Brevet FR2563559A1 — publié le 19851031

La présente invention concerne des abris et des systèmes de protection contre des bombardements aériens, pour des installations pétrolières et pétro-chimiques, proches de zones ide conflits,comme actuellement l'IRAK. Toutes les installations pétrochimiques actuelles, si elles diffèrent par les procédés de traitement utilisés, se ressemblent par la conception. les réservoirs, les pipe-racks, les stations de pompes, échangeurs, colonnes, réacteurs, les fours sont des sous-ensembles que lton retrouve toujours, et les tuyauteries qui les relient sont toujours d'accès facil. Les Engineerings ont suivi l'exemple des Américains, sans prendre en compte que les USA sont un pays qui n'a pas à redouter des bombardements aériens ou des tirs d'artillerie. Ainsi dans le cas de l'IRAK, un complexe de LGN/GPL (Liquéfaction de Gaz Naturel/ Liquéfaction de Gaz de Pétrole) a été construit dans une zone où des bombardements sont à redouter, à ZUBAIR, au Sud-Est de l'IRAK, là où l'IRAK et l'IRAN sont en guerre depuis des années. La conception des installations n'a pas tenu compte de la nécessité de protéger certains éléments de base, non pas seulement contre les incendies, mais aussi contre des bombarde- ments aériens. "Compte tenu des évènements en IRAS, la SCOP a confié à TECHNIP la responsabilité de la mise en conservation de l'usine et de la maintenance avant le démarrage définitif." C'est là un détail capital que l'on peut lire dans l'article ci-joint concernant un projet gigantesque: IRAK, FIN DES TRA VAUX SUR LE COMPLEXE LGN/GPL. Comme on peut remarquer sur la vue en perspective de 1 maquette, il suffirait d'une attaque aérienne de plusieurs avions de combat iraniens type F-4 ou F-14, pour que ce grand complexe soit arrêté pendant plusieurs mois. Il est vrai que les Ingénieurs qui ont conçu ces installations étaient trop Jeunes pour avoir connu les bombardements de 1'US AIR FORCE en ALLEMAGNE pendant la guerre 1939-1945. Ayant vu cette guerre, j'ai touJours pensé en ENGINEERING faire des projets d'instal- lations qui ne peuvent pas être immobilisées par un simple acc - dent, surtout en SIDERURGIE où en coupant l'arrivée de l'eau à l'usine, celle-ci peut eatre stoppe pendant des mois. Plutôt que devoir attendre encore des annees la produc t ion et le traitement de 6 Milliards de Nm3/an de gaz dans le 1Sud de 1'IRAK, il est possible d'étudier les moyens de mise en route et de protection des installations, des gisements et des pipelines. Un des buts de l'invention est de protèger les réservoi de pétrole brut et de gaz, par la construction de ceux-ci dans des puits de grand diamètre au moyen de palplanches type ROMBA: 400 G. Avec 230 palplanches de 18 m de long, il est facil de réaliser un réservoir sous-terrain de 29,3 m de diamètre. r Un autre but de l'utilisation des palplanches RUMBAS 40 lest la possibilité de réaliser des puits sous-terrains d'un dia- mètre de 6,62 m avec 52 palplanches, jusqu'à 29,3 m maximum, 1les cellules devant toujours comporter un nombre pair de pal Planches, de 52, 54, 56, ... à 230. Un autre but est la possibilité d'utiliser des longueur plus grandes que 18 m, par soudage bout à bout de deux palplan ches et obtenir de 20 à 30 m, au maximum 36 m. Il est alors possible de placer dans le puit sous-terrain des colonnes de distillation verticales, équipements de base essentiels en pétrochimie. Un but de l'invention est de relier des puits profonds au moyen de gabions cloisonnés, réalisables avec les palplanch s RUMBAS 400 G. Dans ces gabions moins profonds,il est facil de réaliser des piperacks pour des tuyauteries, des stations de pompes, compresseurs, ventilateurs et surtout des ensembles d' échangeurs thermiques. Un des buts de l'invention est de réaliser des unités d pétrochimie de grandeur diverse, au moyen de puits et de gabion de dimension et de nombre très variables. Un autre but de l'invention est de protéger les tuyaux ries entre les unités de l'usine, par leur pose dans des tranchées profondes recouvertes de terre. Dans le cas d'installations existantes comme pour le complexe LGN/GPL de ZUBAIR en IRAK, où il y a deux unités identiques de production d'hydrocarbures liquides, deux unités de désulfuration, trois unités de production de GPL, il est souhaitable de commencer la protection des installations en la faisan pour commencer sur une seule unité, laissant l'autre en conservation en l'état de construction classique. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exeiples, des modes de réalisation des abris et des systèmes de protection conformes à la présente invention. D'autres caractéristiques e 1avantages ressortiront des descriptions qui vont suivre, faite en regard des dessins schématiques, donnant à titre indicatif mais nullement limitatif, des formes de réalisation de l'inven tion. Sur les dessins ont peut voir: ;- La Fig.l montre en coupe un puit de protection, en élévation La La Fig.2 est une vue en plan du puit le plus simple, - La Fig.3 est une élévation d'un puit double de protection et la Fig.4 est la vue en plan de ce puit, - La Fig.5 montre en plan un ensemble de puits multiples pour la protection d'une unité pétrochimique, - La Fig.6 représente schématiquement une usine complexe avec plusieurs unités pétrochimiques protégés conformément à l' invention, - La Fig.7 est une coupe en élévation d'un puit de protection avec une colonne de distillation, des échangeurs, des pompes, des tuyauteries, diverses plateformes de service, croquis dont le but est de mieux illustrer pourquoi la forme de puit verticaux semble la solution la mieux adaptée pour protèger les équipements. Une description plus détaillée, les buts et les moyens utilisés pour parvenir à une bonne protection contre des bomba dements aériens seront maintenant plus facils à comprendre, en examinant les détails des figures. - Sur la Fig.l le puit 1 peut avoir un diamètre de 6,62 m jusqu' à un diamètre de 29,2 m, et une profondeur de 15 m dans le cas de l'utilisation de palplanches longs de 16 à 18 m, jus qu'à une profondeur atteignant environ 32 si l'on soude deux palplanches bout à bout, et même 45 m avec trois palplanches bout à bout. Le couvercle 2 est en acier et dépend du diamètre du puit ainsi que de l'épaisseur de la terre qu'il supporte. En 2 on peut voir des palplanches type ROMBAS 400 G d'une é paisseur de 9,5 mm ou de 12 mm, en acier au carbone de limite élastique 30 Kg/mm2, palplanches caractéristiques par leur grande résistance au dégrafage, la facilité de mise en oeuvre et la très bonne étanchéité même pour des sables très fins. La terre 4 doit être l'objet d'une étude très poussée afin de mieux localiser l'emplacement des puits de protection T Alors que les caractéristiques mécaniques des palpl - chers sont bien connues et constantes, les propriétés géotechni ques des sols varient considérablement d'un lieu à un autre. - est donc impératif de procèder à une reconnaissance du sol à L endroit de la construction et préalablement à l'étude du pro jet d'implantation des unités pétrochimiques et celle détaill e des principaux équipements. - La Fig.2 montre en plan un puit circulaire dont le diamètre peut varier de 6,62 m avec 52 palplanches, 6,88 m avec 54, 7,13 m avec 56, ... jusqu'à 29,2m avec 230 palplanches. Ces palplanches ont l'avantage de faciliter la réalisation des puits de dimension optima pour des réservoirs de pétrol brut, j de gaz naturel ou des fluides divers. Dans le cas où l'unité pétrochimique comporte une seule colonne et très peu d'équip ments et tuyauteries, la protection par un puit unique est 1 solution la moins coûteuse. - La Fig.3 présente un puit double dont la profondeur de chacun des puits 1 peut être différente, réalisés avec les mêmes palplanches 3, mais avec une cloison 6 que l'on voit mieux sur la Fig.4. Cette solution de puit double convient surtout pour des unités pétrochimiques simples, avec plusieurs colon nes, échangeurs, pompes, réservoirs et tuyauteries peu nom breuses. La cloison 6 peut etre traversée par des passages et servir de support à des passerelles de service. - La Fig.5 montre en plan un ensemble de plusieurs puits, ici deux puits l avec entre eux trois puits 7, séparés par des cloisons 6. On peut imaginer des ensembles de puits depuis: deux puits 1 comme sur la Fig.4, -- deux puits 1 et'un puit 7 -- deux puits l et deux puits 7 > -- deux puits 1 et trois puits 7, comme sur la Fig.5, -- deux puits 1 et quatre puits 7, -- deux puits l et cinq puits 7, ... etc. Tous ces puits peuvent avoir différentes profondeurs, suivant les conditions de service des équipements, suivant le projet. - La Fig.6 illustre très bien une usine pétrochimique où les unités sont protégées dans des puits très différents, mais de même diamètre, afin de simplifier le dessin. Dans une usine pétrochimique très complexe, les diamètres des puits seront certainement très différents et variables, en fonction des dimensions des équipements prineipaux Dans la Fig.6 apparaissent presque tous les éléments d'un puzzle de protection d'une usine pétrochimique très com implexe qui, on le voit, est configurable à volonté. Les produit bruts arrivent par des pipelines 8 ou gazline 9 enterrés dans des tranchées de protection 10. Les réservoirs 11 sont dans des puits de protection simples 12. flans toute unité pétrochimique certains éléments de base se répètent souvent: pompes, colonnes, réservoirs, échan peurs, fours, ventilateurs, tuyauteries, robinneterie, instrumentation, chemins de cables, passerelles. Ainsi dans le puit 13 est logée l'unité la moins volumineuse. Dans ensemble 14 qui se répète trois fois pour des unités différentes,on a deux puits 1 et un puit 7. Dans l'ensemble 12 l'unité pétrochimique occupe deux puits 1 et deux puits 7, et les deux ensembles 16 ont deux pui s et trois puits 7. L'ensemble 17 se compose de deux puits a et cinq puits 7,alors que l'ensemble 18 a deux puits 1 et 7 puits 7. Les unités pétrochimiques sont reliées par des tuyauteries et cables 19 et 20 placés dans des tunnels ou des tranchées profondes recouvertes de terre. - La Fig.7 a été dessinnée pour mieux montrer comment une colon ne 21 peut trouver place dans un puit 1 avec toutes ses tuyau teries 26, les pompes 24, un réservoir 23, un dégazeur 25, des plateformes 27, et dans un autre puit 7 de profondeur bie moindre, on peut voir des échangeurs 22, des pompes 24 et des tuyauteries, plateformes, etc. La page suivante a été extraite du bulletin d'informa tion de TECHNIP de Decembre 1983 et comme on peut voir sur la perspective des unités pétrochimiques, pour vouloir maintenan protéger une telle usine, les transformations à faire sont ini portantes mais les idées de base de l'invention sont applica bles. Il faudra surtout réaliser la protection en profitant des idées déJà présentées dans la description de demande de brevet N 84 04045 du 16 Mars 1984. Ce qui peut paraître très difficil et ruineux peut devenir très simple et avantageux. Annexe citée en page 5. La réception mécanlque du complexe de dégazolinage et de production de gaz de pétrole liquéfié de Zubair, au Sud-Est de l'lrak a été prononcée en aoùt 1983, après un délal de construction satisfaisant malgré les conditions locales difliciles. Le contrat clé en main signé avec la SCOP (State Organization for Oil Projects) confiait à Technip la responsabilité desétudes, del'achat et du transport des équipements et matériels, de la contruction et de la mise en route des installations, ainsi que de la formation du personnel. Un projet mené à partir de T@chnip-Lyon C'est dans les bureaux de Technip Lyon qu'ont été effectuéesles quelques 400,000 heures d'études nécessaires à l'ingénierie de cet important complexe gazier. D'ailleurs c'est à Lyon qu'avait été élaborée l'offre initiale qui, en 1980, devait aboutir à la signature du contrat avec la SCOP, Depuis, de nombreuses commandes ont été passées dans la région Rhöne-Alpes, en particulier pour de la chaudronnerie, de l'instrumentation dt de la préfabrication de tuyauterie. Aujourd'hui des installations en ordre de marche Le complexe de Zubair, qui représente la partie centrale du projet GPL-Sud, comprend les installations suivantes : - deux unités identiques de production d'hydrocarbures liquides - condensats - à partir de gaz associé (capacité unitalre : 430 t/h pour l'alimentation gazeuse et 70 t/h pour l'alimentation liquide), - deux unités de désulfuration des liquldes (530 t/h et 300 t/h), - trols unités ldentiques de production de GPL (propane, butane) et essence, - une unité de reclificalion d'essence, - une unité Merox d'adoucissement de l'essence rectifiée (capacité 250 t/h). - une unité de déshydratation de propane sur tamis moléculaire (capacité 360 t/h), - des installations de stockage et expédition, - un réseau de production et de distribution d'utiliés (adoucissement d'eau, réfrigération, air service et instrument, eaux industrielle et potable, méthanol, fuel, gaz, azote, huile chaude, traitement d'eau, traitement de soude, électricité) et les installations générales (protection lncendie, bâtiments administratifs et industriels, etc.). Le complexe pourra tralter 6 milliards de Nm'/an de gaz associè en vue de produire environ 4 millions de tonnes/ an de propane et butane et 1,5 million de tonnes/an d'essence, cette production étant destinée à l'exportation. ll est prévu également 4,2 millions de tonnes/an de gaz industriel pour le marché domestique. Comptetenu des événements enlrak la SCOP a conlié à Technip la responsabilité de la mise en conservation de l'usine et de la maintenance avant le demarrage définitif. Par ailleurs, la situation ayant entrainé une modification des conditions contractuelles, des négociations entre Technip et la SCOP ont abouti à un accord signé en août 1983 dont les clauses de règlement financier sont en cours d'application. R E V E N D I C A T I O N S Des Des abris sous-terrains et des systèmes de protection contr des bombardements aériens,pour des installations pétrolière ou pétrochimiques, caractérisés par l'utilisation de palpla ches métalliques,pour la réalisation de puits 1 de diamêtre variable suivant le nombre de palplanches, et de profondeur suffisante pour y loger les équipements d'une unité de trans- formation comme: colonnes, fours, réacteurs, échangeurs, ré servoirs, pompes, ventilateurs, compresseurs, tuyauteries e instrumentation, ensemble sous une couche de terre suffisan e pour une protection efficace. 2/ Des abris suivant le revendication I, caractérisés par une , combinaison de deux puits verticaux 1 séparés par une cloi ! son 6, chaque puit pouvant avoir une profondeur différente. 3/ Des abris suivant les revendications 1 et 2,caractérisés pa deux puits verticaux 1 séparés par un, deux, trois, jusqu'à une dizaine de puits 7 et constituant un ensemble pouvant loger même des unités très complexes de pétrochimie. 4/ Des abris suivant les revendications 1 à 3,caractérisés par la possibilité de combiner une infinité de projets différen s d'implantation d'unités pétro-chimiques dans une usine très complexe. 5/ Dès abris suivant les revendications 1 à 4,valables non seu lement pour de nouvelles installations mais aussi pour des installations existantes et ce, en utilisant les palplanche pour créer des puits de protection et de la terre pour cach r les équipements et piperacks. 6/ Des abris suivant les revendications 1 à 5,avec des tunnels ou des tranchées 12 pour les tuyauteries et cables 20 entre les unités. 7/ Des abris suivant les revendications 1 à 6, avec les pipeli nes et les gazlines protégés dans des tranchées recouvertes de terre, pour le transport des produits bruts et des pro duits finis.