III.8.Principe général d'une vanne à
gaz lift
Le corps de la vanne est en acier inoxydable. A
l'intérieur un clapet hémisphérique en carbure de
tungstène ouvre ou ferme sur un siège appelé orifice
(port) en carbure de tungstène ou en monel dimensionné en
fonction de débit d'injection souhaité. Le clapet est
relié par une tige au servomoteur.
A la base de corps de vanne, la plupart des vannes de gaz lift
sont équipés de clapet anti-retour. Ceux-ci n'offrent
pratiquement pas de résistance au passage du gaz et empêchent le
retour inverse de fluide évitant ainsi le remplissage de l'annulaire
quand le puits est fermé. Ils sont très utiles en cas
d'opération ultérieur de stimulation.
Le servomoteur, dont le rôle est de permettre
l'ouverture ou la fermeture de clapet sur son siège, peut être
deux types :
A) Pneumatique à soufflet ;
b) mécanique à ressort.
III.8.1. vanne à servomoteur pneumatique à
soufflet
Le servomoteur est une chambre à soufflet (Bellow)
remplie d'azote sous pression et préréglée par
l'étalonnage grâce à une petite vanne d'admission ou de
décompression placée sur le haut de la chambre.
Les soufflets sont fabriqués à partir de 2 ou 3
tubes concentrique monel de diamètre très voisin et
d'épaisseur 5/1000 de pouce. Ces tubes sont étirés et
pliés à froid. Le soufflet est raccordé à la
chambre par soudure à l'argent .la compression de soufflet
représente la course d'ouverture de clapet.
Le fonctionnement de ces vannes est celui d'une opposition de
forces entre celle dues à la pression de gaz injecté et des
fluides dans le tubing au droit de la vanne et celles due à la pression
d'azote dans le soufflet augmentée éventuellement par la force
exercée par u ressort.
Le réglage de la vanne est obtenu par le choix de la
pression d'azote dans le soufflet. L'étalonnage de la vanne sur banc en
surface devra tenir compte, pour le réglage de la pression d'azote dans
le soufflet, d'un coefficient de correction de température entre les
conditions de fond et celle de banc de tarage en surface.
Chapitre III : Présentation du gaz lift
III.8.2.Vanne à servomoteur mécanique
à ressort
Le clapet et sa tige sont solidaire d'un soufflet sans
pression interne qui ne sert qu'à la transmission des force est n'est
pas influencé par la température dans le puits, au fond, la
pression d'ouverture et de fermeture vont être contrôlées
par l'action d'un ressort taré.
Pour le réglage de la vanne, les constructeurs
traduisent l'effor de compression en effet de pression. Comme de plus, il n'y a
pas d'effet de température, l'étalonnage en surface est donc
très simple, un tour de vis de la butée de ressort
représentant une certaine pression.
La figure III 10A illustre une vanne de type casing operated,
la pression annulaire agit sur le soufflet en opposition à l'action de
ressort.
La figure III 10B illustre un autre type de vanne. La pression
annulaire n'intervient pour l'ouverture de la vanne que sur l'aire de clapet
alors que la pression tubing s'applique sur le soufflet transmetteur de forces.
En conséquent, l'effet de pression casing est beaucoup moins important
que l'effet tubing pour l'ouverture. De plus, l'orifice de clapet étant
dusé, seul l'antagonisme (pression tubing/ressort) entre en jeu pour la
fermeture de la vanne.
Cette vanne citée par les constructeurs comme
production pressure operated est souvent appelée par les utilisateurs :
vanne tubing operated.
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Chapitre IV : Performances du réservoir et du puits
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