Brevet FR2688147A1 — publié le 19930910

DISPOSITIF POUR RESORBER DES BOUCHONS DE GAZ DANS UN ECOULEMENT BIPHASIQUE DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne la circulation des mélanges biphasiques liquide/gaz dans des canalisations et dans lesquels peuvent se produire des bouchons de gaz, ou des grosses variations dans le rapport liquide/gaz. On peut citer comme application le transport par canalisations de liquides pétroliers et d'huiles. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Dans le transport des mélanges liquide/gaz, tels que le pétrole, de très grosses variations quant au rapport liquide/gaz apparaissent fréquemment à l'intérieur des canalisations. En d'autres termes, l'homogénéité du mélange n'est absolument pas réalisée dans le temps. I1 se produit ainsi fréquemment des bouchons ou bulles de gaz à l'intérieur des canalisations. Ces bouchons peuvent être très néfastes vis-à-vis de certains appareils, tels que des pompes, placés en aval dans la canalisation. En effet, une variation brutale de pression à l'entrée d'une pompe peut entraîner une augmentation très importante du régime de fonctionnement de cette pompe, et quelquefois l'endommager. L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif permettant de résorber des bouchons de gaz dans un mélange biphasique, pouvant être placé sur une canalisation, par exemple sur un pipeline de transport d'un mélange pétrole/gaz, notamment en amont de différents appareils de pompage. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'objet principal de l'invention est un dispositif pour résorber des bouchons dans un flux ou écoulement de mélange biphasique liquide/gaz s'écoulant dans une canalisation, le dispositif comprenant - une entrée du flux venant de la canalisation et débouchant dans - un réservoir de séparation partielle du liquide et du gaz, ayant une partie supérieure dans laquelle monte une partie du gaz - une sortie du flux du réservoir comprenant un venturi ; et - un injecteur de gaz dont l'entrée est placée dans la partie supérieure du réservoir au-dessus du niveau du mélange et dont la sortie est placée dans le venturi, de façon à réinjecter de façon régulière du gaz dans le mélange. Le dispositif peut se compléter avantageusement de moyens de réglage du niveau du mélange à l'intérieur du réservoir. On peut citer en l'occurrence un injecteur supplémentaire dont le débit est réglé par une vanne. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION L'unique figure représente en coupe le dispositif selon l'invention. Celui-ci est représenté en fonctionnement sur une canalisation repérée 1. Le dispositif comporte une entrée 2 qui est de préférence constituée par une extrémité de la canalisation 1. Celle-ci débouche dans un réservoir central 3 relativement haut. En effet, compte tenu de la pression à l'intérieur de la canalisation 1, le niveau de mélange a tendance à monter dans le réservoir 3. Or, il est essentiel que le niveau N du mélange à l'intérieur du réservoir 3 soit positionné de manière à laisser un espace libre dans la partie supérieure 4 du réservoir 3 qui peut avoir la forme d'un dôme ou d'un ballon. Le réservoir 3 a pour fonction de faire apparaître un niveau N de séparation entre le mélange fluide/gaz avec le gaz lui-même qui a tendance à monter dans la partie supérieure 4. Le réservoir 3 possède une sortie 5 aboutissant dans une nouvelle canalisation. Cette sortie 5 comporte principalement un venturi 6 destiné à créer une dépression en aval du dispositif résorbant. Un dernier élément principal du dispositif selon l'invention est constitué par un injecteur de gaz 7. Ce dernier a une première extrémité 8 supérieure débouchant dans la partie supérieure 4 du réservoir 3 de manière à ne capter uniquement que du gaz. Sa deuxième extrémité inférieure 9 débouche dans le venturi 6, de préférence au milieu de celui-ci. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. En fonctionnement normal, le mélange fluide/gaz débouche de la canalisation 1 dans le réservoir 3 par l'entrée 2. Une grande partie du gaz se trouvant sous forme de bulles a tendance à monter dans la partie supérieure 4 du réservoir 3. Le reste du mélange constitué principalement de la phase liquide contenant encore un peu de gaz remplit le reste du réservoir 3 et est attiré vers la canalisation aval par le venturi 6 placé dans la sortie 5. Le gaz se trouvant dans la partie supérieure 4 du réservoir 3 est automatiquement réinjecté régulièrement par l'injecteur de gaz 7, grâce à la dépression créée par le venturi 6 et régnant en aval du dispositif. En d'autres termes, le gaz est réinjecté à l'intérieur du mélange, de sorte que la proportion liquide/gaz initiale, en amont du dispositif, se retrouve en aval de ce dernier. Celui-ci se comporte comme un obstacle sur la canalisation et induit donc une légère perte de charge. En présence de bouchons de gaz, ou d'une grande quantité de gaz répartie plus ou moins régulièrement dans le flux, ce gaz débouchant dans le réservoir 3 a tendance à monter dans la partie supérieure 4. La proportion liquide/gaz du reste du mélange dans la partie inférieure du réservoir 3 reste relativement élevée, c'est-à-dire que ce reste de mélange est relativement riche en liquide. Cette partie du mélange est donc attirée vers la sortie 5. L in L'injecteur 7 continue à réinjecter en permanence le gaz monté dans la partie supérieure 4, au niveau du venturi 6 de manière régulière. Dans le cas de la présence de bouchons de gaz dans le mélange, une grande partie de ce gaz monte dans la partie supérieure 4 du réservoir 3 et le niveau N du mélange dans le réservoir 3 baisse momentanément. Le reste du flux riche en liquide est toujours aspiré vers la sortie 5 par le venturi 6 et est régulièrement enrichi en gaz par l'injecteur 7 dont le débit en gaz ne varie pratiquement pas. Le gaz excédent constituant les bouchons est ainsi stocké momentanément dans la partie supérieure 4 du réservoir 3 et réinjecté avec une proportion constante. Le mélange retrouve son homogénéité initiale et le rapport liquide/gaz qui le caractérise sans les bouchons. Dans le cas où des absences momentanées de gaz se produisent, le phénomène inverse a lieu, c'est-à-dire que le volume de gaz dans la partie supérieure 4 du réservoir 3 peut diminuer brutalement et le niveau N monte. Cette diminution du volume gazeux est due au fait que l'injecteur 7 continue à réinjecter la même quantité de gaz et compense donc ce manque de gaz. Bien entendu, le volume du réservoir 3 et en particulier de sa partie supérieure 4 doit être calculé en fonction des volumes de bouchons pouvant avoir lieu à l'intérieur de la canalisation 1. Ce système ne possède pas de régulation supplémentaire, le volume de la partie supérieure 4 du réservoir 3 est réglé de façon à absorber un type déterminé de bouchons. Néanmoins, il est tout de même possible de prévoir des moyens de réglage du niveau N du mélange à l'intérieur du réservoir 3 en fonctionnement normal. A cet effet, on peut rajouter au dispositif selon l'invention un injecteur supplémentaire 10 placé dans le bas du réservoir 3 et dont le débit liquide traversant est réglé par une vanne 11. Un détecteur de niveau 12 peut permettre de commander automatiquement cette vanne 11 en fonction du niveau N dans le réservoir 3. Le dispositif selon l'invention peut avoir de nombreuses applications. On note en particulier le transport des mélanges pétrole/gaz. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour résorber des bouchons dans un flux de mélange biphasique liquide/gaz s'écoulant dans une canalisation (1), le dispositif comprenant principalement - une entrée (2) du flux venant de la canalisation (1) et débouchant dans - un réservoir (3) de séparation partielle du liquide et du gaz, et ayant une partie supérieure (4) dans laquelle monte une partie du gaz ; - une sortie (5) du flux du réservoir (3) comprenant un venturi (6) ; et - un injecteur de gaz (7) dont l'entrée (8) est placée dans la partie supérieure (4) du réservoir (3), au-dessus du niveau (N) du mélange, et dont la sortie (9) est placée dans le venturi (6), de façon à réinjecter de façon régulière du gaz dans le mélange. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage du niveau (N) du mélange à l'intérieur du réservoir (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réglage du niveau (N) sont constitués d'un injecteur supplémentaire (10) placé dans le débit et réglé par une vanne (11).