FR2972216A1 - Dispositif de pompage des hydrocarbures en milieu marin profond apres un sinistre - Google Patents

Abstract

Dispositif permettant l'extraction de tous produits liquides nocifs se trouvant au fond d'un milieu aquatique profond suite à un sinistre. Le dispositif est fixé sur une plateforme flottante, il est constitué de capteurs fixés à un récupérateur lui-même raccordé à la base d'un tubage formant une colonne d'exhaure, constitué d'un double tubage concentrique dans la partie supérieure permettant l'injection de l'air comprimé dans la colonne montante assurant la force motrice imprimée au liquide contenu dans la colonne, le dirige vers un bac de décantation via un dégazeur. L'invention peut être utilisée pour le pompage à gros débit de tout liquide pollué en milieu marin.

Description

Procédé et matériel aptes à être employés pour la récupération des hydrocarbures ou produits toxiques se trouvant en milieu aquatique profond. L'exploration du sous-sol ou la recherche pétrolière en milieu aquatique 5 demande une grande maîtrise de la sécurité afin de prévenir toute pollution pouvant provenir de travaux réalisés sur ou dans l'eau. Cependant l'éruption mal maîtrisée d'un forage, une canalisation endommagée, ou le naufrage d'un tanker peuvent toujours se produire. Tous les personnels oeuvrant dans ce domaine sont conscients de ces risques ils 10 utilisent tous les matériels de sécurité dont ils disposent. De nombreuses études sont réalisées et des appareils très sophistiqués sont fabriqués et mis en oeuvre pour obtenir une sécurité maximum, pour les personnes, ainsi que pour tous les ouvrages et matériels permettant les travaux sur l'eau. Lors de la réalisation d'une recherche pétrolière en mer, si le forage a atteint une 15 zone productrice de pétrole sous forte pression, un incident imprévisible peut se produire. Par exemple une fuite d'hydrocarbure au niveau de la vanne de sécurité posée au fond de l'océan et coiffant le forage. Cette vanne a pour but de relier le forage à l'aide d'un tubage d'extension à la plate forme pétrolière stationnée et stabilisée à la surface de 20 l'eau. Le chantier d'un forage offshore en cours de réalisation est alors composé de : la plate forme supportant les installations, le derrick, le tubage traversant toute la hauteur d'eau jusqu'au sol, fixé à la vanne de sécurité posée sur le sol au fond de l'eau et relié à la tête du tubage du forage en cours de réalisation. 25 Si l'incident est important, par exemple la rupture d'un joint, le pétrole va se mélanger avec l'eau, remontant naturellement à la surface et polluant toute la zone. Le risque d'incendie et d'explosion est important. La pollution pouvant provenir également d'un tanker échoué au fond de l'eau et laissant échapper des produits pétroliers ou toxiques par une déchirure sur la coque du 30 navire. Si le bateau est échoué à quelques dizaines de mètres de profondeur il peut être renfloué et ses cuves vidées avec des pompes, mais cela devient impossible, si ledit bateau se trouve à quelques centaines de mètres de profondeur.

Ces accidents sont des plus regrettables car il n'existe pas de procédé permettant de capter ces produits à la base de la fuite prdfonde. Le dispositif objet de la présente invention permet d'éviter tous ces inconvénients.

Tout d'abord ce dispositif est constitué d'un récupérateur circulaire sur lequel viennent se fixer sur son pourtour à l'aide de raccords souples des capteurs formés par des tubes en acier percés longitudinalement sur la face inférieure. Lesdits capteurs peuvent se déplacer de la position horizontale à la position verticale. Le récupérateur est rué à la base d'une colonne d'exhaure formée par un tubage 10 en acier remontant jusqu'à la surface, un coude permet de diriger la dite colonne vers un bac de décantation, via un dégazeur. La partie supérieure de la colonne d'exhaure est constituée par un double tubage, comprenant deux tubes concentriques, un raccord fixé dans la partie haute permet l'injection d'un fluide comprimé en général de l'air, entre les deux tubages, un raccord 15 fixé et percé à la base du double tubage permet l'injection de l'air dans la colonne montante. L'ensemble du dispositif étant maintenu en position par un treuil fixé sur la plateforme. On comprend que ce dispositif ainsi installé, si l'on injecte de l'air dans la colonne d'exhaure celle-ci étant immergée et pleine naturellement d'un mélange eau et 20 hydrocarbures, de ce fait ledit mélange se trouve allégé et expulsé vers la surface, via le dégazeur pour purger le mélange de ces gaz, et ensuite dirigé vers le bac de décantation. L'eau résiduelle se trouvant au fond du bac est pompée et rejetée dans l'espace naturel afin de ne stocker que les produits pétroliers. Afin d'extraire le maximum de produit et limiter la quantité d'eau les capteurs 25 peuvent descendre pour enserrer la pièce défectueuse et couvrir en grande partie la zone de fuite. L'ensemble du dispositif étant lui-même positionné juste au dessous de la zone à capter. Lesdits capteurs sont manipulés et mis en mouvement vertical à l'aide d'un câble fixé sur le récupérateur et actionnés par un treuil fixé en surface sur la plateforme 30 flottante. Toute la ligne d'exhaure, capteurs, récupérateurs, tubages sont recouverts intérieurement de tous produits connus facilitant l'écoulement des fluides visqueux. Un réchauffeur installé dans le récupérateur permet d'éviter la formation des glaçons dans les zones profondes des océans.

Le réchauffeur est alimenté en énergie par un câble électrique à plusieurs brins, relié à une source électrique sur la plateforme en surface. Les dessins annexes, donnés à titre d'exemple seulement montrent un mode de réalisation et d'utilisation du dispositif objet de la présente invention. La figure 1 est une vue schématique en élévation de l'objet de l'invention. La figure 2 est une vue schématique de dessus du récupérateur et des capteurs. La figure 3 est une vue schématique du double tubage de la colonne d'exhaure. La figure 4 est une vue en élévation du dispositif avec les capteurs en position oblique.

Tel qu'il est représenté (fig.1) on constate que le récupérateur 1 supporte les capteurs 2 fixés au dit récupérateur par des raccords souples 3. On constate que les capteurs 2 comportent des orifices 19 à la base des tubes en acier constituant les capteurs 2. Le récupérateur 1à sa partie supérieure est percé, alésé et fixé à la base du tubage d'exhaure 5. Un trou est également percé au centre sous le récupérateur. Une bague 4 percée et alézée coulisse sur le tubage 5. Tel qu'il est représenté Fig 1 et Fig 4, on constate que la bague 4 a un poids suffisant pour entraîner vers le bas par gravité les capteurs 2 fixés aux biellettes 16 articulés sur les chapes 20 et 18. Un câble 27 est fixé sur ladite bague par une chape 21 et relié à un treuil 17 fixé sur la plateforme 15 assure la mobilité de la bague. La bague 24 assure l'arrêt de la bague 4 en hauteur. Le tubage d'exhaure 5 est constitué selon la profondeur d'immersion de plusieurs éléments de tubes en acier reliés les uns aux autres par tous moyens connus, généralement par des manchons filetés ou par des brides boulonnées. Tel qu'il est représenté Fig 1 et Fig 3 on constate que la partie supérieure du 25 tubage d'exhaure 6 est constituée de plusieurs éléments formés de deux tubes concentriques. Le raccord 7 supérieur, au dessus de la zone d'immersion permet l'injection de l'air comprimé dans l'annulaire compris entre les deux tubages 5 et 6. Le raccord 8 fixé à la base du double tubage 6 permet au fluide comprimé, issu 30 du générateur 9 d'entrer dans la colonne d'exhaure 5. Ce procédé est donné à titre d'exemple seulement mais l'injection de l'air comprimé dans la double colonne peut se faire par tous moyens connus.

La longueur et le diamètre de la double colonne 6 ainsi que la pression de l'air injecté dans le circuit sont fonction de la profondeur d'immersion de la colonne d'exhaure 5 supportant le récupérateur 1 et les capteurs 2.

Tel qu'il est représenté fig. 1 un coude 10 fixé au dessus de la double colonne 6 sur la colonne montante 5 au dessus du niveau de l'eau dirige le flux du liquide vers le dégazeur 11. Ledit dégazeur étant très connu il n'est pas décrit. Un tubage 12 fixé à la base du dégazeur 11 permet de diriger le mélange dégazé, eau hydrocarbures vers le bac de décantation 13. Une pompe 14 fixée sur le bac 13 assure le pompage de l'eau résiduelle se trouvant au fond du bac obtenue par différence de densité, afin de ne stocker que les hydrocarbures. Tel qu'il est représenté Fig 1 et Fig 4 on constate que tous les éléments constituant le dispositif sont fixés sur la plateforme flottante 15 et que les capteurs 2 peuvent être positionnés juste au dessus ou entourer la pièce immergée défaillante 22 ou 23 par laquelle une fuite d'hydrocarbure se produit.

Le dispositif objet de l'invention étant ainsi constitué, on comprend que le liquide se trouvant dans la colonne 5 sera expulsé vers la surface dès que l'air comprimé sera injecté dans la dite colonne 5 créant ainsi un effet d'aspiration au niveau des capteurs 2.

Seule la surpression qui est imprimée à ce liquide joue le rôle de force motrice, indépendamment de la longueur de la colonne immergée 5. Le réchauffeur installé à l'intérieur du récupérateur 1 par tous moyens connus assure la fluidité du mélange eau hydrocarbure capté, l'énergie électrique étant fournie par le groupe électrogène 25 installé sur la plateforme 15 et le câble électrique submersible 26. On constate que le dispositif objet de l'invention permet d'extraire de grandes quantités de liquide pollué par tous produits nocifs se trouvant au fond du milieu aquatique et participe à la protection de l'environnement marin. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à l'exemple qui en a été 30 donné, toute variante considérée comme équivalence ne pouvant en modifier la portée.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1°) Dispositif permettant le pompage de tous liquides pollués se trouvant au fond d'un milieu aquatique profond, caractérisé par le fait que le dispositif est constitué de plusieurs capteurs mobile assemblés à un récupérateur chauffant lui-même fixé à la base d'une colonne d'exhaure immergée remontant jusqu'à la surface du plan d'eau, ladite colonne montante est constituée d'un double tubage concentrique dans sa partie supérieure permettant l'amenée et l'injection d'air comprimé issu d'un générateur dans la colonne montante, à différents niveaux selon la profondeur du liquide à extraire, l'air comprimé assurant la force motrice pour expulser le liquide contenu dans ladite colonne vers la surface en créant une dépression au niveau des capteurs, le mélange eau hydrocarbures ou autre ainsi pompé est amené dans un bac de décantation via un dégazeur, l'ensemble du dispositif étant fixé sur une plate forme flottante. 2°) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les capteurs 2 sont constitués de tubage en acier dont la face inférieure contient de nombreuses ouvertures 19 les capteurs sont reliés au récupérateur 1 par des tubes souples 3 assurant assez de souplesse pour que les capteurs 2 puissent se déplacer verticalement tout en étant fixés d'un côté au récupérateur 1 qui supporte tous les capteurs 2 sur son pourtour. 3°) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le récupérateur 1 est percé et alésé de façon à mettre en circuit et les relier entre eux tous les capteurs 2 fixés sur son pourtour de façon à ce que le liquide puisse circuler librement dans le conduit, le récupérateur 1 est percé et alésé sur sa face supérieure, fixé à la base de la colonne d'exhaure 5 de façon à mettre en communication les capteurs 2, le récupérateur 1 et le tubage d'exhaure 5. 4°) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la bague 4 est percée et alésée afin de coulisser librement sur le tubage 5, ladite bague 4 supporte les chapes 20 sur lesquelles viennent se fixer les biellettes 16, la bague 4 a un poids suffisant pour entraîner vers le bas les capteurs 2 sur lesquels viennent se fixer les biellettes 16 par les chapes 18, la chape 21 supporte un câble 18 relié à un treuil 17 fixé sur la plateforme 15, un arrêt constitué par la bague 24 fixé sur le tubage 5 stoppe la bague 4 lorsque les capteurs 2 se trouvent en position horizontale. 5°) Dispositif selon les revendications 4, caractérisé par le fait que la colonne d'exhaure 5 est constituée de plusieurs éléments reliés entre eux par tous moyensconnus, la partie supérieure de ladite colonne est composée d'un double tubage concentrique 6 permettant la circulation de l'air comprimé entre les deux tubages, l'air comprimé étant injecté par le raccord 7 et le raccord 8 à l'intérieur de la colonne montante 5 l'ensemble du dispositif repose sur la plateforme 15. 6°) Dispositif selon les revendications 5, caractérisé par le fait que tout le dispositif d'exhaure repose sur la plateforme 15 mais n'est pas fixé, l'ensemble reste mobile pour pouvoir se déplacer verticalement et venir se positionner au plus près sur la pièce défaillante 22 ou 23. 7°) Dispositif selon les revendications 6, caractérisé par le fait que la conduite 10 est fixée au sommet de la colonne d'exhaure 5 et au dégazeur 11 la conduite 12 est fixée au dégazeur et dirigée vers le bac de décantation 13 la pompe 14 est fixée sur le bac 13. 8°) Dispositif selon les revendications 7, caractérisé par le fait que l'ensemble du dispositif est fixé sur la plateforme 15 mais ledit dispositif peut être installé sur toute structure flottante et manoeuvré par tous moyens connus. 9°) Dispositif selon les revendications 8, caractérisé par le fait que le récupérateur 1 contient un réchauffeur électrique intégré alimenté en énergie par un câble submersible 26 à plusieurs brins reliés à un groupe électrogène 25 en surface sur la plateforme 15. 25 30