Brevet FR2791695A1 — publié le 20001006

PROCEDE POUR INHIBER LA CORROSION EN VOUTE D'UNE CONDUITE DE TRANSPORT DE GAZ HUMIDE ET RACLEUR POUR LA MISE EN CEUVRE DE CE PROCEDE. La présente invention concerne un procédé d'inhibition de la corrosion de la partie supérieure ou voûte d'une conduite de transport de gaz humide. Dans les conduites multiphasiques de transport de gaz humide à régime d'écoulement stratifié, vague ou vague-stratifié, la phase liquide s'écoule dans la partie inférieure de la conduite, tandis que la phase gazeuse s'écoule dans la partie supérieure de la conduite. La phase gazeuse peut contenir des gaz acides, tels que du dioxyde de carbone et de l'hydrogène sulfureux, et des gaz organiques, tel que de l'acide acétique. De son côté, la phase liquide contient des hydrocarbures et une quantité non négligeable d'eau. Pour protéger la paroi intérieure de la conduite contre la corrosion sous l'action des acides, il est d'usage d'injecter dans la conduite, dès la sortie du puits d'extraction de gaz, un liquide inhibiteur de corrosion qui se mélange à la phase liquide. Mais, lorsque le régime d'écoulement est stratifié, vague ou vague stratifié, seule la partie inférieure de la conduite qui est au contact de la phase liquide est efficacement protégée contre la corrosion, mais pas la partie supérieure car l'inhibiteur ne la mouille pratiquement pas. Or à l'heure actuelle, les températures d'extraction des gaz sont de plus en plus élevées de sorte que les risques de corrosion en voûte sont particulièrement importants. Sous l'action de la chaleur, l'eau contenue dans la phase liquide se transforme en vapeur d'eau, laquelle se condense sur la paroi intérieure de la voûte, qui est refroidie par l'air et l'eau froids extérieurs (conduites sous-marines). L'eau de condensation, en présence d'acide, exerce une action corrosive énergique sur la voûte de conduite. Divers procédés et dispositifs ont été proposés par le passé, pour protéger la voûte contre la corrosion. L'un desdits procédés consiste à envoyer dans la conduite deux racleurs de section légèrement inférieure à la section intérieure de la conduite et espacés le long de la conduite d'une certaine distance, l'espace compris entre ces deux racleurs étant rempli d'un bouchon de liquide inhibiteur. L'ensemble des racleurs se déplace le long de la conduite à une vitesse de l'ordre de 1 à 3 m/s. A mesure que cet ensemble avance, il recouvre la paroi intérieure de la conduite, y compris sur la voûte, d'un film de liquide inhibiteur. Bien que la durée de transit de l'ensemble en une section donnée de la conduite ne soit que de quelques secondes, cela suffit pour que le film qui s'y est déposé adhère durablement, parfois jusqu'à quinze jours. Toutefois, ce procédé qui utilise deux racleurs est coûteux et difficile à mettre en oeuvre. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et, à cet effet, elle a pour objet un procédé d'inhibition de la corrosion en voûte dans une conduite de transport de gaz humide multiphasique comprenant une phase liquide s'écoulant à la partie inférieure de la conduite et une phase gazeuse s'écoulant à la partie supérieure de la conduite ou voûte, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à introduire dans la conduite un unique racleur mobile, à équiper ledit racleur de moyens d'éjection capables d'éjecter un liquide inhibiteur de corrosion, inhibé ou contenant l'inhibiteur de corrosion, et à commander l'éjection dudit liquide en direction de la voûte de la conduite au cours du déplacement du racleur dans la conduite. Selon une première variante de ce procédé dans laquelle le liquide inhibiteur de corrosion est injecté dans la conduite et se mélange à la phase liquide transportée, le racleur prélève du liquide de mélange pour le projeter sur la voûte de la conduite. Selon une autre variante du procédé, une réserve de liquide inhibiteur de corrosion est embarquée sur le racleur, le liquide étant projeté sur la voûte à mesure que le racleur avance. L'invention concerne également un racleur pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Le racleur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un carter cylindrique de diamètre sensiblement inférieur au diamètre intérieur de la conduite, des moyens d'étanchéité pour assurer l'étanchéité entre la paroi cylindrique du carter et la paroi intérieure de la conduite, des moyens d'éjection pour projeter un jet de liquide inhibiteur de corrosion sur la voûte de la conduite qui n'est pas baignée par la phase liquide transportée. et des moyens moteurs pour actionner lesdits moyens d'éjection. Les moyens moteurs peuvent être constitués par une batterie et un moteur montés dans le racleur. Les moyens d'éjection peuvent être constitués par une pièce tournante entrainée par l'arbre du moteur, par exemple une brosse, une coupelle ou une roue munie d'aubes ou de palettes. Le racleur peut être muni à sa partie antérieure d'un guide permettant d'améliorer la distribution de la phase liquide vers la voûte de la conduite. Le guide peut être en forme de boule semi-sphérique dont la convexité est tournée vers l'aval de la conduite. Le guide peut également être constitué par une pièce creuse comportant un passage intérieur ayant un orifice d'entrée avant qui débouche sous le niveau de la phase liquide et un orifice de sortie arrière qui débouche en regard de la pièce tournante, ledit guide prélevant du liquide se trouvant à l'avant du racleur pour l'injecter, à travers ledit passage, sur la pièce tournante. Selon un autre mode de réalisation, les moyens d'éjection sont constitués par un jet de gaz émis à travers au moins une buse qui pulvérise du liquide d'inhibition de corrosion vers la voûte de la conduite. D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemple. La description sera faite en regard des dessins schématiques ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une conduite de transport de gaz humide multiphasique dans laquelle est monté un racleur équipé d'une coupelle tournante et d'un guide; la figure 2 et une vue en coupe axiale montrant un racleur équipé d'une brosse tournante et d'un guide; la figure 3 représente une vue en coupe axiale d'un racleur pourvu d'un guide creux qui permet de récupérer du liquide à l'avant et de le projeter sur la brosse; la figure 4 est une vue en coupe d'un racleur qui pulvérise un jet liquide vers la voûte au moyen d'un débit de fuite de gaz; la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un racleur comprenant une réserve de liquide inhibiteur de corrosion distribuée par un piston; la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un racleur transportant une réserve de liquide inhibiteur de corrosion et muni d'une brosse non tournante sur sa paroi supérieure; et la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6. Sur la figure 1 est représentée une conduite 10, généralement en acier, pour le transport de gaz humide multiphasique en régime d'écoulement du type stratifié, vague ou vague-stratifié. Dans ces régimes, le gaz humide se sépare en une phase liquide 12 de faible hauteur qui s'écoule à la partie inférieure de la conduite et une phase gazeuse 14 qui s'écoule sous pression à la partie supérieure de la conduite. La phase liquide comprend des hydrocarbures, une faible quantité d'eau et un liquide inhibiteur de corrosion qui est injecté dans la conduite, au départ. L'inhibiteur de corrosion est de type filmant ayant une bonne résistance, c'est-à-dire qu'il recouvre la surface sur laquelle il est projeté d'un film protecteur persistant ayant une bonne résistance à l'arrachement aux fortes vitesses d'écoulement et aux fortes vitesses de la condensation d'eau. A l'intérieur de la conduite est monté coulissant un racleur 16 destiné à projeter le mélange liquide 12 vers la paroi supérieure de la conduite ou voûte 18 qui n'est pas baignée par le liquide. Le racleur comprend principalement un carter cylindrique 20 dans lequel sont logés une batterie 24 et un moteur 26 dont l'arbre fait saillie à travers la face avant du carter. Le carter a un diamètre sensiblement inférieur au diamètre intérieur de la conduite, un joint 27, par exemple torique, assurant l'étanchéité entre les parois en contact du carter et de la conduite. Sur l'arbre du moteur est calée une pièce tournante 22 servant à éjecter le liquide inhibiteur de corrosion vers la voûte 18. La pièce tournante est constituée ici par une coupelle en forme de disque. La partie inférieure de la coupelle est immergée dans la phase liquide 12 et sa partie supérieure est voisine de la voûte. Il en résulte que lorsqu'elle tourne, la coupelle projette du liquide vers la voûte. Le racleur est entraîné dans le sens de la flèche f par la pression P du gaz 14 qui s'exerce sur la face arrière du carter. Afin de faciliter le mouvement de rotation de la coupelle 22 et améliorer la distribution du liquide sur la paroi interne de la conduite, le liquide se trouvant en aval de la coupelle est poussé par un guide 28 qui peut avoir toute forme appropriée. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le guide est en forme de demi-sphère de diamètre légèrement inférieur au diamètre de la conduite et dont la convexité est tournée vers l'aval. La partie inférieure du guide est sensiblement tangente à la paroi intérieure de la conduite. Le guide peut être fixé sur l'arbre du moteur et il est alors rotatif, mais il peut également être monté fixe. Le mode de réalisation de la figure 2 ne diffère du précédent que par le fait que la coupelle est remplacée par une brosse tournante 30. En tournant, la brosse enduit la voûte 18 avec du liquide qu'elle prélève à la partie inférieure de la conduite. La figure 3 montre un racleur identique à celui de la figure 2, seul le guide étant différent. Le guide 28' est constitué ici par une pièce cylindrique creuse dont l'extrémité est semi-sphérique et qui comporte un passage intérieur 32 qui débouche à l'avant sous le niveau du liquide 12 se trouvant en aval du guide par un orifice d'entrée 34 et à l'arrière face à la brosse, par un orifice de sortie 36. Lorsque le racleur avance dans le sens de la flèche f, un courant de liquide prélevé à l'aval remonte le long du passage 32 et est éjecté à travers l'orifice de sortie 36 sur la brosse 30. La brosse reçoit ainsi du liquide qu'elle prélève directement dans la conduite et du liquide qui arrive par le passage 32. Il va de soi qu'à la place d'une coupelle ou d'une brosse, on peut utiliser toute autre pièce tournante qui est capable de projeter du liquide, par exemple une roue à palettes ou à aubes. Le racleur de la figure 4 ne comporte ni batterie, ni moteur, ni pièce tournante. Il est constitué par une pièce cylindrique 38 de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la conduite, au jeu près. La pièce 38 est entraînée en mouvement longitudinal par la pression P qui s'exerce sur sa face arrière. Elle présente un canal longitudinal 40 situé au-dessus du niveau du liquide 12 et qui laisse donc passer un débit de gaz. Un débit de fuite est prélevé sur ce débit par l'intermédiaire d'une dérivation 42. Celle-ci débouche sur la face avant de la pièce 38 par un orifice se trouvant à la partie la plus basse de la pièce. Une buse 44 d'axe orienté vers la voûte est fixée dans ledit orifice. Une masse de lestage 46 empêche la pièce cylindrique 38 de tourner autour de son axe et maintient celle-ci dans une position telle 6 2791695 que la buse se trouve au voisinage de la génération la plus basse de la conduite. La buse est donc constamment immergée dans le liquide 12. Il en résulte que, en sortant de la buse, le débit de fuite pulvérise le liquide 12 et le projette vers la voûte 18. Le principe de la fuite de gaz peut également être utilisé pour faire tourner une pièce tournante, telle qu'une brosse, une coupelle ou une roue à palettes ou à aubes. Le débit de fuite sera réglé de manière que le liquide inhibiteur de corrosion soit projeté sur toute la surface de la voûte. Les figures 5 et 6 représentent deux modes de réalisation faisant partie d'une autre famille de racleurs dans laquelle une réserve de liquide inhibiteur de corrosion est embarquée sur le racleur. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le racleur comprend de l'arrière à l'avant un réservoir 48 rempli de liquide inhibiteur de corrosion 50, une pièce tournante, telle qu'une brosse cylindrique creuse 30 et un guide 28. Ici, le guide est creux et loge la batterie 24 et le moteur 26. Celui-ci entraîne la brosse en rotation. L'ensemble se déplace dans la conduite sous l'action de la pression P du gaz qui s'exerce sur la paroi arrière 52 du réservoir. Dans le réservoir est monté un piston 54 qui se trouve initialement en butée contre ladite paroi arrière de manière à libérer le plus grand volume pour le liquide 50. Le piston 54 peut être déplacé vers la droite sur la figure 5 sous l'action de la pression du gaz qui s'exerce à travers un orifice 56 percé dans la paroi arrière 52. A mesure que le piston se déplace, il expulse du liquide 50 à travers un conduit axial 58 vers l'intérieur de la brosse. Celle-ci présente sur sa paroi cylindrique une pluralité de petits trous 60 à travers lesquels le liquide 50 qui se trouve dans la brosse peut s'échapper sous l'action de la force centrifuge. Le liquide ainsi éjecté est aussitôt étalé par la brosse sur la voûte. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, le racleur est constitué par un réservoir cylindrique 48 muni, comme dans le mode de réalisation précédent, d'un piston 54 qui est actionné par la pression P régnant à l'arrière du réservoir. Le réservoir comporte deux enveloppes cylindriques concentriques 62, 64 comprenant entre elles une chambre tubulaire 66. L'enveloppe intérieure 64 contient une réserve de liquide inhibiteur de corrosion 50. La partie inférieure de la chambre tubulaire contient une masse de lestage 46 destinée à empêcher le réservoir de tourner autour de son axe. La paroi frontale de l'enveloppe intérieure est percée d'une pluralité de trous 68 qui font communiquer l'intérieur du réservoir avec la partie supérieure de la chambre tubulaire 66. L'enveloppe extérieure 62 est munie à sa partie supérieure et sur toute sa longueur d'une brosse fixe 30. L'étanchéité entre le réservoir et la conduite 10 est assurée par un joint 27. Le fonctionnement du racleur des figures 6 et 7 est le suivant: le racleur est poussé dans la conduite par la pression P du gaz. Cette pression s'exerce également à travers l'orifice 56 sur le piston 54 et entraîne celui-ci vers la droite sur la figure 6. Le liquide 50 est alors expulsé à travers les trous 68 vers la partie supérieure de la chambre tubulaire 66 d'o il est injecté dans la brosse à travers les trous 60 percés sur la partie supérieure de l'enveloppe extérieure 62. Les modes de réalisation qui ont été décrits ne sont que des exemples parmi les très nombreuses possibilités que l'homme de l'art saura imaginer. Ils n'ont été donnés que pour aider à comprendre le principe de l'invention qui consiste à utiliser un unique racleur muni de moyens de projection de liquide inhibiteur de corrosion sur la voûte d'une conduite. REVENDICATIONS 1. Procédé d'inhibition de la corrosion en voûte dans une conduite (10) de transport de gaz humide multiphasique comprenant une phase liquide (12) s'écoulant à la partie inférieure de la conduite et une phase gazeuse (14) s'écoulant à la partie supérieure de la conduite ou voûte (18), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à introduire dans la conduite un unique racleur mobile (16), à équiper ledit racleur de moyens d'éjection (22; 30; 44) capables de projeter un liquide inhibiteur de corrosion (12, 50), inhibé ou contenant l'inhibiteur de corrosion, et à commander l'éjection dudit liquide en direction de la voûte de la conduite au cours du déplacement du racleur dans la conduite. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le liquide inhibiteur de corrosion est initialement injecté dans la conduite et se mélange à la phase liquide transportée (12), caractérisé en ce que le racleur prélève du liquide de mélange pour le projeter sur la voûte de la conduite à mesure qu'il avance. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à embarquer une réserve de liquide inhibiteur de corrosion (50) sur le racleur et à projeter ledit liquide sur la voûte à mesure que le racleur avance. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter le liquide inhibiteur de corrosion sur la voûte (18) au moyen d'une pièce tournante (22, 30) portée par le racleur et qui est actionnée par un moteur (26) monté sur le racleur. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter le liquide inhibiteur de corrosion sur la voûte (18) au moyen de la différence entre les pressions qui règnent à l'amont et à l'aval du racleur, cette différence de pression agissant sur la pièce tournante à la manière d'une turbine. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à créer un débit de fuite de gaz et à utiliser ce débit de fuite pour pulvériser le liquide inhibiteur de corrosion vers la voûte. 7. Racleur d'inhibition de corrosion pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend: - un carter cylindrique (20; 48) de diamètre sensiblement inférieur au diamètre intérieur de la conduite, - des moyens d'étanchéité (27) pour assurer l'étanchéité entre la paroi cylindrique du carter et la paroi intérieure de la conduite, - des moyens d'éjection (22; 30; 44) pour projeter un jet de liquide inhibiteur de corrosion (12, 50) sur la voûte (18) de la conduite qui n'est pas baignée par la phase liquide transportée, - et des moyens moteurs (24; 26; P) pour actionner lesdits moyens d'éjection. 8. Racleur selon la revendication 7 pour une conduite de transport de gaz humide dans laquelle la phase liquide (12) du gaz transporté contient un liquide d'inhibition de corrosion, caractérisé en ce que le carter (20) contient lesdits moyens moteurs (24, 26). 9. Racleur selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs sont constitués par un moteur (26) alimenté par une batterie (24). 10. Racleur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éjection sont constitués par une pièce tournante (22; 30) fixée sur l'arbre du moteur (26), à l'avant du carter (20) par rapport au sens de déplacement (f) du racleur, ladite pièce tournante ayant une portion qui est immergée dans la phase liquide (12) et une portion qui est voisine de la voûte (18). 11. Racleur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pièce tournante est constituée par au moins une coupelle (22). 12. Racleur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pièce tournante est constituée par une brosse rotative (30). 13. Racleur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pièce tournante est constituée par une roue à aubes ou à palettes. 14. Racleur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'à l'avant de la pièce tournante est monté un guide (28, 28') destiné à pousser liquide (12) qui se trouve devant la pièce tournante (22, 30). 15. Racleur selon la revendication 14, caractérisé en ce que le guide (28) est en forme de boule semi-sphérique dont la convexité est tournée vers l'aval de la conduite. 16. Racleur selon la revendication 14, caractérisé en ce que le guide (28') est constitué par une pièce creuse comportant un passage intérieur (32) ayant un orifice d'entrée avant (34) qui débouche sous le niveau de la phase liquide (12) et un orifice de sortie arrière (36) qui débouche en regard de la pièce tournante, ledit guide prélevant du liquide (12) à l'avant pour l'injecter à travers ledit passage sur la pièce tournante. 17. Racleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'éjection sont constitués par un jet de gaz émis à travers au moins une buse (44) qui pulvérise du liquide inhibiteur de corrosion (12) vers la voûte de la conduite. 18. Racleur selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il est constitué par une pièce cylindrique (38) montée de façon étanche dans la conduite et comprenant: un canal axial (40) traversant ladite pièce et permettant l'écoulement d'un débit de gaz, une dérivation (42) permettant de prélever un débit de fuite sur ledit canal et qui débouche sur la face avant de la pièce cylindrique, une buse (44) fixée dans l'orifice de sortie de la dérivation et orientée vers le haut de manière à pulvériser le liquide (12) vers la voûte (18), et un élément de lestage (46) monté sur la pièce cylindrique pour la maintenir dans une position pour laquelle la buse se trouve constamment immergée dans la phase liquide. 19. Racleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éjection sont constitués par une pièce tournante entraînée en rotation par un jet de gaz prélevé sur le gaz (14) transporté. 20. Racleur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une réserve de liquide inhibiteur de corrosion (50) est embarquée sur le racleur. 21. Racleur selon la revendication 20, caractérisé en ce que la réserve de liquide est contenue dans un réservoir (48) de forme cylindrique monté coulissant dans la conduite (10), ledit réservoir étant muni d'un piston (54) qui se déplace sous de la pression (P) du gaz qui s'exerce à travers un orifice (56) percé dans la paroi arrière (52) du réservoir, celui-ci comprenant également un orifice de sortie (58) à travers lequel le liquide (50) sort pour alimenter les moyens d'éjection (30). 22. Racleur selon la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens d'éjection sont constitués par une pièce rotative qui est entraînée par un moteur (26). 1l 23. Racleur selon la revendication 22, caractérisé en ce que la pièce rotative est creuse, cylindrique, et présente sur sa paroi périphérique une pluralité de trous (60) pour l'éjection du liquide (50). 24. Racleur selon la revendication 22, caractérisé en ce que le moteur est logé à l'intérieur d'un guide creux (28) fixé à l'avant du réservoir. 25. Racleur selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comporte deux enveloppes concentriques (62, 64), l'enveloppe intérieure (64) contenant la réserve de liquide et le piston (54), et comportant une paroi frontale percée d'une pluralité de trous (68) à travers lesquels le liquide est expulsé vers l'espace tubulaire (66) compris entre les deux enveloppes, et en ce que l'enveloppe extérieure (62) est pourvue à sa partie supérieure et sur toute sa longueur d'une brosse fixe (30) en contact avec la voûte, ladite brosse étant alimentée en liquide à travers une pluralité de trous (60) percés dans la partie supérieure de l'enveloppe extérieure. 26. Racleur selon la revendication 25, caractérisé en ce que la partie inférieure de la chambre tubulaire contient une masse de lestage (46) destinée à empêcher le réservoir de tourner autour de son axe et à maintenir la brosse (30) en contact avec la génératrice supérieure de la voûte.