FR2478260A1 - Installation sous-marine de stockage au large des cotes pour des gaz liquefies fortement refroidis - Google Patents

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Abstract

LA PRESENTE INVENTION DECRIT UNE INSTALLATION DE STOCKAGE SOUS-MARINE AU LARGE DES COTES POUR GAZ LIQUEFIES FORTEMENT REFROIDIS. L'INSTALLATION COMPREND UNE CHARPENTE 12 IMMERGEE DISPOSEE VERTICALEMENT ET ALLONGEE; UN RESERVOIR DE STOCKAGE 30 ISOLE EST MONTE DE FACON A POUVOIR SE DEPLACER SUR LA CHARPENTE 12 ET DE POUVOIR ETRE MIS EN POSITION A DES PROFONDEURS VARIABLES DANS L'EAU. LE RESERVOIR 30 EST CONSTRUIT POUR TRANSFERER LA PRESSION DE L'EAU REGNANT A L'EXTERIEUR, AU GAZ LIQUEFIE SANS QUE L'EAU PUISSE SE MELANGER AVEC CE DERNIER. CETTE PRESSION TRANSFEREE PERMET DE MAINTENIR L'ETAT LIQUIDE DU GAZ LIQUEFIE STOCKE. UTILISATION DE CETTE INSTALLATION COMME RESERVOIR DE GAZ NATUREL LIQUEFIE.

Description

Installation sous-marine de stockage au large des côtes pour des gaz liquéfiés fortement refroidis.
La présente invention concerne une installation de stockage pour des gas liquéfiés fortement refroidis. Plus particulièrement, la présente invention concerne des installations de stockage terminales et sous-marines au large des côtes pour des gaz énergétiques liquéfiés, y compris le gaz naturel liquéfié (GNL).
On sait depuis longtempe liquéfier les gaz, y compris le gaz naturel, pour réduire leur volume et ainsi faciliter leur stransport et leur stockage.
Un inconvénient majeur provenant de la liquéfaction et de la concentration simultanée des gaz fortement énergétiques est dû à une menace extrêmement accrue pour la sécurité et à un risque possible de dévastation.
Un désastre dO au gaz naturel liquide s'est produit à Cleveland, à proximité de l'ohiO, en 1944, dans lequel des centaines de personnes furent tuées ou blessées. Ce désastre supprima effectivement l'utilisation du gaz naturel liquéfié aux Etats-Unis pendant les vingt années suivantes.
Par ailleurs, les gaz du pétrole liquéfiés (GPL), tels que propane et butane ont été largement utilisés aussi bien dans les applications énergétiques rurales qu'industrielles dans tous les Etats-Unis pendant de nombreuses années. Les gaz synthétiques manufacturés sont également connus et utilisés pour l'énergie et autres domaines d'utilisation. Etant donné que les sources de gaz~naturel locales diminuent, les gaz énergétiques liquides transportés et stockés deviendront une source d'énergie de plus en plus importante dans le monde. Ces gaz liquéfiés sont de trois types principaux, le gaz naturel (GNL), les gaz de pétrole (GPL) et les gaz synthétiques (GSL) y compris les gaz énergétiques domestiques produits artificiellement (c'est-à-dire méthane et éthane) et les gaz énergétiques industriels (c'est-à-dire acétylène et propylène).Ces gaz liquéfiés seront une source première d'énergie produisant de la chaleur pour le proche avenir, en attendant certainement que les sources d'énergie solaire, géothermiques et de fusion soient rendues pratiques et économiques. Egalement parmi les autres sources d'énergie facilement disponibles, (c'est-à-dire charbon, pétrole, essence, uranium et gaz), seuls les gaz énergétiques liquéfiés brûlent proprement, ce qui en fait des possibilités intéressantes étant donné que la société cherche de plus en plus à éviter la pollution de l'air.
Le gaz naturel est un mélange d'hydrocarbures, typiquement 65 à 99% méthane avec des quantités plus petites d'éthane, de propane et de butane.
Quand le gaz naturel est refroidi au-dessous de -128,5 C, il devient un liquide incolore et inodore ayant un volume inférieur à 1/600 du volume qu'il possède à la température ordinaire et à la pression atmosphérique régnant en surface. Quand le GNL est chauffé au-dessus de son point d'ébullition -128,50C, il bout, (c'est-à-dire se regazéifie) et se dilate jusqu'à un volume supérieur à 600 fois son volume original. Ainsi, on peut estimer
3 qu un bateau-citerne de 150 000 m de GNL peut transporter l'équivalent d'environ 90 millions de m3 de gaz naturel.
Parmi les gaz énergétiques liquides connus, le gaz naturel liquide est le plus difficile à manipuler car il est extrêmement froid. Les dispositifs et les procédés complexes de manipulation, de transport et de stockage sont nécessaires pour éviter une élévation thermique indésirable dans le
GNL et sa regazéification résultante. Les récipients de stockage, soit la partie des bateaux-citernes pour GNL, soit la partie de ceux fixés à terre sont étroitement analogues à des bouteilles thermos géantes avec des parois extérieures, des parois intérieures et des types et des quantités efficaces d'isolant entre ces parois.
Les réservoirs de stockage du GNL aux Etats-Unis ont été construits jusqu'ici la plupart du temps au-dessus du sol avec des installations de bassins refroidis placés convenablement au-dessus du sol. La plupart de ces réservoirs ont été protégés par des talus en terre formant enceintes.
Ces talus sont dimensionnés et placés pour enfermer une surface et un volume au moins aussi grand que la capacité de stockage du plus grand des réservoirs à l'intérieur de la surface protégée. De plus, les risques potentiels connus d'explosion et de brasier, créés par la rupture en masse de ces réservoirs, corme une petite rupture due à une balle ou à un projectile d'un saboteur, dans la partie supérieure de la paroi latérale pourrait entrainer un courant de GNL explosant au-delà du talus, rendant ainsi celui-ci inutile pour maîtriser le danger d'une fuite et créant une probabilité importante d'explosion et de brasier ardent.
Les dangers présentés par les installations de stockage de gaz énergétiques liquides au voisinage des concentrations de population sont si grands que le Controller General des U.S.A. a recommandé au Congrès que "toutes les installations futures pour stocker de grandes quantités de ces gaz soient construites sur des aires éloignées". Cette recommandation, ainsi que d'autres, a paru sur la première couverture du Volume I du
Rapport complet en trois volumes du Controller General au Congrès intitulé tiquified Energy Gases Safety, document n" END-78-28 publié le 31 Juillet 1978. Le grand public a soulevé une polémique au sujet de l'établissement proposé d'installations de stockage supplémentaires de GNL sur la cute sans tenir compte de l'éloignement réel des zones peuplées.
D'une façon surprenante l'attention publique ne s'est pas beaucoup concentrée jusqu'ici sur l'océan et son étendue comme un environnement potentiellement sOr pour les installations de stockage pour gaz énergétiques liquéfiés, y compris le GNL. Un réservoir de stockage partiellement immergé au large des cates pour les gaz énergétiques liquéfiés est décrit dans le brevet U.S. de Jackson NO 3.675.431 publié le 11Juillet 1972. Ce brevet décrit un réservoir isolé qui est préfabriqué, amené par flottage à un endroit convenable au large des cotes, puis enfoncé dans l'eau jusqu'à ce que sa base immergée reste sur le fond de la mer. Un cylindre métallique dont la partie supérieure bombée émerge de l'eau s'étend depuis la base de béton.Un produit isolant garnit l'intérieur du réservoir Une membrane mince et souple à l'intérieur de l'isolant fournit le revêtement intérieur étanche aux liquides du réservoirvdemandé. Le revêtement isolant de la partie immergée du réservoir est dit "être aminci", de sorte qu'une:couche de glace se forme autour de l'extérieur de la base de béton quand le réservoir est rempli de gaz liquéfié. Suivant l'invention revendiquée dans le brevet en question, on suppose que la couche de glace agit comme un joint extérieur pour le béton immergé.
Les récipients de stockage souterrains pour le GNL sont utilisés au
Japon avec certains avantages soulignés par rapport aux installations de stockage terrestres en surface. Néanmoins, les dangers présentés par ces installations, en particulier contre le dommage dO aux séismes restent inchangés. Egalement, les visites et l'entretien des installations sont extrêmement difficiles et dangereux.
Une autre proposition antérieure pour le stockage sous l'eau au large des cuves des produits du pétrole brut est donnée dans le brevet U.S.
NO 3.643.447. Une charpente ancrée sur le fond de la mer supporte un réservoir pouvant augmenter de volume, en forme de vessie, fixé à la charpente, à une profondeur prédéterminée au-dessous de la surface. Le pétrole brut provenant d'un puits sous-marin est envoyé en continu par canalisation dans le réservoir et provoque l'expansion de celui-ci. Une conduite de déchargement du réservoir arrive à la surface et fournit le pétrole brut dans les citernes d'une barge ou d'un navire en attente. La pression hydrostatique latente d'élévation développée par la pression de la mer contre le réservoir souple est utilisée pour forcer le pétrole brut à sortir du réservoir en forme de vessie, à traverser la conduite et à pénétrer dans le navireciterne en attente sans nécessiter de pompage.Bien que l'invention de
Pogonowski puisse avoir été réalisable pour le stockage du brut liquide à la température de la mer environnante, il n'est pas suggéré dans ce brevet d'appliquer cette invention au stockage des gaz énergétiques liquéfiés et à d'autres liquides aux basses températures, d'utiliser la pression ambiante de l'eau pour maintenir ltétat liquide du gaz liquéfié ou d'utiliser la profondeur dans l'eau pour dissiper les petites fuites de l'installation sans le danger d'incendie ou d'explosion.
Un objet général de la présente invention est de fournir une installation de stockage sous-marine au large des cates pour des gaz énergétiques liquéfiés fortement refroidis (GEL) et produits analogues, qui utilisent avantageusement l'environnement marin pour remédier aux restrictions, aux inconvénients et aux dangers des installations de stockage et des environnements terrestres antérieures.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un réservoir de stockage immergé au large des côtes pour GEL qui transfèrent efficacement la pression de l'eau environnante régnant à des profondeurs considérables aux gaz énergétiques liquéfiés stockés dans ce réservoir pour les maintenir à l'état liquide.
Encore un objet de la présente invention est de fournir un réservoir de stockage sous-marin pour GEL, sensible à la pression extérieure, qui puisse être déplacé entre différentes profondeurs dans l'eau, pour que les
la différences de pression selon/profondeur puissent être utilisées pour compenser les changements de température se produisant dans le gaz énergétique liquéfié afin de maintenir son étant liquide.
Encore un autre objet-de la présente invention est de fournir un réservoir de stockage pour GEL, sensible à la pression extérieure, qui est immergé à une profondeur dans l'eau où les pressions externes égalent les pressions internes, afin que des fuites quelconques dans le réservoir soient ralenties à la vitesse de diffusion des différents liquides et soient dissipées avec sécurité dans l'eau.
Encore un autre objet de la présente invention est de fournir une installation terminale et de stockage de réservoirs au large des côtes pour
GEL L qui soit beaucoup plus sûre et mieux protégée contre les forces natu- relles et les interventions humaines que les installations de stockage de
GEL connues jusqu'ici.
Encore un autre objet de la présente invention est de fournir une ins tallation terminale et de stockage sous-marin au large des cates pour des gaz énergétiques liquides qui soit favorablement comparable aux installa tions de stockage terrestres pour GEL L en réduisant les risques de fuites, de ruptures, d'explosions, d'incendies, de sabotage et autres dangers naturels et artificiels,et en renforçant les fréquences de l'entretien et en augmentant la sécurité du fonctionnement.
Encore un autre objet de la présente invention est l'utilisation des avantages naturels d'un environnement marin et sous-marin au large des cates pour le transport, le stockage, la manipulation et la regazéification du GEL.
Un objet supplémentaire de la présente invention est de fournir des installations de purification, le liquéfaction et de stockage sous-marines sur le lieu de branchement d'une tête de puits sur une réserve de gaz naturel au large des cates existant au-dessous du fond de l'un des plateaux continentaux des océans du monde.
La présente invention réalise les objets précédents et autres objets et avantages qui apparaîtront par la suite en fournissant une installation de stockage sous-marine et de terminal pour navires citernes, au large des caties, pour des gaz liquéfiés refroidis, mais non limitée particulièrement au gaz naturel liquéfié, aux basses températures cryogéniques. Une charpente verticale allongée, de préférence ancrée sur le fond de la mer supporte un réservoir de stockage isolé sensible à la pression de l'eau environnante, qui peut être monté et descendu à l'intérieur de la charpente. Le réservoir comprend une conduite d'arrivée isolée extensible qui va jusqu a une plateforme terminale prévue au niveau de la surface de la partie supéiieure de la charpente.Une canalisation d'écoulement non isolée jusqu'à la catie, peut être utilisée pour la regazéification avec la température ambiante de l'eau de mer agissant pour réchauffer le GEL (gaz énergétique liquéfié) au-dessus de son point d'ébullition quand il la traverse. Le réservoir de stockage du GEL, isolé, est conçu pour être rendu légèrement et négativement flottable à la profondeur la plus grande de fonctionnement et pour le volume le plus grand de GEL, par l'introduction de lest tel que l'eau de mer dans les ballasts de sorte que la profondeur du réservoir puisse être effectivement contractée.
Dans une réalisation de la présente invention, le réservoir de stocka double ge est sous la forme d'un réservoir télescopique en forme de/piston, caractérisé par deux doubles parois cylindriques coulissantes intercalées et des extrémités supérieure et inférieure en forme de dôme. Les deux doubles parois permettent d'éviter les gradients thermiques extrêmes que n'empêche- raient pas des parois télescopiques simples, et elles fournissent une barrière extérieure contre les fêlures de la paroi du réservoir Des joints sont prévus entre toutes les surfaces mobiles, ou une membrane extensible continue peut être prévue à l'intérieur du réservoir pour donner un ensemble sOr et diminuer les fuites. Des ballasts peuvent être prévus aussi au sommet du réservoir pour l'introduction ét l'expulsion du lest.Des guides, tels que des roues et des rainures permettent au réservoir de monter et de descendre à l'intérieur de la charpente bien mieux qu'un ascenseur est guidé dans sa cage.
D'autres objets, avantages et caractéristiques de la présente invention apparattront au fur et à mesure de la description détaillée d'une réalisation préférée de la présente invention, qui est présentée en référence aux dessins ci-joints.
Sur ces dessins
- la figure 1 est une vue sensiblement schématique en perspective d'une installation de terminal et de stockage sous-marin pour un gaz énergétique liquide (GEL) au large des caties, selon la présente invention, l'installation étant coupée en hauteur afin de tenir dans la feuille.
- La figure 2 est une vue en coupe et en plan du sommet de l'installation prise le long de la ligne 2-2 de la figure 1.
- La figure 3 est une vue en plan détaillée agrandie d'une roulette latérale du réservoir de stockage pour GEL de l'installation montrée sur les figures 1 et 2.
- La figure 4 est une vue en élévation de caté du réservoir de stockage de GEL télescopique de l'installation de la figure 1, montré dans la position où son volume est le plus petit (position contractée).
- La figure 5 est une vue en élévation de côté et en coupe verticale du réservoir de stockage télescopique pour GEL de la figure 4, montrée dans la position où son volume est le plus grand (position expansée).
- La figure 6 est une vue en détail agrandie en élévation de caté et en coupe verticale d'une partie de la construction à deux doubles parois télescopiques du sommet et du fond du réservoir de stockage pour GEL montré sur les figures 4 et 5.
On va maintenant décrire la réalisation préférée de la présente invention.
Une installation 10 de terminal et de stockage sous-marin pour gaz énergétique liquide selon le principe de la présente invention est montrée schématiquement, dans son environnement prévu au large des catesjsur la figure 1. Bien que l'installation 10 soit montrée et détaillée comme étant construite dans l'océan, elle peut être utilisée avantageusement au sein d'une eau quelconque à condition de disposer d'une profondeur suffisante.
Une grande installation, telle que l'installation 10, fonctionnera au mieux quand la profondeur disponible du fond de l'océan est au moins à 122 m au-dessous du niveau moyen de la surface.
L'installation 10 comprend une charpente 12 comportant six éléments 13 verticaux qui sont disposés verticalement pour définir un hexagone suivant une section horizontale. Le choix d'une géométrie hexagonale pour la charpente 12 fournit un support structurel adéquat pour l'installation 10 tout en minimisant la charge provenant de la marée et d'autres courants dans le milieu océanique. La charpente 12 est fixée à des pilotis de béton 14 renforcés qui sont enfoncés dans le fond de la mer. Un entretoisement horizontal inférieur 16 et un entretoisement horizontal supérieur 18 relient les éléments verticaux 13 de la charpente 12 pour donner une intégrite structurelle à l'installation 10.Dans la pratique des éléments triangulaires 15, montrés coupés sur la figure 1 afin de ne pas rendre moins explicites les principes de la présente invention, sont également compris en accord avec les techniques de construction normalisée pour relier entre eux les éléments verticaux 13 de la charpente 12 et assurer l'intégrité-de cette charpente 12.
Une plateforme 20 au niveau de la surface est supportée par I'éxtré- mité supérieure de la charpente 12. La plateforme 20 est juste au-dessus de la surface de la mer et porte toutes les commandes de l'installation 10.
La plateforme 20 fournit un dock-21 pour l'amarrage des gros transporteurs, et un équipement de transfert 22 pour enlever le gaz énergétique liquide à partir des transporteurs à grand tirant d'eau amarrés au dock 21, tel que le transporteur 23 montré sur la figure 1. La plateforme 20 comporte également un équipement de reliquéfaction 24, des locaux pour le personnel navigant et un héliport pour le transport vers et depuis l'installation 10.
Un ensemble réservoir 30 en deux parties est placé dans la charpente 12. L'ensemble réservoir 30 est dimensionné et construit pour glisser verticalement à l'intérieur de la charpente 12 et est monté et descendu à différentes profondeurs dans l'eau en réglant sa flottabilité relative.
Des roulettes de guidage 32 sont montées à l'extérieur de la paroi latérale de l'ensemble réservoir 30. Un support 33 fournit un palier approprié étanche à l'eau pour les roulettes 32. Les roulettes guides 32 sont alignées pour rouler dans les six barres en U 34 fixées sur les éléments verticaux 13 de la charpente. Une illustration d'une roulette-guide 32, du palier 33 et de la barre en U verticale correspondante 34 est montrée sur la figure 3
Comme il y a six éléments verticaux 13 de la charpente 12, il y a six séries de trois roulettes 32 alignées verticalement fixées à l'extérieur de l'ensemble réservoir 30, deux des roulettes étant fixées à une partie supérieure 36 de l'ensemble et une roulette de la série verticale étant fixée à la partie inférieure 38 de ltensemble réservoir 30.
Un dbme anti-implosion 40 isolé et renforcé forme le sommet de la partie supérieure 36 et un dbme anti-implosion 42 isolé et renforcé complémentaire forme le fond de la partie inférieure 48. Les deux doubles parois cylindriques 44 et 46 de la partie supérieure 36 s'intercalent avec les deux doubles parois cylindriques complémentaires 48 et 50 de la partie inférieure 38 de la façon indiquée sur les figures 5 et 6 pour fournir la construction télescopique à deux doubles parois de l'ensemble réservoirs 30.
Chaque paroi des parois 44, 46, 48 et 50 est une construction en sandwich.
Les plaques métalliques extérieures minces 52 et 53 sont fixées à une charpente interne 54 rugueuse mais largement ouverte. Une matière isolante 56, de préférence de la perlite, ou un produit équivalent, remplit les espaces et les interstices entre les plaques extérieures 52. Les éléments de la charpente intérieure 54 sont en une matière ayant une très faible conductibilité thermique pour minimiser les transferts de chaleur à travers les parois 44, 46, 48 et 50 tout en fournissant une intégrité structurelle à cette charpente.
Puisque le gradient de température (dQ aux températures cryogéniques des charges de GEL dans le réservoir 30) augmente avec l'épaisseur croissante des plaques de paroi 53, les plaques épaisses ont une sensibilité plus grande aux fissures par contraintes thermiques que des plaques minces mais résistantes. Donc les plaques de paroi intérieures 53 qui sont en contact physique avec le GEL sont de préférence en aluminium ou m acier mince à 9% de nickel et construites de la façon décrite (par Tiratsoo dans Saturai Gas, 1972, Ed., pages 200-202) comme un "réservoir à membrane". Par le terme "membrane", on désigne quelque chose caractérisé par sa minceur par rapport à sa surface principale, et par la souplesse dans un plan perpendiculaire à la surface principale.Les qualités de membrane permettent d'ajuster les plaques de paroi 53 à l'intérieur du réservoir aux variations des taux de pression quand l'ensemble réservoir est rempli et vidé de GEL, et quand ce réservoir se déplace à différentes profondeurs. Les plaques de paroi extérieures 52 sont de préférence construites en acier inoxydable et sont revêtues d'une matière en résine polymère mince résistante à la corrosion marine, restant pliable, souple et quelque peu élastique après la polymérisation (durcissement).
Les deux doubles parois 44, 46, 48 et 50 sont équipées à leur extrémité extérieure, d'un joint annulaire 55, périphérique, continu, qui empêche les fuites de gaz énergétique liquéfié du réservoir 30 et qui empêchent l'entrée de l'eau venant de l'extérieur. Bien que les joints 55 restent fonctionnels sur un gradient de pression important, et aux températures cryogéniques basses, il faudra tenir compte que la pression de l'eau à l'extérieur et la pression du GEL à l'intérieur seront sensiblement équilibrées au cours du fonctionnement en stockage de l'installation 10.
Un doigt de blocage 59 actionné par un ressort peut être prévu dans la construction des parois latérales intercalées comme le montre la figure 6, pour être sûr que les parties supérieure et inférieure 36 et 38 du réservoir 30 ne se séparent pas quand la position d'extension maximum est atteinte comme le montre la figure 5.
En se référant maintenant aux figures 4 et 5, le dôme supérieur renforcé 40 du réservoir 30 comprend un ballast 57 qui est alternativement rempli et vidé d'eau pour modifier la flottabilité de l'ensemble réservoir 30 afin de faire monter ou descendre celui-ci selon les instructions provenant d'un système de régulation automatique par ordinateur qui commande en continu le volume et l'état des gaz énergétiques liquides à l'intérieur de l'ensemble réservoir 30, et compense dans des conditions contrôlées l'ajustement du lest.Le ballast 57 comprend des évents 58 représentés sur la figure 4, qui sont ouverts et fermés, comme dans un sous-marin, pour contrôler l'écoulement de l'eau et la purge du gaz dans et à l'extérieur du ballast 57. L'éli- mination du lest de la chambre 57 par insufflation sera effectuée avec un équipement approprié prévu dans un carter externe 60 monté sur le dôme supérieur 40 de l'ensemble 30. L'équipement de contrôle du lest dans le carter 60 est relié au système de régulation par ordinateur et règle la quantité de lest dans la chambre 57 par la régulation automatique de l'ordinateur. Bien que la chambre-ballast 57 soit montrée sur le dame supérieur 40, ces chambres peuvent être aussi bien prévues dans le dôme 42 du fond, ou à d'autres endroits du dôme supérieur 40. La chambre 57 doit être placée à l'extérieur du revêtement isolant afin que les basses températures du GEL dans le réservoir 30 n'atteignent pas l'eau formant lest et la congèlent.
Puisque le gaz naturel liquéfié, par exemple, a une densité égale seulement à 42% de la densité de l'eau, plus la quantité de GNL stockée dans l'ensemble réservoir 30 sera grande plus la flottabilité de celui-ci sera grande. Par conséquent la quantité de gaz énergétique liquéfié, par exemple le GNL, stockée dans le réservoir 30 dictera la quantité de lest nécessaire pour maintenir l'ensemble réservoir 30 à la profondeur désirée.
Cette profondeur dépendra également de la température du GEL dans le ré réservoir Quand la température s'élève, l'état liquide peut être maintenu en augmentant la pression. Puisque la pression augmente avec la profondeur à cause du poids de l'eau qui se trouve au-dessus, ce phénomène est utilisé pour le GEL liquéfié et pour le conserver ainsi. Donc, l'ensemble réservoir 30 est lesté par rapport à une profondeur appropriée pour obtenir la pression désirée pour le GEL. L'opération de lestage globale est grandement dynamique et le système de régulation par ordinateur est par conséquent extrêmement désirable pour contrôler le fonctionnement total de stockage de l'installation 10.
Le transfert du gaz énergétique liquide dans et hors du réservoir 30 est effectué à travers un tube 62 isolé, sensiblement flexible, qui relie la plateforme 20 à un point d'entrée approprié 64 dans le dême supérieur 40 de l'ensemble réservoir 30. Ce tube de liaison 62 pénètre à l'intérieur du réservoir 30 jusqu'en un point qui est près du dôme inférieur 42 du réservoir quand celui-ci est dans la position entièrement contractée montrée sur la figure 4. L'extrémité supérieure du tube 62 est reliée à léquipe- ment de transfert 24 placée en haut de la plateforme 20.
Une soupape de sûreté 66 de détente de la réserve placée à l'intérieur de la paroi cryogénique du dême anti-implosion supérieur 40, fournit un support de sécurité à l'appareil formant soupape placé dans l'équipement de transfert 24 sur la plateforme 20. De plus, deux soupapes de secours 68 pour détendre des pressions élevées sont prévues au voisinage de la soupape de sflreté 66 de détente de la réserve dans le sommet du dôme 40 pour éliminer les gaz provenant de l'ébullition du gaz énergétique liquéfié en cas de regazéification dans le réservoir 30.
Le transport du gaz énergétique liquide du réservoir 30 à un entreptt sur la cate est de préférence effectué au moyen d'un pipe-line 70 isolé qui, partant de ltéquipement de transfert 24, descend le long de la charpente 12 jusqu'à la station de transfert 72 installée sur le fond de l'océan. A la station de transfert, le gaz énergétique liquéfié passe dans des pipe-lines 74 non isolés qui vont jusqu'à l'équipement de distribution classique du gaz placé sur la catie. Ces tuyaux 74 non isolés transfèrent effectivement la chaleur relative de l'eau de mer au gaz liquéfié pour réaliser la regazéification suivant des procédés connus dans la technique qui ne font pas partie de la présente invention.Des régulateurs de pression appropriés et des détecteurs d'arrêt automatique sont prévus à la station de transfert 72 pour contrôler l'opération de regazéification de l'installation 10.
Bien qu'en théorie l'ensemble réservoir 30 n'a pas besoin d'être maintenu dans la charpente 12 par des cibles qualconques ou par des mécanismes cliquets roues à rpchet, s'engageant dans la charpente 12, des considérations de sécurité peuvent nécessiter l'utilisation de ces éléments, et des câbles, ou autres mécanismes, non montrés sur les figures, fonctionneront pour maintenir l'ensemble réservoir 30 à un niveau donné et fournir une sécurité supplémentaire dans le cas où les soupapes 58 contrôlant la chambre ballast 57 fonctionnerait mal. Egalement des cabres pourraient être utilisés pour faire descendre l'ensemble réservoir 30 à un niveau approprié dans le cas où il se produirait une panne définitive du système de lestage.
Des limites dimensionnelles pratiques existent pour un volume du réservoir minimum et maximum. Le volume minimum sera une contrainte économique au-dessous de laquelle le stockage du GEL ne pourrait pas être réalisé industriellement. Le volume maximum du réservoir est atteint au moment ou le rapport de la flottabilité au lest ne peut plus être tenu.
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Dans la pratique, ce volume de réservoir pourrait être compris entre 7944 m et 51833 m3
L'installation 10 est construite d'abord en plaçant des socles de béton 14. Ensuite, la charpente 12, de préférence fabriquée à terre et compOrtant l'ensemble réservoir 30, est transportée sur les lieux par flottage au large, le réservoir vide 30 fournissant la plus grande partie du flottage nécessaire pour ce transport. La charpente et le réservoir sont ensuite immergés verticalement et les éléments verticaux 13 sont fixés sur les socles 14.
La charpente 12 peut être conçue sans la plateforme 20 qui se trouve au-dessus de la surface, ni le dock 21 et fournir une installation de stockage entièrement immergée, comportant une bouée de transfert par flottage pour supporter l'extrémité terminale supérieure du tube isolé 62. L'installation fonctionne bien pendant les tempêtes et facilite par tous les temps toutes les conditions de chargement de l'ensemble réservoir 30.
Plusieurs groupes réservoirs peuvent facilement être prévus en disposant plusieurs charpentes de telle façon que certains éléments verticaux de la charpente supportent et guident deux ensembles réservoir sur les catés opposés. La charpente hexagonale 12 est particulièrement bien adaptée pour monter plusieurs groupes réservoirs.
L'homme de l'art appréciera que la présente invention remédie à un grand nombre d'inconvénients importants des installations de stockage de gaz énergétiques liquéfiés de l'art antérieur, en fournissant une installation de stockage qui diminue fortement les frais d'installation, et élimine les coûts des zones terrestres tampons, qui élimine les frais de dragage des bords descêtes et des installations de constructions navales, qui utilise le milieu sous-marin au large des caties pour entretenir l'état liquide du GEL L stocké, pour assurer la dispersion du GEL qui pourrait fuir sans risque d'incendie ou d'explosion, et pour assurer une regazéification appropriée pendant le transfert vers la catie.
I1 doit être bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que toutes variantes et modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention tel qu'il est défini dans les revendications ci-annexées.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Installation de stockage sous-marine au large des crêtes dans l'océan et lieux analogues, pour gaz énergétiques liquéfiés et matériaux liquides similaires, à des températures cryogdniques, caractérisée par le fait qu' elle comprend - un moyen réservoir de stockage sous-marin isolé, verticalement compressible, pouvant être placé à différentes profondeurs dans l'eau, pour stocker lesdits matériaux liquides, ledit moyen réservoir comprenant un moyen de transfert de la pression régnante de l'eau pour transférer les pressions de l'eau régnant à l'extérieur ayant un gradient lié à la dimension verticale dudit moyen réservoir, à la matière liquéfiée qui y est stockée sans qu'il y ait un mélange Qe l'eau et de la matière liquéfiée, de- sorte que ladite pression transférée permet de maintenir l'état liquide de ladite matière liquide et de sorte qu'un gradient de pression désiré peut être obtenu en faisant varier la profondeur dudit moyen réservoir dans l'eau, ledit moyen réservoir comprenant un moyen de positionnement pour permettre la montée et la descente dudit moyen réservoir dans l'eau aux profondeurs choisies pour maintenir l'état liquide durant le stockage.
2. Installation de stockage sous-marine au large des caties dans l'océan et milieux analogues pour gaz énergétiques liquides et produits analogues à des températures de liquéfaction cryogéniques, caractérisée par le fait qu'elle comprend - un moyen charpente dans la mer aligné dans un sens généralement vertical ;; - un moyen réservoir isolé bati pour monter et descendre à l'intérieur dudit moyen charpente, ledit moyen réservoir comprenant - un moyen de positionnement pour monter et descendre ledit moyen réservoir à l'intérieur dudit moyen charpente à diverses profondeurs de stockage choisies dans la mer, - un moyen de transfert de la pression de la mer pour transférer la pression de la mer régnant aux profondeurs choisies, où ledit moyen réservoir est positionné de temps en temps, au contenu stocké dans ledit moyen réservoir pour fournir la pression régnant à ladite profondeur choisie audit contenu afin de provoquer et de maintenir l'état liquide de celui-ci, - des moyens d'expansion et de contraction pour augmenter et diminuer le volume de stockage intérieur dudit moyen réservoir, verticalement, en fonction du volume de liquide qui y est stocké et le gradient de pression externe régnante appliqué de temps à autre ; - un moyen de canalisation de transfert flexible isolé allant de la surface de la mer audit moyen réservoir pour transférer le liquide audit moyen réservoir et à partir dudit moyen réservoir.
3. Installation de stockage sous-marine au large des cates dans l'océan et milieux analogues, pour gaz énergétiques liquides refroidis et produits analogues, caractérisée par le fait qu'elle comprend - une charpente immergée au sein de l'eau et s'y développant de bas en haut, - un moyen réservoir isolé monté pour monter et descendre à l'intérieur de ladite charpente à des profondeurs de stockage variables dans l'eau, ledit moyen réservoir comprenant - un moyen de transfert de la pression de l'eau régnant à l'extérieur pour transférer la pression régnant à l'extérieur au liquide stocké dans ledit moyen réservoir sans qu'il se produise un mélange entre les fluides, - un moyen d'augmentation et de diminution du volume délimitant le moyen réservoir, pour augmenter et diminuer le volume de stockage intérieur dudit moyen réservoir verticalement en fonction du volume de liquide qui y est stocké et la pression régnant à l'extérieur appliquée de temps à autre, - un moyen de canalisation de transfert extensible isolé depuis ledit moyen réservoir au moyen terminal à la surface de l'eau pour transférer le liquide audit moyen réservoir et à partir de celui-ci, - un moyen de positionnement pour monter et descendre ledit moyen réservoir à des profondeurs variables de stockage dans l'eau choisies pour fournir audit liquide la pression régnante maintenant l'état liquide, ce qui fait que le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur, transférée audit liquide stocké aide à maintenir l'état liquide et à empêcher la gazéification dudit liquide.
4. Installation de stockage des gas liquéfiés sous-marine dans l'océan et milieux analogues pour la manipulation tt le stockage de gaz liquéfiés aux températures cryogéniques,ladite installation étant caractérisée par le fait qu'elle comprend - un moyen réservoir sous-marin thermiquement isolé, verticalement télescopique, du type piston-cylindre fournissant un joint, pour recevoir et y stocker le gaz liquéfié à ltétat liquide aux températures cryogéniques sans qu'il y ait mélange avec l'eau environnante ;; - des moyens de flottabilité variable attachés audit moyen réservoir pour permettre audit moyen réservoir de monter et descendre dans l'eau aux profondeurs choisies pendant la manipulation et le stockage appliquant ainsi le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur à travers ledit moyen réservoir audit gaz liquéfié en une quantité choisie pour provoquer et maintenir l'état liquide de celui-ci.
5. Installation de stockage de gaz liquéfié sous-marine pour la manipulation et le stockage de gaz liquéfiés aux températures cryogéniques, ladite installation étant caractérisée par le fait qu'elle comprend - une charpente verticale sous-marine allongée, - un moyen réservoir sous-marin thermiquement isolé du type piston-cylindre fournissant un joint, verticalement télescopique monté de manière à pouvoir glisser pour monter et descendre sur ladite charpente, pour recevoir et y stocker le gaz liquéfié à l'état liquide aux températures cryogéniques sans qu'il y ait melange avec l'eau environnante ;; - des moyens de flottabilité variable attachés audit moyen réservoir pour permettre audit moyen réservoir de monter et descendre dans l'eau à des profondeurs choisies pendant la manipulation et le stockage, appliquant ainsi le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur à travers ledit moyen réservoir audit gaz liquéfié en une quantité choisie pour provoquer et maintenir l'état liquide de celui-ci.
6. Installation de stockage de gaz liquéfié sous-marine pour la manipulation et le stockage des gaz liquéfiés aux températures cryogéniques, ladite installation etant caractérisée par le fait qu'elle comprend - un moyen réservoir sous-marin, thermiquement isolé, pour recevoir et y stocker les gaz liquéfiés à l'état liquide aux températures cryogéniques sans qu'il y ait mélange de l'eau environnante, ledit moyen reservoir comprenant un récipient fermé à deux parties verticalement télescopique, chaque partie comprenant une partie télescopique à double paroi continue dans un engagement coulissant hermétiquement fermé avec une partie complémentaire de l'autre partie similaire - des moyens de flottabilité variable attachés audit moyen réservoir pour permettre audit moyen réservoir de monter et descendre dans l'eau aux profondeurs choisies pendant les opérations de manipulation et de stockage, appliquant ainsi le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur à travers ledit moyen réservoir audit gaz liquéfié en une quantité choisie pour provoquer et maintenir l'état liquide de celui-ci.
7. Installation de stockage selon la revendication 6, caractérisée par le fait que lesdites parties à double paroi continue sont essentiellement cylindriques et que lesdites parties d'extrémité dudit réservoir sont généralement concaves ou convexes.
8. Installation de stockage selon la revendication 7, caractérisée par le fait que lesdits moyens de flottabîlité variable comprennent des réservoirs ballast prévus dans les parties d'extrémité dudit réservoir.
9. Installation de stockage de gaz liquéfié sous-marine pour la manipulation et le stockage de gaz liquéfiés aux températures cryogéniques, caractérisée par le fait qu'elle comprend - un moyen réservoir sous-marin thermiquement isolé du type piston-cylindre fournissant un joint, verticalement télescopique et destiné à recevoir et stocker les gaz liquéfiés à l'état liquide aux températures cryogéniques sans mélange avec l'eau environnante ; - des moyens de flottabilité variable prévus dans la structure des parois d'extrémité dudit moyen réservoir pour permettre à celui-ci de monter et descendre dans l'eau aux profondeurs choisies pendant les opérations de manipulation et de stockage, appliquant ainsi le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur à travers ledit moyen réservoir audit gaz liquéfié en une quantité choisie pour provoquer et maintenir l'état liquide de celui-ci.
10. Installation de stockage de gaz liquéfié sous-marine pour la manipulation et le stockage des gaz liquéfiés aux températures cryogéniques, caractérisée par le fait qu'elle comprend - un moyen réservoir sous-marin, thermiquement isolé du type piston-cylindre fournissant un joint, verticalement télescopique, et destiné à recevoir et stocker le gaz liquéfié à l'état liquide aux températures cryogéniques sans mélange avec l'eau environnante ;; - des moyens de flottabilité variable attachés audit moyen réservoir pour permettre audit moyen réservoir de monter et descendre dans l'eau aux profondeurs choisies pendant les opérations de manipulation et de stockage, appliquant ainsi le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur à travers ledit moyen réservoir audit gaz liquéfié en une quantité déterminée pour provoquer et maintenir l'état liquide de celui-ci - un moyen de canalisation communiquant avec ledit moyen réservoir et ayant une partie non isolée traversant l'eau pour transférer la chaleur de l'eau au gaz liquéfié pour obtenir la regazéification pendant la sortie du gaz liquéfié dudit moyen réservoir.
11. Installation de stockage de gaz liquéfié sous-marine au sein de l'eau pour la manipulation et le stockage de gaz liquéfiés aux températures cryogéniques, caractérisée par le fait qu'elle comprend - une charpente verticale sous-marine essentiellement allongée, fixée sur le fond de l'eau, - un moyen réservoir sous-marin thermiquement isolé, verticalement compressible monté de façon à coulisser pour monter et descendre sur ladite char pente, destiné à recevoir et à stocker les gaz liquéfiés à l'état liquide aux températures cryogéniques sans mélange avec l'eau environnante ;; - un moyen de positionnement variable lié audit moyen réservoir pour permettre audit moyen réservoir de monter et descendre dans l'eau aux profondeurs choisies pendant les opérations de manipulation et de stockage, appliquant ainsi le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur à travers ledit moyen réservoir audit gaz liquéfié en une quantité déterminée pour provoquer et maintenir l'état liquide de celui-ci ; - ladite charpente verticale comportant une partie formant plate forme au-dessus de la surface de l'eau et formant un dock pour l'amarrage des navires, des chalands et autres moyens pour le transport par eau des gaz liquéfiés ; - des moyens de canalisation extensibles communiquant entre ladite plateforme et ledit moyen réservoir pour faire passer lesdits gaz liquéfiés audit moyen réservoir et à partir dudit moyen réservoir, aux températures cryogéniques.
12. Installation de stockage de gaz liquéfié sous-marine au sein de l'eau pour la manipulation et le stockage des gaz liquéfiés aux températures cryogéniques, ladite installation étant caractérisée par le fait qu'elle comprend - un moyen réservoir sous-marin thermiquement isolé du type double piston, verticalement télescopique, pour recevoir et stocker le gaz liquéfié à l'état liquide aux températures cryogéniques sans mélange avec l'eau environnante ; ; - un moyen de positionnement attaché entre ledit moyen réservoir et le fond de l'eau pour permettre audit moyen réservoir de monter et descendre dans l'eau aux profondeurs choisies durant les opérations de manipulation et de stockage, appliquant ainsi le gradient de pression de l'eau régnant à l'extérieur à travers ledit système réservoir audit gaz liquéfié en une quantité déterminée pour provoquer et maintenir l'état liquide de celui-ci
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