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LE PROCESS LE RACLAGE MANUEL DE FORMATION COURS EXP-PR-PR100 Révision 0.1 Explo

LE PROCESS LE RACLAGE MANUEL DE FORMATION COURS EXP-PR-PR100 Révision 0.1 Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 2 de 110 LE PROCESS LE RACLAGE SOMMAIRE 1. OBJECTIFS.....................................................................................................................5 2. LES FONCTIONS DU RACLAGE....................................................................................6 2.1. INTRODUCTION.......................................................................................................6 2.2. LE BUT DU RACLAGE .............................................................................................7 2.3. LE PRODUIT FINI...................................................................................................10 2.3.1. Le Brut.............................................................................................................10 2.3.1.1. Les bruts paraffiniques...............................................................................10 2.3.1.2. Les bruts asphalténiques ...........................................................................11 2.3.2. Le gaz..............................................................................................................11 2.3.3. L'eau................................................................................................................12 2.3.4. Les produits finis .............................................................................................12 2.4. EXERCICES ...........................................................................................................14 3. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU RACLAGE.....................................................16 3.1. TERMINOLOGIE.....................................................................................................16 3.2. FONCTIONNEMENT ..............................................................................................17 3.3. EXERCICES ...........................................................................................................18 4. LES DIFFERENTS TYPES DE RACLEURS .................................................................19 4.1. FONCTION NETTOYAGE (CLEANING).................................................................19 4.1.1. Les « Mandrel Pigs ».......................................................................................20 4.1.1.1. Les standards.............................................................................................21 4.1.1.2. Les BIDI .....................................................................................................21 4.1.1.3. Les multidiamètres.....................................................................................22 4.1.2. Les « Foam Pigs » ..........................................................................................23 4.1.2.1. Les standards.............................................................................................23 4.1.2.2. Les BIDI .....................................................................................................24 4.1.3. Les « Solid Pigs » ou « Solid Cast Pigs » ou « One-piece Cast Pigs »...........24 4.1.3.1. Les standards.............................................................................................24 4.1.3.2. Les BIDI .....................................................................................................25 4.1.3.3. Les Multidiamètres.....................................................................................25 4.1.3.4. Les Sphères...............................................................................................25 4.1.4. Les « Gel Pigs » ..............................................................................................26 4.2. FONCTION ETANCHEITE (SEALING)...................................................................27 4.2.1. La séparation des fluides (BATCHING)...........................................................27 4.2.2. Le swabbing ou pistonnage.............................................................................28 4.2.3. Racleur utilisé pour la fonction sealing ............................................................28 4.2.3.1. Mandrel pig ................................................................................................28 4.2.3.2. Foam-Pigs..................................................................................................30 4.2.3.3. Solid Cast Pigs...........................................................................................30 4.2.3.4. Les Sphères...............................................................................................31 4.2.3.5. Gel Pigs......................................................................................................31 Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 3 de 110 4.3. FONCTION CALIBRAGE (GAUGING)....................................................................32 4.3.1. Mandrel Pigs ...................................................................................................33 4.3.1.1. Standard.....................................................................................................33 4.3.1.2. BIDI ............................................................................................................33 4.4. FONCTION COMMISSIONING/DECOMMISSIONING...........................................33 4.5. L'INSPECTION ON-LINE PAR LES INTELLIGENT PIGS.......................................33 4.5.1. Contraintes spécifiques ...................................................................................34 4.5.2. Le raclage instrumenté....................................................................................34 4.5.3. Défauts recherchés .........................................................................................35 4.5.4. Contrôle géométrique......................................................................................36 4.5.5. Contrôle de perte d’épaisseur .........................................................................38 4.5.6. Contrôle de fissure (longitudinale)...................................................................42 4.5.7. Positionnement des défauts ............................................................................42 4.5.8. Enregistrement et analyse...............................................................................43 4.5.9. Coûts...............................................................................................................44 4.5.10. Autres racleurs instrumentés.........................................................................45 4.5.11. Application à Total E&P.................................................................................45 4.5.12. Conclusions...................................................................................................47 4.6. GENERALITES .......................................................................................................48 4.7. AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES DIFFERENTS TYPES..........................49 4.8. EXERCICES ...........................................................................................................50 5. REPRESENTATION ET DONNEES DU RACLAGE .....................................................54 5.1. REPRESENTATION SUR PFD (PROCESS FLOW DIAGRAM).............................54 5.2. REPRESENTATION SUR P&ID (PIPING & INSTRUMENTATION DIAGRAM)......56 5.3. DATASHEET D’UN COMPRESSEUR ....................................................................58 5.4. EXEMPLE TYPIQUE...............................................................................................61 5.4.1. Gares de lancement et de reception (pig trap) ................................................61 5.4.1.1. Description .................................................................................................61 5.4.1.2. Longueur....................................................................................................63 5.4.1.3. Orientation..................................................................................................64 5.4.1.4. Portes ou culasses.....................................................................................64 5.4.2. Drains..............................................................................................................65 5.4.3. Indicateur de passage .....................................................................................66 5.5. DIMENSIONNEMENT.............................................................................................66 5.6. EXERCISES............................................................................................................70 6. LES RACLEURS ET LE PROCESS ..............................................................................72 6.1. LOCALISATION ET CRITICITE ..............................................................................72 6.2. PROCESS ASSOCIES ...........................................................................................72 7. LES AUXILIAIRES.........................................................................................................73 7.1. GARE RACLEUR....................................................................................................73 7.1.1. Type classique ................................................................................................73 7.1.2. Type Vanne ITAG............................................................................................74 7.2. PRINCIPAUX COMPOSANTS D’UNE GARE RACLEUR.......................................75 7.2.1. Portes de gare racleur :...................................................................................75 7.2.2. Vannes ............................................................................................................77 7.2.3. Soupape thermique .........................................................................................77 7.2.4. Indicateur de passage(« Pig Sig ») du racleur.................................................77 7.2.5. Plateau extérieur .............................................................................................78 Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 4 de 110 7.2.6. Manomètre ......................................................................................................78 7.2.7. Racleur :..........................................................................................................78 7.3. EXERCICES ...........................................................................................................79 8. PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT .....................................................................80 8.1. MARCHE NORMALE..............................................................................................81 8.1.1. Les procédures de raclage..............................................................................81 8.1.1.1. Suivi du racleur (pig tracking).....................................................................81 8.1.1.2. Rapport de raclage.....................................................................................82 8.1.2. Paramètres de raclage ....................................................................................82 8.1.3. Principe de fonctionnement de la vanne ITAG ................................................84 8.2. MARCHE EN SECURITE........................................................................................86 8.2.1. Risques liés à l’opération.................................................................................86 8.2.2. Risques liés à l’entretien..................................................................................86 8.2.3. Risques liés aux matériels environnants .........................................................86 8.2.4. Risques liés à la technologie de l’organe de fermeture de la gare (porte).......87 8.2.5. Risques liés aux fluides circulant dans la gare................................................87 8.2.6. Risques liés au racleur ....................................................................................87 8.3. CAPACITES MAXI/MINI..........................................................................................87 8.4. EXERCICES ...........................................................................................................88 9. CONDUITE DU RACLAGE............................................................................................89 9.1. MARCHE/ARRET....................................................................................................89 9.1.1. Phase préparatoire..........................................................................................89 9.1.2. Phase opératoire .............................................................................................90 9.1.2.1. Gare d’expédition.......................................................................................90 9.1.2.2. Gare de réception ......................................................................................92 9.2. MISE À DISPOSITION............................................................................................94 9.3. MAINTENANCE 1er DEGRES.................................................................................94 9.3.1. Maintenance premier niveau ...........................................................................95 9.3.2. Maintenance préventive sur les organes de la gare ........................................95 9.3.3. Inspection – Contrôle.......................................................................................96 9.4. EXERCICES ...........................................................................................................97 10. TROUBLESHOOTING.................................................................................................99 10.1. RETOUR D’EXPERIENCE....................................................................................99 10.2. EXERCICES .......................................................................................................105 11. GLOSSAIRE..............................................................................................................106 12. SOMMAIRE DES FIGURES......................................................................................107 13. SOMMAIRE DES TABLES ........................................................................................110 Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 5 de 110 1. OBJECTIFS Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 6 de 110 2. LES FONCTIONS DU RACLAGE 2.1. INTRODUCTION Aucun monument, ni plaque commémorative ne permet de situer exactement le lieu et la date du premier raclage d'un pipe à hydrocarbure. On pourrait cependant, sans crainte de se tromper grossièrement, situer cet événement aux USA (TEXAS ou OKLAHOMA) et ce, au début du siècle. On raconte que le premier racleur n'aurait été qu'un ballot de paille bardé de barbelés et lancé pour déparaffiner une ligne. Pour la petite histoire, à ELF AQUITAINE, on a également utilisé une botte de paille, en ... 1985. C'était en ANGOLA, dans la ligne PAL P1 - LICORNE, pour repérer un rétrécissement, ce fut un succès... . Figure 1 : Racleurs mousse Le problème de la paraffine, apparu très tôt, est à l'origine de tous les racleurs à brosses. Puis l'exploitation et le transport du gaz, avec les problèmes de bouchons liquides est apparu par la suite. Les pipes à eau industrielle et eau potable sont de nos jours les très gros utilisateurs de racleurs mousses. La fonction séparation (batching) est surtout le fait des lignes de transport de produits finis. Figure 2 : Racleur inelligent Les pipes en offshore et la nécessaire prévention des percements des lignes accélère actuellement le développement des racleurs instruments. ("intelligents pigs") Si pendant des décades la seule évolution visible du racleur semblait se limiter à l'emploi de matériaux nouveaux comme l'inox et le polyuréthane, nous assistons à l'apparition de nouveaux dessins, comme le BIDI, d'accessoires de plus en plus nécessaires comme le by-pass à effet jetting etc... . Figure 3 : Racleur BIDI Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 7 de 110 Et sans doute ce qui est le plus significatif, et annonçant de nouveaux pas en avant, la quasi prolifération des boucles d'essais chez les opérateurs. Figure 4 By-pass à effet Jetting 2.2. LE BUT DU RACLAGE Lorsque l’on parle de raclage d’un pipe, on a l’habitude de penser au nettoyage d’un pipe. Cependant, il existe différents types de racleurs qui auront différentes fonctions selon les besoins rencontrés sur les sites. Figure 5 : Gare racleur classique Un pipe destiné à transporter un effluent liquide ou gazeux a été en général, dimensionné pour travailler : en continu, c'est-à-dire sans interruption de débit, avec des pertes de charges minimales pour un débit donné. Ceci implique : de maintenir un diamètre intérieur maxi, sans dépôts ni débris qui réduiraient le passage. Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 8 de 110 un état de surface de la paroi intérieure, le plus parfait possible, s'il s'agit d'un effluent gazeux, éviter les bouchons liquides qui, d'une part augmentent la ∆P dans le pipe, et d'autre part peuvent, par leur volume à l'arrivée, engorger les unités de traitement et provoquer l'arrêt du pipe, éviter tout percement du pipe par corrosion chimique ou bactériologique. Or sauf cas très particulier de transport de produits raffinés, il est habituel de trouver dans une conduite d'hydrocarbure : du sable si les gisements sont constitués de niveaux sableux ou gréseux. de la paraffine et/ou des asphaltènes, de l'eau, provenant du gisement et provoquant des corrosions par CO2 – H2S et par les bactéries qui s'y développent, des dépôts minéraux par sursaturation ou incompatibilité des eaux produites : carbonates, sulfures, sulfates de calcium, baryum, etc... Figure 6 : Formation de carbonate Le pigging (passage du racleur) doit donc assurer un certain nombre de fonctions : pendant la construction : assurer le calibrage intérieur du pipe, donc détecter les pincements, écrasements, et la trop forte pénétration de la soudure. avant la mise en service (commissioning), mettre en place un bouchon d'eau pour faire l'épreuve en pression du pipe puis après le test, vidanger cette eau. pendant l'exploitation maintenir l'intégrité du pipe par : l'enlèvement des bouchons de liquides et condensats, nettoyage des parois, mise en place d'inhibiteurs, séparation des produits la fonction d'inspection du pipe à l'aide d'intelligent pig. en fin d'exploitation : certains pipes avant abandon font l'objet d'un "decommissioning". En fonction des impératifs juridiques, et/ou d'environnement, ils seront soit inertés, soit totalement obturés au ciment. Là Exploration et Production Le Process Le Raclage Support de Formation: EXP-PR-PR100-FR Dernière Révision: 13/04/2007 Page 9 de 110 encore des pigs seront lancés. On voit également des pipes changer d'effluent, passer du brut au gaz, ou aux produits finis et inversement. Les opérations commenceront toujours par une inspection, précédée d'un nettoyage. Pour effectuer ces raclages, nous utiliserons différents types de racleurs que nous avons l’habitude de classer en deux groupes : Les racleurs conventionnels : c'est-à-dire ceux qui réalisent une fonction d'entretien telle que : nettoyage d'un pipe, dewatering, séparation d'effluents, etc..., et. Figure 7 : Racleur conventionnel de nettoyage Les racleurs dits intelligents : mis au point pour donner des informations sur l'intégrité physique d'un pipe (corrosion, écrasement etc...). Figure 8 : Racleur Instrumenté de Trapil utilisant le principe du Flux de Fuite Magnétique Figure 9 : Racleur Instrumenté de Trapil utilisant uploads/Management/ le-raclage.pdf