EP0088776B1 - System for preventing liquids from being driven to the flair stack tip - Google Patents
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- E21B43/36—Underwater separating arrangements
Definitions
- the present invention relates to a safety system intended to eliminate any risk of entrainment of liquids at the torch nose, during flaring of the gases associated with the production of hydrocarbons, in particular at sea (off shore).
- the oil or the condensate entrained by the gas is ignited and falls back in flames on the installation or in the immediate vicinity of it, thus endangering the entire installation and the lives of all staff.
- one of the best measures adopted to date is constituted by the interposition, between the drive source of liquid hydrocarbons and the nose of the torch, of three capacities, namely, a separator, a safety purifier and a torch foot balloon, mounted in series on the gas flow chain, these capacities being respectively equipped with three high level detection devices, which perform, in the event that the level of liquid exceeds a predetermined height, the shutdown of the installation's hydrocarbon supply.
- the torch bottom flask has, or may have, a liquid retention capacity, such that it allocates sufficient time for the manual closing of the hydrocarbon supply valves of the installation. .
- the installation according to patent FR 2407 005 certainly includes a torch foot flask, but it does not include any means for detecting the accumulation of liquids in this flask, nor for discharging these liquids.
- a pipe fitted with a valve has been provided, but this valve, whether automatic or manual, is subject to blockages and irregularities, thus leading to overflow of liquid hydrocarbons.
- the invention therefore aims to eliminate all these drawbacks.
- a safety system intended to eliminate any risk of entrainment of liquids at the torch nose or in the vent, during flaring or dispersion of the gases associated with the production or treatment of hydrocarbons on land and in sea, system of the type comprising a separator which receives the crude hydrocarbons by a supply line and in which the liquids and the gas separate, the liquids being evacuated by a recovery circuit and the gas flowing through at least one line , characterized in that in said gas flow pipe is mounted at least one capacity, such as a torch foot balloon, in which the gas and liquids which have been accidentally entrained by said gas separate, said capacity being provided with an overflow column which stings at a level corresponding to the predetermined maximum level of the liquid in the capacity and which opens below the level of a range of liquid, for example from the sea, at a depth predetermined inverter under its stitching on the capacity.
- a separator which receives the crude hydrocarbons by a supply line and in which the liquids and the gas separate, the liquids being evacuated
- a particularly simple and reliable security system is therefore obtained which can supplement or even replace the usual security systems, and which has the advantage of not involving no detection device and no mechanical organ subject to damage.
- the overflow column in some applications, will be equipped with a discharge device inside it, of various products having the main aims, but not limited to, delaying or preventing the ascent of the liquid hydrocarbons on the surface, reduce, delay or inhibit oil pollution.
- the torch will be equipped with manual or automatic ignition and extinction means making it possible to initiate or smother the flame in different operating configurations or for safety or other reasons.
- the installation comprises, first of all, a source of drive for liquid hydrocarbons constituted by a separator 1 receiving the crude oil or the gas by an inlet pipe 2.
- This separator is equipped conventionally of a circuit 3 for normal recovery of oil or condensates and a gas outlet connected to a gas flow chain 4 to the nose 5 of the torch.
- This gas flow chain 4 comprises, between the separator 1 and the nose of the torch 5, a torch base balloon 6 equipped, in a conventional manner, with a drip recovery circuit 7 comprising or not a pump 8 .
- the separator 1 and the torch bottom flask 6 are both equipped with a high level detection circuit, intended to shut off, in the event of an abnormally high liquid level, the supply of crude or gas to the installation. .
- this installation comprises an overflow column 10 coming to be pricked (tapping 11) on the torch foot ball 6 at a location corresponding to a predetermined maximum level and opening below sea level 12 at a distance L R below the tap 11 on said balloon 6.
- This overflow column 10 is equipped with the above-mentioned spill device 14 ′ and means 13 ′ for taking up liquid hydrocarbons which have overflowed into the overflow column in order to reinsert them into the normal treatment circuits.
- These recovery means will consist, for example, of pumps of various types or liquid or gas ejectors (gas lift). They can be installed during the construction of the installation or, later, be removable or not.
- the two level detection systems will inform operators of a malfunction, and will cut off the arrival of rough if the fault cannot be corrected.
- the volume of liquid "trapped" in the overflow column can be reassembled in the installations and evacuated.
- the liquids are put into the sea “at source", that is to say that a large hot spot will be needed in the area where the liquid hydrocarbons will reach the surface of the sea to cause their ignition.
- the water level inside the overflow column 10 will follow the water level outside with delay and damping. However, this point must be checked in order to avoid air entering the torch barrel 13, especially in the case of short overflow columns 10 and low gas flow rates. Generally, the longer the overflow column 10, the less the wave effect will be felt.
- This separator 15 can be hidden in the tower 16 supporting the torch. It operates at very low level and low pressure.
- the overflow column 10 can optionally be expanded to form a retention capacity 17, thus avoiding any pollution for a limited period.
- the liquid hydrocarbons thus trapped can be reinserted later in the installations by means 13.
- the lower part of column 10 may be screened laterally in order to better disperse the liquid hydrocarbons in the sea.
- FIG. 3 presents a simplified solution.
- the vertical torch barrel 20 is constituted by a tube of variable or non-variable cross-section which can be in certain applications self-resistant to external stresses, and of a diameter such that the rising speed of the gas is sufficiently low so that the gas / liquid separation takes place.
- the gas can be speeded up if necessary at the torch nose 5 by passing through a reduced tubular section 21 or by other means.
- the lower end 22 of the torch barrel serves as a torch foot balloon in normal service, and is equipped with an overflow column 10 such as those previously described as well as a drip recovery circuit 7, 8 and 13.
- An additional simplification will consist, for certain applications, in producing the overflow torch-column assembly, in a continuous tubing, of possibly variable section, the drip recovery circuit then being installed at a suitable altitude on the continuous tubing.
- the latter may use, for its production, parts of already existing tubing, made of steel or other materials, such as than concrete, and can fulfill other functions such as supporting installations. Its support can also be carried out using frames or supports required or not to fulfill other functions.
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Abstract
Description
La présente invention concerne un système de sécurité destiné à éliminer tout risque d'entraînement de liquides au nez de torche, lors du torchage des gaz associes à la production d'hydrocarbures, en particulier en mer (off shore).The present invention relates to a safety system intended to eliminate any risk of entrainment of liquids at the torch nose, during flaring of the gases associated with the production of hydrocarbons, in particular at sea (off shore).
D'une manière générale, on sait qu'un entraînement de liquides dans le nez d'une torche, notamment par suite d'un engorgement des séparateurs gaz/huile ou gaz/condensat, constitue un grave danger dans les installations de production et de traitement d'hydrocarbures et en particulier dans les installations fixes ou flottantes de production off shore.In general, it is known that entrainment of liquids in the nose of a torch, in particular as a result of clogging of the gas / oil or gas / condensate separators, constitutes a serious danger in the production and treatment of hydrocarbons and in particular in fixed or floating offshore production facilities.
En effet, au sortir du nez de la torche, l'huile ou le condensat entraîné par le gaz se trouve enflammé et retombe en flammes sur l'installation ou à proximité immédiate de celle-ci, mettant ainsi en péril l'installation toute entière et la vie de l'ensemble du personnel.Indeed, at the exit of the nose of the torch, the oil or the condensate entrained by the gas is ignited and falls back in flames on the installation or in the immediate vicinity of it, thus endangering the entire installation and the lives of all staff.
Ce danger est d'autant plus important, dans les installations off shore que le personnel risque de se trouver prisonnier sur la plateforme ou le support flottant en feu et qu'en outre, l'huile ou le condensat flottant sur la mer peut former une nappe de feu interdisant toute possibilité d'évacuation.This danger is all the more important in offshore installations as the personnel risks being trapped on the floating platform or support on fire and, in addition, the oil or condensate floating on the sea can form a blanket of fire preventing any possibility of evacuation.
Pour tenter d'éliminer ce risque, l'une des meilleures dispositions retenues à ce jour, est constituée par l'interposition, entre la source d'entraînement d'hydrocarbures liquides et le nez de la torche, de trois capacités, à savoir, un séparateur, un épurateur de sécurité et un ballon de pied de torche, montées en série sur la chaîne d'écoulement de gaz, ces capacités étant respectivement équipées de trois dispositifs de détection de niveau haut, qui effectuent, dans le cas où le niveau de liquide dépasse une hauteur prédéterminée, la fermeture de l'alimentation en hydrocarbures de l'installation.In an attempt to eliminate this risk, one of the best measures adopted to date is constituted by the interposition, between the drive source of liquid hydrocarbons and the nose of the torch, of three capacities, namely, a separator, a safety purifier and a torch foot balloon, mounted in series on the gas flow chain, these capacities being respectively equipped with three high level detection devices, which perform, in the event that the level of liquid exceeds a predetermined height, the shutdown of the installation's hydrocarbon supply.
En outre, dans une telle installation, le ballon de pied de torche présente, ou peut présenter, une capacité de rétention de liquide, telle qu'elle alloue un temps suffisant pour la fermeture manuelle des vannes d'alimentation en hydrocarbures de l'installation.In addition, in such an installation, the torch bottom flask has, or may have, a liquid retention capacity, such that it allocates sufficient time for the manual closing of the hydrocarbon supply valves of the installation. .
Cependant il est clair que de toutes façons, principalement dans le cas où la torche est verticale ou subverticale sur le support de production, la sécurité du personnel et l'ensemble de la plateforme dépendra:
- - du fonctionnement des automatismes de détection et d'actions mécaniques qui sont toujours sujets dans le temps et selon les conditions de fonctionnement, à des avaries, et
- - en dernier recours, du temps de rétention de liquide dans le ballon de pied de torche, qui se trouve dimensionné en fonction d'une durée d'intervention humaine toujours discutable et dont le caractère aléatoire n'est pas en conformité avec une bonne logique de sécurité.
- - the functioning of automatic detection and mechanical actions which are always subject over time and depending on operating conditions, to damage, and
- - as a last resort, the retention time of liquid in the torch foot balloon, which is sized according to a duration of human intervention always questionable and whose randomness is not in accordance with good logic of security.
En outre, il convient également de noter que le ballon de pied de torche, qui se trouve généralement placé en partie basse de l'installation, risque de provoquer, par ses dimensions, une gêne considérable, voir même inacceptable.In addition, it should also be noted that the torch foot balloon, which is generally placed in the lower part of the installation, risks causing considerable discomfort, if not unacceptable, by its dimensions.
Par le brevet FR 2 157 733, on connaît une installation de production d'hydrocarbures dans laquelle aucun élément n'est interposé entre les installations de séparation et le nez de torche, de sorte qu'en cas de dérèglement desdites installations, la totalité de la production d'hydrocarbures, liquides ou gazeux, passe par la torche. Celle-ci déverse alors sur la plateforme de surface ou à proximité de celle-ci des hydrocarbures enflammés, mettant ainsi en péril le personnel ainsi que les installations.By patent FR 2 157 733, a hydrocarbon production installation is known in which no element is interposed between the separation installations and the torch nose, so that in the event of disruption of said installations, all of the production of hydrocarbons, liquid or gaseous, goes through the torch. This then pours on or near the surface platform of the ignited hydrocarbons, thus endangering the personnel as well as the installations.
Le même inconvénient se retrouve dans l'installation selon le brevet FR 2 195 326 où il n'existe aucun moyen pour séparer les liquides entraînés accidentellement par le gaz à la sortie des installations de séparation, ni de moyen pour les dériver du jet de gaz. Ici également, en cas de dérèglement de l'installation, des hydrocarbures liquides pourront être déversés sur la plateforme de surface.The same drawback is found in the installation according to patent FR 2 195 326 where there is no means for separating the liquids accidentally entrained by the gas at the outlet of the separation installations, nor means for deriving them from the gas jet . Here also, in the event of a disturbance in the installation, liquid hydrocarbons may be spilled on the surface platform.
L'installation selon le brevet FR 2407 005 comprend certes un ballon de pied de torche, mais elle ne comporte aucun moyen pour détecter l'accumulation de liquides dans ce ballon, ni pour évacuer ces liquides. Une conduite équipée d'une vanne a bien été prévue, mais cette vanne, qu'elle soit automatique ou manuelle, est sujette aux blocages et aux dérèglements, conduisant ainsi au débordement d'hydrocarbures liquides.The installation according to patent FR 2407 005 certainly includes a torch foot flask, but it does not include any means for detecting the accumulation of liquids in this flask, nor for discharging these liquids. A pipe fitted with a valve has been provided, but this valve, whether automatic or manual, is subject to blockages and irregularities, thus leading to overflow of liquid hydrocarbons.
L'invention a donc pour but de supprimer tous ces inconvénients.The invention therefore aims to eliminate all these drawbacks.
Elle propose donc un système de sécurité destiné à éliminer tout risque d'entraînement de liquides au nez de torche ou à l'évent, lors du torchage ou de la dispersion des gaz associés à la production ou au traitement d'hydrocarbures à terre et en mer, système du type comprenant un séparateur qui reçoit les hydrocarbures bruts par une conduite d'alimentation et dans lequel les liquides et le gaz se séparent, les liquides étant évacués par un circuit de reprise et le gaz s'écoulant par au moins une conduite, caractérisé en ce que dans ladite conduite d'écoulement du gaz est montée au moins une capacité, telle qu'un ballon de pied de torche, dans laquelle le gaz et des liquides qui ont été entraînés accidentellement par ledit gaz se séparent, ladite capacité étant munie d'une colonne de trop-plein qui se pique à un niveau correspondant au niveau maximal prédéterminé du liquide dans la capacité et qui débouche en dessous du niveau d'une étendue de liquide, par exemple de la mer, à une profondeur prédéterminée sous son piquage sur la capacité.It therefore proposes a safety system intended to eliminate any risk of entrainment of liquids at the torch nose or in the vent, during flaring or dispersion of the gases associated with the production or treatment of hydrocarbons on land and in sea, system of the type comprising a separator which receives the crude hydrocarbons by a supply line and in which the liquids and the gas separate, the liquids being evacuated by a recovery circuit and the gas flowing through at least one line , characterized in that in said gas flow pipe is mounted at least one capacity, such as a torch foot balloon, in which the gas and liquids which have been accidentally entrained by said gas separate, said capacity being provided with an overflow column which stings at a level corresponding to the predetermined maximum level of the liquid in the capacity and which opens below the level of a range of liquid, for example from the sea, at a depth predetermined inverter under its stitching on the capacity.
On obtient donc un système de sécurité particulièrement simple et fiable pouvant compléter ou même se substituer aux systèmes usuels de sécurité, et qui présente l'avantage de ne faire intervenir aucun dispositif de détection et aucun organe mécanique sujet à des avaries.A particularly simple and reliable security system is therefore obtained which can supplement or even replace the usual security systems, and which has the advantage of not involving no detection device and no mechanical organ subject to damage.
Ainsi, en cas de dérèglement lent ou brutal de l'installation, le liquide excédentaire, sera déversé à la mer avec une très faible probabilité de risque d'incendie compte tenu du fait:
- - qu'il faudrait un point chaud important dans la zone où le liquide atteindra la surface de la mer pour provoquer son ignition.
- - qu'en raison de la profondeur à laquelle il se trouve déversé, et des courants marins qui existent dans la plupart des sites, le liquide ne refera surface qu'à une certaine distance des installations.
- - there should be a large hot spot in the area where the liquid will reach the surface of the sea to cause it to ignite.
- - that due to the depth to which it is spilled, and the sea currents which exist in most sites, the liquid will only resurface at a certain distance from the installations.
En outre, la colonne de trop-plein, dans certaines applications, sera équipée d'un dispositif de déversement à l'intérieur de celle-ci, de produits divers ayant pour buts principaux, mais non limitativement, de retarder ou empêcher la remontée des hydrocarbures liquides à la surface, diminuer, retarder ou inhiber la pollution par les hydrocarbures.In addition, the overflow column, in some applications, will be equipped with a discharge device inside it, of various products having the main aims, but not limited to, delaying or preventing the ascent of the liquid hydrocarbons on the surface, reduce, delay or inhibit oil pollution.
Par ailleurs, dans certaines applications, la torche sera équipée de moyens d'allumage et d'extinction manuels ou automatiques permettant d'initier ou d'étouffer la flamme dans différentes configurations de fonctionnement ou pour des raisons de sécurité ou autres.Furthermore, in certain applications, the torch will be equipped with manual or automatic ignition and extinction means making it possible to initiate or smother the flame in different operating configurations or for safety or other reasons.
Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
- La figure 1 est une représentation schématique d'une première installation de production équipée d'un dispositif de sécurité selon un premier exemple de réalisation de l'invention;
- La figure 2 est une représentation schématique d'une deuxième installation de plus faible encombrement et équipée de moyens anti-polluants.
- La figure 3 est une représentation schématique d'une troisième installation dans laquelle la fût de torche joue le rôle de ballon de pied de torche.
- Figure 1 is a schematic representation of a first production facility equipped with a safety device according to a first embodiment of the invention;
- Figure 2 is a schematic representation of a second installation of smaller footprint and equipped with anti-pollutant means.
- Figure 3 is a schematic representation of a third installation in which the torch barrel acts as a torch foot balloon.
Avec référence à la figure 1, l'installation comprend, tout d'abord, une source d'entraînement d'hydrocarbures liquides constituée par un séparateur 1 recevant le pétrole brut ou le gaz par un conduit d'arrivée 2. Ce séparateur est équipé de façon classique d'un circuit 3 de reprise normale de l'huile ou des condensats et d'une sortie de gaz raccordée à une chaîne d'écoulement de gaz 4 jusqu'au nez 5 de la torche.With reference to FIG. 1, the installation comprises, first of all, a source of drive for liquid hydrocarbons constituted by a separator 1 receiving the crude oil or the gas by an inlet pipe 2. This separator is equipped conventionally of a circuit 3 for normal recovery of oil or condensates and a gas outlet connected to a gas flow chain 4 to the nose 5 of the torch.
Cette chaîne d'écoulement de gaz 4 comporte, entre le séparateur 1 et le nez de la torche 5, un ballon de pied de torche 6 équipé, de façon classique, d'un circuit de reprise des égouttures 7 comprenant ou non une pompe 8.This gas flow chain 4 comprises, between the separator 1 and the nose of the torch 5, a torch base balloon 6 equipped, in a conventional manner, with a
Le séparateur 1 et le ballon de pied de torche 6 sont tous deux équipés d'un circuit de détection de niveau haut, destiné à fermer, en cas de niveau de liquide anormalement haut, l'alimentation en brut ou en gaz de l'installation.The separator 1 and the torch bottom flask 6 are both equipped with a high level detection circuit, intended to shut off, in the event of an abnormally high liquid level, the supply of crude or gas to the installation. .
Selon l'invention cette installation comprend une colonne de trop-plein 10 venant se piquer (piquage 11) sur le ballon de pied de torche 6 en un emplacement correspondant à un niveau maximal prédéterminé et débouchant en dessous du niveau 12 de la mer à une distance LR en dessous du piquage 11 sur ledit ballon 6.According to the invention, this installation comprises an
Cette colonne de trop-plein 10 est équipée du susdit dispositif de déversement 14' et de moyens de reprise 13' des hydrocarbures liquides ayant débordés dans la colonne de trop-plein afin de les réinserrer dans les circuits normaux de traitement. Ces moyens de reprise seront constitués, par exemple, de pompes de divers types ou d'éjecteurs à liquide ou à gaz (gas lift). Ils pourront être mis en place au moment de la construction de l'installation ou, plus tard, être amovibles ou non.This
Ainsi, en fonctionnement normal, les deux systèmes de détection de niveau informeront les opérateurs d'un défaut de fonctionnement, et couperont l'arrivée de brut si le défaut ne peut être corrigé.Thus, in normal operation, the two level detection systems will inform operators of a malfunction, and will cut off the arrival of rough if the fault cannot be corrected.
En cas de dérèglement brutal et de non fonctionnement des deux systèmes de détection de niveau, les liquides seront déversés à la mer par la colonne de trop-plein 10, la torche continuant d'être alimentée en gaz, ceci jusqu'à la correction du défaut ou jusqu'à la fermeture manuelle ou automatique de l'arrivée du brut.In the event of a sudden disturbance and the non-functioning of the two level detection systems, the liquids will be discharged into the sea through the
On obtient donc un circuit de très haute sécurité. Toutefois, il présente, du fait des dimensions du ballon de pied de torche 6, un inconvénient important (qui pourra être supprimé grâce aux dispositions qui seront décrites notamment en regard des figures 2 et 3).We therefore obtain a very high security circuit. However, due to the dimensions of the torch base balloon 6, it has a significant drawback (which can be eliminated by the arrangements which will be described in particular with regard to FIGS. 2 and 3).
Il convient de préciser que, pour obtenir un fonctionnement acceptable, la colonne, de trop-plein 10 doit satisfaire à des critères de dimensionnement déterminés répondant à au moins deux conditions principales, à savoir:
- - éviter la montée des liquides dans le fût de
torche 13, en cas d'engorgement; - - éviter la sortie de gaz par l'extrémité inférieure 14 de la colonne de trop-plein 10 en service normal.
- - avoid the rise of liquids in the
torch barrel 13, in the event of congestion; - - Avoid the gas outlet through the
lower end 14 of theoverflow column 10 in normal service.
Ces conditions peuvent être exprimées comme suit:
- A) Pour éviter l'engorgement du ballon de pied de torche 6 ou la montée des liquides dans le
fût 13, il convient d'assurer l'écoulement des liquides à la mer, ce qui implique que l'équation (1) suivante soit au moins satisfaite, sans prendre en compte les différentes pertes de charge dans les conduites:
- A) To avoid engorgement of the torch foot balloon 6 or the rise of liquids in the
barrel 13, it is necessary to ensure the flow of liquids overboard, which implies that the following equation (1) is at least satisfied, without taking into account the different pressure drops in the pipes:
La condition la plus défavorable étant atteinte quand P1 = Patm (cas d'arrêt après engorgement et remplissage total en liquide de la colonne de trop-plein 10 sur la longueur LR), la relation (1) peut se simplifier à
-
1) Pour
- dw = 1020
- do = 700 (huile imparfaitement dégazée),
- LR = 50 m
- d w = 1020
- d o = 700 (imperfectly degassed oil),
- L R = 50 m
- 2) Dans les mêmes conditions que précédemment mais avec une huile mieux dégazée de do =800, la hauteur L1 devient 10,8 m. (exemple 2)2) Under the same conditions as above but with a better degassed oil of d o = 800, the height L 1 becomes 10.8 m. (example 2)
-
3) Dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1 mais avec une colonne de trop-plein 10 plus courte, LR=40 m, la hauteur L1 minimum est de 12,5 m. (exemple 3)3) Under the same conditions as in Example 1 but with a
shorter overflow column 10, L R = 40 m, the minimum height L 1 is 12.5 m. (example 3) - 4) Dans les mêmes conditions que dans l'exemple 3 mais avec une densité d'huile do = 800, la hauteur L1 minimum devient égale à 8,62 m. (exemple 4)4) Under the same conditions as in Example 3 but with an oil density do = 800, the minimum height L 1 becomes equal to 8.62 m. (example 4)
B) Pour éviter la sortie de gaz par l'extrémité inférieure de la colonne de trop-plein 10, la relation suivante devra être vérifiée:
- 1) avecla pression P1 devra être inférieure à 3,013 x 105 Pa.1) with the pressure P 1 must be less than 3.013 x 10 5 P a .
- 2) avecla pression Pl devra être inférieure à 2,013 x 105 Pa.2) with the pressure P l must be less than 2,013 x 10 5 P a .
A l'examen des relations 1 et 3 précédentes, il apparaît que le système de sécurité proposé ne sera pas applicable dans tous les cas, et en particulier dans de trop faibles profondeurs d'eau.On examining relations 1 and 3 above, it appears that the proposed safety system will not be applicable in all cases, and in particular in too shallow water depths.
Si, pour une implantation donnée, les relations 1 et 3 sont vérifiées avec des coefficients de sécurité raisonnables, et si le dimensionnement des conduites est correct pour tenir compte des différentes pertes de charge, le risque d'engorger la torche est très improbable.If, for a given installation, relationships 1 and 3 are verified with reasonable safety coefficients, and if the dimensioning of the pipes is correct to take account of the different pressure drops, the risk of clogging the torch is very improbable.
Toutefois, le risque d'entraînement de liquide au nez de torche 5 demeure, sauf si le ballon de pied de torche 6 est dimensionné en séparateur diphasique fonctionnant à niveau très bas. Ceci conduit à l'implantation d'un ballon 6 dont les dimensions et le poids risquent d'être prohibitifs.However, the risk of entrainment of liquid at the torch nose 5 remains, unless the torch base balloon 6 is dimensioned as a two-phase separator operating at a very low level. This leads to the establishment of a balloon 6 whose dimensions and weight may be prohibitive.
Par ailleurs, la séparation huile/gaz s'effectuant sans réel contrôle, dans un séparateur ballon 6 où les internaux sont pratiquement exclus, le risque d'entraînement de gouttelettes de liquide demeure grand.Furthermore, the oil / gas separation being carried out without real control, in a balloon separator 6 where the internals are practically excluded, the risk of entrainment of liquid droplets remains great.
L'examen des relations 1 et 3 montre que l'augmentation des dimensions Li et LR va dans le sens d'une amélioration de la sécurité.Examination of relationships 1 and 3 shows that increasing the dimensions Li and L R goes in the direction of improving safety.
En cas d'engorgement, que l'installation comporte ce système de sécurité ou non, la quantité de liquides mis à la mer sera sensiblement la même.In the event of congestion, whether or not the installation includes this safety system, the quantity of liquids put into the sea will be more or less the same.
Néanmoins sur un engorgement de durée limitée, le volume de liquide »piégé« dans la colonne de trop-plein pourra être remonté dans les installations et évacué.However, during a blockage of limited duration, the volume of liquid "trapped" in the overflow column can be reassembled in the installations and evacuated.
Selon la figure 1, les liquides sont mis à la mer »en source«, c'est-à-dire qu'il faudra un point chaud important dans la zone où les hydrocarbures liquides atteindront la surface de la mer pour provoquer leur ignition.According to Figure 1, the liquids are put into the sea "at source", that is to say that a large hot spot will be needed in the area where the liquid hydrocarbons will reach the surface of the sea to cause their ignition.
Toutefois, compte tenu des courants marins qui peuvent exister sur bon nombre de sites, les hydrocarbures liquides ne referont surface qu'à une certaine distance des installations.However, given the sea currents which can exist on a good number of sites, liquid hydrocarbons will only resurface at a certain distance from the installations.
A titre d'exemple, pour une colonne de trop-plein 10 débouchant à 50 m en dessous du niveau moyen de l'eau et avec une huile de masse volumique 850, celle-ci ne refera surface qu'à environ 60 m de la verticale de la colonne 10 ceci pour un courant de 0,25 noeud.For example, for an
Le niveau de l'eau à l'intérieur de la colonne de trop-plein 10 suivra avec retard et amortissement le niveau de l'eau à l'extérieur. Toutefois, ce point devra être vérifié afin d'éviter des entrées d'air dans le fût de torche 13, surtout dans le cas de colonnes de trop-plein 10 courtes et de faibles débits de gaz. En règle générale, plus la colonne de trop-plein 10 sera longue, moins l'effet de vague se fera sentir.The water level inside the
Pour tenir compte des points évoqués ci-dessus, un arrangement (figure 2) est développé comme suit:
- Le ballon de pied de torche 6, généralement placé en point bas de l'installation, reprend, en service normal, les égouttures (
circuits 7, 8). Ses dimensions et son poids redeviennent acceptables. Il est complété par un séparateur liquides/gaz 15 placé à la partie inférieure du fût de torche 13, celui-ci n'étant utile qu'en cas d'engorgement.
- The torch base balloon 6, generally placed at the low point of the installation, resumes, in normal service, the drips (
circuits 7, 8). Its dimensions and weight become acceptable again. It is completed by a liquid /gas separator 15 placed at the bottom of thetorch barrel 13, this being useful only in the event of waterlogging.
Ce séparateur 15 peut être masqué dans la tour 16 supportant la torche. Il fonctionne à très bas niveau et basse pression.This
A partir d'une certaine profondeur, la colonne de trop-plein 10 peut éventuellement être épanouie pour constituer une capacité de rétention 17, évitant ainsi toute pollution pendant une durée limitée. Les hydrocarbures liquides ainsi piégés, peuvent être réinserrés ultérieurement dans les installations par des moyens 13.From a certain depth, the
La partie inférieure de la colonne 10 pourra être crépinée latéralement afin de mieux disperser les hydrocarbures liquides dans la mer.The lower part of
Enfin, pour certaines applications, le mode de réalisation représenté figure 3 présente une solution simplifiée.Finally, for certain applications, the embodiment shown in FIG. 3 presents a simplified solution.
Le fût de torche vertical 20 est constitué par un tube de section variable ou non pouvant être dans certaines applications self-résistant aux sollicitations extérieures, et d'un diamètre tel que la vitesse ascensionnelle du gaz soit suffisamment faible pour que la séparation gaz/liquide s'effectue. La mise en vitesse du gaz peut se faire si nécessaire au nez de torche 5 par passage à travers une section tubulaire réduite 21 ou par un autre moyen.The
L'extrémité inférieure 22 du fût de torche sert de ballon de pied de torche en service normal, et est équipée d'une colonne de trop-plein 10 telle que celles précédemment décrites ainsi qu'un circuit de reprise des égouttures 7, 8 et 13.The
Une simplification supplémentaire consistera pour certaines applications à réaliser l'ensemble fût de torche-colonne de trop-plein, en une tubulure continue, de section éventuellement variable, le circuit de reprise des égouttures étant alors installé à une altitude convenable sur la tubulure continue. En outre, dans toutes les configurations d'installations de ce système de sécurité, ce dernier pourra utiliser, pour sa réalisation, des parties de tubulures déjà existantes, en acier ou autres matériaux, tels que le béton, et pouvant remplir d'autres fonctions telles que le supportage des installations. Son supportage pourra être également effectué à l'aide de charpentes ou de supports requis ou non pour remplir d'autres fonctions.An additional simplification will consist, for certain applications, in producing the overflow torch-column assembly, in a continuous tubing, of possibly variable section, the drip recovery circuit then being installed at a suitable altitude on the continuous tubing. In addition, in all the configurations of installations of this security system, the latter may use, for its production, parts of already existing tubing, made of steel or other materials, such as than concrete, and can fulfill other functions such as supporting installations. Its support can also be carried out using frames or supports required or not to fulfill other functions.
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