Brevet FR2238632A1 — publié le 19750221

L'objet de la présente invention, qui fait appel à la juxtaposition originale de moyens connus et de moyens nouveaux, est une structure semi-immergée formant réservoir marin, utilisable à partir d'une profondeur de 2 Wm et au delà, et pouvant accessoirement servir de plateforme de production et de poste d'amarrage et de chargement pour les navires pétroliers. Dans ltétat actuel de la technique il n'existe aucun réservoir marin immergé ou non à de telles profondeurs, et les projets envisagés font en général appel à des capacités entièrement sous-marines qui doivent leur stabilité à leur propre poids. Une des difficultés rencontrées est justement la variation de ce poids sur le fond suivant que le réservoir est plein ou vide, le produit stocké, en général des hydrocarbures, n'ayant pas la même densitd que l'eau de mer qu'il remplace et cette différence devenant considérable pour des volumes tant soit peu importants. Un deuxième inconvénient a trait aux difficultés d'im- mersion de ces capacités au cours de leur pose. L'invention se propose de réaliser un réservoir semiimmergé de grande capacité dont le poids apparent soit le même quel que soit son degré de remplissage et qui demeure stable en permanence. Pour obtenir ce résultat il est fait appel à plusieurs types de ballasts les uns sous-marins, les autres emmergés en permanence que l'on remplit progressivement et successivement quand le réservoir se remplitXet que l'on vide quand il se vide. Un tel réservoir n'étant pas entièrement sous-marin ne présentera donc pas de difficultés d'immersion. Etant par ailleurs semi-immergé il ne dépendra pas de ltétat du fond sauf pour ses points d'ancrage. L'appareil, qui fonctionne suivant le principe du dé- placement de l'eau de mer par le liquide stocké, se compose d'au moins trois capacités sous-marines identiques telles que(1) ou (2), surmontées chacune d'une superstructure telle que (3) ou (4) > auxquelles elles sont reliées par des colonnes telles de (5) et (6) ou (7) et (8). Ces trois capacités et leurs superstructures respectives constituent trois flotteurs verticaux régulièrement espacés, situés aux trois sommets d'un triangle isocèle et rigidement maintenus entre eux par des membrures telles que (9), (10), (11), et (12). Au centre de la partie emmerdée de cette construction se trouve placé un ballast aérien (13) et'chaque capacité sousmarine telle de (1) comporte un ballast immergé (14) ou (15). Pour des commodités de lecture le dessin ne-figure que deux flotteurs au lieu de trois. Lorsque le réservoir est vide, c'est-à-dire ne contient que de l'eau de mer > tous les ballasts (13), (14) et (15) sont vides. Les ballasts tels que (14) et (15) sont dimensionnés pour maintenir à vide la ligne de flottaison à mi-hauteur des colonnes (5) (6), (7) et (8). L'équilibre est stable, tout enfoncement engendrant du fait de l'immersion supplémentaire des colonnes, une poussée antagoniste vers le haut. En cours de remplissage)des hydrocarbures sont progressivement introduits dans les capacités sous-marines et les surfaces de séparations telles que (16) et (17) se déplacent vers le bas déplaçant simultanément lteau de mer dans des circuits qui seront décrits ultérieurement et l'évacuant finalement à l'extérieur par les orifices (18) et (19). L'allégement progressif qui résulte du remplacement de ces quantités d'eau par les hydrocarbures est alors compensé en remplissant successivement d'eau de mer les ballasts, d'abord simultanément les ballasts (14) et (15), puis le ballast (13) ensuite. On verra plus loin qu'un quantité supplémentaire d'hydrocarbures peut éventuellement être introduite dans les superstructures à titre d'appoint. Le volume du ballast (13) multiplié par la densité de l'eau de mer est choisi au moins égal à la différence de poids entre le réservoir vide et le réservoir plein, diminuée du poids de 11 eau que peuvent contenir les ballasts (14) et (15). Quand les capacités (1) et (2) sont totalement remplies d'hydrocarbures, les flotteurs qu'elles constituent ont individuellement tendance à se renverser, mais l'ensemble réuni par les membrures (9), (10), (11), et (12) est au contraire autostable. Le circuit d'eau comprend la tuyauterie de vidange (22) équipée de la pompe (23) et de son moteur (24), qui déverse l'eau à évacuer dans un bac de décantation et de filtrage (25) puis dans la mer en (in). La capacité (2) comporte un circuit identique. L'eau d'alimentation au contraire est pompée en (26) par la pompe (27) actionnée par le moteur (28) et son niveau est maintenu constant par le capteur (29) régulant le moteur de la pompe (27). En remontant à des niveaux de plus en plus élevés, le capteur (29), on peut faire varier le niveau de référence de l'eau et par voie de conséquence faire varier le niveau des hydrocarbures (54) dans la colonne (6) jusqu'à les faire déborder partiellement dans la capacité de dégazage (39) ou ils constituent un lest sup pléentaire. Le remplissage des ballasts s'effectue également à partir de la prise (26) par la tuyauterie (30) et alimente les ballasts (14) par la tuyauterie (31) ou le ballast (13) par l'orifice (32 > . Les hydrocarbures en provenance du gisement arrivent en (33) et sont conduits par la tuyauterie (34) aux séparateurs de production achemetisés en (35) d'ou l'huile est dirigée vers le réservoir par les tuyauteries (36) et (37), et le gaz envoyé en (38) dans la capacité de dégazage (39). Il est finalement évacué par la tuyauterie (40) qui rejoint à la torche (41) la tuyauterie (42}provenant de la capacité de dégazage (43) Les hydrocarbures stockés sont puisés dans le réservoir par les tuyauteries (44) et (45) et envoyés soit au flexible de chargement (46) soit au flexible de chargement (47) suivant que le pétrolier est amarré en (48) ou (49). Enfin en (50), (51), (52) et (53) sont figures les chaînes d'ancre et leurs attaches sur la structure. Les colonnes telles de (5), (6), (7), et (8) ont une hauteur qui est choisie supérieure à l'amplitude de la vague centenaire (5S)-. Les colonnes d'eau (5) et (8) sont placées à ltextérieur et on obtient ainsi un ensemble qui, en cas de collision accidentelle avec le tanker, et de déchirure accidentelle de la paroi d'une colonne, ne subit que des avaries sans influence sur se stabilité et des fuites ne concernant que de l'eau non polluante. Cè réservoir de grande capacité puisqu'il peut contenir jusqu'à 6.000.000 de barrils est destiné principalement à l'industrie pétrolière offshore. Revendications 10/ - Réservoir semi immergé pour stockage d'hydrocarbures dans lequel un constant équilibre de flottaison est obtenu grâce à deux jeux de ballasts distincts,situés l'un au-dessous de la surface et l'autre au-dessus et dans lesquels on trans vase,suivant le degré de remplissage une quantité d'eau pro portionnelle à l'eau déplacée par ce remplissage. 20/ - Réservoir suivant la revendication 10/ dans lequel les bal lasts situés au-dessous de-la surface correspondent au moine au volume nécessaire pour maintenir sur se ligne de flottai son la totalité de la structure de ce réservoir quand il est vidé d'hydrocarbures. 30/ - Réservoir suivant la revendication 10/ dans lequel le niveau de référsncs de l'eau d'équilibrage peut store déplacé vers le haut ce qui provoque le remplissage partiel en hydrocar bures de capacités situées en superstructure et augmente le poids du lest. 40/ - Réservoir suivant la revendication 10/ dans lequel l'eau d'équilibrage est indépendante de l'eau ayant été polluée par le contact du fluide stocké. 5 / - Réservoir suivant la revendication 20/ dans lequel des cir cuits d'hydrocarbures permettent la production, puis le char gement sur un tanker. 6 / - Réservoir suivant la revendicatiDn 2 / dans lequel les ris ques de collision ne peuvent entrainer que des fuites d'eau de mer non polluante, et n'ont pas d'influence sur la flot tabilité du réservoir.