Brevet FR2507997A1 — publié le 19821224

Procédé pour réaliser le pompage d'un réservoir sombré contenant un hydrocarbure lourd et installation pour la mise en oeuvre du procédé L'invention s'applique en particulier dans le cas de navires pétroliers coulés contenant des hydrocarbures lourds dont la consistance est très visqueuse à la température d'environ 100C ou moins qui est à peu près la pempératura à laquelle se trouve un bateau coulé à proximité de nos côtes. Il-est alors impossible de pomper tel quel cet hydrocarbure, et il est nécessaire de le réchauffer.Comme par ailleurs on ne peut pas se contenter de vider le réservoir à cause de la pression qui en résulterait, et qu'il faut donc remplacer le pétrole pompé par un autre liquide, une solution connue consiste à envoyer de 11 eau chaude en même temps que llon pompe le pétrole réchauffé par cette eau donc rendu plus liquide. Ce que l'on pompe est donc constitué par un mélange d'eau et de pétrole. Le bateau se remplit donc au fur et à mesure d'eau qui sert en même temps au réchauffage du pétrole lourd. Ceci nécessite des installations complexes et de plus une séparation ultérieure du mélange pompé. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et a pour objet un procédé pour réaliser le pompage d'un réservoir sombré contenant un hydrocarbure lourd, procédé dans lequel on réchauffe ledit hydrocarbure au moyen d'un fluide introduit dans le réservoir, caractérisé en ce que ledit fluide est un hydrocarbure lourd de même nature que celui que l'on veut pomper et que l'on fait circuler en circuit fermé passant dans le réservoir puis dans un circuit de réchauffage extérieur au réservoir, le pompage du réservoir ne commençant qu'au bout d'un certain temps lorsqu'une poche suffisante d'hydrocarbure réchauffé et devenu pompable s'est formée, une partie de l'hydrocarbure pompé étant prélevé sur le circuit de pompage de manière à continuer le ré chauffage du réservoir en suivant le circuit fermé allant du réservoir au circuit de réchauffage, la perte du volume pompé dans le réservoir étant compensé par une arrivée d'eau du milieu ambiant entourant le réservoir sombré. L'invention a aussi pour objet une installation pour réaliser le pompage d'un réservoir sombré contenant un hydrocarbure lourd, selon le procédé ci-dessus, caractérisé en ce qu'elle comprend en surface un navire comportant un équipement de pompage et de réchauffage d'hydrocarbure lourd, en ce que le réservoir sombré est percé d'un orifice surmonté d'une bride d'accouplement avec une tête de pompage située à l'extrémité d'une conduite flexible aboutissant à une citerne du navire de surface, ladite conduite flexible contenant un canal interne provenant dudit équipement de pompage et de réchauffage et aboutissant à ladite tête de pompage, lesdits moyens de pompage et de réchauffage comprenant au moins des moyens pour envoyer de l'hydrocarbure lourd réchauffé dans ledit canal interne dans le sens descendant et ladite tête de pompage comportant des moyens de pompage dans le sens ascendant dans la conduite flexible autour dudit canal interne, ladite tête de pompage comportant un organe mobile qui, dans sa position haute ferme ladite tête de pompage tout en permettant la circulation de l'hydrocarbure à débit égal dans le canal interne et dans la conduite flexible, en ce qu'une vanne maltresse placée à la partie supérieure de la conduite flexible commande l'entrée de l'hydrocarbure pompé dans ladite citerne du navire de surface, une canalisation étant prévue en amont de cette vanne maîtresse de manière à alimenter, à partir de ladite conduite flexible, ledit équipement de pompage et de réchauffage, en hydrocarbure, et en ce que des moyens sont prévus sur ledit réservoir sombré de manière à compenser par de l'eau, l'hydrocarbure pompé et rejeté dans la citerne du navire de surface. Selon une réalisation particulière de la présente invention, ledit équipement de pompage et de réchauffage d'hydrocarbure lourd comprend un réservoir d'hydrocarbure lourd muni d'un serpentin de réchauffage, un échangeur de chaleur hydrocarbure lourd/fluide de réchauffage, une pompe, un ensemble de vannes et des conduites permettant la liaison en circuit fermé et dans l'ordre suivant : de la pompe, de l'échangeur, du réservoir avec retour à la pompe, une conduite reliant en outre l'entrée de l'échangeur à la sortie du réservoir et une conduite reliant la sortie de l'échangeur audit canal interne de ladite conduite flexible, ladite canalisation d'alimentation, en hydrocarbure, dudit équipement de pompage et de réchauffage étant reliée à ladite pompe côté aspiration. Selon une autre caractéristique de l'invention, un réservoir d'hydrocarbure léger, pompable à une température inférieure à 100C, muni de ses accessoires pompe et vannes, est relié audit canal interne. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description d'un exemple de réalisation faite ci-après en regard du dessin annexé dans lequel : La figure 1 donne une représentation schématique d'une installation selon l'invention. La figure 2 représente une tête de pompage de l'installation de la figure 1. La figure 3 représente une variante d'une tête de pompage. La figure 4 est une vue de dessus de la figure 3. En se reportant à la figure 1, l'ensemble comprend essentiellement un navire 1 en surface, un réservoir sombré 2, par exemple un navire pétrolier contenant un hydrocarbure lourd tel que, par exemple, le produit connu sous le nom de "fuel oil nO 2" qui est un produit extrêmement épais et non pompable à une température de 100C qui est celle que l'on rencontre vers une centaine de mètres de fond à proximité de nos cotes, et une conduite flexible 3 comportant à son -extrémité inférieure une tata de pompage 4. Le navire de surface 1 comporte un équipement de réchauffage et de pompage 5. Cet ensemble a pour but d'envoyer dans un canal interne 6 situé dans la conduite flexible 3, de l'hydrocarbure réchauffé destiné à réchauffer pour le rendre pompable, l'hydrocar- bure contenu dans le réservoir 2. Cet équipement comprend un réservoir 7 d'hydrocarbure lourd, le meme que celui contenu dans le réservoir 2 et il est muni d'un serpentin 46 à vapeur pour le réchauffer, un échangeur 8 hydrocarbure/vapeur, une pompe 9, des conduites de liaison reliant ces trois appareils en circuit fermé, plus une conduite 10 reliant l'entrée de l'échangeur 8 à la sortie du réservoir 7,-une conduite 11 reliant la sortie de l'échangeur 8 à l'entrée 12 du canal interne 6 et une conduite 13 reliant l'extrémité supérieure de la conduite flexible 3, en amont d'une vanne mattressa 14, à la pompe 9 coté aspiration. Cette vanne 14 commande le rejet de l'hydrocarbure pompé du réservoir 2 dans une citerne 15 du navire 1. Une pluralité de vannes 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 complète l'ensemble.Un réservoir 24 d'hydrocarbure léger tel que le produit appelé "gas oil" est en outre relié par une conduite 25 à la conduite 11 aboutissant au canal interne 6. Une pompe 26 et des vannes 27 et 28 sont associées à ce réservoir 24. On entend par hydrocarbure léger, un produit qui est normalement pompable à 100C et au dessous. La conduite flexible 3 aboutit à la tête de pompage 4 laquelle vient s'adapter et se fixer à une bride ou "manchette" 29 qui a été préalablement fixée sur 11 épave 2 lors du perçage d'un orifice 30 dans la coque. Un dispositif pour réaliser cet orifice 30 et placer cette bride 29 a été décrit dans la demande de brevet nO 81 03591 du 24 février 1981. Cette tete de pompage 4, décrite en détail en relation avec la figure 2, comporte une partie mobile 31 dont le mouvement est commandé par l'intermédiaire de conduites hydrauliques 32 passant également dans la conduite flexible 3 et aboutissant à un groupe diesel hydraulique 33. Afin de réaliser une prise d'eau de compensation du volume d'hydrocarbure pompé, on place une seconde manchette 34 munie d'un tube plongeur 35 comportant à son extrémité inférieure un clapet à boule 36 flottante aussi bien dans l'hydrocarbure que dans l'eau. A la moindre dépression, la boule descend permettant l'entrée d'eau de compensation. La figure 2 montre en détail une réalisation particulière possible de la tête de pompage 4. Cette pompe comprend un corps supérieur 37 et un corps inférieur 38 réunis par des pompes 39 par exemple au nombre de quatre. Le corps supérieur 37 est raccordé à la conduite flexible 3 et le corps inférieur à la manchette 29. Le canal interne 6 est prolongé par une came télescopique comprenant une partie fixe 40 et une partie mobile 31. La partie mobile 31 se termine à sa partie supérieure par un piston 41 et peut coulisser dans un cylindre 42. Gracie à la pression envoyée dans l'une ou l'autre des conduites 32, cette partie mobile 31 peut être mise en position haute telle que représentée sur la figure ou en position basse.Cette partie mobile 31 comporte à sa partie inférieure une crépine 43 qui, lorsqu'elle est en position haute sert de clapet de fermeture de l'orifice 44 de communication du corps inférieur de pompe 38 avec la manchette 29. A la base de la partie mobile 31, juste au-dessus de la crépine 43, cette partie mobile 31 est munie d'ouvertures 45 permettant le passage de l'hydrocarbure réchauffé circulant dans le canal central 6 puis dans la canne télescopique dans le sens de la flèche F. Lorsque la canne télescopique est relevée comme sur la figure, ces ouvertures font communiquer le canal central avec le corps inférieur de pompe 38 et de là à travers les pompes 39 avec le corps supérieur 37 et le conduit flexible 3. Le conduit flexible 3 est muni de colliers d'allègement 48. Le fonctionnement de l'ensemble est alors le suivant : la tête de pompage 4 et la conduite flexible 3 sont allongées sur le pont du navire, la canne télescopique rentrée en position haute. On commence le réchauffage du réservoir 7 contenant du "fuel oil nO 2" par le serpentin de vapeur 46. On ouvre les vannes 21, 22, 17, 18, 20 et on met en route la pompe 9 en circuit fermé sur l'échangeur 8 et le réservoir 7. On envoie de la vapeur dans ltéchangeur 8 avec réglage d'un point de consigne sur la sortie "fuel" de l'échangeur aux alentours de 1200C. Lorsque ce point est atteint on ouvre la vanne 19 et on ferme la vanne 20 on remplit ainsi le canal central 6 et le conduit flexible 3, on lance aussitôt à faible vitesse les pompes 39.On ouvre la vanne 16 dès que le conduit flexible est plein ce que l'on peut voir grâce à un manomètre et éventuellement en ouvrant légèrement la vanne 14, que l'on referme ensuite. L'hydrocarbure (Fuel oil nO 2) circule alors en circuit fermé, poussé par les pompes 9 et 39 et réchauffé à chaque passage dans l'échangeur. Le réservoir 7, en légère charge à l'aspiration de la pompa 9, sert de tampon et d'expansion en circuit. Les circuits étant sous pression et circulation de réchauffage, la tête de pompage 4 est alors descendue, suspendue par la conduite flexible, de réalisation robuste permettant de tenir des charges en traction. La connexion sur la manchette 29 étant réalisée, on descend la partie mobile 31 de la canne télescopique, dans le réservoir sombré 2 tout en accélérant légèrement les pompes 39 pour supprimer tout risque de mise sous pression du réservoir 2. Au préalable, on aura diminué la vitesse de la pompe 9 de manière à obtenir une pression différentielle nulle en bas de la tête de pompage. Lors de sa course de descente, la canne ouvre un clapet 47 (figure 1) puis pénètre d'environ un mètre dans le réservoir. On procède alors au réchauffage par convection du réservoir en créant une pocha de plus en plus grande de liquide moins visqueux, en fonctionnant toujours en circuit fermé, la vanne 14 étant fermée. Après six à douze heures de réchauffage, selon les possibilitées en énergie, on décolle progressivement la vanne 14 pour commencer la récupération de lthydrocarbure dans la citerne 15, tout en continuant le réchauffage grâce à un recyclage par la conduite 13 et la vanne 16. On peut obtenir un débit de l'ordre de 200 m3/h, moins environ 50 m3/h de recyclage soit 150 m3/h. En cas d'arrêt ou en fin de fonctionnement, on utilise le réservoir 24 d'hydrocarbure léger, fluide (gas oil) pour remplir la conduite flexible 3 afin que l'hydrocarbure lourd ne fige pas à l'intérieur de la conduite. Les figures 3 et 4 montrent dans des figures schématiques une variante de la tête de pompage dans laquelle elle est descendu par un câble dérivé 49, de l'avant du navire 1, la conduite flexible 3 descendant du milieu du navire. Dans cette variante, la tête de pompage possède un corps 50 et autour de ce corps sont disposés les pompes 39, dont le refoulement, situé à la partie inférieure est réuni à une collecte circulaire 51 et l'aspiration à des bras 52 provenant du corps. Le sens de circulation est donné par les flèches. Cette variante permet de séparer les fonctions suspension/manutention de la fonction transport des fluides. Le conduit flexible 6 est alors moins coûteux. Les pompes sont entraînées par moteur hydraulique et sont en parallèle, il s'agit de pompes spéciales pour hydrocarbures lourds. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour réaliser le pompage d'un réservoir (2) sombré contenant un hydrocarbure lourd, procédé dans lequel on réchauffe ledit hydrocarbure au moyen d'un fluide introduit dans le réservoir, caractérisé en ce que ledit fluide est un hydrocarbure lourd de même nature que celui que l'on veut pomper et que lton fait circuler en circuit fermé passant dans le réservoir puis dans un circuit de réchauffage extérieur au réservoir, le pompage du réservoir ne commençant qu'au bout d'un certain temps lorsqu'une poche suffisante d'hydrocarbure réchauffé et devenu pompable s'est formée, une partie de l'hydrocarbure pompé étant prélevé sur le circuit de pompage de manière à continuer le réchauffage du réservoir en suivant le circuit fermé allant du réservoir au circuit de réchauffage, la perte du volume pompé dans le réservoir étant compensée par une arrivée d'eau du milieu ambiant entourant le réservoir sombré. 2/ Installation pour réaliser le pompage d'un réservoir sombré (2) contenant un hydrocarbure lourd selon le procédé de la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend en surface un navire (1) comportant un équipement de pompage et de réchauffage (5) d'hydrocarbure lourd, en ce que le réservoir sombré est percé d'un orifice (30) surmonté d'une bride (29) d'accouplement avec une tête de pompage (4) située à l'extrémité d'une conduite flexible (3) aboutissant à une citerne (15) du navire de surface, ladite conduite flexible contenant un canal interne (6) provenant dudit équipement de pompage et de réchauffage et aboutissant à ladite tête de pompage, lesdits moyens de pompage et de réchauffage comprenant au moins des moyens (9) pour envoyer de l'hydrocarbure lourd réchauffé dans ledit canal interne dans le sens descendant et ladite tête de pompage comportant des moyens de pompage (39) dans le sens ascendant dans la conduite flexible autour dudit canal interne, ladite tête de pompage comportant un organe mobile (31) qui, dans sa position haute ferme ladite tête de pompage tout en permettant la circulation de l'hydrocarbure à débit égal dans le canal interne et dans la conduite flexible, en ce qu'une vanne maîtresse (111) placée à la partie supérieure de la conduite flexible commande l'entrée de l'hydrocarbure pompé dans ladite citerne (15) du navire de surface, une canalisation (13) étant prévue en amont de cette vanne mattresse de manière à alimenter, à partir de ladite conduite flexible, ledit équipement de pompage et de réchauffageF en hydrocarbure, et en ce que des moyens (34, 35, 36) sont prévus sur ledit réservoir sombré de manière à compenser par de l'eau, l'hydrocarbure pompé et rejeté dans la citerne du navire de surface. 3/ Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qué ledit équipement de pompage et de réchauffage d'hydrocarbure lourd comprend un réservoir (7) d'hydrocarbure lourd, muni d'un serpentin (46) de réchauffage, un échangeur de chaleur (8) hydrocarbure lourd/fluide de réchauffage, une pompe (9), un ensemble de vannes et des conduites permettant la liaison en circuit fermé et dans l'ordre suivant de la pompe, de l'échangeur, du réservoir avec retour à la pompe, une conduite (10) reliant en outre l'entrée de l'échangeur à la sortie du réservoir, et une conduite (11) reliant la sortie de l'échangeur audit canal interne de ladite conduite flexible, ladite canalisation (13) d'alimentation, en hydrocarbure, dudit équipement de pompage et de réchauffage étant reliée à ladite pompe côté aspiration. 4/ Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un réservoir (24) d'hydrocarbure léger, pompable à une température inférieure à îO0C, muni de ses accessoires pompe (26) et vannes (27, 28) est relié audit canal interne.