FR2992373A1

FR2992373A1 - PERFECTED PISTON PUMP

Info

Publication number: FR2992373A1
Application number: FR1256071A
Authority: FR
Inventors: Jean-Francois Olivere
Original assignee: Gwe Pumpenboese GmbH
Current assignee: Gwe Pumpenboese GmbH
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-12-27
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: FR2992373B1; WO2014060859A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de pompage (1) du type constitué d'une colonne (3) d'exhaure ayant une extrémité dans un liquide à pomper, ladite colonne (3) d'exhaure étant traversée par au moins une tige (2) animée d'un mouvement alternatif pour entraîner au moins un piston (4), caractérisé en ce que le piston (4) comporte un corps (6) cylindrique creux muni d'au moins un orifice (16) longitudinal, un contre-écrou (7) solidaire de ladite tige (2) et une membrane (8) comportant une première virole (30) au moins en partie élastiquement déformable et assurant notamment la solidarisation dudit corps (6) sur le contre-écrou (7) de manière à ce que ledit corps (6) puisse légèrement s'articuler au moins autour de deux directions perpendiculaire entre elles et à l'axe longitudinal de la tige (2), ladite première virole (30) étant apte, d'une part, à se déformer, lorsque la tige (2) descend vers le bas de la colonne (3) d'exhaure, afin de découvrir lesdits orifices (16) pour laisser passer le liquide à pomper et, d'autre part, à se plaquer contre le corps (6), lorsque la tige (2) se déplace vers le haut de la colonne (3) d'exhaure, afin d'occulter l'orifice (16) et d'empêcher le passage du liquide.The invention relates to a pumping device (1) of the type consisting of a dewatering column (3) having an end in a liquid to be pumped, said dewatering column (3) being traversed by at least one rod (2). ) reciprocated to drive at least one piston (4), characterized in that the piston (4) comprises a hollow cylindrical body (6) provided with at least one longitudinal orifice (16), a counter-nut (7) secured to said rod (2) and a membrane (8) having a first ferrule (30) at least partly resiliently deformable and ensuring in particular the securing of said body (6) on the counter-nut (7) so as to that said body (6) can slightly articulate at least around two directions perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the rod (2), said first ferrule (30) being able, on the one hand, to deforming, when the rod (2) down to the bottom of the column (3) dewatering, to discover said orifices (16) to pass the liquid to be pumped and, secondly, to press against the body (6), when the rod (2) moves towards the top of the column (3) dewatering, in order to obscure the orifice (16) and prevent the passage of the liquid.

Description

- Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de pompage du type dit à pistons multiples, c'est-à-dire un 5 dispositif de pompage constitué d'un train de tiges animé d'un mouvement de va et vient à l'intérieur d'une colonne d'exhaure ayant une extrémité dans le liquide à pomper, une pluralité de pistons étant fixée le long du train de tiges. L'invention vise également les pistons utilisés pour la 10 réalisation du dispositif de pompage précité. Technique antérieure Des dispositifs de pompage du type précité, dont la conception générale est connue de longue date, sont 15 principalement et largement utilisés dans les pays africains. Ainsi, on connait déjà un exemple de réalisation, tel que celui décrit dans le brevet FR 2 634 253, dans lequel le corps de piston et le clapet de refoulement équipant le 20 piston sont rendus solidaires de la tige ou du train de tiges. En effet, chaque piston comprend un corps de piston cylindrique solidaire du train de tiges dont l'extrémité orientée vers le bas de la colonne d'exhaure est constituée d'une structure alvéolaire comportant un orifice axial 25 destiné au passage du train de tiges, un clapet de refoulement étant maintenu en appui contre la structure alvéolaire précitée par un élément tubulaire s'étendant dans le corps du piston et traversé par le train de tiges dont il est également rendu solidaire, ledit clapet de 30 refoulement étant constitué d'une membrane circulaire en matière plastique souple dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur du corps de piston et comprenant une ouverture axiale pour le passage du train de tiges. GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -2 L'inconvénient majeur de ce type de dispositif réside dans leur impossibilité à s'adapter à d'éventuels désalignements entre l'axe de colonne d'exhaure et l'axe de la tige, ces désalignements se produisant notamment lors d'une 5 déformation de la colonne d'exhaure, généralement réalisée en matière de synthèse, lors d'une déviation du forage ou lors d'une erreur dans le positionnement à la verticale de la colonne. Il en résulte une usure rapide de l'ensemble du dispositif. De plus, la présence d'un clapet de refoulement 10 constitué d'une membrane plate souple deformable oblige à un renouvellement fréquent de cette dernière. Pour remédier à ce problème, on connait déjà un autre type d'exemple de réalisation, tel que celui décrit dans le brevet FR 2 812 039, dans lequel le piston-guide est formé 15 d'un corps cylindrique creux, axialement traversant, ménageant entre sa paroi intérieure et la tige un passage coaxial, ce piston-guide comprenant, dans son alésage intérieur, une chambre possédant, à au moins une de ses extrémités ouvertes, une portée sphérique constituant un 20 siège, de préférence d'étanchéité, pour une soupape à portée sphérique, cette soupape, déplaçable dans la chambre du corps de piston entre deux positions axiales de butée contre le corps de piston, étant solidarisée à la tige de piston de manière à obtenir, lors du fonctionnement de la 25 pompe, un entraînement du corps de piston maintenu autocentré en permanence par rapport à la colonne d'exhaure par correction d'éventuels désalignements entre axe de colonne d'exhaure et axe de tige au moyen d'une oscillation relative entre soupape et corps de piston. Toutefois, si ce 30 type de dispositif de pompage permet de garantir une étanchéité parfaite, y compris en cas d'éventuels désalignements entre l'axe de colonne d'exhaure et l'axe de tige, il présente l'inconvénient majeur de voir son corps de piston s'user rapidement nécessitant de fréquentes GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE - 3 - maintenances. En effet, l'action de la soupape sur la portée sphérique de la chambre du piston provoque une déformation dudit corps de piston en forme de tonneau et par conséquent l'usure rapide et prématurée dudit corps.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pumping device of the so-called multi-piston type, that is to say a pumping device consisting of a train of rods animated by a back and forth movement inside. a dewatering column having an end in the liquid to be pumped, a plurality of pistons being fixed along the drill string. The invention also relates to the pistons used for the production of the aforementioned pumping device. PRIOR ART Pumping devices of the aforementioned type, the general design of which is known for a long time, are mainly and widely used in African countries. Thus, there is already known an exemplary embodiment, such as that described in patent FR 2,634,253, in which the piston body and the discharge valve fitted to the piston are made integral with the rod or the drill string. Indeed, each piston comprises a cylindrical piston body integral with the drill string, the downward end of the dewatering column consists of a honeycomb structure having an axial orifice 25 for the passage of the drill string, a discharge valve being held in abutment against the aforesaid cellular structure by a tubular element extending in the body of the piston and traversed by the drill string of which it is also secured, said discharge valve consisting of a diaphragm circular plastic flexible whose diameter is substantially equal to the inner diameter of the piston body and comprising an axial opening for the passage of the drill string. GWE002-FR-1_TEXTE REMOVAL_RGGE -2 The major disadvantage of this type of device lies in their impossibility to adapt to possible misalignments between the axis of the dewatering column and the axis of the stem, these misalignments are producing in particular during a deformation of the dewatering column, generally made in terms of synthesis, during a deviation of the borehole or during an error in the vertical positioning of the column. This results in rapid wear of the entire device. In addition, the presence of a discharge valve 10 consisting of a flexible deformable flat membrane requires frequent renewal of the latter. To remedy this problem, there is already known another type of embodiment, such as that described in patent FR 2 812 039, in which the piston-guide is formed of a hollow cylindrical body, axially through, sparing between its inner wall and the rod a coaxial passage, this piston-guide comprising, in its internal bore, a chamber having, at at least one of its open ends, a spherical surface constituting a seat, preferably a seal, for a spherical valve, this valve, movable in the chamber of the piston body between two axial abutment positions against the piston body, being secured to the piston rod so as to obtain, during the operation of the pump, a driving the piston body maintained permanently autocentred with respect to the dewatering column by correcting any misalignments between the dewatering column axis and the shaft axis by means of a relative oscillation between valve and piston body. However, if this type of pumping device makes it possible to guarantee a perfect seal, even in the event of any misalignments between the axis of the dewatering column and the stem axis, it has the major drawback of having its Piston body wear quickly requiring frequent servicing GWE002-EN-1_TEXTE REMOVAL_RGB - 3 - maintenances. Indeed, the action of the valve on the spherical bearing of the piston chamber causes a deformation of said barrel-shaped piston body and therefore rapid and premature wear of said body.

Exposé de l'invention Ainsi, le but de la présente invention est de proposer une alternative aux dispositifs de pompages déjà connus permettant à la fois de s'adapter aux éventuels désalignements entre l'axe de colonne d'exhaure et l'axe de tige et d'augmenter la durée de vie de certains éléments constitutifs du dispositif de pompage selon l'invention, notamment le piston, afin de réduire dans le temps le nombre d'intervention et donc le coût de maintenance dudit dispositif de pompage. A cet effet, la présente invention a ainsi pour objet un dispositif de pompage du type constitué d'une colonne d'exhaure ayant une extrémité dans un liquide à pomper, ladite colonne d'exhaure étant traversée par au moins une tige animée d'un mouvement alternatif pour entraîner au moins un piston, remarquable en ce que le piston comporte un corps cylindrique creux muni d'au moins un orifice longitudinal, un contre-écrou solidaire de ladite tige et une membrane comportant une première virole au moins en partie élastiquement deformable et assurant notamment la solidarisation dudit corps sur le contre-écrou de manière à ce que ledit corps puisse légèrement s'articuler au moins autour de deux directions perpendiculaire entre elles et à l'axe longitudinal de la tige, ladite première virole étant apte, d'une part, à se déformer, lorsque la tige descend vers le bas de la colonne d'exhaure, afin de découvrir lesdits orifices pour laisser passer le liquide à pomper et, d'autre part, à se plaquer contre le corps, lorsque la tige se déplace vers le haut de la colonne d'exhaure, afin GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -4 d'occulter l'orifice et d'empêcher le passage du liquide. La virole est de préférence tronconique et comporte une portion flexible de moindre épaisseur apte à se déformer en se repliant vers la tige.DISCLOSURE OF THE INVENTION Thus, the purpose of the present invention is to propose an alternative to the already known pumping devices allowing both to adapt to possible misalignments between the axis of the dewatering column and the stem axis. and to increase the life of certain components of the pumping device according to the invention, in particular the piston, in order to reduce in time the number of intervention and therefore the maintenance cost of said pumping device. For this purpose, the present invention thus relates to a pumping device of the type consisting of a dewatering column having an end in a liquid to be pumped, said dewatering column being traversed by at least one rod animated by a reciprocating movement for driving at least one piston, characterized in that the piston comprises a hollow cylindrical body provided with at least one longitudinal orifice, a counter-nut integral with said rod and a membrane having a first ferrule at least partly resiliently deformable and in particular ensuring the securing of said body on the counter-nut so that said body can slightly articulate at least around two directions perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the rod, said first ferrule being suitable, on the one hand, to deform, when the rod descends towards the bottom of the dewatering column, in order to discover said orifices to allow the liquid to be pumped to pass, and on the other hand, to be pressed against the body, when the rod moves up the dewatering column, so GWE002-EN-1_TEXTE REMOVAL_RGGE -4 to obscure the orifice and prevent the passage of liquid. The ferrule is preferably frustoconical and comprises a flexible portion of lesser thickness able to deform by folding towards the rod.

La membrane comporte avantageusement une virole cylindrique munie sur sa face externe d'une gorge annulaire ayant un contour transversal en forme générale d'arc de cercle et sur sa face interne d'un bossage annulaire ayant un contour transversal en forme générale d'arc de cercle.The membrane advantageously comprises a cylindrical shell provided on its outer face with an annular groove having a transverse contour in the general shape of a circular arc and on its inner face with an annular boss having a transverse contour in the general shape of an arc of circle.

De manière avantageuse, le corps comporte une paroi externe de forme globalement cylindrique, une paroi interne formant un orifice traversant le corps de part en part et étant axé sur l'axe longitudinal dudit corps, une première paroi annulaire, dite supérieure, et une deuxième paroi annulaire, dite inférieure, ladite paroi interne comportant une portion cylindrique issue de la paroi annulaire inférieure et une portion tronconique issue de la portion cylindrique et s'évasant vers la paroi externe en direction de la paroi annulaire supérieure, la portion cylindrique de la paroi interne comprenant un bossage en portion de tore ayant un contour transversal en forme générale d'arc de cercle. Le(s) orifice(s) longitudinal(aux) sont réalisés entre les parois externe et interne du corps et débouchant 25 d'un coté sur la portion tronconique de la paroi interne et de l'autre coté sur la paroi annulaire inférieure. Le contre-écrou comporte avantageusement une portion cylindrique munie d'une gorge dont le contour transversal est en forme générale d'arc de cercle et un moyen de 30 préhension. Le moyen de préhension est déporté par rapport à la portion cylindrique et à la gorge. L'invention concerne également un piston pour dispositif de pompage conforme à l'invention comportant un GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -5 - corps cylindrique creux muni d'au moins un orifice longitudinal, un contre-écrou solidaire de ladite tige et une membrane comportant une virole au moins en partie élastiquement deformable et assurant notamment la solidarisation dudit corps sur le contre-écrou de manière à ce que ledit corps puisse légèrement s'articuler autour de deux directions perpendiculaire entre elles et à l'axe longitudinal de la tige, ladite virole étant apte, d'une part, à se déformer, lorsque la tige descend vers le bas de la colonne d'exhaure, afin de découvrir lesdits orifices pour laisser passer le liquide à pomper et, d'autre part, à se plaquer contre la portion le corps, lorsque la tige se déplace vers le haut de la colonne d'exhaure, afin d'occulter l'orifice 16 et d'empêcher le passage du liquide Description sommaire des figures D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d'une variante d'exécution d'un dispositif de pompage selon l'invention en 20 référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue partielle en coupe verticale d'un dispositif de pompage de liquide conforme à l'invention lorsque la tige entraîne le piston dans un mouvement ascendant ; 25 - la figure 2 est une vue partielle en coupe verticale du dispositif de pompage de liquide de la figure 1 lorsque la tige entraîne le piston dans un mouvement descendant. - la figure 3 est une vue en coupe verticale du corps 30 du piston du dispositif de pompage de liquide de la figure 1 avec ses cannelures permettant le passage du liquide pompé durant le mouvement descendant dudit piston ; - la figure 4 est une vue de dessus du corps de la figure 3 ; GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -6 - la figure 5 est une vue en coupe verticale de la membrane du piston du dispositif de pompage de liquide de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue du contre-écrou du piston 5 du dispositif de pompage de liquide de la figure 1. Meilleure manière de réaliser l'invention technique Comme décrit précédemment, le dispositif de pompage 1, selon l'invention, comprend classiquement une 10 tige 2, ou de préférence un train de tiges 2 animé d'un mouvement de va-et-vient à l'intérieur d'une colonne 3 d'exhaure ou corps de pompe. Dans le cas d'un train de tiges 2, une pluralité de pistons 4 sont positionnés, généralement de manière équidistante, le long dudit train 15 de tiges 2. La colonne 3 d'exhaure est constituée d'un ou plusieurs tubes assemblés par des manchons de couplage et présente une extrémité disposée dans le liquide à pomper dans un forage ou un puits jusqu'à la nappe aquifère. Ladite extrémité est classiquement fermée par un clapet 20 anti-retour, encore appelé clapet de pied (non représenté sur les figures) qui n'est pas spécifique à l'invention. Cette colonne 3 d'exhaure peut être formée d'un seul élément tubulaire ou d'un assemblage d'éléments tubulaires. Le mouvement alternatif de la tige 2 ou du train de tiges 2 25 est quant à lui obtenu par l'intermédiaire d'une superstructure disposée en surface (non représentée sur les figures). Cette superstructure, actionnée manuellement ou mécaniquement, permet un entraînement en va-et-vient de la tige 2 ou du train de tiges 2 et par conséquent un 30 mouvement alternatif du piston 4 ou de la pluralité de pistons 4 à l'intérieur de la colonne 3 d'exhaure. Une des caractéristiques de ce type de dispositif de pompage 1 réside dans la possibilité d'obtenir des débits importants en grandes profondeurs, la multiplicité des pistons 4 GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE - 7 - assurant une pression constante par piston 4 quelle que soit la profondeur. Pour éviter tout risque de corrosion, tous les éléments constituant la partie immergée du dispositif de pompage 1 sont en matériau non corrosifs tels que l'acier inoxydable ou encore en matériau synthétique. Ainsi, la colonne 3 d'exhaure est avantageusement constituée d'un tube en matière synthétique telle que, par exemple, du PVC ou analogue, et les tiges 2 sont en acier inoxydable.Advantageously, the body comprises an outer wall of generally cylindrical shape, an inner wall forming an orifice passing through the body from one side to the other and being centered on the longitudinal axis of said body, a first annular wall, said upper, and a second annular wall, said lower, said inner wall having a cylindrical portion from the lower annular wall and a frustoconical portion from the cylindrical portion and flaring towards the outer wall towards the upper annular wall, the cylindrical portion of the wall internal member comprising a boss in a portion of a torus having a transverse contour in the general shape of an arc of a circle. The longitudinal orifice (s) are made between the outer and inner walls of the body and opening on one side on the frustoconical portion of the inner wall and on the other side on the lower annular wall. The counter-nut advantageously comprises a cylindrical portion provided with a groove whose transverse contour is in the general shape of an arc of a circle and a gripping means. The gripping means is offset relative to the cylindrical portion and the groove. The invention also relates to a piston for a pumping device according to the invention comprising a GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -5 - hollow cylindrical body provided with at least one longitudinal orifice, a counter-nut integral with said rod and a membrane having a ferrule at least partly resiliently deformable and ensuring in particular the securing of said body on the counter-nut so that said body can slightly articulate around two directions perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the rod, said ferrule being able, on the one hand, to deform, when the rod descends towards the bottom of the dewatering column, in order to discover said orifices to allow the liquid to be pumped to pass and, on the other hand, to press down against the portion of the body, when the rod moves up the dewatering column, in order to obscure the orifice 16 and to prevent the passage of liquid Summary description of the figures Other advantages and features will become more apparent from the following description of an alternative embodiment of a pumping device according to the invention with reference to the appended figures in which: - Figure 1 is a partial vertical sectional view of a liquid pumping device according to the invention when the rod drives the piston in an upward movement; Figure 2 is a partial vertical sectional view of the liquid pumping device of Figure 1 when the rod drives the piston in a downward motion. - Figure 3 is a vertical sectional view of the body 30 of the piston of the liquid pumping device of Figure 1 with its grooves for the passage of the pumped liquid during the downward movement of said piston; - Figure 4 is a top view of the body of Figure 3; FIG. 5 is a vertical sectional view of the piston diaphragm of the liquid pumping device of FIG. 1; FIG. 6 is a view of the counter-nut of the piston 5 of the liquid pumping device of FIG. 1. Best way of carrying out the technical invention As described above, the pumping device 1, according to the invention, comprises conventionally a rod 2, or preferably a drill string 2 reciprocated within a dewatering column 3 or pump body. In the case of a drill string 2, a plurality of pistons 4 are positioned, generally equidistantly, along said drill string 2. The dewatering column 3 consists of one or more tubes assembled by Coupling sleeves and has an end disposed in the liquid to be pumped into a borehole or well to the aquifer. Said end is conventionally closed by a non-return valve, also called foot valve (not shown in the figures) which is not specific to the invention. This 3 dewatering column may be formed of a single tubular element or an assembly of tubular elements. The reciprocating movement of the rod 2 or the drill string 2 is obtained by means of a superstructure disposed on the surface (not shown in the figures). This superstructure, actuated manually or mechanically, allows a reciprocating drive of the rod 2 or the drill string 2 and therefore an alternating movement of the piston 4 or the plurality of pistons 4 inside the column 3 dewatering. One of the characteristics of this type of pumping device 1 lies in the possibility of obtaining large flows in great depths, the multiplicity of pistons 4 GWE002-FR-1_TEXTE REMOVING_RGGE - 7 - ensuring a constant pressure by piston 4 whatever the depth. To avoid any risk of corrosion, all the elements constituting the immersed part of the pumping device 1 are made of non-corrosive material such as stainless steel or else of synthetic material. Thus, the dewatering column 3 is advantageously constituted by a tube of synthetic material such as, for example, PVC or the like, and the rods 2 are made of stainless steel.

Par ailleurs, pour former le train de tiges 2, ces dernières sont au moins filetées à chacune de leurs extrémités pour permettre l'assemblage de deux tiges 2 adjacentes entre elles par le biais d'un manchon 5 femelle taraudé. Chaque manchon 5 est immobilisé sur les tiges 2 par tous moyens de serrage appropriés, tels que des contre-écrous (non représentés sur les figures) disposés de part et d'autre dudit manchon 5. En référence aux figures 1 et 2, le ou chaque piston 4 comporte un corps 6 cylindrique creux, un contre-20 écrou 7 solidaire d'une des tiges 2 du dispositif de pompage 1 et une membrane 8 au moins en partie élastiquement deformable assurant notamment la solidarisation dudit corps sur le contre-écrou 7 d'une manière qui sera décrite plus loin. 25 Conformément aux figures 3 à 6, le corps 6 comporte une paroi externe 9 de forme globalement cylindrique, une paroi interne 10 formant un orifice traversant le corps 6 de part en part et étant axé sur l'axe longitudinal dudit corps 6, une première paroi annulaire 11, dite supérieure, 30 située du coté du haut de la colonne 3 d'exhaure et une deuxième paroi annulaire 12, dite inférieure, située du coté du bas de la colonne 3 d'exhaure, lesdites parois annulaires supérieure 11 et inférieure 12 joignant respectivement les bords supérieurs et inférieurs desdites GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -8 - parois externe 9 et interne 10. Ladite paroi interne 10 comporte une portion cylindrique 13 issue de la paroi annulaire inférieure 12 et une portion tronconique 14 issue de la portion cylindrique 13 et s'évasant vers la paroi externe 9 en direction de la paroi annulaire supérieure 11. La portion cylindrique 13 de la paroi interne 10 comprend un bossage 15 en portion de tore, ledit bossage 15 ayant un contour transversal en forme générale d'arc de cercle. Le corps 6 comprend en outre au moins un orifice 16 longitudinal réalisé entre ses parois externe 9 et interne 10, et débouchant d'un coté sur la portion tronconique 14 de la paroi interne 10 et de l'autre coté sur la paroi annulaire inférieure 12. Selon un mode de réalisation préféré et en référence avec la figure 3, le corps 6 comprend une pluralité d'orifices 16 dont la section transversale a une forme générale de portion d'anneau, lesdits orifices 16 étant répartis uniformément autour de l'axe longitudinal dudit corps 6 de manière à former une structure annulaire alvéolaire. Ces orifices 16 permettent l'écoulement vers le haut de la colonne 3 d'exhaure du liquide pompé lors de la descente du train de tiges 2. La forme tronconique de la paroi interne 10 est particulièrement intéressante car elle permet d'obtenir un passage important pour le liquide pompé dans le piston 2 réduisant ainsi les pertes de charge lors de la descente du train de tiges 2 et permettant une descente par gravité sans lest complémentaire. En référence aux figures 1, 2 et 6, le contre-écrou 7 solidaire d'une des tiges 2 du dispositif de pompage 1 comporte une portion cylindrique 17 munie d'une gorge 18 dont le contour transversal est en forme générale d'arc de cercle. De préférence, le rayon du contour transversal de ladite gorge 18 est égal à celui du contour transversal du GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -9 bossage 15 de la portion cylindrique 13 de la paroi interne 10. Le contre-écrou 7 comprend en outre un moyen de préhension 19, avantageusement une portion de forme externe hexagonale, permettant la rotation dudit contre-écrou 7 à 5 l'aide d'un outil, du type clé plate par exemple, afin de serrer ledit contre-écrou 7 sur la tige 2 associée. Ledit moyen de préhension 19 est de préférence déporté par rapport à la portion cylindrique 17 et à la gorge 18 de manière à ce qu'il reste en permanence accessible, lorsque 10 le piston est monté le long de la tige 2, afin de faciliter le montage et le démontage dudit piston. Selon une mode de réalisation préféré, on dispose un piston 4 sur chaque tige 2 au droit de son extrémité, nommée inférieure, située du coté du bas de la colonne 3 15 d'exhaure. Pour cela, le contre-écrou 7 remplace le contre-écrou disposé du coté du haut de la colonne 3 d'exhaure et servant à l'immobilisation du manchon 5 du train de tiges 2. En référence aux figures 1, 2 et 5, la membrane 8 20 assurant notamment la solidarisation dudit corps 6 sur le contre-écrou 7 comporte une paroi externe 20 de forme complémentaire à celle de la paroi interne 10 du corps 6, une paroi interne 21 formant un orifice traversant la membrane 8 de part en part et étant axé sur l'axe 25 longitudinal de ladite membrane 8, une première paroi annulaire 22, dite supérieure, située du coté du haut de la colonne 3 d'exhaure et une deuxième paroi annulaire 23, dite inférieure, située du coté du bas de la colonne 3 d'exhaure, lesdites parois annulaires supérieure 22 et 30 inférieure 23 joignant respectivement les bords supérieurs et inférieurs desdites parois externe 20 et interne 21. Ladite paroi externe 20 comprend une portion cylindrique 24 issue de la paroi annulaire inférieure 23 et une portion tronconique 25 issue de la portion GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE - 10 - cylindrique 24 et s'évasant vers l'extérieur de la membrane 8 en direction de la paroi annulaire supérieure 22. La portion cylindrique 24 de la paroi externe 20 comprend une gorge 26 annulaire ayant un contour transversal en forme générale d'arc de cercle, ladite portion cylindrique 24 et ledit bossage 25 étant aptes à coopérer respectivement avec la portion cylindrique 24 et le bossage 15 de la paroi interne 10 du corps 6 pour maintenir en position ledit corps 6 sur la membrane 8.Moreover, to form the drill string 2, the latter are at least threaded at each of their ends to allow the assembly of two rods 2 adjacent to each other by means of a tapped female sleeve 5. Each sleeve 5 is immobilized on the rods 2 by any appropriate clamping means, such as counter-nuts (not shown in the figures) arranged on either side of said sleeve 5. With reference to FIGS. 1 and 2, the or each piston 4 comprises a hollow cylindrical body 6, a counter-nut 7 integral with one of the rods 2 of the pumping device 1 and a membrane 8 at least partly resiliently deformable ensuring in particular the fastening of said body on the locknut 7 in a way that will be described later. According to FIGS. 3 to 6, the body 6 comprises an external wall 9 of generally cylindrical shape, an inner wall 10 forming an orifice passing through the body 6 from one side to the other and being centered on the longitudinal axis of said body 6, a first annular wall 11, said upper, 30 located on the upper side of the 3 dewatering column and a second annular wall 12, said lower, located on the bottom side of the dewatering column 3, said upper annular walls 11 and lower 12 respectively joining the upper and lower edges of said GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -8 - outer 9 and inner wall 10. Said inner wall 10 has a cylindrical portion 13 from the lower annular wall 12 and a frustoconical portion 14 from the portion cylindrical 13 and flaring towards the outer wall 9 in the direction of the upper annular wall 11. The cylindrical portion 13 of the inner wall 10 comprises a boss portion 15 torus, said boss 15 having a transverse contour in the general shape of a circular arc. The body 6 further comprises at least one longitudinal orifice 16 formed between its outer 9 and inner 10 walls, and opening on one side on the frustoconical portion 14 of the inner wall 10 and on the other side on the lower annular wall 12 According to a preferred embodiment and with reference to FIG. 3, the body 6 comprises a plurality of orifices 16 whose cross section has a general shape of a ring portion, said orifices 16 being uniformly distributed around the axis. longitudinally of said body 6 so as to form an annular alveolar structure. These orifices 16 allow the upward flow of the column 3 for exhaling the liquid pumped during the descent of the drill string 2. The frustoconical shape of the inner wall 10 is particularly interesting because it makes it possible to obtain a large passage for the liquid pumped into the piston 2 thus reducing the pressure drops during the descent of the drill string 2 and allowing gravity descent without additional ballast. With reference to FIGS. 1, 2 and 6, the counter-nut 7 secured to one of the rods 2 of the pumping device 1 comprises a cylindrical portion 17 provided with a groove 18 whose transverse contour is in the general shape of an arc of circle. Preferably, the radius of the transverse contour of said groove 18 is equal to that of the transverse contour of the GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE -9 boss 15 of the cylindrical portion 13 of the inner wall 10. The counter nut 7 further comprises a gripping means 19, advantageously a portion of hexagonal external shape, allowing said counter nut 7 to be rotated by means of a tool, such as a flat wrench, in order to tighten said counter nut 7 on the rod 2 associated. Said gripping means 19 is preferably offset relative to the cylindrical portion 17 and the groove 18 so that it remains permanently accessible, when the piston is mounted along the rod 2, to facilitate the mounting and disassembling said piston. According to a preferred embodiment, there is a piston 4 on each rod 2 at the right of its end, called lower, located on the bottom side of the dewatering column 3. For this purpose, the counter-nut 7 replaces the counter-nut disposed on the upper side of the dewatering column 3 and serving to immobilize the sleeve 5 of the drill string 2. With reference to FIGS. 1, 2 and 5, the membrane 8 ensuring in particular the fastening of said body 6 on the counter nut 7 comprises an outer wall 20 of complementary shape to that of the inner wall 10 of the body 6, an inner wall 21 forming an orifice through the membrane 8 of part part and being oriented on the longitudinal axis of said membrane 8, a first annular wall 22, said upper, located on the upper side of the 3 dewatering column and a second annular wall 23, said lower, located on the side of the the bottom of the dewatering column 3, said upper annular walls 22 and lower 23 respectively joining the upper and lower edges of said outer and inner walls 20. Said outer wall 20 comprises a cylindrical portion 24 coming from the annular wall. lower nular 23 and a frustoconical portion 25 from the portion GWE002-FR-1_TEXTE REMOVAL_RGGE cylindrical 24 and flaring outwardly of the membrane 8 in the direction of the upper annular wall 22. The cylindrical portion 24 of the outer wall 20 comprises an annular groove 26 having a transverse contour in the general shape of a circular arc, said cylindrical portion 24 and said boss 25 being adapted to cooperate respectively with the cylindrical portion 24 and the boss 15 of the inner wall 10 of the body 6 to maintain said body 6 in position on the membrane 8.

Ladite paroi interne 21 comprend également une portion cylindrique 27 issue de la paroi annulaire inférieure 23 et une portion tronconique 28 issue de la portion cylindrique 27 et s'évasant vers l'extérieur de la membrane 8 en direction de la paroi annulaire supérieure 22. La portion cylindrique 27 de la paroi interne 21 comprend un bossage 29 annulaire ayant un contour transversal en forme générale d'arc de cercle, ladite portion cylindrique 27 et ledit bossage 29 étant aptes à coopérer respectivement avec la cylindrique 17 et la gorge 18 du contre-écrou maintenir en position la membrane 8 sur ledit écrou 7. Avec cette configuration gorge-bossage, on comprend bien, qu'une fois le contre-écrou 7 vissé sur l'une des extrémités d'une tige 2, la membrane 8 mise en place sur ledit contre-écrou 7 et le corps 6 mis en place sur la membrane 8, le corps 6 peut légèrement s'articuler autour de deux directions perpendiculaires entre elles et à l'axe longitudinal de la tige 2 afin d'obtenir l'auto-centrage du corps 6 de piston 4 par rapport à la colonne 3 d'exhaure pour corriger d'éventuels désalignements entre l'axe de colonne 3 d'exhaure et l'axe de la tige 2 et éviter l'usure prématurée dudit corps 6. Par ailleurs, les portions tronconiques 25,28 GWE002-FR-l_TEXTE DEPOSE_RGGE portion 7 pour contre- respectives des parois externe 20 et interne 21 et la paroi annulaire supérieure 22 de la membrane 8 forment une première virole 30 tronconique apte à recouvrir la portion tronconique 14 de la paroi interne 10 du corps 6 et notamment les orifices 16. De même, les portions cylindriques 24,27 respectives des parois externe 20 et interne 21 et la paroi annulaire inférieure 23 de la membrane 8 forment une deuxième virole 31 cylindrique apte à coopérer avec la portion cylindrique 13 de la paroi interne 10 du corps 6 et la portion cylindrique 17 du contre-écrou 7 pour solidariser ledit corps sur ledit contre-écrou 7. En outre, en référence à la figure 2, cette première virole 30 comporte une portion flexible 32 de moindre épaisseur apte à se déformer en se repliant vers la tige 2, lorsque le train de tige 2 descend vers le bas de la colonne 3 d'exhaure, afin de découvrir lesdits orifices 16 pour laisser passer le liquide a pomper. En revanche, lorsque le train de tige 2 se déplace vers le haut de la colonne 3 d'exhaure, ladite portion flexible 32 vient se plaquer contre la portion tronconique 14 de la paroi interne 10 du corps 6 afin d'occulter lesdits orifices 16 et empêcher le passage du liquide. L'Homme du métier n'aura aucune difficulté pour 25 choisir la matière pour réaliser la membrane 8 et pour déterminer ses dimensions et notamment ses différentes épaisseurs. Par ailleurs, on pourra remplacer tout ou une partie des bossages par des gorges et inversement pour les gorges 30 associées sans sortir du cadre de la présente invention. Lorsque le piston 4 est utilisé comme simple guide, il suffit de supprimer la portion flexible 32 de la première virole 30 tronconique de la membrane 8. Enfin, on comprend bien que la forme en tronc de cône GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGE - 12 - de la membrane 8 est beaucoup plus résistante qu'une membrane en forme de disque plat. Possibilité d'application industrielle Comme décrit précédemment, il est bien évident que le dispositif de pompage 1 selon l'invention est particulièrement adapté au pompage de l'eau dans un puits ou un forage à profondeur variable pouvant aller de quelques mètres jusqu'à plusieurs centaines de mètres.Said inner wall 21 also comprises a cylindrical portion 27 issuing from the lower annular wall 23 and a frustoconical portion 28 issuing from the cylindrical portion 27 and flaring outwardly of the membrane 8 in the direction of the upper annular wall 22. cylindrical portion 27 of the inner wall 21 comprises an annular boss 29 having a transverse contour in the general shape of an arc of a circle, said cylindrical portion 27 and said boss 29 being able to cooperate respectively with the cylindrical 17 and the groove 18 of the counter- nut holds the diaphragm 8 in position on said nut 7. With this groove-boss configuration, it is well understood that once the lock nut 7 is screwed onto one of the ends of a rod 2, the diaphragm 8 placed on said counter nut 7 and the body 6 placed on the membrane 8, the body 6 can slightly articulate around two directions perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the rod 2 in order to obtain the self-centering of the piston body 6 with respect to the dewatering column 3 in order to correct possible misalignments between the dewatering column axis 3 and the axis of the rod 2 and to avoid the premature wear of said body 6. In addition, the frustoconical portions 25,28 GWE002-FR-l_TEXTE DEPOSE_RGGE portion 7 for counter-respective outer 20 and inner walls 21 and the upper annular wall 22 of the membrane 8 form a first ferrule Frustoconical portion adapted to cover the frustoconical portion 14 of the inner wall 10 of the body 6 and in particular the orifices 16. Similarly, the respective cylindrical portions 24, 27 of the outer and inner walls 21 and the lower annular wall 23 of the membrane 8 form a second cylindrical ferrule 31 adapted to cooperate with the cylindrical portion 13 of the inner wall 10 of the body 6 and the cylindrical portion 17 of the counter nut 7 to secure said body to said counter nut 7. In addition, with reference to the fi 2, this first ferrule 30 has a flexible portion 32 of lesser thickness able to deform by folding towards the rod 2, when the rod train 2 down towards the bottom 3 of the dewatering column 3, to discover said orifices 16 to let the liquid to be pumped. On the other hand, when the shank 2 is moving towards the top of the dewatering column 3, said flexible portion 32 comes to press against the frustoconical portion 14 of the internal wall 10 of the body 6 in order to conceal said orifices 16 and prevent the passage of liquid. Those skilled in the art will have no difficulty in choosing the material to make the membrane 8 and to determine its dimensions and in particular its different thicknesses. Moreover, all or part of the bosses can be replaced by grooves and vice versa for the associated grooves 30 without departing from the scope of the present invention. When the piston 4 is used as a simple guide, it is sufficient to remove the flexible portion 32 of the first frustoconical ferrule 30 of the membrane 8. Finally, it is understood that the frustoconical shape GWE002-FR-1_TEXT DEPOSE_RGGE - 12 - membrane 8 is much stronger than a flat disk-shaped membrane. Possibility of industrial application As described above, it is obvious that the pumping device 1 according to the invention is particularly suitable for pumping water in a well or a variable depth drilling that can range from a few meters to several meters. hundreds of meters.

Toutefois, il est toujours possible d'utiliser le dispositif de pompage 1 pour l'extraction du pétrole en adaptant les matériaux utilisés pour la fabrication de la colonne 3 d'exhaure et le piston 4. Enfin, il est clair que la présente invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de pompage 1 ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. GWE002-FR-1_TEXTE DEPOSE_RGGEHowever, it is still possible to use the pumping device 1 for the extraction of oil by adapting the materials used for the manufacture of the dewatering column 3 and the piston 4. Finally, it is clear that the present invention is not limited to the sole embodiment of this pumping device 1; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle. GWE002-EN-1_TEXT DEPOSE_RGGE

Claims

CLAIMS1 - Pumping device (1) of the type consisting of a dewatering column (3) having an end in a liquid to be pumped, said dewatering column (3) being traversed by at least one rod (2) driven by reciprocating movement for driving at least one piston (4), characterized in that the piston (4) comprises a hollow cylindrical body (6) provided with at least one longitudinal orifice (16), a counter-nut (7) secured to said rod (2) and a membrane (8) having a first ferrule (30) at least partly elastically deformable and in particular ensuring the securing of said body (6) on the counter-nut (7) so that said body (6) can slightly articulate at least around two directions perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the rod (2), said first ferrule (30) being able, on the one hand, to deform, when the rod (2) descends towards the bottom of the dewatering column (3), in order to discover said orifices (16) to pass the liquid to be pumped and, on the other hand, to press against the body (6), when the rod (2) moves towards the top of the column (3) dewatering, in order to obscure the orifice (16) and to prevent the passage of the liquid.

2 - pumping device (1) according to claim 1 characterized in that the first ferrule (30) is frustoconical.

3 - pumping device (1) according to claim 2 characterized in that the first ferrule (30) comprises a flexible portion (32) of lesser thickness able to deform by folding towards the rod (2). GWE002-EN-1_TEXT REMOVING_RGGE- 14 -

4 - pumping device (1) according to any one of claims 1 to 3 characterized in that the membrane (8) comprises a second shell (31) cylindrical provided on its outer face with a groove (26) annular having a transverse contour in the general shape of a circular arc and on its inner face of an annular boss (29) having a transverse contour in the general shape of an arc of a circle.

5 - pumping device (1) according to claim 4 characterized in that the body (6) has an outer wall (9) of generally cylindrical shape, an inner wall (10) forming an orifice through the body (6) from in part and being oriented on the longitudinal axis of said body (6), a first annular wall (11), said upper, and a second annular wall (12), said lower, said inner wall (10) having a cylindrical portion ( 13) issuing from the lower annular wall (12) and a frustoconical portion (14) issuing from the cylindrical portion (13) and flaring towards the outer wall (9) in the direction of the upper annular wall (11), the portion cylindrical (13) of the inner wall (10) comprising a boss (15) toroidal portion having a transverse contour in the general shape of a circular arc.

6 - pumping device (1) according to claim 5 characterized in that the (s) orifice (s) 16 longitudinal (aux) are formed between the outer wall 9 and inner 10 of the body (6) and opening on one side on the frustoconical portion (14) of the inner wall (10) and on the other side on the lower annular wall (12).

7 - pumping device (1) according to any one of claims 1 to 6 characterized in that the counter-GWE002-FR-1_TEXTE REMOVAL_RGGE- 15 - nut (7) has a cylindrical portion (17) provided with a groove (18) whose transverse contour is generally arcuate shape and a gripping means (19).

8 - pumping device (1) according to any one of claims 1 to 6 characterized in that the gripping means (19) is offset relative to the cylindrical portion (17) and the groove (18).

9 - piston (4) for pumping device (1) according to any one of claims 1 to 8 characterized in that it comprises a hollow cylindrical body (6) provided with at least one orifice (16) longitudinal, a counter-nut (7) secured to said rod (2) and a membrane (8) having a first ferrule (30) at least partially resiliently deformable and ensuring in particular the securing of said body (6) on the counter-nut (7). ) so that said body can slightly articulate about two directions perpendicular to each other and to the longitudinal axis of the rod (2), said first ferrule (30) being able, on the one hand, to deform when the rod (2) descends towards the bottom of the dewatering column (3), in order to discover said orifices (16) to allow the liquid to be pumped to pass and, on the other hand, to press against the portion body (6), when the rod (2) moves towards the top of the dewatering column (3), in order to conceal the orifice 16 and prevent the passage of the liquid. GWE002-EN-1_TEXT DEPOSE_RGGE