe de fond entraînée par gaz et fonctionnant dans des puits dans lesquels la charge hydrostatique du liquide contenu dans la colonne avant la mise en service du système de pompage exerce une pression supérieure à celle du gaz de travail. Le fluide contenu dans la colonne est allégé par injection de gaz jusqu'à ce que la colonne soit suffisamment légère pour que la pompe puisse travailler contre la contre-pression exercée par le liquide contenu dans la colonne. Le gaz, après avoir actionné la pompe, est mélangé aux fluides pompés afin de les aérer

lorsqu'ils s'élèvent dans la colonne.

L'invention concerne également une pompe à double effet comportant un dispositif de commande sans point mort et à action positive. La pompe à double effet selon l'invention ne cogne pas et sa vitesse peut être commandée depuis la surface. La pompe selon l'invention n'utilise-pas les fluides du puits pour l'entraînement de ces pièces, mais ces dernières sont toutes entraînées à force par l'énergie du gaz de

travail.

L'invention concerne donc une pompe de fond de puits à commande à gaz, actionnée de manière que le gaz d'échappement et les liquides pompés se mélangent à la sortie de la pompe pour que les liquides soient aérés, ce qui réduit

la charge hydrostatique contre laquelle la pompe travaille.

La pompe selon -l'invention peut être installée dans une colonne comportant des soupapes d'injection de gaz placées au-dessus de la pompe et pouvant tout d'abord faire monter le fluide au-dessus de la pompe jusqu'à la surface afin de réduire la contre-pression à une valeur permettant le fonctionnement de la pompe sous une pression de gaz de travail

relativement faible.

La pompe de fond à double effet selon l'invention comprend une enveloppe tubulaire, un bloc de distribution placé dans le tronçon intermédiaire de l'enveloppe de manière à délimiter dans cette dernière une chambre supérieure et une

chambre inférieure situées respectivement au-dessus et au-

dessous de ce bloc, un piston logé dans chacune des chambres 3. afin de délimiter, dans la chambre supérieure, une chambre supérieure de pompage et une chambre supérieure de pression et, dans la chambre inférieure, une chambre inférieure de pompage et une chambre inférieure de pression, des moyens reliant entre eux les pistons, des moyens d'alimentation en fluide sous pression du bloc de distribution, une soupape principale, sensible à la pression, logée dans le bloc de distribution afin de commander la direction du fluide vers l'une des chambres de pression tout en évacuant l'autre chambre de pression, une soupape pilote contre laquelle peuvent porter les pistons à la fin de leur course vers l'intérieur et commandant l'écoulement du fluide vers la partie de la soupape principale sensible à la pression afin

que cette dernière se déplace pour inverser les sens d'écou-

lement de et vers les chambres de pression, et des clapets de retenue équipant les chambres de pompage et contrôlant l'entrée des fluides du puits dans ces chambres et leur sortie

desdites chambres-.

Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, les gaz d'échappement de la pompe sont dirigés vers la colonne de production, audessus de la pompe, afin d'aérer les liquides du puits pour faciliter leur pompage vers

la surface du puits.

Lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, une pompe de puits actionnée par gaz est installée à l'extrémité inférieure d'un train de tiges et descendue dans le puits jusqu'à la profondeur appropriée pour pomper les fluides du puits vers la surface. L'installation peut s'effectuer par tout procédé classique -et -elle -peut utiliser ou non un obturateur annulaire ou. packer fermant l'espace annulaire compris entre le tube et la colonne de production. Si l'installation comprend un tel obturateur, l'espace annulaire peut être utilisé, si cela est souhaité, comme conduit destiné à conduire le gaz de la surface jusqu'à la pompe pour actionner cette dernière. Si l'espace annulaire n'est pas utilisé à cet effet, un conduit auxiliaire est mis en place pour conduire le gaz jusqu'à la pompe. Dans tous les cas, si la pompe doit être placée sous une charge de fluide 4. relativement importante, des soupapes d'injection de gaz sont placées à certains intervalles le long de la colonne. Ainsi, si la pompe est immergée sous une hauteur de fluide empêchant son fonctionnement par l'application d'une contre-pression supérieure à celle que la pompe est capable de vaincre, les soupapes d'injection de gaz peuvent être utilisées de manière classique pour alléger au préalable par injection de gaz le fluide contenu dans la colonne, jusqu'à la surface, suffisamment pour que la contre-pression exercée par la charge hydraulique du fluide soit réduite jusqu'à un point permettant à la pompe de fonctionner. Après que l'allègement a été réalisé au moyen des soupapes d'injection de gaz, la pression d'injection peut être réduite de manière classique afin de fermer les soupapes d'injection de gaz pour que la totalité du

gaz de travail soit dirigée vers la pompe.

Selon l'invention, le gaz de travail est d'abord utilisé pour actionner la pompe et élever les fluides du puits, puis le gaz d'échappement de la pompe est mélangé aux fluides élevés afin d'alléger la colonne de fluides contenus dans la colonne de production pour que la contre-pression exercée par les fluides élevés soit notablement réduite. Ceci permet la mise en oeuvre d'une pompe actionnée par gaz dans de nombreux cas o une telle pompe serait autrement inutilisable par suite de la hauteur du fluide dans le puits ou par suite des limites de disponibilité en gaz sous une pression

suffisante pour actionner la pompe.

Il est évident que, bien qu'il soit prévu que les soupapes d'injection de gaz soient fermées pendant le fonctionnement normal de la pompe, ces soupapes peuvent être 30. commandées en même temps que la pompe et, par conséquent, une partie du gaz injecté peut être utilisée pour actionner la pompe et aérer ensuite la colonne de fluide pompé, tandis qu'une autre partie du gaz est utilisée uniquement pour aérer

les fluides du puits.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: 5. - la figure 1 est une coupe partielle schématique d'une installation de pompage de puits selon l'invention; - la figure 2 est une coupe schématique partielle d'une variante de l'installation de pompage de puits selon l'invention; - les figures 3A à 3D sont des demi-coupes verticales partielles d'un raccord à portée intérieure monté dans un train de tiges et logeant la pompe à double effet selon l'invention qui est représentée partiellement en élévation et partiellement en coupe; - la figure 4 est une coupe horizontale suivant-la ligne 4-4 de la figure 3C; - la figure 5 est une coupe longitudinale du bloc de distribution, d'une forme de réalisation de l'invention, placé dans le corps de la pompe qui, lui-même, est logé dans un raccord à portée intérieure; - la figure 6 est une coupe longitudinale de la forme de réalisation montrée sur la figure 5, illustrant la course de retour de la pompe;

- la figure 7 est une coupe longitudinale du bloc de distri-

bution de la forme préférée de réalisation de l'invention; et - les figures 8A à 8C sont des coupes longitudinales et schématiques du bloc de distribution selon l'invention, montrant les opérations successives exécutées par la soupape pilote et la soupape principale dans le fonctionnement de la

pompe selon l'invention.

La figure 1 représente schématiquement un puits comportant un tubage 18 et une colonne 14 de production logée dans le tubage et descendant audessous de la surface 74 des liquides du puits. Ces liquides pénètrent dans le tubage 18 par des perforations 44 ménagées dans ce dernier. Une forme de réalisation de la pompe de fond selon l'invention, représentée globalement en 10, est disposée dans l'alésage 16 de la colonne 14. Un fluide convenable d'entraînement de la pompe 10 est transmis à cette dernière par un conduit 22 qui s'étend de

la surface du puits jusqu'à la pompe 10.

6. La pompe 10 selon l'invention comprend d'une manière générale une enveloppe tubulaire conçue pour se loger dans l'alésage d'un raccord convenable 90 à portée intérieure, comme montré sur les figures 3A à 3D, incorporé à la colonne 14. Un bloc 42 de distribution destiné à diriger l'écoulement du fluide dans l'enveloppe tubulaire, est disposé dans cette dernière afin de délimiter des chambres supérieures 48 et 52

et des chambres inférieures 46 et 50.

Un piston 36 est disposé dans les. chambres supérieures afin de former une chambre supérieure 48 de pompage et une chambre supérieure 52 de pression..De la même manière, un piston 38 est disposé dans la chambre inférieure afin de former une chambre inférieure 46 de pompage et une chambre inférieure 50 de pression. Les pistons 36 et 38 sont de préférence reliés par une tige 40 qui traverse le bloc 42

de distribution.

Les liquides du puits pénètrent dans la chambre inférieure 46 de pompage par un canal 72 d'écoulement logeant un clapet 64 de retenue. Cette introduction s'effectue lors 20., d'un mouvement de montée du- piston 38 qui agrandit la chambre inférieure 46 de pompage et soulève de son siège le clapet 64 de retenue. La chambre inférieure 50 de pression est évacuée à ce moment, l'évacuation étant dirigée par le bloc 42 de distribution vers un conduit 26 en passant par un canal convenable 28. Les fluides d'évacuation sortant du bloc de distribution par le conduit 26 pénètrent avantageusement dans la colonne 14 par un orifice convenable 30 d'entrée. Les fluides d'échappement entrant dans la colonne 14 par l'orifice produisent une aération des liquides du puits élevés vers la surface de ce dernier, ce qui accroît la capacité d'élévation de la pompe 10 en réduisant la pression de la colonne de fluide, entraînant une diminution de la pression du

gaz d'alimentation.

Lors de la course de montée du piston 38 qui remplit à présent la chambre 46 de pompage, le piston 36 refoule les liquides du puits recueillis dans la chambre 48 de pompage. Les liquides du puits sortant par une cage 76 soulèvent de son siège le clapet 60 de retenue logé dans cette 7. cage et agissent sur le clapet 58 de retenue pour qu'il ferme l'orifice 59 d'entrée des liquides du puits dans la chambre supérieure 48 de pompage. Les fluides de travail provenant de la surface du puits sont dirigés par le conduit 22 vers le canal 24 du bloc de distribution, puis dans la chambre supérieure 52 de pression. Ainsi, l'expansion de la chambre supérieure 52 de pression provoque la course de montée du piston 36 et l'évacuation de la chambre supérieure 48 de pompage. L'inversion de la course de la tige 40 de piston est provoquée par des soupapes logées dans le bloc 42 de distribution et décrites plus en détail ci-après. Cependant, les liquides du puits sortant de la chambre inférieure 46 de pompage pénètrent dans une cage 70 et franchissent le clapet 62 de retenue logé dans cette cage. Ces liquides de puits de sortie parcourent ensuite un conduit convenable 32 et pénètrent dans la colonne 14 en un point 34 situé de

préférence au-dessus de la pompe 10.

La figure 2 représente une autre forme de réalisation de l'installation. selon l'invention dans laquelle un dispositif convenable 19 d'obturation est placé sur la colonne 14, au-dessus de la pompe 12. La mise en place du dispositif 19 d'obturation dans cette position permet de mettre sous pression l'espace annulaire compris entre la colonne et le tubage pour actionner la pompe 12. A cet effet, une communication est établie à travers le dispositif 19 d'obturation, à partir du dessus, afin de permettre l'introduction de fluide de travail dans un conduit 23 qui dirige ce fluide de travail vers la pompe 12. Le mode de fonctionnement de cette dernière est en tous autres. points analogue à celui de l'installation de pompage montrée sur la

figure 1.

D'autres caractéristiques peuvent être ajoutées aux formes de réalisation d'installations selon l'invention montrées sur les figures 1 et 2. Par exemple, des mandrins et des soupapes 15 et 17 d'injection de gaz peuvent être mis en place au-dessus de la pompe 10, dans la colonne 140 Ces soupapes et mandrins peuvent être du type représenté aux pages 8. T337 et T338 de la 33ème édition de l'ouvrage "Composite Catalog of Oil Field Equipment and Services". De la même manière, ces mandrins d'injection de gaz peuvent être placés dans la colonne 14 de production, au-dessus du dispositif 19 d'obturation (figure 2). Des soupapes d'injection de gaz (non représentées), placées dans ces mandrins, peuvent être utilisées pour favoriser la montée des liquides du puits vers la surface de ce puits. Les mandrins et les soupapes

d'injection de gaz sont bien connus de l'homme de l'art.

Les figures 3A à 3D représentent un raccord 90 à portée intérieure pouvant recevoir la pompe à double effet 10 qui est représentée logée dans ce raccord. Le raccord 90 représenté est constitué d'un raccord double femelle supérieur a qui est fileté de manière à recevoir l'extrémité mâle d'une tige 14. Le raccord femelle 90a est situé sur une pièce soudée terminale supérieure 93 destinée à recevoir un conduit 92 de dérivation par lequel les liquides du puits sont pompés

vers la colonne 14 et élevés vers la surface du puits.

Une pièce soudée terminale supérieure 95, également placée sur le raccord femelle double 90a, est destinée à recevoir un conduit 94 qui dirige les fluides d'évacuation de la pompe vers la colonne 14 afin d'aérer les liquides du puits élevés vers la surface de ce dernier dans la

colonne 14.

- Pour des raisons de commodité d'assemblage, le raccord 90 à portée intérieure représenté sur les figures 3A à 3D est constitué d'ensembles 90a, 90b, 90c, 90d et 90e à raccords femelles. La pompe 10' selon l'invention est

représentée comme étant disposée dans le raccord 90.

L'ensemble 90c à raccord femelle est représenté en coupe partielle sur la figure 3C afin de montrer l'extérieur de la pompe 10' par rapport à l'intérieur du raccord 90. De cette manière, on voit que l'intérieur du raccord 90 présente une série d'alésages rodés 100, 102, 104 et 106. La pompe 10' porte plusieurs joints 144, 145, 146 et 147 qui s'appliquent de façon étanche contre les alésages rodés 100, 102, 104 et 106, respectivement. De cette manière, plusieurs zones 123, 121 et 122 de pression sont délimitées. Les zones de pression 9. 122 et 123 sont destinées à recevoir les fluides d'échappement ou d'évacuation de la pompe. La zone de pression 121 reçoit le fluide sous pression, généralement un gaz sous pression, provenant de la surface du puits, et destiné à l'entraînement de la pompe 10'. Lors des courses alternées de la pompe 10', le gaz d'échappement sort de l'intérieur de la pompe soit dans la zone 122 de pression par un orifice 180, puis par un canal 120 ménagé dans une pièce soudée et par un conduit 94 jusqu'à la pièce soudée 95 avant de pénétrer dans la colonne 14, soit par la zone 123 de pression en passant par un orifice 178 qui débouche dans le canal 120 de la pièce soudée, le gaz s'écoulant ensuite par le conduit 94 jusqu'à la colonne 14, comme précédemment. Le gaz de travail sous pression arrive

dans la zone 121 de pression par un orifice 98.

La figure 4 montre la position de la pièce soudée 96 de dérivation des liquides du puits sur l'ensemble 90c à raccord femelle. Elle montre également la position des pièces

soudées 97 d'échappement et 97' du gaz de travail.

Comme représenté sur les figures 3A à 3D, le gaz d'échappement sortant de la pompe 10' pénètre dans la zone 123 de pression en passant par des orifices 123 d'échappement du corps supérieur de la pompe. Le gaz d'échappement sortant de la pompe 10' dans la zone 122 de pression passe par des orifices 133' d'échappement ménagés dans le corps inférieur de la pompe. Le gaz de travail provenant de la surface du puits pénètre dans la zone 121 de pression par un orifice 98 du raccord à portée intérieure et il pénètre dans la pompe 10'

par des orifices 131 ménagés dans le corps de la pompe.

Le gaz de travail pénétrant dans la pompe 10' provoque un mouvement alternatif des pistons 36' et 38'. Comme représenté sur la figure 3B, le piston supérieur 36' est relié à la tige 118a de piston par un organe 128 de fixation ou par d'autres moyens convenables. Le piston 36' porte au moins un joint 124 assurant l'étanchéité entre la chambre supérieure

48' de pompage et la chambre supérieure 52' de pression.

Cependant, plusieurs joints 124 sont représentés comme étant

portés par le piston 36'.

10. Un organe élastique de rappel, représenté sous la forme d'un ressort 130a, est associé à la surface inférieure du piston 36' pour amortir la course de ce dernier vers le bloc 42 de distribution. Un élément 134a de protection du ressort retient le ressort 130a dans le piston supérieur 36'.

Lorsque ce piston 36' se déplace vers le bloc 42 de distri-

bution, l'élément de protection entre en contact avec l'extrémité supérieure 162 d'une soupape pilote 160 et déplace cette dernière vers la position montrée sur la figure 5. Le ressort 130a permet la poursuite de la course du piston 36', sans détérioration de la soupape pilote 160, pendant la durée demandée pour diriger le gaz de travail vers la chambre

supérieure 52' de pression.

Le piston inférieur 38' porte des joints 126, un ressort 130b ou tout autre élément élastique de rappel, et un élément 134b de protection, de même que pour le piston

supérieur 36'.

Dans le cycle de temps ou de courses de la pompe ', montré sur les figures 3A à 3D, les tiges 118a et 118b de piston se déplacent vers le bas, le gaz de travail, qui pénètre dans le bloc 42 de distribution par les orifices 131 du corps de la pompe, étant dirigé vers la chambre inférieure ' de pression. Le gaz de travail présent dans la chambre inférieure 50' de pression agit sur le piston 38' de façon à le faire descendre et à vider la chambre inférieure 46' de pompage. Les liquides du puits précédemment recueillis dans la chambre inférieure 46' de pompage sortent de cette dernière en suivant le trajet d'écoulement indiqué par les flèches. La bille 62' du clapet de retenue est ainsi soulevée de son siège, alors que le clapet inférieur 64' de retenue, situé à l'entrée des liquides du puits, est fermé. Les liquides du puits provenant de la chambre inférieure de pompage sont dirigés vers la pièce soudée 96 de dérivation et pénètrent dans cette dernière par un orifice 152 ménagé dans le corps 90c du raccord à portée intérieure (comme montré sur la figure 3C). Les liquides du puits sortant de la chambre inférieure 46' de pompage par l'orifice 128 pénètrent dans l'espace annulaire 127 compris entre la pompe 10' et le

raccord 90 (comme montré sur la figure 3D).

11. Les liquides du puits sont retenus dans l'espace annulaire 127 par un joint inférieur 140 qui est en contact étanche avec un alésage rodé 107, sur la surface intérieure de l'ensemble 90c à raccord femelle. L'alésage rôdé 107 fait saillie vers l'intérieur de l'ensemble 90c de manière à former

une surface 110 d'arrêt sur laquelle repose la pompe 10'.

La chambre supérieure 48' de pompage est repré-

sentée comme se remplissant des liquides du puits qui pénètrent dans cette chambre 48' par un orifice 91 du raccord à portée intérieure et par un orifice 303 de la chambre de pompage. Les liquides du puits suivent le trajet indiqué par les flèches en pénétrant dans la chambre supérieure 48' de pompage. Ainsi, ils soulèvent de son siège la bille du clapet 58 de retenue. La bille du clapet 60' de retenue est maintenue sur son siège par la charge du fluide contenu dans la colonne 14. Les liquides du puits pénètrent dans l'espace annulaire 156 par un orifice 300 et ils passent ensuite dans la chambre 48' par un canal 301 représenté en traits pointillés et ménagé

dans un croisillon 302.

Les liquides du puits pénétrant dans le raccord 90 par l'orifice 91 sont maintenus dans une zone annulaire 117, comprise entre la pompe 10 et le raccord 90, par l'étanchéité du joint supérieur 142 de la pompe qui est en contact avec un alésage rodé 108 présenté par la surface -intérieure de l'ensemble 90a à raccord femelle double (comme montré sur la

figure 3A).

En outre, dans le cycle de pompage représenté, la

chambre supérieure 52' de pression est évacuée par l'inter-

médiaire de la zone supérieure 123 d'échappement, comme-décrit

précédemment.

* La pompe à double effet selon l'invention peut être mise en place dans le raccord 90 à portée intérieure, ou bien retirée de ce raccord, par des techniques connues de travail au câble. A cet effet, la pompe 10' à double effet selon l'invention comporte, à son extrémité supérieure, un collet 114 de repêchage qui peut être enclenché avec des outils de repêchage utilisés classiquement dans ce domaine. Un dispositif 300a d'égalisation, monté de manière à pouvoir se 12. déplacer dans le raccord femelle supérieur 116 de la pompe ', est également représenté. Un déplacement du dispositif 300a d'égalisation vers le bas provoque l'ouverture d'un orifice 301a d'égalisation qui égalise la pression entre l'alésage 16 de la colonne et l'espace annulaire compris entre

la pompe 10' et le raccord 90, au-dessous du joint 142.

Les figures 5 et 6 sont à considérer ensemble pour mieux comprendre le fonctionnement de la soupape pilote 166 et de la soupape principale 200 dans la commande du cycle de pompage de la pompe à double effet selon l'invention. La soupape principale 200 montrée sur les figures 5 et 6 ne constitue qu'une forme de réalisation de l'invention. La configuration de la soupape pilote 166' et celle de la soupape principale 201 montrées sur la figure 7 correspondent à la

forme préférée de réalisation de l'invention.

Comme montré sur la figure 5, les pistons (non représentés) se déplacent de bas en haut., la chambre supérieure 156 de pression recevant le gaz de travail par un canal 186 ménagé dans le bloc de distribution (représenté en traits pointillés). Comme décrit précédemment, le gaz de travail est conduit au raccord 90 à portée intérieure par un conduit convenable 99a qui aboutit à la pièce soudée 99. Le gaz de travail pénètre dans le bloc 42 de distribution de la pompe d'abord par l'orifice 98 du raccord, puis par des orifices 131 et 191 du bloc de distribution afin d'entrer dans

une cavité 206.

La soupape principale 200 est déplacée en réponse à un mouvement de la soupape pilote 166. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 5 et 6, cette action est réalisée par l'application d'une pression différentielle à la soupape principale 200. Un mouvement vers le bas de la soupape principale résulte de l'application du gaz de travail sur les extrémités opposées de cette soupape principale (chambres 208 et 188) et du mouvement de la soupape pilote 166 provoquant la ventilation de la chambre inférieure 188 pour l'évacuation de la pression du gaz. La pression différentielle qui en résulte fait descendre la soupape principale et dirige

le gaz de travail vers la chambre inférieure 154 de pression.

13. Lorsque la soupape principale 200 se déplace vers sa position basse, la chambre supérieure 208 est ventilée de manière à décharger le gaz sous pression pour que les forces appliquées à la soupape principale 200 s'équilibrent de nouveau. Le déplacement de la soupape pilote vers sa position haute met sous pression cette chambre inférieure à l'aide du gaz de travail, ce qui place de nouveau la soupape principale sous une pression différentielle l'entraînant vers sa position haute dans laquelle la chambre supérieure reçoit de nouveau le gaz de travail pour rétablir. l'équilibre de la soupape principale. Lorsque la soupape pilote 166 est déplacée vers sa position basse, des joints 174a et 174b, portés par cette soupape pilote 166, obturent l'orifice 192 de passage du gaz de travail dans le bloc de distribution et dirigent le gaz de travail vers la cavité 206. Dans cette position, la cavité a de la soupape pilote permet une communication entre l'orifice 190 d'échappement et le canal 189, afin d'évacuer la chambre 188 de la soupape principale. Le gaz de travail entrant dans la soupape principale est dirigé par le canal 186 du bloc de distribution vers la chambre supérieure 156 de pression afin de déplacer le piston supérieur (non représenté)

pour vider la chambre supérieure de pompage (non représentée).

Au cours de ce même cycle, le gaz d'échappement provenant de la chambre inférieure 154 de pression s'écoule par le canal 184 du bloc de distribution dans une zone intermédiaire 150 de la soupape principale 200. Cette zone intermédiaire 150 est comprise entre-des joints 270 et 272a portés par la soupape principale 200. Le gaz d'échappement sort de cette zone intermédiaire 150 pa-r un canal 151 dé la soupape principale de manière à pénétrer dans la zone inférieure 172 d'échappement et, par un orifice 180, dans la pièce soudée 97 d'échappement du raccord à portée intérieure dont un canal intérieur 120 communique avec la colonne (nonreprésentée) par l'intermédiaire du conduit 94, comme décrit précédemment. Le canal 202 d'égalisation ménagé dans la soupape

principale établit une communication. entre la cavité supé-

14. rieure 208 et le canal de la soupape principale, dans la zone 150. Dans la position représentée, la cavité supérieure est évacuée par le canal 202 dans la zone 150 et vers l'extérieur par un orifice 151, en même temps que le gaz est déchargé de la chambre inférieure 54. Simultanément, la cavité supérieure 208 est également évacuée par un orifice supérieur 204 du bloc de distribution et les fluides s'écoulant de cet orifice sont dirigés vers l'alésage de la colonne 14 contenant les liquides

du puits, comme décrit précédemment.

Le déplacement de la soupape pilote 176 vers la position montrée sur la figure 5 et la position haute prise par la soupape principale 200 (voir figure 6) ont pour effet

d'établir une pression différentielle résultant de l'occu-

pation de la chambre 208 de la soupape principale par le gaz

de travail tandis que la chambre inférieure 188 est évacuée.

En conséquence, la soupape principale 200 se déplace vers le bas jusqu'à ce qu'elle porte contre une butée inférieure 207 de soupape. Lors du mouvement descendant, la soupape principale 200 doit refouler le gaz d'échappement dans l'espace 188 compris entre la soupape 200 et la butée 207. Le

gaz ainsi expulsé passe dans un canal 189 du bloc de distri-

bution, ce canal faisant communiquer l'espace 188 avec une cavité 190a qui entoure une partie inférieure de la soupape pilote 166. Le gaz d'échappement est retenu à l'intérieur de la cavité 190a de la soupape pilote par des joints 172a et 174a portés par la soupape pilote 166. Les gaz d'échappement passent de la cavité 190a de la soupape pilote dans la zone inférieure 122 de pression par des orifices 190 et 122" du

bloc de distribution.

Une fois que les pistons (non représentés) atteignent leur position de fin de course vers le haut, l'inversion de sens est déclenchée par le déplacement de la soupape pilote 166 vers sa position opposée, comme montré sur la figure 6. Ce cycle commence par l'entrée en contact du piston, comme montré sur la figure 3C, avec l'extrémité inférieure 164 de la soupape pilote 166, comme décrit précédemment. 15. Le mouvement de la soupape pilote 166 vers la position haute provoque un écartement des joints 174a et 174b, portés par cette soupape, afin de découvrir l'orifice 192 d'entrée du gaz de travail. De cette manière, le gaz de travail peut à présent pénétrer dans la cavité inférieure 190a de la soupape pilote, entre les joints 174b et 172a, o il est dirigé vers l'espace 188 compris entre l'extrémité inférieure de la soupape principale 200 et la butée 207 de cette soupape, par l'intermédiaire du canal 189 de la soupape principale. Il en résulte un déplacement de la soupape principale 200 vers sa position la plus haute dans laquelle elle ferme l'orifice 204, comme montré sur la figure 6, et le fluide de travail est de nouveau dirigé par l'orifice 202 vers la chambre supérieure 208. Ainsi déplacé, le gaz de travail est à présent dirigé vers la chambre inférieure 154 de pression afin de faire descendre à force le piston inférieur (non représenté)

pour vider la chambre inférieure de pompage (non représentée).

Le gaz de travail provenant du conduit 99a pénètre dans la pièce soudée 99, dans le raccord 90 à portée intérieure par

l'intermédiaire de l'orifice 98 et dans le bloc de distri-

bution par l'orifice 182 de ce bloc. Ce gaz de travail est dirigé vers une cavité intermédiaire 150 de la soupape principale, cette cavité étant formée autour d'une partie intermédiaire de la soupape principale 200, et il est dirigé vers la chambre inférieure 154 de pression en passant par le canal inférieur 184 de la soupape principale. Le joint 270 de la soupape principale, qui est déplacé vers le haut en suivant le mouvement de montée de cette soupape principale 200, permet

une communication entre l'orifice 191 et la cavité intermé-

diaire 150 de la soupape principale.

Dans cette position de déplacement, deux joints espacés 172a et 172b, montés sur la partie inférieure de la soupape pilote 166, bouchent l'orifice 190 de décharge du bloc de distribution et empêchent ainsi le gaz d'échappement de pénétrer dans la pièce soudée 97 par l'orifice 180 du raccord à portée intérieure. Le gaz d'échappement sortant de la chambre supérieur 156 de pression sort à présent du bloc 42 de 16. distribution uniquement par l'orifice 178 du raccord à portée intérieure. Le trajet suivi par ce gaz comprend le canal 186

du bloc-de distribution, ce canal établissant une communica-

tion entre la chambre supérieure 156 de pression et une cavité 206 entourant une partie supérieure de la soupape principale. Cette cavité 206 de la soupape principale est comprise entre des joints 274 et 270 montés sur la partie supérieure de la soupape principale 200. Le gaz d'échappement sort de cette cavité 206 par un orifice supérieur 204 du bloc de distribution, puis par des orifices supérieurs 176 de la

zone d'échappement du bloc de distribution.

La figure 5 montre que dans la position de déplacement vers le bas, le joint 270 porté par la soupape principale provoque l'introduction du gaz de travail, ayant pénétré dans la soupape principale par l'orifice 191 du bloc de distribution, dans la cavité supérieure 206 de la soupape principale, puis dans le canal supérieur 186 du bloc de distribution afin que ce gaz atteigne la chambre supérieure

156 de pression.

Il apparaît que dans la forme préférée de réali-

sation de l'invention, montrée sur la figure 7, chacune des chambres 156 et 154 de pression se décharge pendant que la chambre de pression opposée s'expanse en recevant le gaz de travail par l'intermédiaire du canal inférieur 228 du bloc de distribution. Ce résultat est obtenu par l'application alternée et pratiquement simultanée, aux extrémités opposées de la soupape principale, du gaz de travail et de la pression d'évacuation. Il est apparu que cette forme de réalisation permettait un passage plus uniforme d'un cycle au suivant, sans temps mort. Il est préférable que la disposition des joints supérieurs 168a et 168b de la, soupape pilote par rapport à l'orifice 234 et que la disposition des joints inférieurs 172a et 172b de la soupape pilote par rapport à l'orifice 214 soient telles que, lorsqu'un orifice est découvert, l'autre soit recouvert. De plus, lorsque ces orifices sont couverts et découverts, le joint intermédiaire passe sur l'orifice 216. Ainsi, au moment o l'une ou l'autre des extrémités de la soupape principale 201 est 17. soumise au gaz de travail, l'autre extrémité est pratiquement en même temps reliée de manière à évacuer la pression, ce qui assure un déplacement franc de la soupape principale entre ses deux positions extrêmes et son maintien dans chaque position extrême jusqu'à ce qu'elle soit déplacée comme décrit cidessus. Bien que les caractéristiques générales du bloc 42 de distribution de la pompe à double effet soient sensiblement

les mêmes que celles décrites en regard des figures précé-

dentes, certaines différences notables de configuration existent. La partie supérieure 208 (figure 5) de la cavité de la soupape principale est supprimée, dans la forme de réalisation de la figure 7, hormis un petit espace extrême supérieur 240 s'étendant au-delà de l'extrémité supérieure de la soupape principale 201. Cet espace extrême supérieur 240 communique, par l'intermédiaire d'un canal latéral supérieur 238 du bloc de distribution, avec une cavité supérieure 236 de la soupape pilote, cette cavité étant comprise entre des

joints 168b et 170-portés par la soupape pilote 166'.

De plus, le joint 170 situé sur la soupape pilote 166' maintient le gaz de travail,-introduit dans la cavité 232 de la soupape pilote, au-dessous de ce joint 170, puis le dirige vers l'espace 188 compris entre l'extrémité inférieure de la soupape principale 201 et une butée 207 de cette soupape principale. Le gaz de travail agit de manière à maintenir la soupape principale 201 en position haute, montrée sur la figure 7, et il peut être dirigé par un orifice 226 et un canal inférieur 228 du bloc de distribution vers la chambre inférieure 154 de pression. De la même manière, lorsque la soupape pilote est abaissée, le gaz de travail s'écoule vers un espace annulaire 236, un canal 238 et une chambre 240 afin

de faire descendre à force la soupape principale.

Le canal 202 d'égalisation (figure 5) est supprimé dans la forme de réalisation de l'invention montrée sur la figure 7. De plus, des joints 168a et 168b sont ajoutés à l'extrémité supérieure de la soupape pilote 166'. Dans la forme de réalisation de la figure 5, la partie de la soupape 18. pilote 166 située au-dessus du joint 174a est ouverte afin de recevoir la pression régnant dans la chambre supérieure 156 de pression. Dans la forme préférée de réalisation de la figure 7, les moitiés supérieure et inférieure du bloc de distribution, de la soupape principale et de la soupape pilote sont essentiellement symétriques. Le gaz de travail pénètre

dans le bloc de distribution par des orifices 220a de ce bloc.

L'inversion de la position de la soupape principale 201 se produit à la suite d'un mouvement de la soupape pilote 166' vers une nouvelle position déplacée. Lorsque la soupape pilote 166'1élève le joint 170 au-dessus de l'orifice 216 du bloc de distribution, le gaz de travail pénètre dans la cavité inférieure 232 de la soupape pilote, parcourt un canal latéral inférieur 230 du bloc de distribution et pénètre dans l'espace 188 compris entre l'extrémité inférieure de la soupape principale 201 et la butée inférieure 228 de cette soupape principale. La soupape principale est ainsi déplacée vers sa position haute, ce qui permet l'entrée du gaz de travail dans

la chambre inférieure 154 de pression, comme décrit précé-

demment. De la même manière, un déplacement de la soupape pilote vers le bas pour faire descendre le joint 170 au-delà de l'orifice 216 provoque l'introduction du gaz de travail dans l'espace annulaire supérieur 236, le canal 238 et

l'espace 240.

Dans cette configuration, la chambre supérieure de pression commence à s'évacuer par l'orifice 176a du bloc de distribution, cet orifice étant situé dans la partie supérieure du bloc 42 de distribution. L'orifice inférieur 214 d'échappement du bloc de distribution est obturé par des

joints 172a' et 172b' portés par la soupape pilote 166'.

Le gaz d'échappement sort de la chambre supérieure 156 de pression en passant par le canal supérieur 244 du bloc de distribution et il pénètre dans la cavité supérieure 225 de la soupape principale en passant par l'orifice 242. Cette cavité supérieure de la soupape principale est formée entre des joints 274b' et 270' portés par la soupape principale. Le gaz d'échappement provenant de la cavité supérieure 225 de la 19. soupape principale sort du bloc de distribution par un orifice

210 de ce bloc et par des orifices 176a dudit bloc de distri-

bution. Un joint 274a' isole la chambre 240 de l'orifice 210

dans toutes les positions de la soupape principale.

Le gaz retenu dans l'extrémité supérieure 240 de la cavité de la soupape principale peut s'en échapper par le canal supérieur latéral 238 du bloc de distribution, ce canal communiquant avec la cavité supérieure 236 de la soupape pilote. La cavité supérieure de la soupape pilote communique

avec l'orifice supérieur 176a d'évacuation du bloc de distri-

bution par l'intermédiaire d'un orifice 234 de ce bloc.

Ainsi qu'il est évident à l'homme de l'art, l'ensemble à soupapes constitue le coeur même de la pompe à double effet selon l'invention. Il doit pouvoir exécuter des millions de cycles de fonctionnement. Il est souhaitable que cet ensemble à soupapes soit capable de: (1) fonctionner de manière franche sans temps mort; (2) de posséder un nombre minimal de pièces fonctionnelles d'usure, et (3) de supporter des pressions et des volumes suffisants pour assurer le fonctionnement de la pompe dans toutes les conditions imposées

par les puits.

Pour mieux comprendre le cycle de fonctionnement-

de l'ensemble à soupapes montré sur la figure 7, on peut se reporter aux schémas des figures 8A, 8B et 8C. Ces figures

représentent l'ensemble à soupapes lors des temps de fonction-

nement suivants: (1) l'introduction du gaz de travail dans la chambre 154 de pression (figure 8A); (2) le point milieu des temps (figure 8B) et (3) l'introduction du gaz de travail dans

la chambre 156 de pression (figure 8C).

De même que sur les figures décrites précédemment,

les tiges 118a et 118b relient les deux pistons (non repré-

sentés). Une première extrémité 162 de la soupape pilote 167 pénètre dans la chambre 156 de pression et son autre extrémité

164 pénètre dans la chambre 154 de pression. A titre de corré-

lation, on suppose que la chambre 154 est la chambre

"inférieure" de pression.

- Le fonctionnement de l'ensemble à soupapes sera à présent décrit en regard des figures 8A, 8B et 8C, afin de 20. montrer le cycle de variations mécaniques et de pressions produisant l'inversion des pressions dans les chambres 154 et 156. La figure 8A représente la soupape pilote 167 proche de la chambre supérieure 156 de pression. Dans cette position, le gaz de travail peut s'écouler librement vers

l'extrémité inférieure 188 de la soupape principale 201.

L'extrémité supérieure 204 permet un échappement libre par le canal latéral 238 et par la cavité 236 de la soupape pilote, puis vers l'extérieur par l'orifice 176a de sortie. La chambre supérieure 156 de pression est évacuée par l'intermédiaire

d'un canal supérieur 244 qui débouche dans la cavité supé-

rieure 225 de la soupape principale communiquant avec

l'extérieur par l'orifice supérieur 176b du bloc de distri-

bution. L'orifice inférieur 212 d'échappement du bloc de distribution est fermé-par les joints 272a et 272b montés sur l'extrémité inférieure de la soupape principale 201. De la même manière, l'orifice inférieur 214 d'échappement du bloc de distribution est fermé par les joints 172a et 172b montés sur

la partie inférieure de la soupape pilote 167.

Dans cette condition, la pression différentielle déplace à force la soupape principale 201 vers la chambre supérieure 156 de pression. La soupape principale 201 étant déplacée vers la chambre supérieure 156 de pression, le gaz de travail peut entrer librement dans la chambre inférieure 154 de pression et le gaz d'échappement de la chambre supérieure

156 de pression peut sortir librement.

Ceci éloigne à force le piston (non représenté), situé dans la chambre inférieure 154 de pression, de l'ensemble à soupapes et rapproche le piston (non représenté), situé dans la chambre supérieure 156 de pression, de l'ensemble à soupapes, car les pistons sont reliés entre eux

par les tiges 118a et 118b.

Sur la figure 8B, le piston supérieur (non représenté) est entré en contact avec l'extrémité supérieure 162 de la soupape pilote 167 et a fait descendre cette soupape pilote 167 jusqu'à un point o le gaz de travail a été dévié, par le joint 170 porté par la soupape pilote 167, de la cavité 21. inférieure 232 de la soupape pilote vers la cavité supérieure 236 de cette même soupape. Ainsi, le gaz de travail n'atteint plus l'espace extrême inférieur 188 de la soupape principale

201 en passant par le canal latéral 230 du bloc de distri-

bution. Par contre, le gaz de travail est à présent dirigé vers la cavité supérieure 236 de la soupape pilote et vers l'extrémité supérieure 204 de la soupape principale 201 en passant par le canal latéral supérieur 238 du bloc de distribution. Les joints 168a et 168b portés par la soupape pilote 167 obturent l'orifice supérieur 176a d'échappement du bloc de distribution, cet orifice communiquant avec l'extrémité supérieure 204 de la soupape principale 201, et la soupape pilote ouvre légèrement l'orifice inférieur 214

d'échappement du bloc de distribution, cet orifice communi-

quant avec l'extrémité inférieure 188 de la soupape principale 201. A ce moment, les pressions exercées de part et d'autre de la soupape principale 201 changent et cette soupape reste dans la même-position. Cependant, le gaz de travail se dirigeant vers la chambre inférieure 154 de pression continue d'éloigner le piston inférieur (non représenté) de l'ensemble

à soupapes et de rapprocher le piston supérieur (non repré-

senté) de l'ensemble à soupapes, ce qui déplace à force la

soupape pilote 167 vers sa position la plus basse.

Ceci ouvre davantage l'orifice 220a de passage du gaz de travail, ménagé dans le bloc de distribution, ce qui permet un écoulement total du gaz de travail vers la cavité supérieure 236 de la soupape pilote, puis vers l'extrémité supérieure 204 de la soupape principale 201. Ce déplacement complet de la soupape pilote 167 provoque également l'ouverture de l'orifice inférieur 214 d'échappement du bloc de distribution, ce qui permet au gaz d'échappement provenant de l'extrémité inférieure 188 de la soupape principale 201 de passer par cet orifice, afin d'appliquer à la soupape principale 201 une pression différentielle la déplaçant vers la chambre inférieure 154 de pression, comme montré sur la

figure 8C.

22. La soupape principale étant dans la position représentée sur la figure 8C, le gaz de travail est dirigé vers la chambre supérieure 156 de pression et s'échappe de la chambre inférieure 154 de pression. Il en résulte une inversion du mouvement des pistons (non représenté) jusqu'à ce que le piston inférieur (non représenté), placé dans la chambre inférieure 154 de pression, entre en contact avec l'extrémité inférieure 164 de la-soupape pilote 167, ce qui

inverse le cycle de fonctionnement de la soupape pilote 167.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la pompe décrite et représentée sans

sortir du cadre de l'invention.

23.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. - Pompe de fond à double effet, caractérisée en ce qu'elle comporte une enveloppe tubulaire, un bloc <42) de

distribution disposé dans la partie intermédiaire de l'enve-

loppe tubulaire et délimitant, dans cette dernière, des chambres supérieure et inférieure, un piston (36 ou 38) logé dans chaque chambre de manière à la diviser en une chambre de pompage (48 ou 46) et en une chambre de pression (52 ou 50), un organe (40) qui relie les pistons l'un à l'autre, un élément (22) alimentant le bloc de distribution en fluide de travail, une soupape principale (200), sensible à la pression, mobile dans. le bloc de distribution entre deux positions, afin de diriger alternativement le fluide de travail vers l'une des chambres de pression pendant que ledit fluide de travail s'échappe de l'autre chambre de pression, une soupape pilote (160) qui peut porter contre les pistons, à la fin de leur course vers l'intérieur, afin de commander l'écoulement du fluide de travail vers la partie de la soupape principale sensible à la pression de façon à déplacer cette dernière vers ses positions alternées, et des clapets de retenue (58, 60, 62, 64) associés aux chambres de la pompe afin de commander le

mouvement des liquides du puits dans ces chambres.

2. - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe reliant les pistons est une tige (40) de

piston qui traverse le bloc de distribution.

3. - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément alimentant le bloc de distribution en fluide de travail sous pression comprend un orifice (131) d'entrée du fluide de travail qui communique avec la soupape pilote (160), un organe associé à la soupape pilote et destiné à diriger le fluide de travail vers l'extrémité supériere-ou vers l'extrémité inférieure de la soupape principale (200), cette dernière pouvant être déplacée sous l'action du fluide de travail, un second orifice d'entrée du fluide de travail qui communique avec la soupape principale, et un organe associé à la soupape principale afin de diriger le fluide de travail vers la chambre supérieure de travail ou vers la

chambre inférieure de travail.

24.

4. - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément (28) destiné à décharger le fluide de travail des chambres de travail supérieure et

inférieure à travers le bloc de distribution.

5. - Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément de décharge comprend un premier élément de communication reliant l'une ou l'autre des chambres de travail à la soupape principale, des orifices supérieurs (176, 204) de sortie du fluide d'échappement destinés à évacuer la chambre supérieure de travail, des orifices inférieurs (190, 122") de sortie du fluide d'échappement destinés à évacuer la chambre inférieure de travail et des organes associés à la soupape

principale afin de diriger sélectivement le fluide d'échapp-

ement vers les orifices supérieurs ou vers les orifices

inférieurs de sortie.

6. - Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément (189) de communication relie la chambre supérieure (156) de travail à la soupape principale, cette dernière- portant des organes (150, 270, 272a) destinés à diriger le fluide d'échappement de la chambre supérieure de travail vers les orifices supérieurs de sortie du fluide d'échappement.

7. - Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément (184) de communication relie la chambre inférieure <154) de travail à la soupape principale, cette dernière portant des organes (150, 270, 272a) destinés à diriger le fluide d'échappement de ladite chambre inférieure de travail vers lesdits orifices inférieurs de sortie du

fluide d'échappement.

8. - Pompe selon l'une des revendications 6 et 7,

caractérisée en ce que les organes portés par la soupape principale et destinés à diriger les fluides d'échappement se déplacent avec ladite soupape principale -de manière que, lorsque ces organes dirigent les fluides d'échappement de l'une des chambres de travail vers les orifices correspondants de sortie du fluide d'échappement, ils dirigent simultanément

le fluide de travail vers l'autre chambre de travail.

25.

9. - Pompe de fond à double effet, caractérisée en ce qu'elle comporte une enveloppe tubulaire destinée à se placer et à être logée dans une colonne (14) de production

d'un puits, un bloc (42) de distribution placé dans l'enve-

loppe et formant une chambre supérieure au-dessus de lui et une chambre inférieure au-dessous de lui, à l'intérieur de l'enveloppe, un piston (36 ou 38) logé dans chacune des chambres de manière à former, dans ladite chambre supérieure,

une chambre supérieure (48) de pompage et une chambre supé-

rieure (52) de pression et, dans ladite chambre inférieure, une chambre inférieure (46) de pompage et une chambre inférieure (50) de pression, les chambres de pompage supérieure et inférieure communiquant avec la colonne de production, au-dessus de la pompe, une tige (40) reliant les pistons et pouvant exécuter un mouvement alternatif à travers le bloc de distribution, un élément (22) introduisant un gaz sous pression dans le bloc de distribution, une soupape principale (200), sensible à la pression et disposée à l'intérieur du bloc de distribution, commandant l'orientation du gaz vers l'une des chambres de pression tout en permettant simultanément au gaz de s'échapper de l'autre chambre de pression, une soupape pilote (166) pouvant entrer en contact avec les pistons, à la fin de leur course vers l'intérieur afin de commander l'écoulement du gaz sous pression vers la partie de la soupape principale sensible à la pression de façon que ladite soupape principale se déplace vers une position située dans le bloc de distribution et modifiant l'écoulement du gaz vers les chambres de pression et en provenance de ces chambres, lesdites chambres de pompage comportant des clapets de retenue (58, 60, 62, 64) qui commandent l'entrée des liquides du puits dans lesdites

chambres et leur sortie de ces chambres.

10. - Pompe selon la revendication 9, carac-

térisée en ce qu'elle comporte des éléments (28, 26)

permettant l'échappement du gaz du bloc de distribution.

11. - Pompe selon la revendication 10, carac-

térisée en ce qu'elle comporte un élément destiné à évacuer l'une des chambres de pression en même temps qu'un gaz sous 26. pression est introduit dans l'autre chambre de pression, et des organes situés sur la soupape principale et destinés à inverser l'écoulement du gaz sous pression vers les chambres

opposées de pression et en provenance de ces chambres.

12. - Pompe selon la revendication 9, carac- térisée en ce qu'elle comporte un élément destiné à diriger le gaz, introduit sous pression dans le bloc de distribution,

vers une extrémité ou l'autre de la soupape principale.

13. - Pompe selon la revendication 12, carac-

térisée en ce que l'élément dirigeant le gaz comprend des joints (172a, 172b, 174a, 174b) portés par la soupape pilote (166) de manière qu'un déplacement de cette dernière vers sa position la plus haute ait pour effet de diriger le gaz sous pression vers l'extrémité inférieure de la soupape principale, ce qui entraîne cette dernière vers sa position la plus haute, et que l'inversion du-mouvement de la soupape pilote provoque

une inversion du mouvement de la soupape principale.

14. - Pompe selon la revendication 9, carac-

térisée en ce qu'elle comporte un second élément destiné à

introduire un gaz sous pression dans le bloc de distribution.

15. - Pompe selon la revendication 14, carac-

térisée en ce que le second élément d'introduction de gaz peut être dirigé par la soupape principale vers l'une ou l'autre

des chambres de pression.

16. - Système de pompage de liquides de puits, caractérisé en ce qu'il comporte une colonne (14) de production d'un puits s'étendant de la surface du puits jusqu'à un- gisement de liquide, une enveloppe reliée à la colonne, au-dessous de la surface des liquides du puits, afin de renfermer une pompe (10) de fond à double effet, cette enveloppe étant traversée par un alésage longitudinal, un élément destiné à conduire un gaz sous pression vers l'alésage

de l'enveloppe, une pompe (10) à double effet logée herméti-

quement dans l'alésage de l'enveloppe et comprenant un corps tubulaire destiné à être reçu et logé dans la colonne de production du puits, un bloc (42) de distribution placé dans le corps afin de délimiter, à l'intérieur de ce dernier, une chambre supérieure située au-dessus de ce bloc et une chambre 27. inférieure située au-dessous dudit bloc, un piston (36 ou 38) disposé dans chacune des chambres afin de délimiter, dans ladite chambre supérieure, une chambre supérieure (48) de pompage et une chambre (52) de pression et, dans ladite chambre inférieure, une chambre inférieure (46) de pompage et une chambre inférieure -(50) de pression, les chambres supérieure et inférieure de pompage communiquant avec la colonne de production, au-dessus de la pompe, une tige (40) qui relie les pistons pouvant exécuter un mouvement alternatif

à travers le bloc de distribution, un élément (22) intro-

duisant un gaz sous pression dans le bloc de distribution, une soupape principale (200), sensible à la pression et disposée dans le bloc de distribution, commandant la direction du gaz vers l'une des chambres de pression tout en évacuant simultanément le gaz de l'autre chambre de pression, une soupape pilote (160) pouvant entrer en contact avec les pistons, à la fin de leur course vers l'intérieur, afin de commander l'écoulement du gaz sous pression vers la partie de la soupape principale sensible à la pression de façon que cette soupape principale se déplace vers une position, située dans le bloc de distribution, modifiant l'écoulement du gaz vers les chambres de pression et en provenance de ces chambres, les chambres de pompage comportant des clapets de retenue (58, 60,.62 et 64) qui commandent l'entrée des 25. liquides du puits dans lesdites chambres et leur sortie de-ces chambres, un élément (28) permettant l'évacuation du gaz du bloc de distribution et un élément (26) conduisant le gaz d'échappement du bloc de distribution vers l'intérieur de la colonne de production du puits de manière que les liquides du

puits, sortant de la pompe à double effet, soient aérés.

17. - Système de pompage de puits, caractérisé en ce qu'il comporte une colonne (14) de production, une pompe (10) de puits actionnée par des fluides gazeux et reliée à la colonne et au moins une soupape (15 ou 17) d'injection de gaz, placée dans la colonne, au-dessus de la pompe, l'entrée de la soupape d'injection de gaz communiquant avec l'alimentation <22) en gaz de travail de la pompe afin d'alléger par aération

les fluides contenus dans la colonne.

28.

18. - Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que le gaz de travail sortant de la pompe est dirigé vers la colonne afin d'aérer les fluides contenus

dans cette dernière.

19. - Système de pompage de puits, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite (14) de production, une pompe (10) de puits actionnée par gaz et dont la sortie du gaz communique avec la conduite de production, et une source de

gaz destinée à actionner la pompe.

20. - Procédé de pompage d'un puits, caractérisé

en ce qu'il consiste à décharger la conduite de production au-

dessus d'un niveau déterminé par allègement par aération du fluide contenu dans cette conduite, et à pomper les fluides du puits vers la surface au moyen d'une pompe de puits actionnée par gaz et dont le gaz d'échappement est introduit dans la

conduite de production-afin d'aérer cette dernière.

21. - Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la totalité du gaz de travail est dirigée vers la pompe du puits après que la conduite de

production a été aérée.

22. - Pompe à double effet, caractérisée en ce qu'elle comporte des pistons espacés (36, 38) reliés l'un à l'autre et faisant partie chacun d'une chambre de pompage (46 ou 48) et d'une chambre de travail (50 ou 52) , les chambres de travail étant disposées de manière que les pistons reliés l'un à l'autre puissent exécuter des mouvements alternatifs qui remplissent et vident alternativement lesdites chambres de travail, une soupape (200) de distribution pouvant se déplacer entre deux positions dans lesquelles une source de fluide de travail est dirigée alternativement vers l'une des chambres de travail en même temps que l'autre chambre de travail est évacuée, la soupape de distribution comportant des éléments opposés, sensibles à la pression, et une soupape pilote (160) commandant l'application du fluide sous pression audit élément sensible à la pression afin d'inverser alternativement la pression différentielle appliquée à la soupape de distribution

en réponse au mouvement alternatif desdits pistons.

29.

23. - Pompe selon la revendication 22, carac-

térisée en ce que la soupape pilote est déplacée de manière à inverser la pression différentielle avant que les pistons reliés l'un à l'autre n'atteignent la fin de leur course, des organes élastiques (130a, 130b) étant comprimés par les pistons lorsqu'ils se déplacent vers la fin de leur course,

afin d'empêcher les pistons de cogner.