CH428340A - Pipeline de sécurité - Google Patents

Description

  Pipeline de     sécurité       La -présente invention se rapporte à un pipeline ter  restre, souterrain ou subaquatique .destiné au transport       d'hydrocarbures        liquides    ou gazeux.  



       Les        oléoducs    ordinaires sont polluants, les sois et       les    eaux douces étant pollués par le pétrole qui fuit  par les     fissures.    D'autre part dans les     pipelines    immer  gés, de l'eau -du bassin peut pénétrer dans la conduite  au ,travers des fuites dès que la pression a suffisam  ment décru;     cette    irruption marque le début de l'agres  sion     intérieure,    c'est-à-dire .le début de l'anéantisse  ment de l'ouvrage et la multiplication .des     accidents.     



  En cas de fissure on doit     immédiatement    fermer :les  vannes et de ce fait le service du :pipeline est aussitôt  interrompu jusqu'à ce que la fissure ait été     localisée     puis colmatée.  



  Le pipeline faisant l'objet de ,l'invention remédie à  tous ces inconvénients; en     effet,    dans ce pipeline,  d'une part une fissure de conduite reste     imperméable     et l'exploitation peut, de ce fait, être poursuivie et  d'autre part la détection d'une fissure     s'effectue    avec  précision depuis unie station     fixe    et sans aucune re  cherche le long du pipeline; on discrimine aussi une  fissure     d'envoloppe    d'une fissure de conduite. Par ces  motifs, le pipeline est dit -de     sécurité.    Lorsque le pipe  line de     sécurité    est immergé, l'eau du bassin ne peut  pas pénétrer au ;travers d'une fissure d'enveloppe.

   Les       pipelines        immergés    seront de préférence amarrés au  fond du     bassin    et     maintenus    par des     dispositifs    ap  propriés. Les dispositifs appropriés ont été décrits dans  des brevets précédents du titulaire.

   Cet amarrage à       des    Profondeurs, librement     choisies        entre        7e        fond    et  la surface, cas extrêmes y compris, a encore l'avantage  de permettre un entretien méthodique, par exemple par  des plongeurs     autonomes,    entretien qui     réduit    très sen  siblement la formation de fissures si même il ne les       supprime    pas complètement.

      Le pipeline de sécurité objet de l'invention consiste  en une conduite     métallique,    entourée d'une enveloppe  métallique scellée à ses extrémités sur la     conduite,    l'in  tervalle entre la     conduite    et l'enveloppe étant rempli  d'eau normalement immobile, caractérisé en ce qu'un       dispositif    d'adaptation     automatique    des pressions,  monté en tête du :

  tronçon .de pipeline, est     relié    par des       canalisations    d'une part<B>-à</B> l'eau de !l'intervalle     et    d'au  tre part au produit transporté, en ce que ce     dispositif     comporte un organe automatiquement mis en mouve  ment dans un sens ou dans l'autre, dès que la pression  dans la     conduite    ou dans     l'intervalle    vient à changer,  en ce que ledit mouvement est arrêté automatiquement  dès que la pression dans l'intervalle     atteint    une valeur  légèrement supérieure à celle qui règne dans la con  duite à cet     instant,    en ce que lors d'un déplacement  considérable,

       urne    butée solidaire     dudit    organe     actionne     un agencement de contrôle, en ce qu'une     installation     enclenchée par l'agencement de contrôle comporte un       panneau    de signalisation, une pompe et un réservoir  d'eau ravitailleur de l'intervalle, en ce que     l'intervalle     est doté de robinets.  



  Dans une forme     -d'exécution,    :l'eau de     .l'intervalle     forme une     gaine    autour de la conduite; elle peut être  chargée d'inhibiteurs et ou de tous autres produits no  tamment de marques isotopiques et de colorants.  



  Du fait de la construction décrite  a) la paroi de la conduite n'est soumise qu'à une très  faible résultante de pression;  b) de faibles dépressions de l'eau ne font pas appel au  ravitaillement, pas plus d'ailleurs qu'une fuite d'eau  à son début,  c) une     fissure        engendre        une        perte        continue    d'eau de  sorte que     @la    butée actionne la signalisation ;

    d) après signalisation, il suffit de fermer des vannes  sur les     canalisations    et d'observer .un manomètre  relié à l'intervalle; si     l'aiguille    se     stabilise,    la fis-      sure     est    dans la conduite tandis que si     elle    indique  des valeurs constamment décroissantes, la fissure  est     dans    l'enveloppe.  



  Une forme     d'exécution        préférentielle    du dispositif       d'adaptation    automatique consiste en un     cylindre    sé  paré par son piston en deux chambres dont l'une au       moins    -     celle    remplie d'eau - est     traversée    par une       tige    de     piston    ;

       par    des     canalisations,        ces,        chambres     sont en     communication    respectivement avec la con  duite et avec l'espace annulaire, ces     canalisations     débouchent     soit        directement    dans la     conduite    et  l'espace     annulaire,    soit au travers d'une     cavité    inter  médiaire.

   Le rapport des sections des tiges de piston,  ou de la tige s'il n'y en a qu'une, est     déterminant    pour  le     rapport    des pressions dans chacune des deux cham  bres,     .respectivement    pour     I'importance    de la surpres  sion désirée dans l'espace     annulaire.     



  Cc     cylindre    peut     âtre        complété    par un     refilais    hydrau  lique avec pompe permanente si d'on veut que ales dé  placements du piston     restent    faibles.  



       Lorsqu'il    se forme une     fissure    dans     Venveloppe,    on  ne perd que de l'eau ;     lorsqu'il    se- -forme une fissure       dans    la conduite, on ne perd aussi que de l'eau qui       coule    de     l'espace    annulaire vers la conduite     aü        -travers     de la     fissure.     



  La perte d'eau se traduit par une dépression dans  -l'espace     annulaire    et est     .transmise    à la chambre du cy  lindre qui lui est reliée; le piston se     déplace    alors et  réduit le volume de     cette    chambre.  



  Dès     qu'il    s'est produit une fissure, l'anneau d'eau  se met en mouvement, c'est un mouvement laminaire  des     plus    lent. Le déplacement :du     piston-        entraîne    celui  de la butée qui, outre la signalisation, peut     commander     ou     télécommander    la mise en service d'une pompe qui  va     injecter    de l'eau dans -l'espace     annulaire    pour com  penser la fuite.

   Le     point        d'injection    peut se trouver  n'importe où le long du     bitube    mais de     préférence    à  l'une de ses     extrémités.    Si     l'injection    est bien réglée,  l'exploitation     continue    sans fuite d'hydrocarbure ni  irruption d'eau du bassin, nonobstant la fissure.

   Il y  a lieu d'observer     qu'il    s'écoule un     certain    temps entre  l'instant de     la        fissure    et     .celui    où     l'injection    est en me  sure     d'équilibrer        la    fuite. Durant cette période, l'eau       de    remplacement ne peut être fournie que par le     dis-          positif    d'adaptation automatique dont     fie        cylindre    .doit,  en conséquence, âtre     suffisamment    dimensionné.  



  Si un élément quelconque - piston, pompe, etc.   est en     panne,    il ne se produit aucun accident; en effet,  l'information de     fissure    est alors     .donnée    par le mano  mètre     différentiel    branché entre la conduite et l'inter  valle et on ferme les     vannes    tandis qu'on répare ou  remplace le     moteur    ou (organe qui a causé la panne;

    sitôt après on ,remet -en exploitation nonobstant la fis  sure; bien entendu les vannes peuvent aussi se fermer  automatiquement.-     Il    n'y a     ainsi,    même en     cas    de dé  faillance     mécanique,    pas d'interruption notable du ser  vice.  



  La conduite plaque dans le haut de la paroi de  l'enveloppe si     la    poussée     qu'elle    subit l'emporte sur  son poids; dans le     cas        contraire,    elle plaque dans le  bas. Dans un     cas    comme dans l'autre, elle n'est, sauf  en un     certain    nombre de     points,    pas     mécaniquement          solidaire    de     l'enveloppe    qui, de la sorte et par le  moyen du     liquide    annulaire la -protège de     perturbations     extérieures.

   Si on veut éviter .un contact direct des  deux     tubes,    on .peut disposer longitudinalement dans    l'espace     annulaire,    des tringles faites d'un matériau ap  proprié, par exemple synthétique.  



  En     fin        -de    chaque tronçon de     confection,        il    est avan  tageux, notamment dans les tracés en rampe, de     soli-          dariser    la     conduite    et son .enveloppe, par exemple     par     des bagues     ou    tout autre agencement de centrage.  



  On observe qu'un fluide     gazeux    dans l'intervalle  conviendrait mal     car    du fait de la grande compressi  bilité des gaz,<B>l</B>e     cylindre    prendrait de très grandes di  mensions.  



  La planche annexée     illustre    à titre     d'exemple    non       limitatif    une forme d'exécution de l'invention.  



  La     fig.    1 illustre     schématiquement    une vue     générale     de     l'installation.     



  On a :supposé que :le dispositif d'adaptation est à  l'extrémité amont et le réservoir d'eau à     l'extrémité     aval du     bitube.    On a     supposé    aussi que la conduite du       bitube    est du même diamètre que le     monotube    tradi  tionnel auquel elle est raccordée, si elle était en un  matériau - par exemple un     alliage        d'aluminium      présentant un moins     grand        coefficient    de frottement     que     le     monotube    d'acier,

   c'est l'enveloppe qui pourrait être  du     diamètre    exact ou     approximatif    du     monotube.     



  La     fig.    2 montre le détail schématique de     Fextré-          ni        -1        *të        amont.        La        fig.   <B>3</B>     montre        -le        schéma        de        principe        du     système de contrôle, à savoir la     signalisation    et l'in  tervention.  



  Si l'on se reporte à ces figures, on voit en 1 la       pièce    de jonction de la conduite traditionnelle 4 et de  l'enveloppe 6 qui entoure le tronçon 5 de la     conduite     du     bitube    ; l'espace     annulaire    est en 7 ; en 2 on voit  le couvercle, boulonné sur la pièce de jonction, qui as  sure l'écrasement du joint 8 ; la pièce 3 a pour fonc  tion le serrage et     l'immobilisation    du :raccord, de façon  à plaquer la jonction 1 sur     la        tranche    de l'enveloppe       et    à écraser le joint 9.  



  Une cavité 10 de la     jonction    sert-de chambre d'ali  mentation reliée, du fait de la canalisation 14, à la  chambre 13 du cylindre :d'adaptation automatique des  pressions.  



  Par ses arêtes 15, la pièce de jonction 1 centre la  conduite par rapport à l'enveloppe; par     ailleurs,    la ca  vité 10 communique largement par les ouvertures- 16  avec l'espace annulaire 7.  



  La chambre 18 du     cylindre    25 communique avec la  conduite 4 par la canalisation 19 et le     raccord    étanche  20. Le piston 22 sépare     les    deux     chambres    13 et 18 ;

    la première est la chambre d'eau et la     seconde        celle     d'hydrocarbure, en 23 et 24 sont deux tiges du pis  ton.     L'équfbre    du piston veut     qu'il    se     déplace        .automa-          tiquement    jusqu'à ce que les forces ;sur :ses deux faces       s'égalisent.    En faisant la tige 23 de section plus grande,  égale ou moins grande que celle de la tige 24, la pres  sion en 13 est plus grande, égale ou moins grande que       celle    en 18.

   Dans le     cadre    de cette invention,     cette        sec-          tion    est plus grande.  



  Tant qu'il n'y a pas de fuite, le mouvement du pis  ton adapte automatiquement la pression de la chambre  13 à -     celle    qui règne dans la - conduite 14 ;     il-    ne se  trouve pas     nécessairement    au     milieu    du cylindre.  



  Lorsqu'il se produit une fuite, la pression     baisse     dans la     chambre        d'eau    et le piston     réduit,    dès     qu'il    a  reçu -l'onde de dépression, le volume de cette chambre  mais bien avant     qu'il    ne soit à fin de course, la butée  30 montée sur une bague qui peut     coulisser    sur la     tige     24,a     agi    sur ale contrôle .représenté par le contact élec  trique 31,

   ce qui a pour effet par la     liaison    36 de met-           tre    en     aeuvre    le dispositif d'intervention et d'enclen  cher la commande 37 du moteur M de la pompe 12  qui aspire l'eau du     réservoir    32 et se substitue dès  lors au cylindre pour     injecter    de l'eau sous pression  dans l'espace annulaire et suppléer à la fuite. Dans  l'exemple illustré, la transmission peut se faire par  radio ou par câble, c'est pourquoi il est avantageux  - afin de supprimer cette transmission, de     disposer     la pompe à la même extrémité que le dispositif  d'adaptation.     L'injection    d'eau peut se faire dans l'une  des cavités 10 de la jonction.  



  On a représenté symboliquement en 38 et 33 deux  manomètres à contact, .en 34 une vanne électroma  gnétique, en 35 un tableau central de     surveillance    et  d'intervention, cet ensemble a pour objectif d'adapter  la pression -de l'eau, nonobstant la fuite, à celle de  l'hydrocarbure par des méthodes d'automation. Com  me on le voit sur la     fig.    3, .le tableau central 35 est  relié aux organes de .surveillance et aux organes d'in  tervention     correspondants.     



  Pour localiser     approximativement    une fissure, il  est avantageux d'introduire par exemple un colorant  dans le pétrole; à cet effet le     raccord    20 est doté d'un  injecteur - non dessiné - ce colorant est entraîné  par le pétrole et au bout d'une ou deux heures   selon la longueur du tronçon - a     certainement    atteint  la fissure; on peut alors, par exemple en fermant .des  vannes sur les     canalisations    14 et 19, bloquer le mou  vement du piston qui, pendant la mesure, ne sert pas,  on ouvre des robinets de décompression disposés le  long de     l'intervalle    et on attend la sortie du colorant à  l'un de ces robinets.

   Lorsqu'il apparaît après     un    temps  de T secondes après. l'ouverture du robinet, la relation  x = v T donne immédiatement la -distance x de la  fissure au robinet. La précision dépend des fluctua  tions de la vitesse moyenne v de l'eau colorée dans  l'intervalle.  



  Le fait d'ouvrir les robinets a ainsi eu pour     effet     d'inverser le sens des pressions à la fissure jusque-là  bouchée par la gaine d'eau. On a, de la sorte, dé  bouché la fissure et cela à distance, par l'eau     elle-          même,    sans câbles ni appareils quelconques.  



  On ajoute encore que dès l'ouverture du robinet,  le mouvement de l'eau qui était lent et laminaire de  vient turbulent,     ce    qui a pour effet de bien mélanger le  pétrole et -sa marque colorante.

Claims (1)

1. REVENDICATION Pipeline de sécurité comprenant une conduite métallique destinée au transport d'un produit hydro- carburé, entourée d'une enveloppe métallique scellée à ses extrémités sur la conduite, Fintervalle entre la conduite et l'enveloppe étant rempli d'eau normale- ment immobile, caractérisé en ce qu'un dispositif d'adaptation automatique des pressions, monté en tête du tronçon de pipeline,

   est relié par des canalisa- dons d'une part à l'eau -de l'intervalle et d'autre part au produit transporté, en ce que ce dispositif coin- porte un organe automatiquement mis en mouvement dans un sens ou d ans l'autre, dès que la pression dans la conduite ou dans l'intervalle vient à changer,

   en ce que ledit mouvement est arrêté automatiquement dès que la pression dans l'intervalle atteint une valeur légèrement supérieure à celle qui règne dans la con duite à cet instant, en ce que lors d'un déplacement considérable une butée solidaire dudit organe actionne un agencement de contrôle, en ce qu'une installation enclenchée par l'agencement de contrôle comporte un panneau de signalisation, une pompe et -un réservoir d'eau ravitailleur de l'intervalle,

   en ce que l'intervalle est doté de robinets. SOUS-REVENDICATIONS 1. Pipeline selon la revendication, caractérisé en ce qu'un manomètre indicateur de la pression de l'eau est monté en un point quelconque du pipeline. 2. Pipeline selon la revendication, caractérisé en ce qu'un .piston sépare un cylindre en deux chambres dont l'une est reliée à l'eau et l'autre à l'hydrocarbure et en ce qu'une butée est disposée sur une tige de ce piston. 3.

   Pipeline selon la sous-revendication 2, ca.rac- térisé en ce que le piston est guidé par deux tiges, celle traversant la chambre d'eau étant de plus grande section que celle .traversant la chambre d'hydrocarbure. 4. Pipeline selon la sous-revendication 2, carac térisé en ce que l'agencement de contrôle coopère avec la butée. 5. Pipeline selon la revendication, caractérisé en ce qu'un injecteur est disposé ,sur la conduite et des robinets de décompression sur l'intervalle.