Installation de protection contre les fuites d'une conduite et procédé pour sa construction
L'invention a pour objets une installation de protection contre les fuites d'une conduite et un procédé pour sa construction. Elle a pour but de procurer une installation à même de donner l'alerte en cas de fissuration de la conduite, en général d'hydrocarbure, ou de son enveloppe, d'empêcher des fuites d'hydrocarbures vers l'environnement et de localiser la fissure; ainsi, I'installation supprime les conséquences redoutables des fissures pour la conduite elle-même ou son environnement.
Le pipeline peut être terrestre ou subaquatique et l'hydrocarbure liquide ou gazeux. L'enveloppe peut être en un matériau quelconque métallique ou synthétique, renforcé ou non par des fibres.
On connaît des conduites qui sont entourées d'une enveloppe scellée à ses extrémités sur la conduite, et dont l'intervalle annulaire formé entre la conduite et son enveloppe est étanche, rempli d'un fluide et sans communication avec l'atmosphère.
Lorsque ce fluide est gazeux, il est placé sous une légère pression dont les variations commandent des dispositifs manométriques qui donnent l'alerte lorsque les variations atteignent certaines limites. Toutefois, un fluide gazeux étant des plus compressibles et en outre sensible aux variations thermiques, I'alerte est, selon le réglage des manomètres, intempestive ou n'intervient qu'après un remplissage important de l'intervalle par l'hydrocarbure transporté dans la conduite. Ces grandes quantités de pétrole intervallaire sont la source de dangers importants.
Lorsque le fluide contenu dans l'intervalle est liquide, par exemple de l'eau, ce sont ici encore les variations de pression intervallaire qui commandent l'alerte, mais l'eau étant très peu compressible, les accroissements de pression deviennent rapidement considérables; l'enveloppe doit en conséquence être en acier, d'une épaisseur au moins égale à celle de la conduite, ce qui pose des problèmes complexes et coûteux de confection du double tube. En outre, une telle installation de protection ne peut pas, pour d'évidentes impossibilités de montage, équiper des pipelines existants. Une version particulière du double tube acier/acier a été développée par le titulaire du présent brevet, mais n'obvie pas aux inconvénients énumérés.
La présente invention tend à remédier à ces inconvénients et peut constituer un progrès technique important dans la lutte entreprise contre la pollution ou pour la protection des pipelines immergés ou non; elle peut s'appliquer aussi bien à de nouvelles conduites au cours de leur fabrication et de leur pose qu'à la protection d'anciennes conduites déjà en service.
L'invention a pour objet une installation de protection contre les fuites d'une conduite comportant, autour de la conduite, une enveloppe scellée à ses extrémités sur cette conduite, l'intervalle annulaire formé entre la conduite et l'enveloppe constituant au moins un réservoir contenant de l'eau, caractérisée en ce que l'eau se trouve sous sa seule pression statique, en ce que l'enveloppe de chaque réservoir est perforée en un point haut du tracé, en ce que chaque perforation communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une cheminée, en ce que deux réservoirs adjacents sont séparés par un cloisonnement transversal étanche, en ce que des supports qui centrent l'enveloppe sur la conduite forment des canaux intercommunicants,
en ce que chaque cheminée contient au moins un dispositif de détection dont les détecteurs coopèrent par un moyen de liaison électrique avec un récepteur comprenant un dispositif de commande et/ou de signalisation actionné par ces détecteurs, ceux-ci étant sensibles à des niveaux prédéterminés de l'eau dans les cheminées, situés hors des limites des variations produites par des causes autres que des fissures de conduite ou d'enveloppe.
L'invention a encore pour objet un procédé de construction d'une telle installation, caractérisé par le fait que, pour former autour de la conduite au moins un réservoir annulaire étanche, on ceint la conduite par des tronçons d'enveloppes présentant à cet effet au moins une fente longitudinale, qu'on aboute des tronçons et qu'on obture la ou les fentes.
Ces confection qui peut s'effectuer sans enfilage d'un des tubes dans l'autre est, de ce fait, applicable in situ à des pipelines déjà posés et même en service.
Pour entourer la conduite par une enveloppe en présentant qu'une seule coupure, il suffit d'en écarter les deux lèvres suffisamment pour passer l'enveloppe autour de la conduite; après quoi. l'enveloppe est tournée autour de la conduite de manière que la fente vienne audessus et, finalement, la fente est colmatée.
Une résine thermodurcissable telle qu'un polyester renforcé par des fibres de verre de courte longueur répond, par exemple, aux spécifications de ce mode d'habillage de la conduite; la fente en est colmatée par collage d'une bande de recouvrement ou par d'autres agencements; la fente d'une résine thermoplastique pourra être simplement soudée.
Pour entourer la conduite, on peut aussi utiliser deux demi-coquilles d'enveloppe que l'on applique sur la conduite, ce qui exige alors la fermeture de deux fentes.
Lorsqu'un pipeline est au stade de sa construction, on peut soit enfiler la conduite dans son enveloppe, soit entourer la conduite comme il vient d'être expliqué, et dans ce dernier cas, I'enveloppe présente au moins une fente colmatée.
Selon le mode de confection. I'enveloppe présente au moins une fente colmatée.
Le principe de fonctionnement est qu'en cas de fissure de conduite, Fhydrocarbure s'en échappe vers l'un des réservoirs étanches et en refoule le liquide dans la cheminée, puis par un trop-plein vers un tuyau de déversement, tandis qu'au contraire, en cas de fissure de l'enveloppe, la cheminée se vide et le fluide contenu dans ce réservoir s'échappe dans l'environnement.
Dans toutes les formes de réalisation de l'invention, une fissure de conduite provoque la pénétration de l'hydrocarbure sous pression dans l'intervalle dépourvu de pression appréciable, une mise en mouvement du fluide intervallaire dirigé de la fuite vers la cheminée du réservoir en cause. Une fissure d'enveloppe provoque une fuite du fluide intervallaire dans l'environnement et donc un mouvement de ce fluide dirigé de la cheminée vers la fuite.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation de protection selon l'invention.
La fig. 1 représente une vue générale, de profil, de l'installation.
La fig. 2 montre le schéma électrique de la détection, localisation, signalisation et action sur les appareils de commande du transport de l'hydrocarbure tels que vannes, pompes, etc.
Les fig. 3, 4, 5 et 6 illustrent des coupes transversales selon xx de la conduite, de son enveloppe et des garnitures, différentes dans chaque figure.
Des fils, bandes, textures, cordons, etc., sont coulés, projetés ou enroulés autour de l'enveloppe et la ceinturent.
Des cloisonnements étanches serrés de place en place entre les deux tubes, conduite et enveloppe, séparent l'intervalle annulaire en un certain nombre de réservoirs, chacun de ceux-ci étant perforé et doté en son point haut d'une cheminée contenant au moins un dispositif de détection. Ces dispositifs appartenant à un premier groupe de détecteurs sont branchés en parallèle sur des brins du câble collecteur au travers de résistances électriques de valeurs différentes pour chaque réservoir, chaque résistance étant spécifique d'un réservoir situé du même côté du récepteur; ces dispositifs du premier groupe coopèrent avec un premier relais. Le récepteur contient notamment un pont de mesures dont le circuit desdits brins peut former l'une des branches.
En commutant ce circuit sur le pont, on détermine la résistance du dispositif de détection de la cheminée correspondante au réservoir fissuré, et en conséquence, on localise ce réservoir. Plus il y a de cloisonnements et donc de réservoirs, plus chacun de ceux-ci est court ou peut le devenir suffisamment pour que des câbles de localisations précises selon le brevet suisse No 426394 deviennent superflus, mais si l'on utilise ces câbles, leurs fils de traction sont à introduire et à extraire aux points bas des réservoirs.
Des détecteurs d'un second groupe sont branchés en série sur d'autres brins du câble et coopèrent avec un second relais.
Enfin, au moins un contrôleur d'un troisième groupe coopère avec le tuyau de déversement.
Les détecteurs du second et contrôleurs du troisième groupe confirment le bon fonctionnement de ceux du premier groupe.
Les cloisonnements ont encore d'autres avantages; par exemple, ils accroissent, du fait de leur appui, l'efficacité du déplacement du fluide vers la cheminée et par exemple encore, ils permettent de réduire autant qu'on le veut la pression statique dans l'intervalle. Us sont constitués par exemple d'un joint élastique, ou bien encore de deux demi-bagues métalliques rendues solidaires de la conduite et ancrées au sol; il est avantageux, au droit des cloisonnements, de colmater ou de barrer au moins l'une des fentes de l'enveloppe, de décaler angulairement les fentes des deux tubes d'enveloppe formant la tulipe au-dessus du joint et de maintenir en place ce joint au moyen des extrémités des garnitures de part et d'autre de la tulipe; au point bas de chaque réservoir, on peut prévoir une vanne de vidange reliée au tuyau de déversement.
Des supports garnissent l'intervalle annulaire; ils centrent et distancent l'enveloppe de sa conduite sur la plus grande partie de sa longueur, de telle sorte que la charge de répartition soit faible. Les garnitures forment des canaux intercommunicants et peuvent être soit des nervures de l'enveloppe, soit des pièces indépendantes disposées autour de la conduite et maintenues en place par le serrage de l'enveloppe.
Lorsque les pipelines sont immergés et plus spécialement attachés à des ancrages profondément enfouis dans le fond marin, il est avantageux de remplacer le traditionnel revêtement de béton par de lourds ballastages insérés dans la partie inférieure de l'intervalle annulaire, entre des bossages des garnitures.
En pratique et eu égard à la sécurité, le liquide intervallaire est avantageusement constitué par de l'eau traitée ou non; le pétrole qui fuirait par une fissure ne s'accumule alors pas dans l'intervalle mais s'élève en un filet jusqu'à la plus proche cheminée d'où il s'écoule au fur et à mesure par un tuyau de déversement; la section de ce filet est d'autant plus faible que la pente est forte, et ne constitue jamais qu'une minime fraction du liquide.
Les cheminees sont dotées de tubes de trop-plein, tous reliés à un tuyau de déversement qui suit le tracé du pipeline et débouche dans une chambre, dite de confirmation; cette chambre est reliée elle-même à une cuve de dimensions appropriées d'où, le cas échéant, le pétrole mélangé à de l'eau est pompé.
Des contrôleurs d'écoulement placés aux points bas du tuyau ou dans ladite chambre de confirmation sont reliés au câble collecteur. Ces contrôleurs confirment la fissure de conduite déjà annoncée par un détecteur de cheminée, ce qui assure la sécurité de fonctionnement, même en cas de défaillance d'un détecteur de cheminée.
Le détecteur du premier groupe dans chaque cheminée est sensible à deux limites de niveaux prédéterminées du liquide dans la cheminée, entre lesquels niveaux le dispositif n'est pas actionné par des variations de niveaux; le niveau limite supérieur est indicatif d'un refoulement et donc d'une fissure de conduite, tandis que le niveau limite inférieur est indicatif d'une vidange de la cheminée, et donc d'une fissure d'enveloppe.
Chaque cheminée contient en outre au moins un détecteur du second groupe sensible au manque de liquide à un niveau prédéterminé; des contacts de ces détecteurs sont tous reliés en série par un câble de surveillance et aboutissent au second relais du récepteur, ledit relais étant excité tant que, dans chaque cheminée, le liquide se trouve au-dessus du niveau prédéterminé; ce circuit de surveillance confirme la fissure d'enveloppe déjà annoncée par un détecteur du premier groupe.
L'eau contenue dans les cheminées peut être surmontée d'une couche de liquide antigel et les cheminées sont, notamment dans le cas de gazoducs, raccordées par des tuyaux de jonction soudés à des perforations situées de préférence dans le voisinage du diamètre horizontal de l'enveloppe.
Le choix du nombre des réservoirs, respectivement des cloisonnements, dépend de la pression statique de
I'eau que peut supporter l'enveloppe, et en conséquence de la pente du tracé et de la forme de ce tracé.
II est avantageux que le dispositif de détection comporte au moins un flotteur qui suive les fluctuations du niveau du liquide.
Si l'on se reporte aux fig. 1 et 2, on voit en 2 et 3
I'enveloppe séparée par un intervalle de la conduite 1 2' et 3' représentent la jonction de deux tubes adjacents d'enveloppes; 4 est le recouvrement de la fente; 5 sont des ceintures, par exemple des bandes d'acier inoxydable serrées par des outils appropriés; 6 montre le joint terminal de l'intervalle; 7 montre un cloisonnement constitué par un joint élastique écrasé séparant le réservoir 9 du réservoir 9"; en 8 on voit un cloisonnement métallique séparant le réservoir 9 du réservoir 9'; les cloisonnements métalliques permettent l'ancrage de la conduite à des masses de béton, des rochers, etc.
Dans les réservoirs, on n'a pas dessiné les garnitures pour ne pas encombrer les dessins; on voit ces garnitures dans les coupes transversales; elles s'arrêtent peu avant les cloisonnements.
La cheminée 15 du réservoir 9 est, pour la commodité du dessin, représentée à une bien plus grande échelle que la conduite; cette cheminée est raccordée à son intervalle par l'ajutage 16; elle est fermée par un couvercle 19 et une dalle de visite 20 non parfaitement étanches de manière qu'au droit de la cheminée le liquide intervallaire soit à peu de chose près à la pression atmosphérique; 17 est le niveau liquide au temps considéré, 18 est le tube contenant le système détecteur qui sera décrit plus loin, 21 est le trop-plein débouchant de la cheminée dans le tuyau de déversement 22; hl et h2 sont les limites normales, c'est-à-dire quand il n'y a pas de fissures, de niveau du liquide.
Au-dessus, respectivement au-dessous de ces limites, I'aimant permanent incorporé au flotteur 23 glissant le long du tube 18, actionne le contact supérieur I, respectivement inférieur II, du détecteur.
Le circuit électrique comprend encore une résistance spécifique 25 caractéristique du réservoir considéré avant d'aboutir aux deux brins 26 du câble. La dalle de visite est, par exemple, au niveau du sol 27.
On voit encore en 28 une chambre traversée par le tuyau 22 et contenant un appareil 29 sensible au passage du liquide; après avoir traversé la chambre de confirmation, le liquide déversé est conduit par un déversoir 30 dans une cuve d'où il sera pompé.
L'appareil 29 est de préférence un détecteur à flotteur ou bien encore un contrôleur à membrane qui réagit à la présence ou au passage du liquide.
Entre les limites normales h1 et h3, le niveau du liquide peut fluctuer sans actionner les contacts I ou II; ces fluctuations sont celles qui sont engendrées par des variations thermiques ou des extensions diamétrales de la conduite dues à la pression intérieure.
Toute l'installation a été coupée en YY; dans cette coupure on peut disposer des appareils connus en soi, tels par exemple des joints de dilatation de la conduite.
Dans chaque cheminée on remarque un second système détecteur constitué par exemple par un contrôleur 24 équipé d'au moins un contact interrupteur ou commutateur et doté d'un tube manométrique 24' terminé par une cloche 24"; ledit tube contient de l'air sous pression qui maintient fermé le contact du contrôleur 24.
Si la cheminée se vide et même avant qu'elle ne contienne plus d'eau, la pression baisse dans le tube manométrique et le contrôleur 24 ouvre ledit contact relié au brin 61 du câble.
En se reportant plus spécialement à la fig. 2, on voit les brins 26 auxquels sont raccordés en parallèle, d'une part, toutes les résistances spécifiques 25, 25'..., et d'autre part, le contrôleur 29 de confirmation. Le relais 42, normalement désexcité, est branché sur le brin 26 au travers du commutateur 43.
On voit aussi le brin 61 qui traverse en série tous les contrôleurs 24 et le relais 62 normalement excité et dessiné comme tel, il ferme alors le circuit 62'.
Les deux relais 42 et 62 ainsi que l'instrument 41, le pont 40, les commutateurs 43 et 44, la batterie tampon 60 alimentés au travers du redresseur 63 par le transformateur 64, sont montés dans le récepteur 39.
Lors d'une fuite de conduite, l'un des contacts I se ferme; cette fermeture est suivie et confirmée par celle du contrôleur 29 puisque le liquide est refoulé dans la cheminée puis dans le tuyau de déversement.
Dès qu'un contact I se ferme, le relais 42 s'excite tandis que son armature ouvre le circuit 42' de signalisation de repos tandis qu'il ferme les circuits 42"... 42"' de signalisation d'alerte et tous autres circuits de télécommande, ceux-ci non dessinés pour ne pas encombrer le dessin.
Lors d'une fuite d'enveloppe, l'un des contacts II se ferme et, comme précédemment, le relais 42 est excité.
Par contre, l'un des contrôleurs 24 ouvre son contact, ce qui désexcite le relais 62.
L'installation peut être automatiquement contrôlée par des tests d'ouverture du contact 29 et des tests d'ouverture du circuit 61.
Le commutateur 44 permet de déterminer si le dommage est à gauche ou à droite du récepteur.
Le relais 52 est normalement escité au travers du contact 29; son armature tombe lorsque la chambre de confirmation se remplit; il contrôle donc le bon fonctionnement de tous les contacts I. En outre, son armature tombe en cas de défection du câble.
Pour localiser le réservoir endommagé, on place le commutateur 43 sur le pont 40 et on règle le potentiomètre Rr jusqu'à ce que l'instrument 41 revienne au zéro; on détermine ainsi laquelle des résistances spécifiques 25 est en cause.
La localisation précise d'une fissure d'enveloppe dont on connaît le réservoir s'effectue par des moyens en soi connus tels que la recherche par compteur Geiger de l'eau préalablement chargée d'isotopes, ou de billes légères contenant des isotopes ou par l'écoute de la fuite au microphone, etc.
Les coupes transversales des fig. 3, 4, 5 et 6 montrent la conduite 1, l'enveloppe 3, le réservoir 9, le recouvrement 4 et la frection non colmatée de la fente 51.
Dans la fig. 3, les garnitures sont constituées de plots ou bandes 53 reliés par des fils; dans la fig. 4, elles sont formées d'une tôle ondulée 54, de préférence en matière plastique: dans la fig. 5, ce sont des nervures 55 qui sont d'une pièce avec l'enveloppe, et dans la fig. 6, ce sont des barres inférieures 56 reliées entre elles de place en place ainsi qu'on le voit du fait que la figure est coupée en xx et x'x' pour séparer les deux demi-images; 57 représente des ballastages de déchets de fonte ou autres.
Dans certaines formes d'exécution des garnitures, par exemple celle représentée fig. 4, on peut concevoir cellesci comme des coffrages sur lesquels une enveloppe extérieure est appliquée par coulage, projection, enroulage, etc., ladite enveloppe étant de préférence de matière plastique, textile, fibreuse, de béton, etc.
REVENDICATIONS
I. Installation de protection contre les fuites d'une conduite comportant, autour de la conduite, une enveloppe scellée à ses extrémités sur cette conduite, l'intervalle annulaire formé entre la conduite et l'enveloppe constituant au moins un réservoir contenant de l'eau, caractérisée en ce que l'eau se trouve sous sa seule pression statique, en ce que l'enveloppe de chaque réservoir est perforée en un point haut du tracé, en ce que chaque perforation communique avec l'atmosphère par l'inter- médiaire d'une cheminée, en ce que deux réservoirs adjacents sont séparés par un cloisonnement transversal étanche, en ce que des supports qui centrent l'enveloppe sur le conduite forment des canaux intercommunicants,
en ce que chaque cheminée contient au moins un dispositif de détection dont les détecteurs coopèrent par un moyen de liaison électrique avec un récepteur comprenant un dispositif de commande etlou de signalisation actionné par ces détecteurs, ceux-ci étant sensibles à des niveaux de l'eau dans les cheminées, situés hors des limites des variations produites par des causes autres que des fissures de conduite ou d'enveloppe.
Installation of protection against leaks of a pipe and method for its construction
The objects of the invention are an installation for protection against leaks in a pipe and a method for its construction. Its purpose is to provide an installation capable of giving the alert in the event of cracking of the pipe, generally of hydrocarbon, or of its casing, of preventing leaks of hydrocarbons to the environment and of locating the rift; thus, the installation eliminates the dreaded consequences of cracks for the pipe itself or its environment.
The pipeline can be land or underwater and the hydrocarbon liquid or gaseous. The envelope can be of any metallic or synthetic material, reinforced or not by fibers.
There are known pipes which are surrounded by a casing sealed at its ends on the pipe, and of which the annular gap formed between the pipe and its casing is sealed, filled with a fluid and without communication with the atmosphere.
When this fluid is gaseous, it is placed under a slight pressure, the variations of which control manometric devices which give the alert when the variations reach certain limits. However, a gaseous fluid being very compressible and moreover sensitive to thermal variations, the alert is, depending on the setting of the pressure gauges, untimely or only intervenes after a significant filling of the gap with the hydrocarbon transported in the tank. conduct. These large quantities of interval oil are the source of significant dangers.
When the fluid contained in the interval is liquid, for example water, it is here again the variations in interval pressure which control the alert, but the water being very little compressible, the pressure increases rapidly become considerable; the casing must therefore be made of steel, of a thickness at least equal to that of the pipe, which poses complex and costly problems of making the double tube. In addition, such a protection installation cannot, for obvious assembly impossibilities, equip existing pipelines. A particular version of the double steel / steel tube has been developed by the holder of the present patent, but does not obviate the drawbacks listed.
The present invention tends to remedy these drawbacks and can constitute an important technical progress in the fight against pollution or for the protection of pipelines submerged or not; it can be applied just as well to new pipes during their manufacture and installation as well as to the protection of old pipes already in service.
The subject of the invention is an installation for protection against the leaks of a pipe comprising, around the pipe, a casing sealed at its ends on this pipe, the annular gap formed between the pipe and the casing constituting at least one tank containing water, characterized in that the water is only under its static pressure, in that the envelope of each tank is perforated at a high point of the line, in that each perforation communicates with the atmosphere by means of a chimney, in that two adjacent tanks are separated by a watertight transverse partition, in that the supports which center the casing on the pipe form intercommunicating channels,
in that each stack contains at least one detection device whose detectors cooperate by means of an electrical connection with a receiver comprising a control and / or signaling device actuated by these detectors, the latter being sensitive to predetermined levels of water in the chimneys, located outside the limits of variations produced by causes other than pipe or casing cracks.
The subject of the invention is also a method for constructing such an installation, characterized in that, in order to form at least one sealed annular reservoir around the pipe, the pipe is surrounded by sections of casings having for this purpose at least one longitudinal slot, which sections are butted together and the slot or slots are closed off.
These preparation, which can be carried out without threading one of the tubes into the other, is therefore applicable in situ to pipelines already laid and even in service.
To surround the pipe with an envelope with only one cut, it suffices to separate the two lips sufficiently to pass the envelope around the pipe; after what. the casing is rotated around the pipe so that the slit comes over and, finally, the slit is sealed.
A thermosetting resin such as a polyester reinforced with short length glass fibers meets, for example, the specifications of this method of covering the pipe; the slot is sealed by gluing a cover strip or by other arrangements; the slot of a thermoplastic resin can be simply welded.
To surround the pipe, it is also possible to use two casing half-shells which are applied to the pipe, which then requires the closing of two slots.
When a pipeline is at the stage of its construction, it is possible either to thread the pipe in its casing, or to surround the pipe as has just been explained, and in the latter case, the casing has at least one sealed slot.
According to the method of preparation. The envelope has at least one sealed slot.
The principle of operation is that in the event of a pipe crack, the hydrocarbon escapes to one of the sealed tanks and forces the liquid back into the chimney, then through an overflow to a discharge pipe, while on the contrary, in the event of a crack in the casing, the chimney empties and the fluid contained in this reservoir escapes into the environment.
In all embodiments of the invention, a pipe crack causes the penetration of the pressurized hydrocarbon into the gap without appreciable pressure, setting in motion of the interval fluid directed from the leak to the tank stack in cause. A casing crack causes a leak of the interval fluid into the environment and therefore a movement of this fluid directed from the chimney towards the leak.
The appended drawing illustrates, schematically and by way of example, one embodiment of the protection installation according to the invention.
Fig. 1 represents a general view, in profile, of the installation.
Fig. 2 shows the electrical diagram of the detection, location, signaling and action on the control devices for the transport of hydrocarbons such as valves, pumps, etc.
Figs. 3, 4, 5 and 6 illustrate cross sections along xx of the pipe, its casing and the linings, which are different in each figure.
Threads, bands, textures, cords, etc., are cast, projected or wound around the envelope and surround it.
Watertight partitions tightly placed between the two tubes, pipe and casing, separate the annular gap into a number of tanks, each of which is perforated and provided at its highest point with a chimney containing at least one. detection device. These devices belonging to a first group of detectors are connected in parallel to strands of the collector cable through electrical resistors of different values for each tank, each resistance being specific to a tank located on the same side of the receiver; these devices of the first group cooperate with a first relay. The receiver contains in particular a measurement bridge of which the circuit of said strands can form one of the branches.
By switching this circuit on the bridge, the resistance of the stack detection device corresponding to the cracked tank is determined, and as a result, this tank is located. The more partitions there are and therefore the tanks, the shorter each of these is or can become short enough so that cables with precise locations according to Swiss Patent No 426394 become superfluous, but if these cables are used, their pull wires are to be introduced and extracted at the low points of the tanks.
Detectors of a second group are connected in series to other strands of the cable and cooperate with a second relay.
Finally, at least one controller of a third group cooperates with the discharge pipe.
The detectors of the second and controllers of the third group confirm the correct operation of those of the first group.
Partitions have other advantages; for example, they increase, because of their support, the efficiency of the movement of the fluid towards the chimney and for example again, they make it possible to reduce as much as desired the static pressure in the interval. They consist, for example, of an elastic seal, or even of two metal half-rings made integral with the pipe and anchored to the ground; it is advantageous, in line with the partitions, to seal or block at least one of the slots in the casing, to angularly offset the slots of the two casing tubes forming the tulip above the seal and to keep in place this seal by means of the ends of the fittings on either side of the tulip; at the low point of each tank, a drain valve connected to the discharge pipe can be provided.
Supports line the annular gap; they center and distance the casing of its pipe over the greater part of its length, so that the distribution load is low. The linings form intercommunicating channels and can be either ribs of the casing, or independent parts arranged around the pipe and held in place by the tightening of the casing.
When pipelines are submerged and more especially attached to anchors deeply buried in the seabed, it is advantageous to replace the traditional concrete lining with heavy ballastings inserted in the lower part of the annular gap, between bosses of the linings.
In practice and with regard to safety, the interval liquid is advantageously constituted by treated or untreated water; the oil which would leak through a crack does not then accumulate in the meantime but rises in a trickle to the nearest chimney from which it gradually flows through a discharge pipe; the section of this thread is all the weaker the steeper the slope, and never constitutes a small fraction of the liquid.
The chimneys are equipped with overflow tubes, all connected to a discharge pipe which follows the route of the pipeline and opens into a chamber, called confirmation; this chamber is itself connected to a tank of suitable dimensions from which, if necessary, the oil mixed with water is pumped.
Flow monitors placed at the low points of the pipe or in said confirmation chamber are connected to the collector cable. These monitors confirm the pipe crack already announced by a chimney detector, which ensures operational safety even in the event of a failure of a chimney detector.
The detector of the first group in each chimney is sensitive to two predetermined level limits of the liquid in the chimney, between which levels the device is not actuated by variations in levels; the upper limit level is indicative of a backflow and therefore of a pipe crack, while the lower limit level is indicative of an emptying of the chimney, and therefore of an envelope crack.
Each stack further contains at least one detector of the second group sensitive to the lack of liquid at a predetermined level; contacts of these detectors are all connected in series by a monitoring cable and lead to the second relay of the receiver, said relay being energized as long as, in each stack, the liquid is above the predetermined level; this monitoring circuit confirms the envelope crack already announced by a detector of the first group.
The water contained in the chimneys can be surmounted by a layer of antifreeze liquid and the chimneys are, in particular in the case of gas pipelines, connected by junction pipes welded to perforations located preferably in the vicinity of the horizontal diameter of the pipe. 'envelope.
The choice of the number of tanks, respectively partitions, depends on the static pressure of
The water that the envelope can withstand, and as a consequence of the slope of the route and the shape of this route.
It is advantageous for the detection device to include at least one float which follows fluctuations in the level of the liquid.
If we refer to fig. 1 and 2, we see in 2 and 3
The envelope separated by an interval of the pipe 1 2 'and 3' represent the junction of two adjacent tubes of envelopes; 4 is the overlap of the slit; 5 are belts, for example stainless steel bands tightened by suitable tools; 6 shows the end seal of the gap; 7 shows a partition formed by a crushed elastic seal separating the tank 9 from the tank 9 "; at 8 we see a metal partition separating the tank 9 from the tank 9 '; the metal partitions allow the pipe to be anchored to concrete masses , rocks, etc.
In the tanks, the fittings were not designed so as not to encumber the drawings; we see these fillings in the cross sections; they stop shortly before the partitions.
The chimney 15 of the reservoir 9 is, for the convenience of the drawing, shown on a much larger scale than the pipe; this chimney is connected at its interval by the nozzle 16; it is closed by a cover 19 and an inspection slab 20 which are not perfectly airtight so that at the right of the chimney the interval liquid is roughly at atmospheric pressure; 17 is the liquid level at the time considered, 18 is the tube containing the detector system which will be described later, 21 is the overflow opening from the chimney into the discharge pipe 22; hl and h2 are the normal limits, that is, when there are no cracks, the level of the liquid.
Above, respectively below these limits, the permanent magnet incorporated in the float 23 sliding along the tube 18, actuates the upper contact I, respectively lower II, of the detector.
The electrical circuit also comprises a specific resistance 25 characteristic of the reservoir in question before reaching the two strands 26 of the cable. The access slab is, for example, at ground level 27.
We also see at 28 a chamber through which the pipe 22 and containing an apparatus 29 sensitive to the passage of liquid; after passing through the confirmation chamber, the discharged liquid is led through a weir 30 into a tank from which it will be pumped.
Apparatus 29 is preferably a float detector or even a membrane controller which reacts to the presence or passage of liquid.
Between the normal limits h1 and h3, the liquid level can fluctuate without activating contacts I or II; these fluctuations are those which are generated by thermal variations or diametral extensions of the pipe due to the internal pressure.
The whole installation was cut in YY; in this cut it is possible to have devices known per se, such as for example expansion joints of the pipe.
In each chimney there is a second detector system consisting for example of a controller 24 equipped with at least one switch or switch contact and provided with a manometric tube 24 'terminated by a bell 24 "; said tube contains air under pressure that keeps the controller contact closed 24.
If the chimney empties and even before it contains no more water, the pressure drops in the Bourdon tube and the controller 24 opens said contact connected to the strand 61 of the cable.
Referring more specifically to FIG. 2, we see the strands 26 to which are connected in parallel, on the one hand, all the specific resistors 25, 25 ′ ..., and on the other hand, the confirmation controller 29. Relay 42, normally de-energized, is connected to wire 26 through switch 43.
We also see the strand 61 which crosses in series all the controllers 24 and the relay 62 normally excited and drawn as such, it then closes the circuit 62 '.
The two relays 42 and 62 as well as the instrument 41, the bridge 40, the switches 43 and 44, the buffer battery 60 supplied through the rectifier 63 by the transformer 64, are mounted in the receiver 39.
During a pipe leak, one of the contacts I closes; this closure is followed and confirmed by that of the controller 29 since the liquid is discharged into the chimney and then into the discharge pipe.
As soon as a contact I closes, relay 42 is energized while its armature opens circuit 42 'for signaling rest while it closes circuits 42 "... 42"' for warning signaling and all other remote control circuits, these not drawn so as not to clutter the drawing.
During an envelope leak, one of the contacts II closes and, as before, the relay 42 is energized.
On the other hand, one of the controllers 24 opens its contact, which de-energizes the relay 62.
The installation can be automatically checked by opening tests of contact 29 and opening tests of circuit 61.
Switch 44 is used to determine whether the damage is to the left or to the right of the receiver.
Relay 52 is normally energized through contact 29; its frame falls when the confirmation chamber fills; it therefore checks the correct operation of all the I contacts. In addition, its armature falls in the event of a fault in the cable.
To locate the damaged tank, the switch 43 is placed on the bridge 40 and the potentiometer Rr is adjusted until the instrument 41 returns to zero; it is thus determined which of the specific resistances 25 is involved.
The precise location of an envelope crack of which the reservoir is known is carried out by means known per se such as the search by Geiger counter of water previously loaded with isotopes, or of light beads containing isotopes or by listening to the leak on the microphone, etc.
The cross sections of fig. 3, 4, 5 and 6 show the pipe 1, the casing 3, the reservoir 9, the cover 4 and the unclogged frection of the slot 51.
In fig. 3, the linings consist of pads or bands 53 connected by wires; in fig. 4, they are formed of a corrugated sheet 54, preferably of plastic material: in FIG. 5, these are ribs 55 which are integral with the casing, and in FIG. 6, these are lower bars 56 interconnected from place to place as can be seen from the fact that the figure is cut into xx and x'x 'to separate the two half-images; 57 represents ballastings of cast iron or other waste.
In certain embodiments of the linings, for example that shown in FIG. 4, these can be conceived of as forms to which an outer casing is applied by casting, spraying, winding, etc., said casing preferably being of plastic, textile, fiber, concrete, etc.
CLAIMS
I. Installation for protection against the leaks of a pipe comprising, around the pipe, a casing sealed at its ends on this pipe, the annular gap formed between the pipe and the casing constituting at least one reservoir containing water. water, characterized in that the water is under its only static pressure, in that the envelope of each tank is perforated at a high point of the line, in that each perforation communicates with the atmosphere through the inter- medial of a chimney, in that two adjacent tanks are separated by a transverse watertight partition, in that the supports which center the casing on the pipe form intercommunicating channels,
in that each chimney contains at least one detection device whose detectors cooperate by means of an electrical connection with a receiver comprising a control and / or signaling device actuated by these detectors, the latter being sensitive to water levels in chimneys, located outside the limits of variations produced by causes other than pipe or casing cracks.