FR2568977A1 - FLEXIBLE PIPE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN TUYAU SOUPLE POUR LE TRANSPORT DE FLUIDES CORROSIFS DE MANIERE A RESISTER A UNE ATTAQUE INEVITABLE PAR DES ACIDES COMME DE L'ACIDE CARBONIQUE ET DE L'ACIDE HYDROSULFUREUX. LE TUYAU SOUPLE COMPREND UNE COUCHE 11 FORMEE D'UN ELASTOMERE RESISTANT AUX FLUIDES CORROSIFS, QUI EST DISPOSEE ENTRE UNE COUCHE PORTEUSE INTERIEURE METALLIQUE 12 ET UNE COUCHE PORTEUSE EXTERIEURE 13; LA PROTECTION DU TUYAU SOUPLE EST ASSUREE PAR UNE COUCHE 19 FORMEE D'UNE COMPOSITION POLYMERE CONTENANT DE L'OXYDE DE FER ROUGE, C'EST-A-DIRE DE L'OXYDE FERRIQUE; CETTE COMPOSITION POLYMERE PEUT CONTENIR DE 5 A 100PARTIES D'OXYDE DE FER ROUGE POUR 100PARTIES DE POLYMERE; LE TUYAU SOUPLE PEUT EGALEMENT COMPORTER UNE COUCHE DE RENFORCEMENT NOYEE DANS UNE MATRICE FORMEE DE LADITE COMPOSITION POLYMERE CONTENANT DE L'OXYDE DE FER. APPLICATION AU TRANSPORT DE PETROLE BRUT SOUS PRESSION ELEVEE.THE INVENTION RELATES TO A FLEXIBLE HOSE FOR THE TRANSPORT OF CORROSIVE FLUIDS SO AS TO RESIST AN AVOIDABLE ATTACK BY ACIDS SUCH AS CARBONIC ACID AND HYDROSULFUROUS ACID. THE FLEXIBLE PIPE CONSISTS OF A LAYER 11 IN THE FORM OF AN ELASTOMER RESISTANT TO CORROSIVE FLUIDS, WHICH IS ARRANGED BETWEEN A METAL INNER CARRIER LAYER 12 AND AN EXTERNAL CARRIER LAYER 13; THE PROTECTION OF THE FLEXIBLE PIPE IS PROVIDED BY A LAYER 19 IN THE FORM OF A POLYMER COMPOSITION CONTAINING RED IRON OXIDE, THAT IS TO SAY FERRIC OXIDE; THIS POLYMERIC COMPOSITION MAY CONTAIN FROM 5 TO 100 PARTS OF RED IRON OXIDE PER 100 PARTS OF POLYMER; THE FLEXIBLE PIPE MAY ALSO HAVE A REINFORCING LAYER FLOODED IN A MATRIX SHAPED FROM THE said POLYMER COMPOSITION CONTAINING IRON OXIDE. APPLICATION TO THE TRANSPORT OF CRUDE OIL UNDER HIGH PRESSURE.
Description
La présente invention concerne un tuyau souple et elle a trait plusThe present invention relates to a flexible hose and is more
particulièrement, bien que non exclusivement, à un tuyau souple approprié pour le transport d'un fluide corrosif tel que du pétrole brut sous une pression élevée. Conformément à la présente invention, un particularly, although not exclusively, to a flexible hose suitable for carrying a corrosive fluid such as crude oil under high pressure. In accordance with the present invention, a
tuyau souple comprend une composition polymère con- hose comprises a polymer composition
tenant de l'oxyde de fer rouge (oxyde ferrique). holding red iron oxide (ferric oxide).
La composition polymère est usuellement basée sur un caoutchouc, auquel de l'oxyde ferrique sous forme de particules est incorporé par une technique opératoire classique, par exemple sur une machine The polymer composition is usually based on a rubber, to which ferric oxide in the form of particles is incorporated by a conventional operating technique, for example on a machine
Banbury. De préférence, la composition polymère con- Banbury. Preferably, the polymer composition
tient de 5 à 100 parties d'oxyde de fer pour 100 par- holds from 5 to 100 parts of iron oxide per 100
ties de caoutchouc, et avantageusement de 20 à 50 par- of rubber, and preferably from 20 to 50 parts
ties. L'oxyde ferrique est un matériau peu coûteux, commodément disponible et d'une toxicité relativement faible, et sa présence peut apporter deux avantages: ties. Ferric oxide is an inexpensive, readily available material with relatively low toxicity, and its presence can provide two benefits:
1. Il est capable d'absorber les quantités li- 1. It is capable of absorbing the quantities
mitées d'acide hydrosulfureux (résultant de la présence mitted with hydrosulfuric acid (resulting from the presence
de sulfure d'hydrogène) et d'acide carbonique (résul- hydrogen sulphide) and carbonic acid (resulting from
tant de la présence de gaz carbonique). Cela est parti- both of the presence of carbon dioxide). This is partly
culièrement intéressant si le tuyau souple contient également des matières telles que des câbles textiles et/ou un renforcement métallique (par exemple des fils ou des câbles) et/ou des couches de tissu qui seraient interesting if the hose also contains materials such as textile cords and / or metal reinforcement (eg wires or cables) and / or fabric layers that would be
autrement affectéespar une attaque par les acides. otherwise affected by acid attack.
2. Il peut servir d'indicateur visuel d'un con- 2. It can serve as a visual indicator of a con-
tact avec de l'acide hydrosulfureux ou carbonique en tact with hydrosulphurous or carbonic acid in
passant du rouge au noir.from red to black.
La caractéristique importante de la présente invention consiste en ce que la composition polymère contenant de l'oxyde de fer peut former une barrière entre une source potentielle d'attaque chimique et un The important feature of the present invention is that the iron oxide-containing polymer composition can form a barrier between a potential source of etching and a
composant du tuyau souple qu'il est nécessaire de pro- component of the hose that is necessary to
téger contre une telle attaque. L'attaque la plus cou- to protect against such an attack. The most common attack
rante est une attaque par des acides contenus dans le fluide de travail se trouvant dans le tuyau souple et un composant métallique ou textile du tuyau souple est rante is an attack by acids contained in the working fluid in the hose and a metal or textile component of the hose is
particulièrement vulnérable à une telle attaque. particularly vulnerable to such an attack.
Du fait que des couches de renforcement formées de métaux, de matière textile ou de verre sont couramment Because reinforcing layers formed of metals, textile material or glass are commonly
utilisées dans des tuyaux souples, il existe des compo- used in flexible hoses, there are
sants auxquels l'aspect de protection de la présente which the protection aspect of the present
invention est particulièrement applicable. invention is particularly applicable.
Dans un mode préféré de réalisation de la pré- In a preferred embodiment of the present invention,
sente invention, un composant de tuyau souple à protéger est noyé dans une matrice constituéed'une composition polymère contenant de l'oxyde de fer, qui s'étend radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur en ayant respectivement une épaisseur d'au moins 1 mm et In this invention, a flexible hose component to be protected is embedded in a matrix of a polymer composition containing iron oxide, which extends radially inwardly and outwardly, respectively having a thickness of minus 1 mm and
avantageusement une épaisseur comprise entre 2 et 10 mm. advantageously a thickness of between 2 and 10 mm.
Habituellement, la composition polymère contenant l'oxyde de fer se présente sous forme d'une couche circonférentiellement continue et d'une épaisseur Usually, the polymer composition containing the iron oxide is in the form of a circumferentially continuous layer and a thickness
sensiblement uniforme.substantially uniform.
Dans un autre mode de réalisation de la pré- In another embodiment of the present invention,
sente invention, un composant à protéger n'est pas noyé dans une matrice mais il est contigu ou proche d'une composition polymère contenant de l'oxyde de fer, en étant par exemple interposé entre deux compositions de ce genre (en ce qui concerne les épaisseurs préférées In this invention, a component to be protected is not embedded in a matrix but is contiguous or similar to a polymer composition containing iron oxide, for example being interposed between two such compositions (with respect to preferred thicknesses
des compositions, on se référera au paragraphe précédent). compositions, reference will be made to the preceding paragraph).
Bien qu'on se réfère souvent dans cette des- Although we often refer to this
cription à une composition polymère contenant de l'oxyde de fer, il va de soi qu'il existe une pluralité de telles compositions à l'intérieur d'une structure de tuyau souple et par exemple un tuyau souple peut comporter des fils ou des câbles métalliques qui sont noyés dans une couche d'oxyde de fer ainsi que des couches de tissu qui sont noyées dans une autre couche d'oxyde In a composition containing iron oxide, it is understood that there is a plurality of such compositions within a flexible pipe structure and for example a hose may have wires or cables. metal embedded in a layer of iron oxide and layers of fabric embedded in another layer of oxide
de fer.of iron.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in- Other features and advantages of the
vention seront mis en évidence, dans la suite de la des- will be highlighted, in the following
cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé dans lequel: la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un tuyau souple conforme à la présente invention. Un tuyau souple pour le transport de pétrole brut sous une pression élevée comprend une couche 11l d'un élastomère résistant au pétrole, disposée entre une couche porteuse intérieure métallique 12 et une couche porteuse extérieure 13o La couche porteuse extérieure 13 comprend des cables 18 en métal de haute description, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying single drawing in which: Figure 1 is a longitudinal sectional view of a portion of a hose according to the present invention. A hose for transporting crude oil under high pressure comprises a layer 11l of an oil-resistant elastomer, disposed between a metallic inner carrier layer 12 and an outer carrier layer 13o. The outer carrier layer 13 comprises metal cables 18 high
résistance qui sont noyes dans une matrice d'une com- resistance that are embedded in a matrix of a
position de caoutchouc au polychloroprène contenant polychloroprene rubber position containing
parties d'oxyde de fer pour 100 parties de caout- parts of iron oxide per 100 parts of
chouc. La couche 19 est une autre couche porteuse constituée d'un tissu de rayonne noyé dans la même Chouc. Layer 19 is another carrier layer consisting of a rayon fabric embedded in the same
composition caoutchoutée contenant de l'oxyde de fer. rubber composition containing iron oxide.
Le tuyau souple comprend également une couche extérieure de recouvrement 20 en deux parties se composant d'une couche intérieure 20B formée d'une composition de caoutchouc de polychloroprène et une couche extérieure A formée de la composition caoutchoutée contenant de The flexible hose also comprises a two-part outer covering layer 20 consisting of an inner layer 20B formed of a polychloroprene rubber composition and an outer layer A formed of the rubber composition containing
l'oxyde de ferqui a été mentionnée ci-dessus. iron oxide which has been mentioned above.
Un tronçon de tuyau souple ayant cette struc- A section of flexible pipe having this structure
ture a éte pourvu d'un élément chauffant intérieur et les extrémités ont été scellées avec des raccords appropriés avant de remplir le tuyau souple à 75% avec du pétrole brut. Le volume restant a été rempli avec un melange se composant d'hydrocarbures gazeux (28%), de gaz carbonique (70%) et de sulfure d'hydrogène (2%), et on a augmenté la pression à l'intérieur du tuyau souple It was equipped with an inner heating element and the ends were sealed with suitable fittings before filling the 75% hose with crude oil. The remaining volume was filled with a mixture of gaseous hydrocarbons (28%), carbon dioxide (70%) and hydrogen sulphide (2%), and the pressure inside the pipe was increased. flexible
(jusqu'à 6894 kN/m2) par pompage dans le mélange gazeux. (up to 6894 kN / m2) by pumping into the gas mixture.
On a immergé le tuyau dans un bain à 5 C et on a aug- The pipe was immersed in a 5 C bath and increased
menté la température du contenu du tuyau au moyen de l'élément chauffant interne jusqu'à 100 C, en pro- temperature of the pipe contents by means of the internal heating element up to 100 C,
voquant une augmentation de la pression interne (jus- void an increase in internal pressure (jus-
qu'à 20 682 kN/m2). On a laissé le tuyau se refroidir et on l'a ensuite rechauffé. Ce cycle de chauffage/ refroidissement a été répété toutes les 12 heures et la charge de pétrole a été changée toutes les deux semaines. L'essai a été arrêté au bout de 11 mois than 20,682 kN / m2). The pipe was allowed to cool and then reheated. This heating / cooling cycle was repeated every 12 hours and the oil charge was changed every two weeks. The trial was stopped after 11 months
et le tuyau a été inspecté pour détecter des détério- and the pipe was inspected for damage
rations cu des fuites; on n'a rien trouvé. Des tuyaux souples d'une structure semblable mais sans l'oxyde de fer rouge ont présenté des défaillances au bout de périodes bien plus courtes, typiquement de 7 à rations or leaks; we did not find anything. Flexible hoses of a similar structure but without red iron oxide failed after much shorter periods of time, typically 7 to
14 jours.14 days.
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