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"PERFECTIONNEMENTS AUX TIGES DE PISTON"
La présente invention est relative à des perfection- nements aux tiges de piston pour les pompes de puits à pétro- le et appareils analogueso
Les principaux objets de l'invention sont :réaliser une tige de piston sectionnée d'un type dans lequel les éléments de la tige sont assemblés par des parties filetées, qui puisse être d'un diamètre plus faible aux joints que les tiges normales courantes et en même temps capable de mieux résister aux grands efforts longitudinaux, latéraux et de flexion auxquels la tige est soumise dans son emploi;
réaliser une tige de piston à éléments assemblés par des
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parties filetées, dans laquelle le risque de desserrage accidentel des éléments de la tige soit considérablement réduit et la force du joint fileté considérablement aug- mentée, et réaliser un joint fileté pour les éléments de tige construit de telle sorte qu'il évite les avaries se produisant dans les tiges normales et dues à la rupture des broches filetées, et reporte les efforts de flexion sur les parties principales du corps des éléments de tige de chaque côté de la connexion vissée.
D'autres objets et avantages de l'invention seront mis en évidence au cours de la description ci-après; dans le dessin annexé, la Fig. I est une vue partielle en coupe vert-icale longitudinale d'une portion d'une tige de piston représentée telle qu'elle se trouve à l'intérieur du puits; et la Fig. 2 est une vue analogue d'une forme modifiée de tige de piston également conforme à l'invention.
Quoique les perfectionnements soient représentés appliqués à des tiges de piston d'un type à une seule bro- che et douille, il est évident que l'invention n'est pas limitée à cette forme d'application mais peut, par exemple, être réalisée dans le type bien connu à double broche et à union.
La tige est constituée par des éléments de tige identiques couplés directement, chacun comprenant un corps principal IO de section transversale circulaire portant une douille solidaire 11 à son extrémité supérieure et une broche filetée solidaire à son extrémité inférieure séparée du corps par un collet solidaire 12.
La partie supérieure de la broche n'est pas coni- que et comporte une partie non filetée 9 d'une certaine longueur et de section transversale circulaire, et une partie filetée extérieurement 13. le filetage pouvant être de tout type convenable, celui qui est représenté étant le
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filetage usuel triangulaire. La face inférieure du collier
12 est inclinée vers le bas et vers l'intérieur, pour réaliser sur l'élément de tige une surface de frottement conique 14 à la partie supérieure de la zone 9 faisant face vers le bas et située à une distance notable de la limite supérieure de la partie filetée 13.
La broche se prolonge sur une longueur notable au-dessous de la limite inférieure de son filetage, et ce prolongement n'est pas fileté et ne touche la douille qu'en un point situé à distance notable du filetage 13, ainsi que l'indique la figure- Cette partie non filetée de la tige consiste en une partie relativement longue en forme de cône renversé 15, qui n'a pas de contact avec la douille, cette partie 15 étant suivie d'une partie extrême inférieu- re cylindrique 16, laquelle n'est en contact avec la douille que suivant sa périphérie, comme l'indique le dessin.
Cette construction, en outre des avantages et des fonctions décrits ci-après, réalise une réduction des dimensions radiales et du poids, et, en même temps, évite les brusques changements de section et de profil longitudinal, tant dans la broche que dans la partie intermédiaire de la douille.
La douille 11 est munie à son embouchure d'une surface de frottement 17 en cône renversé immédiatement au-dessous de laquelle se trouve une partie extérieure non- conique 8 de l'alésage de la douille, d'une longueur nota- ble et d'un diamètre tel qu'elle puisse recevoir la partie .de broche 9 sans la toucher. La partie de l'alésage de la douille immédiatement au-dessous de la partie 8 est d'un diamètre légèrement réduit non conique et porte un filetage intérieur 18 qui correspond au filetage 13 de la broche comme le montre la figure, le filetage 18 est à filets triangulaires et du même pas que la partie filetée 13 avec
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laquelle il vient en prise sensiblement d'un bout à l'autre de la partie filetée.
Le reste de la douille n'est pas fileté et consiste en une partie conique 19 dont la génératrice est inclinée vers le bas et vers l'intérieur, d'une longueur notable, espacée radialement de la partie 15 de la broche et une partie inférieure cylindrique 20 de même diamètre que la partie de tige 16, et dans laquelle pénètre cette partie de tige 16 . L'alésage de la boite se termine par une paroi de fond ou d'extrémité 21 , de préférence concave ou conique afin de réduire la concentration en ce point, des efforts de rupture et cet alésage est de longueur telle que l'extrémité inférieure de la broche ne vienne pas buter sur le fond de l'alésage, lorsque les surfaces de contact 14 et 17 sont fortement serrées ensemble par le vissage de la broche dans la douille.
Les surf aces 14 et 17 peuvent être faites suffisamment inclinées par rapport à l'axe de la tige pour limiter effectivement l'engagement par vissage de la broche et cependant réaliser une forte liaison par frottement mutuel lorsque le serrage est terminé.
A une courte distance au-dessus du collet 12, et également à courte distance au-dessous du fond de la douille la tige est pourvue de deux parties de section carrée pou- vant être serrées par une clé et désignées respectivement par 22 et 23 . A l'extérieur, la douille est d'un diamètre graduellement décroissant au-dessous de sa partie taraudée.
La partie conique de calage par frottement 14 s'étend extérieurement jusqu'à la partie cylindrique exté- rieure du collet 12 , de sorte qu'elle peut être insérée dans l'embouchure conique correspondante 17 de la douille par un vissage de la vis 13 dans la partie taraudée 18 qui s'effectue jusqu'à ce que les deux surfaces à cônes identiques soient fortement serrées ensemble. En raison du
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calage de ces parties frottantes, la face supérieure du filet de la vis 13 se trouve fortement serrée contre la face inférieure du filet de la partie taraudée 18. Les deux éléments adjacents de la tige sont ainsi maintenus contre un desserrage accidentel par une forte résistance par frottement à tout déplacement angulaire relatif, après avoir été complètement réunis.
L'ajustage à frottement dur des deux parties 16 et 20 vient également s'ajouter à cette résistance par frottement au desserrage.
Une autre particularité importante du joint décrit est que les parties coniques 14 et 17 et les parties cy- lindriques 16 et 20 en contact serré, sont placées de part et d'autre de la liaison à vis des parties 13 et 18 , chacune de ces paires de surfaces en contact étant en prise serrée autour de l'axe de la tige et des parties filetées, en des points situés à une distance notable des extrémités opposées du point ou surface de prise à vis de sorte que 'les efforts latéraux ou de flexion sont supportés par elles et transmis à la partie principale des éléments de tige, de sorte que ces efforts sont largement répartis et sont absorbés dans le corps de ces tiges au lieu d'être concentrés dans les parties filetées des éléments de tiges.
Les deux causes les plus fréquentes d'accidents aux tiges du type normal : le desserrage accidentel et la rupture de la broche filetée ou la fracture de la tige dans les parties filetées du joint sont ainsi supprimées par les tiges établies selon la présente invention. En munissant l'extrémité de la broche d'un point d'appui dans la douille, ou d'un ajustage serré en un point rela- tivement éloigné de la liaison par vis, et en laissant la broche hors du contact de la douille entre ces points,
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ainsi que par la réalisation d'un contact télescopinue ou ajusté entre l'embouchure de la douille et l'élément de ti- ge dont la broche est engagée dans la douille à son extrémi- té supérieure distante de la partie filetée,
l'action de gauchissement ou de pivotement latéral entre les parties filetées en contact, qui arrache les filets et fracture la tige, ne peut se produire, non plus qu'un gauchissement des éléments de tige suivi d'une action de charnière entre les parties 14 et 17 ou entre l'embouchure de la douille et le collet, action qui impose des effcrts de rupture à la broche et à la douille, sous l'effet des vibrations latérales et des forces de flexion on évite ainsi les grands et sérieux défauts que présentent lestiges des modèles usités jusqu'à présent.
La 1'orbe de tige modifiée représentée sur la Fig. 2 possède les avantages de la tige précédemment dé- crite et d'autres avantages indiqués ci-après. Cette tige comprend des éléments de tige identiques ayant chacun une partie principale cylindrique 24 ,deux parties carrées pour recevoir une clé 25 et 26 , une douille 27 à son ex- trémité supérieure, et une broche à son extrémité inférieu- re séparée de la partie principale par un collet cylindri- que solidaire 28.
La broche comporte une partie cylindrique pour- vue d'un filetage triangulaire 29 et séparée du collet 28 par une partie cylindrique non filetée 30 d'une longueur notable et d'un diamètre inférieur à celui du collet . Au - dessous de la partie filetée la broche se prolonge par une partie lisse d'une longueur notable comprenant une partie cylindrique 31 et une partie conique 32 dont la généra- trice est dirigée vers le bas et l'intérieur.
L'alésage de 'la douille possède une partie inter- médiaire pourvue d'un taraudage triangulaire 33 complé-
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mentaire du filetage de la broche et en prise avec ce dernier sensiblement sur sa longueur entière lorsque les éléments sont complètement assemblés, comme l'indique le dessin. Au-dessus et au-dessous de la partie taraudée 33, l'alésage de la douille est lisse et cylindrique dans les parties 34 et 35 dont les diamètres sont tels qu'elles puissent recevoir respectivement les parties 30 et 31 de la broche sans les toucher.
Au-dessous de la partie 35, l'alésage de la douille est d'un diamètre graduellement décroissant afin de former une partie creuse conique 36, ayant de préférence un fond coniaue 37 , cette partie de l'alésage ayant le même cône que la partie 32 de la broche et étant de longueur telle que l'extrémité inférieure de la broche ne porte pas sur le fond de la douille lorsque les deux éléments sont complètement assemblés, comme le montre le dessin.
Dans la construction indiquée ci-dessus, on peut avec certitude coincer fortement la partie 32 dans la par- tie 36 par l'action conjuguée des deux parties filetées 29 et 33, et la réaction entre les surfaces coniques force la face supérieure du filet de la vis 29 contre la face inférieure de celui de la partie taraudée 33 , maintenant ainsi fortement les éléments de tige contre un desserrage accidentel.
Le diamètre intérieur de la partie alésée 34 est le même que celui du collet 28, et la douille a une longueur telle que le collet 28 se trouve emmanché dans l'extrémité supérieure de la partie alésée 34 lorsque les éléments sont complètement assemblés, comme le montre le dessin, Les parties en contact 28 et 34, d'une part et 32 et 36, d'autre part, agissent de manière à éviter la rupture et renvoyer les efforts de flexion dans les parties
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principales des éléments de tige, comme les parties 14, 17 et 16, 20 dans le cas de la tige représentée sur la Fig. I.
On remarquera par conséquent que, dans le cas également de la tige de la Fig. 2, les deux points de contact ou d'assemblage situés des deux côtés des surfaces filetées en prise, sont disposés à une distance sensible de ces surfaces filetées, et que la broche et la douille sont libres de contact et de liaison radiale sur des longueurs appréciables entre les trois points décrits de contact de liaison ou d'assemblage, et cette particularité de cons- truction est considérée comme avantageuse, car elle protège effectivement les filets et la broche contre les effets des vibrations latérales et efforts de flexion auxquels les tiges sont soumises dans leur emploi.
On remarquera également que dans la construction représentée sur la Fig. 2, la broche n'est pas tendue par l'opération de couplage, comme c'est le cas avec la construc- tion représentée sur la Fig. I, et cette particularité de la construction indiquée sur la Fig. 2, est très avanta- geuse, car la résistance entière de la broche est disponible pour supporter la charge à laquelle elle est soumise par les poids des éléments situés au-dessous d'elle. Cela est impor- tant, car le coefficient de sécurité dans les tiges de piston, par rapport à leur aptitude à supporter la charge de tiges très longues et lourdes utilisées dans les puits profonds, est forcément assez faible.