<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECUPERATION D'UN FLUIDE CONTENU DANS UNE EPAVE
La présente invention concerne de manière générale la récupération d'un fluide, moins dense que l'eau, contenu dans un réservoir immergé, par exemple des hydrocarbures contenus dans les citernes d'une épave. Par "fluide", on entend ici toute matière susceptible de s'écouler, c'est-à-dire un liquide plus ou moins visqueux, ou encore une matière en grains.
Le but de l'invention est en particulier de permettre de récupérer un tel matériau contenu dans une épave à grande profondeur, là où un pompage devient peu ou pas praticable.
Ce but est atteint selon l'invention par un procédé et un dispositif présentant les caractéristiques mentionnées dans les revendications annexées
D'autres aspects, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, et des dessins annexés sur lesquels:
La figure 1 est une vue schématique illustrant la mise en #uvre du procédé de l'invention,
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un caisson immergeable, destinée à mettre en #uvre l'invention,
La figure 3 est une vue en coupe transversale schématique du caisson de la figure 2,
En se reportant à la figure 1, on y a représenté schématiquement un caisson 10 selon l'invention, reposant sur le fond de la mer, à proximité d'une épave 20.
Le caisson 10 comprend une enceinte fermée , pourvue d'orifices obturables 12,13, 13', qui est préalablement remplie d'eau de manière à ce que son volume interne soit sensiblement à la pression ambiante, dépendant de la profondeur.
<Desc/Clms Page number 2>
L'épave 20 comprend un réservoir 21auquel ont été raccordés un embout de connexion inférieur 22 et un embout de connexion supérieur 22, l'embout de connexion supérieur, au moins, étant de préférence commandé par une vanne électromécanique pour éviter des pertes de fluides avant raccordement
L'embout inférieur 22 du réservoir est relié par une conduite 50 à l'enceinte 1, par l'intermédiaire de l'un des orifices inférieurs 13 de celle-ci. L'embout supérieur 23 du réservoir est relié par une conduite 60 à la surface.
Les embouts 22,23 sont installés sur l'épave au cours d'une phase préparatoire, par des plongeurs ou à l'aide d'un submersible.
Comme on le comprendra dans ce qui suit, le procédé de l'invention consiste essentiellement à générer dans l'enceinte 11remplie d'eau, un gaz qui crée au-dessus de l'eau une poche de gaz en surpression, qui tend à refouler l'eau de l'enceinte dans le réservoir 21 de l'épave, par la liaison 13,50, 22.
L'eau ainsi injectée dans le réservoir 21 repousse le fluide moins dense qui s'y trouve, qui est conduit vers la surface par la liaison 23, 60.
Tous les éléments se trouvant au fond de l'eau, à savoir essentiellement le caisson 10 et son enceinte 11, ainsi que les conduites 50 et 60, sont à la pression ambiante - sous réserve de la différence de pression "motrice" destinée à déplacer l'eau de l'enceinte 11vers le réservoir 21, de sorte que ces caissons doivent être conçus pour résister simplement aux efforts dus aux manipulations mais non à la pression absolue.
Une liaison 40 sert d'autre part à apporter au caisson 10 l'énergie nécessaire à la production du gaz, et éventuellement à la transmission de signaux de commande et/ou de surveillance, généralement depuis un navire en surface. L'énergie étant amenée sous la forme dun courant continu basse tension
En ce reportant maintenant aux figures 2 et 3, on y voit le caisson 10 plus en détail. Celle-ci est constituée essentiellement de l'enceinte 11, avec un lest permanent 14 à sa partie inférieure, le but du lest permanent étant d'assurer une orientation prédéterminée dans l'eau, ainsi qu'un équilibrage à l'état horizontal en plongée.
Des jeux d'électrodes 16,16', respectivement positives et négatives, sont disposés à la partie inférieure de l'enceinte ; sont prévus pour être raccordés à une
<Desc/Clms Page number 3>
alimentation électrique en courant continu basse tension, provenant de la surface, pour produire l'électrolyse de l'eau contenue dans le volume de l'enceinte.
Entre les électrodes 16,16' est prévue une cloison 15 transversale, imperméable aux gaz, fixée à la partie supérieure de la paroi de l'enceinte et s'étendant sensiblement jusqu'entre les électrodes, tout en laissant un orifice de passage 17 à la partie inférieure de l'enceinte. Le but de la cloison est de séparer l'oxygène et l'hydrogène dégagés par l'électrolyse, pour éviter tout risque d'explosion, et elle délimite donc deux volumes faisant sensiblement 1/3 et 2/3 du volume total.
Pour assurer la séparation des gaz, la cloison s'étend entre les électrodes, sur une partie de leur hauteur, tandis que l'orifice 17 a pour but de permettre à tout moment une égalisation de la pression dans les deux compartiments.
Des orifices 12,12 commandés par vannes électromécaniques sont prévus à la partie supérieure de chaque compartiment, pour permettre une purge sensiblement complète de ceux-ci, et des orifices 13,13' sont prévus à la partie inférieure de l'enceinte, l'orifice 13,13' dirigé vers l'épave étant prévu pour être reliée à celle-ci, tandis que l'autre orifice 13', 13 reste disponible pour la purge des gaz/le remplissage d'eau, conjointement avec les orifices 12,12.
Le mode de mise en oeuvre de l'invention est le suivant.
Le caisson 10 est d'abord amené sur le site, dans la zone de l'épave, où il est mis à l'eau. Les orifices 12,12, 13,13' de l'enceinte 11étant fermés et l'enceinte remplie d'air un lest additionnel, par exemple des sacs de sable fixés à des supports 18, est réparti de manière équilibrée le long de la partie de lestage 14, de manière à amener le caisson tout près de la limite de flottabilité.
Les orifices 12,12 sont alors ouverts, ainsi que l'un au moins des orifices inférieurs 13,13', de manière à laisser l'eau pénétrer dans l'enceinte 11. Une fois la descente amorcée, les vannes de commande des orifices 13; 13' peuvent être régulées, pour réguler l'admission d'eau dans l'enceinte, les orifices 12,12 restant ouverts pour assurer au cours de la plongée, l'égalisation des pressions entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte
Particulièrement à grande profondeur, le descente sera de préférence guidée, pour assurer que le caisson se pose sur le fond, à proximité de l'épave. Ce guidage peut être effectué en dotant le caisson de ses propres moyens de propulsion
<Desc/Clms Page number 4>
télécommandés, ou encore par exemple en le suspendant à un submersible. Ceci ne fait pas partie du domaine de l'invention.
Une fois le caisson en place sur le fond, les orifices 13,13' sont ouverts si nécessaire, pour remplir complètement d'eau l'enceinte 11.
L'épave est d'autre part préparée en reliant une conduite 50 à l'embout inférieur 22 du réservoir à vider, et une conduite 60 à l'embout supérieur 23 de ce même réservoir.
L'autre extrémité de la conduite 50 est d'autre part fixée à l'embout 13 du caisson 10, de façon à assurer une communication entre l'enceinte 11 et la partie inférieure du réservoir 21.
La liaison 40 avec un navire en surface étant établie, les vannes de commande des orifices 12,12" et 13' sont ensuite fermées, et l'électrolyse mise en oeuvre.
Les gaz, et la chaleur dégagés par l'électrolyse font progressivement monter la pression dans l'enceinte 11, par rapport à la pression ambiante, de sorte que l'eau contenue dans l'enceinte est refoulée dans le réservoir 21de l'épave par la conduite 50. Le fluide moins dense que l'eau contenu dans le réservoir 21est ainsi amené à remonter dans le réservoir 21, et jusqu'à la surface - où il est récupéré - par la conduite 60.
Lorsque le niveau de l'eau dans l'enceinte 11devient trop faible pour assurer l'immersion des électrodes, ainsi que la séparation, pour les gaz, des compartiments de l'enceinte par l'effet de siphon de l'eau dont le niveau doit être supérieur à la hauteur du passage 17, les vannes des orifices 12,12 et 13' sont ouvertes, pour réadmettre de l'eau dans l'enceinte 11. Les vannes sont ensuite refermées, et le processus recommence.
Comme on le comprendra, les orifices 13,13' déboucheront le plus bas possible dans l'enceinte 11, de telle sorte que l'eau refoulée entraîne avec elle les dépôts et impuretés qui se formeront au cours du processus, assurant ainsi un auto- nettoyage de l'enceinte en évitant l'accumation de produits secondaires, insolubles ou corrosifs, dans l'enceinte.
La liaison 40 entre le caisson 10 et le navire de surface est essentiellement constituée d'une liaison électrique - comprenant l'alimentation en énergie pour l'électrolyse, ainsi que les circuits d'activation des diverses électrovannes -
<Desc/Clms Page number 5>
mécaniquement renforcée pour résister aux efforts auxquels elle sera soumise en service.
Lorsque le processus de vidage du réservoir 21 est terminé, et. que l'on souhaite récupérer le caisson 10, le lest de sable peut être libéré, par exemple par une commande électromécanique des supports 18, ou encore en déchirant les sac à l'aide d'un submersible, après avoir éventuellement ajusté le volume des gaz dans l'enceinte
11pour assurer une flottabilité suffisante, compte tenu du surpoids acquis par le caisson au cours du processus.
Comme on a pu le constater à partir de ce qui précède, l'invention fournit un moyen simple et robuste, pour le travail jusqu'à très grande profondeur, avec des éléments qui travaillent essentiellement en équilibre des pressions et peuvent dès lors être dimensionnés de manière classique.
Sa conception lui permet de récupérer sensiblement tout matériau suffisamment fluide (matière liquide ou en grains), moins dense que l'eau, dans des conditions de pressions extrêmes.
Il va de soi que l'on peut prévoir une batterie de caissons raccordés à une épave et, de même, que chasque caisson peut comprendre une batterie de cellules d'électrolyse.
On peut également prévoir à la partie supérieure de l'enceinte une vanne de sécurité, de limitation de la pression, permettant, en cas d'incident, de limiter la pression interne en fonction de la résistance de la structure.
Egalement, on prévoira avantageusement une jauge du niveau de l'eau dans l'enceinte, destinée à enclencher le processus de purge du gaz/amenée d'eau fraîche par ouverture des vannes en 12,13 (ou 13'), avant que le passage 17 en dessous de la cloison 15 ne soit hors d'eau, et que les électrodes 16,16' ne soient plus suffisamment immergées. Ceci pour éviter un mélange des gaz par le passage 17, et une surchauffe des électrodes insufisamment immergées.
La purge périodique des gaz permet également d'éviter une accumulation de gaz corrosifs, dégagés de manière secondaire par l'électrolyse.
Enfin, comme on l'a décrit ci-dessus, le mode de réalisation préféré de l'invention comprend une séparation des gaz (essentiellement hydrogène et oxygène) dégagés par l'électrolyse. Le but de ce compartimentage est bien sûr d'éviter une
<Desc/Clms Page number 6>
recombinaison explosive des gaz, et ce ne sera dès lors pas nécessaire lorsque les conditions pour une telle recombinaison ne sont pas satisfaites.
D'autres aspects et caractéristiques de l'invention appaîtront à l'homme du métier, à la lecture de la descritpion.
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD AND DEVICE FOR RECOVERING A FLUID CONTAINED IN A EPAVE
The present invention generally relates to the recovery of a fluid, less dense than water, contained in a submerged tank, for example hydrocarbons contained in the tanks of a wreck. By "fluid" is meant here any material likely to flow, that is to say a more or less viscous liquid, or a granular material.
The object of the invention is in particular to make it possible to recover such a material contained in a wreck at great depth, where a pumping becomes little or not practicable.
This object is achieved according to the invention by a method and a device having the features mentioned in the appended claims.
Other aspects, characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, and from the appended drawings in which:
FIG. 1 is a schematic view illustrating the implementation of the method of the invention,
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a submergible caisson, intended to implement the invention;
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the box of FIG. 2,
Referring to Figure 1, there is shown schematically a box 10 according to the invention, resting on the seabed, near a wreck 20.
The casing 10 comprises a closed enclosure, provided with closable orifices 12, 13 ', 13', which is previously filled with water so that its internal volume is substantially at ambient pressure, depending on the depth.
<Desc / Clms Page number 2>
The wreck 20 comprises a tank 21 to which a lower connection piece 22 and an upper connection piece 22 have been connected, the upper connection piece, at least, being preferably controlled by an electromechanical valve to prevent loss of front fluids. connection
The lower nozzle 22 of the reservoir is connected by a pipe 50 to the chamber 1, via one of the lower orifices 13 thereof. The upper nozzle 23 of the reservoir is connected by a pipe 60 to the surface.
The end pieces 22, 23 are installed on the wreck during a preparatory phase, by divers or with the aid of a submersible.
As will be understood in the following, the method of the invention consists essentially in generating in the enclosure 11plemplie water, a gas which creates above the water a gas bag overpressure, which tends to repress the water of the enclosure in the tank 21 of the wreck, by the connection 13,50, 22.
The water thus injected into the reservoir 21 repels the less dense fluid that is there, which is led to the surface by the connection 23, 60.
All the elements located at the bottom of the water, namely essentially the caisson 10 and its enclosure 11, as well as the pipes 50 and 60, are at ambient pressure - subject to the "driving" pressure difference intended to move the water from the enclosure 11 to the tank 21, so that these boxes must be designed to simply withstand the forces due to handling but not to the absolute pressure.
A link 40 serves on the other hand to provide the box 10 the energy required for the production of gas, and possibly the transmission of control and / or monitoring signals, generally from a ship on the surface. The energy being fed in the form of a low voltage direct current
Referring now to Figures 2 and 3, there is shown the box 10 in more detail. This consists essentially of the enclosure 11, with a permanent weight 14 at its lower part, the purpose of the permanent ballast being to ensure a predetermined orientation in the water, and a balancing in the horizontal state. diving.
Sets of electrodes 16, 16 ', respectively positive and negative, are arranged at the lower part of the enclosure; are intended to be connected to a
<Desc / Clms Page number 3>
Low-voltage DC power supply from the surface to produce the electrolysis of the water contained in the enclosure volume.
Between the electrodes 16, 16 'there is provided a gas-impermeable transverse septum fixed to the upper part of the wall of the enclosure and extending substantially between the electrodes, while leaving a passage opening 17 to the lower part of the enclosure. The purpose of the partition is to separate the oxygen and hydrogen released by the electrolysis, to avoid any risk of explosion, and it therefore delimits two volumes making substantially 1/3 and 2/3 of the total volume.
To ensure the separation of gases, the partition extends between the electrodes, for part of their height, while the orifice 17 is intended to allow at any time an equalization of the pressure in the two compartments.
12,12 orifices controlled by electromechanical valves are provided at the top of each compartment, to allow a substantially complete purge thereof, and 13,13 'openings are provided at the bottom of the enclosure, the port 13,13 'directed to the wreck being provided to be connected thereto, while the other port 13', 13 remains available for the purge of gas / water filling, together with the orifices 12, 12.
The mode of implementation of the invention is as follows.
The caisson 10 is first brought to the site, in the area of the wreck, where it is launched. The orifices 12, 12, 13, 13 'of the enclosure 11 being closed and the enclosure filled with air an additional ballast, for example sandbags fixed to the supports 18, is distributed in a balanced manner along the part weighting 14, so as to bring the box close to the buoyancy limit.
The orifices 12, 12 are then open, as well as at least one of the lower orifices 13, 13 ', so as to allow the water to enter the chamber 11. Once the descent has started, the orifice control valves 13; 13 'can be regulated, to regulate the admission of water into the chamber, the orifices 12,12 remaining open to ensure during the dive, the equalization of pressures between the outside and the inside of the pregnant
Particularly at great depth, the descent will preferably be guided, to ensure that the box is placed on the bottom, near the wreck. This guidance can be performed by providing the box with its own propulsion means
<Desc / Clms Page number 4>
remotely controlled, or for example by suspending it to a submersible. This is not part of the field of the invention.
Once the box in place on the bottom, the orifices 13,13 'are open if necessary, to completely fill the chamber 11 with water.
The wreck is further prepared by connecting a pipe 50 to the lower nozzle 22 of the tank to be emptied, and a pipe 60 to the upper nozzle 23 of the same tank.
The other end of the pipe 50 is on the other hand fixed to the tip 13 of the box 10, so as to ensure communication between the enclosure 11 and the lower part of the tank 21.
The connection 40 with a surface vessel being established, the control valves of the orifices 12, 12 "and 13 'are then closed, and the electrolysis implemented.
The gases, and the heat released by the electrolysis, gradually increase the pressure in the chamber 11, with respect to the ambient pressure, so that the water contained in the chamber is discharged into the tank 21 of the wreckage by the conduit 50. The fluid less dense than the water contained in the reservoir 21is thus brought up in the reservoir 21, and to the surface - where it is recovered - through the pipe 60.
When the level of the water in the chamber 11 becomes too low to ensure the immersion of the electrodes, and the separation, for the gases, the compartments of the enclosure by the siphon effect of the water whose level must be greater than the height of the passage 17, the valves of the orifices 12,12 and 13 'are open, to readmit water into the chamber 11. The valves are then closed, and the process starts again.
As will be understood, the orifices 13, 13 'will emerge as low as possible in the enclosure 11, so that the discharged water carries with it the deposits and impurities that will form during the process, thus ensuring a self- cleaning the enclosure by avoiding the accumulation of secondary products, insoluble or corrosive, in the enclosure.
The link 40 between the box 10 and the surface vessel consists essentially of an electrical connection - including the power supply for the electrolysis, as well as the activation circuits of the various solenoid valves -
<Desc / Clms Page number 5>
mechanically reinforced to withstand the efforts to which it will be subjected in service.
When the emptying process of tank 21 is finished, and. that it is desired to recover the casing 10, the ballast may be released, for example by electromechanical control of the supports 18, or by tearing the bags with the aid of a submersible, after possibly adjusting the volume of the gas in the enclosure
11 to ensure sufficient buoyancy, given the overweight acquired by the caisson during the process.
As can be seen from the foregoing, the invention provides a simple and robust means, for working to very great depth, with elements that work essentially in pressure balance and can therefore be sized from classic way.
Its design allows it to recover substantially any sufficiently fluid material (liquid or granular material), less dense than water, under extreme pressure conditions.
It goes without saying that one can provide a battery of boxes connected to a wreck and, likewise, that each box may include a battery of electrolysis cells.
It is also possible to provide at the upper part of the enclosure a safety valve, for limiting the pressure, making it possible, in the event of an incident, to limit the internal pressure as a function of the strength of the structure.
Also, it is advantageous to provide a gauge of the water level in the chamber, intended to initiate the process of purging the gas / supply of fresh water by opening the valves 12,13 (or 13 '), before the passage 17 below the partition 15 is out of water, and the electrodes 16,16 'are not sufficiently immersed. This is to avoid a mixture of gases through the passage 17, and overheating electrodes insufficiently immersed.
The periodic purge of the gases also makes it possible to avoid an accumulation of corrosive gases, released in a secondary manner by the electrolysis.
Finally, as described above, the preferred embodiment of the invention comprises a separation of gases (essentially hydrogen and oxygen) released by electrolysis. The purpose of this subdivision is of course to avoid a
<Desc / Clms Page number 6>
explosive recombination of gases, and this will not be necessary when the conditions for such recombination are not satisfied.
Other aspects and features of the invention will be apparent to those skilled in the art upon reading the descriptpion.