Brevet FR2143514A1 — publié le 19730209

- - - te brevet français No. 1.566.799 du 29 Mars 1968 préconise le pompage d'hydrocarbures stockés dans des réser voirs souterrains à l'aide d'une trompe qui est disposée à un niveau inférieur dans un conduit d'évacuation plongeant dans le réservoir et qui est alimentée en liquide à haute pression à partir d'une pompe située à un niveau supérieur. Cette façon de procéder est applicable aux puits de pétrole et, si lton opte pour l'eau comme liquide moteur débité par la pompe d'alimentation de la trompe, il faut déverser le mélange d'eau et de pétrole refoulé par cette dernitre, dans un réservoir de décantation où s'effectue la séparation des composants. La présente invention concerne un procédé d'extraction de pétrole d'un réservoir atteint par un forage sous marin, Selon l'invention, le liquide utilisé est de l'eau de mer qui circule en cycle ouvert, étant prélevée directement du milieu ambiant par ladite pompe près du fond de la mer, tandis que de même ledit réservoir de décantation ou autre dispositif de séparation évacue cette eau de mer directement dans le milieu ambiant, près du fond de la mer également. ta présente invention s'étend en outre à une installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé au moyen d'une pompe et d'un réservoir immergés qui reposent sur le fond de la mer à proximité de l'orifice du forage. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comme l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une installation conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue analogue à plus grande échelle montrant des détails de construction de la trompe. Sur la figure i, on peut voir un réservoir souterrain 3 d'huile 1 situé au-dessous du fond 2 de la mer/et atteint par un forage sous-marin équipé d'une trompe ou hydroéjecteur 6 alimenté en eau de mer qui constitue un liquide moteur peu visqueux. Cet hydroéjecteur 6 disposé à un niveau intermédiaire entre le réservoir d'huile 1 et le fond marin 2 est relié d'une part du côté aspiration à une conduite 5 munie d'un filtre 5a et plongeant dans ledit réservoir 1, d'autre part du c6té refoulement à une conduite 4 munie d'une vanne 16 et aboutissant à un réservoir de décantation ou-autre dispositif de séparation 8 disposé à l'intérieur d'une enceinte 7 reposant sur le fond marin 2. L'hydroéjecteur 6 et les conduits 4 et 5 sont entourés par une conduite coaxiale 9 permettant d'alimenter périphériquement l'hydroéjecteur 6 en eau motrice à forte pression. Il est bien évident qu'on pourrait alimenter l'hydroéjecteur 6 par une conduite non coaxiale et raccordée audit hydroéjecteur, Comme on le voit sur le dessin, 11 eau est prélevée directement dans la mer par le conduit d'aspiration 10 d'une pompe 11 disposée dans l'enceinte 7 et elle est refoulée dans la conduite 9.Celle-ci est obturée au-dessous de l'hydroéjecteur 6 par un joint annulaire 12, disposé entre les conduites 9 et 5. Le fluide arrivant dans le séparateur 8 est constitué d'un mélange d'huile et d'eau avec du gaz qui se trouvait dissout dans le réservoir d'huile 1 et qui stest peu à peu dégagé lors de la remontée. te séparateur 8 est donc agencé pour séparer ces trois phases, l'huile et le gaz étant envoyés par les conduites 13 et 14 vers la surface tandis que l'eau est rejetée par la conduite 15 à la mer. Il est avantageux de munir la conduite 5 d'un clapet anti-retour 17 afin d'éviter, quand la vanne 16 est fermée, d'envoyer de l'eau dans le réservoir d'huile 1. La figure 2 représente un exemple de réalisation de l'éjecteur 6. Celui-ci est disposé d'une manière amovible dans un manchon 21 dont les deux extrémités comportent des filetages 21a, 21b lui permettant d'être raccordé aux conduites 4 et 5. L'éjecteur 6 proprement dit est constitué par un organe annulaire 22 dont la surface interne forme une tuyère 71 à l'intérieur de laquelle est disposé un corps creux central 23 à profil hydrodynamique se terminant par une buse motrice 41 coaxiale à ladite tuyère 31. La section générale externe de l'organe annulaire 22 est très légèrement inférieure à la section générale interne du manchon 21, de mafière à permettre aisément la mise en place et l'enlèvement de l'hydroéjecteur 6, Celui-ci repose sur une butée 24 située å la partie inférieure du manchon 21.La portion intermédiaire de l'organe annulaire 22 comporte une section externe rétrécie qui coopère avec une section interne élargie du manchon 21 pour former une chambre annulaire 25 communiquant, par des lumières 26 pratiquées à travers la paroi du manchon 21, avec l'extérieur de celui-ci, c'est-à-dire avec la conduite 9 (figure 1). La chambre annulaire 25 est munie d'une grille annulaire perforée 27 servant à filtrer l'eau arrivant dans la chambre. L'organe 22 comporte deux joints d'étanchéité annulaires 28a et 28b qui sont disposés de part et d'autre de la chambre 25 dans des encoches 29 et qui sont du type expansible, se dilatant quand la chambre 25 est mise sous pression pour coopérer avec des sections internes légèrement rétrécies 30 du manchon 21.La section interne de ce dernier s'élargit ensuite à ses extrémités pour atteindre celle des conduites 4 et 5. tes joints 28a- 28b permettent d'isoler la chambre 25 de l'aspiration et du refoulement et, de plus, d'isoler l'aspiration du refoulement. Ltorgane annulaire 22 se termine par des embouts amont 32 et aval 33 amovibles de manière à permettre le montage des joints 28a28b. Une fois ceux-ci mis en place, les embouts sont vissés sur le corps principal de l'organe 22. L'embout amont 32 sert également à bloquer le joint amont 28b. te joint aval 28a est bloqué par un anneau 39 prévu à cet effet et vissé sur le corps principal de organe 22. La tuyère 31 formée par la surface interne de ltor- gane annulaire 22 comporte, successivement d'amont en aval, une partie à section sensiblement constante 35, une partie à section co Szgente 36, une partie à section sensiblement constante ou mélangeur 37 et une partie à section généralement divergente ou diffuseur 38. Un jeu notableexistant entre l'extrémité aval 33 du corps annulaire 22 et le manchon 21, un espace mort 34 est ainsi formé. Pour éviter l'accumulation de corps indésirables dans celui-ci, des passages 18 ménagés dans la paroi de l'organe 22 injectent dans cet espace 34 une partie du fluide refoulé. Le corps creux central 73 est disposé à l'intérieur de la partie 35 de la tuyère 31. Il est maintenu dans l'axe de celle-ci par trois bras radiaux 42 également à profil hydrodynamique. La buse motrice convergente axiale 41 est vissée sur le corps 23 et débouche dans la partie convergente 36 au voisinage du mélangeur 37. tes bras 42 sont fixés à la paroi de l t organe 32 par des vis 43. Des passages 44 ménagés dans lesdits bras et 45 ménagés dans la paroi de l'organe 22 relient la chambre 25 au corps creux 23. L'étanchéité est assurée par des petits tubes 46 insérés dans les passages 44 et 45, coopérant avec des joints et maintenus par des circlips. De préférence, mais non obligatoirement, l'hydroéjecteur 6 est disposé à un niveau où l'huile du réservoir 1 arrive naturellement. Quand on met la pompe Il en marche, l'eau de mer sous forte pression est envoyée dans la conduite 9 et, par les lumières 26, dans la chambre 25, puis par les passages 44-45 dans le corps creux 23. Elle est expulsée à grande vitesse de la buse motrice 41, induisant l'huile qui est aspirée avec un bon rendement en raison de la faible viscosité de l'eau de mer. La mise en place ou l'extraction de l'organe annulaire 22 dans le manchon 21 peut être effectuée gracie à un dispositif de préhension mécanique coopérant avec une pièce ou excroissance 40 pratiquée dans la tuyère 31 ; cette opération pourrait en variante etre exécutée par voie hydraulique au moyen d1un piston venant obturer le refoulement de l'hydroéjecteur. Afin d'éviter tout risque de démontage intempestif de l'organe annulaire 22, celui-ci peut Qtre rendu solidaire du manchon 21 par un système de blocage mécanique connu en soi. tes caractéristiques de l'appareil sont déterminées pour que le mélange refoulé dans la conduite 4 contienne sensiblement autant d'eau que huile. La séparation effectuée ultérieurement en 8 en est facilitée, On remarquera en outre que le fait d'utiliser un fluide moteur peu visqueux tel que l'eau de mer est primordial car il permet de comprimer facilement ce fluide sous forte pression et de l'amener à une grande profondeur avec des pertes de charge faibles. Dans le cas considéré d'une exploitation sous-marine, le choix de l'eau est particulièrement approprié puisque celle-ci se trouve à profusion et qu'il ntest donc pas nécessaire de prévoir sa recirculation. REVENDICATIONS 1. Procédé d'exploitation d'un réservoir atteint par un forage sous-marin dans lequel est disposée une trompe qui est alimentée en liquide moteur sous pression à partir d'une pompe située à un niveau supérieur et qui débite vers un réservoir de décantation ou autre appareil de séparation également situé à un niveau supérieur, lequel procédé est caractérisé en ce que ledit liquide est de l'eau de mer qui circule en cycle ouvert, étant prélevée directement du milieu ambiant près du fond de la mer par ladite pompe, tandis que ledit appareil de séparation évacue cette eau de mer directement dans le milieu ambiant près du fond de la mer également. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermine les caractéristiques hydrodynamiques de fonctionnement de ladite trompe de telle sorte que le mélange qu'elle refoule soit composé de parties de meme ordre de grandeur d'eau de mer et de produit minéral en provenance dudit réservoir0 3. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ladite pompe et ledit appareil de séparation sont immergés et reposent sur le fond de la mer à proximité de l'orifice dudit forage. 4. Installation selon la revendication 3, dans laquelle ladite pompe et ledit appareil de séparation sont logés dans une enceinte ou caisson posé sur le fond de la mer. 5. Installation selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle ladite trompe comporte un organe annulaire engagé dans un manchon et agencé intérieurement en hydroéjecteur, la surface externe de cet organe présentant une partie intermédiaire qui forme avec ledit manchon une chambre annulaire alimentée en eau de mer sous pression à travers une ou plusieurs lumières pratiquées à travers la paroi dudit manchon, cette chambre communiquant avec une buse motrice logée dans ledit organe annulaire, deux joints étant interposés entre ce dernier et ledit manchon, de part et d'autre de ladite chambre annulaire, afin d'isoler celle-ci respectivement de l'aspiration et du refoulement de ladite trompe, isolant ainsi en meme temps ladite aspiration dudit refoulement0 6. Tnstallation. selon la revendication 5, dans laquelle ladite trompe comporte un organe destiné à coopérer avec un dispositif de préhension, tandis que ledit organe annulaire est retenu en butée dans la direction de ladite aspiration tout en étant libre de glisser axialement dans ledit manchon en direction dudit refoulement0