Pipeline de sécurité La -présente invention se rapporte à un pipeline ter restre, souterrain ou subaquatique .destiné au transport d'hydrocarbures liquides ou gazeux.
Les oléoducs ordinaires sont polluants, les sois et les eaux douces étant pollués par le pétrole qui fuit par les fissures. D'autre part dans les pipelines immer gés, de l'eau -du bassin peut pénétrer dans la conduite au ,travers des fuites dès que la pression a suffisam ment décru; cette irruption marque le début de l'agres sion intérieure, c'est-à-dire .le début de l'anéantisse ment de l'ouvrage et la multiplication .des accidents.
En cas de fissure on doit immédiatement fermer :les vannes et de ce fait le service du :pipeline est aussitôt interrompu jusqu'à ce que la fissure ait été localisée puis colmatée.
Le pipeline faisant l'objet de ,l'invention remédie à tous ces inconvénients; en effet, dans ce pipeline, d'une part une fissure de conduite reste imperméable et l'exploitation peut, de ce fait, être poursuivie et d'autre part la détection d'une fissure s'effectue avec précision depuis unie station fixe et sans aucune re cherche le long du pipeline; on discrimine aussi une fissure d'envoloppe d'une fissure de conduite. Par ces motifs, le pipeline est dit -de sécurité. Lorsque le pipe line de sécurité est immergé, l'eau du bassin ne peut pas pénétrer au ;travers d'une fissure d'enveloppe.
Les pipelines immergés seront de préférence amarrés au fond du bassin et maintenus par des dispositifs ap propriés. Les dispositifs appropriés ont été décrits dans des brevets précédents du titulaire.
Cet amarrage à des Profondeurs, librement choisies entre 7e fond et la surface, cas extrêmes y compris, a encore l'avantage de permettre un entretien méthodique, par exemple par des plongeurs autonomes, entretien qui réduit très sen siblement la formation de fissures si même il ne les supprime pas complètement.
Le pipeline de sécurité objet de l'invention consiste en une conduite métallique, entourée d'une enveloppe métallique scellée à ses extrémités sur la conduite, l'in tervalle entre la conduite et l'enveloppe étant rempli d'eau normalement immobile, caractérisé en ce qu'un dispositif d'adaptation automatique des pressions, monté en tête du :
tronçon .de pipeline, est relié par des canalisations d'une part<B>-à</B> l'eau de !l'intervalle et d'au tre part au produit transporté, en ce que ce dispositif comporte un organe automatiquement mis en mouve ment dans un sens ou dans l'autre, dès que la pression dans la conduite ou dans l'intervalle vient à changer, en ce que ledit mouvement est arrêté automatiquement dès que la pression dans l'intervalle atteint une valeur légèrement supérieure à celle qui règne dans la con duite à cet instant, en ce que lors d'un déplacement considérable,
urne butée solidaire dudit organe actionne un agencement de contrôle, en ce qu'une installation enclenchée par l'agencement de contrôle comporte un panneau de signalisation, une pompe et un réservoir d'eau ravitailleur de l'intervalle, en ce que l'intervalle est doté de robinets.
Dans une forme -d'exécution, :l'eau de .l'intervalle forme une gaine autour de la conduite; elle peut être chargée d'inhibiteurs et ou de tous autres produits no tamment de marques isotopiques et de colorants.
Du fait de la construction décrite a) la paroi de la conduite n'est soumise qu'à une très faible résultante de pression; b) de faibles dépressions de l'eau ne font pas appel au ravitaillement, pas plus d'ailleurs qu'une fuite d'eau à son début, c) une fissure engendre une perte continue d'eau de sorte que @la butée actionne la signalisation ;
d) après signalisation, il suffit de fermer des vannes sur les canalisations et d'observer .un manomètre relié à l'intervalle; si l'aiguille se stabilise, la fis- sure est dans la conduite tandis que si elle indique des valeurs constamment décroissantes, la fissure est dans l'enveloppe.
Une forme d'exécution préférentielle du dispositif d'adaptation automatique consiste en un cylindre sé paré par son piston en deux chambres dont l'une au moins - celle remplie d'eau - est traversée par une tige de piston ;
par des canalisations, ces, chambres sont en communication respectivement avec la con duite et avec l'espace annulaire, ces canalisations débouchent soit directement dans la conduite et l'espace annulaire, soit au travers d'une cavité inter médiaire.
Le rapport des sections des tiges de piston, ou de la tige s'il n'y en a qu'une, est déterminant pour le rapport des pressions dans chacune des deux cham bres, .respectivement pour I'importance de la surpres sion désirée dans l'espace annulaire.
Cc cylindre peut âtre complété par un refilais hydrau lique avec pompe permanente si d'on veut que ales dé placements du piston restent faibles.
Lorsqu'il se forme une fissure dans Venveloppe, on ne perd que de l'eau ; lorsqu'il se- -forme une fissure dans la conduite, on ne perd aussi que de l'eau qui coule de l'espace annulaire vers la conduite aü -travers de la fissure.
La perte d'eau se traduit par une dépression dans -l'espace annulaire et est .transmise à la chambre du cy lindre qui lui est reliée; le piston se déplace alors et réduit le volume de cette chambre.
Dès qu'il s'est produit une fissure, l'anneau d'eau se met en mouvement, c'est un mouvement laminaire des plus lent. Le déplacement :du piston- entraîne celui de la butée qui, outre la signalisation, peut commander ou télécommander la mise en service d'une pompe qui va injecter de l'eau dans -l'espace annulaire pour com penser la fuite.
Le point d'injection peut se trouver n'importe où le long du bitube mais de préférence à l'une de ses extrémités. Si l'injection est bien réglée, l'exploitation continue sans fuite d'hydrocarbure ni irruption d'eau du bassin, nonobstant la fissure.
Il y a lieu d'observer qu'il s'écoule un certain temps entre l'instant de la fissure et .celui où l'injection est en me sure d'équilibrer la fuite. Durant cette période, l'eau de remplacement ne peut être fournie que par le dis- positif d'adaptation automatique dont fie cylindre .doit, en conséquence, âtre suffisamment dimensionné.
Si un élément quelconque - piston, pompe, etc. est en panne, il ne se produit aucun accident; en effet, l'information de fissure est alors .donnée par le mano mètre différentiel branché entre la conduite et l'inter valle et on ferme les vannes tandis qu'on répare ou remplace le moteur ou (organe qui a causé la panne;
sitôt après on ,remet -en exploitation nonobstant la fis sure; bien entendu les vannes peuvent aussi se fermer automatiquement.- Il n'y a ainsi, même en cas de dé faillance mécanique, pas d'interruption notable du ser vice.
La conduite plaque dans le haut de la paroi de l'enveloppe si la poussée qu'elle subit l'emporte sur son poids; dans le cas contraire, elle plaque dans le bas. Dans un cas comme dans l'autre, elle n'est, sauf en un certain nombre de points, pas mécaniquement solidaire de l'enveloppe qui, de la sorte et par le moyen du liquide annulaire la -protège de perturbations extérieures.
Si on veut éviter .un contact direct des deux tubes, on .peut disposer longitudinalement dans l'espace annulaire, des tringles faites d'un matériau ap proprié, par exemple synthétique.
En fin -de chaque tronçon de confection, il est avan tageux, notamment dans les tracés en rampe, de soli- dariser la conduite et son .enveloppe, par exemple par des bagues ou tout autre agencement de centrage.
On observe qu'un fluide gazeux dans l'intervalle conviendrait mal car du fait de la grande compressi bilité des gaz,<B>l</B>e cylindre prendrait de très grandes di mensions.
La planche annexée illustre à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 illustre schématiquement une vue générale de l'installation.
On a :supposé que :le dispositif d'adaptation est à l'extrémité amont et le réservoir d'eau à l'extrémité aval du bitube. On a supposé aussi que la conduite du bitube est du même diamètre que le monotube tradi tionnel auquel elle est raccordée, si elle était en un matériau - par exemple un alliage d'aluminium présentant un moins grand coefficient de frottement que le monotube d'acier,
c'est l'enveloppe qui pourrait être du diamètre exact ou approximatif du monotube.
La fig. 2 montre le détail schématique de Fextré- ni -1 *të amont. La fig. <B>3</B> montre -le schéma de principe du système de contrôle, à savoir la signalisation et l'in tervention.
Si l'on se reporte à ces figures, on voit en 1 la pièce de jonction de la conduite traditionnelle 4 et de l'enveloppe 6 qui entoure le tronçon 5 de la conduite du bitube ; l'espace annulaire est en 7 ; en 2 on voit le couvercle, boulonné sur la pièce de jonction, qui as sure l'écrasement du joint 8 ; la pièce 3 a pour fonc tion le serrage et l'immobilisation du :raccord, de façon à plaquer la jonction 1 sur la tranche de l'enveloppe et à écraser le joint 9.
Une cavité 10 de la jonction sert-de chambre d'ali mentation reliée, du fait de la canalisation 14, à la chambre 13 du cylindre :d'adaptation automatique des pressions.
Par ses arêtes 15, la pièce de jonction 1 centre la conduite par rapport à l'enveloppe; par ailleurs, la ca vité 10 communique largement par les ouvertures- 16 avec l'espace annulaire 7.
La chambre 18 du cylindre 25 communique avec la conduite 4 par la canalisation 19 et le raccord étanche 20. Le piston 22 sépare les deux chambres 13 et 18 ;
la première est la chambre d'eau et la seconde celle d'hydrocarbure, en 23 et 24 sont deux tiges du pis ton. L'équfbre du piston veut qu'il se déplace .automa- tiquement jusqu'à ce que les forces ;sur :ses deux faces s'égalisent. En faisant la tige 23 de section plus grande, égale ou moins grande que celle de la tige 24, la pres sion en 13 est plus grande, égale ou moins grande que celle en 18.
Dans le cadre de cette invention, cette sec- tion est plus grande.
Tant qu'il n'y a pas de fuite, le mouvement du pis ton adapte automatiquement la pression de la chambre 13 à - celle qui règne dans la - conduite 14 ; il- ne se trouve pas nécessairement au milieu du cylindre.
Lorsqu'il se produit une fuite, la pression baisse dans la chambre d'eau et le piston réduit, dès qu'il a reçu -l'onde de dépression, le volume de cette chambre mais bien avant qu'il ne soit à fin de course, la butée 30 montée sur une bague qui peut coulisser sur la tige 24,a agi sur ale contrôle .représenté par le contact élec trique 31,
ce qui a pour effet par la liaison 36 de met- tre en aeuvre le dispositif d'intervention et d'enclen cher la commande 37 du moteur M de la pompe 12 qui aspire l'eau du réservoir 32 et se substitue dès lors au cylindre pour injecter de l'eau sous pression dans l'espace annulaire et suppléer à la fuite. Dans l'exemple illustré, la transmission peut se faire par radio ou par câble, c'est pourquoi il est avantageux - afin de supprimer cette transmission, de disposer la pompe à la même extrémité que le dispositif d'adaptation. L'injection d'eau peut se faire dans l'une des cavités 10 de la jonction.
On a représenté symboliquement en 38 et 33 deux manomètres à contact, .en 34 une vanne électroma gnétique, en 35 un tableau central de surveillance et d'intervention, cet ensemble a pour objectif d'adapter la pression -de l'eau, nonobstant la fuite, à celle de l'hydrocarbure par des méthodes d'automation. Com me on le voit sur la fig. 3, .le tableau central 35 est relié aux organes de .surveillance et aux organes d'in tervention correspondants.
Pour localiser approximativement une fissure, il est avantageux d'introduire par exemple un colorant dans le pétrole; à cet effet le raccord 20 est doté d'un injecteur - non dessiné - ce colorant est entraîné par le pétrole et au bout d'une ou deux heures selon la longueur du tronçon - a certainement atteint la fissure; on peut alors, par exemple en fermant .des vannes sur les canalisations 14 et 19, bloquer le mou vement du piston qui, pendant la mesure, ne sert pas, on ouvre des robinets de décompression disposés le long de l'intervalle et on attend la sortie du colorant à l'un de ces robinets.
Lorsqu'il apparaît après un temps de T secondes après. l'ouverture du robinet, la relation x = v T donne immédiatement la -distance x de la fissure au robinet. La précision dépend des fluctua tions de la vitesse moyenne v de l'eau colorée dans l'intervalle.
Le fait d'ouvrir les robinets a ainsi eu pour effet d'inverser le sens des pressions à la fissure jusque-là bouchée par la gaine d'eau. On a, de la sorte, dé bouché la fissure et cela à distance, par l'eau elle- même, sans câbles ni appareils quelconques.
On ajoute encore que dès l'ouverture du robinet, le mouvement de l'eau qui était lent et laminaire de vient turbulent, ce qui a pour effet de bien mélanger le pétrole et -sa marque colorante.