Brevet FR2480947A1 — publié le 19811023

La présente invention concerne un dispositif de détection d'une arrivée de sable dans le gaz transporté par une conduite sous pression. On connaît différents dispositifs de détection comprenant une sonde tubulaire, faite d'un métal apte à être usé par l'érosion provoquée par le sable, dont une extrémité est fermée et l'autre extrémité, hors du conduit, met en communication la zone interne de cette sonde avec un dispo- sitif de mesure d'une variation de pression. La sonde elle- même est généralement faite d'acier et sa paroi a une épaisseur suffisante pour éviter l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite. Ces sondes, avec une telle épaisseur de métal ne fonctionnent à titre d'alarme qu'après passage d'une quantité de sable importante, le problème étant de savoir si l'alarme est donnée avant que des dommages importants aient été portés à l'installation. De telles sondes ne sauraient intervenir de façon précoce pour signaler une apparition de sable dans le gaz. Un dispositif selon l'invention permet de pallier cette difficulté en attribuant à deux pièces mécaniques distinctes les fonctions d'une part de signaler par un perce- ment rapide une faible arrivée de sable dans le gaz et d'autre part de résister à l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite. Un dispositif selon l'invention de détection d'une arrivée de sable dans le gaz se déplaçant à l'intérieur d'une conduite (2) sous pression, comprend une sonde tubulaire (1), faite d'un métal susceptible d'être rapidement érodé, séparant une zone interne (9) de la sonde (1) du milieu intérieur de la conduite (2), une extrémité (4) de la sonde, située dans la conduite, étant munie d'un fond, et l'autre extrémité (5), hors de la conduite, mettant en communication la zone interne (9) de la sonde avec un appareil de détection d'une variation de pression. Un tel dispositif est caractérisé en ce que cette sonde comporte une enveloppe (3) constituée d'une feuille mince de métal dont la paroi interne (6) est en contact avec la surface d'un étai (7) comportant une pluralité de discontinuités (8) reliant la paroi interne (6) de l'enveloppe (3) avec la zone interne (9) de la sonde. Dans diverses réalisations, l'étai (7) est cons- titué par un tube d'épaisseur suffisante pour résister à l'écrasement, muni d'une pluralité de perforations. Dans un mode de réalisation préférentielle, l'étai (7) est constitué par un ressort hélicoïdal dont les spires jointives sont faites d'un fil d'acier de section suffisante pour résister à l'écrasement. Suivant d'autres modes de réalisation, l'étai (7) est constitué par une masse de sable compacte remplissant l'enveloppe et limité par un bouchon (12) poreux et perméable fixé sur la paroi interne de l'enveloppe à l'extrémité (5) de la sonde tubulaire qui débouche hors de la conduite. L'invention sera mieux comprise dans la description, donnée à titre non limitatif, de modes de réalisation du dispositif illustrés par les figures suivantes - Figure 1: Sonde avec étai tubulaire - Figure 2: Sonde avec étai constitué par un ressort hélicoïdal - Figure 3: Sonde avec étai constitué par un remplissage de sable fin. En se référant à la figure 1, on trouve une coupe axiale d'une sonde (1) disposée dans une conduite (2). La sonde (1) comprend un tube (3), fait d'une feuille mince an aluminium ou en alliage à base d'aluminium, ce tube étant fermé à une extrémité (4) par un fond de même épaisseur que le tube (3) et relié par l'autre extrémité (5), à l'extérieur de la conduite (2), à un dispositif de détection d'une variation de pression, non figuré et connu en soi. La paroi interne (6) du tube (3) est en contact avec un étai (7) constitué par un tube en métal d'une épaisseur suffisante pour résister à l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite (2). Ce tube comporte une pluralité de discontinuités telles que des percements (8) reliant la paroi interne (6) du tube (3) avec la zone interne axiale (9) de ce tube. Ces percements ont des diamètres n'excédant pas quelques dixièmes de millimètres. Le tube a son extrémité orientée vers l'extrémité du tube (3) qui peut être fermée par un fond (10), de même épaisseur que le tube lui-même, qui assure le soutien du fond (4) du tube (3). L'extrémité du tube orientée vers l'extrémité (5) du tube (3) est ouverte. Sur la figure 2 est représentée une sonde (1) disposée dans une conduite (2). Cette sonde (1)- comprend un tube (3) fait d'une feuille mince d'aluminium ou d'alliage à base d'aluminium. Ce tube (3) a son extrémité (4), située à l'intérieur de la conduite (3), obturée par un bouchon (11) en aluminium collé sur la paroi interne (6) du tube (3) au moyen d'une colle durcissable ou soudé par un moyen approprié tel que la soudure par bombardement électronique. La paroi interne (6) du tube (3) est en contact avec un étai (7) constitué par un ressort hélicoïdal à spires jointives. Ce ressort est fait d'un fil d'acier de section suffisante pour résister à l'écrasement sous l'action de la pression régnant dans la conduite. La zone du contact entre les spires successives constitue le moyen de communication (8) entre la paroi interne (6) du tube (3) et la zone interne axiale (9). La nature de l'alliage d'aluminium avec lequel est fait le tube (3) est déterminée en tenant compte de la compo- sition du fluide transporté par la conduite (2), et notamment de la teneur en produits agressifs à la température et sous la pression considérées. Sur la figure 3 est représentée une sonde (1) disposée dans une conduite (2) et comprenant un tube (3), fait d'une feuille mince d'aluminium ou d'alliage à base d'alumi- nium, tel que celui décrit à l'aide de la figure 2. Le tube (3) a sa paroi interne (6) en contact avec un étai (7) constitué par un remplissage de sable fin. L'extré- mité (4) du tube (3), située à l'intérieur de la conduite (2), est obturée par un bouchon (11) en aluminium, fixé sur la paroi interne (6) du tube (3) au moyen d'une colle durcissable ou par tout autre moyen assurant l'étanchéité. Le tube (3) a son extrémité (5), située à l'exté- rieur de la conduite (2), munie d'un bouchon fait d'un matériau poreux et perméable (12) tel qu'un métal fritté et fixé de façon étanche sur la paroi interné (6). Ce bouchon (12) empêche tout déplacement du sable dont il maintient l'état de compaction, il permet les déplacements de gaz et notamment la transmission de l'augmentation de pression consécutive au percement du tube(3). Les sondes réalisées jusqu'ici dans les différents types ont résisté aux essais à des pressions supérieures à 500 bars, pression rarement rencontrée dans les gazoducs et oléoducs. Avec de telles sondes, utilisées comme détecteurs de venue de sable dans les conduites de transport de gaz sous pression, on peut être informé de l'apparition d'un transport de sable alors qu'aucun dommage n'a encore été apporté aux installations, et cela est particulièrement- important pour les conduites immergées sur le sol sous-marin et par lesquelles est transporté le gaz des champs exploités en mer. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de détection d'une arrivée de sable dans un fluide se déplaçant à l'intérieur d'une conduite (2) sous pression, comprenant une sonde tubulaire (1), faite d'un métal susceptible d'être rapidement érodé, séparant une zone interne (9) de la sonde du milieu intérieur de la conduite (2), une extrémité de la sonde (4), située dans la conduite, étant munie d'un fond, et l'autre extrémité (5), hors de la conduite, mettant en communication la zone interne de la sonde avec un appareil de détection d'une variation de pression, caractérisé en ce que cette sonde tubulaire (1) comprend une enveloppe (3) constituée d'une feuille mince de métal et un étai (7), en contact avec la paroi interne (6) de cette enveloppe (3) et comportant une pluralité de discontinuités (8) reliant la paroi interne (6) de l'enveloppe (3) avec la zone interne (9) de la sonde. 2 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel l'étai (7) est constitué par un tube d'épaisseur suffisante pour résister à l'écrasement, muni d'une pluralité de perfo- rations (8). 3 - Dispositif selon la revendication 1 dans-lequel l'étai (7) est constitué par un ressort hélicoidal dont les spires jointives sont faites d'un fil d'acier de section suffisante pour résister à l'écrasement. 4 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel l'étai (7) est constitué par une masse de sable compacte remplissant l'enveloppe et limité par un bouchon poreux (12) et perméable fixé sur la paroi interne (6) de l'enveloppe (3) à l'extrémité de la sonde tubulaire qui débouche hors de la conduite.