Brevet FR2804467A1 — publié le 20010803

DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif pour éliminer les bouchons d'hydrates de gaz ou de paraffines se formant à l'intérieur d'un équipement de forage ou de production ou de transport d'hydrocarbures. Il trouve son application dans l'industrie pétrolière notamment pour la production en mer d'hydrocarbures liquides ou gazeux par très grandes profondeurs et le transport de ces hydrocarbures. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Un dispositif pour retirer les dépôts de paraffines ou de bitumes se formant sur les parois intérieures d'un tuyau tel que celui constitué par les éléments tubulaires situés au centre d'un puits de production de pétrole ou une canalisation de transport de pétrole, est décrit dans le brevet russe RU 2 109 127 du 20. 04.98. Ce dispositif monté à l'intérieur du tuyau comporte des moyens de déplacement le long du tuyau, un générateur de chaleur et des moyens mécaniques de nettoyage des parois du tuyau. Le générateur de chaleur de ce dispositif est formé d'un réservoir contenant un liquide réactif dont la réaction de décomposition est exothermique. Ce réservoir est connecté au travers d'une vanne à un réacteur et une chambre de décomposition. La chambre de décomposition est pourvue de buses au travers desquelles des jets de produits gazeux de décomposition du liquide réactif passent pendant le fonctionnement du générateur de chaleur et réchauffent les dépôts de paraffines ou de bitumes sur les parois intérieures des tuyaux. Ce système présente l'inconvénient de ne pouvoir fonctionner qu'en arrêtant la circulation du pétrole dans le tuyau et doit être déplacé au moyen d'un câble par exemple ce qui en limite considérablement le champ d'application. EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention a justement pour objet de remédier à ces inconvénients et notamment de fournir un dispositif pour éliminer les dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines se formant dans un équipement de forage d'un puits ou de production ou de transport d'hydrocarbures comportant une chambre de décomposition pour un réactif à décomposition exothermique, contenant un catalyseur solide promoteur de ladite décomposition, équipée de moyens d'alimentation en réactif caractérisé en ce que ladite chambre de décomposition est montée à l'extérieur dudit équipement de production d'hydrocarbures et en contact avec lui de manière à réchauffer les bouchons d'hydrates de gaz ou de paraffines par la chaleur produite par la décomposition du réactif et comporte des moyens d'évacuation des produits résultants de ladite décomposition. Selon une autre caractéristique, le dispositif de l'invention comporte en plus des moyens d'injection d'un fluide de balayage à l'intérieur de la chambre de décomposition pour créer à l'intérieur de ladite chambre un courant de fluide afin d'évacuer les produits résiduels issus de la décomposition du réactif, au travers des moyens d'évacuation des produits résultants de ladite décomposition. Selon une autre caractéristique, le dispositif de l'invention le catalyseur solide de décomposition du réactif est choisi dans le groupe constitué par un oxyde métallique, du fer, du platine et de l'argent. Selon une autre caractéristique, le dispositif de l'invention comporte en plus des moyens d'injection d'un adjuvant liquide dans la chambre de décomposition pour faciliter l'initiation de la réaction de décomposition du réactif. Selon une autre caractéristique du dispositif de l'invention, le catalyseur liquide est du nitrate de fer ou du sulfate de fer. Selon une autre caractéristique du dispositif de l'invention, le catalyseur solide est déposé sur un support en céramique. Selon une autre caractéristique du dispositif de l'invention, la paroi intérieure de la chambre de décomposition du réactif est revêtue d'un matériau résistant à des températures élevées. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation conforme au descriptif de l'invention utilisable pour l'élimination des dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines dans une conduite de transport d'hydrocarbures. - la figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation conforme au descriptif de l'invention utilisable pour l'élimination des dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines dans une tête de puits sousmarin de production d'hydrocarbures. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION D'une manière générale le dispositif de l'invention concerne l'élimination des dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines dans les équipements de forage ou de production ou de transports d'hydrocarbures, par production de chaleur par décomposition d'un réactif tel que du peroxyde d'hydrogène, de l'hydrazine ou de l'oxyde d'éthylène. La figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation du dispositif de l'invention qui comporte une chambre 1 de décomposition de peroxyde d'hydrogène montée de manière étanche autour d'une canalisation 2 de transport d'un mélange d'hydrocarbures liquides et gazeux. La chambre 1 de décomposition est remplie d'un catalyseur 3 solide promoteur de la décomposition du peroxyde d'hydrogène sous forme de mousse d'argent. Le dispositif comprend aussi des moyens d'alimentation en peroxyde d'hydrogène qui comportent un réservoir 4 de peroxyde d'hydrogène 5 relié par une tubulure 6 à la chambre 1 de décomposition au travers d'une vanne 7 à ouverture réglable et d'un clapet 8 anti-retour. Pour éliminer les dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines présents sur la paroi intérieure de la canalisation 2 la vanne 7 est progressivement ouverte de manière à injecter du peroxyde d'hydrogène dans la chambre 1 de décomposition. Au contact du catalyseur 3 le peroxyde d'hydrogène se décompose en produisant une forte quantité de chaleur qui réchauffe le mélange d'hydrocarbures qui circule dans la canalisation 2, par l'intermédiaire de la paroi de ladite canalisation. A leur tour les hydrocarbures réchauffent et dissolvent les dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines en aval de la partie de canalisation sur laquelle est montée la chambre 1 de décomposition. La quantité de chaleur apportée aux hydrocarbures en circulation est réglée par action sur l'ouverture de la vanne 7 pendant un temps plus ou moins long. Les produits de la décomposition du peroxyde d'hydrogène ne peuvent pas remonter dans le réservoir 4 grâce au clapet 8 anti-retour d'entrée et sont partiellement évacués par la canalisation 11 de sortie au travers du clapet 12 anti- retour de sortie. Le dispositif de l'invention comporte aussi des moyens d'injection d'un fluide de balayage tel que de l'azote pour éliminer les produits de la décomposition du peroxyde d'hydrogène dans la chambre 1 de décomposition. Ces moyens d'injection d'un fluide de balayage comprennent un ballon 13 de stockage d'azote sous pression relié à la tubulure 6 en aval de la vanne 7 par une tubulure 15 au travers d'une vanne 14 d'admission d'azote à ouverture réglable. Après une injection de peroxyde d'hydrogène dans la chambre 1 de décomposition, la vanne 7 est fermée et la vanne 14 d'admission d'azote est ouverte pour produire un courant d'azote à l'intérieur de la chambre 1 qui entraîne les produits résiduels de la décomposition du peroxyde d'hydrogène. Le dispositif de l'invention peut aussi comporter des moyens d'injection d'un adjuvant liquide tel que du nitrate de fer, dans la chambre 1 de décomposition, pour faciliter ou accélérer la réaction de décomposition du peroxyde d'hydrogène. Ces moyens d'injection d'un adjuvant liquide comprennent un ballon 16 de stockage d'adjuvant 17 sous pression relié chambre 1 de décomposition par la tubulure 18 au travers de la vanne 19 d'injection de liquide à ouverture réglable. - Ces moyens d'injection d'un adjuvant liquide sont particulièrement utiles lorsque le dispositif de l'invention est utilisé sous une forte pression hydrostatique. Pour initier la réaction de décomposition du peroxyde d'hydrogène on peut aussi injecter simultanément à l'injection de peroxyde d'hydrogène, de l'azote afin de créer dans la chambre de décomposition un volume de gaz qui facilite l'expansion de l'oxygène libéré par la réaction de décomposition du peroxyde d'hydrogène. Pour limiter les volumes de peroxyde d'hydrogène injectés dans le cas de canalisations de grandes longueurs on peut utiliser l'azote des moyens d'injection d'un fluide de balayage comme fluide pousseur du peroxyde d'hydrogène. La figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation du dispositif de l'invention qui comporte une chambre 21 de décomposition montée de manière étanche autour d'un tube 22 prolongateur qui relie une tête 38 de puits 37 sous-marin de production d'hydrocarbures à la surface de la mer, tube prolongateur qui comporte un obturateur 36 de sécurité. La chambre 21 de décomposition est remplie d'un catalyseur 23 solide promoteur de la réaction de décomposition, sous forme de mousse d'argent. Le dispositif comprend aussi des moyens d'alimentation en peroxyde d'hydrogène qui comportent un réservoir 24 de peroxyde d'hydrogène 25 relié par une tubulure 26 à la chambre 21 de décomposition au travers d'une vanne 27 à ouverture réglable et d'un clapet 28 anti-retour. Pour éliminer les dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines présents sur la paroi intérieure du tube 22 prolongateur et la paroi des éléments montés en aval du dispositif de l'invention, la vanne 27 est progressivement ouverte de manière à injecter du peroxyde d'hydrogène dans la chambre 21 de décomposition. Au contact du catalyseur 23 le peroxyde d'hydrogène se décompose en produisant une forte quantité de chaleur qui réchauffe les d'hydrocarbures qui circulent dans le tube 22 prolongateur, par l'intermédiaire de la paroi dudit tube prolongateur. A leur tour les hydrocarbures réchauffent et dissolvent les dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines en aval de la partie du tube 22 prolongateur sur laquelle est montée la chambre 21 de décomposition. La quantité de chaleur apportée aux hydrocarbures en circulation est réglée par action sur l'ouverture de la vanne 27 pendant un temps plus ou moins long. Les produits de la décomposition du peroxyde d'hydrogène ne peuvent pas remonter dans le réservoir 24 grâce au clapet 28 anti-retour d'entrée et sont partiellement évacués par la canalisation 31 de sortie au travers du clapet 32 anti- retour de sortie. Le dispositif de l'invention comporte aussi des moyens d'injection d'un fluide de balayage tel que de l'azote pour éliminer les produits de la décomposition du peroxyde d'hydrogène dans la chambre 1 de décomposition. Ces moyens d'injection d'un fluide de balayage comprennent un ballon 33 de stockage d'azote sous pression relié à la tubulure 26 en aval de la vanne 27 par une tubulure 35 au travers d'une vanne d'admission d'azote à ouverture réglable. Après une injection de peroxyde d'hydrogène dans la chambre 21 de décomposition, la vanne 27 est fermée et la vanne 34 d'admission d'azote est ouverte pour produire un courant d'azote à l'intérieur de la chambre 21 qui entraîne les produits résiduels de la décomposition du peroxyde d'hydrogène. Grâce au dispositif de l'invention les dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines peuvent être retirés des parois des équipements de production d'hydrocarbures notamment par grands fonds sans perturber la production. Un autre avantage du dispositif de l'invention est sa simplicité de montage et de conception qui le rendent très fiable. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour éliminer les dépôts d'hydrates de gaz ou de paraffines se formant dans un équipement (2) de forage d'un puits ou de production ou de transport d'hydrocarbures comportant une chambre (1) de décomposition pour un réactif à décomposition exothermique contenant un catalyseur (3) solide, équipée de moyens (4, 6, 7,8) d'alimentation en réactif (5) caractérisé en ce que ladite chambre (1) de décomposition est montée à l'extérieur dudit équipement (2) et en contact avec lui de manière à réchauffer les bouchons d'hydrates de gaz ou de paraffines par la chaleur produite par la décomposition du réactif et comporte des moyens (11,12) d'évacuation des produits résultants de ladite décomposition. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en plus des moyens (13, 14,15) d'injection d'un fluide de balayage à l'intérieur de la chambre de décomposition pour créer à l'intérieur de ladite chambre un courant de fluide afin d'évacuer les produits résiduels issus de la décomposition du réactif, au travers des moyens (11,12) d'évacuation des produits résultants de ladite décomposition. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le catalyseur (3) solide de décomposition du réactif est choisi dans le groupe constitué par un oxyde métallique, du fer, du platine et de l'argent. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte en plus des moyens (16, 18, 19) d'injection d'un adjuvant (17) liquide dans la chambre (1) de décomposition pour faciliter l'initiation de la réaction de décomposition du réactif. - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le catalyseur liquide est du nitrate de fer ou du sulfate de fer. 6- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le catalyseur solide est déposé sur un support en céramique. 7- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la paroi intérieure de la chambre (1) de décomposition du réactif est revêtue d'un matériau résistant à des températures élevées.