Brevet FR2586234A1 — publié le 19870220

i La présente invention concerne les dispositifs de stockages souterrains de gaz liquéfiés sous pression, tels que butane et propane, à l'intérieur de cavités formées dans des massifs imprégnés d'eau (nappe phréatique), la pression hydrostatique au niveau de la cavité étant mise à profit pour équilibrer la pression de liquéfaction du gaz. L'invention a plus particulièrement pour objet un disposi- tif de sécurité pour tube de remplissage d'un tel stockage. L'exploitation du stockage se fait par extrac- tion ou introduction de produit liquide, ce qui a pour ef- fet de déplacer la surface d'équilibre liquide-gaz. L'in- terface eau-phase liquide est maintenue à un niveau sen- siblement constant, c'est-à-dire entre deux niveaux assez rapprochés: les pompes d'exhaure se mettent en marche dès que l'eau atteint un niveau supérieur déterminé, et s'ar- rête dès que l'interface eau-liquide descend à un niveau inférieur déterminé. La Figure 1 des dessins ci-joints représente schématiquement un tel stockage tel qu'il en existe de nombreux actuellement. On supposera, uniquement pour sim- plifier le vocabulaire que le produit stocké est du butane. Mais bien entendu, ce pourrait être tout autre gaz liqué- fiable sous pression, de densité liquide inférieure à celle de l'eau et non miscible à l'eau. 2. La cavité 1 est complétée vers le bas par un pui- sard 2 creusé dans le radier 3. On a représenté schémati- quement quatre conduits d'exploitation: un tube 5 pour l'extraction du butane liquide; un tube 6 pour le pompage de l'eau d'exhaure; un tube 7 d'évent gazeux débouchant dans le ciel de la cavité; et un tube 8 pour l'introduc- tion de butane liquide. L'orifice 61 d'aspiration d'eau est prévu au voisinage du fond du puisard, et les commandes de la (ou des) pompe sont prévues pour maintenir le niveau de l'eau entre deux niveaux: un niveau supérieur Ns et un niveau inférieur Ni. Tout ceci est classique. L'orifice 51 d'aspiration de butane liquide est placé à une certaine profondeur h dans le puisard, au-dessus de Ns. Il est connu, pour assurer l'arrêt de l'exploi- tation du stockage et sa mise en sommeil en sécurité, de reuplir d'eau certains au moins des tubes d'exploitation, ou éventuellement de laisser l'eau remonter dans ces tubes, ju;qu'à une hauteur H telle que l'ensemble soit en équi- litre hydrostatique. Pour permettre d'effectuer cette opé- ration avec sûreté, on prévoit de placer par exemple l'orifice d'aspiration 51 du butane à une profondeur h dans le >uisard, suffisante pour que le volume de puisard res- tant au-dessus soit supérieur au volume de la colonne d'eau dans le tube jusqu'à la hauteur H d'équilibre. Si S est la section du puisard, et s la section du (ou des) tube à rem- plir, h est déterminé par la condition h.S > H.s L'introduction de propane, par le tube 8, peut se faire en pluie, l'orifice 81 étant alors situé dans la partie supérieure de la cavité, ou en source, l'orifice 81 étant alors situé dans le fond de la cavité,.ou à la par- tie supérieure du puisard 2. Si l'on veut mettre le stockage en sommeil et mettre en sécurité le tube d'introduction 8, on est conduit à placer l'orifice 81 à une certaine profondeur dans le 3. puisard, comme expliqué ci-dessus. Or, pour différentes raisons, le remplissage en pluie est intéressant, et l'on souhaite alors placer l'ori- fice 81 dans le ciel de la cavité, c'est-à-dire dans la partie supérieure qui est toujours occupée par la phase gazeuse. La présente invention a pour objet un dispositif qui permet l'introduction du butane en pluie, tout en per- mettant pour le (ou les) tube d'introduction, la sécurité par remplissage d'eau de ce tube jusqu'à la hauteur d'équi- libre hydrostatique avec la pression d'équilibre des phases liquide et gazeuse du produit stocké, à la température am- biante. Conformément à la présente invention, le tube d'introduction de produit à stocker débouche à la partie inférieure d'un pot, de préférence cylindrique, ouvert à sa partie supérieure, l'ouverture se trouvant dans le ciel de la cavité, c'est-à-dire à un niveau qui n'est de préfé- rence pas atteint, par la phase liquide, le volume du pot, entourant la partie du tube d'introduction qui plonge dedans, étant supérieur au volume de la partie de ce tube s'étendant jusqu'à la hauteur correspondant au niveau de l'eau dans ce tube pour obtenir l'équilibre hydrostatique avec la pres- sion régnant dans la cavité. La Figure 1 des dessins ci-joints est une vue en coupe schématique d'un stockage souterrain classique. La Figure 2 est une vue en coupe schématique de l'extrémité inférieure d'un tube d'introduction de produit liquide dans le ciel de la cavité. Conformément à la présente invention, l'extrémité inférieure 81 du tube d'introduction du produit liquide dé- bouche au fond d'un pot 9, dont le bord supérieur 91 est situé à un niveau supérieur au niveau 10 de la phase liquide. On a représenté un bouchon de béton 11 formé pour obturer le puits d'accès à la cavité 1. Le volume du pot est supé- rieur au volume du tube 8 sur une hauteur d'eau correspon- 25862-34 4. dant à la pression maxima prévue pour la cavité. L'intro- duction de produit liquide dans la cavité se fait en pom- pant ce liquide de haut en bas dans le tube 8, le liquide remonte dans le pot 9 autour du tube 8 et tombe en pluie à partir du bord 91 du pot. Pour mettre la cavité en som- meil, on pompe de l'eau, de haut en bas, dans le tube 8 jusqu'à ce que le pot 9 soit plein. Après quoi, on ouvre une vanne en haut du tube 8 et on laisse l'équilibre s'établir. Le pot 9 étant plein d'eau, on est assuré que la pression du gaz à la surface de l'eau, qui peut chas- ser éventuellement l'eau dans le tube 8 vers le haut selon la hauteur qu'elle en contient, ne pourra se vider et que le liquide ne pourra parvenir à l'extrémité inférieure et remonter dedans. On parviendra ainsi à l'équilibre hydros- tatique. L'exemple précédent concerne un tube d'introduc- tion de produit liquéfié dans le stockage. On comprendra qu'un tel dispositif peut être monté sur l'extrémité d'un tube d'aspiration, pourvu que le rebord 91 du pot soit placé à un niveau qui soit toujours immergé dans la phase liquide du produit à stocker. 5. REVENDICATION Dispositif de sécurité pour tube d'exploitation (8),introduction ou extraction à l'état liquide d'un produit gazeux à température ordinaire, liquéfié sous pression, de densité inférieure à celle de l'eau, et non miscible à l'eau, dans un stockage dans une cavité en massif imprégné d'eau, sous la pression d'équilibre liquide-gaz à la température ambiante, caractérisé en ce que l'extrémité (81) du tube débouche au voisinage du fond dans un pot (9) ouvert à sa partie supérieure, le volume du pot étant supérieur au volume de la hauteur du tube (8) correspondant à la pres- sion hydrostatique d'eau d'équilibre avec la cavité.