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La présente invention est relative à un nouveau procédé d'extrac- tion de gaz dissous et plus particulièrement de gaz naturels dissous dans les eaux profondes présentant la caractéristique d'avoir des eaux dites stra- tifiées.
Dans les lacs, il se produit dans certains cas que les eaux soient stratifiées, c'est-à-dire qu'elles se présentent en couches nettement dis- tinctes, de densités, températures, salinités différentes. Dans de telles eaux, les courants éventuels n'intéressent jamais qu'une seule couche à la fois et pratiquement aucun mélange entre les diverses couches ne se produit.
Dans de tels lacs, par exemple le lac Kivu au Congo Belge , la décomposition d'organismes divers forme des gaz, principalement du méthane et du hioxyde de carbone. Ces gaz sont plus ou moins solubles dans l'eau et comme la solubilité augmente proportionnellement à la pression, dans les couches d'eatix profondes, la pression étant très élevée, la solubilité des gaz dans l'eau devient importante.
Comme les diverses couches d'eau sont stratifiées, il n'y a aucun mélange entre les eaux de grande profondeur et celles des couches moins profondes ce qui fait que les gaz dissous dans l'eau des couches profondes restent en solution. Dans le cas où les couches ne sont pas stratifiées, c'est- à-dire où l'eau dans toute la masse du lac a une densité approximativement égale, la solubilité des gaz est la même à tous les niveaux par le fait que l'eau est brassée continuellement par les divers courants ce qui permet aux gaz dissous dans les eaux profondes de remonter à la surface et de se dégazer naturellement, ce qui n'est pas possible dans les eaux stratifiées.
Si dans un tel lac aux eaux stratifiées ou plonge une canalisation reliant les couches profondes à la surface on pourra pomper vers la surface les eaux profondes qui, au fur et à mesure qu'elles remonteront seront soumises à une pression de plus en plus faible ce qui provoque un dégazage du ou des gaz qui y sont dissous.
En amenant au niveau du lac les eaux prélevées à grande profondeur on provoque le dégazement de la quantité de gaz dissous correspondant à la différence de solubilité du dit gaz ou des dits gaz dans l'eau à la pression régnant au fond du lac et la pression régnant à la surface. Dans les eaux profondes, tel le lac Kivu déjà cité, cette différence de pression est très importante, de l'ordre de 20 à 50 atm. et par conséquent la différence de solubilité des gaz dans l'eau au fond du lac et à la surface est très grande.
En procédant au pompage de l'eau des grandes profondeurs dans une canalisation appropriée, on assiste au dégazage de la solution pompée au fur et à mesure de la remontée du liquide, mais en se dégazant la solution transformée en émulsion diminue de densité moyenne et il se produit dans la canalisation un phénomène d'auto-pompage tel qu'il est possible d'interrompre l'action du dispositif de pompage utilisé pour amener les eaux du fond vers la surface. Ce phénomène s'explique du fait que la densité du fluide dans la canalisation diminue tandis que la pression hydrostatique agissant sur les eaux du fond du lac, à l'extrémité inférieure de la canalisation reste constante.
La canalisation reliant les eaux profondes à la surface doit de préférence être verticale, mais marne si elle présente une certaine obliquité pouvant atteindre et même dépasser éventuellement 45 , l'auto-pompage est possible ; par contre, la canalisation doit présenter le moins de variation de direction possible, autrement dit, il faut veiller à ce que la canalisation soit droite ou ne présente que des courbes de très grands rayons, car en raison du dégazage continuel, il peut se produire des bouchons de gaz ou autres phénomènes perturbant le pompage et arrêtant même l'auto-pompage ce qui oblige à réammorcer le pompage.
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En principe l'extraction du ou des gaz se fait en disposant une canalisation d'un diamètre suffisant, de préférence verticalement, entre un point situé à grande profondeur dans le lac et la surface du lac, en amor- çant le pompage au moyen d'une pompe quelconque dont l'action après très peu de temps peut être interrompue, le liquide continuant à s'élever de lui-même dans la canalisation.
A l'extrémité supérieure de la canalisation on sépare d'une manière quelconque et connue la phase liquide de la phase gazeuse ; cette dernière est éventuellement purifiée, comprimée, décomposée ou autrement traitée pour être utilisée soit sur place soit ultérieurement ; la phase liquide est éventuellement rejetée ou éventuellement utilisée à des usages divers.
REVENDICATIONS.
1) Procédé d'extraction de gaz dissous dans de l'eau ou une solution aqueuse stratifiée et soumise à la pression hydrostatique naturelle d'une haute colonne des mêmes liquides dont la surface reste à 1'air libre, caractérisé en ce que la solution de gaz dans les liquides est amenée par simple pompage à une pression inférieure à celle régnant au niveau où se trouve la dite solution.
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The present invention relates to a new process for extracting dissolved gas and more particularly natural gas dissolved in deep waters having the characteristic of having so-called stratified waters.
In lakes, it happens in certain cases that the waters are stratified, that is to say that they present themselves in clearly distinct layers, of different densities, temperatures, salinities. In such waters, possible currents are never of interest to more than one layer at a time and hardly any mixing between the various layers occurs.
In such lakes, for example Lake Kivu in the Belgian Congo, the decomposition of various organisms forms gases, mainly methane and carbon dioxide. These gases are more or less soluble in water and as the solubility increases in proportion to the pressure, in the deep Eeatix layers, the pressure being very high, the solubility of the gases in water becomes important.
As the various water layers are stratified, there is no mixing between the waters of great depth and those of shallower layers so that the gases dissolved in the water of the deep layers remain in solution. In the case where the layers are not stratified, i.e. where the water in the whole mass of the lake has an approximately equal density, the solubility of the gases is the same at all levels by the fact that l The water is continuously stirred by the various currents which allows the gases dissolved in deep water to rise to the surface and degas naturally, which is not possible in stratified water.
If in such a lake with stratified waters or a pipe connecting the deep layers to the surface plunges, the deep water can be pumped to the surface which, as it rises, will be subjected to an increasingly low pressure. which causes degassing of the gas (s) dissolved therein.
By bringing the water taken from a great depth to the level of the lake, the degassing of the quantity of dissolved gas corresponding to the difference in solubility of said gas or gases in the water at the pressure prevailing at the bottom of the lake and the pressure reigning on the surface. In deep waters, such as Lake Kivu already mentioned, this pressure difference is very significant, of the order of 20 to 50 atm. and therefore the difference in solubility of gases in water at the bottom of the lake and at the surface is very large.
By pumping water from great depths into an appropriate pipe, the pumped solution is degassed as the liquid rises, but by degassing the solution transformed into an emulsion decreases in average density and it A self-pumping phenomenon occurs in the pipe, such that it is possible to interrupt the action of the pumping device used to bring the water from the bottom to the surface. This phenomenon is explained by the fact that the density of the fluid in the pipeline decreases while the hydrostatic pressure acting on the water at the bottom of the lake at the lower end of the pipeline remains constant.
The pipe connecting the deep water to the surface should preferably be vertical, but marl if it has a certain obliquity which can reach and possibly even exceed 45, self-pumping is possible; on the other hand, the pipe must present as little variation in direction as possible, in other words, care must be taken that the pipe is straight or only presents curves of very large radii, because due to the continual degassing, it can occur gas plugs or other phenomena disrupting pumping and even stopping self-pumping, which means that pumping must be restarted.
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In principle, the extraction of the gas (s) is carried out by arranging a pipe of sufficient diameter, preferably vertically, between a point located at great depth in the lake and the surface of the lake, by starting the pumping by means of 'any pump whose action after a very short time can be interrupted, the liquid continuing to rise by itself in the pipe.
At the upper end of the pipe, the liquid phase is separated from the gas phase in any known manner; the latter is optionally purified, compressed, decomposed or otherwise treated for use either on site or subsequently; the liquid phase is optionally rejected or optionally used for various purposes.
CLAIMS.
1) Process for the extraction of gas dissolved in water or an aqueous solution stratified and subjected to the natural hydrostatic pressure of a high column of the same liquids, the surface of which remains in the open air, characterized in that the solution of gas in the liquids is brought by simple pumping to a pressure lower than that prevailing at the level where the said solution is located.