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Sommaire du brevet 1234386 

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Disponibilité de l'Abrégé et des Revendications

L'apparition de différences dans le texte et l'image des Revendications et de l'Abrégé dépend du moment auquel le document est publié. Les textes des Revendications et de l'Abrégé sont affichés :

  • lorsque la demande peut être examinée par le public;
  • lorsque le brevet est émis (délivrance).
(12) Brevet: (11) CA 1234386
(21) Numéro de la demande: 1234386
(54) Titre français: METHOD FOR INDUCING A TWO-PHASE FLOW AND EJECTOR DEVICE
(54) Titre anglais: METHODE POUR PRODUIRE UN ECOULEMENT DIPHASIQUE ET UN DISPOSITIF EJECTEUR
Statut: Durée expirée - après l'octroi
Données bibliographiques
(51) Classification internationale des brevets (CIB):
(72) Inventeurs :
  • ARNAUDEAU, MARCEL (France)
(73) Titulaires :
  • INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE
(71) Demandeurs :
  • INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE (France)
(74) Agent: ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES
(74) Co-agent:
(45) Délivré: 1988-03-22
(22) Date de dépôt: 1983-10-13
Licence disponible: S.O.
Cédé au domaine public: S.O.
(25) Langue des documents déposés: Français

Traité de coopération en matière de brevets (PCT): Non

(30) Données de priorité de la demande:
Numéro de la demande Pays / territoire Date
82/17.245 (France) 1982-10-13

Abrégés

Abrégé français


PRECIS DE LA DIVULGATION:
Methode pour produire un écoulement composé d'au
moins deux phases à partir d'au moins deux écoulements pri-
maires, l'un qui comprend au moins une phase liquide et
l'autre au moins une phase gazeuse. La méthode est caracté-
risée en ce que l'on fait s'écouler les deux fluides
primaires respectivement à travers un premier et un second
organes convergents-divergents, puis on produit un mélange
polyphasique résultant que l'on fait s'écouler à travers un
troisième organe convergent-divergent et on règle les
sections de passage des organes convergents-divergents de
manière à réguler en débit et/ou en pression les différents
écoulements et à produire un mélange polyphasique homogène
tout en minimisant les pertes en énergie des différents
fluides. Les sections de passage des organes convergents
pouvent être réglées indépendamment les unes des autres. Et
un dispositif permettant de réaliser cette méthode.


Revendications

Note : Les revendications sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


Les réalisations de l'invention, au sujet des-
quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est
revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Méthode pour produire un écoulement composé
d'au moins deux phases à partir d'au moins deux écoulements
primaires, l'un qui comprend au moins une phase liquide et
l'autre au moins une phase gazeuse, caractérisée en ce que
l'on fait s'écouler les deux fluides primaires respective-
ment à travers un premier et un second organes conversents-
divergents, puis on produit un mélange polyphasique
résultant que l'on fait s'écouler à travers un troisième
organe convergent-divergent et on règle les sections de
passage desdits organes convergents-divergents de manière à
réguler en débit et/ou en pression les différents
écoulements et à produire un mélange polyphasique homogène
tout en minimisant les pertes en énergie des différents
fluides, lesdites sections de passage desdits organes con-
vergents-divergents pouvant être réglées indépendamment les
unes des autres.
2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée
en ce que l'une au moins desdites sections de passage est
réglée en fonction d'au moins une grandeur caractéristique
de l'un des écoulements.
3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, carac-
térisée en ce que l'une au moins desdites sections de pas-
sage est réglée en fonction d'au moins une grandeur caracté-
ristique d'une consigne extérieure indépendante de l'état
des écoulements des fluides au travers desdits orifices.
4. Méthode selon la revendication 1 ou 2, carac-
térisée en ce que l'une au moins desdites sections de

passage est réglée en fonction de critères préalables tels
la minimisation de la perte d'énergie de l'écoulement
diphasique.
5. Méthode selon la revendication 1 ou 2, carac-
tésirée en ce que ledit premier et ledit second orifice sont
profilés.
6. Dispositif éjecteur, caractérisé en ce qu'il
comporte au moins trois organes convergents-divergents,
réglables en section de passage indépendamment les uns des
autres, et en ce qu'un premier organe convergent-divergent
est traversé par un premier fluide, un deuxième par un
deuxième fluide et un troisième par l'écoulement résultant
du mélange de ces deux fluides.
7. Dispositif selon la revendication 6, caracté-
risé en ce qu'il comprend des moyens de commande des
sections de passage à travers deux au moins des organes
convergents-divergents.
8. Dispositif selon la revendication 7, caracté-
risé en ce que lesdits moyens de commande sont reliés à un
système de programmation.
9. Dispositif selon la revendication 8, caracté-
risé en ce qu'il comporte des moyens transmettant au système
de programmation au moins un signal caractéristique du fonc-
tionnement du dispositif ou de consignes extérieures au dis-
positif.
10. Dispositif selon la revendication 9, caracté-
risé en ce que ledit signal est fourni par un capteur de
mesure d'au moins l'une des grandeurs constituées par la

pression, la température du fluide en amont ou en aval de
l'un au moins desdits organes convergents-divergents.
11. Application du dispositif selon la revendica-
tion 6, au cas ou ledit premier fluide comporte au moins une
phase gazeuse et ledit deuxième fluide au moins une phase
liquide.
12. Dispositif éjecteur selon la revendication 6,
comprenant en outre un corps principal dans laquelle sont
prévues une pièce double femelle, une pièce mâle-femelle,
une pièce mâle creuse, et une pièce mâle, l'agencement de
ces quatre pièces formant lesdits trois organes convergents-
divergents.
13. Dispositif selon la revendication 12, dans
lequel le premier organe convergent-divergent, qui est un
col sonique, est traversé par des gaz et est formé par une
partie supérieure femelle de ladite pièce double femelle et
d'une partie mâle de ladite pièce mâle-femelle.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans
lequel le deuxième organe convergent-divergent, qui est un
venturi, est traversé par un liquide et est formé par une
partie femelle de la pièce mâle-femelle et par une partie
mâle de la pièce mâle creuse.
15. Dispositif selon la revendication 14, dans
lequel le troisième organe convergent-divergent, qui est un
organe diphasique ou col sonique diphasique est formé par
une partie inférieure femelle de la pièce double femelle et
par la partie d'extrémité de la pièce mâle.
16. Dispositif selon la revendication 15, dans
lequel l'arrivée des gaz se fait par un premier orifice

d'arrivée et l'arrivée du liquide par un deuxième autre
orifice d'arrivée, en aval dudit premier orifice d'arrivée
étant aménagée une chambre à gaz alimentant ledit col
sonique formé par ledit premier convergent-divergent, et en
aval dudit deuxième orifice d'arrivée du liquide est ménagée
une chambre à liquide alimentant, au travers d'une série
d'orifices réalisés dans la paroi de la pièce mâle-femelle,
ledit venturi.
17. Dispositif selon la revendication 16, dans
lequel ladite série d'orifices sont répartis de façon prédé-
terminée pour que même dans des positions extrêmes de la
pièce mâle-femelle le liquide arrivant de la chambre à
liquide puisse alimenter le venturi.
18. Dispositif selon la revendication 17, dans
lequel en aval du col sonique et du venturi, mais en amont
du col sonique diphasique, est aménagée une chambre à fluide
diphasique.
19. Dispositif selon la revendication 18, dans
lequel la pièce mâle-femelle, la pièce mâle creuse et la
pièce mâle sont mobiles indépendamment les uns des autres.
20. Dispositif selon la revendication 12, 16 ou
19, dans lequel chaque convergent-divergent a une section
qui varie séparément de l'autre.
11

Description

Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


- ~23~38~
METHODE ET_DISPOSITIF D'EJECTION GAZ-LIQUIDE SERVANT A PRODUIRE ~J
ECO~L~MENT DIPHASIQUE.
La présente invention concerne une méthode et un dispositif d'éjection
gaz-liquide servant à produire notamment un écoulement polyphasique
homogène ayant une structure déterminée à partir de deux écoulements,
l'un comportant au moins une phase gazeuse, l'autre comportant au
moins une phase liquide, ainsi qu'à réguler ces différents écoulements
en débit et pression.
Dans le texte qui suit, les termes d"'amont" et d"'aval" d'un organe
seront implicitement relatifs au sens de l'écoulement dans cet organe.
La méthode ainsi que le dispositif selon l'invention sont notamment
applicables à une ligne de transfert d'un écoulement polyphasique
équipé d'un séparateur de phases. Ils permettent alors de produire
un écoulement ayant la structure polyphasique la plus favorable au
transfert de cet écoulement tout en régulant en débit et/ou en pres-
sion les différents écoulements.
La méthode ainsi que le dispositif selon l'invention sont également
applicables pour effectuer le transfert d'un fluide par le mélange
de ce fluide à transférer et d'un fluide porteur chargé d'effectuer
ce transfert.
La méthode selon l'invention permet de produire un écoulement composé
d'au moins deux phases à partir d'au moins deux écoulements primaires
qui comprennent respectivement un fluide comportant au moins une

38
.
-- 2 --
phase liquide qui sera dit fluide liquide et un fluide
comportant au moins une phase gazeuse qui sera dit fluide
gazeux.
L'art antérieur peut être illustré par les brevets
anglais 1.205.675 et 930.080, allemands 2.031.016 et
1.557.033, français 1.128.095 et américain 1.437.649. Aucun
des dispositifs décrits dans ces documents lorsyu'il est
appliqué à un écoulement polyphasique ne peut permettre de
réguler en débit et/ou en pression les différents
écoulements tout en produisant un mélange polyphasique
homogène et en minimisant les pertes en énergie des
différents fluides.
Selon la présente invention, il est prévu une
méthode pour produire un écoulement composé d'au moins deux
phases à partir d'au moins deux écoulements primaires, l'un
qui comprend au moins une phase liquide et l'autre au moins
une phase gazeuse, caractérisée en ce que l'on fait
s'écouler les deux fluides primaires respectivement à
travers un premier et un second organes convergents-
divergents, puis on produit un mélange polyphasique résul-
tant que l'on fait s'écouler à travers un troisième organe
convergent-divergent et on règle les sections de passage
desdits organes convergents-divergents de manière à réguler
en débit et/ou en pression les différents écoulements et à
produire un mélange polyphasique homogène tout en minimisant
les pertes en énergie des différents fluides, lesdites
sections de passage desdits organes convergents-divergents
pouvant être réglées indépendamment lés unes des autres.
Le premier et le second orifices peuvent être
profilés.
De préférence, l'une au moins desdites sections de
passage est réglée en fonction d'au moins une grandeur
caractéristique de l'un des écoulements.
L'une au moins des sections de passage peut être

~Z~3~386
- 2a -
réglée en fonction d'au moins une grandeur caractéristique
d'une consigne extérieure indépendante de l'état des
écoulements des fluides au travers desdits orifices.
De meme, l'une au moins desdites sections de
passage peut être réglée en fonction de critères préalables
tels la minimisation de la perte d'énergie de l'écoulement
diphasique.
Selon la présente invention, il est également
prévu un dispositif éjecteur, caractérisé en ce qu'il
comporte au moins trois organes convergents-divergents,
réglables en section de passage indépendamment les uns des
autres, et en ce qulun premier organe convergent-divergent
est traversé par un premier fluide, un deuxième par un
deuxième fluide et un troisième par l'écoulement résultant
du mélange de ces deux fluides.
/

11 Z~3~386
-- 3 --
Le dispositif selon l'invention peut comprendre des moyens de ccmmande
des sections de passage à travers deux au moins des organes convergents-
divergents. Ces moyens de commande peuvent être reliés à un s~stèmede programmation.
Eventuellement, le dispositif selon l'invention peut cDmprendre des
moyens servant à transmettre au système de programmation au moins un
signal caractéristique du fonctionnement du dispositif ou de consignes
extérieures au dispositif. Ce signal pourra être fourni par un capteur
de mesure d'au moins l'une des grandeurs constituées par la pression,
la température du fluide en amont ou en aval de l'un au moins desdits
organes convergents-divergents.
15
La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront
à la lecture de la description qui suit d'un exemple de }éalisation
(non limitatif), illustré par les figures jointes parmi lesquelles :
- la figure 1 représente schématiquement le dispositif selon
l'invention et
- la figure 2, un détail du triple convergent-divergent.
L'exemple qui suit décrit le cas particulièrement intéressant où l'un
des fluides primaires est un fluide essentiellement gazeux et où
l'autre est un fluide essentiellement liquide, mais on ne sortira du
cadre de la présente invention si l'un et/ou l'autre des fluides pri-
maires est un fluide polyphasique. D'ailleurs, le dispositif décrit
dans ce qui suit s'applique parfaitement à de tels fluides.
Dans la figure 1 qui représente schématiquement une vue partielle en
coupe d'un exemple de réalisation selon l'invention, le repère l dé-
signe le corps principal, les repères 2 et 3 désignent respectivement
les arrivées de gaz et de liquide. On ne sortira pas du cadre de
l'invention en inversant les arrivées de gaz et de liquide.

~23~3B6
Dans le corps principal 1 est fixée une pièce double femelle 4, ~insi
désignée car elle coopère avec les parties mâles respectives de deu~
pièces 5 et 6.
La pièce 5 est une pièce male femelle, en effet elle est creuse et une
partie 7 (figure 2) de sa paroi interne a une forme femelle. Cette
partie femelle 7 coopère avec la pièce mâle creuse 8. Celle-ci est
creuse afin de permettre le passage de la pièce .nâle 6.
Les pièces 4, 5, 6 et 8 définissent le triple convergent-divergent.
L'organe convergent-divergent 11 traversé par les gaz, ou col sonique
est formé par la partie supérieure femelle 9 de la pièce double femelle
4 et la partie mâle 10 de la pièce mâle-femelle 5.
L'organe convergent-divergent 12 traversé par le liquide ou venturi
est formé par la partie femelle 7 de la piece mâle-femelle 5 et par la
partie mâle de la~pièce mâle creuse 8.
Enfin l'organe convergent-divergent diphasique ou col sonique dipha-
sique 13 est formé par la partie inférieure femelle 14 de la pièce
double femelle 4 .
En aval de l'orifice d'arrivée 2 du gaz est aménagée une chambre à gaz
15 alimentant le col sonique 11. De même, en aval de l'orifice d'arri-
vée 3 du liquide est aménagée une chambre à liquide 16 alimentant au
travers d'orifices 17 réalisés dans la paroi de la pièce mâle-femelle 5
le venturi 12. Ces orifices qui peuvent être de for~es diverses sont
éventuellement répartis de telle manière que même dans les positions
extrêmes de la pièce mâle-femelle 5, le liquide arrivant de la chambre
à liquide 16 puisse alimenter le venturi 12.
En aval du col sonique 11 et du venturi 12, mais en amont du col sonique
diphasique 13, est aménagée une chambre 18 à fluide diphasique.

~23~38~
Dans l'exemple pré~enté la pièce mâle-femelle 5, ia ?i~ce mâle creuse
et la pièce mâle/sont mobiles indépendamment les unes des autres, mai,
il est bien entendu ?ossible de faire varier sé?arement la section de
passage de chaque convergent-divergent en créant des relations entre
les mouvernents des différentes pieces mobiles.
Les relations entre le mouvement des différentes pièces peuvent ~tre
réalisées mécaniquernent ou par d'autres rnoyens, par exerr!ple en utili-
sant un système de programmation tenant compte des déplacements corJ"and~s
10 à l'une des pièces mobiles pour commander le déplacement d'une ou
plusieurs des autres pièces de manière que seule la section de passage
d'un seul convergent-divergent varie.
Les moyens de commande 19 servent à déplacer les différentes pieces
mobiles du triple convergent-divergent. Ces moyens peuvent être de tout
type, comme par eXemple des moteurs électriques, hydrauliques, etc...
Ces moyens de commande 19 sont pilotés à partir d'un système de pro-
grammation 20.
2~
Ce système 20 a pour fonction de définir les sections de passage des
différents organes convergents-divergents, et de piloter les moyens de
commande 19 afin que ces sections soient effectives.
Le système 20 reçoit les informations nécessaires à son fonctionnement
à partir des lignes 21 qui transmettent des signaux représentatifs de
mesure et/ou de consigne.
Les mesures que recoit le système de programmation 20 dépendent des
différentes installation et des conditions propres aux écoulements
diphasiques qu'il régule.
A ti-tre d'exemples, ces mesures peuvent être celle de l'une ou de
plusieurs des Irandeurs qui suiver.~ telles la pression ou la tempera-

123-~386
-- 6 --
-ture du gaz en amont ou en aval du col sonique 11, la pression ou la
température du liquide en amont ou en aval du venturi i2, la pression
ou la température du mélange gaz-liquide en arnons ou en aval du col
sonique diphasique 13, le débit de gaz, le d~bit liquide, la positir,n
des différentes pièces rnobiles du triple convergent-divergent.
Lorsque le dispositif selon l'invention est intégre a une chaîne d'oqui-
pement de transfert d'un écoulement rliphasique, le s~stènme de program-
mation 20 pourra recevoir des signaux repr~sentatifs de l'~tat des
autres équipements diphasiques ou même des consignes de ces mêmes équi-
pements et/ou des consignes extérieures, tellrs que par exemple la
structure de l'écoulement diphasique que l'on souhaite produire.
Il pourra égalemen-t transmettre des signaux représentatifs de son propre
état ainsi que des consignes.
Le fonctionnement du dispositif sera illustré par deux exemples nullement
limitatifs.
Dans le premier exemple il sera supposé que la pression du gaz en 2 est
identique à celle du liquide en 3. Ce cas se présente notamment lorsque
le dispositif selon l'invention est placé en aval d'un séparateur d'écou-
lement diphasique. Si le débit de gaz augmente et que le débit de liquide
reste constant, le système de programmation pilotera les moyens de corm-
mande afin de déplacer vers la droite la pièce mâle-femelle 5 ainsi que
la pièce mâle 6, les deux déplacements étant indépendants.
Inversement, si le débit de liquide augmente et que le débit de gaz
reste constant, le système de programmation pilotera les moyens de com-
mande afin de déplacer vers la droite la pièce mâle creuse 8 ainsi que
la pièce m~le 6, les deux déplacements étant indépendants.
Dans le deuxième exemple la pression du gaz en 2 sera suppos~e plus
faible que la pression du liquide en 3. Dans ce cas, le dispositif sera
utiliss comme injecteur de gaz. On déplace alors la pièce mâle creuse

~;23~386
vers la gauche pour équilibrer la pression dans la chambre 1~. On
ajuste la pièce mâle 6 en fonction du débit qui doit traverser le col
sonique diphasique,
S On ne sortira pas du cadre de la présente invention en réalisant
d'autres montages mécaniques que celui représenté dans la figure 1,
notamment des montages qui à partir du déplacement d'une seule pièce
ne modifient que la section de passage d'un seul organe convergent-
divergent à la fois.
On ne sortira pas non plus du cadre de la présente invention en appli-
quant la méthode précédemment décrite à des fluides de meme nature
mais qui tendent à se dissocier l'un de l'autre, tels par exemple
deux liquides non miscibles de densités différentes.
Le dispositif selon l'invention peut également traiter ce genre de
fluides.

Dessin représentatif

Désolé, le dessin représentatif concernant le document de brevet no 1234386 est introuvable.

États administratifs

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Historique d'événement

Description Date
Inactive : CIB expirée 2022-01-01
Inactive : CIB expirée 2022-01-01
Inactive : CIB de MCD 2006-03-11
Inactive : Périmé (brevet sous l'ancienne loi) date de péremption possible la plus tardive 2005-03-22
Accordé par délivrance 1988-03-22

Historique d'abandonnement

Il n'y a pas d'historique d'abandonnement

Titulaires au dossier

Les titulaires actuels et antérieures au dossier sont affichés en ordre alphabétique.

Titulaires actuels au dossier
INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE
Titulaires antérieures au dossier
MARCEL ARNAUDEAU
Les propriétaires antérieurs qui ne figurent pas dans la liste des « Propriétaires au dossier » apparaîtront dans d'autres documents au dossier.
Documents

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Description du
Document 
Date
(aaaa-mm-jj) 
Nombre de pages   Taille de l'image (Ko) 
Page couverture 1993-10-29 1 15
Abrégé 1993-10-29 1 22
Dessins 1993-10-29 2 62
Revendications 1993-10-29 4 121
Description 1993-10-29 8 228