Brevet FR2460273A1 — publié le 19810123

La présente invention concerne un procédé et un appareillage pour transfert jusqu'à une installation de surface des produits, notamment des produits visqueux et denses, contenu dans des réservoirs qui sont, au moins partiellement, immergés, en particulier dans les soutes de navires qui se sont échoués ou ont coule et créent un risque de pollution. Ces produits pourront être, par cxemple. des P > arocarbures ou résidu pétroliers lourds, dont la densité ' > eut être superieure à elle de l'eau envi- ronnante et qui ne peuvent-que difficilement être récupérés par les méthodes connues, notamment par les:procédés dans lesquels on relie le réservoir à une installation de surface par une colonne tubulaire de transfert et ,n effectue le pompage des produits à récupérer, après les avoir réclauffés, ou on deplacU ces produits par injection d'un flui L'invention fournit un procédé et un appareillage permettant de résou- dre le problème ainsi posé. Le procédé selon l'invention, dans lequel on place, sensiblement au niveau du réservoir, une capacité auxiliaire pouvant être mise en communication avec le produit dans le réservoir, cette capacité étant reliée al'installa- tion de surface par une colonne tubulaire de transfert du produit, est carac- terse en ce que l'on fait penetrer le produit dans ladite capacite auxilaire par un effet d'aspiration créé par éjection d'un fluide comprimé et on refoule jusqu'a l'installation de surface, à travers la colonne de transfert, le pr- duit ayant ainsi rentré dans la capacité auxiliaire. La capacité auxiliaire pourra éventuellement être équipée de moyens de rechauffage du produit à transferer. Des exemples de réalisation de l'invention sont illustrés par ieC figures annexees, où - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation, - la figure 2 représente un second mode de réalisation. Sur la figure 1, la référence 1 designe navire reposant sur- le fond de l'eau et dont la cargaison comprend un produit 2 pouvant être constitué par des hydrocarbures lourds (par exemple des résidus de craquage à la vapeur, dont la densité est supérieure à celle de l'eau), contenus dans des soutes ou cuves 2 a et qui, en raison de cette densité et de leur viscosité, ne peuvent être que difficilement transférés par pompage direct après réchauffage, ou par les autres procédes connus, en particulier ceux ou on déplace le produit par de l'huile ou de l'eau chaude. Dans l'exemple de réalisation illustre, on transfère le produit 2 dans une installation de surface 3, telle qu'un navire, que l'on maintient audessus du navire 1 par ancrage au moyen de chaines, amarres ...., ou par positionnement dynamique. A cet effet, on relie l'installation de surface à la cuve 2 a par l'intermédiaire d'une colonne tubulaire 4, rigide ou flexible, raccordée par le connecteur 4 aà sa partie inférieure à une capacité auxiliaire 5. Cette capacité 5 est munie d'une tuyauterie d'aspiration 7 qui plonge jusqu'au fond de la cuve 2 a eut d'une tuyauterie de refoulement 8, connectée au raccord 4 a de la colonne tubulaire de transfert 4. Ces deux tuyauteries sont munies de clapets 7 a et 8 a pouvant être commandés de l'installation de surface 3 par l'intermédiaire des lignes de télécommande 7 b et 8 b respectivement, depuis le poste 18. La capacité auxiliaire 5 est, soit immergée à côte de la cuve 2 a, par exemple au voisinage du navire 1, soit avantageusement, toutes les fois que cela est possible (comme représenté sur le dessin), directement plongée dans cette cuve, ce qui réduit la longueur de la tuyauterie d'aspiration 7, et reposant par son socle 6 sur le fond de la cuve. L'appareillage comporte également deux conduits 9 et 10 pouvant être fixés le long de la colonne tubulaire 4. L'un de ces conduits, le conduit 9, débouche, à sa partie inférieure, au voisinage du sommet de la capacité 5. L'autre conduit, le conduit 10, sert à injecter un gaz sous pression, par exemple de l'air comprimé., dans une chambre annulaire 9 a entourant une partie perfore de ladite conduite 9, pour provoquer la remontée de l'eau présente dans le conduit 9 par un effet d'air-lift (d'allegement par l'air), le clapet 8 a étant fermé, afin de mettre l'intérieur de la capacite auxiliaire 5 en pression par rapport à la pression de l'eau environnante. Le conduit 10 est alimenté par un compresseur 11, ou toute autre sourc de gaz comprime. L'eau remontant en surface par air-lift à travers le conduit 9 peut être recueillie dans un réservoir d'eau 12 sur l'installation de surface 3 (réservoir-tampon ou accumulateur). L'appareillage comporte egalement un troisième conduit, le conduit 13 reliant le reservoir 12 à la capacité auxiliaire 5, ce conduit étant équipé de vannes 13 a et servant à refouler de l'eau dans la capacité 5. On pourra utiliser comme colonne tubulaire 4 une colonne montante, ou riser, de production, du type de celles équipant les puits de production d'hy drocarbures en mer. Dans ce cas, les conduits -9, 10 et 13 pourront être constitués par trois des lignes équipant cette colonne montante, notamment les lignes de sécurité. Le fonctionnement de cet appareillage est le suivant a) la capacité auxiliaire 5 et le conduit 9 étant initialement remplis d'eau, le clapet 7 a ouvert et le clapet 8 a fermé, on injecte de l'air par le conduit 10, ce qui, par un effet "d'air-lift" allege la colonne d'eau dans le conduit 9 et provoque une dépression dans la capacité auxiliaire 5. Celle-ci se remplit alors de produits aspirés dans la cuve 2 a, tandis que l'eau de la capacité 5 remontant par le conduit 9 se deverse dans le re servoir 12. b) quand la capacité auxiliaire 5 est pleine de produit 2 à recuperer, ce qui correspond à un certain niveau de remplissage du réservoir d'eau 12 (pouvant être automatiquement décelé par un detecteur de niveau 12 a), le clapet 7 a est fermé et on isole le système produisant l'air-lift en fermant simultane ment une vanne 10 a sur le conduit 10 d'injection d'air et une vanne 9 b sur le conduit 9 de remontée d'eau. c) on ouvre le clapet 8 a et on refoule de l'eau au moyen d'une pompe P dans la capacité auxiliaire 5 a partir du réservoir 12 en ouvrantes vannes 13 a sur le conduit 13. La surpression créée dans la capacité 5 par cette injection d'eau de place le produit 2 emplissant la capacite 5, ce produit etant refoulé vers l';nstallation de surface 3 à travers la colonne tubulaire 4, jusqu'à un bac-tampon de stockage 14. Dans ce bac-tampon 14, le produit 2 peut être réchauffé par tout moyen approprié represente schématiquement par le serpentin de chauffage 15, avant d'être transféré dans des conteneurs, situés sur l'installation de surface 3 ou sur un navire de transport. d) quand la capacité auxiliaire 5 a ete vidée du produit 2 qui y avait eté pré cédemment transféré, ce qui se traduit par une baisse correspondante du ni veau d'eau dans le réservoir 12 (pouvant être décelée par le detecteur de niveau 12 b?, on arrête le refoulement d'eau dans la capacité 5 en fermant la vanne 13 a. On est alors revenu à l'état initial correspondant au début de l'étape a) ci-dessus et les opérations décrites peuvent être répétées jusqu'à vi dange complète de la cuve 2 a. Les variations de niveau d'eau dans le reservoir 12 permettront de suivre le processus de vidange et remplissage de la capacité auxiliaire 5 alternativement remplie d'eau et de produit à transférer. Les détecteurs de niveau 12 a et 12 b pourront délivrer des signaux de commande des clapets 7 a et 8 a ainsi que des vannes 9 b, 10 a et 13 a permettant de réaliser une automatisation complète du processus ci-dessus. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, illustré par la figure 2, on maintient en permanence la dépression dans la capacite auxiliaire 5 par gas-lift dans le conduit 9. Le produit 2, aspire dans la capacité auxiliaire 5, est éventuellement réchauffé dans celle-ci par des moyens appropriés schématisés en 16 (injection de vapeur, recirculation de produit chaud, chauffage electrique ...etc...) et refoulé en surface par une pompe immergée 17 installee dans la capacite 5, ou à proximite de celle-ci. Ce mode de realisation permet d'assurer un déroulement continu du processus de transfert. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour transférer jusqu'à une installation de surface un produit contenu dans un réservoir qui est, au moins partiellement, immergé, dans lequel on place, sensiblement au niveau du réservoir, une capacité auxiliaire pouvant être mise en communication avec le produit dans le réservoir, cette capacité étant reliée à l'installation de surface par une colonne tubulaire de transfert du produit, caractérisé en ce que l'on fait pénétrer le produit dans ladite capacité auxiliaire par un effet d'aspiration crée par éjection d'un fluide comprimé et on refoule jusqu'a l'installation de surface, à travers la colonne de transfert, le produit ayant ainsi pénétré dans la capacité auxiliaire. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'effet d'aspiration est obtenu par injection de gaz comprimé dans une colonne d'eau à l'inte- rieur d'un conduit reliant la capacité à l'installation de surface. 3. - Procede selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on réalise de façon répétitive la succession des étapes suivantes a) on introduit de l'eau dans la capacité auxiliaire, b) on évacue, au moins partiellement, par ledit conduit, l'eau introduite dans la capacite, par un effet de gas-lift, créant ainsi une pression dans cette capacité par rapport à la pression de l'eau environnante, c) on met la capacité auxiliaire en communication avec le réservoir, de façon à provoquer le passage par aspiration d'un certain volume de produit dans cette capacite, sous l'effet de ladite dépression, et d) on fait remonter jusqu'à l'installation de surface ledit volume de produit, par l'intermédiaire de la colonne de transfert. 4. - Procéde selon la revendication 3, caractérisé en ce que l-'on fait remonter ledit volume de produit en le déplaçant par de l'eau injectée sous pression depuis la surface dans la capacité auxiliaire. 5. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on refoule en continu dans la colonne tubulaire le produit ayant pénétré dans la capacité auxiliaire. 6. - Procedé selon la revendication 1, caractérise en ce que l'on réchauffe le produit dans la capacité auxiliaire. 7. - Procedé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on place la capacité auxiliaire à l'intérieur du reservoir. 8. - Appareillage pour transferer jusqu'a une installation de surface un produit contenu dans un réservoir qui est, au moins partiellement immerge, comprenant une capacite auxiliaire destinée a être placée sensiblement au niveau du réservoir et pouvant être mise en communication avec le produit à transférer, cette capacité étant reliée à l'installation de surface par une colonne tubulaire de transfert du produit, caractérisé en ce que ladite capacité auxiliaire est équipée de moyens pour creer dans cette capacité un effet d'aspiration par éjection d'un gaz comprimé, afin de faire passer le produit du réservoir dans cette capacité, et des moyens pour transferer jusqu'à l'installation de surface, à travers la colonne de transfert, le produit ayant pénetre dans la capacite auxiliaire. 9. - Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration comprennent un conduit qui relie la capacité auxiliaire à l'installation de surface, et des moyens adaptés à créer un effet de gas-lift dans une colonne d'eau emplissant ce conduit. 10. - Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la capacité auxiliaire comporte une tuyauterie d'aspiration et une tuyauterie de refoulement du produit, équipées de clapets munis de moyens de télécommande, un conduit de remontee d'eau reliant la capacité auxiliaire à l'installation de surface, un conduit d'injection de gaz comprimé adapte à créer un effet de gas-lift dans ladite conduite de remontée d'eau et un conduit d'injection d'eau dans la capacite auxiliaire pour en refouler le produit ayant pénétré dans cette capacité. 11. - Appareillage selon la revendication 10, caractérise en ce que ledit conduit de remontee d'eau et ledit conduit d'injection d'eau sont reliés sur l'installation de surface à un réservoir-tampon muni de moyens de détection du niveau d'eau. 12. - Appareillage selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection du niveau d'eau dans le réservoir-tampon sont adaptés à délivrer des signaux de commande automatique de vannes placées sur ledit conduit d'injection d'air, sur ledit conduit de remontée d'eau et sur ledit conduit d'injection d'eau, ainsi que des signaux de commande automatique desdits clapets equipant les tuyauteries de la capacité auxiliaire. 13. - Appareillage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la capacité auxiliaire est équipee d'une pompe immergee pour le refoulement du produit dans la colonne de transfert. 14. - Appareillage selon la revendication 9, caractérise en ce que la capacité auxiliaire est équipée de moyens de réchauffage du produit à transferer.