WO2014068471A1 - Method for emptying an oil well and system for the implementation of said method - Google Patents

Method for emptying an oil well and system for the implementation of said method Download PDF

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WO2014068471A1
WO2014068471A1 PCT/IB2013/059724 IB2013059724W WO2014068471A1 WO 2014068471 A1 WO2014068471 A1 WO 2014068471A1 IB 2013059724 W IB2013059724 W IB 2013059724W WO 2014068471 A1 WO2014068471 A1 WO 2014068471A1
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pump
drive rod
armature
retarder
rotation
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Eric Coupart
Philippe GUERAUD
Jacques Saint-Michel
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Moteurs Leroy-Somer
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    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • a method of emptying an oil well and a system for setting it into a wafer A method of emptying an oil well and a system for setting it into a wafer.
  • the present invention relates to electrical systems for slowing down the driven devices and relates more particularly but not exclusively to driven device drive systems which are capable of storing during their operation a significant potential energy.
  • the main application concerned by the invention is the drive system of a progressive cavity pump used in an oil well, which is a pump with slow rotation speed, typically around 500 rpm.
  • the pump is placed at the bottom of the well and the drive system is at the top of the well, the depth of the well may exceed 2000 meters.
  • the pump is traditionally driven by an electric motor through a pulley / belt or gear reducer.
  • An installation using such a pump stores in operation a potential energy in two forms, namely on the one hand a torsion energy in the drive rod generated by the twisting of the rod on itself and on the other hand an energy hydrostatic corresponding to the pressure exerted by the fluid column present in the well.
  • a braking system is therefore provided to prevent the accumulated potential energy brutally causes the system in the opposite direction of the normal operation of the pump.
  • This braking system is conventionally a centrifugal braking system, becoming active, through a backstop, when the rotational speed in opposite direction exceeds a predefined threshold.
  • the temperature rise resulting from the dissipation of the energy by friction may exceed the allowable threshold and cause a risk of explosion in the presence of flammable gases , which is often the case at the level of an oil well.
  • the backstop mechanism is relatively complex and expensive because the torque to be transmitted is high.
  • US Pat. No. 6,076,489 thus describes a centrifugal mechanical brake system, fixed either on the slow axis or on the fast axis of the gearbox and rotated only in the opposite direction to the normal operation of the pump by virtue of an anti-rotation mechanism. - stalker.
  • the energy dissipated by friction does not make it possible to control the rise in temperature resulting from the braking which can last more than one hour for a complete emptying of the well.
  • the present invention aims to remedy the above drawbacks and achieves it by, in a first aspect, a method of controlled emptying of a submerged pump oil well, driven on the surface by a motor connected to the pump by a drive rod, this method comprising a step of, in case of stopping of driving the pump by the motor, and rotating the drive rod under the effect in particular of the pressure of the fluid column in the well and the potential energy of torsion accumulated by the rod of drive, slow down the drive rod by exerting a braking torque through a deceleration system including an eddy current retarder.
  • the invention makes it possible to ensure a safe function by avoiding runaway of the system in the event of a change in the operating conditions, independently without connection to an electrical network and by limiting to a set point the maximum temperature of the zone where the potential energy is dissipated.
  • the invention further relates, according to a second of its aspects, a slowing system of the driving rod of a submerged pump of an oil well, comprising an eddy current retarder.
  • the invention has the advantage of allowing the use, for rotating the drive rod of the pump, of any type of engine, asynchronous or synchronous, and allow a quick emptying of the well in good safety conditions .
  • the retarder can be rotated by a drive shaft with a multiplication of the speed of rotation of the drive rod, in particular by a gear speed multiplier, the speed of the retarder is preferably between 1 and 10 times the rotational speed of the drive rod, better between 4 and 8 times.
  • the eddy currents may be induced in an armature by a wound inductor fed by an electric generator, in particular a permanent magnet generator, driven by the aforementioned rod.
  • the power supply of the inductor wound of the retarder by the armature of the generator is advantageously via an electronic control system.
  • the power supply can be regulated by the electronic control system to allow the operation of the retarder in the first place only during a reverse rotation of the drive rod.
  • the current in the wound inductor can be electronically controlled so as to control the braking torque exerted and avoid exceeding a limit temperature, in particular to maintain the temperature of the retarder armature at a value less than or equal to the temperature anti-convergeflagrance.
  • the current in the wound inductor can be regulated according to the rotational speed of the drive rod to minimize the emptying time of the well. If the speed of rotation tends to increase, the braking torque is maintained or even increased, and if the speed tends to decrease, the braking torque is reduced.
  • the retarder armature can be cooled by a liquid that can be a lubricating oil of a gearbox through which the motor is coupled to the drive rod and this liquid can be circulated by a lubrication pump, including a pump ensuring lubrication of the gearbox.
  • the retarder armature can be cooled by a fan, including a fan for cooling the motor.
  • the wound inductor and the retarder armature may be fixed and comprise between the two at least one, better two movable armatures, driven in rotation by the drive rod. This has the advantage on the one hand to facilitate the supply of the wound inductor, the cooling of the armature with a liquid and to avoid having to use a rotating electrical circuit.
  • the two movable armatures can be nested one inside the other, in particular by means of claws.
  • the deceleration system may not have a backstop mechanism between the retarder and the drive rod, the detection of the reverse rotation of the drive rod and the power supply of the wound inductor being done by means of the control system.
  • electronic control connected to the inductor of the retarder and to the armature of the generator. This avoids the cost of a backstop mechanism and increases the reliability of the installation by taking shelter from a malfunction of it.
  • the generator for supplying the wound inductor may be rotated by means of a backstop mechanism.
  • the couple The drive of the generator is relatively small compared to the braking torque to be exerted on the drive rod, and the cost of such a backstop mechanism is relatively low.
  • the subject of the invention is also an installation for implementing the method according to the invention, comprising a submerged pump, in particular with progressive cavities, a motor for driving the pump in rotation through a rod. drive and a gearbox and a rod slowing system as defined above.
  • FIG. 1 is a diagrammatic view of an oil well equipped with an immersed pump pumping installation and a slowing system according to the invention
  • FIGS. 2 to 5 are schematic views of different configurations of the retarding system according to the invention.
  • FIG. 6 is a more detailed section of an exemplary slowing system according to the invention.
  • FIG. 7 is a view along VII of FIG. 6,
  • FIG. 8 is a section along VIII of FIG. 9,
  • FIG. 9 is a view along IX of FIG. 6,
  • FIG. 10 represents, in isolation, a reinforcing element of the retarder
  • FIG. 11 illustrates various steps of an example of a retarder control algorithm
  • FIG. 10 represents, in isolation, a reinforcing element of the retarder
  • FIG. 11 illustrates various steps of an example of a retarder control algorithm
  • Figure 12 is a schematic view of an exemplary electronic control circuit of the retarder.
  • FIG. 1 shows schematically a petroleum well W in the bottom of which is immersed a pump P, preferably a pump with progressive cavities, the latter being driven from the surface by a motor M via a a drive rod T and a gearbox 10.
  • a pump P preferably a pump with progressive cavities
  • a system 20 according to the invention for slowing down the drive rod T is provided to prevent runaway of the installation in case of change of its operating conditions, including stopping the engine M, and ensure the emptying of the well W in good safety conditions, especially in terms of maximum temperature reached.
  • the deceleration system 20 comprises an eddy current retarder 25.
  • This deceleration system 20 may have different configurations, examples of which have been given schematically in FIGS. 2 to 5.
  • the drive shaft 21 of the retarding system 20 has been shown very schematically, this shaft 21 being mechanically coupled in multiple ways to the drive rod T.
  • the drive shaft 21 is rotated by the inverse rotation of the rod T, the transmission of the torque between the drive rod T and the deceleration system It can be carried out in a variety of ways, and in particular by means of a gear speed increaser which drives the deceleration system 20 at a higher rotational speed than that of the drive shaft T.
  • the deceleration system 20 comprises an eddy-current retarder 25 comprising an armature 23, a wound inductor 24 and two rotating armatures 40a and 40b.
  • the retarder 25 is electrically powered by an electric generator 30 with permanent magnets.
  • the armature 32 of this generator 30 is fixed and the inductor comprises permanent magnets 31 driven in rotation against the armature 32 by the rotation of the drive shaft 21.
  • the electric generator 30 supplies the wound inductor 24 of the retarder 25 via an electronic circuit 35.
  • the supply of the wound inductor 24 of the retarder 25 by the generator 30 enables the deceleration system 20 to be self-powered and to continue to operate. during a power failure of the motor M.
  • the two armatures 40a and 40b have a plurality of poles and are formed by claws 42 arranged to interlock. Retarders using such claw reinforcement are known in other fields, especially for the orientation of cranes) under the trade references RO / 12, RO / 15, RO / 2, RO / 3.
  • the armatures 40a and 40b are arranged to conduct the magnetic flux generated by the inductor 24 of the retarder 25 in the armature 23 of the retarder 25.
  • the claws 42 of the nested armatures 40a and 40b generate an alternation of N and S poles in the circumferential direction around the inductor 24 and lead the flux to the armature.
  • the armatures 40a and 40b being rotated, the magnetic field in the armature 23 generates eddy currents which, by reaction, exert a braking torque on the armatures 40a and 40b braking, thus the drive shaft. 21 and indirectly the drive rod T.
  • the armature 23 of the static retarder 25 can be cooled in various ways by a circulation of liquid or gas, especially air or oil.
  • the cooling is carried out with circulation of liquid.
  • the coolant 50 can cool the armature 23 by circulating inside a helical channel 54 winding around the latter.
  • the helical channel 54 is integrated in the armature 23.
  • the coolant 50 may advantageously be the same liquid as the lubricating liquid of the gearbox 10.
  • the cooling liquid 50 can circulate in a radiator 52.
  • the radiator 52 can advantageously be subjected to an air flow generated by a fan 60.
  • the latter can be driven by the drive shaft 21 via a backstop mechanism to operate only when the retarding system 20 is in operation.
  • the fan 60 may be a fan specific to the deceleration system
  • the fan 60 is driven by the reverse rotation of the motor during the emptying of the well W.
  • the coolant 50 of the armature 23 of the retarder 25 can be circulated by a pump 51 specific to the retarding system 20 or by the pump which serves to lubricate the gearbox 10.
  • the pump 51 is driven in particular by the motor shaft. In the event of a network failure, it is not affected. It can deliver a flow in a given direction regardless of the direction of rotation of the shaft.
  • FIG. 12 schematically shows the electronic circuit 35 of the retarding system 20, which notably allows it to be self-powered.
  • the retardation system 20 is advantageously designed to operate at a very low electrical voltage, for example less than 50 V, in order to eliminate the risks of electrical safety.
  • the electronic circuit 35 which makes it possible to supply the retarder 25 with the generator 30, may comprise a power supply circuit 70 which rectifies the current delivered by the armature 32 of the generator 30, a control circuit 72 powered by the circuit for example, and an electronic power module 74 connected to the inductor 24 of the retarder 25, which can also be powered by the power supply module 70 and which is controlled by the control circuit 72.
  • the control circuit 72 can control the power module 74 so as to regulate the current in the inductor 24 of the retarder 25 and, indirectly, act on the level of braking torque exerted by the retarder 25 on the drive rod T. .
  • the regulation can be carried out in particular as a function of parameters stored for example in a memory 76 of the deceleration system 20 and as a function of the information received from at least one sensor of the temperature of the armature 23, the speed of rotational drive and the direction of rotation of the drive rod T.
  • the parameters may be related to the characteristics of the well W and may in particular inform the control circuit 72 on the depth and diameter of the well and allow an adaptation of the cooling system 20 to different types of configurations.
  • the electronic circuit 35 comprises a user interface 80 which makes it possible to modify certain operating parameters, in particular the maximum temperature that the armature 23 must not exceed and / or the maximum speed allowed by the motor.
  • the electronic circuit 35 can receive information from at least one temperature sensor and can determine the speed and direction of rotation by electrical measurements.
  • the regulation implemented is effected for example according to the algorithm given in FIG.
  • the regulation may comprise firstly a detection of the direction of rotation of the shaft 21 coupled to the retarding system 20, so as not to put it into service when the direction of rotation is normal, that is to say that the motor M normally drives the drive rod T to pump oil into the well W.
  • Detection of the direction of rotation can be carried out conventionally by analyzing the current on the phases of the armature 32 of the generator 30.
  • the detection of the direction of rotation can be carried out by two inductive sensors arranged at 90 ° from one another a tachometric encoder or dynamo.
  • the inductor 24 of the retarder 25 is electrically powered by the power module 74, so as to generate a braking torque.
  • the control circuit 72 can determine the speed of rotation of the shaft 21 by electrical measurements on the phases of the armature 32 of the generator 30 or from an optical encoder, and exerts a regulation tending to exert a torque more important if the speed is high and lower if the speed is low, so as to minimize the emptying time of the well W.
  • the measured speed can be compared with a threshold value V s , and, depending on the result of this comparison, the control circuit 72 can control a decrease in the current in the inductor 24 of the retarder 25 if the speed is higher. low, so as to encourage the acceleration of the rod T.
  • a temperature measurement of the coolant 50 or the armature 23 of the retarder 25 can be performed, to prevent overheating.
  • a temperature greater than a limit temperature T max the current in the inductor 24 of the retarder 25 is decreased, whereas in the case where the temperature is not excessive, especially less than T max , the current in the inductor 24 of the retarder 25 can be maintained or increased to maintain or increase braking.
  • the temperature measurement is possibly performed on the drive shaft 21 by a temperature sensor located on the drive shaft 21, if it is ensured that the drive shaft 21 is in contact with the drive shaft 21. coolant 50 in an area near the sensor. In a variant, the temperature measurement is performed by one or more probes placed in the coil of the inductor 24.
  • the regulation implemented aims to comply in particular with the directive 94/9 / CE of the European Parliament, also called ATEX standard, concerning equipment and protection systems intended for explosive atmospheres.
  • the regulation and detection of the operating parameters may be doubled by a second electronic circuit 35 with the associated sensors.
  • the detection of the operating parameters is preferably carried out simultaneously by the two electronic circuits 35.
  • the detection of an inverse rotation by at least one of the electronic circuits leads to the supply of the inductor 24.
  • FIG. 3 differs from that which has just been described in FIG. 2 in that the inductor of the retarder 24, the armatures 40a and 40b, the armature 32 of the generator 30 and the electronic circuit of FIG. 35 are mounted rotating, driven in rotation by the shaft 21.
  • FIGS. 4 and 6 to 9 differs from that described in FIG. 2 in that the armature 23 of the retarder 25 is rotated by the shaft 21.
  • the armature 23 is in particular finned so as to to get rid of a coolant circuit.
  • the cooling of the armature 23 may be supplemented by a stream of air generated by a fan 60, when the latter is present.
  • the fan 60 can be rotated by the drive shaft 21.
  • the air flow generated by the fan can enter the cooling system housing by a grid 61 and circulate in the latter including openings 63 connecting the different parts of the cooling system 20 and be discharged through openings 64 of the housing of the cooling system 20.
  • the cooling system 20 comprises a fully passive permanent magnet retarder 25, without electronic regulation, rotated by a backstop mechanism 33.
  • the invention is not limited to the examples which have just been described.
  • the electronic control can be analog, in particular by exerting a braking torque proportional to the speed of the rod.

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Abstract

The invention relates to a method for the controlled (P) emptying of an oil well (W) comprising a submerged pump which is driven on the surface by a motor (M) connected to the pump by a driving rod (T), said method comprising the step consisting of: in the event of the interruption of the driving of the pump by the motor and the driving rod being rotated in the reverse direction under the effect especially of the pressure of the fluid column in the well and the potential energy of accumulated torsion in the driving rod, decelerating the driving rod by exerting a braking torque by means of a decelerating system (20) with eddy currents.

Description

Procédé de vidage d'un puits de pétrole et système pour sa mise en œuyre.  A method of emptying an oil well and a system for setting it into a wafer.
La présente invention concerne les systèmes électriques permettant le ralentissement des dispositifs entraînés et a trait plus particulièrement mais non exclusivement aux systèmes d'entraînement de dispositifs entraînés qui sont susceptibles d'emmagasiner au cours de leur fonctionnement une énergie potentielle importante. The present invention relates to electrical systems for slowing down the driven devices and relates more particularly but not exclusively to driven device drive systems which are capable of storing during their operation a significant potential energy.
L'application principale concernée par l'invention est le système d'entraînement d'une pompe à cavités progressives utilisée dans un puits de pétrole, qui est une pompe à vitesse de rotation lente, typiquement autour de 500 tr/min. La pompe est placée au fond du puits et le système d'entraînement est en haut du puits, la profondeur du puits pouvant dépasser les 2000 mètres.  The main application concerned by the invention is the drive system of a progressive cavity pump used in an oil well, which is a pump with slow rotation speed, typically around 500 rpm. The pump is placed at the bottom of the well and the drive system is at the top of the well, the depth of the well may exceed 2000 meters.
La pompe est traditionnellement entraînée par un moteur électrique au travers d'un réducteur à poulies/courroie ou à engrenages.  The pump is traditionally driven by an electric motor through a pulley / belt or gear reducer.
Une installation utilisant une telle pompe emmagasine en fonctionnement une énergie potentielle sous deux formes, à savoir d'une part une énergie de torsion dans la tige d'entraînement générée par le vrillage de la tige sur elle-même et d'autre part une énergie hydrostatique correspondant à la pression exercée par la colonne de fluide présente dans le puits.  An installation using such a pump stores in operation a potential energy in two forms, namely on the one hand a torsion energy in the drive rod generated by the twisting of the rod on itself and on the other hand an energy hydrostatic corresponding to the pressure exerted by the fluid column present in the well.
En cas de défaillance de l'alimentation électrique du système, cette énergie potentielle est susceptible d'entraîner brutalement la tige d'entraînement en sens inverse et de provoquer un emballement avec une vitesse de dévirage pouvant être dangereuse pour le matériel mais également les personnes.  In case of failure of the power supply of the system, this potential energy is likely to brutally drive the drive rod in the opposite direction and cause a runaway with a speed of deviation may be dangerous for the equipment but also people.
Un système de freinage est donc prévu afin d'éviter que l'énergie potentielle accumulée entraîne brutalement le système en sens de rotation inverse au fonctionnement normal de la pompe. Ce système de freinage est classiquement un système de freinage centrifuge, devenant actif, au travers d'un anti-dévireur, lorsque la vitesse de rotation en sens inverse dépasse un seuil prédéfini.  A braking system is therefore provided to prevent the accumulated potential energy brutally causes the system in the opposite direction of the normal operation of the pump. This braking system is conventionally a centrifugal braking system, becoming active, through a backstop, when the rotational speed in opposite direction exceeds a predefined threshold.
Dans le cas où un système de freinage centrifuge est utilisé pour limiter la vitesse de rotation, l'élévation de température résultant de la dissipation de l'énergie par frottement peut dépasser le seuil admissible et entraîner un risque d'explosion en présence de gaz inflammables, ce qui est souvent le cas au niveau d'un puits de pétrole. De plus, le mécanisme anti-dévireur est relativement complexe et coûteux, car le couple à transmettre est élevé. In the case where a centrifugal braking system is used to limit the speed of rotation, the temperature rise resulting from the dissipation of the energy by friction may exceed the allowable threshold and cause a risk of explosion in the presence of flammable gases , which is often the case at the level of an oil well. In addition, the backstop mechanism is relatively complex and expensive because the torque to be transmitted is high.
Le brevet US 6 076 489 décrit ainsi un système de frein mécanique centrifuge, fixé soit sur l'axe lent soit sur l'axe rapide du réducteur et entraîné en rotation uniquement dans le sens inverse du fonctionnement normal de la pompe grâce à un mécanisme anti- dévireur. L'énergie dissipée par frottement ne permet pas de contrôler l'élévation de température résultant du freinage qui peut durer plus d'une heure pour un vidage complet du puits.  US Pat. No. 6,076,489 thus describes a centrifugal mechanical brake system, fixed either on the slow axis or on the fast axis of the gearbox and rotated only in the opposite direction to the normal operation of the pump by virtue of an anti-rotation mechanism. - stalker. The energy dissipated by friction does not make it possible to control the rise in temperature resulting from the braking which can last more than one hour for a complete emptying of the well.
Divers autres dispositifs de freinage ont été développés pour tenter de limiter et/ou contrôler la vitesse de rotation de la pompe. Les publications WO 00/25000, US 5 749 416 et US 6 113 355 décrivent un système de ralentissement hydraulique ne freinant que dans un sens. L'élévation de température du fluide dépend de la quantité de fluide dans le système, et un réservoir encombrant pour contenir le fluide peut être nécessaire. Le dimensionnement doit être fait pour les températures ambiantes les plus élevées et chaque cas doit faire l'objet d'une étude sachant que la température du liquide n'est pas régulée.  Various other braking devices have been developed in an attempt to limit and / or control the speed of rotation of the pump. Publications WO 00/25000, US 5,749,416 and US 6,113,355 describe a hydraulic slowing system which only brakes in one direction. The temperature rise of the fluid depends on the amount of fluid in the system, and a bulky tank for containing the fluid may be required. Sizing should be done for the highest ambient temperatures and each case should be investigated as the temperature of the liquid is not regulated.
Les publications US 2005/0205249 et WO 2007/042732 décrivent un système de freinage électrique, dans lequel le moteur devient générateur et l'énergie est dissipée dans un bloc de résistances électriques distant grâce à des contacteurs de puissance. Ce système ne fonctionne pas en cas de défaillance technique du moteur. De plus, les contacteurs de puissance, les sécurités associées et le bloc de résistances rendent le système relativement complexe et coûteux.  Publications US 2005/0205249 and WO 2007/042732 describe an electric braking system in which the motor becomes a generator and the energy is dissipated in a remote block of electrical resistors by means of power contactors. This system does not work in case of engine failure. In addition, the power contactors, the associated securities and the resistor block make the system relatively complex and expensive.
Ainsi, la plupart des systèmes connus ne permettent pas, soit de garantir que les températures maximales atteintes au cours du vidage de puits n'atteignent pas des seuils d'explosibilité de l'environnement immédiat au dessus du puits, soit d'assurer une sécurité complètement satisfaisante en survitesse.  Thus, most of the known systems do not make it possible either to guarantee that the maximum temperatures reached during the emptying of wells do not reach the explosive thresholds of the immediate environment above the well, or to ensure safety completely satisfactory in overspeed.
Certains systèmes connus répondent à cet objectif, mais au prix de contraintes additionnelles, liées par exemple à l'utilisation de moteurs à aimants ou à la présence de réservoirs de grande capacité.  Some known systems meet this objective, but at the cost of additional constraints, for example related to the use of magnet motors or the presence of large capacity tanks.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus et y parvient grâce à, selon un premier de ses aspects, un procédé de vidage contrôlé d'un puits de pétrole à pompe immergée, entraînée en surface par un moteur relié à la pompe par une tige d'entraînement, ce procédé comportant une étape consistant à, en cas d'arrêt de l'entraînement de la pompe par le moteur, et mise en rotation de la tige d'entraînement sous l'effet notamment de la pression de la colonne de fluide dans le puits et de l'énergie potentielle de torsion accumulée par la tige d'entraînement, ralentir la tige d'entraînement en exerçant un couple de freinage grâce à un système de ralentissement comportant un ralentisseur à courants de Foucault. The present invention aims to remedy the above drawbacks and achieves it by, in a first aspect, a method of controlled emptying of a submerged pump oil well, driven on the surface by a motor connected to the pump by a drive rod, this method comprising a step of, in case of stopping of driving the pump by the motor, and rotating the drive rod under the effect in particular of the pressure of the fluid column in the well and the potential energy of torsion accumulated by the rod of drive, slow down the drive rod by exerting a braking torque through a deceleration system including an eddy current retarder.
L'invention permet d'assurer une fonction sécuritaire en évitant l'emballement du système en cas de changement des conditions de fonctionnement, de manière autonome sans liaison avec un réseau électrique et en limitant à une valeur de consigne la température maximale de la zone où l'énergie potentielle est dissipée.  The invention makes it possible to ensure a safe function by avoiding runaway of the system in the event of a change in the operating conditions, independently without connection to an electrical network and by limiting to a set point the maximum temperature of the zone where the potential energy is dissipated.
Par « vidage contrôlé » il faut comprendre l'écoulement maîtrisé du pétrole accumulé dans le puits lors de son fonctionnement, de manière à éviter un emballement de la rotation inverse de la pompe.  By "controlled emptying" it is necessary to understand the controlled flow of oil accumulated in the well during its operation, so as to avoid runaway of the reverse rotation of the pump.
Par « exercer un couple de freinage » il faut comprendre l'application à la tige d'entraînement d'un couple qui s'oppose à son mouvement de rotation inverse et permet de contrôler et/ou de ralentir la tige d'entraînement dans son mouvement.  By "exerting a braking torque" it is necessary to understand the application to the drive rod of a torque that opposes its reverse rotation movement and makes it possible to control and / or slow down the drive rod in its movement.
L'invention a encore pour objet, selon un deuxième de ses aspects, un système de ralentissement de la tige d'entraînement d'une pompe immergée d'un puits de pétrole, comportant un ralentisseur à courants de Foucault.  The invention further relates, according to a second of its aspects, a slowing system of the driving rod of a submerged pump of an oil well, comprising an eddy current retarder.
L'invention présente l'avantage de permettre l'utilisation, pour mettre en rotation la tige d'entraînement de la pompe, de tout type de moteur, asynchrone ou synchrone, et de permettre un vidage rapide du puits dans de bonnes conditions de sécurité.  The invention has the advantage of allowing the use, for rotating the drive rod of the pump, of any type of engine, asynchronous or synchronous, and allow a quick emptying of the well in good safety conditions .
Le ralentisseur peut être entraîné en rotation par un arbre d'entraînement avec une multiplication de la vitesse de rotation de la tige d'entraînement, notamment par un multiplicateur de vitesse à engrenages, la vitesse d'entraînement du ralentisseur étant de préférence comprise entre 1 et 10 fois la vitesse de rotation de la tige d'entraînement, mieux entre 4 et 8 fois.  The retarder can be rotated by a drive shaft with a multiplication of the speed of rotation of the drive rod, in particular by a gear speed multiplier, the speed of the retarder is preferably between 1 and 10 times the rotational speed of the drive rod, better between 4 and 8 times.
Les courants de Foucault peuvent être induits dans un induit par un inducteur bobiné alimenté par un générateur électrique, notamment un générateur à aimants permanents, entraîné par la tige précitée.  The eddy currents may be induced in an armature by a wound inductor fed by an electric generator, in particular a permanent magnet generator, driven by the aforementioned rod.
L'alimentation électrique de l'inducteur bobiné du ralentisseur par l'induit du générateur se fait avantageusement par l'intermédiaire d'un système de régulation électronique. L'alimentation électrique peut être régulée par le système de régulation électronique pour permettre en premier lieu le fonctionnement du ralentisseur uniquement lors d'une rotation inverse de la tige d'entraînement. The power supply of the inductor wound of the retarder by the armature of the generator is advantageously via an electronic control system. The power supply can be regulated by the electronic control system to allow the operation of the retarder in the first place only during a reverse rotation of the drive rod.
De plus, le courant dans l'inducteur bobiné peut être régulé électroniquement de façon à contrôler le couple de freinage exercé et éviter de dépasser une température limite, notamment maintenir la température de l'induit du ralentisseur à une valeur inférieure ou égale à la température d'anti-déflagrance.  In addition, the current in the wound inductor can be electronically controlled so as to control the braking torque exerted and avoid exceeding a limit temperature, in particular to maintain the temperature of the retarder armature at a value less than or equal to the temperature anti-déflagrance.
Le courant dans l'inducteur bobiné peut être régulé en fonction de la vitesse de rotation de la tige d'entraînement pour minimiser la durée de vidage du puits. Si la vitesse de rotation tend à augmenter, le couple de freinage est maintenu voire augmenté, et si la vitesse tend à diminuer, le couple de freinage est réduit.  The current in the wound inductor can be regulated according to the rotational speed of the drive rod to minimize the emptying time of the well. If the speed of rotation tends to increase, the braking torque is maintained or even increased, and if the speed tends to decrease, the braking torque is reduced.
L'induit du ralentisseur peut être refroidi par un liquide pouvant être une huile de lubrification d'un réducteur par lequel le moteur est couplé à la tige d'entraînement et ce liquide peut être mis en circulation par une pompe de lubrification, notamment une pompe assurant la lubrification du réducteur.  The retarder armature can be cooled by a liquid that can be a lubricating oil of a gearbox through which the motor is coupled to the drive rod and this liquid can be circulated by a lubrication pump, including a pump ensuring lubrication of the gearbox.
L'induit du ralentisseur peut être refroidi par un ventilateur, notamment un ventilateur assurant le refroidissement du moteur.  The retarder armature can be cooled by a fan, including a fan for cooling the motor.
L'inducteur bobiné et l'induit du ralentisseur peuvent être fixes et comporter entre les deux au moins une, mieux deux armatures mobiles, entraînées en rotation par la tige d'entraînement. Cela présente l'avantage d'une part de faciliter l'alimentation de l'inducteur bobiné, le refroidissement de l'induit par un liquide et d'éviter d'avoir à utiliser un circuit électrique tournant.  The wound inductor and the retarder armature may be fixed and comprise between the two at least one, better two movable armatures, driven in rotation by the drive rod. This has the advantage on the one hand to facilitate the supply of the wound inductor, the cooling of the armature with a liquid and to avoid having to use a rotating electrical circuit.
Les deux armatures mobiles peuvent être imbriquées l'une dans l'autre, notamment au moyen de griffes.  The two movable armatures can be nested one inside the other, in particular by means of claws.
Le système de ralentissement peut ne pas comporter de mécanisme anti- dévireur entre le ralentisseur et la tige d'entraînement, la détection de la rotation inverse de la tige d'entraînement et l'alimentation de l'inducteur bobiné se faisant grâce au système de régulation électronique relié à l'inducteur du ralentisseur et à l'induit du générateur. On évite ainsi le coût d'un mécanisme anti-dévireur et l'on accroît la fiabilité de l'installation en se mettant à l'abri d'un dysfonctionnement de celui-ci.  The deceleration system may not have a backstop mechanism between the retarder and the drive rod, the detection of the reverse rotation of the drive rod and the power supply of the wound inductor being done by means of the control system. electronic control connected to the inductor of the retarder and to the armature of the generator. This avoids the cost of a backstop mechanism and increases the reliability of the installation by taking shelter from a malfunction of it.
La génératrice servant à alimenter l'inducteur bobiné peut être entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un mécanisme anti-dévireur. Toutefois, le couple d'entraînement de la génératrice est relativement faible comparativement au couple de freinage à exercer sur la tige d'entraînement, et le coût d'un tel mécanisme anti-dévireur est relativement peu élevé. The generator for supplying the wound inductor may be rotated by means of a backstop mechanism. However, the couple The drive of the generator is relatively small compared to the braking torque to be exerted on the drive rod, and the cost of such a backstop mechanism is relatively low.
L'invention a encore pour objet une installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention, comportant une pompe immergée, notamment à cavités progressives, un moteur d'entraînement en rotation de la pompe par l'intermédiaire d'une tige d'entraînement et d'un réducteur et un système de ralentissement de la tige tel que défini ci-dessus.  The subject of the invention is also an installation for implementing the method according to the invention, comprising a submerged pump, in particular with progressive cavities, a motor for driving the pump in rotation through a rod. drive and a gearbox and a rod slowing system as defined above.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :  The invention will be better understood on reading the detailed description which follows, examples of non-limiting implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
la figure 1 est une vue schématique d'un puits de pétrole équipé d'une installation de pompage à pompe immergée et d'un système de ralentissement selon l'invention,  FIG. 1 is a diagrammatic view of an oil well equipped with an immersed pump pumping installation and a slowing system according to the invention,
les figures 2 à 5 sont des vues schématiques de différentes configurations du système de ralentissement selon l'invention,  FIGS. 2 to 5 are schematic views of different configurations of the retarding system according to the invention,
la figure 6 est une coupe plus détaillée d'un exemple de système de ralentissement selon l'invention,  FIG. 6 is a more detailed section of an exemplary slowing system according to the invention,
la figure 7 est une vue selon VII de la figure 6,  FIG. 7 is a view along VII of FIG. 6,
la figure 8 est une coupe selon VIII de la figure 9,  FIG. 8 is a section along VIII of FIG. 9,
la figure 9 est une vue selon IX de la figure 6,  FIG. 9 is a view along IX of FIG. 6,
la figure 10 représente isolément un élément d'armature du ralentisseur, la figure 11 illustre différentes étapes d'un exemple d'algorithme de contrôle du ralentisseur, et  FIG. 10 represents, in isolation, a reinforcing element of the retarder, FIG. 11 illustrates various steps of an example of a retarder control algorithm, and FIG.
la figure 12 est une vue schématique d'un exemple de circuit électronique de contrôle du ralentisseur.  Figure 12 is a schematic view of an exemplary electronic control circuit of the retarder.
On a représenté de façon schématique à la figure 1 un puits de pétrole W dans le fond duquel est immergée une pompe P, de préférence une pompe à cavités progressives, celle-ci étant entraînée depuis la surface par un moteur M par l'intermédiaire d'une tige d'entraînement T et d'un réducteur 10.  FIG. 1 shows schematically a petroleum well W in the bottom of which is immersed a pump P, preferably a pump with progressive cavities, the latter being driven from the surface by a motor M via a a drive rod T and a gearbox 10.
Un système 20 selon l'invention de ralentissement de la tige d'entraînement T est prévu pour éviter l'emballement de l'installation en cas de changement de ses conditions de fonctionnement, notamment d'arrêt du moteur M, et assurer le vidage du puits W dans de bonnes conditions de sécurité, notamment en termes de température maximale atteinte. A system 20 according to the invention for slowing down the drive rod T is provided to prevent runaway of the installation in case of change of its operating conditions, including stopping the engine M, and ensure the emptying of the well W in good safety conditions, especially in terms of maximum temperature reached.
Conformément à l'invention, le système de ralentissement 20 comporte un ralentisseur à courants de Foucault 25.  According to the invention, the deceleration system 20 comprises an eddy current retarder 25.
Système de ralentissement  Slowing system
Ce système de ralentissement 20 peut présenter différentes configurations, dont des exemples ont été donnés de façon schématique aux figures 2 à 5.  This deceleration system 20 may have different configurations, examples of which have been given schematically in FIGS. 2 to 5.
Sur ces figures, l'arbre d'entraînement 21 du système de ralentissement 20 a été représenté de façon très schématique, cet arbre 21 pouvant être accouplé mécaniquement de multiples façons à la tige d'entraînement T.  In these figures, the drive shaft 21 of the retarding system 20 has been shown very schematically, this shaft 21 being mechanically coupled in multiple ways to the drive rod T.
On n'a pas représenté dans un souci de clarté la manière dont l'arbre d'entraînement 21 est entraîné en rotation par la rotation inverse de la tige T, la transmission du couple entre la tige d'entraînement T et le système de ralentissement 20 pouvant s'effectuer de multiples façons, et notamment grâce à multiplicateur de vitesse à engrenages qui permet d'entraîner le système de ralentissement 20 à une vitesse de rotation plus élevée que celle de la tige d'entraînement T.  For the sake of clarity, it is not shown how the drive shaft 21 is rotated by the inverse rotation of the rod T, the transmission of the torque between the drive rod T and the deceleration system It can be carried out in a variety of ways, and in particular by means of a gear speed increaser which drives the deceleration system 20 at a higher rotational speed than that of the drive shaft T.
Dans la configuration préférée, illustrée à la figure 2, le système de ralentissement 20 comporte un ralentisseur 25 à courants de Foucault comportant un induit 23, un inducteur bobiné 24 et deux armatures rotatives 40a et 40b.  In the preferred configuration, illustrated in FIG. 2, the deceleration system 20 comprises an eddy-current retarder 25 comprising an armature 23, a wound inductor 24 and two rotating armatures 40a and 40b.
Le ralentisseur 25 est alimenté électriquement par une génératrice électrique 30 à aimants permanents.  The retarder 25 is electrically powered by an electric generator 30 with permanent magnets.
Dans l'exemple illustré, l'induit 32 de cette génératrice 30 est fixe et l'inducteur comporte des aimants permanents 31 entraînés en rotation face à l'induit 32 par la rotation de l'arbre d'entraînement 21.  In the illustrated example, the armature 32 of this generator 30 is fixed and the inductor comprises permanent magnets 31 driven in rotation against the armature 32 by the rotation of the drive shaft 21.
La génératrice électrique 30 alimente l'inducteur bobiné 24 du ralentisseur 25 via un circuit électronique 35. L'alimentation de l'inducteur bobiné 24 du ralentisseur 25 par la génératrice 30 permet au système de ralentissement 20 d'être autoalimenté et de continuer à fonctionner lors d'une coupure de courant d'alimentation du moteur M.  The electric generator 30 supplies the wound inductor 24 of the retarder 25 via an electronic circuit 35. The supply of the wound inductor 24 of the retarder 25 by the generator 30 enables the deceleration system 20 to be self-powered and to continue to operate. during a power failure of the motor M.
Les deux armatures 40a et 40b comportent une pluralité de pôles et sont formées par des griffes 42 agencées pour s'imbriquer. Des ralentisseurs utilisant de telles armatures à griffes sont connus dans d'autres domaines, notamment pour l'orientation de grues) sous les références commerciales RO/12, RO/15, RO/2, RO/3.Les armatures 40a et 40b sont agencées pour conduire le flux magnétique généré par l'inducteur 24 du ralentisseur 25 dans l'induit 23 du ralentisseur 25. Par exemple, les griffes 42 des armatures 40a et 40b imbriquées génèrent une alternance de pôles N et S dans la direction circonférentielle autour de l'inducteur 24 et conduisent le flux à l'induit. Les armatures 40a et 40b étant entraînées en rotation, le champ magnétique dans l'induit 23 génère des courants de Foucault qui, par réaction, exercent un couple de freinage sur les armatures 40a et 40b freinant, de ce fait l'arbre d'entraînement 21 et indirectement la tige d'entraînement T. The two armatures 40a and 40b have a plurality of poles and are formed by claws 42 arranged to interlock. Retarders using such claw reinforcement are known in other fields, especially for the orientation of cranes) under the trade references RO / 12, RO / 15, RO / 2, RO / 3.The armatures 40a and 40b are arranged to conduct the magnetic flux generated by the inductor 24 of the retarder 25 in the armature 23 of the retarder 25. For example, the claws 42 of the nested armatures 40a and 40b generate an alternation of N and S poles in the circumferential direction around the inductor 24 and lead the flux to the armature. The armatures 40a and 40b being rotated, the magnetic field in the armature 23 generates eddy currents which, by reaction, exert a braking torque on the armatures 40a and 40b braking, thus the drive shaft. 21 and indirectly the drive rod T.
Liquide de refroidissement  Cooling liquid
L'induit 23 du ralentisseur 25 statique peut être refroidi de diverses façons par une circulation de liquide ou de gaz, notamment de l'air ou de l'huile. De préférence, le refroidissement s'effectue avec circulation de liquide.  The armature 23 of the static retarder 25 can be cooled in various ways by a circulation of liquid or gas, especially air or oil. Preferably, the cooling is carried out with circulation of liquid.
Le liquide de refroidissement 50 peut refroidir l'induit 23 en circulant à l'intérieur d'une canalisation hélicoïdale 54 s'enroulant autour de ce dernier.  The coolant 50 can cool the armature 23 by circulating inside a helical channel 54 winding around the latter.
Dans une variante, illustrée à la figure 3, la canalisation hélicoïdale 54 est intégrée dans l'induit 23.  In a variant, illustrated in FIG. 3, the helical channel 54 is integrated in the armature 23.
Le liquide de refroidissement 50 peut avantageusement être le même liquide que le liquide de lubrification du réducteur 10. Le liquide de refroidissement 50 peut circuler dans un radiateur 52.  The coolant 50 may advantageously be the same liquid as the lubricating liquid of the gearbox 10. The cooling liquid 50 can circulate in a radiator 52.
Le radiateur 52 peut, avantageusement, être soumis à une circulation d'air générée par un ventilateur 60. Ce dernier peut être entraîné par l'arbre d'entraînement 21 via un mécanisme anti-dévireur pour ne fonctionner que lorsque le système de ralentissement 20 est en fonctionnement.  The radiator 52 can advantageously be subjected to an air flow generated by a fan 60. The latter can be driven by the drive shaft 21 via a backstop mechanism to operate only when the retarding system 20 is in operation.
Le ventilateur 60 peut être un ventilateur propre au système de ralentissement The fan 60 may be a fan specific to the deceleration system
20 ou servir également à refroidir le moteur M. Dans ce dernier cas, le ventilateur 60 est entraîné par la mise en rotation inverse du moteur lors du vidage du puits W. 20 or also serve to cool the motor M. In the latter case, the fan 60 is driven by the reverse rotation of the motor during the emptying of the well W.
Le liquide de refroidissement 50 de l'induit 23 du ralentisseur 25 peut être mis en circulation par une pompe 51 propre au système de ralentissement 20 ou par la pompe qui sert à lubrifier le réducteur 10. La pompe 51 est entraînée notamment par l'arbre du moteur. En cas de panne de réseau, elle n'est pas affectée. Elle peut délivrer un débit dans un sens donné quel que soit le sens de rotation de l'arbre. The coolant 50 of the armature 23 of the retarder 25 can be circulated by a pump 51 specific to the retarding system 20 or by the pump which serves to lubricate the gearbox 10. The pump 51 is driven in particular by the motor shaft. In the event of a network failure, it is not affected. It can deliver a flow in a given direction regardless of the direction of rotation of the shaft.
Circuit électronique et régulation  Electronic circuit and regulation
On a représenté de façon schématique à la figure 12 le circuit électronique 35 du système de ralentissement 20, qui permet notamment à celui-ci d'être autoalimenté.  FIG. 12 schematically shows the electronic circuit 35 of the retarding system 20, which notably allows it to be self-powered.
Le système de ralentissement 20 est avantageusement conçu pour fonctionner à une très basse tension électrique, par exemple moins de 50 V, afin d'éliminer les risques de sécurité électrique.  The retardation system 20 is advantageously designed to operate at a very low electrical voltage, for example less than 50 V, in order to eliminate the risks of electrical safety.
Le circuit électronique 35, qui permet d'alimenter avec la génératrice 30 le ralentisseur 25, peut comporter un circuit d'alimentation 70 qui redresse le courant délivré par l'induit 32 de la génératrice 30, un circuit de contrôle 72 alimenté par le circuit d'alimentation 70 par exemple, et un module électronique de puissance 74 relié à l'inducteur 24 du ralentisseur 25, qui peut également être alimenté par le module d'alimentation 70 et qui est commandé par le circuit de contrôle 72.  The electronic circuit 35, which makes it possible to supply the retarder 25 with the generator 30, may comprise a power supply circuit 70 which rectifies the current delivered by the armature 32 of the generator 30, a control circuit 72 powered by the circuit for example, and an electronic power module 74 connected to the inductor 24 of the retarder 25, which can also be powered by the power supply module 70 and which is controlled by the control circuit 72.
Le circuit de contrôle 72 peut commander le module de puissance 74 de façon à réguler le courant dans l'inducteur 24 du ralentisseur 25 et, indirectement, agir sur le niveau de couple de freinage exercé par le ralentisseur 25 sur la tige d'entraînement T.  The control circuit 72 can control the power module 74 so as to regulate the current in the inductor 24 of the retarder 25 and, indirectly, act on the level of braking torque exerted by the retarder 25 on the drive rod T. .
La régulation peut s'effectuer notamment en fonction de paramètres stockés par exemple dans une mémoire 76 du système de ralentissement 20 et en fonction de l'information reçue d'au moins un capteur de température de l'induit 23, de la vitesse d'entraînement en rotation et du sens de rotation de la tige d'entraînement T.  The regulation can be carried out in particular as a function of parameters stored for example in a memory 76 of the deceleration system 20 and as a function of the information received from at least one sensor of the temperature of the armature 23, the speed of rotational drive and the direction of rotation of the drive rod T.
Les paramètres peuvent être liés aux caractéristiques du puits W et peuvent notamment renseigner le circuit de contrôle 72 sur la profondeur et le diamètre du puits et permettre une adaptation du système de refroidissement 20 à différents types de configurations.  The parameters may be related to the characteristics of the well W and may in particular inform the control circuit 72 on the depth and diameter of the well and allow an adaptation of the cooling system 20 to different types of configurations.
Le cas échéant, le circuit électronique 35 comporte une interface utilisateur 80 qui permet de modifier certains paramètres de fonctionnement, notamment la température maximale que l'induit 23 ne doit pas dépasser et/ou la vitesse maximale admissible par le moteur. Le circuit électronique 35 peut recevoir une information d'au moins un capteur de température et peut déterminer la vitesse et le sens de rotation par des mesures électriques. If necessary, the electronic circuit 35 comprises a user interface 80 which makes it possible to modify certain operating parameters, in particular the maximum temperature that the armature 23 must not exceed and / or the maximum speed allowed by the motor. The electronic circuit 35 can receive information from at least one temperature sensor and can determine the speed and direction of rotation by electrical measurements.
La régulation mise en œuvre s'effectue par exemple selon l'algorithme donné à la figure 11.  The regulation implemented is effected for example according to the algorithm given in FIG.
La régulation peut comporter tout d'abord une détection du sens de rotation de l'arbre 21 couplé au système de ralentissement 20, de façon à ne pas mettre en service celui-ci lorsque le sens de rotation est normal, c'est-à-dire que le moteur M entraîne normalement la tige d'entraînement T pour pomper le pétrole dans le puits W.  The regulation may comprise firstly a detection of the direction of rotation of the shaft 21 coupled to the retarding system 20, so as not to put it into service when the direction of rotation is normal, that is to say that the motor M normally drives the drive rod T to pump oil into the well W.
La détection du sens de rotation peut s'effectuer de façon conventionnelle par l'analyse du courant sur les phases de l'induit 32 de la génératrice 30. La détection du sens de rotation peut s'effectuer par deux capteurs inductifs disposés à 90° l'un de l'autre un codeur ou une dynamo tachymétrique.  Detection of the direction of rotation can be carried out conventionally by analyzing the current on the phases of the armature 32 of the generator 30. The detection of the direction of rotation can be carried out by two inductive sensors arranged at 90 ° from one another a tachometric encoder or dynamo.
En cas de détection d'inversion du sens de rotation, représentative d'un dysfonctionnement de l'installation, l'inducteur 24 du ralentisseur 25 est alimenté électriquement par le module de puissance 74, de façon à générer un couple de freinage.  In case of detection of reversal of the direction of rotation, representative of a malfunction of the installation, the inductor 24 of the retarder 25 is electrically powered by the power module 74, so as to generate a braking torque.
Le circuit de contrôle 72 peut déterminer la vitesse de rotation de l'arbre 21 par des mesures électriques sur les phases de l'induit 32 de la génératrice 30 ou à partir d'un codeur optique, et exerce une régulation tendant à exercer un couple plus important si la vitesse est grande et plus faible si la vitesse est faible, de façon à minimiser la durée de vidage du puits W.  The control circuit 72 can determine the speed of rotation of the shaft 21 by electrical measurements on the phases of the armature 32 of the generator 30 or from an optical encoder, and exerts a regulation tending to exert a torque more important if the speed is high and lower if the speed is low, so as to minimize the emptying time of the well W.
En particulier, la vitesse mesurée peut être comparée à une valeur de seuil Vs, et, selon le résultat de cette comparaison, le circuit de contrôle 72 peut commander une diminution du courant dans l'inducteur 24 du ralentisseur 25 si la vitesse est plus faible, de façon à encourager l'accélération de la tige T. In particular, the measured speed can be compared with a threshold value V s , and, depending on the result of this comparison, the control circuit 72 can control a decrease in the current in the inductor 24 of the retarder 25 if the speed is higher. low, so as to encourage the acceleration of the rod T.
En cas de vitesse excessive, notamment si la vitesse est supérieure à la vitesse de seuil Vs, une mesure de température du liquide de refroidissement 50 ou de l'induit 23 du ralentisseur 25 peut être effectuée, afin d'éviter toute surchauffe. Par exemple, en cas de température supérieure à une température limite Tmax, le courant dans l'inducteur 24 du ralentisseur 25 est diminué, tandis que dans le cas où la température n'est pas excessive, notamment inférieure à Tmax, le courant dans l'inducteur 24 du ralentisseur 25 peut être maintenu ou augmenté pour maintenir ou accroître le freinage. La mesure de température est éventuellement effectuée sur l'arbre d'entraînement 21 par un capteur de température situé sur l'arbre d'entraînement 21, si l'on veille à ce que l'arbre d'entraînement 21 soit en contact avec le liquide de refroidissement 50 dans une zone proche du capteur. Dans une variante, la mesure de température est effectuée par une ou plusieurs sondes placées dans la bobine de l'inducteur 24. In case of excessive speed, especially if the speed is greater than the threshold speed V s , a temperature measurement of the coolant 50 or the armature 23 of the retarder 25 can be performed, to prevent overheating. For example, in the case of a temperature greater than a limit temperature T max , the current in the inductor 24 of the retarder 25 is decreased, whereas in the case where the temperature is not excessive, especially less than T max , the current in the inductor 24 of the retarder 25 can be maintained or increased to maintain or increase braking. The temperature measurement is possibly performed on the drive shaft 21 by a temperature sensor located on the drive shaft 21, if it is ensured that the drive shaft 21 is in contact with the drive shaft 21. coolant 50 in an area near the sensor. In a variant, the temperature measurement is performed by one or more probes placed in the coil of the inductor 24.
La régulation mise en œuvre vise à respecter notamment la directive 94/9/CE du parlement européen, également appelée norme ATEX, relative aux équipements et systèmes de protection destinés aux atmosphères explosives.  The regulation implemented aims to comply in particular with the directive 94/9 / CE of the European Parliament, also called ATEX standard, concerning equipment and protection systems intended for explosive atmospheres.
Afin de renforcer la sécurité du dispositif et limiter tout risque de défaillance, la régulation et la détection des paramètres de fonctionnement, notamment mesure de température, vitesse et sens de rotation peuvent être doublés par un deuxième circuit électronique 35 avec les capteurs associés. La détection des paramètres de fonctionnement s'effectue préférentiellement simultanément par les deux circuits électroniques 35. La détection d'une rotation inverse par au moins un des circuits électroniques entraîne Γ alimentation de 1 ' inducteur 24.  In order to reinforce the safety of the device and to limit any risk of failure, the regulation and detection of the operating parameters, in particular measurement of temperature, speed and direction of rotation, may be doubled by a second electronic circuit 35 with the associated sensors. The detection of the operating parameters is preferably carried out simultaneously by the two electronic circuits 35. The detection of an inverse rotation by at least one of the electronic circuits leads to the supply of the inductor 24.
La configuration illustrée à la figure 3 diffère de celle qui vient d'être décrite à la figure 2 par le fait que l'inducteur du ralentisseur 24, les armatures 40a et 40b, l'induit 32 de la génératrice 30 et le circuit électronique de régulation 35 sont montés tournants, entraînés en rotation par l'arbre 21.  The configuration illustrated in FIG. 3 differs from that which has just been described in FIG. 2 in that the inductor of the retarder 24, the armatures 40a and 40b, the armature 32 of the generator 30 and the electronic circuit of FIG. 35 are mounted rotating, driven in rotation by the shaft 21.
La configuration illustrée sur les figures 4 et 6 à 9 diffère de celle décrite à la figure 2 par le fait que l'induit 23 du ralentisseur 25 est entraîné en rotation par l'arbre 21. L'induit 23 est notamment à ailettes, afin de s'affranchir d'un circuit liquide de refroidissement. Le refroidissement de l'induit 23 peut être complété par un courant d'air généré par un ventilateur 60, lorsque celui-ci est présent. Le ventilateur 60 peut être entraîné en rotation par Γ arbre d' entraînement 21.  The configuration illustrated in FIGS. 4 and 6 to 9 differs from that described in FIG. 2 in that the armature 23 of the retarder 25 is rotated by the shaft 21. The armature 23 is in particular finned so as to to get rid of a coolant circuit. The cooling of the armature 23 may be supplemented by a stream of air generated by a fan 60, when the latter is present. The fan 60 can be rotated by the drive shaft 21.
Le courant d'air généré par le ventilateur peut entrer dans le carter du système de refroidissement par une grille 61 et circuler dans ce dernier notamment par des ouvertures 63 reliant les différentes parties du système de refroidissement 20 et être évacué par des ouvertures 64 du carter du système de refroidissement 20.  The air flow generated by the fan can enter the cooling system housing by a grid 61 and circulate in the latter including openings 63 connecting the different parts of the cooling system 20 and be discharged through openings 64 of the housing of the cooling system 20.
Dans la variante décrite à la figure 5, le système de refroidissement 20 comporte un ralentisseur 25 à aimants permanents entièrement passif, sans régulation électronique, entraîné en rotation par un mécanisme anti-dévireur 33. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. In the variant described in FIG. 5, the cooling system 20 comprises a fully passive permanent magnet retarder 25, without electronic regulation, rotated by a backstop mechanism 33. The invention is not limited to the examples which have just been described.
La régulation électronique peut être analogique, en exerçant notamment un couple de freinage proportionnel à la vitesse de la tige.  The electronic control can be analog, in particular by exerting a braking torque proportional to the speed of the rod.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un ».  The phrase "with one" should be understood as being synonymous with "having at least one".

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de vidage contrôlé d'un puits de pétrole (W) à pompe immergée (P), entraînée en surface par un moteur (M), relié à la pompe (P) par une tige d'entraînement (T), le procédé comportant l'étape consistant à, en cas d'arrêt de l'entraînement de la pompe (P) par le moteur (M) et de mise en rotation inverse de la tige d'entraînement (T) sous l'effet notamment de la pression de la colonne de fluide dans le puits et de l'énergie potentielle de torsion accumulée dans la tige d'entraînement (T), ralentir la tige d'entraînement (T) en exerçant un couple de freinage grâce à un système de ralentissement (20) à courants de Foucault. 1. A method of controlled emptying of a submerged pump (P) oil well (W), driven on the surface by a motor (M), connected to the pump (P) by a drive rod (T), the method comprising the step of, in case of stopping of the driving of the pump (P) by the motor (M) and of reverse rotation of the driving rod (T) under the effect of particular of the pressure of the fluid column in the well and the potential torsional energy accumulated in the drive rod (T), slowing down the drive rod (T) by exerting a braking torque by means of a deceleration system (20) with eddy currents.
2. Procédé selon la revendication 1 , le système de ralentissement (20) comportant un ralentisseur à courants de Foucault (25).  2. Method according to claim 1, the retardation system (20) comprising an eddy current retarder (25).
3. Procédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, le système de ralentissement (20) étant entraîné en rotation par un arbre d'entraînement (21) avec multiplication de la vitesse de rotation de la tige d'entraînement (T) par un facteur compris entre 1 et 10.  3. Method according to any one of the two preceding claims, the slowing system (20) being rotated by a drive shaft (21) with multiplication of the speed of rotation of the drive rod (T) by a factor between 1 and 10.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les courants de Foucault sont induits dans un induit (23) par un inducteur bobiné (24), alimenté par un générateur électrique (30).  4. Method according to any one of the preceding claims, wherein the eddy currents are induced in an armature (23) by a wound inductor (24), powered by an electric generator (30).
5. Procédé selon la revendication 4, le générateur électrique (30) étant un générateur à aimants permanents.  5. Method according to claim 4, the electric generator (30) being a permanent magnet generator.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, le courant dans l'inducteur bobiné 6. Method according to claim 4 or 5, the current in the wound inductor
(24) étant régulé électroniquement de façon à contrôler le couple de freinage exercé et éviter de dépasser une température limite (Tmax). (24) being electronically controlled so as to control the braking torque exerted and to avoid exceeding a limit temperature (T max ).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, le courant dans l'inducteur bobiné (24) étant régulé en fonction de la vitesse de rotation de la tige (T) pour minimiser la durée de vidage du puits (W).  7. Method according to any one of claims 4 to 6, the current in the wound inductor (24) being regulated according to the speed of rotation of the rod (T) to minimize the emptying time of the well (W) .
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, l'induit (23) étant refroidi par un liquide.  8. Method according to any one of claims 4 to 7, the armature (23) being cooled by a liquid.
9. Procédé selon la revendication 8, le liquide étant une huile de lubrification d'un réducteur (10) par lequel le moteur (M) est couplé à la tige d'entraînement (T). 9. The method of claim 8, the liquid being a lubricating oil of a gearbox (10) by which the motor (M) is coupled to the drive rod (T).
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, le liquide étant mis en circulation par une pompe de lubrification (51), notamment une pompe (51) assurant la lubrification du réducteur (10). 10. The method of claim 8 or 9, the liquid being circulated by a lubrication pump (51), in particular a pump (51) for lubricating the gearbox (10).
1 1. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, l'induit (23) étant refroidi par un ventilateur (60), notamment un ventilateur (60) assurant le refroidissement du moteur (M).  1. Method according to any one of claims 4 to 10, the armature (23) being cooled by a fan (60), in particular a fan (60) for cooling the motor (M).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 1 1 , l'inducteur bobiné (24) et l'induit (23) étant statiques et comportant entre les deux au moins une, mieux deux armatures (40a, 40b), mobiles entraînées en rotation par l'arbre d'entraînement (21).  12. Method according to any one of claims 4 to 1 1, the wound inductor (24) and the armature (23) being static and having between the two at least one, better two frames (40a, 40b), movable driven in rotation by the drive shaft (21).
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ne comportant pas de mécanisme anti-dévireur entre le système de ralentissement (20) et la tige d'entraînement (T).  13. A method according to any one of the preceding claims, having no backstop mechanism between the slowing system (20) and the drive rod (T).
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 1 1 , la génératrice (30) étant entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un mécanisme anti-dévireur.  14. Method according to any one of claims 4 to 1 1, the generator (30) being rotated by means of a backstop mechanism.
15. Système de ralentissement (20) de la tige d'entraînement (T) d'une pompe (P) immergée d'un puits de pétrole (W), en cas de défaillance de l'entraînement de celui-ci, comportant un ralentisseur à courants de Foucault (25).  15. System for slowing down (20) the drive rod (T) of a submerged pump (P) of an oil well (W), in case of failure of the drive thereof, comprising a eddy current retarder (25).
16. Système selon la revendication 15, comportant un multiplicateur de vitesse en entrée du ralentisseur (25) multipliant la vitesse de rotation de la tige d'entraînement (T) par un facteur compris entre 1 et 10.  16. System according to claim 15, comprising an input speed multiplier of the retarder (25) multiplying the speed of rotation of the drive rod (T) by a factor of between 1 and 10.
17. Système selon l'une des deux revendications précédentes, le ralentisseur (25) comportant un induit (23) et un inducteur bobiné (24) alimenté par un générateur électrique (30).  17. System according to one of the two preceding claims, the retarder (25) comprising an armature (23) and a wound inductor (24) fed by an electric generator (30).
18. Système selon la revendication 17, le générateur électrique (30) étant un générateur à aimants permanents.  18. The system of claim 17, the electric generator (30) being a permanent magnet generator.
19. Système selon la revendication 17 ou 18, comportant un circuit électrique (35) pour réguler le courant dans l'inducteur bobiné (24) de façon à contrôler le couple de freinage exercé et éviter de dépasser une température limite (Tmax). 19. System according to claim 17 or 18, comprising an electric circuit (35) for regulating the current in the wound inductor (24) so as to control the braking torque exerted and avoid exceeding a limit temperature (T max ).
20. Système selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, comportant un système de refroidissement par liquide (50) de l'induit (23) du ralentisseur (25). 20. System according to any one of claims 17 to 19, comprising a liquid cooling system (50) of the armature (23) of the retarder (25).
21. Système selon la revendication 20, le liquide (50) étant une huile de lubrification d'un réducteur (10) par lequel un moteur (M) est couplé à une tige d'entraînement (T) de la pompe (P). 21. System according to claim 20, the liquid (50) being a lubricating oil of a gearbox (10) through which a motor (M) is coupled to a driving rod (T) of the pump (P).
22. Système selon la revendication 20 ou 21, comportant une pompe (51) de mise en circulation du liquide de refroidissement (50), notamment une pompe (51) assurant aussi la lubrification du réducteur (10).  22. System according to claim 20 or 21, comprising a pump (51) for circulating the coolant (50), in particular a pump (51) also ensuring the lubrication of the gearbox (10).
23. Système selon l'une quelconque des revendications 17 à 22, comportant un ventilateur (60) pour refroidir l'induit (23), un ventilateur (60) assurant également le refroidissement du moteur (M).  23. System according to any one of claims 17 to 22, comprising a fan (60) for cooling the armature (23), a fan (60) also cooling the motor (M).
24. Système selon l'une quelconque des revendications 17 à 23, l'inducteur bobiné (24) et l'induit (23) étant fixes et comportant entre les deux au moins une, mieux deux armatures (40a, 40b) mobiles entraînées en rotation par la tige d'entraînement (T).  24. System according to any one of claims 17 to 23, the wound inductor (24) and the armature (23) being fixed and having between the two at least one, better two frames (40a, 40b) movable driven by rotation by the drive rod (T).
25. Système selon l'une quelconque des revendications 15 à 24, le système ne comportant pas de mécanisme anti-dévireur entre le ralentisseur (25) et la tige d'entraînement (T).  25. System according to any one of claims 15 to 24, the system having no backstop mechanism between the retarder (25) and the drive rod (T).
26. Système selon l'une quelconque des revendications 15 à 24, comportant un mécanisme anti-dévireur pour entraîner en rotation le générateur électrique (30).  26. System according to any one of claims 15 to 24, comprising a backstop mechanism for rotating the electric generator (30).
27. Installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, comportant :  27. Installation for the implementation of the method according to any one of claims 1 to 14, comprising:
une pompe (P) immergée, notamment à cavités progressives, un moteur (M) d'entraînement en rotation de la pompe (P) par l'intermédiaire d'une tige d'entraînement (T) et d'un réducteur (10),  a submerged pump (P), in particular with progressive cavities, a motor (M) for driving the pump (P) into rotation via a drive rod (T) and a gearbox (10) ,
un système de ralentissement de la tige (T) selon l'une quelconque des revendications 15 à 26.  a rod slowing system (T) according to any one of claims 15 to 26.
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