FR3162872A1 - Remotely operated automatic pressure control system and method for implementing such a system - Google Patents
Remotely operated automatic pressure control system and method for implementing such a systemInfo
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Abstract
TITRE DE L’INVENTION : SYSTÈME TÉLÉOPÉRÉ DE RÉGULATION AUTOMATIQUE DE PRESSION ET PROCÉDÉ DE MISE EN ŒUVRE D’UN TEL SYSTÈME Le système (100) téléopéré de régulation automatique de pression entre une conduite (101) de gaz amont et une conduite (102) de gaz aval comporte :- un régulateur piloté (105), relié, d’une part, à la conduite de gaz amont et, d’autre part, à la conduite de gaz aval,- un mécanisme (110) de pilotage du régulateur piloté,- au moins deux régulateurs à action directe (130, 135) configurés chacun pour produire une pression de motorisation en fonction d’une pression de pilotage prédéterminée, au moins deux pressions de pilotage étant différentes,- une conduite (115) de motorisation reliant au moins deux dits régulateurs à action directe et le mécanisme de pilotage du régulateur piloté et- un mécanisme (160) téléopéré de sélection de la pression de pilotage à mettre en œuvre configuré pour activer pneumatiquement le régulateur à action directe correspondant à la conduite de pilotage sélectionnée. Figure pour l’abrégé : Figure 1TITLE OF THE INVENTION: REMOTELY OPERATED AUTOMATIC PRESSURE REGULATION SYSTEM AND METHOD FOR IMPLEMENTING SUCH A SYSTEM The remotely operated automatic pressure regulation system (100) between an upstream gas line (101) and a downstream gas line (102) comprises: - a pilot-operated regulator (105), connected, on the one hand, to the upstream gas line and, on the other hand, to the downstream gas line, - a pilot-operated mechanism (110) for piloting the regulator, - at least two direct-acting regulators (130, 135) each configured to produce a drive pressure based on a predetermined pilot pressure, at least two pilot pressures being different, - a drive line (115) connecting at least two of said direct-acting regulators and the pilot-operated regulator's drive mechanism, and - a remotely operated mechanism (160) for selecting the pilot pressure to be applied. The system is configured to pneumatically activate the direct-acting governor corresponding to the selected pilot control. Figure for abbreviation: Figure 1
Description
La présente invention vise un système téléopéré de régulation automatique de pression entre une conduite de gaz amont et une conduite de gaz aval et un procédé de mise en œuvre d’un tel système. Elle s’applique, notamment et de manière non limitative, au domaine du pilotage de postes de détente positionnés à l’interface entre deux réseaux de transports de gaz.The present invention relates to a remotely operated system for automatic pressure regulation between an upstream gas pipeline and a downstream gas pipeline, and a method for implementing such a system. It applies, in particular and without limitation, to the field of controlling pressure reduction stations located at the interface between two gas transmission networks.
Les postes de détentes sont des dispositifs positionnés à l’interface entre des réseaux de transports de gaz opérant selon des pressions différentes. Le premier de ces réseaux, dit de transport, achemine du gaz depuis un site de production vers le deuxième de ces réseaux, dit de distribution, dans lequel la consommation est variable.Pressure reduction stations are devices positioned at the interface between gas transport networks operating at different pressures. The first of these networks, called the transport network, carries gas from a production site to the second of these networks, called the distribution network, in which consumption is variable.
Du fait de cette consommation variable, il existe un besoin de stabiliser la pression dans le deuxième réseau autour d’une pression nominale adaptée au bon fonctionnement du système de transport de gaz.Because of this variable consumption, there is a need to stabilize the pressure in the second network around a nominal pressure suitable for the proper functioning of the gas transport system.
L’arrivée massive des gaz renouvelables dans les réseaux bouleverse la place de l’interface transport/distribution de gaz.The massive influx of renewable gases into the networks is disrupting the role of the gas transport/distribution interface.
Afin de maximiser l'utilisation du stock en conduite en faveur du biométhane, les gestionnaires de réseaux de distribution sont amenés à demander des réglages en pression plus adaptés (par exemple pour le weekend ou la nuit). La possibilité de régler la pression du réseau avec une meilleure réactivité permet aussi de prendre des marges de précaution moins importantes et ainsi de laisser le maximum de place au biométhane sur les réseaux de distribution.To maximize the use of stored gas in pipelines for biomethane, distribution network operators are requesting more appropriate pressure settings (for example, for weekends or nighttime). The ability to adjust network pressure more quickly also allows for smaller safety margins, thus maximizing the capacity for biomethane in the distribution networks.
Par ailleurs, des postes peuvent se retrouver à livrer des débits particulièrement faibles à certaines périodes de l'année ce qui favorise le sous-comptage. La possibilité de baisser la consigne de livraison est une des solutions pour limiter la livraison à bas débit en mettant certains postes en stand-by.Furthermore, some substations may deliver particularly low data rates at certain times of the year, which contributes to under-metering. Lowering the delivery target is one solution to limit low-rate deliveries by putting certain substations on standby.
Pour stabiliser cette pression autour d’une pression nominale variable et répondre aux objectifs présentés ci-dessus, des systèmes de régulation de pression téléopérés sont aujourd’hui mis en œuvre. Ces systèmes électroniques sont complexes, donc difficiles à installer et à maintenir, et, en cas de défaillance d’alimentation électrique, pour une partie au moins, ne permettent pas de maîtriser la pression du réseau de distribution.To stabilize this pressure around a variable nominal pressure and meet the objectives outlined above, remotely operated pressure regulation systems are now being implemented. These electronic systems are complex, therefore difficult to install and maintain, and, in the event of a power failure, at least partially, they cannot control the pressure in the distribution network.
Objet de l’inventionObject of the invention
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.The present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un système téléopéré de régulation automatique de pression entre une conduite de gaz amont et une conduite de gaz aval, qui comporte :
- un régulateur piloté, relié, d’une part, à la conduite de gaz amont et, d’autre part, à la conduite de gaz aval,
- un mécanisme de pilotage du régulateur piloté configuré pour, en fonction d’une pression de motorisation, actionner le régulateur piloté pour augmenter ou réduire le débit de gaz transféré entre la conduite de gaz amont et la conduite de gaz aval,
- au moins deux régulateurs à action directe configurés chacun pour produire une pression de motorisation en fonction d’une pression de pilotage prédéterminée, lesdites pressions de motorisations étant mises en œuvre par le mécanisme de pilotage, au moins deux pressions de pilotage étant différentes,
- une conduite de motorisation reliant au moins deux dits régulateurs à action directe et le mécanisme de pilotage du régulateur piloté et
- un mécanisme téléopéré de sélection de la pression de pilotage à mettre en œuvre configuré pour activer pneumatiquement le régulateur à action directe correspondant à la conduite de pilotage sélectionnée.
- Grâce à ces dispositions, le système (pouvant être positionné au niveau d’un poste de détente) présente une pluralité de pressions de pilotages entraînant la régulation de la pression aval de manière mécanique et pneumatique uniquement. Il résulte de ces dispositions une réaction appropriée en cas de défaillance d’alimentation électrique, une simplicité de fabrication et une simplicité de mise en œuvre pour des opérateurs en charge de l’installation et de l’exploitation.
- Dans des modes de réalisation, le mécanisme téléopéré de sélection comporte un jeu d’électrovannes configurées pour isoler sélectivement les régulateurs à action directe en fonction d’une commande reçue par le mécanisme téléopéré de sélection.
- Ces modes de réalisation permettent de mettre en œuvre un mécanisme simple de mise en effet de la consigne de pilotage sélectionnée.
- Dans des modes de réalisation, le régulateur à action directe associé à la pression de pilotage la plus haute est associé à une électrovanne ouverte par défaut.
- Ces modes de réalisation permettent de protéger le système d’une défaillance électronique du fait que, par défaut, c’est la pression de pilotage la plus haute qui s’applique au réseau aval.
Dans des modes de réalisation, au moins une électrovanne est une électrovanne à modulation de largeur d’impulsion.To this end, according to a first aspect, the present invention relates to a remotely operated system for automatic pressure regulation between an upstream gas pipeline and a downstream gas pipeline, which comprises:
- a pilot-operated regulator, connected on one side to the upstream gas pipeline and on the other side to the downstream gas pipeline,
- a control mechanism for the pilot-operated regulator configured to, depending on a motorization pressure, actuate the pilot-operated regulator to increase or decrease the flow rate of gas transferred between the upstream gas line and the downstream gas line,
- at least two direct-acting regulators, each configured to produce a drive pressure based on a predetermined pilot pressure, said drive pressures being implemented by the pilot mechanism, with at least two pilot pressures being different,
- a drive system connecting at least two so-called direct-acting regulators and the control mechanism of the piloted regulator and
- a remotely operated pilot pressure selection mechanism to be implemented configured to pneumatically activate the direct-acting regulator corresponding to the selected pilot line.
- Thanks to these features, the system (which can be positioned at a pressure-reducing station) offers multiple pilot pressures, resulting in downstream pressure regulation solely through mechanical and pneumatic means. This design ensures an appropriate response in the event of a power failure, simplified manufacturing, and easy implementation for operators responsible for installation and operation.
- In some embodiments, the remote-operated selection mechanism includes a set of solenoid valves configured to selectively isolate the direct-acting regulators according to a command received by the remote-operated selection mechanism.
- These embodiments allow for the implementation of a simple mechanism for enforcing the selected control instruction.
- In some embodiments, the direct-acting regulator associated with the highest pilot pressure is associated with a solenoid valve that is open by default.
- These embodiments make it possible to protect the system from an electronic failure because, by default, the highest pilot pressure is applied to the downstream network.
In some embodiments, at least one solenoid valve is a pulse width modulating solenoid valve.
Ces modes de réalisation permettent, en cas de différentiel de pression trop important par rapport à la pression consigne sélectionnée, d’éviter que le débit mis en œuvre ne dépasse le débit maximal autorisé par le compteur du réseau aval.
- Dans des modes de réalisation, l’électrovanne à modulation de largeur d’impulsion, associée au régulateur à action directe correspondant à la pression de pilotage sélectionnée, est configurée pour réaliser une succession d’ouvertures et de fermetures selon des intervalles d’ouvertures de durées croissantes.
- Ces modes de réalisation permettent, en cas de différentiel de pression trop important par rapport à la pression consigne sélectionnée, d’éviter que le débit mis en œuvre ne dépasse le débit maximal autorisé par le compteur du réseau aval.
- Dans des modes de réalisation, au moins un régulateur à action directe comporte un mécanisme de pilotage comportant :
- une chambre de régulation comportant une entrée pour gaz issu de la conduite aval,
- une membrane mobile dans la chambre de régulation configurée pour isoler un volume de la chambre de régulation relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite aval
- un ressort configuré pour activer le régulateur à action directe pour augmenter ou réduire le débit de gaz en sortie dudit régulateur de manière à, en fonction de la pression dans la conduite aval, augmenter ou réduire la pression de motorisation associée.These embodiments make it possible, in the event of a pressure differential that is too large compared to the selected setpoint pressure, to prevent the flow implemented from exceeding the maximum flow allowed by the meter of the downstream network.
- In embodiments, the pulse width modulation solenoid valve, associated with the direct acting regulator corresponding to the selected pilot pressure, is configured to perform a succession of openings and closings according to opening intervals of increasing durations.
- These embodiments make it possible, in the event of a pressure differential that is too large compared to the selected setpoint pressure, to prevent the flow implemented from exceeding the maximum flow allowed by the meter of the downstream network.
- In some embodiments, at least one direct-acting regulator includes a piloting mechanism comprising:
- a regulating chamber including an inlet for gas from the downstream pipeline,
- a movable membrane in the control chamber configured to isolate a volume of the control chamber connected to the gas inlet from the downstream pipe
- a spring configured to activate the direct-acting regulator to increase or decrease the gas flow at the outlet of said regulator so as to, depending on the pressure in the downstream line, increase or decrease the associated engine pressure.
- Ces modes de réalisation permettent de réaliser une régulation de la pression aval par des moyens uniquement pneumatiques.
- Dans des modes de réalisation, le mécanisme de pilotage du régulateur à action pilotée de débit principal comporte :
- une chambre de régulation comportant une entrée pour gaz issu de la conduite de motorisation et une entrée pour gaz issu de la conduite aval,
- une membrane mobile dans la chambre de régulation configurée pour isoler un premier volume relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite de motorisation et un deuxième volume relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite aval et- These embodiments allow for downstream pressure regulation by purely pneumatic means.
- In some embodiments, the control mechanism of the main flow-controlled regulator comprises:
- a regulating chamber comprising an inlet for gas from the drive line and an inlet for gas from the downstream line,
- a movable membrane in the regulating chamber configured to isolate a first volume connected to the gas inlet from the drive line and a second volume connected to the gas inlet from the downstream line and
un ressort configuré pour ouvrir ou fermer par défaut le régulateur piloté.a spring configured to open or close the pilot-operated regulator by default.
Ces modes de réalisation permettent de réaliser une régulation de la pression aval par des moyens uniquement pneumatiques et mécaniques.
Dans des modes de réalisation particuliers, le système objet de la présente invention comporte un mécanisme de tarage configuré pour fixer, pour le régulateur direct associé, une pression de pilotage déterminée.These embodiments allow for downstream pressure regulation using only pneumatic and mechanical means.
In particular embodiments, the system of the present invention includes a calibration mechanism configured to fix a specific pilot pressure for the associated direct regulator.
Ces modes de réalisation permettent de rendre adaptable la pression de pilotage.These implementation methods allow the pilot pressure to be adapted.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de mise en œuvre d’un système téléopéré de régulation automatique de pression entre une conduite de gaz amont et une conduite de gaz aval objet de la présente invention, qui comporte :
- une étape de tarage d’au moins deux régulateurs à action directe selon des pressions pilotes différentes,
- une étape de sélection à distance d’une pression de pilotage à mettre en œuvre et
- une étape de connexion pneumatique du régulateur à action directe correspondant à la pression de pilotage sélectionnée.According to a second aspect, the present invention relates to a method for implementing a remotely operated automatic pressure regulation system between an upstream gas pipeline and a downstream gas pipeline, which is the subject of the present invention, and which comprises:
- a calibration step for at least two direct-acting regulators according to different pilot pressures,
- a remote selection step for a pilot pressure to be implemented and
- a pneumatic connection step of the direct-acting regulator corresponding to the selected pilot pressure.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du système objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.Since the goals, advantages and special characteristics of the process which is the subject of the present invention are similar to those of the system which is the subject of the present invention, they are not recalled here.
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du système et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la
- la
- la
- la
- la
- there
- there
- there
- there
- there
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.The present description is given by way of non-limiting attribution, each feature of an embodiment being able to be advantageously combined with any other feature of any other embodiment.
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.It should be noted from the outset that the figures are not to scale.
On observe, sur la
- un régulateur piloté 105, relié, d’une part, à la conduite de gaz amont et, d’autre part, à la conduite de gaz aval,
- un mécanisme 110 de pilotage du régulateur piloté configuré pour, en fonction d’une pression de motorisation, actionner le régulateur piloté pour augmenter ou réduire le débit de gaz transféré entre la conduite de gaz amont et la conduite de gaz aval,
- au moins deux régulateurs à action directe, 130 et 135, configurés chacun pour produire une pression de motorisation en fonction d’une pression de pilotage prédéterminée, lesdites pressions de motorisations étant mise en œuvre par le mécanisme de pilotage, au moins deux pressions de pilotage étant différentes,
- une conduite 115 de motorisation reliant au moins deux dits régulateurs à action directe et le mécanisme de pilotage du régulateur piloté et
- un mécanisme 160 téléopéré de sélection de la pression de pilotage à mettre en œuvre configuré pour activer pneumatiquement le régulateur à action directe correspondant à la conduite de pilotage sélectionnée.We observe, on the
- a pilot-operated regulator 105, connected, on the one hand, to the upstream gas pipeline and, on the other hand, to the downstream gas pipeline,
- a control mechanism 110 for the pilot-operated regulator configured to, depending on a motorization pressure, actuate the pilot-operated regulator to increase or decrease the flow of gas transferred between the upstream gas line and the downstream gas line,
- at least two direct-acting regulators, 130 and 135, each configured to produce a drive pressure as a function of a predetermined pilot pressure, said drive pressures being implemented by the pilot mechanism, at least two pilot pressures being different,
- a 115 driveline connecting at least two so-called direct-acting regulators and the piloting mechanism of the piloted regulator and
- a 160 remote-operated pilot pressure selection mechanism to be implemented configured to pneumatically activate the direct-acting regulator corresponding to the selected pilot line.
La conduite 101 de gaz amont correspond à toute conduite généralement adaptée au transport de gaz depuis un site de production ou de transport à longue distance de gaz. Une telle conduite 101 de gaz amont présente une pression généralement supérieure à la pression mise en œuvre dans la conduite 102 de gaz aval. Une telle pression est, par exemple, comprise entre 20 et 100 bar.The upstream gas pipeline 101 corresponds to any pipeline generally suitable for transporting gas from a production site or for long-distance gas transmission. Such an upstream gas pipeline 101 typically operates at a higher pressure than the pressure used in the downstream gas pipeline 102. This pressure is, for example, between 20 and 100 bar.
La conduite 102 de gaz aval correspond à toute conduite généralement adaptée au transport de gaz vers des sites de consommation domestiques ou industriels. La conduite 102 de gaz aval est configurée pour opérer selon une pression, par exemple, comprise entre 2 et 16 bar.The downstream gas line 102 corresponds to any line generally suitable for transporting gas to domestic or industrial consumption sites. The downstream gas line 102 is configured to operate at a pressure, for example, between 2 and 16 bar.
Les réseaux amont et aval ne sont pas représentés en
Le principal point de passage entre la conduite 101 de gaz amont et la conduite 102 de gaz aval est le régulateur piloté 105. Le régulateur piloté 105 a pour fonction de réduire ou d’augmenter le débit dans la conduite 102 de gaz aval afin que la pression régnant dans cette conduite 102 demeure dans une plage de fonctionnement nécessaire au bon fonctionnement du réseau aval.The main point of passage between the upstream gas line 101 and the downstream gas line 102 is the pilot-operated regulator 105. The pilot-operated regulator 105 has the function of reducing or increasing the flow in the downstream gas line 102 so that the pressure prevailing in this line 102 remains within an operating range necessary for the proper functioning of the downstream network.
Un tel régulateur piloté 105 est, par exemple, un régulateur à action pilotée à refoulement ou un régulateur à action pilotée à admission (normalement ouvert ou normalement fermé).Such a piloted regulator 105 is, for example, a discharge piloted action regulator or an inlet piloted action regulator (normally open or normally closed).
L’actionnement du régulateur piloté 105 est réalisé par le mécanisme 110 de pilotage du régulateur à action pilotée. Ce mécanisme 110 de pilotage actionne le régulateur piloté 105 de manière à équilibrer la pression dans la conduite 102 de gaz aval et une pression de pilotage.The pilot-operated regulator 105 is actuation achieved by the pilot-operated regulator mechanism 110. This pilot-operated mechanism 110 actuates the pilot-operated regulator 105 in such a way as to balance the pressure in the downstream gas line 102 with a pilot pressure.
Cet équilibrage est obtenu, dans le contexte de la présente invention, de manière pneumatique et mécanique sans nécessiter d’outillage électronique.This balancing is achieved, in the context of the present invention, pneumatically and mechanically without requiring electronic tools.
Dans des modes de réalisation préférentiels, le mécanisme 110 de pilotage du régulateur piloté comporte :
- une chambre 111 de régulation comportant une entrée pour gaz issu de la conduite de motorisation et une entrée pour gaz issu de la conduite aval,
- une membrane 112 mobile dans la chambre de régulation configurée pour isoler un premier volume 113 relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite de motorisation et un deuxième volume 114 relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite aval et dont le déplacement provoque l’augmentation ou la réduction du débit de gaz en sortie dudit régulateur par activation du régulateur piloté 105 et
- un ressort 116 configuré pour ouvrir ou fermer par défaut le régulateur piloté 105.In preferred embodiments, the control mechanism 110 of the controlled regulator comprises:
- a regulating chamber 111 comprising an inlet for gas from the drive line and an inlet for gas from the downstream line,
- a movable membrane 112 in the regulating chamber configured to isolate a first volume 113 connected to the gas inlet from the drive line and a second volume 114 connected to the gas inlet from the downstream line, the movement of which causes the gas flow rate at the outlet of said regulator to increase or decrease by activating the pilot-operated regulator 105 and
- a spring 116 configured to open or close by default the piloted regulator 105.
Dans de tels modes de réalisation, initialement, le ressort 116 est situé dans une position correspondant à un état totalement fermé du régulateur piloté 105.In such embodiments, initially, the spring 116 is located in a position corresponding to a totally closed state of the piloted regulator 105.
De cette manière, lorsque la pression de motorisation est supérieure à la somme de la pression aval et de la force exercée par le ressort 116, la membrane 112 est déplacée (ou déformée), entraînant l’ouverture du régulateur piloté 105.In this way, when the motorization pressure is greater than the sum of the downstream pressure and the force exerted by the spring 116, the diaphragm 112 is displaced (or deformed), causing the pilot regulator 105 to open.
Dans des variantes, le débit de gaz dans le mécanisme 110 de pilotage peut être ajusté par une paire de vannes, 116 et 117, de régulation de débit (de type vanne à pointeau par exemple). Plus le débit dans le mécanisme 110 de pilotage est élevé, plus le régulateur piloté 105 est réactif mais plus ce régulateur est instable.In some variations, the gas flow rate in the pilot mechanism 110 can be adjusted by a pair of flow control valves, 116 and 117 (e.g., needle valves). The higher the flow rate in the pilot mechanism 110, the more responsive the pilot-operated regulator 105 is, but the more unstable this regulator becomes.
La conduite 115 de pilotage est reliée à au moins deux régulateurs à action directe, 130 et 135. En
Au moins un régulateur à action directe 130 comporte un mécanisme 150 de pilotage comportant :
- une chambre 151 de régulation comportant une entrée pour gaz issu de la conduite aval,
- une membrane 152 mobile dans la chambre de régulation configurée pour isoler un volume 153 de la chambre de régulation relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite aval et
- un ressort 154 configuré pour activer le régulateur à action directe 130 pour augmenter ou réduire le débit de gaz en sortie dudit régulateur de manière à, en fonction de la pression dans la conduite aval, augmenter ou réduire la pression de motorisation associée.At least one direct-acting regulator 130 includes a piloting mechanism 150 comprising:
- a regulating chamber 151 comprising an inlet for gas from the downstream pipeline,
- a movable membrane 152 in the regulating chamber configured to isolate a volume 153 from the regulating chamber connected to the inlet for gas from the downstream pipe and
- a spring 154 configured to activate the direct-acting regulator 130 to increase or decrease the gas flow at the outlet of said regulator so as to, depending on the pressure in the downstream line, increase or decrease the associated motorization pressure.
La fonction des régulateurs à action directe, 130 et 135, est de permettre l’ajustement de la pression de motorisation en fonction de la pression de pilotage associée à régulateur à action directe, 130 et 135, et de la pression de la conduite 102 aval.The function of the direct-acting regulators, 130 and 135, is to allow the adjustment of the motor pressure according to the pilot pressure associated with the direct-acting regulator, 130 and 135, and the pressure of the downstream line 102.
Le nombre de régulateurs à action directe définit le nombre de pressions de pilotage pouvant être par la suite mises en œuvre de manière téléopérée.The number of direct-acting regulators defines the number of pilot pressures that can subsequently be implemented remotely.
Chaque pression de pilotage peut être obtenue par la mise en œuvre de régulateur à action directe de types différents, mettant en œuvre des ressorts différents ou mettant en œuvre des moyens, 140 et 145, de tarage configurés pour produire des tarages différents.Each pilot pressure can be obtained by implementing different types of direct-acting regulators, implementing different springs or implementing calibration means, 140 and 145, configured to produce different calibrations.
En entrée, les régulateurs à action directe, 130 et 135, sont préférentiellement reliés pneumatiquement directement ou indirectement à la conduite 101 de gaz amont. Chaque régulateur à action directe, 130 et 135, peut être sélectivement isolable de la conduite 101 de gaz amont. Une telle isolation peut être réalisée par la mise en œuvre de vannes, 165 et 170.At the inlet, the direct-acting regulators, 130 and 135, are preferably pneumatically connected, either directly or indirectly, to the upstream gas line 101. Each direct-acting regulator, 130 and 135, can be selectively isolated from the upstream gas line 101. Such isolation can be achieved by installing valves, 165 and 170.
Dans des variantes, le système 100 comporte un nombre de vannes correspondant au nombre de régulateurs à action directe, 130 et 135. Au moins une vanne peut être de type ouverte par défaut, au moins une telle vanne étant associée au régulateur à action directe dont l’activation entraîne l’ouverture du régulateur piloté 105.In variants, the system 100 includes a number of valves corresponding to the number of direct-acting regulators, 130 and 135. At least one valve may be of the open type by default, at least one such valve being associated with the direct-acting regulator whose activation causes the pilot-operated regulator 105 to open.
Dans des variantes préférentielles, le système 100 comporte un nombre de vannes correspondant au nombre de régulateurs à action directe, 130 et 135 moins un. Dans de telles variantes, un régulateur à action directe 130 agit comme régulateur à action directe par défaut. Un tel régulateur à action directe 130 est préférentiellement associé à la pression de pilotage la plus basse.In preferred variants, system 100 has a number of valves corresponding to the number of direct-acting controllers, 130 and 135 minus one. In such variants, a direct-acting controller 130 acts as the default direct-acting controller. Such a direct-acting controller 130 is preferably associated with the lowest pilot pressure.
Pour associer une pression de pilotage à chaque régulateur à action directe, 130 et 135, un mécanisme, 140 et 145, de tarage peut être mis en œuvre. Un tel mécanisme de tarage correspond, par exemple, à une molette dont l’actionnement déforme un ressort 154 mis en œuvre dans un mécanisme 150 de pilotage du régulateur à action directe.To associate a pilot pressure with each direct-acting regulator, 130 and 135, a calibration mechanism, 140 and 145, can be implemented. Such a calibration mechanism corresponds, for example, to a knob whose actuation deforms a spring 154 implemented in a piloting mechanism 150 of the direct-acting regulator.
Dans des variantes, d’autres mécanismes, 140 et 145, de tarage peuvent être mis en œuvre. Par exemple, le tarage peut être réalisé numériquement via une interface utilisateur permettant la saisie d’une valeur de pression de pilotage.In alternative configurations, other calibration mechanisms, 140 and 145, can be implemented. For example, calibration can be performed digitally via a user interface allowing the input of a pilot pressure value.
La sélection de la pression de pilotage à opérer pour la conduite 102 aval est réalisée par la mise en œuvre du mécanisme 160 téléopéré de sélection de la pression de pilotage à mettre en œuvre configuré pour, en fonction de la pression de pilotage sélectionnée, activer pneumatiquement le régulateur à action directe, 130 ou 135, correspondant à la pression de pilotage sélectionnée.The selection of the pilot pressure to be operated for the downstream line 102 is carried out by the implementation of the remote-operated mechanism 160 for selecting the pilot pressure to be implemented, configured to, depending on the selected pilot pressure, pneumatically activate the direct-acting regulator, 130 or 135, corresponding to the selected pilot pressure.
Le mécanisme 160 téléopéré comporte une liaison (non représentée) à un réseau de données, cellulaire ou Internet, par exemple, de sorte à recevoir des commandes d’activation de l’une ou l’autre des pressions de pilotage.The remotely operated mechanism 160 includes a link (not shown) to a data network, cellular or Internet, for example, so as to receive activation commands for one or the other of the pilot pressures.
Ce mécanisme 160 téléopéré associe, à un identifiant représentatif d’une pression de pilotage à actionner contenu dans une trame de commande d’activation, les régulateurs à action directe, 130 et 135, du système 100, ainsi que les moyens d’isoler pneumatiquement ces régulateurs à action directe, 130 et 135, de la conduite 101 de gaz amont.This remotely operated mechanism 160 associates, with a representative identifier of a pilot pressure to be activated contained in an activation command frame, the direct acting regulators, 130 and 135, of the system 100, as well as the means of pneumatically isolating these direct acting regulators, 130 and 135, from the upstream gas line 101.
De tels moyens correspondent, par exemple, à des électrovannes, 162, 165 et 170. Ainsi, par exemple, lorsque le régulateur à action directe 130 doit être activé, les deux électrovannes, 165 et 170, sont fermées et l’électrovanne 162 est ouverte. Lorsque le régulateur à action directe 135 doit être activé, les deux électrovannes, 162 et 170, sont fermées et l’électrovanne 165 est ouverte.Such means correspond, for example, to solenoid valves 162, 165, and 170. Thus, for example, when the direct-acting regulator 130 is to be activated, the two solenoid valves 165 and 170 are closed and solenoid valve 162 is open. When the direct-acting regulator 135 is to be activated, the two solenoid valves 162 and 170 are closed and solenoid valve 165 is open.
Dans des modes de réalisation particuliers, le mécanisme 160 téléopéré de sélection comporte un jeu d’électrovannes, 162 et 165, configurées pour isoler sélectivement les régulateurs à action directe, 130 et 135, en fonction d’une commande reçue par le mécanisme téléopéré de sélection.In particular embodiments, the remote-operated selection mechanism 160 includes a set of solenoid valves, 162 and 165, configured to selectively isolate the direct-acting regulators, 130 and 135, according to a command received by the remote-operated selection mechanism.
Dans des modes de réalisation particuliers, le régulateur à action directe 130 associé à la pression de pilotage la plus basse n’est pas associé à une électrovanne ou est associé à une électrovanne ouverte par défaut.In particular embodiments, the direct-acting regulator 130 associated with the lowest pilot pressure is not associated with a solenoid valve or is associated with a solenoid valve that is open by default.
Dans des modes de réalisation particuliers, au moins une électrovanne, 165 et/ou 170, est une électrovanne à modulation de largeur d’impulsion.In particular embodiments, at least one solenoid valve, 165 and/or 170, is a pulse width modulation solenoid valve.
Dans des modes de réalisation particuliers, l’électrovanne, 162 ou 165, à modulation de largeur d’impulsion, associée au régulateur à action directe, 130 et 135, correspondant à la pression de pilotage sélectionnée, est configurée pour réaliser une succession d’ouvertures et de fermetures selon des intervalles d’ouvertures de durées croissantes.In particular embodiments, the pulse width modulated solenoid valve, 162 or 165, associated with the direct acting regulator, 130 and 135, corresponding to the selected pilot pressure, is configured to perform a succession of openings and closings according to opening intervals of increasing durations.
De tels modes de réalisation sont adaptés au cas d’usage représentés par le graphique 300 de la
- une première courbe 305 représente la pression dans la conduite 102 aval et
- une deuxième courbe 310 représente le débit traversant le régulateur piloté 105.Such embodiments are suitable for the use case represented by Figure 300 of the
- a first curve 305 represents the pressure in the downstream pipe 102 and
- a second curve 310 represents the flow rate through the piloted regulator 105.
En suivant la première courbe 305, on observe, dans ce cas d’usage, que la pression initiale sélectionnée est une pression haute. La sélection d’une pression de pilotage plus basse entraîne l’activation du régulateur piloté 105 qui réduit le débit (visible sur la deuxième courbe 310).Following the first curve 305, we observe, in this use case, that the initial pressure selected is a high pressure. Selecting a lower pilot pressure activates the pilot-operated regulator 105, which reduces the flow rate (visible on the second curve 310).
Ultérieurement, la pression haute est sélectionnée, entraînant l’activation du régulateur piloté 105 et l’augmentation significative du débit traversant le régulateur piloté 105.Subsequently, high pressure is selected, resulting in the activation of the pilot-operated regulator 105 and a significant increase in the flow rate through the pilot-operated regulator 105.
Dans un tel cas d’usage, le débit traversant le régulateur piloté 105 dépasse la valeur maximale autorisée pour le débit 315 tel que défini par le compteur du système 100.In such a use case, the flow through the piloted regulator 105 exceeds the maximum value allowed for the flow 315 as defined by the system meter 100.
La mise en œuvre d’une électrovanne à modulation de largeur d’impulsion permet d’éviter un tel désagrément. Une telle mise en œuvre est représentée par un graphique 400 en
Dans ce graphique 400 :
- une courbe représentant le débit 425 de gaz dans le régulateur piloté 105 et
- une succession d’intervalles, 405, 410, 415 et 420, d’ouverture, de durées croissantes, de l’électrovanne.In this graph 400:
- a curve representing the gas flow rate 425 in the piloted regulator 105 and
- a succession of intervals, 405, 410, 415 and 420, of opening, of increasing durations, of the solenoid valve.
Comme on le voit dans ce graphique 400, une telle vanne à modulation de largeur d’impulsion permet de ne jamais dépasser 100% du débit maximum autorisé pour le système 100.As can be seen in this graph 400, such a pulse width modulation valve ensures that the maximum flow rate allowed for system 100 is never exceeded.
On observe, en
- une étape 205 de tarage d’au moins deux régulateurs à action directe selon des pressions pilotes différentes,
- une étape 210 de sélection à distance d’une pression de pilotage à mettre en œuvre et
- une étape 215 de connexion pneumatique du régulateur à action directe correspondant à la pression de pilotage sélectionnée.We observe, in
- a step 205 of calibrating at least two direct-acting regulators according to different pilot pressures,
- a step 210 for remotely selecting a pilot pressure to be implemented and
- a step 215 of pneumatic connection of the direct acting regulator corresponding to the selected pilot pressure.
Des modes de réalisation de ce procédé 200 sont décrits en regard des figures 1, 3 et 4.Embodiments of this process 200 are described with reference to figures 1, 3 and 4.
Claims (9)
- un régulateur piloté (105), relié, d’une part, à la conduite de gaz amont et, d’autre part, à la conduite de gaz aval,
- un mécanisme (110) de pilotage du régulateur piloté configuré pour, en fonction d’une pression de motorisation, actionner le régulateur piloté pour augmenter ou réduire le débit de gaz transféré entre la conduite de gaz amont et la conduite de gaz aval,
- au moins deux régulateurs à action directe (130, 135) configurés chacun pour produire une pression de motorisation en fonction d’une pression de pilotage prédéterminée, lesdites pressions de motorisations étant mises en œuvre par le mécanisme de pilotage, au moins deux pressions de pilotage étant différentes,
- une conduite (115) de motorisation reliant au moins deux dits régulateurs à action directe et le mécanisme de pilotage du régulateur piloté et
- un mécanisme (160) téléopéré de sélection de la pression de pilotage à mettre en œuvre configuré pour activer pneumatiquement le régulateur à action directe correspondant à la conduite de pilotage sélectionnée.A remotely operated automatic pressure regulation system (100) between an upstream gas pipeline (101) and a downstream gas pipeline (102), characterized in that it comprises:
- a pilot-operated regulator (105), connected, on the one hand, to the upstream gas pipeline and, on the other hand, to the downstream gas pipeline,
- a control mechanism (110) for the pilot-operated regulator configured to, as a function of a motorization pressure, actuate the pilot-operated regulator to increase or decrease the flow rate of gas transferred between the upstream gas line and the downstream gas line,
- at least two direct-acting regulators (130, 135), each configured to produce a drive pressure as a function of a predetermined pilot pressure, said drive pressures being implemented by the pilot mechanism, at least two pilot pressures being different,
- a driveline (115) connecting at least two said direct-acting regulators and the control mechanism of the piloted regulator and
- a remote-operated pilot pressure selection mechanism (160) configured to pneumatically activate the direct-acting regulator corresponding to the selected pilot line.
- une chambre (151) de régulation comportant une entrée pour gaz issu de la conduite aval,
- une membrane (152) mobile dans la chambre de régulation configurée pour isoler un volume (153) de la chambre de régulation relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite aval et
- un ressort (154) configuré pour activer le régulateur à action directe (130) pour augmenter ou réduire le débit de gaz en sortie dudit régulateur de manière à, en fonction de la pression dans la conduite aval, augmenter ou réduire la pression de motorisation associée.System (100) according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one direct-acting regulator (130) comprises a piloting mechanism (150) including:
- a regulating chamber (151) comprising an inlet for gas from the downstream pipeline,
- a movable membrane (152) in the control chamber configured to isolate a volume (153) of the control chamber connected to the inlet for gas from the downstream pipe and
- a spring (154) configured to activate the direct-acting regulator (130) to increase or decrease the gas flow at the outlet of said regulator so as to, depending on the pressure in the downstream line, increase or decrease the associated motorization pressure.
- une chambre (111) de régulation comportant une entrée pour gaz issu de la conduite de motorisation et une entrée pour gaz issu de la conduite aval,
- une membrane (112) mobile dans la chambre de régulation configurée pour isoler un premier volume (113) relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite de motorisation et un deuxième volume (114) relié à l’entrée pour gaz issu de la conduite aval et dont le déplacement provoque l’augmentation ou la réduction du débit de gaz en sortie dudit régulateur par activation du régulateur piloté (105) et
- un ressort (116) configuré pour ouvrir ou fermer par défaut le régulateur piloté.System (100) according to any one of claims 1 to 6, wherein the control mechanism (110) of the controlled regulator comprises:
- a regulating chamber (111) comprising an inlet for gas from the drive line and an inlet for gas from the downstream line,
- a movable membrane (112) in the regulating chamber configured to isolate a first volume (113) connected to the gas inlet from the drive line and a second volume (114) connected to the gas inlet from the downstream line, the movement of which causes the increase or decrease of the gas flow at the outlet of said regulator by activation of the piloted regulator (105) and
- a spring (116) configured to open or close the piloted regulator by default.
- une étape (205) de tarage d’au moins deux régulateurs à action directe selon des pressions pilotes différentes,
- une étape (210) de sélection à distance d’une pression de pilotage à mettre en œuvre et
- une étape (215) de connexion pneumatique du régulateur à action directe correspondant à la pression de pilotage sélectionnée.Method (200) for implementing a remotely operated automatic pressure regulation system between an upstream gas pipeline and a downstream gas pipeline according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises:
- a calibration step (205) of at least two direct-acting regulators according to different pilot pressures,
- a step (210) of remotely selecting a pilot pressure to be implemented and
- a pneumatic connection step (215) of the direct-acting regulator corresponding to the selected pilot pressure.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2405782A FR3162872A1 (en) | 2024-06-03 | 2024-06-03 | Remotely operated automatic pressure control system and method for implementing such a system |
| PCT/EP2025/065376 WO2025252751A1 (en) | 2024-06-03 | 2025-06-03 | Remote-operated system for automatically regulating pressure, and method for implementing such a system |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2405782A FR3162872A1 (en) | 2024-06-03 | 2024-06-03 | Remotely operated automatic pressure control system and method for implementing such a system |
| FR2405782 | 2024-06-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3162872A1 true FR3162872A1 (en) | 2025-12-05 |
Family
ID=93010853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2405782A Pending FR3162872A1 (en) | 2024-06-03 | 2024-06-03 | Remotely operated automatic pressure control system and method for implementing such a system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3162872A1 (en) |
| WO (1) | WO2025252751A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5097858A (en) * | 1990-05-01 | 1992-03-24 | Zlokovitz Robert J | Clock controlled gas pressure regulator |
| US20170130904A1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-11 | Chad Deville | Pipeline-waste-gas reducer apparatus |
-
2024
- 2024-06-03 FR FR2405782A patent/FR3162872A1/en active Pending
-
2025
- 2025-06-03 WO PCT/EP2025/065376 patent/WO2025252751A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5097858A (en) * | 1990-05-01 | 1992-03-24 | Zlokovitz Robert J | Clock controlled gas pressure regulator |
| US20170130904A1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-11 | Chad Deville | Pipeline-waste-gas reducer apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025252751A1 (en) | 2025-12-11 |
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