[0001] La présente invention concerne un système de sécurité destiné à éliminer les retombées
de liquides, et selon les fluctuations du débit à torcher ou disposer, à assurer une
bonne combustion ou une bonne dispersion afin de raccourcir la flamme et diminuer
le rayonnement calorifique et l'intensité de bruits reçus dans les installations,
lors du torchage ou de la dispersion des gaz de production, traitement et transport
d'hydrocarbures, en particulier en mer (off shore).
[0002] D'une manière générale, on sait que l'évacuation de liquides, notamment sous forme
de gouttes, par le nez de torche comme par suite, par exemple, d'un engorgement en
liquide des installations situées en amont, ou encore par la dépressurisation rapide
de volumes de liquides contenant des gaz dissous, constitue un grave danger dans les
installations de production, de traitement et de transport d'hydrocarbures et en particulier
dans les installations fixes ou flottantes situées en mer (off shore). Parmi les systèmes
qui ont été proposés jusqu'à ce jour, on notera celui représenté dans le brevet US-A
N° 3914094.
[0003] En effet au sortir du nez de la torche, les condensats ou l'huile, issus du gaz ou
entraînés par celui-ci se trouvent enflammés et retombent en flammes sur l'installation
ou à proximité immédiatede celle-ci, mettant ainsi en péril la vie de l'ensemble du
personnel et l'installation tout entière.
[0004] Ce danger est d'autant plus important dans les installations off shoreque le personnel
risque de se trouver prisonnier sur la plate-forme ou les supports flottants en feu
et qu'en outre, les condensats ou l'huile flottant sur la mer peuvent former une nappe
de feu interdisant toute possibilité d'évacuation.
[0005] En outre, dans les installations de production, traitement et transport d'hydrocarbures
plus particulièrement gazeux, il est parfois nécessaire, pour des raisons opératoires
ou de sécurité, de mettre à l'atmosphère des quantités de gaz importantes dans un
délai très court. La combustion de débits de gaz fluctuants et parfois très importants
conduit à repousser la torche loin des installations, de façon à ne pas générer sur
celles-ci des niveaux de température et de bruit insupportables tant pour le personnel
que pour les équipements. Malheureusement en off shore dès que la profondeur d'eau
devient un peu importante, cette solution ne résout que localement le problème à un
coût progressant rapidement avec la profondeur d'eau. Dès lors que la profondeur d'eau
est très importante, la disposition précédente devient aléatoire et son coût prohibitif.
Cette disposition créant toujours une gêne importante à la navigation, toujours délicate
aux abords de l'installation.
[0006] L'invention a donc pour but de supprimer tous ces inconvénients. Elle propose donc
un système de sécurité constitué par tout ou partie, selon l'application, d'un ensemble
d'éléments concourant à:
- éliminer éventuellement les liquides entraînés ou condensés dans la partie verticale
ou subverti- cale du fût de torche; - pulvériser en brouillard, au nez de torche,
les condensations liquides qui pourraient se produire dans la partie supérieure du
fût de torche, dans le nez de torche et à la mise à l'atmosphère, compte tenu de l'évolution,
durant ce cheminement, des conditions thermo-dynamiques auxquelles est soumis le gaz;
- améliorer la dispersion dans le cas d'un évent, ou raccourcir la flamme générée
par la combustion de la totalité du gaz à éliminer, en divisant le jet total en plusieurs
jets parallèles convergents ou divergents, et en augmentant l'aération des gaz dès
leur mise à l'atmosphère;
- plafonner le rayonnement calorifique et l'intensité de bruits reçus quelles que
soient les fluctuations de débit du gaz, qui peuvent atteindre des valeurs considérables;
- dans le cas de mises à l'atmosphère discontinues, éviter ou diminuer les débits
de gaz d'appoint combustibles ou inertes, propres à éviter les entrées d'air par le
nez de torche durant les périodes d'arrêt du débit de gaz, et éviter ainsi les risques
associés à leur détermination correcte.
[0007] Pour parvenir à ces résultats, le système de sécurité selon l'invention fait donc
intervenir, dans la chaîne d'écoulement du gaz, entre la source potentielle de liquide
et la mise à l'atmosphère, au moins une capacité telle qu'un ballon de pied de torche,
connectée àsapartiesupérieure à au moins deux fûts de torches ou bien une ou plusieurs
capacités connectées chacune à au moins un fût de torche, lesdits fûts de torches
comprennent chacun:
- un dispositif de contre-pression normal consistant, par exemple, en un clapettaré
ou d'une vanne à commande manuelle, automatique ou pilotée, la valeur de la contre-pression
exercée sur le gaz en amont (seu.il de pression) étant différente pour chacune destorches,
detelle manière que lors d'un accroissement continu de la pression des gaz on obtienne
une ouverture successive, échelonnée, des dispositifs de contre-pression et qu'ainsi
la vitesse d'écoulement du gaz à l'intérieur des torches soit toujours relativement
élevée, et
- un nez ou un orifice de mise à l'atmosphère permettant, grâce à la vitesse élevée
d'écoulement du gaz, de pulvériser en brouillard les gouttes de liquide subsistant
éventuellement dans le flux de gaz et d'assurer rapidement un mélange intime du gaz
avec l'air ambiant aux fins d'obtenir une combustion rapide et totale et éviter ainsi
la condensation et la retombée des gouttes liquides enflammées ou non dans son voisinage.
[0008] Il convient de noter que l'ouverture des susdits dispositifs de contre-pression est
progressivement ajustée au débit de gaz à évacuer, sans pour autant créer une pression
ou des à-coups de pression inadmissible dans les installations amont.
[0009] Chacun de ces dispositifs de contre-pression peut être doublé, en parallèle par un
dispositif à ouverture positive rapide tel qu'une plaque d'éclatement par exemple,
permettant de plafonner la pression amont à une valeur présélectionnée, en cas de
blocage intempestif du dispositif de contre-pression normal. Chaque dispositif de
contre-pression normal peut en outre être soit muni d'au moins un petit orifice de
fuite permettant d'assurer, durant les périodes de non-fonctionnement du système de
torchage ou de dispersion, une alimentation continue de la torche en gaz combustible
ou inerte, soit équipé d'une tubulure annexe remplissant la fonction ci-dessus, afin
d'éviter les entrées d'air par le nez de torche et les conséquences fâcheuses qui
risqueraient d'en résulter. Selon les caractéristiques du nez de torche, ce petit
orifice de fuite pourra avoir une dimension inférieure à celle de coincement de flamme,
évitant ainsi la mise en place de dispositifs annexes s'opposant à la propagation
éventuelle de la flamme.
[0010] En outre, s'il est jugé nécessaire, un dispositif de reprise des égouttures et ruissellements
pouvant s'accumuler au-dessus des dispositifs de contre-pression et pouvant rendre
leur fonctionnement aléatoire sera prévu, avec purge manuelle ou automatique. De même,
si la formation d'hydrates est à craindre, des moyens de réchauffage ou d'inhibi-
tion de formation d'hydrates pourront être incorporés en amont ou dans le dispositif
de contre-pression.
[0011] Par ailleurs, en aval du susdit dispositif de contre-pression, chaque fût de torche
pourra être équipé, par exemple, mais non limitativement, d'un séparateur de gouttes
de liquides utilisant un effet centrifuge ou autre, les condensats et liquides ainsi
récupérés étant réinsérés dans les installations sous-jacentes en un point tel qu'il
n'y ait pas d'incompatibilité de pression ni d'interférences préjudiciables à la sécurité.
Selon le mode de réalisation choisi, ce séparateur pourra être équipé d'une purge
automatique ou manuelle avec alarme de niveau haut indiquant au personnel l'état de
fonctionnement de cette dernière.
[0012] Au niveau du nez ou de l'orifice de mise à l'atmosphère de chacune des torches la
pulvérisation du liquide subsistant pourra, par exemple, être assurée par une mise
à l'atmosphère des gaz avec une vitesse initiale importante générée par un ou plusieurs
orifices à lèvre mince ou au travers d'un ou plusieurs tubes calibrés. Cet orifice
à lèvre mince ou ce tube calibré peut éventuellement remplir la fonction motrice d'un
ensemble basé sur l'effet Venturi, l'accélération centripète ou l'effet Coanda, pour
entraîner l'air ambiant et le mélanger intimement au gaz à torcher ou à disperser
par turbulences et diffusion accélérée.
[0013] En outre, ce dernier dispositif offre un grand nombre d'avantages parmi lesquels:
a) un raccourcissement de la longueur de la flamme par combustion rapide de la masse
de gaz déversée à l'atmosphère du fait de sa bonne aération d'une part, et, d'autre
part, par la minceur de la lèvre orifice de mise à l'atmosphère (ceci comparé à la
longueur de la flamme issue de la combustion de la totalité du débit de gaz mis à
l'atmosphère au travers d'une seule tubulure de section circulaire); b) un raccourcissement
de la longueur de la flamme correspondant à la division du débit de gaz entre les
différents nez de torche. En effet, il est reconnu que la longueur d'une flamme est
une fonction croissant avec le diamètre du nez de torche lorsque celui-ci est constitué
d'un tube cylindrique;
c) une diminution importante de l'intensité de bruits émis par le jet de gaz et la
flamme correspondant à la division du débit total à torcher. En effet, l'expérience
montre que le bruit total émis par une pluralité de jets et flammes est inférieur,
dans certaines conditions, au bruit émis par un seul de ces jets;
d) tamise à l'atmosphère des gaz pouvant se faire au travers d'une section annulaire
circulaire avec induction.possible d'air par la section centrale, il se produit une
diminution importante de volume, voire la suppression de la carotte centrale de gaz
à haute température située au coeur de la flamme, cette dernière étant principalement
responsable du rayonnement calorifique d'une flamme issue d'un jet de gaz de section
circulaire pleine. Ce rayonnement étant cause d'insécurité pour le personnel et les
équipements qui y sont soumis s'il est de forte intensité, et son calcul étant toujours
sujet à caution, il apparaît primordial d'en traiter les causes afin d'en mieux circonvenir
les effets;
e) si la lèvre de mise à l'atmosphère des gaz est suffisamment mince et de largeur
voisine ou inférieure à la distance de coincement de flamme, il n'y aura plus de possibilité
de rentrée de flamme à l'intérieur du fût de torche et, en conséquence, il ne sera
plus nécessaire d'assurer un balayage permanent de la torche au gaz combustible ou
inerte; en tout cas, son débit pourra en être diminué considérablement.
f) la multiplicité des fûts de torche, en cas de variations importantes de débits,
en fonctionnement normal, ou requises pour des raisons de sécurité, permettra de maintenir
une vitesse d'écoulement des gaz dans la (ou les) torche(s) nécessaire(s) au fonctionnement
correct des équipements décrits ci-dessus et d'assurer les fonctions précédemment
décrites. Accessoirement la pluralité des fûts de torche permettra éventuellement
de constituer une structure auto-supportant les éléments constitutifs de la torche
aussi bien que des éléments étrangers au système tels que par exemple des antennes
de radio-communication.
[0014] Par ailleurs, dans certaines applications, la torche sera équipée de moyens d'allumage
et d'extinction manuelle ou automatique permettant d'initier ou d'étouffer la flamme
dans différentes configurations de fonctionnement ou pour des raisons de sécurité
ou autres.
[0015] On obtient donc un système de très haute sécurité particulièrement adapté aux besoins
de torchage ou de dispersion sur des installations confinées, en mer par exemple.
[0016] Des modes de réalisation de l'invention seront décrits, ci-après, à titre d'exemples
non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La fig. 1 est une
représentation schématique d'une installation de production équipée de l'ensemble
d'un dispositif de sécurité selon un premier exemple de réalisation de l'invention,
correspondant plus généralement à un débit de gaz continu et relativement faible provenant
par exemple d'une installation de séparation ou de traitement d'hydrocarbures.
[0017] La fig. 2 est une représentation schématique d'une deuxième installation équipée
de l'ensemble du dispositif de sécurité selon un deuxième exemple de réalisation faisant
appel à une pluralité de fûts de torche, correspondant plus généralement à un débit
de gaz important avec larges variations de débits ou à des débits de gaz intermittents
tels que ceux qui peuvent être rencontrés dans des installations de production et
de transport de gaz.
[0018] Les fig. 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F sont des représentations schématiques montrant des
particularités de réalisation du dispositif de contre-pression.
[0019] Les fig. 4A, 4B, 4C sont des représentations schématiques montrant des particularités
de réalisation simple du dispositif de séparation des liquides entraînés.
[0020] La fig. 4D est une vue schématique selon la flèche F de la fig. 4A.
[0021] Les fig. 5A, 5B, 5C, 5F sont des représentations schématiques montrant des particularités
de réalisation du dispositif de pulvérisation des liquides entraînés ou condensés
et d'aération du jet de gaz avec stabilisation de la flamme.
[0022] La fig. 5E est une vue de dessus schématique de la fig. 5C.
[0023] La fig. 5D est une vue de dessus fragmentaire et schématique de la fig. 5F.
[0024] La fig. 6 est une représentation schématique de l'ensemble du dispositif de sécurité
dans laquelle la partie inférieure du fût de torche joue le rôle de ballon de pied
de torche de façon à obtenir une installation de plus faible encombrement.
[0025] La fig. 7 est une représentation schématique de l'ensemble du dispositif de sécurité
où tous les éléments le constituant sont alignés sur un axe géné- ralementvertical
avec ouverture directe du fond du ballon de pied de torche dans la mer.
[0026] Avec référence à la fig. 1, l'installation comprend, tout d'abord, soit une source
d'entraînement d'hydrocarbures liquides constituée par un séparateur 1 recevant le
pétrole brut ou le gaz brut par une conduite d'arrivée 2, soit une source de gaz constituée
par une canalisation 2', soit les deux sourcessimultanément. Le séparateur 1 est équipé
de façon classique d'un circuit 3 dereprise normale de l'huile et des condensats,
d'un circuit 4' de reprise normale du gaz et d'une sortie de gaz raccordée à une chaîne
d'écoulement de gaz 4 jusqu'au nez 5 de la torche. Cette chaîne d'écoulement de gaz
4 comporte, entre le séparateur 1 et le nez de la torche 5, un ballon de pied de torche
6 équipé, de façon classique, d'un circuit de reprise des égout- tres 7 comprenant
ou non un moyen de pompage 8 et un tube de trop-plein de sécurité 10 débouchant en
dessous du niveau 17 de la mer, avec reniflard 9. Le séparateur 1, le ballon de pied
de torche 6 et le tube de trop-plein de sécurité 10, sont tous trois équipés d'un
circuit de détection de niveau haut, destiné à fermer, en cas de niveau de liquide
anormalement haut, la source d'alimentation en brut ou en gaz de l'installation. En
suivant le sens d'écou- lementdu gaz dans le fût de torche 13, cette installation
comprend successivement selon l'invention un dispositif de contre-pression 11 doublé
en parallèle par une plaque d'éclatement 11', un séparateur de liquides 12 et un nez
de torche 5.
[0027] Si le torchage du gaz n'est pas prévu en fonctionnement normal de l'installation,
le dispositif de contre-pression 11 est fermé, le débit de gaz combustible ou inerte
propre à éviter les entrées d'air par le nez de torche 5 est amené soit par une tubulure
latérale 15, soit par un petit orifice prévu au travers du dispositif de contre-pression
11. En cas de mise à la torche du gaz avec déclenchement éventuellement rapide du
débit, un premier amortissement de l'à-coup de pression sera effectué par le tube
de trop-plein de sécurité 10 jouant ainsi le rôle d'amortisseur, avec ouverture simultanée
du dispositif de contre-pression 11 et écoulement du gaz à la torche. Une montée de
pression en amont du dispositif 11 due à une ouverture trop lente, à un blocage de
celui-ci ou à toute autre raison, provoquera l'éclatement de la membrane de la plaque
d'éclatement 11' et l'écoulement du gaz dans la torche 13. Les liquides éventuellement
entraînés ou condensés sont piégés dans le séparateur 12 et réinsérés dans les installations
amont par une tubulure 14 équipée d'un dispositif de purge de liquide 16 manuel ou
automatique, piloté ou non. ! e gaz atteint alors le nez de torche 5 où les liquides
subsistants sont pulvérisés et intimement mélangés ainsi que le gaz à l'air ambiant
par l'effet d'une vitesse d'éjection importante et d'une disposition du nez5 favorisant
la diffusion et le mélange.
[0028] Si le torchage du gaz est prévu en fonctionnement normal de l'installation, le dispositif
de contre-pression 11 sera normalement ouvert et l'ensemble du dispositif de sécurité
sera en service.
[0029] Avec référencaà lafig. 2, l'installation comprend une pluralité de fûts de torche
13a, 13b, 1 3c limitée à trois sur le dessin uniquement pour des raisons de clarté,
chacun d'entre eux pouvant être équipé des dispositifs prévus dans la fig. 1, en particulier
les dispositifs de contre-pression 11 a, 11 b, 11 c étant tarés à des pressions d'ouverture
sensiblement différentes de façon à maintenir dans chaque fût de torche, selon le
débit à torcher, une vitesse suffisamment élevée dans les dispositifs situés en aval
pour permettre leur fonctionnement correct. Par ailleurs, avec une pluralité de torches,
la longueur de flamme issue de la totalité du débit de gaz ne sera que celle correspondant
sensiblement au débit traversant un seul des fûts de torche, et non pas celle correspondant
à la totalité du débit à torcher, quelle que soit la méthode de calcul utilisée pour
en déterminer la longueur. En outre, l'intensité des bruits de jet et de flamme sera
maximale avec une seule des torches en service à son débit maximal, et correspondra
au débit la traversant. La mise en service successive des autres torches correspondant
à un accroissement du débit à torcher résultera en une diminution de l'intensité de
bruit définie ci-dessus.
[0030] Dans des installations confinées, comme celles rencontrées off shore, le fait de
maîtriser la longueur de flamme et l'intensité de bruit justifie à lui seul l'implantation
d'une pluralité de torches dès lors que les débits de gaz à torcher sont importants
et variables.
[0031] Enfin, dans un certain nombre d'installations où une pression de gaz élevée est disponible
pour le torchage, sans pour autant nuire à la sécurité globale de l'installation ni
au fonctionnement de l'ensemble des dispositifs de sécurité, la pression de service
du ballon de pied de torche 6 pourra être relevée de façon importante compte tenu
du fonctionnement de ces dispositifs annexes, ceci conduisant à une diminution importante
des volumes et poids correspondants. Cet avantage peut être important dans des installations
off shore où les coûts sont très sensibles aux poids et encombrements.
[0032] Les dispositifs de contre-pression 11, 11 a, 11 b, 11 c peuvent être réalisés de
différentes façons et installés suivant plusieurs modes. Dans la représentation de
la fig. 3A, le dispositif de contre-pression est constitué d'un clapet taré 21 percé
d'un orifice 22, un robinet 23 permet manuellement et périodiquement de vérifier qu'il
n'y a pas d'accumulation de liquides sur le clapet, pouvant gêner ou empêcher son
fonctionnement. Dans la représentation de la fig. 3B, l'orifice 32 permettant de maintenir
le ciel gazeux est percé latéralement dans la conduite de gaz en amont du clapet de
contre-pression 31, les liquides ruisselant dans le fût de torche sont piégés dans
un épanouissement du fût de torche et purgés par une vanne automatique 33 commandée
par un détecteur de niveau 34. Dans la représentation de la fig. 3C, le ciel de gaz
combustible est maintenu par une conduite extérieure 41. Le ciel de gaz inerte par
une conduite extérieure 42, équipée d'un clapet anti-retour 47, les liquides ruisselant
de la partie supérieure sont piégés dans une chaussette 43 et évacués par une vanne
automatique de purge 44. Un détecteur de niveau anormalement haut H LA 45 et un détecteur
de niveau anormalement bas LLA 46 informent les opérateurs d'un défaut de fonctionnement
du système de reprise des égouttures.
[0033] Dans la représentation de la fig. 3D le dispositif de contre-pression est constitué
d'une vanne 51 dont la position est commandée par un régulateur de pression PC 52.
[0034] Dans la représentation de la fig. 3E, la vanne de contre-pression 61 est placée latéralement
à une chaussette 62 de récupération des égouttures équipée d'une conduite de purge
des liquides 63 munie d'une vanne manuelle 64. Une canalisation 65 équipée d'une vanne
66 et d'un clapetanti- retour 67 permet l'alimentation en gaz combustible ou inerte
de la partie supérieure du fût de torche pendant les périodes d'arrêt.
[0035] Dans la représentation de la fig. 3F, la vanne de contre-pression 71 est placée sur
une partie horizontale ou sub-horizontale du fût de torche. La partie verticale du
fût de torche en aval se termine à sa partie inférieure par une chaussette 72 permettant
de recueillir les égouttures. Cette chaussette est équipée d'une conduite de purge
des liquides 73 munie d'une vanne 74 commandée par un contrôleur de niveau liquide
75. Des détecteurs de niveaux anormalement haut 77 et bas 76 informent les opérateurs
du défaut de fonctionnement du système de reprise des égouttures.
[0036] Le dispositif de séparation des liquides entraînés peut être réalisé de différentes
façon et installé suivant plusieurs modes. En particulier le dispositif représenté
fig. 4A et 4D comporte un séparateur centrifuge 81 avec une arrivée tangentieUe 82
du fluide, les liquides séparés étant évacués vers le bas par une conduite 83 de reprise
des égouttures équipée d'un dispositif de purge automatique 84 et les gaz vers le
haut par la partie aval du fût de torche 85, la fig. 4B propose une disposition horizontale
ou sub-horizontale dans laquelle l'arrivée de gaz 91 est raccordée à un épanouissement
92 de la conduite, comportant un noyau central 93 raccordé au tube extérieur par des
ailettes en hélice 94, donnant un mouvement hélicoïdal aux fluides le traversant.
Le gaz sortant de ce dispositif va au nez de torche par une conduite 95 alors que
les liquides plaqués sur la paroi sont recueillis dans une chaussette 96 équipée d'une
conduite de purge 97 munie d'une vanne 98 commandée par un détecteur de niveau 99.
Des alarmes de niveau haut 100 et bas 101 informent les opérateurs de tout défaut
de fonctionnement du système de purge.
[0037] Le dispositif représenté fig. 4C concerne une disposition semblable à celle de la
fig. 4B mais qui peut être placée verticalement sur le fût de torche afin de réduire
l'encombrement. En outre la tubulure d'entrée 111 n'est pas épanouie et comporte des
ailettes hélicoïdales 112 qui ne couvrent pas nécessairement la pleine section de
la tubulure 111. La chambre 113 de récupération des liquides comporte des plaques
percées de trous 114 arrêtant les liquides entraînés et des gouttières verticales
115 les canalisant vers la partie inférieure du dispositif où ils seront soutirés
par une conduite 116 équipée de dispositifs comme dans les exemples précédents.
[0038] Le nez de torche peut être réalisé de différentes façons qui seront toujours installées
verticalement ou sub-verticalement. En particulier dans la fig. 5A, l'extrémité du
fût de torche 121 comporte un ajutage calibré 122 de section circulaire réduite destiné
à la mise en vitesse du gaz débouchant au-dessus d'une plaque circulaire horizontale
123 munie d'ailettes radiales verticales 124 destinées à guider les filets d'air ou
de vent dans la partie convergente-divergente d'un venturi 125 dont le col 126 sera
placé légèrement au-dessus de l'extrémité supérieure de l'ajutage 122 de façon à obtenir
l'effet d'entraînement d'air recherché. La surface externe du venturi 125 pourra être
munie d'ailettes verticales 130 guidant les filets d'air ou de vent. L'extrémité supérieure
du venturi comportera une couronne interne circulaire perforée 127 de façon à permettre
l'accrochage de la flamme. Si du gaz basse pression devait être éliminé, ceci pourrait
être réalisé par une tubulure 128 débouchant en 129 dans le venturi, au-delà du col,
dans la zone à dépression duditventuri. Dans la fig. 5B le nez de torche pourra comporter
les mêmes dispositifs que la fig. 5A mais diffère de ce dernier en ce que l'ajutage
de sortie du gaz est remplacé par une couronne annulaire circulaire 132 dont l'arrivée
de gaz est de direction axiale 135 ou tangentielle 135'à à la couronne 132 selon l'effet
recherché. En outre une carotte centrale 133 pourra être placée au centre du dispositif
afin d'accentuer l'effet venturi pour certaines applications. Les ailettes 134 de
suspension de la carotte centrale 133 pourront être planes et verticales ou de surface
hélicoïdale de façon à être adaptées à l'effet de guidage désiré.
[0039] Dans la fig. 5C, la disposition des éléments constituant te nez de torche est semblable
à celles prévues dans les fig. 5A et 5B, toutefois elle diffère en ce que fa
! partie supérieure du venturi est un ensemble de pétales 136 pouvant admettre de l'air
latéralement par des fentes 137 afin d'améliorer le mélange air-gaz.
[0040] La fig. 5F propose une disposition semblable à la précédente mais dans laquelle la
sortie du gaz s'effectue au travers d'une lèvre 138 tangente à la surface interne
du venturi, soit dans sa partie basse, soit au col, soit comme représentée dans sa
partie divergente, cette lèvre étant inclinée sur l'axe du cône de façon à communiquer
au gaz un mouvement en spirale ascendant.
[0041] Pour certaines applications, le mode de réalisation représenté fig. 6 présente une
solution simplifiée de très faible encombrement dans laquelle tous les éléments du
système sont rassemblés dans deux ensembles verticaux ou subverticaux, l'un ascendant
141 et l'autre descendant 142, reliés entre eux et aux installations par les canalisations
nécessaires à leur fonctionnement. L'ensemble vertical ascendant comporte à sa base
le ballon vertical de pied de torche 143 surmonté d'un carlingage 144 entourant tous
les éléments requis jusqu'au nez de torche, et ayant pour buts principaux:
- la protection des éléments du système contre les éléments extérieurs tels que le
givre, la glace;
- le supportage des éléments du système;,
- de permettre la vitesse pour contrôle et entretien des éléments du système jusqu'au
nez de torche
- une amélioration du profil aérodynamique du système en vue de la diminution des
sollicitations extérieures à prendre en compte pour le calcul de cette structure;
- un réchauffage éventuel de l'ensemble du système par un moyen quelconque tel que
vapeur, fluide caloporteur ou électricité, pour pallier les problèmes créés, par exemple,
mais non limitativement, par l'accumulation de givre sur les surfaces en contact avec
l'atmosphère ou de dépôt d'hydrates de gaz dans les équipements et canalisations.
[0042] La partie verticale descendante 142 peut également être équipée d'un carlingage semblable
afin d'obtenir des avantages similaires.
[0043] En outre une simplification supplémentaire consistera à réaliser l'ensemble torche-colonne
de trop-plein, en une tubulure continue, de section éventuellement variable, telle
que représentée fig. 7, dans lequel la tubulure continue 150 constitue des parties
actives du système et des carlinga- gesde protection des éléments du système, depuis
le nez de torche 151 jusqu'à l'extrémité du tube de trop-plein 152.
[0044] Enfin, dans toutes les configurations d'installation de ce système de sécurité, ce
dernier pourra utiliser, pour sa réalisation, des parties de tubulures déjà existantes,
en acier ou autres matériaux, et pouvant remplir d'autres fonctions telles que le
supportage des installations. Son supportage pourra être également réalisé à partir
d'autres éléments tels que charpentes, requis ou non, pour remplir d'autres fonctions.
1. Système de sécurité destiné à éliminer les liquides entraînés ou condensés, ainsi
qu'à éliminer le rayonnement calorifique et l'intensité de bruits reçus, lors du torchage
ou de la dispersion des gaz de production, traitement et transport de fluides tels
que des hydrocarbures bruts et élaborés à terre et en mer, ce système pouvant être
installé à terre, en mer sur n'importe quel type de support fixe ou flottant, caractérisé
en ce qu'il fait intervenir, dans la chaîne d'écoulement du gaz (4), entre la source
potentielle de liquide et la mise à l'atmosphère, une capacité (6) telle qu'un ballon
de pied de torche, connectée à sa partie supérieure, à au moins deux fûts de torche
(13) ou bien une ou plusieurs capacités (6) connectées chacune à au moins un fût de
torche (13), lesdits fûts de torches (13) comprenant chacun:
- un dispositif de contre-pression normal (11) tel qu'un clapet taré (21 ) ou une
vanne à commande manuelle, automatique ou pilotée, la valeur de la contre-pression
exercée sur le gaz en amont (seuil de pression) étant différente pour chacun des fûts
de torches (13), de telle manière que, lors d'un accroissement continu de la pression
des gaz, on obtienne une ouverture successive échelonnée des dispositifs de contre-pression
(11) et qu'ainsi la vitesse d'écoulement du gaz à l'intérieur des fûts de torches
(13) soit toujours relativement élevé, et
- un nez (5) ou un orifice de mise à l'atmosphère équipé de moyens permettant, grâce
à la vitesse élevée d'écoulement du gaz, de pulvériser en brouillard les gouttes de
liquide subsistant éventuellement dans le flux de gaz et d'assurer rapidement un mélange
intime du gaz avec l'air ambiant aux fins d'obtenir une combustion rapide et totale
et éviter ainsi la condensation et la retombée des gouttes liquides, enflammées ou
non dans son voisinage, ainsi qu'une flamme courte et peu rayonnante.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits moyens de contre-pression
(11 ) consistent en un clapet taré (21 ) ou une vanne de contre-pression (51), pouvant
être isolée au moyen de vannes cadenassées ouvertes lorsque l'installation est en
service et pilotée par la pression amont, et/ou déclenchée à distance volontairement
ou automatiquement, ce dispositif de contre-pression pouvant être équipé d'au moins
un orifice (22) permettant de maintenir une atmosphère contrôlée ou non de gaz combustible
ou inerte dans la partie aval du fût de torche (13) et éviter ainsi les entrées d'air
par son extrémité supérieure, ledit orifice pouvant être constitué par une lèvre ou
un trou de dimension voisine ou égale à la distance de coincement de flamme, et en
ce que lesdits moyens de contre-pression sont doublés en parallèle par un dispositif
à ouverture positive rapide (11') tel qu'une plaque d'éclatement ou un clapet taré
(21 ) permettant de plafonner la pression amont à une valeur présélectionnée, ce dispositif
pouvant lui-même être isolé au moyen de vannes d'isolement cadenassées ouvertes lorsque
l'installation est en service.
3. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contrôle
de l'atmosphère dans la partie aval du fût de torche (13) est assuré par une tubulure
annexe d'alimentation de gaz (15) équipée d'un clapet antiretour.
4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque
fût de torche (13) est équipé d'un séparateur de liquide (12) pouvant être constitué
par des rampes ou des ailettes hélicoïdales (112) plaquant les liquides entraînés
ou générés sur la paroi du tube, ces liquides pouvant être recueillis dans une chaussette
(113) et recyclés dans les installations amont de traitement de liquide, et en ce
que ce séparateur de liquide (12) peut être équipé d'un système de détection de liquides
et d'une canalisation (16) d'évacuation desdits liquides, la détection d'un niveau
anormal pouvant actionner une alarme et déclencher une purge automatique ou manuelle
des liquides accumulés.
5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nez
(5) du fût de torche (13) est constitué d'une tubulure de section de passage réduite
(122) permettant de donner au gaz une vitesse élevée à sa mise à l'atmosphère, la
section de passage du gaz pouvant présenter une forme annulaire (132) de manière à
minimiser ou éviter la formation, dans la partie axiale du jet, d'un noyau ou d'une
carotte centrale (133) de gaz ne pouvant diffuser dans l'atmosphère qu'à une distance
relativement importante du nez (5) de torche, afin de diminuer l'intensité du rayonnement
émis par la flamme ou accélérer la dispersion.
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le nez (5) est situé en
amont du col d'un venturi (125) à une distance telle que l'effet d'entraînement d'air
recherché soit atteint, le bord supérieur du venturi pouvant être équipé d'une lèvre
intérieure (127) constituée de métal déployé ou de tôle perforée afin de promouvoir
l'accrochage de la flamme et sa stabilité, en ce que le nez de torche (5) peut être
équipé à sa base d'une plaque sensiblement horizontale (123) de surface plane ou conique
munie d'ailettes verticales (124) planes ou enroulées en spirale, favorisant le guidage
des filets d'air et canalisant verticalement le vent atteignant le nez de torche (5),
et en ce que le venturi (125) peut lui-même être équipé d'ailettes verticales externes
(130) favorisant le guidage des filets d'air et de vent et permettant la dissipation
de chaleur éventuellement accumulée dans le corps du venturi (125).
7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité
interne du nez de torche (5) comporte, dans sa partie de section réduite pleine ou
annulaire, des ailettes de guidage des filets de gaz et donnant au jet de gaz un mouvement
hélicoïdal et en ce que le nez de torche (5) peut être aplati par exemple en section
rectangulaire ou ellipsoïdale de faible largeur, et débouchaut tangentiellement à
l'intérieur et dans la partie basse d'un entonnoir dont la grande ouverture est dirigée
vers le haut, ledit entonnoir étant. constitué de pétales métalliques (136) décalés
radialement les uns par rapport aux autres, de façon à permettre centrée tangentielle
d'air entraîné par le jet de gaz l'intérieur de l'entonnoir par effet venturi ou autre
et son mélange intime avec le gaz.
8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend,
connecté à la sortie de gaz d'un séparateur (1) recevant les hydrocarbures par au
moins une conduite (2) et équipé d'un circuit (3) de reprise des iiquideset/ou raccordé
à une canalisation ou une installation de transport de gaz (2'), une chaîne d'écoulement
de gaz (4) jusqu'à l'atmosphère, qui comporte au moins un ballon de pied de torche
(6) éventuellement équipé d'un circuit de reprise des égouttures (7) et sur lequel
est piqué au moins un fût de torche (13), les susdits séparateur (1 ) et ballon de
pied de torche (6) pouvant être respectivement équipés de circuits de détection de
conditions de fonctionnement anormales destinés à fermer ou à provoquer la fermeture
de l'alimentation de l'installation en cas de fonctionnement outrepassant des valeurs
préfixées.
9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ballon
de pied de torche (6) est dimensionné en séparateur diphasi- que et/ou en ce qu'il
peut être équipé d'une colonne de trop-plein (10) débouchant en dessous du niveau
de liquide, par exemple la mer, avec éventuellement un tube reniflard (9) repiqué
sur ledit ballon de pied de torche.
10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou
les fûts de torche (13) peut constituer une structure support des éléments constituant
tout au partie du système et supporter éventuellement des éléments étrangers audit
système et en ce qu'il peut utiliser pour sa réalisation et son supportage des éléments
de l'installation répondant à d'autres fonctions.
11. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble
des fûts de torche (13) et de leurs accessoires, peut être inclus partiellement ou
totalement dans une gaine (144) permettant éventuellement de réchauffer le gaz, d'accéder
au nez de torche (5), et d'empêcher l'accumulation de givre ou de glace dans la structure
des fûts de torche, si les conditions climatiques y sont favorables.
1. Sicherheitssystem zum Ausschalten von mitgerissenen oder kondensierten Flüssigkeiten
sowie zur Begrenzung der Wärmestrahlung und der Intensität der Geräuschentwicklung
bei der Abfackelung oder Dispersion von Fördergas, der Behandlung und des Transports
der an Land oder auf dem Meer geförderten Fluida wie rohe oder weiterbehandelte Kohlenwasserstoffe,
wobei das Sicherheitssystem sowohl an Land als auch auf dem Meer auf einem beliebigen,
ortsfesten oder schwimmenden Träger eingesetzt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Gas-Strömungskette (4) zwischen der potentiellen Fluidquelle und der Entlüftung
ein Volumen (6) wie ein Ballon an der Abfackelbasis, das an dessen oberen Teil an
zumindest zwei Abfackelschäften (13) liegt, oder mehrere Volumina (6) zwischengeschaltet
sind, von denen jedes an zumindest einem Abfackelschaft (13) liegt, wobei die Schäfte
(13) jeweils:
- eine Normalgegendruckvorrichtung (11) wie eine geeichte Verschlussklappe (21) oder
ein von Hand, selbsttätig oder vorgesteuertes Schütz, deren Wert des auf das oberstromige
Gas (Druckschwelle) ausgeübten Gegendrucks für jeden der Schäfte (13) unterschiedlich
ist, und zwar derart, dass bei einer kontinuierlichen Zunahme des Drucks der Gase
man eine kontinuierlich gestaffelte Öffnung der Gegendruckvorrichtungen (11) erreicht
und dass dadurch die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Innern der Schäfte (13)
stets relativ hoch liegt, und
- ein Vorderteil (5) oder eine Entlüftungsmündung aufweisen, die Einrichtungen besitzt,
durch die dank der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des Gasesdie ggf. in dem Gasstrom
verbleibenden Flüssigkeitstropfen zu Nebel versprüht und eine schnelle und innige
Mischung des Gases mit der umgebenden Luft mit dem Ziel gewährleistet werden, eine
schnelle und totale Verbrennung zu erzielen sowie auf diese Weise die Kondensation
und das Zurückfallen der flüssigen, entflammten oder nichtentflammten Tropfen in die
nähere Umgebung sowie eine kurze und geringfügig strahlende Flamme zu vermeiden.
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Gegendruckeinrichtungen
(11) ein geeichtes Schütz (21) oder eine derartige Verschluss- oder Gegendruckklappe
(51) besitzen, die bei in Betrieb genommener Anlage und bei Vorsteuerung der Anlage
durch oberstromigen Druck mittels geöffneter Vorschaltklappen (vannes cadenassees)
isoliert und/oder nach Belieben oder selbsttätig fernausgelöst werden kann, wobei
die Gegendruckvorrichtung mit zumindest einer Öffnung (22) versehen ist, durch die
eine kontrollierte oder nichtkontrollierte Atmosphäre von brennbarem oder inertem
Gas im unterstromigen Teil des Schafts (13) aufrechterhalten und auf diese Weise der
Eintritt von Luft durch dessen oberes Ende vermieden wird, und wobei die Öffnung aus
einer Lippe oder einem Loch bestehen kann, deren bzw. dessen Abmessung annäherend
so gross oder gleichgross ist mit dem festgekeilten Flammenabstand, und dadurch dass
die Gegendruckeinrichtungen in doppelter Ausführung parallelgeschaltet durch eine
zwangsläufig schnellöffnende Vorrichtung (11') wie eine Berst- oder Sprengplatte oder
eine geeichte Verschlussklappe (21 ) ausgebildet sind, durch die der oberstromige
Druck bei einem vorgewählten Wert als Höchstwert gehalten wird, wobei die Vorrichtung
selbst mittels bei während des Betriebs der Anlage geöffneten Vorschalt-Isolierventilen
oder -klappen isoliert werden kann.
3. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontrolle der Atmosphäre im unterstromigen Teil des Schafts (13) durch eine
Gas-Nebenspeiseleitung (15) gewährleist ist, die mit einer Rückstromsicherungsklappe
versehen ist.
4. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Schaft (13) mit einem Flüssigkeitsabscheider (12) ausgerüstet ist, der
aus geneigten Ebenen oder Schraubenflächenflügeln (112) gebildet sein kann, durch
die die mitgerissene oder gebildete Flüssigkeit auf der Rohrwand aufgebracht wird
und in einem Fingerhutrohr (113) aufgefangen sowie in die oberstromig zur Behandlung
der Flüssigkeit liegenden Anlage zurückgeführt werden kann, und dass der Flüssigkeitsabscheider
(12) mit einem Flüssigkeitserfassungssystem und einer Austragsrohrleitung (16) für
die Flüssigkeit ausgebildet sein kann, wobei die Erfassung eines anomalen Niveaus
einen Alarm bewirken und selbsttätig oder von Hand ein Ablassen der angesammelten
Flüssigkeit auslösen kann.
5. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das Vorderteil (5) des Schafts (13) aus einem Rohrstutzen mit einem eingeengten
Durch - gangsquerschnitt (122) gebildet ist, durch den dem Gas an der Entlüftungsstelle
eine erhöhte Geschwindigkeit vermittelt werden kann, wobei der Durchgangsquerschnittfür
das Gas derart ringför- mig (132) ausgestaltet sein kann, dass im axialen Teil des Düsenstrahls die
Bildung eines mittleren Gaskerns (133) auf ein Mindestmass beschränkt oder vermieden
wird, der an die Atmosphäre nur in einem beträchtlichen Abstand von dem Vorderteil
(5) ausströmen kann, um die von der Flamme abgegebene Strahlungsintensität zu senken
oder die Dispersion zu beschleunigen.
6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil
(5) dem Venturihals (125) in einer Entfernung vorgeschaltet ist, dass die gewünschte
Wirkung der Luftmitnahme erreicht wird, wobei der obere Rand des Venturi mit einer
aus Streckmetall oder Gitterblech bestehenden inneren Lippe (127) gebildet sein kann,
um die Festlegung der Flamme und dessen Stabilität zu fördern, dass das Vorderteil
(5) an seiner Basis mit einer allgemein horizontalen Platte (123) von ebener oder
konischer Oberfläche, die mit flachen oder spiralförmig gewundenen senkrechten Flügeln
oder Schaufeln (124) versehen ist, ausgestattet ist, durch die die dünnen Luftstrahlen
besser geleitet und der das Vorderteil (5) erreichende Wind besser vertikal kanalisiert
werden kann, und dass das Venturi (125) selbst mit senkrechten Aussenflügeln (130)
ausgerüstet sein kann, durch die die dünnen Luft- und Windstrahlen besser geleitet
und die Wärme, die sich ggf. im Körper des Venturi (125) angesammelt hat, abgeführt
werden kann.
7. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das innere Ende des Vorderteils (5) im Teil des vollen oder ringförmig ausgebildeten
verjünkten Querschnitts Führungsflügel für die dünnen Gasstrahlen aufweist und dem
Gasdüsenstrom eine schraubenförmige Bewegung vermittelt, und dass das Vorderteil (5)
mit rechtwinkeligem oder ellipsoidischem Querschnitt geringer Breite abgeflacht sein
kann und innen sowie im unteren Teil eines Trichters tangential austritt, dessen grosse
Öffnung nach oben gerichtet und aus radial zueinander versetzten Metallblättern derart
ausgebildet ist, so dass die vom Gasdüsenstrom im Innern des Trichters durch die Venturiwirkung
oder dgl. mitgerissene Luft tangential eintreten und mit dem Gas intensive gemischt
werden kann.
8. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennezeichnet,
dass am Gasausgang eines Abscheiders (1) liegend, der Kohlenwasserstoff durch zumindest
eine Leitung (2) empfängt, und mit einem Flüssigkeitswiederaufnahmekreis versehen
und/ oder an eine Gasbeförderungsleitung oder -anlage angeschlossen eine Gas-Strömungskette
(4) bis zur Atmosphäre vorgesehen ist, die zumindest einen Ballon an der Abfackelbasis
(6) aufweist, der ggf. mit einem Kreislauf der Wiederaufnahme der abgetropften Flüssigkeit
(7) ausgestattet und auf dem zumindest ein Abfackelschaft (5) aufgesetzt ist, wobei
der Abscheider (1) und der Ballon (6) jeweils mit einem Schaltkreis ausgerüstet sein
kann, der anomale Betriebsbedingungen erfasst, so dass die Versorgung der Anlage bei
einem die vorgegebenen Werte übersteigenden Betrieb abgebrochen oder dieser Abbruch
herbeigeführt werden kann.
9. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ballon (6) als Zweiphasen-Abscheider ausgelegt ist und/oder dass er mit einer
Überlaufsäule (10) ausgebildet ist, die unterhalb des Flüssigkeitsniveaus beispielshalber
ins Meer mit ggf. einem auf dem Ballon umgesetzten Entlüftungsrohr abströmt.
10. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaft oder die Schäfte (13) eine tragende Struktur der alle oder einen Teil
des Systems bildenden Elemente bilden und dem System fremde Elemente ggf. tragen kann
und dass zu dessen Gestaltung und Abstützung Elemente der Anlage verwendet werden
können, die andere Funktionen erfüllen.
11. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schäfte (13) als Ganzes und deren Zubehörteile entweder zum Teil oder im
ganzen in einer Ummantellung (144) eingefasst werden können, so dass ggf. das Gas
wiedererwärmt, der Zugang zum Vorderteil (5) erreicht und die Ansammlung von Reif
oder Eis im Aufbau, der Schäfte, verhindert werden kann, falls die klimatischen Bedingungen
hierfür günstig sind.
1. A safety system intended to eliminate entrained or condensed liquids and to limit
heat radiation and the intensity of noises received upon burning off or dispersing
the gases from the production, treatment and transportation of fluids such as crude
hydrocarbons produced on-shore and off-shore, which system may be installed on-shore
or off-shore on any type of fixed or floating support, characterised in that it involves,
in the gas flow chain (4), between the potential source of liquid and the communication
with atmosphere, a container means (6) such as a flare stack base vessel, connected
in its upper part to at least two flare stack shafts (13) or one or more container
means (6) which are each connected to at least one flare stack shaft (13), said flare
shafts (13) each comprising:
- a normal counter-pressure device (11) such as a calibrated flap valve (21) or valve
of manual, automatic or piloted control type, the value of the counter-pressure applied
to the gas at an upstream location (pressure threshold) being different for each of
the flare stack shafts (13) such that, upon a continuous increase in the pressure
of the gases, the arrangement provides successive staggered opening of the counter-pressure
devices (11) and that in that way the speed of flow of the gas within the flare stack
shafts (13) is always relatively hig h, and
- a tip (5) or an orifice for communication with atmosphere, provided with means which,
by virtue of the high speed of flow of the gas, permit any drops of liquid which still
exist in the gas flow to be atomised as mist and which make it possible to provide
rapidly for intimate mixing of the gas with ambient air for the purposes of achieving
rapid and total combustion and thus avoiding condensation and fall-back of the liquid
drops which may or may not be ignited in its vicinity as well as a short flame with
a low level of radiant heat.
2. A system according to Claim 1, characterised in that said counter-pressure means
(11) consist of a calibrated flap valve (21) or a counter-pressure valve (51 ) which
can be isolated by means of locked valves which are opened when the installation is
in service and which is pilot-controlled by the upstream pressure and/or triggered
by remote control voluntarily or automatically, which counter-pressure device may
be provided with at least one orifice (22) making it possible to maintain an atmosphere,
which may or may not be controlled, of combustible or inert gas in the downstream
part of the flare stack shaft (13) and thus to avoid the intake of air byway of the
upper end thereof, which orifice may be formed by a lip or a hole of a size which
is close to or equal to the flame pinch distance and that disposed in parallel relationship
with said counterpressure means is a device (11') which provides for rapid positive
opening such as a rupture plate or a calibrated flap valve (21 ) permitting the upstream
pressure to be limited at a preselected value, which device may itself be isolated
by means of locked isolation valves which are opened when the installation is in service.
3. A system according to one of the preceding claims characterised in that control
of the atmosphere in the downstream part of the flare stack shaft (13) is effected
by an additional gas feed pipe (15) provided with a non-return valve.
4. A system according to one of the preceding claims characterised in that each flare
stack shaft (13) is fitted with a liquid separator (12) which can be formed by ramp
means or helicoidal vanes (112) for depositing the liquids which are entrained or
generated on the wall of the tube, which liquid can be collected in a sock (113) and
recycled to the upstream liquid-treatment installations, and that said liquid separator
(12) may be fitted with a system for detecting liquids and a conduit system (16) for
discharging said liquids, wherein the detection of an abnormal level can actuate an
alarm and trigger off automatic or manual purging of the accumulated liquids.
5. A system according to one of the preceding claims, characterised in that the tip
(5) of the flare stack shaft (13) is formed by a pipe of reduced flow section (1:22)
permitting a high speed to be imparted to the gas when communicated with atmosphere,
which gas flow section may be of an annularshape (132) so as to minimise or avoid
the formation, in the axial part of the jet, of a central portion orcore (133) of
gas which can diffuse into the atmosphere only at a relatively substantial distance
from the flare stack tip (5) in order to reduce the intensity of the radiation emitted
by the flame or to accelerate dispersion.
6. Asystem according to Claim 5, characterised in that the tip (5) is disposed upstream
of the throat ofaventuri (125) at a distance such that the desired air entrainment
effect is attained, the upper edge of which venturi may be provided with an internal
lip (127) formed by expanded metal or perforated sheet so as promote catching of the
flame and stability thereof, that the flare stack tip (5) maybe provided at its base
with a substantially horizontal plate (125) with a flat or conical surface provided
with vertical vanes (124) which are ftat orwound in a spiral configuration, to favour
guiding the streams of air and to channel vertically the draft reaching the flare
stack tip (5), and that the venturi (125) may itself be fitted with external vertical
vanes (130) for favouring guiding of the streams of air and draft and for permitting
the dissipation of heat which possibly accumulated in the body of the venturi (125).
7. A system according to one of the preceding claims, characterised in that the internal
end of the flare stack tip (5) comprises, in its annular or full reduced section portion,
vanes for guiding the streams of gas and imparting a helicoidal movement to the gas
jet, and that the flare stack tip (5) may be flattened for example to be of rectangular
or ellipsoidal section of small width and opening tangentially in the interior and
in the lower part of funnel whose large opening is directed upwardly, said funnel
being formed by metal petals (136) which are offset radially with respect to each
other so as to permit the tangential intake of air which is entrained bythe gas jet
within the funnel by a venturi or other effect and intimate mixing thereof with the
gas.
8. A system according to one of the preceding claims, characterised in that it comprises,
connected to the gas outlet of a separator (1) receiving the hydrocarbons by way of
at least one conduit (2) and provided with a circuit (3) for recovery of the liquids
and/or connected to a conduit system or an installation for transporting gas (2'),
a chain for the flow of gas (4) to atmosphere, which comprises at least one flare
stack base vessel (6) which is possibly provided with a circuit for recovering drippel
liquid (7) and to whcih at least one flare stack shaft (13) is connected, which separator
(1) and flare stack base vessel (6) may be respectively equipped with circuits for
detecting abnormal conditions of operation which are intended to close or cause the
closure of the supply to the installation in the event of operation exceeding predetermined
values.
9. A system according to one of the preceding claims, characterised in that the flare
stack base vessel (6) is of dimensions to operate as a two- phase separator and/or
that it may be provided with an overflow column (10) which opens below the level of
liquid, for example the sea, with possibly a breather tube (9) reconnected to said
flare stack base vessel.
10. A system according to one of the preceding claims, characterised in that the flare
stack shaft or shafts (13) may constitute a support structure for the elements forming
all or part of the system and optionally support elements which are foreign to said
system and that for its construction and support means, it may use elements of the
installation which perform other functions.
11. A system according to one of the preceding claims, characterised in that the assembly
of the flare stack shafts (13) and their accessories may be partially or totally enclosed
in a sheath (144) which makes it possible optionally to reheat the gas, to gain access
to the flare stack tip (5), and to prevent the accumulation of frost or ice in the
structure of the stack shafts if the climatic conditions are favourable thereto.