REVENDICATIONS
1. Dispositif permettant le brûlage, sans fumée ni rejet d'imbrûlés, d'hydrocarbures liquides ou gazeux, mélangés ou séparés, dans les conditions de sortie d'un puits, caractérisé par le fait qu'il permet de réaliser une flamme creuse très évasée, à l'aide :
• d'un orifice principal d'éjection des hydrocarbures liquides, ou liquides et gazeux non séparés,
• d'un orifice secondaire, semblable et parallèle au principal, destiné à l'éjection des gaz séparés s'il y en a, ou d'air comprimé pour assistance pneumatique.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que l'orifice principal, destiné à l'éjection des hydrocarbures liquides, ou liquides et gazeux non séparés, a une ouverture continûment ajustable en temps réel, tandis que l'orifice secondaire, destiné à l'éjection des gaz séparés s'il y en a, ou d'air comprimé pour assistance pneumatique, a une ouverture ajustable, mais pas nécessairement en temps réel.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par l'utilisation de deux orifices (20 et 60) de géométrie conique, concentriques et d'angles voisins, réalisés chacun par un espace (25 et 65) de largeur variable entre deux pièces coniques concentriques, l'une mâle (22 et 62) et l'autre femelle (21 et 61), la variation de la largeur de chacun des deux orifices étant réalisée indépendamment par le mouvement axial relatif des deux pièces qui le composent.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que :
• les hydrocarbures liquides, ou liquides et gazeux non séparés, sont amenés à l'orifice (20) par un tube (12) sur lequel la pièce conique femelle (21) est fixée, et dans l'axe duquel la pièce conique mâle (22) est maintenue sur une tige centrale (23), elle-même maintenue concentrique au tube (12) par un dispositif de centrage (24),
• les hydrocarbures gazeux, ou l'air d'assistance, sont amenés à l'orifice
(60) dans le conduit annulaire (50) délimité par le tube (12) et un second tube (52) concentrique et extérieur au tube (12), la pièce conique femelle
(61) étant fixée sur le tube (52), la pièce conique mâle (62) étant fixée sur le tube (12), lui-même maintenu concentrique au tube (52) par un dispositif de centrage (64),
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le mouvement axial de la pièce conique mâle (22) par rapport à la pièce conique femelle (21) est assuré par le mouvement axial de la tige centrale (23) sur laquelle la pièce conique mâle (22) est fixée.
6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la tige centrale (23) est immobile et que la pièce conique mâle (22) est capable d'un mouvement axial sur la tige centrale (23) qui la porte.
7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le mouvement axial de la pièce conique mâle (62) par rapport à la pièce conique femelle (61) est assuré par le mouvement axial du tube (12) sur laquelle la pièce conique mâle (62) est fixée.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que le mouvement axial de la pièce conique mâle (22) est contrôlé par un système cylindre-piston (30) alimenté avec un fluide sous pression, laquelle pression, continûment ajustable pendant l'opération de brûlage, permet de contrebalancer la force que la pression des hydrocarbures exerce sur la surface interne de la pièce conique mâle (22).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que le mouvement axial de la pièce conique mâle (22) est contrôlé par un ressort de rappel (35).
10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ouverture variable (65) de l'orifice secondaire (60), contrôlée par le mouvement axial du tube (12), est assurée par un système vis-écrou (40), réglable avant l'opération de brûlage.
11. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ouverture variable (65) de l'orifice secondaire (60), contrôlée par le mouvement axial du tube (12), est assurée en opération, soit par un système cylindre-piston (41 et 42), alimenté avec un fluide sous pression, soit par un système de ressort de rappel (44). |
DESCRIPTION
BRULEUR POLYVALENT A FLAMME CREUSE POUR HYDROCARBURES
Domaine technique
Dans le domaine de l'exploitation des ressources pétrolières, il existe des périodes pendant lesquelles il s'avère nécessaire de se débarrasser de quantités non négligeables d'hydrocarbures liquides ou gazeux.
C'est notamment le cas lors des opérations dites de test de puits. En effet, lors de la construction d'un puits destiné à la production d'hydrocarbures, il est nécessaire de tester la capacité de production de ce puits, afin de dimensionner la future installation de production de ces hydrocarbures. Ce test consiste à mettre le puits en situation de production et à mesurer la quantité d'hydrocarbures réellement produite et l'état physique de ces hydrocarbures (pression, température, rapport gaz/liquide...).
Les hydrocarbures produits pendant ce test doivent être évacués alors qu'il n'existe encore aucun moyen pour le faire. Leur rejet dans la nature est évidemment inacceptable en terme d'environnement, même pour les gaz. Leur stockage est problématique en terme de volume et surtout de sécurité, particulièrement pour les installations en mer. De plus le stockage ne résout pas le problème de l'évacuation ultérieure.
Pour toutes ces raisons, la technique employée depuis le développement de la prospection en mer consiste à brûler ces hydrocarbures, directement au cours de l'opération de test, une fois les mesures nécessaires effectuées.
Jusqu'à une période récente, les mesures effectuées sur le flux d'hydrocarbures nécessitaient systématiquement la séparation des produits gazeux et des produits liquides. Le brûlage se fait alors à l'aide de 2 brûleurs distincts, un pour le gaz et un autre pour le liquide. Les techniques de brûlage étant par ailleurs très différentes pour ces deux opérations, des appareils distincts ont été développés depuis longtemps.
Depuis quelques temps, des systèmes de mesure, dits multi-phasiques, ne nécessitant plus la séparation gaz/liquide font leur apparition. Actuellement, il reste malgré tout nécessaire de faire cette séparation pour effectuer le brûlage, ce qui fait perdre beaucoup d'intérêt à ces nouveaux systèmes de mesure.
De plus, le brûlage de liquide reste une opération difficile, encore imparfaitement réalisée.
La présente invention a pour but de réaliser un brûleur améliorant les techniques actuellement utilisées pour le brûlage sur champs des hydrocarbures liquides, et permettant indifféremment le brûlage d'hydrocarbures en mélange gaz/liquide non séparé, ou le brûlage simultané des hydrocarbures gaz et liquide séparés.
Etat de la technique
La combustion d'un kilogramme d'hydrocarbure nécessite environ 3 kg d'oxygène, soit environ 15 kg d'air. Quelle que soit la technique utilisée, la principale difficulté du brûlage consiste dans le nécessaire mélange de l'hydrocarbure et de l'air nécessaire à sa combustion.
Dans le cas des hydrocarbures gazeux, le mélange avec l'air est assez facile à réaliser car les masses volumiques des deux produits sont peu différentes.
Dans le cas des hydrocarbures liquides, dont la masse volumique varie de 700 à 950 kg/rr)3 environ, le ratio en masse de 15kg d'air pour 1kg d'hydrocarbure donne un ratio en volume d'au moins 10000 pour 1. Avec un tel ratio, l'obtention d'un mélange permettant une bonne combustion est très complexe. Tous les développements de brûleurs de pétrole sur champs, effectués depuis plusieurs décennies, avaient pour objectif la résolution de ce problème.
Obtenir un mélange homogène d'un liquide avec de l'air avec un tel ratio volumique suppose de fragmenter le liquide en gouttelettes (atomisation) et de répartir ces gouttelettes de façon homogène dans le volume d'air nécessaire.
Par ailleurs, les débits d'hydrocarbure liquide que l'on veut brûler sont d'au moins 10000 barils par jour soit environ 20 litres par seconde. Le volume d'air nécessaire à la combustion est donc d'au moins 200 m^ par seconde. La puissance thermique développée par la combustion d'un tel débit est d'environ 600 mégawatts.
Une chaudière fermée capable de brûler un tel débit aurait un volume, un poids et un coût incompatibles avec une installation offshore, surtout pour une utilisation pendant quelques heures à quelques jours seulement. C'est pourquoi tous les brûleurs utilisés sont à flamme libre et sont installés à l'extrémité de longues poutres porteuses afin d'éloigner la flamme de la plate-forme, tant pour réduire le risque d'incendie que pour diminuer le rayonnement thermique de la flamme sur la plate-forme.
Les brûleurs existants utilisent l'atomisation pneumatique qui consiste, d'une manière ou d'une autre, à partir d'une source d'air comprimé, à réaliser un débit d'air à grande vitesse dans un conduit, à injecter dans ce débit d'air le débit de liquide, lequel se trouve alors brisé en gouttelettes par la grande vitesse de l'air. Le tout est alors éjecté dans l'atmosphère par un orifice, sous la forme d'un jet. Cette technique permet, à travers un orifice constant, de faire varier le débit d'air, en changeant sa pression, et donc le débit de liquide : en pratique une variabilité du débit de liquide dans un rapport de .1 à 5 est possible. Cette technique a également l'avantage de créer un jet d'air qui, par friction dans l'atmosphère, absorbe une grande quantité d'air ambiant, indispensable à la combustion (phénomène d'ingestion).
Le principal inconvénient de cette technique est la faible quantité de liquide que l'on peut brûler avec un tel jet d'air comprimé. La limite physique est qu'un jet d'air, dans l'atmosphère terrestre, prend la forme d'un cône étroit avec un angle au sommet de 15 degrés environ, et une longueur maximale de 7 à 8 mètres. Son volume est donc faible et sa surface de contact avec l'atmosphère également : en pratique, on ne peut pas y brûler plus de 2 litres de liquide par seconde. Si le débit de liquide est plus élevé, le début de la flamme est trop riche en liquide par rapport à la quantité d'air disponible, la combustion est très incomplète, produisant beaucoup de carbone et de produits lourds imbrûlés. L'expérience
montre qu'une partie de ces produits arrivera à brûler ultérieurement dans la partie suivante de la flamme qui continue à absorber de l'air, mais une autre partie n'y arrivera pas, générant une épaisse fumée noire et des retombées d'imbrûlés.
Une technique utilisée depuis plusieurs décennies contre cette fumée (brevet US3894831) consiste à injecter une grande quantité d'eau dans le début de la flamme, ce qui supprime la fumée. En effet, en refroidissant le début de la flamme, l'eau ralentit le phénomène d'évaporation des gouttes de liquide, diminuant la richesse apparente en début de flamme. En quelque sorte, l'eau permet à une partie du liquide de traverser indemne le début de la flamme, pour aller brûler plus loin. Le problème est qu'une partie de ce liquide ne s'évaporera plus, ou trop tard pour brûler, et tombera au sol ou à la mer, soit immédiatement sous la flamme, soit par condensation ultérieure des vapeurs imbrûlées contenues dans le panache de gaz brûlés.
Une solution plus récente (brevet FR2741424) consiste à augmenter fortement le ratio air/liquide dans l'orifice du brûleur, allant jusqu'à 18% en masse. Ceci réduit d'autant la richesse du jet et donc de la flamme, à phénomène d'ingestion égal. L'injection d'eau devient inutile et la combustion est meilleure, mais le débit d'hydrocarbure brûlé par jet est réduit, ce qui nécessite l'augmentation du nombre de jets. Avec une capacité unitaire de brûlage sans fumée ni retombées d'environ 2 litres par seconde, une dizaine de flammes, donc autant de gicleurs sont nécessaires pour le débit visé. Ce brevet FR2741424 dispose douze gicleurs répartis suivant la surface d'un cône à partir d'une tête de distribution de l'air et du liquide. Un autre brevet (US5993196) dispose trois groupes de trois gicleurs à partir d'une structure de distribution des fluides, les gicleurs étant disposés angulairement pour répartir les neuf flammes dans le plus grand volume possible.
Outre le coût de l'air comprimé nécessaire (coût des compresseurs, place nécessaire pour les installer, tuyauterie importante), la multitude de gicleurs, inévitable avec cette technique d'atomisation pneumatique, rend le brûleur complexe et coûteux d'entretien. De plus sa gamme de débit reste étroite (1 à 5) sauf à pouvoir ouvrir les gicleurs sélectivement, ce qui accroît encore la
complexité du système. Enfin, le mélange d'hydrocarbures et d'air à l'intérieur du brûleur pose des problèmes de sécurité.
Exposé de l'invention
La présente invention concerne un brûleur à hydrocarbures liquides ou gazeux, séparés ou mélangés, destiné à l'élimination rapide et propre des effluents d'hydrocarbures produits sur des installations pétrolières, à terre ou en mer.
Elle est basée sur l'utilisation d'une flamme creuse très évasée réalisée à l'aide d'un orifice principal unique à ouverture variable en temps réel, secondé d'un deuxième orifice concentrique à ouverture fixe ou variable selon les conditions d'utilisation.
L'orifice principal à ouverture variable est situé à l'extrémité d'un conduit d'amenée des hydrocarbures liquides, ou liquides et gazeux mélangés. Il est réalisé à l'aide de deux pièces de révolution à profil conique de grand angle, l'une femelle, l'autre mâle, placées l'une dans l'autre selon le même axe. Dans une réalisation préférentielle, la pièce femelle est immobile et fixée directement à l'extrémité du conduit par des moyens mécaniques tels qu'elle soit facilement interchangeable, tant à cause de l'usure qu'elle subit de la part des hydrocarbures chargés, que pour pouvoir changer ses caractéristiques géométriques en fonction des conditions d'utilisation. La pièce mâle est placée concentriquement à la pièce femelle sur un support axial centré dans le conduit, par des moyens mécaniques tels qu'elle soit facilement interchangeable, tant à cause de l'usure qu'elle subit également de la part des hydrocarbures chargés, que pour pouvoir changer ses caractéristiques géométriques en fonction des conditions d'utilisation. Ce support est non seulement capable de maintenir la pièce mâle centrée dans la pièce femelle mais également de lui communiquer un mouvement axial de façon à faire varier continûment la largeur de l'espace entre les pièces mâle et femelle. L'orifice peut donc passer de la position fermée à une position d'ouverture maximale en fonction du débit et des caractéristiques du flux d'hydrocarbures.
Cet orifice permet de réaliser une atomisation mécanique des hydrocarbures liquides et une projection des gouttes ainsi formées selon la surface d'un cône
dont l'angle correspond sensiblement à l'angle des deux pièces coniques. Cette géométrie de projection des gouttes a pour but de mettre ces gouttes en contact avec l'air ambiant sur la plus grande surface possible à partir d'un point de sortie unique, de telle sorte que ces gouttes d'hydrocarbure puissent trouver le plus rapidement possible l'air de combustion dont elles ont besoin. En fait, la meilleure solution serait une géométrie en disque (cône avec un angle de 180°) mais des considérations pratiques font préférer un cône très ouvert (moins de 180°). En effet, une flamme en forme de disque, placée selon un axe horizontal à l'extrémité d'une poutre sur une plate-forme offshore se retournerait trop rapidement vers les structures en cas de léger vent de face. De plus le rayonnement thermique reçu par la plate-forme serait maximal. De même, en cas de vent latéral, le coté au vent de la flamme serait poussé sur le brûleur, avec des effets destructeurs. L'invention permet d'utiliser des orifices dont l'angle peut être choisi en fonction du compromis préféré entre une très grande surface de flamme et une plus grande distance aux structures.
L'atomisation mécanique créée par l'orifice exige un minimum de pression des hydrocarbures, de l'ordre de quelques bars, ce qui n'est pas supérieur à la perte de charge des brûleurs conventionnels. De plus les hydrocarbures liquides contiennent presque toujours un peu de gaz car la séparation se fait en un temps limité et sous une pression de quelques bars, ce qui empêche une séparation parfaite. En arrivant au niveau de l'orifice, ce gaz se détend à la pression atmosphérique et provoque une aide pneumatique à l'atomisation et à l'éjection du liquide. Si les hydrocarbures contiennent une forte proportion de gaz (hydrocarbures non séparés), ce phénomène devient prépondérant et l'ouverture de l'orifice est alors beaucoup plus grande car le débit volumique, dû au gaz, est très supérieur.
La taille des gouttes de liquide obtenues par l'atomisation mécanique dépend principalement de la viscosité du liquide et de la largeur de l'espace entre les deux pièces réalisant l'orifice. Cette largeur est ajustée en continu pendant le brûlage et dépend principalement du débit d'hydrocarbure. Il en résulte que les gouttes sont d'autant plus grosses que le débit est important. Ceci constitue à la fois une caractéristique et une propriété particulièrement importantes de ce brûleur. En effet, lorsque des gouttes de liquide sont projetées dans l'air avec une vitesse
initiale, la distance qu'elles vont parcourir dépend principalement de leur taille, la densité étant peu variable. Plus le débit sera élevé, plus l'orifice sera ouvert, plus les gouttes seront grosses, plus elles seront projetées loin, plus le volume de répartition des gouttes sera grand et plus la surface de contact des gouttes avec l'air sera grande. On obtient donc naturellement une flamme plus grande et toujours bien aérée lorsque le débit est plus élevé.
De plus, un tel orifice ne crée pas une seule taille de goutte mais une distribution de tailles. Les gouttes se répartissent le long de la flamme en fonction de leur taille et alimentent ainsi les différentes sections de la flamme.
Malgré tout, ce dispositif ne peut pas répondre seul à tous les cas de figure. En particulier lorsque les conditions de débit et de viscosité créent une grande quantité de très petites gouttes qu'il n'est pas possible d'éjecter suffisamment loin par un moyen purement mécanique et qui sont fortement déviée par le vent. C'est notamment le cas avec des liquides très légers en faible débit. De plus le brûleur doit pouvoir être utilisé pour brûler simultanément le gaz séparé lorsqu'il y en a.
L'orifice principal continûment réglable décrit ci-dessus est donc associé à un orifice secondaire concentrique au principal et réalisé également par deux pièces mâle et femelle de profil conique avec un angle voisin de celui de l'orifice principal. Cet orifice secondaire est destiné à un flux gazeux (air ou hydrocarbure) et ne nécessite donc pas forcément d'être continûment variable pendant le brûlage. Dans une réalisation préférentielle, le conduit amenant le flux gazeux à l'orifice secondaire est constitué par l'espace annulaire entre un tube extérieur placé autour du conduit de liquide précédemment décrit et ce même conduit de liquide. La pièce femelle de l'orifice secondaire est alors fixée directement sur le tube extérieur, par des moyens mécaniques tels qu'elle soit facilement interchangeable, et la pièce mâle est fixée à l'extrémité du conduit de liquide, en deçà de la pièce femelle de l'orifice principal, par des moyens mécaniques tels qu'elle soit aussi facilement interchangeable. Le conduit de liquide est maintenu centré à l'intérieur du tube extérieur avec une possibilité de coulissement axial qui permet de faire varier l'espace entre les deux pièces mâle et femelle de l'orifice secondaire, donc son ouverture.
Cet orifice secondaire est destiné à recevoir le débit d'hydrocarbure gazeux séparé du liquide, s'il y en a un, ou un débit d'air comprimé s'il n'y a que des hydrocarbures liquides. Dans les deux cas, la fonction du jet gazeux conique ainsi obtenu est de réaliser un portage pneumatique des fines gouttelettes produites par l'orifice principal afin d'éviter qu'elles ne s'échappent, notamment en cas de vent latéral. De plus, ce jet gazeux a également pour fonction d'éloigner le début de la flamme du brûleur afin de diminuer les effets thermiques. Enfin, ce jet gazeux a également pour fonction de permettre le brûlage des hydrocarbures gazeux séparés s'il y en a.
Une seconde caractéristique importante de ce brûleur est que, en associant l'atomisation mécanique de l'hydrocarbure liquide et le portage pneumatique dû à l'hydrocarbure gazeux associé, qu'ils soient séparés ou mélangés, il optimise son fonctionnement dans tous les cas. En effet, les hydrocarbures lourds contiennent peu de gaz mais génèrent de grosses gouttes qui s'évaporent lentement : elles nécessitent peu de portage pneumatique. A l'inverse, les hydrocarbures légers contiennent beaucoup de gaz et génèrent de petites gouttes qui s'évaporent vite et nécessitent un fort portage pneumatique, assuré par la grande quantité de gaz
Brève description des figures
On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexes, dans lesquels :
• la figure 1 (planche 1/3) est une vue en coupe longitudinale illustrant un mode préférentiel de réalisation de l'invention ;
• la figure 2 (planche 1/3) est une vue représentant plus en détail la partie comprenant les orifices pour les différents fluides ;
• la figure 3 (planche 1/3) est une vue illustrant le détail d'un mode simplifié de réalisation de l'invention ; • la figure 1 bis (planche 2/3) est une vue en coupe longitudinale illustrant une variante du mode préférentiel de réalisation de l'invention ;
• la figure 2 bis (planche 2/3) est une vue représentant plus en détail la partie comprenant les orifices pour les différents fluides ;
• la figure 3 bis (planche 2/3) est une vue illustrant le détail d'un mode simplifié de cette variante de réalisation de l'invention ;
• la figure 4 (planche 3/3) est une vue en coupe longitudinale illustrant un mode plus complet de réalisation de l'invention ;
• la figure 4 bis (planche 3/3) est une vue en coupe longitudinale illustrant une variante de ce mode plus complet de réalisation de l'invention ;
Mode de réalisation préférentiel de l'invention
Sur la figure 1 , on a représenté la forme préférentielle de réalisation de l'invention, qui comprend une conduite principale (10) destinée à amener le flux d'hydrocarbure liquide ou mixte (liquide et gazeux non séparés) à l'orifice principal (20). Cette conduite est constituée d'un tube (12) et comporte une entrée latérale (11) pour ce flux, cette entrée étant connectable à la conduite provenant de la source de ce flux, non représentée dans cette figure. La conduite (10) contient, le long de son axe, la tige (23) servant de support et de commande à la pièce mâle (22) de l'orifice principal (20). A l'arrière de la conduite (10) se situe le dispositif (30) assurant le mouvement axial, avec dispositif d'étanchéité, de cette tige (23), en l'occurrence un ensemble cylindre (31) et piston (32) délimitant un volume (33) dans lequel est injecté un fluide sous pression, par une conduite non représentée dans la figure. Ce mouvement axial de la tige (23) permet le réglage continu en opération de l'ouverture (25) de l'orifice principal (20).
A l'avant du tube (12) se trouve fixée la pièce femelle (21) de l'orifice principal (20). A l'avant de la tige (23) se trouve fixée la pièce (24) de centrage de cette tige dans l'extrémité du tube (12) ainsi que la pièce mâle (22) de l'orifice principal (20). Le mode préférentiel de réalisation de l'invention comprend également, autour de la partie avant de la conduite principale (10) des hydrocarbures liquides ou mixtes, une conduite secondaire (50) du flux d'hydrocarbure gazeux s'il y en a un, ou du flux d'air d'assistance dans le cas contraire. Cette conduite secondaire (50) est constituée d'un tube (52) et possède une entrée latérale (51) pour ce flux gazeux, connectable à la conduite provenant de la source de ce flux, non représentée dans cette figure.
A l'arrière de cette conduite secondaire (50) se situe le dispositif (40) assurant le mouvement axial, avec dispositif d'étanchéité, de la conduite principale (10), en l'occurrence un ensemble vis-écrou permettant le réglage de l'ouverture (65) de l'orifice secondaire (60).
A l'avant du tube secondaire (52) se trouve fixée la pièce femelle (61) de l'orifice secondaire (60). A l'avant du tube principal (12) se trouve fixée la pièce (64) de
centrage de ce tube (12) dans extrémité du tube secondaire (52) ainsi que la pièce mâle (62) de l'orifice secondaire (60).
Dans ce mode préférentiel de réalisation de l'invention, le dispositif sera fixé et supporté directement par la bride (51) d'entrée de la conduite secondaire, l'ensemble de la structure du dispositif étant dimensionné pour cela. En conséquence, l'extrémité de la conduite d'amenée du flux gazeux sera également dimensionnée pour ce faire, selon un cahier des charges précis. Par ailleurs, la conduite d'amenée du flux liquide ou mixte sera conçue avec une souplesse suffisante pour accepter, au niveau du dispositif (40), le mouvement nécessaire au réglage de l'ouverture (65) de l'orifice secondaire (60).
La figure 2 est une vue à échelle différente de l'ensemble des orifices et extrémités des tubes dans la réalisation préférentielle montrée en ensemble par la figure !
Autres modes de réalisation de l'invention
La figure 3 représente un mode simplifié de réalisation de l'invention dans lequel l'ouverture variable en opération de l'orifice principal (20) est régie par un simple ressort mécanique (35) exerçant une traction sur la tige (23) par une coupelle d'appui (36). Dans ce cas l'ouverture de l'orifice principal (20) est liée à la pression du flux d'hydrocarbures liquides ou mixtes par une loi linéaire, ajustable avant les opérations par le réglage de la pré-compression du ressort (35) mais non modifiable en opération.
La figure 1 bis représente une variation du mode préférentiel de réalisation de l'invention dans lequel l'ensemble cylindre-piston de commande de l'ouverture variable en opération de l'orifice principal est reporté au niveau de la pièce mâle de cet orifice. Dans ce cas, la tige (23) devient immobile et sert, à partir de son extrémité (34), de conduit d'amenée du fluide de commande de l'ouverture de l'orifice principal (20). La pièce mâle (22) de l'orifice principal (20) est coulissante sur la tige immobile (23) et est poussée par l'ensemble cylindre (31) et piston (32) par le fluide sous pression injecté dans le volume (33) à travers la tige (23).
La figure 2 bis est une vue à échelle différente de l'ensemble des orifices et extrémités des tubes dans la réalisation montrée en ensemble par la figure 1 bis.
La figure 3 bis représente une variante du mode simplifié de réalisation de l'invention de la figure 3, dans lequel le ressort mécanique (35) qui régit l'ouverture variable en opération de l'orifice principal (20) est reporté au niveau de l'orifice principal (20). Dans ce cas, la tige (23) est immobile, la pièce mâle (22) de l'orifice principal est coulissante sur la tige (23) et est poussée directement par le ressort (35) en appui sur la tige (23) par la coupelle (36).
La figure 4 représente un mode plus complet de réalisation de l'invention dans lequel l'ouverture de l'orifice secondaire est continûment réglable en opération. Pour ce faire le dispositif (40) vis-écrou de la figure 1 est remplacé par un système cylindre (41) et piston (42) délimitant un volume (43) dans lequel est injecté un fluide sous pression, par une conduite non représentée dans la figure. Le mouvement axial ainsi réalisé du tube principal (12) permet le réglage continu en opération de l'ouverture (65) de l'orifice secondaire (60).
La figure 4 bis représente une variation du mode plus complet de réalisation de l'invention dans lequel l'ouverture de l'orifice secondaire est continûment réglable en opération. Pour ce faire le dispositif (40) vis-écrou de la figure 1 est remplacé par un système ressort (44).