WO2004069647A1 - Procede de recuperation d'une cargaison de liquides polluants a bord d'une epave - Google Patents

Procede de recuperation d'une cargaison de liquides polluants a bord d'une epave Download PDF

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WO2004069647A1
WO2004069647A1 PCT/FR2004/000201 FR2004000201W WO2004069647A1 WO 2004069647 A1 WO2004069647 A1 WO 2004069647A1 FR 2004000201 W FR2004000201 W FR 2004000201W WO 2004069647 A1 WO2004069647 A1 WO 2004069647A1
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WO
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wreck
pump
pump body
punch
wall
Prior art date
Application number
PCT/FR2004/000201
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Valdy
Original Assignee
Institut Francais De Recherche Pour L'exploitation De La Mer - Ifremer -
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Institut Francais De Recherche Pour L'exploitation De La Mer - Ifremer - filed Critical Institut Francais De Recherche Pour L'exploitation De La Mer - Ifremer -
Publication of WO2004069647A1 publication Critical patent/WO2004069647A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/006—Emptying the contents of sunken, stranded, or disabled vessels, e.g. by engaging the vessel; Underwater collecting of buoyant contents, such as liquid, particulate or gaseous contents, escaping from sunken vessels, e.g. using funnels, or tents for recovery of escaping hydrocarbons

Definitions

  • the present invention relates to a method for recovering a cargo of polluting liquids on board a wreck sunk at great depth. It applies more particularly to petroleum or chemical products enclosed inside deep wrecks of petroleum or chemical tankers.
  • Another part of the cargo can also be found at the bottom, trapped inside the compartments that suffered the least. In this case the wreck then constitutes a veritable time bomb insofar as corrosion does its work and a few decades later, ruptures can occur and generate a new oil spill and a new disaster.
  • a wreck represents a very risky environment for a device operated remotely from an umbilical (numerous obstructions, debris, floating moorings and uncertain geometry). And besides, a certain number of teleoperated vehicles have been lost in the past on wrecks, most often following a hooking and a rupture of their fragile umbilical.
  • the inventor has already developed in the past a process for recovering (solid) cargoes enclosed in deep wrecks (Patent FR 94 02753).
  • This original process operated from a dynamically positioned drilling vessel, includes heavy, heavy-duty pincers and a control module fitted with thrusters, located at the bottom of the drill string.
  • This process has been in continuous operation for several years and has enabled the recovery of thousands of tonnes of high-value cargo for the first time at depths of 100 to 3500 meters.
  • the device used was able to intervene up to 6000 meters.
  • this process has always shown great efficiency and work safety due to high positioning accuracy, great protection and an amazing work force (approximately 200 tonnes of effort). tearing). From this unique know-how, the inventor offers a new process for recovering cargoes of polluting liquids by pumping from a drilling vessel.
  • the method, object of the invention consists, from a drilling vessel equipped with a rod train, to vertically perforate the wall of the wreck by means of a hollow tool equipped with a shutter and d '' a pivoting sealing base, to pump the liquid from the bottom and to abandon the shutter tool through the wall of the wreck.
  • the rod train is a thick and resistant pipe with a small internal section between (120 mm and 150 mm) which may seem unsuitable for pumping viscous fluid over very long lengths due to line pressure losses.
  • the pressures necessary (several hundred bars) to obtain effective flow rates (more than 100 cubic meters per day for example) would be such that they would generate very high stresses inside the rod train and would require installation at the bottom a very powerful pump (several hundred kW), power that is difficult to transmit in conventional electric umbilicals.
  • the pressure required in laminar flow of a Newtonian fluid
  • the pressure required is inversely proportional to the power 4 of the diameter of the pipe, and proportional to the viscosity.
  • the solution to reduce the pressure losses is to increase the diameter of the pipe.
  • the solution therefore remains to lower the viscosity of the product by injecting a fluidizer at the bottom which, in the case of heavy fuel oil, cannot be water because an emulsion with a viscosity higher than the initial product would be obtained.
  • solvents such as for example diesel, rapeseed oil, methanol in the case of heavy fuel oil, make it possible to lower the viscosity of the pumped liquid in advantageous proportions and make it possible to gain a factor of 10 to 100 on the viscosity, according to the proportions injected.
  • FIG. 1 shows an overview of the device according to the invention.
  • FIG. 2 shows an overview of the device operating on the hull of the wreck.
  • FIG. 3 shows an overview of the device installed on board the ship.
  • FIG. 4 shows a detailed section of the device.
  • FIG. 5 shows a detailed section of the pump body.
  • FIG. 6 shows a detailed section of the shutter punch and its sealing base.
  • FIG. 7 shows a detailed section of the pump body and the cutter drive device.
  • FIG. 8 shows a detailed section of the obturator cutter and its sealing base.
  • FIG. 1 represents an overall view of the device (1), arranged at the lower part of the drill string (2) and operated from the dynamically positioned drilling vessel (3).
  • the assembly of the rod train and the device represents, for example, a weight in water of around 150 tonnes at 3000 meters deep. Due to this significant weight, the device responds quickly to any displacement of the surface and is therefore easily positioned at the bottom in X / Y by the dynamic positioning on the surface, and in Z by the handling system which comprises, in known manner, a swell compensator. .
  • FIG 2 shows an overview of the device operating on the hull (4) of the wreck.
  • the pollutant (5) lighter than water is trapped under the deck of the wreck (6).
  • the obturator punch (7) is pressed under the weight of the pump body (8) with the sealing base (9) in contact with the bridge.
  • a control module (10) equipped with thrusters (11) makes it possible to control the entire device and finely adjust its position at the bottom.
  • the electric power and the tele-transmission are transmitted by the electric umbilical (12) from the cockpit surface.
  • the umbilical is fixed to the rod train by means of collars (13) regularly spaced along the latter.
  • FIG. 3 shows an overview of the device installed on board the ship.
  • the derrick (14) used to deploy the drill string consists of a drilling floor (15) located 8 meters above the deck of the ship (16).
  • the 10-meter rods are assembled by 3 (17). These rods are handled through a central well with a large opening, by means of the muffle (18) and corners engaged in a removable corner box, which can be mounted in the rotation table (19). These corners allow the weight of the rod train to be taken up before a new set of 3 rods is connected.
  • the control module (10) and the pump body (8) have a diameter which corresponds to that of the rotation table.
  • most deep drilling vessels have a rotation table with a passage diameter of 1.20 meters.
  • the electric umbilical (12) is handled by a constant tension winch and deployed along the rod train via a pulley (20) fixed under the drilling floor in line with the rotation table.
  • This umbilical is manually fixed by means of collars along the rod train from the light bridge (21) installed above the well.
  • a second umbilical (22) is responsible for conveying the fluidizer. It is handled identically to the electric umbilical.
  • a carriage (23) carries a number of obturator punches (7) (or obturator cutters) intended to perforate and pump the various tanks of the wreck. This carriage allows each punch (or obturator cutter) to be brought in line with the inlet cone of the pump body in order to connect it.
  • a bearing rotating joint (24) is available to be connected to the top of the rod train when the device is at the bottom, in order to evacuate the polluting liquid towards the device surface treatment (burning for example in a flare) or storage installed aboard the ship.
  • Figure 4 shows a detailed section of the device. The entire device is supported by a force recovery nut (25) connected to the lower end of the rod train (26).
  • the control module (10) comprises a central tube (27) on which all the interior equipment is fixed. This tube is crossed by the rod train.
  • the lower part of the control module rests and is bolted to the nut, while the upper part is guided on the rod train by means of two half-moons (28) bolted to the upper part of the module.
  • control module is fitted with a hydraulic unit (29) powered by the electric umbilical.
  • This central unit supplies power to the 2 longitudinal thrusters (30), the 2 lateral thrusters (31), the pump drive cylinder (32), as well as to various other actuators.
  • the control module is equipped with 2 overview cameras (33) and 2 projectors. It also includes a certain number of sensors, in particular roll-pitch in order to monitor the verticality of the device in operation to avoid any risk of bending of the rod train.
  • the control module has a number of pivoting doors for maintenance at the drilling floor.
  • a groove (34) protects the umbilicals when the module passes through the surface of the rotation table.
  • a spoke (35) serves as a fairlead to maintain a minimum radius of curvature when subjected to its own weight.
  • the pump body (8) is a heavy massive piece (approximately
  • the pump body is connected to the nut by means of high resistance bolts.
  • FIG. 5 shows a detailed view of the pump body.
  • the pump (36) is a double-acting piston pump, driven by a double-acting cylinder (37).
  • the lower annular chamber In the ascent phase of the piston (38) the lower annular chamber is supplied with pressure and in the descent phase the upper chamber and the lower chamber are supplied at the same time.
  • the piston section being twice that of the rod (39), the engine force is identical to the ascent and descent.
  • the cylinder rod drives the continuous reciprocating movement of the pump piston which is fitted with a spring-loaded valve (40).
  • Another valve (41) is arranged at the inlet of the pump.
  • the sections are such that the flow rate and the pressure of the pumped liquid are identical to those of the oil of the hydraulic power station.
  • An accumulator at the pump outlet smoothes the discontinuities in flow and pressure each time the pump piston reaches the end of its stroke.
  • a diluent injection head equipped with nozzles (42) is preferably arranged at the inlet of the pump, this in order to reduce the pressure necessary for the injection of the fluidizer.
  • the pump body has at its lower end a cone cone (43) intended to couple with the female cone (44) of the punch.
  • a locking finger device (45) actuated by a transverse cylinder (46) is intended to engage in the groove (47) of the female cone of the punch.
  • a camera (48) and projectors are arranged at the bottom of the pump body in order to have a detailed vision during shell penetration or re-entry into the female cone.
  • a sonar and an altimeter advantageously complete the equipment located at the bottom of the pump body.
  • FIG. 6 shows a detailed section of the shutter punch and its sealing base.
  • the section of the punch is square and its point (49) is of pyramidal shape in high strength steel. It is intended to penetrate through the wall of the deck of the wreck under the action of the weight of the pump body.
  • the punch sealing base has a sealing cushion (50) mounted under a swivel plate (51) around the ball joint (52): This swivel plate ensures sealing when the punch is pressed vertically even through a wreck inclined to the bottom.
  • the pivoting plate has at its upper part a large cone (53) intended to facilitate re-entry operations of the pump body following a descent of the device after a period of maintenance on the surface.
  • the punch has a central suction duct (54) equipped with lateral inlets (55).
  • This duct is equipped with an in-line shutter valve (56) which opens automatically by means of a crosspiece during insertion. of the cone of the pump body into the female cone of the punch.
  • this punch is not only to drill a tapping hole in the hull of the ship, but also to be able to be put in place in another place in order to create a vent to allow an entry of balancing water of pressure.
  • the pumped tank is not in communication with the sea, and that the pumping action may, after a certain time, risk deforming it and creating cracks, which would risk generating lifts. uncontrolled polluting liquid.
  • the calibration value of the valve return spring is then calculated according to the maximum vacuum that can be admitted by the general structure of the wreck.
  • the two valves of the pump (40 and 41) prohibiting any downward flow of fluid it may be advantageous to be able to open them on demand, in order to use the rod train to be able to inject, at high flow rate, from the surface and inside the wreck, a fluidizer, a cleaning or neutralizing fluid, or simply to empty the column once cleaned, during the ascent, as the rods are disconnected.
  • an axial cylinder (57) located below the suction valve (41) allows to open both said valve, but also the discharge valve (40) when the piston (40) is held in the low position.
  • FIG. 7 shows a detailed section of the pump body and the cutter drive device.
  • the cutter drive device comprises a linear cylinder (58) moving a rotary motor (59) driving the cutter by means of a coupling (60) which can be uncoupled after milling the wall of the wreck.
  • the other elements, pump, cone, locking fingers are identical to those described above.
  • FIG. 8 represents a detailed section of the obturator cutter and its sealing base after abandonment through the wall of the wreck.
  • the cutter (61) has a central suction duct (62) fitted with side inlets (63).
  • This duct is equipped with an in-line shutter valve (64) which opens automatically under the action of the vacuum of the pump.
  • the setting value of the return spring is such that the valve cannot open under the low pressure of the liquid at the top of the tank.
  • the other elements, sealing base, ball joint, inlet cone are identical to those described above.
  • the conventional drilling vessel and its drill string can be a vessel specially dedicated to handling pipes with a diameter greater than that of the drill string.
  • the reciprocating piston pump can be replaced by a positive displacement pump of the screw or helical type rotating in a body of elastic material.
  • the pump can be placed higher on the rod train as long as the pressure drops are such that the suction pressure at the bottom does not reach the value of zero.
  • the invention is described in an embodiment more particularly adapted to the difficult pumping of viscous liquids such as heavy fuel oil at great depth. It of course applies to the easier pumping of less viscous liquids at shallow depths. In this case conventional pumps of the centrifugal type could then be used.

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Abstract

L'invention concerne un procédé et son dispositif de mise en oeuvre pour la récupération d'une cargaison de liquides polluants à bord d'une épave. Le procédé de récupération mis en oeuvre à partir d'un navire de forage (3) consiste à perforer verticalement la paroi de l'épave au moyen d'un outil creux équipé d'un obturateur et d'une embase d'étanchéité pivotante, à pomper le liquide à partir du fond et à abandonner le poinçon obturateur au travers de la paroi de l'épave.Le dispositif (1) pour la mise en oeuvre du procédé est composé d'un corps de pompe pesant (8) installé à l'extrémité inférieure d'un train de tige (2) et d'un poinçon obturateur (7) (ou d'une fraise obturateur) qui peut être déconnecté et abandonné au travers de la paroi de l'épave.Le procédé s'applique plus particulièrement au pompage de produits pétroliers ou chimiques enfermés à l'intérieur d'épaves profondes de pétroliers ou de chimiquier.

Description

Procédé de récupération d'une cargaison de liquides polluants à bord d'une épave
La présente invention concerne un procédé de récupération d'une cargaison de liquides polluants à bord d'une épave coulée par grande profondeur. Elle s'applique plus particulièrement aux produits pétroliers ou chimiques enfermés à l'intérieur d'épaves profondes de pétroliers ou de chimiquiers.
Les naufrages de navires interviennent souvent en mer ouverte à la suite de collision avec un autre navire ou de rupture de coque face aux sollicitations de la mer. Lors de ces accidents certains compartiments du navire sont inondés et le navire peut se casser et couler par perte de flottabilité. Une partie de sa cargaison se libère au moment du naufrage et entraîne alors une marée noire dans le cas de produits pétroliers. Ces marées noires sont des catastrophes économiques et environnementales pour tout le littoral concerné.
Une autre partie de la cargaison peut aussi se retrouver au fond, prisonnière à l'intérieur des compartiments qui ont le moins souffert. Dans ce cas l'épave constitue alors une véritable bombe à retardement dans la mesure où la corrosion fait son oeuvre et quelques dizaines d'années après, des ruptures peuvent se produire et engendrer une nouvelle marée noire et une nouvelle catastrophe.
Il est donc important à la suite d'un naufrage de vérifier si une partie significative de la cargaison est restée prisonnière et de pouvoir la récupérer pour éviter dans l'avenir une nouvelle catastrophe.
Les lois de l'hydrodynamique et la morphologie des grands fonds, font que, par grande profondeur, la grande majorité de ces épaves sont à l'endroit et à peu près horizontales.
Il n'en est pas de même pour les épaves peu profondes qui peuvent se présenter à l'envers parce que, ayant chaviré lors du naufrage, elles n'ont pas eu le temps de se redresser lors de leur courte descente vers le fond.
On sait actuellement, par faibles profondeurs (de l'ordre de
100 mètres), intervenir au moyen de plongeurs (éventuellement assistés de robots) et installer des vannes de coques et des moyens de pompage afin de soutirer la cargaison et la récupérer à bord du navire d'intervention.
On ne sait pas actuellement intervenir pour pomper une cargaison de liquide polluants par grande profondeur (plus de 1000 mètres) et encore moins par très grande profondeur (plus de 3000 mètres). Bien que de nombreux concepts de traitement aient été imaginés (sarcophages, neutralisation chimiques, entonnoirs récupérateurs), il n'existe pas actuellement de procédé de pompage profond qui ait été développé. Une des difficultés est de concevoir une conduite de grand diamètre et son système de déploiement par grande profondeur. Actuellement dans le domaine du forage pétrolier, les profondeurs d'eau maximum atteintes sont inférieures à 3000 mètres. Les matériaux actuellement utilisés (acier à haute résistance) pour la fabrication du conduit vertical de retour, le comportement dynamique de la conduite et de son système de manutention ne permettent pas d'aller plus profond. Ces problèmes seront vraisemblablement développés dans l'avenir mais au prix de longues études et qualifications.
Une autre difficulté est la grande viscosité de certains produits. La viscosité du fuel lourd peut atteindre 300 000 centistokes à 2° (température du fond des océans). Ce produit est généralement transporté chaud pour abaisser sa viscosité afin de pouvoir être pompé au travers de conduites. Le chauffer au fond demanderait un apport d'énergie conséquent et les temps de remontée sont tels qu'il faudrait isoler la conduite pour éviter que le produit ne refroidisse.
Une autre difficulté est le perçage et l'installation de vannes de coque et de canalisations. Ce qui est possible au moyen de plongeurs devient difficilement concevable et risqué au moyen de dispositifs ou de véhicules télé-opérés qui ne peuvent travailler de façon satisfaisante que dans un environnement bien défini. Une épave représente un environnement très risqué pour un dispositif télé-opéré à partir d'un ombilical (nombreuses obstructions, débris, amarres flottantes et géométrie incertaine). Et d'ailleurs un certain de véhicules télé-opérés ont été perdus dans le passé sur des épaves, le plus souvent suite à un accrochage et à une rupture de leur fragile ombilical. L'inventeur a déjà développé dans le passé un procédé de récupération de cargaisons (solides) enfermées dans des épaves profondes (Brevet FR 94 02753). Ce procédé original, opéré à partir d'un navire de forage à positionnement dynamique, comporte une tenaille lourde de grande puissance et un module de contrôle équipé de propulseurs, disposés à la partie inférieure du train de tige. Ce procédé a été exploité en continu pendant plusieurs années et a permis de récupérer pour la première fois des milliers de tonnes de cargaisons de grande valeur à des profondeurs de 100 à 3500 mètres. Le dispositif utilisé était capable d'intervenir jusqu'à 6000 mètres. Au cours de son exploitation, ce procédé a toujours montré une grande efficacité et sécurité de travail en raison d'une grande précision de positionnement, d'une grande protection et d'une force de travail étonnante (environ 200 tonnes d'effort d'arrachement). A partir de ce savoir faire unique, l'inventeur propose un nouveau procédé de récupération de cargaisons de liquides polluants par pompage à partir d'un navire de forage.
Le procédé, objet de l'invention, consiste, à partir d'un navire de forage équipé d'un train de tige, à perforer verticalement la paroi de l'épave au moyen d'un outil creux équipé d'un obturateur et d'une embase d'étanchéité pivotante, à pomper le liquide à partir du fond et à abandonner l'outil obturateur au travers de la paroi de l'épave.
Le train de tige est une conduite épaisse et résistante de faible section intérieure entre (120 mm et 150 mm) qui peut sembler inadaptée au pompage de fluide visqueux sur de très grandes longueurs à cause des pertes de charge en ligne. Les pressions nécessaires (plusieurs centaines de bars) pour obtenir des débits efficaces (plus de 100 mètres cube par jour par exemple) seraient telles qu'elles engendreraient de très fortes contraintes à l'intérieur du train de tige et nécessiteraient l'installation au fond d'une pompe de très forte puissance (plusieurs centaines de KW), puissance difficile à transmettre dans des ombilicaux électriques conventionnels.
Pour un débit et une longueur de conduite donnés (profondeur d'intervention), la pression nécessaire (en écoulement laminaire d'un fluide Newtonien) est inversement proportionnelle à la puissance 4 du diamètre de la conduite, et proportionnelle à la viscosité. Habituellement, dans les applications terrestres, la solution pour diminuer les pertes de charge est d'augmenter le diamètre du conduit. Mais on a vu plus haut que cela est très difficile, compte tenu des limitations des conduits marins actuels. La solution reste donc d'abaisser la viscosité du produit en injectant au fond un fluidifiant qui, dans le cas du fuel lourd, ne peut être de l'eau car on obtiendrait une émulsion de viscosité supérieure au produit initial. De façon connue des solvants, comme par exemple le gazole, l'huile de colza, le méthanol dans le cas du fuel lourd, permettent d'abaisser la viscosité du liquide pompé dans des proportions intéressantes et permettent de gagner un facteur de 10 à 100 sur la viscosité, suivant les proportions injectées.
Les pressions et puissances de pompage nécessaires sont donc réduites dans le même facteur et permettent alors d'utiliser un conduit de petit diamètre comme le train de tige, avec l'obtention d'un débit satisfaisant.
Le dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé est décrit en référence aux dessins annexés :
- La figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention. - La figure 2 représente une vue d'ensemble du dispositif opérant sur la coque de l'épave.
- La figure 3 représente une vue d'ensemble du dispositif installé à bord du navire.
- La figure 4 représente une coupe détaillée du dispositif. - La figure 5 représente une coupe détaillée du corps de pompe.
- La figure 6 représente une coupe détaillée du poinçon obturateur et de son embase d'étanchéité.
- La figure 7 représente une coupe détaillée du corps de pompe et du dispositif d'entraînement de la fraise.
- La figure 8 représente une coupe détaillée de la fraise obturateur et de son embase d'étanchéité.
La figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif (1), disposé à la partie inférieure du train de tige (2) et opéré à partir du navire de forage à positionnement dynamique (3). L'ensemble du train de tige et du dispositif représente, par exemple, un poids dans l'eau de l'ordre de 150 tonnes à 3000 mètres de profondeur. Du fait de ce poids important, le dispositif répond rapidement à tout déplacement surface et est donc facilement positionné au fond en X/Y par le positionnement dynamique surface, et en Z par le système de manutention qui comporte de façon connue, un compensateur de houle.
La figure 2 représente une vue d'ensemble du dispositif opérant sur la coque (4) de l'épave. Le produit polluant (5) plus léger que l'eau se trouve prisonnier sous le pont de l'épave (6). Le poinçon obturateur (7) est enfoncée sous le poids du corps de pompe (8) avec l'embase d'étanchéité (9) en contact avec le pont. Un module de contrôle (10) équipé de propulseurs (11) permet de contrôler l'ensemble du dispositif et d'ajuster finement sa position au fond. La puissance électrique et la télé-transmission sont transmis par l'ombilical électrique (12) depuis le poste de pilotage surface. L'ombilical est fixé au train de tige au moyen de colliers (13) régulièrement espacés le long de ce dernier.
Un autre poinçon obturateur (7) ayant servi à pomper une autre cuve de l'épave est montré abandonné au travers du pont, l'étanchéité étant alors assurée par l'obturateur et l'embase d'étanchéité. La figure 3 représente une vue d'ensemble du dispositif installé à bord du navire. Le derrick (14) servant au déploiement du train de tige est composé d'un plancher de forage (15) situé à 8 mètres au dessus du pont du navire (16). De façon connue, les tiges de 10 mètres sont assemblées par 3 (17). Ces tiges sont manutentionnées au travers d'un puit central de grande ouverture, au moyen du moufle (18) et de coins engagés dans une boite à coins amovible, qui peut être montée dans la table de rotation (19). Ces coins permettent de reprendre le poids du train de tige avant qu'un nouvel ensemble de 3 tiges ne soit connecté.
Le module de contrôle (10) ainsi que le corps de pompe (8) sont d'un diamètre qui correspond à celui de la table de rotation. A titre d'exemple, la plupart des navires de forage profond possèdent une table de rotation de 1,20 mètres de diamètre de passage.
L'ombilical électrique (12) est manutentionné par un treuil à tension constante et déployé le long du train de tige par l'intermédiaire d'une poulie (20) fixée sous le plancher de forage au droit de la table de rotation. Cet ombilical est fixé manuellement au moyen de colliers le long du train de tige depuis la passerelle légère (21) installée au dessus du puit. Dans le cas d'intervention sur des liquides à forte viscosité, un deuxième ombilical (22) est chargé d'acheminer le fluidifiant. Il est manutentionné de manière identique à l'ombilical électrique.
Un chariot (23) porte un certain nombre de poinçons obturateur (7) (ou fraises obturateur) destinés à perforer et à pomper les différentes cuves de l'épave. Ce chariot permet d'amener chaque poinçon (ou fraise obturateur) au droit du cône d'entrée du corps de pompe afin de le connecter.
Un joint tournant porteur (24) est disponible pour être connecté au sommet du train de tige lorsque le dispositif est au fond, afin d'évacuer le liquide polluant vers le dispositif surface de traitement (brûlage par exemple dans une torchère) ou de stockage installé à bord du navire.
La figure 4 représente une coupe détaillée du dispositif. L'ensemble du dispositif est supporté par une noix de reprise d'effort (25) connectée à l'extrémité inférieure du train de tige (26).
Le module de contrôle (10) comporte un tube central (27) sur lequel sont fixés tous les équipements intérieurs. Ce tube est traversé par le train de tige. La partie inférieure du module de contrôle repose et est boulonnée sur la noix, tandis que la partie supérieure est guidée sur le train de tige par l'intermédiaire de deux demi-lunes (28) boulonnées sur la partie supérieure du module. Cette solution présente l'avantage d'isoler le module des efforts importants qui le traversent et d'éviter un encastrement trop rigide pour l'extrémité du train de tige.
Suivant une technologie éprouvée dans le domaine des véhicules sous-marins télé-opérés, le module de contrôle est équipé d'une centrale hydraulique (29) alimentée par l'ombilical électrique. Cette centrale fournit la puissance aux 2 propulseurs longitudinaux (30), aux 2 propulseurs latéraux (31), au vérin d'entraînement de la pompe (32), ainsi qu'à différents autres actionneurs. Le module de contrôle est équipé de 2 caméras (33) de vision d'ensemble et de 2 projecteurs. Il comporte en outre un certain nombre de capteurs, notamment de roulis-tangage afin de surveiller la verticalité du dispositif en opération pour éviter tout risque de flexion du train de tige. Le module de contrôle dispose d'un certain nombre de portes pivotantes pour assurer sa maintenance au niveau du plancher de forage. Une rainure (34) permet de protéger les ombilicaux lorsque le module passe en surface au travers de la table de rotation. Un rayon (35) sert de chaumard afin de maintenir un rayon de courbure minimum lorsqu'il est soumis à son propre poids. Le corps de pompe (8) est une pièce massive lourde (environ
50 tonnes) qui fournit l'effort nécessaire à l'enfoncement du poinçon obturateur (7) au travers de la coque de l'épave. Ce poids en bas est nécessaire car le train de tige doit toujours travailler en tension. En aucun cas, le poids du train de tige ne pourrait être appliqué au poinçon sans risques de flexion du train de tige. Le corps de pompe est connecté à la noix au moyen de boulons haute résistance.
La figure 5 représente une vue détaillée du corps de pompe. La pompe (36) est une pompe à piston à double effet, entraînée par un vérin à double effet (37). Dans la phase de remontée du piston (38) la chambre annulaire inférieure est alimentée en pression et dans la phase de descente la chambre supérieure et la chambre inférieure sont alimentées en même temps. La section du piston étant le double de celle de la tige (39), l'effort moteur est identique à la remontée et à la descente.
La tige du vérin entraîne le mouvement alternatif continu du piston de la pompe qui est équipé d'un clapet à ressort (40). Un autre clapet (41) est disposé à l'entrée de la pompe. Dans l'exemple illustré les sections sont telles que le débit et la pression du liquide pompé sont identiques à ceux de l'huile de la centrale hydraulique.
Un accumulateur disposé à la sortie de la pompe permet de lisser les discontinuités de débit et de pression chaque fois que le piston de la pompe arrive en fin de course.
Une tête d'injection de diluant équipée de gicleurs (42) est disposée de façon préférentielle à l'entrée de la pompe, ceci afin de diminuer la pression nécessaire à l'injection du fluidifiant. Le corps de pompe dispose à son extrémité inférieure d'un cône maie (43) destiné à s'accoupler avec le cône femelle (44) du poinçon. Un dispositif de doigts de verrouillage (45) actionnés par un vérin transversal (46) est destiné à venir s'engager dans la gorge (47) du cône femelle du poinçon. Une caméra (48) et des projecteurs sont disposés à la partie inférieure du corps de pompe afin d'avoir une vision détaillée lors des opérations de pénétration de la coque ou de re-entrée dans le cône femelle. Un sonar et un altimètre complètent avantageusement les équipements disposés à la partie inférieure du corps de pompe.
La figure 6 représente une coupe détaillée du poinçon obturateur et de son embase d'étanchéité.
De façon préférentielle, la section du poinçon est carrée et sa pointe (49) est de forme pyramidale en acier haute résistance. Elle est destinée à pénétrer au travers de la paroi du pont de l'épave sous l'action du poids du corps de pompe. L'embase d'étanchéité du poinçon comporte une coussin d'étanchéité (50) monté sous un plateau pivotant (51) autour de la rotule (52): Ce plateau pivotant permet d'assurer l'étanchéité lorsque le poinçon est enfoncé verticalement même au travers d'une épave inclinée sur le fond. Le plateau pivotant comporte à sa partie supérieure un large cône (53) destiné à faciliter les opérations de réentrée du corps de pompe suite à une descente du dispositif après une période de maintenance en surface.
Le poinçon comporte un conduit central d'aspiration (54) équipé d'entrées latérales (55). Ce conduit est équipé d'un clapet obturateur en ligne (56) qui s'ouvre automatiquement par l'intermédiaire d'un croisillon lors de l'introduction . du cône maie du corps de pompe dans le cône femelle du poinçon.
La fonction de ce poinçon n'est pas seulement de percer un orifice de soutirage dans la coque du navire, mais aussi de pouvoir être mis en place à un autre endroit afin de créer un évent pour permettre une entrée d'eau d'équilibrage de pression. En effet il est possible que la cuve pompée ne soit pas en communication avec la mer, et que l'action de pompage puisse au bout d'un certain temps risquer de la déformer et de créer des fissures, qui risqueraient d'engendrer des remontées non contrôlées de liquide polluant. La valeur de tarage du ressort de rappel du clapet est alors calculée en fonction de la dépression maximum pouvant être admise par la structure générale de l'épave.
Les deux clapets de la pompe (40 et 41) interdisant tout débit de fluide vers le bas, il peut être avantageux de pouvoir les ouvrir à la demande, afin d'utiliser le train de tige pour pouvoir injecter, à haut débit, depuis la surface et à l'intérieur de l'épave, un fluidifiant, un fluide de nettoyage ou un fluide de neutralisation, ou tout simplement pour vider la colonne une fois nettoyée, lors de la remontée, au fur et à mesure des déconnexions des tiges. Pour cela un vérin axial (57) situé en dessous du clapet d'aspiration (41) permet d'ouvrir à la fois ledit clapet, mais aussi le clapet de refoulement (40) lorsque le piston (40) est maintenu en position basse.
La figure 7 représente une coupe détaillée du corps de pompe et du dispositif d'entraînement de la fraise. Le dispositif d'entraînement de la fraise comprend un vérin linéaire (58) déplaçant un moteur rotatif (59) entraînant la fraise au moyen d'un accouplement (60) qui peut être désaccouplé après fraisage de la paroi de l'épave. Les autres éléments, pompe, cône, doigts de verrouillage sont identiques à ceux décrits précédemment.
La figure 8 représente une coupe détaillée de la fraise obturateur et de son embase d'étanchéité après abandon au travers de la paroi de l'épave. La fraise (61) comporte un conduit central d'aspiration (62) équipé d'entrées latérales (63). Ce conduit est équipé d'un clapet obturateur en ligne (64) qui s'ouvre automatiquement sous l'action de la dépression de la pompe. La valeur du tarage du ressort de rappel est telle que le clapet ne peut s'ouvrir sous la faible pression du liquide au niveau du sommet de la cuve. Les autres éléments, embase d'étanchéité, rotule, cône d'entrée sont identiques à ceux décrits précédemment.
La portée des revendications ne doit pas être considérée comme limitée à la forme préférentielle de réalisation décrite pour le procédé et son dispositif de mis en oeuvre.
Le navire de forage et son train de tige conventionnels peuvent être un navire spécialement dédié à la manutention de conduites d'un diamètre supérieur à celui du train de tige.
La pompe alternative à piston peut être remplacée par une pompe à déplacement positif du type à vis ou hélicoïdale tournant dans un corps en matière élastique.
La pompe peut être disposée plus haut sur le train de tige dans la mesure où les pertes de charges sont telles que la pression d'aspiration en bas n'atteint pas la valeur de zéro. L'invention est décrite dans une forme de réalisation plus particulièrement adaptée au pompage difficile des liquides visqueux tels le fuel lourd par grande profondeur. Elle s'applique bien sûr au pompage plus facile de liquide moins visqueux par faible profondeur. Dans ce cas des pompes conventionnelles du type centrifuge pourraient alors être utilisées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de récupération à partir d'un navire de forage d'une cargaison de liquides polluants enfermés à bord d'une épave profonde, caractérisé en ce qu'il consiste à perforer verticalement la paroi de l'épave au moyen d'un outil creux équipé d'un obturateur et d'une embase d'étanchéité pivotante, à pomper le liquide à partir du fond et à abandonner l'outil obturateur au travers de la paroi de l'épave.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est composé d'un corps de pompe pesant (8) installé à l'extrémité inférieure d'un train de tige (2) et d'un poinçon obturateur (7) qui peut être déconnecté et abandonné au travers de la paroi de l'épave.
3. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le poinçon obturateur est équipé d'une embase d'étanchéité composée d'un plateau pivotant (51) autour d'une rotule (52) et équipé d'un coussin d'étanchéité (50).
4. Dispositif suivant les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le poinçon comporte un conduit central d'aspiration (54) équipé d'entrées latérales (55) et d'un clapet de fermeture (56).
5. Dispositif suivant les revendications 2, 3 et 4 caractérisé en ce que le poinçon est manutentionné par le corps de pompe (8) par l'intermédiaire d'un cône (43) et de doigts transversaux de verrouillage (45) actionnés par un vérin (46).
6. Dispositif suivant la revendication 4 et 5 caractérisé en ce que la fermeture du clapet (56) est actionnée par un ressort et son ouverture par l'extrémité du cône (43) du corps de pompe.
7. Dispositif suivant les revendications 2, 3 et 4 caractérisé en ce que la section du poinçon est carrée et sa pointe (49) pyramidale.
8. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que la pompe (36) est une pompe à piston à double effet actionnée par un vérin à double effet (37).
9. Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que la section du piston (38) du vérin est le double de la section de la tige (39).
10. Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé en ce que les sections du piston de la pompe (36) et du piston du vérin (37) sont identiques.
11. Dispositif suivant les revendication 2 et 8 caractérisé en ce qu'un fluidifiant est injecté à l'aspiration de la pompe au moyen d'un ombilical (22) déployé le long du train de tige.
12. Dispositif suivant les revendications 2 et 8 caractérisé en ce que la pompe est équipée d'un clapet d'aspiration (41) et de refoulement (40).
13. Dispositif suivant la revendication 12 caractérisé en ce qu'un vérin axial (57) situé en dessous du clapet d'aspiration (41) permet d'ouvrir à la fois ledit clapet mais aussi le clapet de refoulement (40) lorsque le piston de la pompe est maintenu à l'arrêt en position basse.
14. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu'un module de contrôle (10) équipé de propulseurs (11) repose sur la partie supérieure du corps de pompe (8) par l'intermédiaire d'une noix (25) sur laquelle est connectée l'extrémité inférieure (26) du train de tige.
15. Dispositif suivant la revendication 14 caractérisé en ce que le module de contrôle (10) comporte un tube central (27) sur le quel sont fixés tous les équipements intérieurs.
16. Dispositif suivant la revendication 14 caractérisé en ce que le module de contrôle (10) comporte une rainure (34) destinée à protéger les ombilicaux (12) et (22) lorsque le module passe au travers de la table de rotation (19) du navire de forage.
17. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication i caractérisé en ce qu'il est composé d'un corps de pompe (8) installé à l'extrémité inférieure d'un train de tige (2) et d'une fraise obturateur (61) qui peut être déconnectée et abandonnée au travers de la paroi de l'épave.
18. Dispositif suivant la revendication 17 caractérisé en ce que la fraise obturateur (61) est équipée d'une embase d'étanchéité composée d'un plateau pivotant (51) autour d'une rotule (52) et équipé d'un coussin d'étanchéité (50).
19. Dispositif suivant les revendications 17 et 18 caractérisé en ce que la fraise comporte un conduit central d'aspiration (62) équipé d'entrées latérales (63) et d'un clapet de fermeture (64).
20. Dispositif suivant les revendications 18 et 19 caractérisé en ce que l'embase d'étanchéité de la fraise est manutentionné par le corps' de pompe (8) par l'intermédiaire d'un cône (43) et de doigts transversaux de verrouillage (45) actionnés par un vérin (46).
21. Dispositif suivant les revendications 17, 18 et 19 caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement de la fraise (61) comprend un vérin linéaire (58) déplaçant un moteur rotatif (59) qui entraîne la fraise au moyen d'un accouplement (60).
22. Dispositif suivant la revendication 21 caractérisé en ce que l'accouplement (60) peut être désaccouplé après fraisage de la paroi de l'épave.
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