CA1151476A - Sonde a erosion a declenchement rapide - Google Patents

Sonde a erosion a declenchement rapide

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CA1151476A
CA1151476A CA000375668A CA375668A CA1151476A CA 1151476 A CA1151476 A CA 1151476A CA 000375668 A CA000375668 A CA 000375668A CA 375668 A CA375668 A CA 375668A CA 1151476 A CA1151476 A CA 1151476A
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CA000375668A
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Alain Robinet
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Societe National Elf Aquitaine
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Societe National Elf Aquitaine
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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Abstract

Dispositif de détection d'une arrivée de sable dans un fluide se déplaçant à l'intérieur d'une conduite sous pression, comprenant: une sonde tubulaire comprenant un tube fait d'une feuille mince de métal susceptible d'être rapidement érodé, séparant une zone interne de la sonde de l'intérieur de la conduite. Le tube possède une extrémité fermée située à l'intérieur de la conduite dans le trajet des fluides circulant dans la conduite, cette extrémité fermée étant exposée à la pression régnant dans la conduite, et une autre extrémité située hors de la conduite, cette autre extrémité mettant en communication la zone interne de la sonde avec un appareil de détection pour détecter une variation de pression à l'intérieur de la sonde. Un étai est prévu à l'intérieur de la première extrémité fermée du tube, cet étai étant en contact avec le tube pour prévenir l'écrasement de la feuille mince de métal constituant ce tube sous l'action de la pression régnant dans la conduite. L'étai comporte une pluralité de discontinuités reliant le tube avec la zone interne. Un tel dispositif permet une détection très précose des arrivées de sable dans le fluide transporté.

Description

~151~7!~

La présen~e inventLon concerne un dispositif de détection d'une arrivée de sable dans le fluide comme par exemple un gaz transporté par une conduite sous pression.
~n connaît différents dispositifs de détection comprenant une sonde tubulaire, faite d'un métal apte à
être usé par l'érosion provoquée par le sable, dont une extrémité est fermée et l'autre extrémité, hors du conduit, met en communication la zone interne de cette sonde avec un dispositif de mesure d'une variation de pression. La sonde elle-même est généralement faite d'acier et sa paroi a une épaisseur suffisante pour éviter l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite.
Ces sondes, avec une telle épaisseur de métal ne fonctionnent à titre d'alarme qu'après passage d'une quantité
de sable importante, le problème étant de savoir si l'alarme est donnée avant que des dommages importants aient été portés ~ l'installation. De telles sondes ne sauraient intervenir de façon précoce pour signaler une apparition de sable dans le gaz.
Un dispositif selon l'invention permet de pallier cette difficulté en attribuant à deux pièces mécaniques distinctes les fonctions d'une part de signaler par un percement rapide une faible arrivée de sable dans le gaz et d'autre part de résister à l'écrasement sous l'action de la pression r~gnant dans la conduite.
Selon la présente invention, il est prévu un dispositif de détection d'une arrivée de sable dans un fluide se dépla~ant à l'intérieur d'une conduite sous pression, comprenant:
- une son~e tubulaire compxenant un tube fait d'une feuille mince de métal susceptible dlêtre rapidement érodé, séparant une zone interne de la sonde de l'int~rieur ~514'76 de la conduite, - ledit tube ayant une extrémité fermée située ~
l'intérieur de la conduite dans le trajet des fluides circu-lant dans la conduite, cette extrémité fermée étant exposée à la pression régnant dans la conduite, et une autre extré-mité située hors de la conduite, cette autre extrémité
mettant en communication la zone interne de la sonde. avec un appareil de détection pour détecter une variation de pression à l'intérieur de la sonde. Un étai est prévu à
l'intérieur de la première extrémité fermée du tube, cet étai étant en contact avec le tube pour prévenir l'écrasement de la feuille mince de métal constituant ce tube sous l'ac-tion de la pression régnant dans la conduite. Cet étai comporte une pluralité de discontinuités reliant le tube avec la zone interne.
L'étai peut être constitué par un tube d'épaisseur prédéterminée suffisante pour résister à l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite.
L'étai peut être constitué par un ressort hélicoidal dont les spires jointives sont faites d'un fil d1acier de section prédéterminée suffisante pour résister à l'écrasement.
L'étai peut également être constitué par une masse de sable compacte remplissant le tube et limité par un bouchon poreux et perméable fixé sur la paroi interne du tube à l'ex-trémité de la sonde tubulaire qui débouche hors de la conduite.
Des modes de réalisation préférentiels vont mainte-nant être decrits àtitre d'exemples non limitatifs en se réfé-rant aux dessins,dans lesquels:
La figure 1 : représente une sonde avec étai tubulaire La figure 2 représente une sonde avec ~tai constitué par un ressort hélicoidal, et La figure 3 : représente une sonde avec étai constitué par ~ c , - 2 -,, -~ ,~ ,- .

~1~147~;

un remplissage de sable fin.
En se référant à la figure 1, on trouve une coupe axiale d'une sonde (1) disposée dans une conduite (2).
La sonde (1) comprend un tube (3), fait d'une feuille mince en aluminium ou en alliage a base d'aluminium ` liS~4~i ce tube étant fermé a une extré~ité (4) par un fond de même épaisseur que le tube (3) et relié par l~autre extrémité
(5), ~ l~e~térieur de la conduite (2?, ~ un dispositif de détection d'une variation de pression, non fi~uré et connu en soi.
La paroi interne (6) du tube (3) est en contact avec un étai (7) constitué par un tube en métal d'une épais~
seur suffisante pour résister à l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite (2). C~ tube comporte une pluralité de discontinuités telles que des percements (8) reliant la paroi interne (6) du tube (3) avec la zone interne axiale (9) de ce tube. Ces percements ont des diametres n'excédant pas quelques dixiemes de millimètres.
Le tube a son extrémité orientée vers l'extrémité
du tube (3) qui peut etre fermée par un fond (10), de même epaisseur que le tube lui-même, qui assure le soutien du fond (4) du tube (3).
L'extrémité du tube orientée vers l'extrémité (5) du tube (3) est ouverte.
Sur la figure 2 est représentée une sonde (1) disposée dans une conduite (2). Cette sonde (1) comprend un tube (3) fait d'une feuille mince d'aluminium ou d'alliage à base d'aluminium. Ce tube (3) a son extrérnité (4), située à l'intérieur de la conduite (2), obturée par un bouchon (11) en aluminium collé sur la paroi interne (6) du tube (3) au moyen d'une colle durcissable ou soudé par un m~yen approprié
tel que la soudure par bombardement électronique.

La paroi interne (6) du tube (3) est en contact avec un ~tai (7) consti-tué par un ressort hélico1dal ~ spires jointives. Ce ressort est fait d'un fil d'acier de section suffisante pour résister a l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduiteO La zone du contact entre ., . , ,. ~

" 1~51476 les spires successives constitue ~e moyen de communication (8) entre la paroi interne (6) du tube (3) et la zone interne axiale (9).
La nature de l~alliage d'aluminium avec lequel est fait le tube (3) est determinée en tenant compte de la composition du fluide transporte par la conduite ~2), et notam- `
ment de la teneur en produits agressifs à la temperature et sous la pression considerees.
Sur la figure 3 est représentée une sonde (1) disposee dans une conduite (2) et comprenant un tube (3), failt d'une feuille mince d'aluminium ou d'alliage à base d'aluminium, tel que celui decrit ~ l'aide de la figure 2.
Le tube (3) a sa paroi interne (6) en contact avec un etai (7) constitue par un remplissage de sable fin.
L'extremite (4) du tube (3), situee à l'interieur de la conduite (2), est obturee par un bouchon (11) en aluminium, fixe sur la paroi interne (6) du tube (3) au moyen d'une colle durcissable ou par tout autre moyen assurant l'etan-cheite.
Le tube (3) a son extremite (5), située à l'exte-rieur de la conduite (2), munie d'un bouchon fait d~un materiau poreux et permeable (12) tel qu'un metal fritte et fixe de façon etanche sur la paroi interne (6). Ce bouchon ~12) empêche tout deplacement du sable dont il maintient l'etat de compaction, il permet les dëplacements de gaz et notamment la transmission de l'augmentation de pression consecutive au percement du tube (3).
Les sondes realisees jusqu'ici dans les différents types ont resiste aux essais à des pressions supérieures a 500 bars, pression rarement rencontree dans les gaæoducs et oleoducs.

Avec de telles sondes, utilisees comme detecteurs "
, ,~, . . .

de venue de sable dans les conduites de transport de gaz sous pression, on peut @tre i~formé de l~apparition d~un transport de sable alors qu'aucun dommage n'a encore été
apporté aux installations~ et cela est particuliarement important pour les conduites immergées sur le sol sous-marin et par lesquelles est transporté le gaz des champs exploites en mer.

_5-

Claims (8)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Dispositif de détection d'une arrivée de sable dans un fluide se déplaçant à l'intérieur d'une conduite sous pression, comprenant:
- une sonde tubulaire comprenant un tube fait d'une feuille mince de métal susceptible d'être rapidement érodé, séparant une zone interne de la sonde de l'intérieur de la conduite, - ledit tube ayant une extrémité fermée située à
l'intérieur de la conduite dans le trajet des fluides circulant dans la conduite, cette extrémité fermée étant exposée à la pression régnant dans la conduite, et une autre extrémité située hors de la conduite, cette autre extrémité
mettant en communication la zone interne de la sonde avec un appareil de détection pour détecter une variation de pres-sion à l'intérieur de la sonde, - un étai étant prévu à l'intérieur de ladite première extrémité fermée du tube, cet étai étant en contact avec le tube pour prévenir l'écrasement de la feuille mince de métal constituant ce tube sous l'action de la pression régnant dans la conduite, - cet étai comportant une pluralisé de disconti-nuités reliant ledit tube avec ladite zone interne.
2. Dispositif de détection d'une arrivée de sable dans un fluide se déplaçant à l'intérieur d'une conduite sous pression, comprenant:

- une sonde tubulaire comprenant une extrémité
fermée et une autre extrémité en communication avec une zone interne de ladite première extrémité, - cette extrémitée fermée comprenant un tube constitué d'une feuille mince de métal, - ladite autre extrémité de la sonde étant située hors de la conduite et l'extrémité fermée comprenant ledit tube étant située à l'intérieur de la conduite dans le trajet des fluides circulant dans la conduite, et étant exposée à la pression régnant dans la conduite, - une zone interne de la sonde étant reliée à un appareil de détection pour détecter une variation de pres-sion à l'intérieur de la sonde, - un étai étant prévu à l'intérieur de ladite première extrémité et étant en contact avec ledit tube pour prévenir l'écrasement de la feuille mince de métal consti-tuant le tube sous l'action de la pression régnant dans la conduite, - ledit étai comportant une pluralité de disconti-nuités prévues entre le tube et la zone interne de la sonde, - ledit tube en feuille mince de métal séparant la zone interne de la sonde de la pression régnant dans la conduite, mais étant rapidement érodé par le sable entrainé
dans le fluide transporté par la conduite, de sorte que la variation de pression à l'intérieur de la sonde causée par la variation de pression dans la conduite est détectée par ledit appareil de détection à travers lesdites discontinuités, détectant ainsi toute arrivée de sable.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit étai comprend un tube ayant une paroi d'épaisseur prédéterminée pour resister à l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite,
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit étai comprend un ressort hélicoidal à

spires jointives, ce ressort étant fait d'un fil d'acier de section prédéterminée pour résister à l'écrasement sous l'ac-tion de la pression régnant dans la conduite.
5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit étai comprend une masse de sable compacte rem-plissant le tube, ladite autre extrémité du tube située à
l'extérieur de la conduite étant munie d'un bouchon fait d'un matériau poreux et perméable et étant fixé sur la paroi interne du tube de façon étanche.
6. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel ledit étai est en contact avec la paroi interne du tube, lesdites discontinuités reliant ladite paroi interne du tube à ladite zone interne.
7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite feuille mince de métal dont le tube est fait est constitué d'aluminium ou un alliage à base d'aluminium.
8. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'extrémité fermée dudit tube comprend un bouchon en aluminium collé sur la paroi interne du tube.
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