Pipe-line de sécurité La présente invention a pour objet un pipeline de sécurité pour le transport d'hydrocarbures liquides ou gazeux tel que défini dans la revendication 1 du brevet principal, c'est-à-dire qu'il comporte une conduite entou rée d'une enveloppe scellée à ses deux extrémités sur la conduite, l'intervalle annulaire entre la conduite et l'en veloppe étant rempli d'eau, l'enveloppe étant perforée en au moins un point et la perforation débouchant dans une chambre dans laquelle le niveau de l'eau s'établit pour le moins à un niveau correspondant à l'ordonnée la plus haute du secteur considéré, un dispositif étant inséré entre ladite perforation et l'atmosphère, ce dispo sitif détectant des dépassements prédéterminés de ni veaux inférieur et supérieur de la surface libre de l'eau dans ladite chambre,
cette surface libre étant à la pres sion atmosphérique, le dispositif actionnant pour le moins des appareils de signalisation, ladite enveloppe présentant au moins une fente longitudinale rendue étanche, des appuis garnissant partiellement l'intervalle annulaire.
Dans un tel pipeline, s'il se produit une fuite d'en veloppe, du fluide s'échappe et l'indicateur de fuite d'en veloppe est fondé sur cette perte de fluide. S'il se produit une fuite de conduite, de faibles quantités du produit transporté en haute pression fuient dans l'intervalle au travers de la fuite, ce qui refoule du fluide ou du produit transporté au travers de la perforation ; la détection d'une fuite de conduite est fondée sur ce refoulement.
Toutefois, du refoulement peut aussi se produire sans qu'il y ait de fuite, par exemple lorsqu'une élévation de température provoque une dilatation du fluide.
Des refoulements, ou plus généralement des mouve ments de l'eau vers la cuve ou inversement, se produi sent non seulement en cas de modifications thermiques, mais aussi en cas de variations de pressions dans la con duite qui, de ce fait, dilate ou contracte sa paroi. 11 est important de différencier l'origine d'un mouve ment du liquide intervallaire et d'empêcher l'action sur des dispositifs d'alarme ou de télécommande si le dépla cement du liquide est d'origine thermique ou est engen dré par des modifications de volume du réservoir annu laire constitué entre la conduite et l'enveloppe.
Le pipeline, objet de la présente addition, permet précisément cette différenciation selon l'origine du mou vement du liquide ; il est caractérisé en ce qu'il com prend des moyens qui interdisent l'action sur les appa reils de signalisation lorsque les mouvements de l'eau dans la chambre sont engendrés par d'autres causes que des fuites dans la conduite ou dans l'enveloppe.
Les trois planches annexées illustrent, à titre d'exem ple, des formes d'exécution de l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent deux versions de moyens donnant lieu à des indications de fuite ; dans ces ver sions, des variations de volume du fluide intervallaire dues à des modifications thermiques ne déclenchent pas d'indications.
Les fig. 3 et 4 illustrent une autre version de moyen ; dans cette version, des variations de volume de l'inter valle dues à des modifications de pression dans la con duite ne déclenchent pas d'indications ; en outre, cette version illustre une jonction extensible qui ne donne pas lieu à une variation de volume de l'intervalle quelle que soit la position relative des tronçons joints.
Si l'on se réfère à la fig. 1, on voit en 1 la paroi de la conduite, en 2 celle de l'enveloppe, en 3 l'intervalle ; la perforation de l'enveloppe est surmontée du tuyau 4 débouchant dans la cuve 5 remplie d'eau 8 jusqu'au niveau 9 et fermée par le couvercle amovible 6.
Le flotteur 10 peut se déplacer dans la cage de gui dage 7 ; il porte deux butées 12 et 13 ; lorsque le dépla cement du flotteur est suffisant dans un sens ou dans l'autre, l'une de ces butées agit sur la tête 13 du levier 14 articulé en 15, de sorte que la tige 18 coiffée de l'in terrupteur 21 va fermer des contacts soit en 22, soit en 23, de circuits électriques alimentant l'un des panneaux d'alarme 24 ou 25 ; le panneau 24 est opératif si le flot teur a baissé et le panneau 25 s'il s'est élevé. En consé quence, 24 indique la fissure d'enveloppe et 25 celle de conduite.
Dans cette exécution, le support 16 de l'articulation 15 est fixé sur le couvercle ; la position de l'articulation est réglable en hauteur par la coulisse 17. Quant à la tige 18, son élongation est réglable par le déplacement de sa fixation 19 dans la boucle 20 ; l'interrupteur 21 et les contacts sont disposés dans le coffret 31 fixé sur le couvercle.
En 26, on voit un thermostat plongé dans l'eau de la cuve ; il commande des relais 27 et 28 ; les liaisons ne sont pas représentées. Les contacts 29 et 30 de ces relais sont fermés au repos. Leur ouverture empêche l'alimen tation des panneaux. Dans cette version, la détection de fissure est immédiate si le thermostat n'est pas opératif et différée s'il l'est.
Si l'on se reporte à la fig. 2, on retrouve en 4, 5, 6. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 31 les mêmes désignations que pour la fig. 1.
Dans cette version, le coffret 31 n'est pas fixé sur le couvercle ; il est, ainsi que l'articulation 15, solidaire d'une tige 35 d'un piston 33 se déplaçant dans un cylin dre 32 disposé dans l'eau de la cuve. La chambre 34 du cylindre est remplie de gaz dont la pression et l'accès sont contrôlés par la sonde 36. Il résulte de la construc tion que, du fait du grand coefficient de dilatation ther mique du gaz enfermé dans 34, le déplacement du pis ton traduit la variation de température de l'eau.
Lorsque seul le niveau de l'eau se modifie, c'est qu'il y a fissure sans modification thermique; la tête 13 va être frappée par l'une des butées ; l'interrupteur 21 va fermer le contact approprié.
Lorsque sans qu'il y ait fissure, la température de l'eau se modifie, le gaz se dilate ou se contracte et le pis ton se déplace, entraînant tout le système des leviers et coffret, mais en même temps le volume d'eau dans la cuve change par expansion ou contraction thermique et, de ce fait, le flotteur monte ou descend dans le même sens que le mouvement du coffret. Si tout est bien réglé, il n'y a .pas de mouvement relatif du flotteur et de la tête 13 ; même si le réglage est imparfait et qu'il y ait mou vement relatif, l'écart entre la tête et les butées est suf fisant pour qu'il n'y ait pas d'action réciproque; l'in terrupteur ne ferme pas les contacts et ne donne pas l'alarme.
Par contre, lorsqu'il se produit simultanément une fissure et une modification thermique, il se produit tou jours un mouvement relatif du flotteur et de la tête et toujours l'indication de fissure sur le panneau adéquat.
Dès que l'indication est donnée, un robinet 38 est fermé automatiquement ou à la main afin d'élever la contrepression dans l'intervalle et de réduire ainsi la sortie du produit. Une soupape 37 est prévue afin toute fois de limiter dans tous les cas la pression intervallaire en dessous de la valeur critique.
En même temps que l'indication est donnée, les cir cuits peuvent agir sur les pompes et les vannes de la con duite et déclencher les mesures appropriées.
Si l'on se réfère aux fig. 3 et 4, on voit en 45 l'inter valle limité par la conduite 60 et l'enveloppe 59 de matière plastique; la conduite contient par exemple du pétrole 55 ; l'anneau 46, limité extérieurement par le manchon d'acier 58, contient aussi du pétrole à la même pression que la conduite.
La conduite 60 est coupée et les deux extrémités sont séparées par une lacune ; sur chaque extrémité est fixée une couronne désignée par 56 pour l'une et-57 pour l'au tre ; ces couronnes ont des dentures longitudinales qui peuvent s'imbriquer l'une dans l'autre. En cas de dila tation longitudinale de la conduite terminée par 56, le volume de l'intervalle 45 n'est pas modifié, on constate en outre qu'un racleur franchit sans encombre la lacune.
L'intervalle 45 rempli d'eau communique par une tubulure 47 avec une cuve 49 remplie d'eau. A l'inté rieur de la tubulure 47 on a disposé en 51 un indicateur d'écoulement. Si l'eau est immobile dans la tubulure, les contacts de l'indicateur sont ouverts ; au contraire, s'il y a refoulement de l'eau vers la cuve ou aspiration de l'eau de la cuve, l'indicateur ferme l'un ou l'autre de ses contacts, ce qui a pour effet de donner un signal sur le panneau 53 - refoulement - ou sur le panneau 54 aspiration - et d'actionner à partir du même circuit toutes télécommandes appropriées.
Toutefois les circuits qui conduisent vers ces pan neaux ne sont fermés que si les contacts de l'interrup teur 52 à pression différentielle sont eux-mêmes fermés. Or, un tube 48 raccordé sur l'anneau 46 est séparé en deux par une membrane 61 et débouche dans un petit bassin 50 rempli d'eau ; la partie inférieure du tube 48 est pleine de pétrole sous pression et la partie supérieure est pleine d'eau. Un diaphragme 62 fait communiquer le tube avec la cuve et deux sondes de l'interrupteur 52 prennent la pression de part et d'autre du diaphragme.
Lorsqu'il se produit une variation de pression du pétrole et tant qu'elle dure, le diaphragme est parcouru par un courant d'eau qui crée une chute de pression de part et d'autre du diaphragme ; l'interrupteur différentiel 52 est, par sa membrane, sensible à cette différence de pression et actionne, selon le sens de cette différence, l'un ou l'autre de ses contacts, ce qui provoque l'ou verture du circuit correspondant vers les panneaux.
Il y a lieu d'observer que la jonction de dilatation 56I57 n'est pas indispensable au fonctionnement; si elle n'existe pas, l'anneau 46 est simplement rempli d'eau sous une certaine pression. En cas de modifications de la pression de pétrole, la paroi de la conduite se dilate ou se contracte, ce qui a pour effet de modifier cette pression d'anneau et le fonctionnement est analogue à celui qui a été décrit ci-dessus.
Safety pipeline The present invention relates to a safety pipeline for the transport of liquid or gaseous hydrocarbons as defined in claim 1 of the main patent, that is to say that it comprises a surrounded pipe. an envelope sealed at its two ends on the pipe, the annular gap between the pipe and the casing being filled with water, the casing being perforated at at least one point and the perforation opening into a chamber in which the water level is established at least at a level corresponding to the highest ordinate of the sector considered, a device being inserted between said perforation and the atmosphere, this device detecting predetermined exceedances of lower levels and greater than the free surface of the water in said chamber,
this free surface being at atmospheric pressure, the device actuating at least signaling devices, said envelope having at least one longitudinal slot made watertight, supports partially lining the annular gap.
In such a pipeline, if an envelope leak occurs, fluid escapes and the envelope leak indicator is based on this loss of fluid. If a line leak occurs, small quantities of the product transported at high pressure in the meantime leak through the leak, which forces fluid or product transported through the perforation; the detection of a pipe leak is based on this backflow.
However, backflow can also occur without there being any leakage, for example when a rise in temperature causes the fluid to expand.
Backflows, or more generally movements of water towards the tank or vice versa, occur not only in the event of thermal changes, but also in the event of pressure variations in the pipe which, as a result, expands or expands. contracts its wall. It is important to differentiate the origin of an interval liquid movement and to prevent any action on alarm or remote control devices if the liquid movement is of thermal origin or is caused by modifications. volume of the annular reservoir formed between the pipe and the casing.
The pipeline, object of the present addition, allows precisely this differentiation according to the origin of the movement of the liquid; it is characterized in that it comprises means which prevent action on the signaling devices when the movements of water in the chamber are generated by causes other than leaks in the pipe or in the envelope.
The three accompanying plates illustrate, by way of example, embodiments of the invention.
Figs. 1 and 2 represent two versions of means giving rise to indications of leakage; in these versions, variations in the volume of the interval fluid due to thermal changes do not trigger indications.
Figs. 3 and 4 illustrate another version of means; in this version, variations in the volume of the interval due to changes in pressure in the pipe do not trigger indications; furthermore, this version illustrates an expandable junction which does not give rise to a variation in the volume of the gap whatever the relative position of the joined sections.
Referring to fig. 1, we see in 1 the wall of the pipe, in 2 that of the casing, in 3 the interval; the perforation of the casing is surmounted by the pipe 4 opening into the tank 5 filled with water 8 up to level 9 and closed by the removable cover 6.
The float 10 can move in the guiding cage 7; it carries two stops 12 and 13; when the displacement of the float is sufficient in one direction or the other, one of these stops acts on the head 13 of the lever 14 articulated at 15, so that the rod 18 capped with the switch 21 will close contacts either at 22 or 23 of electrical circuits supplying one of the alarm panels 24 or 25; panel 24 is operative if the float is lowered and panel 25 if it is raised. Accordingly, 24 indicates the casing crack and 25 the pipe crack.
In this embodiment, the support 16 of the articulation 15 is fixed on the cover; the position of the articulation is adjustable in height by the slide 17. As for the rod 18, its elongation is adjustable by the displacement of its fixing 19 in the loop 20; the switch 21 and the contacts are arranged in the box 31 fixed to the cover.
At 26, we see a thermostat immersed in the water of the tank; it controls relays 27 and 28; the links are not shown. The contacts 29 and 30 of these relays are closed at rest. Their opening prevents the panels from being fed. In this version, crack detection is immediate if the thermostat is not operational and deferred if it is.
If we refer to fig. 2, we find in 4, 5, 6. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 31 the same designations as for fig. 1.
In this version, the box 31 is not fixed on the cover; it is, like the articulation 15, integral with a rod 35 of a piston 33 moving in a cylinder 32 disposed in the water of the tank. The chamber 34 of the cylinder is filled with gas, the pressure and access of which are controlled by the probe 36. It results from the construction that, due to the large coefficient of thermal expansion of the gas enclosed in 34, the displacement of the udder tone reflects the variation in water temperature.
When only the water level changes, there is a crack without thermal modification; the head 13 will be struck by one of the stops; switch 21 will close the appropriate contact.
When without there being a crack, the temperature of the water changes, the gas expands or contracts and the pis ton moves, dragging the whole system of levers and cabinet, but at the same time the volume of water in the tank changes by thermal expansion or contraction and, therefore, the float rises or falls in the same direction as the movement of the cabinet. If everything is correctly adjusted, there is no relative movement of the float and of the head 13; even if the adjustment is imperfect and there is relative movement, the distance between the head and the stops is sufficient for there to be no reciprocal action; the switch does not close the contacts and does not give the alarm.
On the other hand, when a crack and a thermal modification occur simultaneously, there always occurs a relative movement of the float and the head and always the indication of crack on the appropriate panel.
As soon as the indication is given, a valve 38 is closed automatically or by hand in order to raise the back pressure in the meantime and thus reduce the output of the product. A valve 37 is provided in order any time to limit in all cases the pressure interval below the critical value.
At the same time as the indication is given, the circuits can act on the pumps and the valves of the pipe and trigger the appropriate measures.
Referring to Figs. 3 and 4, we see at 45 the interval limited by the pipe 60 and the casing 59 of plastic material; the pipe contains, for example, petroleum 55; the ring 46, bounded externally by the steel sleeve 58, also contains petroleum at the same pressure as the pipe.
Line 60 is cut and the two ends are separated by a gap; on each end is fixed a crown designated by 56 for one and -57 for the other; these crowns have longitudinal teeth which can fit into one another. In the event of longitudinal expansion of the pipe terminated by 56, the volume of the gap 45 is not modified, it is further noted that a scraper crosses the gap without hindrance.
The interval 45 filled with water communicates through a pipe 47 with a tank 49 filled with water. Inside the tubing 47 is disposed at 51 a flow indicator. If the water is still in the tubing, the indicator contacts are open; on the contrary, if there is a backflow of water towards the tank or suction of water from the tank, the indicator closes one or other of its contacts, which has the effect of giving a signal on panel 53 - delivery - or on suction panel 54 - and operate all appropriate remote controls from the same circuit.
However, the circuits which lead to these panels are only closed if the contacts of the differential pressure switch 52 are themselves closed. However, a tube 48 connected to the ring 46 is separated in two by a membrane 61 and opens into a small basin 50 filled with water; the lower part of the tube 48 is full of pressurized oil and the upper part is full of water. A diaphragm 62 makes the tube communicate with the tank and two probes of the switch 52 take the pressure on either side of the diaphragm.
When there is a variation in oil pressure and as long as it lasts, the diaphragm is traversed by a current of water which creates a pressure drop on either side of the diaphragm; the differential switch 52 is, by its membrane, sensitive to this pressure difference and actuates, according to the direction of this difference, one or the other of its contacts, which causes the opening of the corresponding circuit towards the panels.
It should be noted that the expansion junction 56I57 is not essential for operation; if it does not exist, the ring 46 is simply filled with water under a certain pressure. In the event of changes in the oil pressure, the wall of the pipe expands or contracts, which has the effect of modifying this ring pressure and the operation is similar to that which has been described above.