FR2816030A1 - Utilisation d'une composition d'isolation thermique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits petroliers - Google Patents

Utilisation d'une composition d'isolation thermique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits petroliers Download PDF

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Abstract

L'invention concerne l'utilisation d'une composition d'isolation thermique réticulable et injectable comprenant au moins un polyoldiénique, au moins un polyisocyanate et au moins une charge liquide inerte pour l'isolation thermique des canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits pétroliers.

Description

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UTILISATION D'UNE COMPOSITION D'ISOLATION THERMIQUE POUR L'ISOLATION DE CANALISATIONS CONTENUES DANS UNE CONDUITE DE TRANSFERT DE PRODUITS PETROLIERS
La présente invention concerne l'utilisation d'une composition d'isolation thermique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits pétroliers. Plus particulièrement, la présente invention concerne l'utilisation d'une telle composition pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers notamment celle installée au voisinage de fonds de grande profondeur, de plusieurs centaines de mètres ou plus.
A ces profondeurs, les puits sous-marins produisent le plus souvent des mélanges multiphasiques comprenant des hydrocarbures liquides et gazeux ainsi que de l'eau sortant à des températures allant de 30 C à 150 cl, voire plus. Le froid régnant à de telles profondeurs est susceptible d'entraîner la cristallisation de paraffines, voire des hydrates de gaz (hydrates de méthane) susceptibles de boucher les canalisations dans lesquelles ils circulent.
Lors de la mise en production d'un gisement pétrolier terrestre, des hydrocarbures s'écoulent dans une canalisation appelée colonne de production, depuis le fond du puits jusqu'à la surface. Au fond du puits, la pression et la température sont relativement élevées, par exemple 100oC et 300 bars. Lors de la remontée des hydrocarbures vers la surface, ces pression et température décroissent avec, comme résultat que la température en sortie du puits est par exemple de l'ordre de 30oC.
Cette baisse de température des hydrocarbures dans la colonne de production a pour effet d'accroître la viscosité et la densité de ces hydrocarbures, ce qui peut entraîner un ralentissement de leur écoulement. Mais également la baisse de température peut parfois provoquer comme précédemment mentionné le dépôt, sur la paroi de la colonne, de paraffines cristallisées. S'il s'accumule dans la colonne, ce dépôt peut provoquer de graves problèmes d'exploitations tels que le ralentissement des hydrocarbures, voire l'obstruction totale de la colonne. Généralement, s'il veut éviter ces risques, l'exploitant est obligé de traiter ce phénomène de dépôt, soit en prévention par injection de produit chimique inhibant le dépôt, soit en curatif en raclant ou grattant la colonne avec des équipements spéciaux ou encore en le réchauffant
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par un moyen éventuellement disponible. Dans tous les cas, ces opérations constituent une dépense d'argent importante. Ce type de problème se présente également dans les canalisations qui relient une tête de puits à un centre de traitement éloigné.
Des bouchages risquent également de se produire lors des arrêts techniques du transfert desdits produits pétroliers.
Pour empêcher le bouchage des canalisations sous-marines, on connaît une solution suivant laquelle on les recouvre d'un revêtement extérieur adhérent aux canalisations, en un matériau d'isolation thermique présentant en outre la résistance mécanique nécessaire pour supporter la forte pression hydrostatique régnant aux grandes profondeurs. Pour constituer ce revêtement, on utilise en particulier des produits composites à base d'une résine époxy, de polyuréthane, ou de polypropylène, par exemple. De tels produits sont fabriqués et commercialisés par des sociétés telles que Isotub (France), Balmoral Webco Pipeline Systems (Grande-Bretagne) et Bredero Price (USA) par exemple. Par un ajustement de leur composition, on peut en régler la densité (et donc la flottabilité), la résistance mécanique, le coefficient de transfert thermique, par exemple. La résistance mécanique élevée du revêtement nécessaire aux grandes profondeurs, s'accompagne d'un accroissement important de la densité du matériau utilisé, cet accroissement de densité ayant un effet négatif sur ses propriétés d'isolation thermique./1 faut alors accroître encore l'épaisseur du revêtement pour obtenir l'isolation thermique requise, ce qui rend cette solution excessivement coûteuse aux grandes profondeurs. En outre, la résistance à l'abrasion d'un tel revêtement est insuffisante pour que l'on puisse envisager la pose par remorquage de canalisations ainsi gainées sur les fonds marins.
Pour assurer la protection de canalisations sous-marines aux grandes profondeurs, on connaît aussi la technique suivant laquelle celles-ci passent dans une enveloppe tubulaire de protection classique capable de résister à la pression hydrostatique. Cette enveloppe permet le dépôt de canalisations ainsi protégées par remorquage. L'enveloppe tubulaire peut contenir plusieurs canalisations, chacune étant revêtue d'un revêtement d'isolation thermique peu épais et peu dense (mousse de polyuréthane, de polyéthylène, laine de verre, laine de roche, etc.).
Aux très grandes profondeurs, l'enveloppe en acier ne peut résister à la pression hydrostatique, sauf à en augmenter exagérément l'épaisseur, ce
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qui en accroît le poids au mètre linéaire au détriment de sa flottabilité, celle-ci étant nécessaire à sa mise en place par remorquage. Aussi, dans ce dernier cas, suivant une solution connue, on pressurise l'espace interne de l'enveloppe, compris entre la ou les canalisations revêtues et l'enveloppe elle-même, avec un gaz inerte tel que l'azote par exemple. Il faut ensuite maintenir la pression d'azote dans l'enveloppe pendant toute la durée d'exploitation des canalisations qui peut durer 20 ans ou plus.
Cette contrainte se révèle coûteuse, du fait que la mise en pression initiale est chère et la maintenance difficile puisque l'azote diffuse lentement à travers les soudures de l'enveloppe tubulaire. En outre, cette pression doit être établie lors de la construction de la conduite à terre, sur une plage par exemple. La haute pression à établir alors peut provoquer une explosion dangereuse de l'enveloppe. Il est donc nécessaire d'accroître l'épaisseur de l'enveloppe, mais ceci au détriment de la flottabilité de l'ensemble, indispensable à sa pose par remorquage, comme on l'a vu plus haut.
Il a également été proposé dans le demande de brevet français no 2 769 682 une conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers comprenant au moins une canalisation pour de tels produits et une enveloppe tubulaire de protection dans laquelle passe ladite canalisation, cette conduite comprenant un remplissage en un matériau d'isolation thermique mécaniquement résistant à la pression hydrostatique du site sous-marin où est installée la dite conduite, cedit remplissage baignant à l'intérieur de l'enveloppe dans de l'eau en équipression avec la pression hydrostatique extérieure. En effet, il est connu que la différence entre les pressions hydrostatiques qui agissent respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la conduite sous-marine immergée est proportionnelle à la différence entre la densité de l'eau de mer environnante et la densité du matériau de remplissage. Si cette différence prend des valeurs élevées, l'enveloppe risque de s'effondrer.
Le remplissage est constitué par un produit composite de la famille des produits dits"syntactiques". De tels produits se distinguent des matériaux évoqués précédemment par leur composition, leur prix et leur faible densité.
A titre indicatif, ces produits sont constitués de microsphères, et éventuellement de macrosphères, noyées dans une matrice constituée par une résine époxy, du polyuréthane ou du polypropylène.
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Ce matériau de remplissage est caractérisé par le fait qu'il assure une fonction d'isolation thermique de la, ou des canalisation (s) passant dans l'enveloppe, il résiste à une certaine pression hydrostatique extérieure et il procure à l'ensemble de la conduite la flottabilité requise lors de sa mise en place.
L'eau utilisée pour mettre la conduite sous-marine en équipression avec le milieu sous-marin lors de sa mise en place peut être de l'eau du milieu sous-marin considéré contenant éventuellement un inhibiteur de corrosion.
Bien que cette façon d'opérer présente des avantages, l'utilisation d'eau, présente de nombreux inconvénients. L'eau est un mauvais isolant thermique : sa conductivité thermique est élevée et de plus, elle favorise le refroidissement par convection, sa viscosité étant très basse.
En outre, les mousses syntactiques sont susceptibles de se fissurer à la pose et dans le temps entraînant ainsi des ponts thermiques et des passages d'eau, ce qui détériore la fonction isolante de la mousse.
La demanderesse propose d'utiliser une composition d'isolation thermique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits pétroliers, et présentant notamment les propriétés requises de résistance mécanique (tenue à l'éclatement), d'isolation thermique et de résistance chimique (présentement résistance à la corrosion et à l'hydrolyse) et également présentant les conditions nécessaires pour une mise en oeuvre aisée.
Elle propose plus particulièrement d'utiliser une composition d'isolation thermique résistante mécaniquement à la pression hydrostatique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers, conçue notamment pour être installée sur ou au voisinage d'un fond marin de grande profondeur.
La présente invention a donc pour objet l'utilisation d'une composition d'isolation thermique, de préférence résistante à la pression hydrostatique, pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits pétroliers, de préférence pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers installée sur ou au voisinage d'un fond marin de
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grande profondeur, ladite composition étant caractérisée en ce qu'elle est constituée par une composition isolante réticulable et injectable.
La composition isolante réticulable et injectable selon la présente invention comprend au moins un polyol diénique, au moins un polyisocyanate de fonctionnalité 2, éventuellement un catalyseur de réticulation et une quantité suffisante d'au moins une charge liquide inerte pour avoir une viscosité inférieure à 500 mPa. s à la température de mise en oeuvre de ladite composition. On désigne par température de mise en oeuvre ta température à laquelle ladite composition selon l'invention est introduite dans ladite conduite (sous-marine) pour en réaliser son isolation thermique.
Cette température de mise en oeuvre est d'au moins 4 C, et, peut atteindre 45 cl, voire plus.
Selon la présente invention, pendant la durée de la mise en oeuvre de ladite composition, sa viscosité peut évoluer mais doit rester avantageusement inférieure à environ 500 mPa. s.
Après réticulation, la composition selon la présente invention se trouve sous la forme d'un solide homogène caoutchouteux ne présentant pas d'exsudation.
Selon la présente invention, on utilisera une quantité pondérale de charge liquide chimiquement inerte supérieure à 80 % et, de préférence, une quantité comprise entre 90 % et 96 % de la composition isolante réticulable.
Selon la présente invention, la charge liquide chimiquement inerte est un liquide isolant, pouvant solubiliser totalement les polyols polydiéniques et les polyisocyanates, choisie parmi les aklylbenzènes tels que les décylbenzènes, les dodécylbenzènes ; les esters qui sont par exemple des produits de réaction d'alcools polyvalents tels que le pent rythritol avec des acides carboxyliques monovalents tels que l'acide n-heptanoïque ; tes phtalates d'alkyle tels que le phtalate de dibutyl et de diéthyle ; les composés alkylpolyaromatiques comme le mélange d'isomères du dibenzyltoluène (DBT), le monoisopropylbiphényle (MIPB), les phényl-xylyléthanes (PXE) ; les mélanges de benzyltoluènes et dibenzyltoluènes tels que ceux décrits notamment dans le brevet européen no 136230-Bl les mélanges de mono-et bis (méthylbenzyl) xylènes tels que ceux décrits dans la demande de brevet européen no 0500345 ; les mélanges de benzyltoluène et de diphényléthane ; les huiles minérales naphténiques ; les huiles végétales
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telles que les huiles de colza et les huiles de maïs, ainsi que la combinaison d'au moins deux des liquides isolants précédemment mentionnés.
De préférence, on utilisera comme charge liquide chimiquement inerte le DBT, des mélanges de benzyltoluènes et de dibenzyltoluènes comprenant de 50 % à 90 % en poids de benzyltoluènes (mélange des isomères o, m et p) et de 50 % à 10 % en poids de dibenzyltoluènes ou des mélanges d'isomères de mono-et bis (méthylbenzyl) xylènes.
Selon la présente invention, la charge liquide chimiquement inerte présente une viscosité à 20 oC au plus égale à 200 mPa. s, et de préférence, comprise entre 4 et 100 mPa. s mesurée selon la norme ASTM D 445.
Selon la présente invention, le polysiocyanate utilisé peut être choisi parmi les polyisocyanates aromatiques, aliphatiques, cycloaliphatiques et ceux qui contiennent dans leur molécule un cycle isocyanurate, ayant au moins deux fonctions isocyanate dans leur molécule, susceptibles de réagir avec des fonctions hydroxyle d'un polyol pour former un réseau polyuréthane tri-dimensionnel provoquant la réticulation de la composition.
A titre d'illustration de polyisocyanates aromatiques utilisables selon la présente invention, on citera le 4, 4'-diphénylméthane
Figure img00060001

diisocyanate (MDI), les MDI polymériques, le triphényl-méthane triisocyanate.
A titre d'illustration de polyisocyanate aliphatique utilisable selon la présente invention, on citera le biuret du diisocyanato-1,6 hexane
Figure img00060002

A titre d'illustration de polyisocyanates cycloaliphatiques, on
Figure img00060003

citera l'isophoron diisocyanate (IPDI), le PDt),) e cyc ! ohexy ! diisocyanate (CHD)), le 4, 4'-dicyclohexylméthane diisocyanate.
A titre d'illustration de polyisocyanates qui contiennent dans leur molécule le cycle isocyanurate, on citera les trimères de l'hexaméthylène diisocyanate commercialisés par la Société RHODIA SOUS la dénomination TOLONATE HDT, le tris [1- (isocyanotométhyl)-1, 3, 3-triméthylcyclohe-
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xane] isocyanurate commercialisé par la Société HULS sous la dénomination VESTANAT T 1890/100.
La quantité de polyisocyanate selon la présente invention est choisie d'une façon telle que le rapport molaire NCO/OH est voisin de 1 et, de préférence allant de 0,85 à 1,20.
Selon la présente invention, le polyol polydiénique est un oligomère de diènes conjugués hydroxytéléchélique qui peut être obtenu par différents procédés tels que la polymérisation radicalaire de diènes conjugués ayant de 4 à 20 atomes de carbone en présence d'un amorceur de polymérisation tel que le peroxyde d'hydrogène ou un composé azoïque tel que l'azobis-2, 2 [méthyt-2, N- (hydroxy- 2éthyl) propionamide] ou la polymérisation anionique de diènes conjugués ayant de 4 à 20 atomes de carbone en présence d'un catalyseur tel que la naphtalène dilithium.
Selon la présente invention, le diène conjugué du polyol polydiénique est choisi dans le groupe comprenant le butadiène,
Figure img00070001

l'isoprène, le chloroprène, le 1, 3- pentadiène et le cyclopentadiène.
On ne sortirait pas de l'invention si on utilisait des oligomères hydroxytéléchéliques de diènes conjugués époxydés sur la chaîne ainsi que des oligomères hydrogénés hydroxytéléchéliques de diènes conjugués.
Selon la présente invention, les polyols polydiéniques peuvent avoir des masses molaires en nombre au plus égale à 7000 et de préférence comprises entre 1000 et 3000. Ils présentent des fonctionnalités allant de 1 à 5 et de préférence allant de 1,8 à 3 et une viscosité dynamique mesurée à 30 C au moins égale à 600 mPa. s.
A titre d'illustration de polyols polydiéniques, on citera les polybutadiènes hydroxylés commercialisés par la Société ATOFINA sous les dénominations Poly Bd@ R 45 HT et Poly Bd@ R 20 LM.
Selon la présente invention, la composition peut comprendre en plus du polyol polydiènique un ou plusieurs polyols de faible masse molaire.
Par polyol de faible masse molaire, on entend des polyols ayant des masses molaires allant de 50 à 800.
Figure img00070002
A titre d'illustration de tels polyols, on peut citer l'éthylène glycol, le propylène glycol, le diéthylène glycol, le dipropylène glycol, les polyétherpolyols, le butane diol-1, 4, l'hexane diol-1, 6, l'éthyl-2 hexane diol-1, 3, le N, N bis (hydroxy-2 propyl) aniline, le méthyl-3 pentandiol-1, 5,
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le triméthylol propane, le pentaérythritol, le bis phénol A propoxylé commercialisé par la Société AKZO sous la dénomination DIANOL 320 et le mélange d'au moins deux polyols précités.
Dans l'éventualité où l'on utilise un polyol de faible masse molaire, le rapport molaire NCO/OH devra être calculé en tenant compte des fonctions hydroxyles apportées par ledit polyol de faible masse molaire.
Dans l'éventualité où l'on utilise un catalyseur de réticulation, celui-ci peut être choisi dans le groupe comprenant des amines tertiaires, des imidazoles et des composés organométalliques.
A titre d'illustration d'amines tertiaires, on peut citer le diaza- 1, 4bicyclo [2. 2. 2] octane (DABCO), la N, N, N', N", N"-pentaméthyldiéthy- lène triamine.
A titre d'illustration de composés organométalliques, on peut citer le dibutyldilaurate d'étain, le dibutylacétate d'étain, les dérivés organiques du bismuth.
La composition réticulable de la présente invention peut être réalisée par mélangeage, à température ambiante (environ 20'C) des divers constituants par tous moyens d'agitation suffisant pour assurer une bonne dispersion des constituants. La composition peut contenir un ou plusieurs additifs tels que anti-oxydants, inhibiteurs de corrosion.
La composition réticulable de l'invention présente l'avantage d'assurer une fonction d'isolation thermique de la, ou des canalisation (s) passant dans la conduite du fait qu'elle a une faible conductivité thermique et qu'elle empêche toute convection. En outre, compte tenu de sa résistance à la pression hydrostatique, la composition de la présente invention est utilisée tout particulièrement pour l'isolation thermique de canalisations contenues dans une conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers installée sur ou au voisinage d'un fond sous-marin de grande profondeur. En effet, la composition réticulable de l'invention présente une densité proche de celle de l'eau de mer des fonds sous-marins, ce qui permet à la conduite sous-marine la contenant d'avoir une résistance améliorée à la pression hydrostatique du site sousmarin où est installée ladite conduite.
La composition réticulable de l'invention, liquide lors de sa mise en oeuvre, possède un très faible retrait lors de sa réticulation, ce qui permet d'assurer un"mouillage"parfait des canalisations à enrober. Le retrait est inférieur à 1 % en volume, voire inférieur à 0,5 %.
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La figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'une conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers contenant la composition de l'invention.
Sur cette figure 1, il apparaît que la conduite représentée comprend une enveloppe (1) qui est généralement en acier et peut être revêtue extérieurement par un revêtement anti-corrosion (non représenté sur la figure) ; des canalisations (2), (3) et (4), les canalisations (2) et (3) véhiculant les produits pétroliers, la canalisation (4) étant une canalisation dite de service ; ces canalisations (2), (3) et (4) pouvant être également revêtues extérieurement par un revêtement anti-corrosion (non représenté sur la figure) ; (5) représente l'espace rempli par le matériau de remplissage qui est constitué par une composition isolante réticulable.
Les canalisations (2), (3) et (4) peuvent être disposées de façon aléatoire mais de préférence au plus près du centre de la conduite dans laquelle elles peuvent être maintenues par des cales non représentées sur la figure.
Les conduites sous-marines de transfert de produits pétroliers peuvent être réalisées par tronçons de plusieurs mètres de long qui sont généralement assemblés selon des moyens appropriés sur un rivage près du site pétrolier. Assemblées, ces conduites peuvent être amenées selon différentes façons. Elles peuvent être amenées en surface, entre deux eaux, ou bien tirés sur le fond de la mer. Dans tous les cas, il est nécessaire d'ajuster la flottabilité de la conduite sous-marine pour permettre son transport, son immersion et son positionnement définitif.
On peut, pour régler convenablement la flottabilité desdites conduites sous-marines, incorporer à la composition isolante réticulable des charges dites allégeantes. A titre d'illustration de telles charges, on citera la poudre de liège, les microballons en résine synthétique (type phénolique ou mélamine-formol), les microsphères creuses en carbone, les microsphères en verre (silice ou borosilicate de sodium), les cendres volantes triées. De préférence, on utilisera ces dernières car elles possèdent une bonne résistance à l'écrasement.
La composition d'isolation réticulable de la présente invention peut être mise en place par tous moyens appropriés.
Notamment, il est possible dans un mode de réalisation de l'invention d'injecter dans un tronçon une composition réticulable préalablement préparée et présentant une fluidité suffisante pour
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permettre le remplissage total dudit tronçon contenant la (ou les) canalisation (s). De préférence, la composition possède une viscosité inférieure à 200 mPa. s à la température de mise en oeuvre qui est au plus égale à 45 cl.
Ensuite, on laisse réticuler ladite composition.
Le temps de prise, qui est le temps nécessaire pour que la composition selon la présente invention soit totalement réticulée peut varier dans une large mesure. Cependant, ce temps de prise doit être ajusté d'une façon telle que la composition selon la présente invention puisse remplir totalement la conduite (sous-marine) et puisse mouiller parfaitement la (ou les) canalisation (s) à l'intérieur de ladite conduite pour assurer leur isolation.
L'homme de l'art ajustera donc les proportions des constituants de ladite composition et, éventuellement, les quantités de catalyseur de réticulation à utiliser, pour obtenir le temps de prise adéquat.
La composition réticulable de l'invention présente l'avantage de pouvoir s'adapter aux différents cas mentionnés ci-dessus.
La composition de la présente invention peut être également utilisée pour parfaire l'isolation thermique de canalisations comportant déjà un revêtement d'isolation primaire.
Ci-après, nous donnons des exemples de réalisation de compositions réticulables utilisables selon la présente invention.
Les compositions ont été préparées en utilisant les constituants suivants : - PolyBd@ R 45 HT (ci-après désigné par PolyBd) : polybutadiène hydroxylé de Mn égal à 2800 (déterminée par chromatographie d'exclusion stérique), présentant un indice d'hydroxyle'OH exprimé en milliéquivalent par gramme (meq/g) égal à 0,83, une viscosité égale à 5000 mPa. s à 30oC et une densité égale à 0,90, - JARYTERM BT06 commercialisé par la Société ATOFINA (ciaprès désigné par BT06) : charge liquide chimiquement inerte constituée de 75 % en poids de benzyltoluènes et de 25 % en poids de dibenzyltoluènes présentant une viscosité à 20oC de 6,5 mPa. s mesurée selon la norme ASTM D 445, - JARYTHERM AX320, commercialisé par la Société ATOFINA (ci-après désigné par XX) : charge liquide chimiquement inerte comprenant un mélange de mono et bis (méthylbenzyl) xylènes présentant
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une viscosité à 20 C de 21, 6 mPa. s mesurée selon la norme ASTM D 445, - JARYTHERM DBT commercialisé par la Société ATOFINA (ciaprès désigné par DBT) charge liquide chimiquement inerte comprenant un mélange d'isomères du dibenzyltoluène présentant une viscosité à 20 C de 55 mPa. s mesurée selon la norme ASTM D 445, - Tolonate HDT (ci-après désigné par Tolonate) : tris (6isocyanatohexyl) isocyanurate, présentant une teneur en NCO égale à 22 %, une fonctionnalité d'environ 3,4 et une viscosité à 25 oC égale à 2400 (+/-400) mPa. s, - Voranol CP 455 commercialisé par la Société DOW CHEMICAL (ci-après désigné par Voranol) : polyétherpolyol de masse molaire égale à 450 présentant un IOH égal à 6,77 meq/g et une viscosité à 250C égale à 330 mPa. s, - Isonate M 143 (ci-après désigné par sonate) commercialisé par la Société DOW CHEMICAL : MDI polymérique présentant une teneur en NCO égale à 30 %, une fonctionnalité égale à 2,2 et une viscosité à 20 C égale à 130 mPa. s, - dibutyldilaurate d'étain (catalyseur de réticulation) ci-après désigné par DBTL,
Les compositions peuvent être obtenues selon le protocole ciaprès qui consiste à préparer séparément un premier mélange A contenant au moins une charge inerte liquide et au moins un di-ou polyisocyanate et une seconde partie B contenant au moins un polyol diènique et, éventuellement un accélérateur de polycondensation désigné ci-après catalyseur, d'une façon telle que l'on obtienne un rapport molaire NCO/OH allant de 0,85 à 1,20.
Ensuite, on mélange A et B dans un dispositif assurant un bon mélangeage des 2 parties (tel qu'un mélangeur statique), puis on abandonne les compositions à température ambiante (20 C) et on enregistre la viscosité en fonction du temps.
Une autre méthode de préparation des compositions de l'invention consiste à mélanger simultanément les différents constituants à l'aide d'un dispositif assurant un bon mélangeage des constituants et on abandonne comme précédemment les compositions à température ambiante et on enregistre la viscosité en fonction du temps.
On note le temps de prise Tp exprimé en jours ou en heures qui correspond au moment ou la composition est totalement réticulée.
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On a également effectué des mesures de viscosité en fonction du temps et des mesures de temps de prise Tp à des températures supérieures à la température ambiante.
Le tableau 1 indique les constituants-nature et pourcentage (exprimé en poids) -des compositions, le temps de prise Tp à une température donnée ainsi que le renvoi aux graphiques indiquant la viscosité (en mPa. s) en fonction du temps à une température donnée T en OC.
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Figure img00130001
Composition CONSTITUANTS Tp Graphiques DBT BT06 XX Poly Bd Voranol Tolonate Isonate DBTL NCO/OH temps* à'oC [-r < o < - * réticmab. e (%, (%) (%) (%, (%, (%, (%) (ppm) 1 9355 548 097 1 1 60j 20 1 T (20) 25j 40 2T (40) 2 93, 555, 480, 97+ 500 1, 1-15 h 20 390, 067, 79 0, 65 1, 500, 92 15 j 20 3 T (20) 4945, 220, 780, 95 28 j 40 4 T (40) 5945, 220, 78+10 0, 95 6 j 40 5 T (40) 6945, 220, 78+ 20 0, 95 3, 5 j 40 6T (40) 7 91, 63 7, 12 1, 25 + 500 1, 1 2 h 20 7 T (20) 8 91, 63 7, 12 1, 25 + 100 1, 1 3, 2 h 20 8 T (20) TABLEAU 1 * j = jours, h = heures ** = T (oc) indique la température en oC à laquelle la mesure de la viscosité en fonction du temps a été effectuée.
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Figure img00140001
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Figure img00150001
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Figure img00160001
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Figure img00170001
Figure img00170002
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Sur ces graphiques, nous avons représenté en ordonnée, la viscosité des compositions en mPa. s et en abscisse le temps en jours (graphiques de 1 à 6) et en heures (graphiques 7 et 8).
Sur ces graphiques, on peut noter la viscosité initiale d'une composition à une température donnée.
Dans le tableau 2, on indique la masse volumique en g/cm3 à 20oC, la conductibilité en W/m. K à 20 C et la chaleur spécifique (kJ/kgK) à 20 C des compositions réticulables et le retrait après réticulation en % volumique. A noter que la chaleur spécifique de l'eau à 20 C est de 4,18 kJ/kgK et que sa conductibilité thermique, également à 20 C est de 0,59 W/m. K.
Figure img00180001
Compositions 1 4 7 Densité 1, 03 1, 00 0, 99 (g/cm3) Conductibilité thermique 0, 13 0, 13 0, 16 (W/m. K) Chaleur Spécifique 1, 6 1, 6 1, 9 (kJ/kg K) Retrait (%) 0, 24 0, 23 0, 26
Figure img00180002

TABLEAU 2
L'invention n'est pas limitée à la protection thermique de canalisations telles que celles référencées (2), (3) et (4) de la figure 1.
Elle s'étend également à des conduites contenant un nombre quelconque de canalisations et de lignes de services, celles-ci pouvant comprendre en outre des lignes d'alimentation en énergie, en fluides divers tels que eau, gaz, et des lignes de commande de têtes de puits installées sur le fond marin.
Elle s'étend aussi à des conduites utilisées pour remonter lesdits produits pétroliers depuis le fond sous-marin à des structures flottantes ou semi-submersibles (de surface) en particulier jusqu'à une base flottante de production, stockage et chargement (F. P. S. O. ), ainsi qu'aux colonnes de production depuis le fond d'un puits terrestre jusqu'à la surface.

Claims (26)

    REVENDICATIONS Utilisation d'une composition d'isolation thermique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits pétroliers ; ladite composition étant caractérisée en ce qu'elle est constituée par une composition isolante réticulable et injectable.
  1. 2. Utilisation d'une composition d'isolation thermique résistante à la pression hydrostatique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers installée sur ou au voisinage d'un fond sous-marin de grande profondeur, ladite composition étant caractérisée en ce qu'elle est constituée par une composition isolante réticulable et injectable.
  2. 3. Utilisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la composition isolante réticulable et injectable comprend au moins un polyol diénique, au moins un polyisocyanate de fonctionnalité 2, éventuellement un catalyseur de réticulation et une quantité suffisante d'au moins une charge liquide inerte pour avoir une viscosité inférieure à 500 mPa. s à la température de mise en oeuvre de ladite composition.
  3. 4. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'on utilise une quantité pondérale de charge liquide chimiquement inerte supérieure à 80 % de la composition.
    Utilisation selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'on utilise une quantité pondérale de charge liquide chimiquement inerte comprise entre 90 % et 96 % de la composition.
  4. 6. Utilisation selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la charge liquide chimiquement inerte est un liquide isolant choisi parmi les alkylbenzènes, les esters diélectriques, les composés alkylpolyaromatiques, les phtalates d'alkyle, les mélanges de benzyltoluènes et de dibenzyltoluènes, les mélanges de mono-et bis (méthylbenzyl) xylènes, les mélanges de benzyltoluènes et de diphényléthane, les huiles végétales, les huiles naphténiques, ou la combinaison d'au moins deux des liquides isolants précités.
    <Desc/Clms Page number 20>
    Figure img00200001
  5. 7. Utilisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la charge liquide chimiquement inerte a une viscosité à 20 C au plus égale à
    200 mPa. s et de préférence comprise entre 4 et 30 mPa. s, mesurée selon la norme ASTM D 445.
  6. 8. Utilisation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la charge liquide chimiquement inerte est un mélange de benzyltoluènes et de dibenzyltoluènes comprenant de 50 % à 90 % en poids de benzyltoluènes (mélange des isomères o, m et p) et de
    50 % à 10 % en poids de dibenzyltoluènes.
  7. 9. Utilisation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la charge liquide chimiquement inerte est un mélange comprenant 75 % en poids de benzyltoluènes et 25 % en poids de dibenzyltoluènes.
  8. 10. Utilisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la charge liquide inerte est un mélange d'isomères du dibenzyltoluène.
  9. 11. Utilisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la charge liquide inerte est un mélange d'isomères de mono et de bis (méthylbenzyl) xylènes.
  10. 12. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le polyol polydiénique est un oligomère de diène conjugué hydroxytéléché- lique.
  11. 13. Utilisation selon la revendication 12, caractérisée en ce que le diène conjugué est le butadiène.
  12. 14. Utilisation selon l'une des revendications 3 et 12, caractérisée en ce que le polyol polydiénique a une masse molaire en nombre au plus égale à 7000 et, de préférence comprise entre 1000 et 3000.
  13. 15. Utilisation selon l'une des revendications 3 et 12, caractérisée en ce que le polyol polydiénique présente une fonctionnalité allant de 1 à
    5 et, de préférence, allant de 1,8 à 3.
  14. 16. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le polyisocyanate contient dans sa molécule un cycle isocyanurate.
    <Desc/Clms Page number 21>
  15. 17. Utilisation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le polyisocyanate est le tris [1- (isocyanotométhyl)-1, 3, 3-triméthyl- cyclohexane isocyanurate ou le trimère de l'hexamethylène disocyanate.
  16. 18. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le polyisocyanate est un polyisocyanate aromatique.
  17. 19. Utilisation selon la revendication 18, caractérisée en ce que le polyisocyanate est le 4, 4'-diphényl-méthane diisocyanate (MDI) ou un MOI polymérique.
  18. 20. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le polyisocyanate est un polyisocyanate cycloaliphatique.
    21. Utilisation selon la revendication 20, caractérisée en ce que le polyisocyanate et le 4, 4'-dicyclohexylméthane diisocyanate.
  19. 22. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en plus un ou plusieurs polyols de faible masse molaire.
  20. 23. Utilisation selon la revendication 22 caractérisée en ce que le polyol a une masse molaire allant de 50 à 800.
  21. 24. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 23, caractérisée en ce que le rapport molaire NCO/OH est voisin de 1 et, de préférence allant de 0,85 à 1,20.
  22. 25. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 24, caractérisée en ce que la composition isolante comprend un catalyseur de réticulation.
  23. 26. Utilisation selon la revendication 25, caractérisée en ce que le catalyseur de réticulation est le dibutyldilaurate d'étain.
  24. 27. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 26, caractérisée en ce que la composition isolante réticulée a un retrait volumique inférieur à 1 %.
  25. 28. Conduite sous-marine de transfert de produits pétroliers, comprenant au moins une canalisation (2,3), pour de tels produits,
    <Desc/Clms Page number 22>
    éventuellement au moins une canalisation dite de service (4), une enveloppe tubulaire (1) de protection dans laquelle passent lesdites canalisations et un remplissage en un matériau d'isolation thermique mécaniquement résistant à la pression hydrostatique du site sous-marin où est installée ladite conduite ; caractérisée en ce que le matériau d'isolation thermique est constitué par une composition isolante réticulable et injectable.
  26. 29. Conduite selon la revendication 28, caractérisée en ce que la composition isolante réticulable et injectable est conforme à l'une quelconque des revendication 3 à 27.
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