Brevet FR2645558A1 — publié le 19901012

La présente invention concerne un procédé d'enlàve- ment d'une huile, et notamment de pétrole, de la surface d'un mélange d'eau et de pétrole, recueilli dans un récepteur d'un réservoir collecteur de pétrole. L'invention concerne aussi un réservoir collecteur de pétrole mettant en oeuvre ce procédé. Les réservoirs collecteurs de pétrole de la surface des eaux libres telles que la mer, rassemblent habituel- lement l'eau contenant le pétrole dans un récepteur spécial. L'eau contenant le pétrole peut être transportée telle quelle pour être traitée ultérieurement à un autre emplacement. Cependant, la capacité du réservoir collecteur de pétrole est limitée si bien qu'il est souhaitable de séparer l'huile et le pétrole aussi efficacement que possible afin que l'étendue de la zone à.nettoyer puisse être accrue et que la durée efficace de fonctionnement du réservoir collecteur soit accrue. Les demandes de brevet suédois publiées sous les n0 375 125 et 401 005 décrivent un réservoir collecteur de pétrole comprenant un récepteur dans lequel le mélange de pétrole et d'eau est introduit, un dispositif de pompage du pétrole à partir du récepteur, un réservoir placé dans le récepteur, une couche d'eau de la surface d'épaisseur voulue s'écoulant dans la partie supérieure du réservoir depuis le récepteur, un dispositif à rotor placé à la partie inférieure du réservoir et destiné à mettre le mélange eau-pétrole contenu dans le réservoir en rotation afin qu'il crée une turbulence conique à la surface du liquide, au-dessus du réservoir. Grâce à cette solution connue, le mélange d'eau et de pétrole contenu dans le récepteur est mis en mouvement local de rotation qui crée une turbulence conique à la surface du mélange, si bien que le pétrole, qui est plus léger que l'eau et se trouve ainsi à la surface, se rassemble au centre de la turbulence sous forme d'une couche relativement épaisse dont il peut être retiré par pompage plus efficacement que s'il était mis dans une couche uni forme dans tout le récepteur. Cependant, les appareils connus ne peuvent traiter qu'une quantité limitée de mélange d'eau et de pétrole car, lorsque la quantité du mélange s'écoulant par la turbulence augmente, la capacité de séparation de pétrole diminue notablement. L'invention a pour objet l'augmentation du rendement du procédé collecteur de pétrole et du réservoir du type décrit précédemment. Plus précisément cet objet est atteint par une étape dans laquelle l'écoulement direct est empêché à partir du centre de la turbulence conique vers le bas, vers le fond du récepteur. L'idée fondamentale sur laquelle repose le procédé selon l'invention est d'empêcher l'écoulement direct à partir du centre de la turbulence conique, vers le bas et vers la partie inférieure du récepteur. De cette manière, le pétrole se trouvant au centre de la turbulence ne peut pas être aspiré au-dessous de la surface par le courant qui descend, et le rendement de l'opération de collecte de pétrole est considérablement accru par rapport aux solutions connues. L'invention concerne aussi un récipient collecteur de pétrole du type décrit précédemment, dans lequel un dispositif concentrique de réglage est placé dans le réservoir au-dessus du rotor, le diamètre du dispositif de réglage étant inférieur à celui du réservoir, si bien que le courant d'eau dirigé vers le rotor provient de l'espace formé entre le dispositif de réglage et la paroi du réservoir. Dans le réservoir collecteur de pétrole selon l'invention, un dispositif de réglage est donc concentrique la turbulence et est placé dans le réservoir au-dessus du rotor. Le dispositif de réglage empêche l'écoulement du pétrole du centre de la turbulence directement vers le bas. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe en élévation latérale d'un récipient collecteur de pétrole selon un mode de réalisation de l'invention ; et la figure 2 est une coupe partielle du récipient collecteur de pétrole de la figure 1, en plan. Les figures l et 2 représentent un récipient particulier formant collecteur de pétrole selon l'invention. Le récipient comporte un corps 1 ayant un réservoir 10 ouvert à la partie supérieure. Deux poutres flottantes 7 et 8 sont placées en avant du réservoir aux coins antérieurs du récepteur 10. Les poutres dépassent du récipient, obliquement vers l'avant, en formant une structure à poutres en V dont la dimension diminue vers le récepteur 10, si bien qu'elle conduit l'eau de surface contenant le pétrole dans le récepteur. Un moteur 3, 4 d'entrainement est fixé à chacune des poutres 7, 8 respectivement, à l'extrémité de la poutre qui est la plus proche du récipient.Le moteur fait tourner toutes les poutres analogues à des vis à la même vitesse si bien que les poutres 5 et 6 déplacent l'eau de surface vers le récepteur 10 du récipient dans le sens de la flèche 5, pendant leur rotation. Le pétrole qui flotte à la surface de l'eau placée dans le récepteur 10 est pompé dans une cuve convenable 2 de récupération placée à l'arrière du récipient. Une partie flottante 23 disposée à l'orifice d'une tuyauterie 11 d'aspiration ou au-dessous, cette tuyauterie étant placée dans le récepteur 10, a un détecteur destiné à détecter l'interface de l'eau et du pétrole et à commander une pompe aspirante (non représentée). L'épaisseur de la couche de pétrole doit être accrue autour de la partie flottante 23 afin que le rendement du pompage du pétrole à partir de la surface de l'eau soit accru. Cette caractéristique est obtenue par mise du mélange d'eau et de pétrole contenu dans le récepteur en rotation localement de manière que ce mouvement crée une turbulence conique de dimension diminuant vers le bas, a partir de la surface, si bien que le pétrole qui est plus léger et flotte ainsi à la surface, a tendance à se déplacer vers la partie flottante 23 placée au centre de la turbulence et vers une ouverture d'aspiration de pétrole qui y est formée. Le détecteur d'interface commande l'arrêt de la pompe lorsque la couche de pétrole formée à la surface est trop mince ou en l'absence d'une telle couche, si bien que le pompage d'eau dans la cuve 2 de récupération est évité. Un réservoir 12 est placé dans le récepteur 10 afin qu'il assure la formation de la turbulence conique pre- citée. En vue de côte, le réservoir a la configuration d'un cône dont la dimension diminue vers le haut, avec une forme circulaire en vue en plan. Dans l'exemple de la figure 1, le fond du réservoir dépasse au-dessous du fond du récepteur 10. Le réservoir conique 12 est ouvert à sa partie supérieure afin que les bords supérieurs de la paroi latérale 12b du réservoir conique 12 restent au-dessous de la surface du liquide contenue dans le récepteur. Dans une variante, le réservoir conique 12 peut dépasser au-dessus de la surface du liquide contenu dans le récepteur 10 et, dans ce cas, ses côtés ont des ouvertures permettant le passage d'une couche superficielle d'épaisseur convenable dans le réservoir conique. Une tuyauterie 13 d'évacuation ou analogue est de préférence placée au fond du réservoir conique afin que l'eau en soit retirée et renvoyée dans le récepteur. La recirculation de l'eau dans le récepteur permet un retraitement de l'eau lorsqu'elle contient encore du pétrole. La tuyauterie d'évacuation aboutit de préférence à proximité de la surface. La construction du fond du récepteur 10 peut être beaucoup plus ouverte que représenté sur la figure, afin qu'il soit plus facile que l'eau en excès de la partie inférieure du récepteur sorte sous les poutres et les côtés du récepteur 10. L'eau de surface contenant du pétrole est au contraire retenue dans le récepteur 10. Un rotor 15, comprenant plusieurs ailettes 16 disposées radialement depuis le milieu du réservoir conique vers ses parois latérales, est placé à la partie inférieure du réservoir conique 12. Lorsque le rotor 15 est entrainé en rotation autour de son axe vertical, il met l'eau en rotation et chasse l'eau vers l'extérieur par la tuyauterie ou ouverture 13 d'évacuation. Le mouvement de rotation de l'eau (ainsi que l'aspiration de l'eau évacuée) crée l'effet précité de turbulence à la surface du récepteur 10, puisque la paroi latérale 12b du réservoir conique 12 s'étend à proximité de la surface, l'eau de la partie inférieure du récepteur 10 ne pouvant donc pas pénétrer dans le réservoir conique 12 si bien que seule l'eau de surface contenant du pétrole peut pénétrer dans la turbulence.Le pétrole léger placé à la surface a tendance à se déplacer vers le centre de la turbulence dans le sens des flèches de la figure 4, et il est aspiré par la partie flottante. La vitesse de rotation du rotor 15 et la quantité d'eau passant dans le réservoir conique 12 sont déterminées par l'intensité voulue de la turbulence. De cette manière, le pétrole est séparé de l'eau par le principe de centrifugation, avec augmentation du rendement de l'opération de pompage et réduction de la quantité d'eau transmise au réservoir de récupération. En d'autres termes, la collecte du pétrole est réalisée avec une rapidité accrue et avec un meilleur rendement. La turbulence créée à la surface diminue aussi l'effet des vagues à l'emplacement de pompage. Un dispositif de réglage, de préférence une plaque 9, est placé dans le réservoir conique 12 au-dessous de la partie flottante 23. Le diamètre de la plaque de réglage est inférieur, de préférence de 20 %, au diamètre du réservoir conique 12, à la hauteur à laquelle se trouve la plaque de réglage. La plaque de réglage empêche l'écoule- ment direct du centre de la turbulence vers le fond du réservoir 12, et réduit ainsi la quantité de pétrole aspirée dans le réservoir 12. La plaque 9 de réglage ne tourne pas obligatoirement si bien qu'elle peut être supportée par exemple sur les côtés 12b du réservoir 12 ou sur une barre verticale 22 qui centre la partie flottante 2 au milieu de la turbulence.La plaque 9 de réglage est de préférence circulaire, son diamètre et la hauteur å laquelle elle est placée dans le réservoir 12 étant déterminés en fonction de chaque cas particulier. Le récepteur 10 comporte en outre une paroi ou plaque 14 formant une cloison ou un déflecteur, disposée obliquement à partir d'un côté du récepteur 10 à proximité de l'emplacement de turbulence, si bien qu'elle empêche le mélange d'eau et de pétrole qui pénètre dans le récipient et -s'écoule vers la turbulence, d'être au contact de la turbulence du côté de celle-ci auquel le courant provoqué par la turbulence se dirige vers la partie avant du récepteur 10, en sens opposé au sens d'entrée. Si ces courants pouvaient se rencontrer, le pétrole et l'eau se mélange raient, et ceci constituerait un inconvénient. La paroi 14 formant déflecteur conduit le courant entrant dans la turbulence de manière que les courants soient sensiblement parallèles et qu'aucun mélange gênant ne se produise. Dans une variante, le réservoir conique 12 peut être forme en totalité dans le récepteur 10 uniquement par des parois 12b formant des cloisons. La rotation et le support du rotor 15 peuvent être assurés de diverses manières bien connues des hommes du métier. Le récipient peut comporter une rampe de levage formée par une nappe sans fin 17 passant autour de deux rouleaux 21, afin que des blocs de glace éventuellement présents soient retirés du récepteur 10 et soient nettoyés. Des blocs 18 de glace se déplaçant sur la nappe 17 sont lavés par des jets d'eau 20 dirigés vers le bas par des buses 19 placées au-dessus de la nappe 17. A l'extrémité supérieure de la rampe de levage, des blocs de glace nettoyés tombent dans l'eau le long de parois supérieures inclinées vers le bas appartenant à la cuve 2 de récupéra- tion. La rampe de levage empêche efficacement l'entrée des blocs de glace dans la partie arrière du récepteur 10 et dans la turbulence car ils pourraient perturber l'opération de pompage et pourraient même détériorer le rotor 15. Le procédé selon l'invention s'applique à des récipients collecteurs de pétrole d'autres types que celui qu'on vient de décrire. Le récipient peut aussi être utilisé comme ensemble auxiliaire fixé à d'autres récipients ou à des navires. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et récipients qui viennent d'être décrits à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'enlèvement de pétrole de la surface d'un mélange d'eau et de pétrole collecté dans un récepteur (10) dans un récipient collecteur de pétrole, dans lequel le mélange d'eau et de pétrole du récepteur (10) est mis localement en rotation, ce mouvement créant une turbulence conique à la surface du mélange eau-pétrole, si bien que le pétrole, qui est plus léger que l'eau et se trouve ainsi à la surface, a tendance à se déplacer vers le centre de la turbulence à partir duquel il est retiré par pompage, caractérisé en ce que l'écoulement direct à partir du centre -de la turbulence conique et vers le bas, vers le fond du récepteur, est empêché. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'eau et de pétrole pénétrant dans le récepteur (10) est réglé de manière qu'il pénètre dans la turbulence de façon que les directions du courant entrant et dé la turbulence soient sensiblement parallèles lors de leur rencontre, 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par l'observation de l'interface formée entre le pétrole et l'eau pendant le pompage du pétrole du centre de la turbulence, et l'interruption du pompage dès que l'épaisseur de la couche de pétrole à la surface de l'eau diminue au-dessous d'une valeur limite prédéterminée. 4. Récipient collecteur de pétrole destiné à I'enle- vement du pétrole de la surface de l'eau, comprenant un récepteur (10) dans lequel est introduit le mélange de pétrole et d'eau, un dispositif de pompage du pétrole du récepteur (in), un réservoir (12) placé dans le récepteur et ayant une forme qui diminue de préférence vers le haut, une couche d'eau superficielle d'épaisseur voulue pouvant s'écouler dans la partie supérieure du réservoir a. partir du récepteur (10), un rotor (15) placé à la partie inférieure du réservoir (12) et destiné à donner au mélange d'eau et de pétrole contenu dans le réservoir (12) un mouvement de rotation destiné à créer une turbulence conique à la surface du liquide au-dessus du réservoir (12), caractérisé en ce qu'un dispositif concentrique de réglage (9) est placé dans le réservoir (12) au-dessus du rotor, le diamètre du dispositif de réglage (9) étant inférieur à celui du réservoir (12), si bien que l'eau s'écoule vers le rotor depuis l'espace compris entre le dispositif de réglage (9) et la paroi du réservoir (12). 5. Récipient selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une partie flottante (23) placée à l'emplacement de turbulence et supportant l'orifice d'une tuyauterie d'aspiration de pétrole, la partie flottante étant munie d'un détecteur de l'interface de l'eau et du pétrole, le détecteur étant destiné à commander une pompe aspirante. 6. Récipient selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le récepteur (10) comporte au moins une paroi de séparation (14) destinée à guider le mélange d'eau et de pétrole dans la turbulence afin que, lorsque le courant reçu et la turbulence se rencontrent, leur direction d'écoulement soit sensiblement parallèle. 7. Récipient selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la partie inférieure du réservoir (12) dépasse au-dessous du fond du récipient, et en ce que le réservoir (12) a une ouverture d'évacuation par laquelle l'eau est évacuée sous le récipient. 8. Récipient selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'ouverture d'évacuation du réservoir conique (12) débouche dans une tuyauterie d'évacuation (13) par laquelle l'eau est renvoyée dans le récepteur (10).