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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSIGNEMENT SUPERIEUR ET LARECHERCHE SCIENTIFIQUE Réalisé par : BBouchaala abdjabar LLebssisse abderrahmane G :04 Faculté des Sciences et de la Technologie et Sciences de la Matière Département de génie électrique année instrumentation pétroliers

-Partie Mécanique -Partie Hydraulique - Principe de fonctionnement - Débit instantané

Introduction : Une pompe de forage est l'organe principal de la fonction Pompage. Elle permet d'aspirer le fluide des bacs à boue et de le refouler dans le circuit hydraulique. Une bonne installation de pompage doit assurer : - une vitesse de remontée des déblais suffisante pour éviter leur décantation, - une pression de refoulement suffisante pour vaincre les pertes de charges dans le circuit. Les pompes utilisées dans le domaine pétrolier sont du type : - Triplex ( 3 pistons ) Simple Effet - Duplex ( 2 pistons ) Double Effet - Sextuplex ( 6 pistons )

Pompe Triplex Simple Effet

Construction de la pompe à boue: Quel que soit son type, une pompe de forage est constituée de 2 parties : - Partie Mécanique : Transmettre aux pistons de la pompe la puissance du moteur d'entraînement. - Partie Hydraulique : Elle transforme le mouvement rotatif en un mouvement alternatif.

Pompe à boue Partie mécanique Partie hydraulique

Moteur Chaîne de transmission Partie mécanique (embiellage) chemise Piston Bac à boue Partie hydraulique Clapet de refoulement + siège Clapet d’aspiration + siège Pompe à boue Pignon d’attaque crosse

Description  Partie Mécanique :  Le Bati : Il est en acier moulé ou en tôles d'acier assemblées par mécano-soudure. Le Skid et le bati sont généralement intégrés. Le bati sert de carter pour l'huile de graissage. Un couvercle et des portières sont prévues pour permettre une inspection et une réparation rapide.

 Couple d'engrenage :  - Arbre grande vitesse ( arbre d'attaque de la pompe )  - Arbre petite vitesse ( arbre manivelle ) Couple d’Engrenage Arbre Grande Vitesse Arbre Petite Vitesse

L'Embiellage : Il comprend : - Les manetons ou excentriques, calés sur l'arbre manivelle - Les bielles reliant les manetons aux crosses - Les crosses qui sont les guides du mouvement rectiligne - Les rallonges de crosses - Les tiges pistons - Les pistons

Partie Hydraulique - Corps de la pompe : Il est en acier moulé et fixé au carter de la partie mécanique - Chemises : Cylindres normalisés interchangeables ( pour éviter l'usure du corps de la pompe ) - Pistons et tiges pistons - Clapets - Sièges de clapets

Puissance et Vitesse :  La puissance donnée par le constructeur est la puissance mécanique maximale admissible sur l'arbre d'attaque. Elle est donnée pour la vitesse nominale qui est en général la vitesse maximale préconisée par le constructeur.   P m = C.    Course et Alésage : Permettent de calculer les débits théoriques  Pompe Duplex :Q = n L ( D 2 – d 2 /2 )  Pompe Triplex :Q = n L D 2  Q : Débit en L/mn  n: Nombre de coups  L : Course du piston en pouce  D : Diamètre du piston en pouce  d : diamètre de la tige de piston en pouce

Principe de fonctionnement et débit instantané : Principe de fonctionnement : Le fonctionnement de chaque cylindre pour un aller retour du piston est le suivant : Lorsque le piston se déplace vers la droite, le clapet d’aspiration est ouvert, l e clapet de refoulement est fermé, le cylindre se remplit. Lorsque le piston arrive en bout de course et revient vers la gauche, le clapet d’aspiration se ferme, le clapet de refoulement s’ouvre, la pompe refoule. Ce fonctionnement de principe beaucoup plus simple que celui des pompes duplex, donne un avantage certain aux pompes triplex (diminution d’encombrement, facilité d’entretien et de surveillance).

Débit instantané par cylindre : La vitesse instantanée du piston suit une évolution qui a été étudiée pour les pompes triplex. Les pompes triplex sont des pompes a simple effet, donc le débit instantané par cylindre évolue comme la vitesse sur le trajet aller du piston, il est nul au retour. Débit instantané de la pompe : Le débit instantané d’une pompe triplex est la somme des débits instantanés de chacun des cylindres, il dépend du mode de calage du piston les uns par rapport aux autres.

 Sur les pompes triplex, les pistons sont calés à 120 °, c’est –à-dire 2/3 de course sépare chaque piston l’un de l’autre (lorsque le piston n°1 arrive en fin de course, le piston n°2 est au 1/3 de sa course et le piston n°3 n’à pas encore terminé sa course retour, il on est en 2/3).  Le principe simple effet et le calage régulier des pistons (3 fois 120°) entraînent des fluctuations de débit relativement régulier. L’aptitude de ces variations est par ailleurs faible. Elle impose malgré tout l’utilisation d’amortisseur de pulsation sur le refoulement.