- Les Drains

LE PROCESS LES DRAINS ET TORCHES LES DRAINS

MANUEL DE FORMATION COURS EXP-PR-PR120 Révision 0.1

Exploration et Production Le Process Les Drains et Torches – Les Drains

LE PROCESS LES DRAINS ET TORCHES LES DRAINS SOMMAIRE 1. OBJECTIFS .....................................................................................................................3 2. LES FONCTIONS DES DRAINS .....................................................................................4 3. LES DIFFERENTS TYPES DE DRAINS .........................................................................5 3.1. LE DRAIN FERMÉ ....................................................................................................5 3.2. LE DRAINS OUVERT OU SUMP CAISSON.............................................................5 4. LE FONCTIONNEMENT DES DRAINS...........................................................................7 4.1. Drain fermé ...............................................................................................................7 4.2. Drain ouvert...............................................................................................................7 4.3. EXERCICES ...........................................................................................................13 5. REPRÉSENTATION ET DONNÉES DES TORCHES ...................................................14 5.1. REPRÉSENTATION SUR PFD (PROCESS FLOW DIAGRAM) .............................14 5.2. REPRESENTATION SUR P&ID (PIPING & INSTRUMENTATION DIAGRAM)......17 5.3. EXERCISES............................................................................................................21 6. LES DRAINS ET LE PROCESS ....................................................................................22 6.1. LOCALISATION ET CRITICITE ..............................................................................22 6.2. EXERCICES ...........................................................................................................22 7. PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT .....................................................................23 8. CONDUITE ....................................................................................................................24 8.1. EXERCICES ...........................................................................................................24 9. TROUBLESHOOTING...................................................................................................25 9.1. RETOUR D’EXPERIENCE......................................................................................25 10. GLOSSAIRE ................................................................................................................26 11. SOMMAIRE DES FIGURES ........................................................................................27

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1. OBJECTIFS

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2. LES FONCTIONS DES DRAINS La fonction des systèmes de drains est de collecter les purges de liquide intermittentes des unités de production.

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3. LES DIFFERENTS TYPES DE DRAINS On distingue deux principaux de types de drains : les drains fermés et les drains ouverts

3.1. LE DRAIN FERMÉ On appelle Drain Fermé un drain qui est complètement isolé de l'air ambiant, autrement dit il ne peut pas être mis en communication avec l'atmosphère Le drain fermé est composé d’un réseau de collecteurs et de sous collecteurs qui recueillent : Les purges huileuses issues du procédé comme les liquides des ballons de torche Les liquides de l’écrémeur des ballons de dégazage Les hydrocarbures de la sortie huileuse des hydro cyclones Les hydrocarbures du sump caisson La phase hydrocarbure récupérée au drain ouvert Les capacités sont reliées aux collecteurs au moyen de lignes munies de vannes afin d’éviter le contact entre les hydrocarbures et l’air ambiant. Les différents collecteurs sont reliés au ballon de drain fermé par un collecteur principal.

3.2. LE DRAINS OUVERT OU SUMP CAISSON On appelle Drain Ouvert un drain qui communique àvec l'air ambiant, autrement dit quand on ouvre une purge raccordée à ce réseau elle débouche à l'atmosphère Le drain ouvert est composé d’un réseau de collecteurs et de sous collecteurs qui recueillent les différentes purges d’eaux huileuses de l’installation Les capacités ne sont pas directement reliées aux collecteurs et les purges se font au moyen de lignes munies de vannes qui débouchent dans des entonnoirs installés sur ces collecteurs Les collecteurs sont reliés comme dans le drain fermé à un ballon par un collecteur principal Un tube de rejet relié au ballon de drain renvoie l’eau décantée à la mer dans le cas d'une installation offshore ou au traitement d'eau dans le cas d'une installation à terre. Support de Formation: EXP-PR-PR120-FR Dernière Révision: 17/04/2007

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Figure 1: Schéma général d'un exemple de drains ouverts et fermés

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4. LE FONCTIONNEMENT DES DRAINS 4.1. Drain fermé Le système de drain fermé est en équilibre sur le réseau de torche LP. Les hydrocarbures du ballon sont repris par une pompe fonctionnant sous contrôle de niveau tout ou rien et envoyés dans la chaîne d’huile Les lignes de refoulement des pompes sont munies de sécurités de haute pression reliées au PSS (Process Safety System) Le ballon de drain fermé est équipé d’une sécurité de niveau très bas LSLL reliée au PSS (Process Safety System) et d’une sécurité de niveau très haut LSHH reliée au système d’arrêt d’urgence (ESD)

4.2. Drain ouvert Le système de drain ouvert est en équilibre avec l’atmosphère Le ballon de drain ouvert est équipé d’un baffle. Le collecteur des drains alimente le ballon au moyen d’un tube plongeur La phase mixte eau/hydrocarbure s’accumule dans la partie inférieure et les hydrocarbures plus légers que l’eau sont entraînés dans la seconde partie du récipient par débordement par-dessus le baffle séparateur. Ces hydrocarbures sont repris par une pompe fonctionnant sous contrôle de niveau tout ou rien et retournés vers le ballon de drain fermé. La phase aqueuse est envoyée vers le tube de rejet. Dans ce tube de rejet une autre décantation à lieu et les hydrocarbures surnageant sont retournés dans le ballon de drain ouvert.

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Figure 2: Arrangement de vannes pour drain ouvert et drain fermé Notes : General: 2″ and 3″ are minimum nominal diameters (1): Minimum distance required if icing is a possibility during drainage (2): Blind flanged connection provided for vessel internal cleaning after draining to closed drains is completed and full isolation implemented. As long as toxic materials are present, special precautions shall be taken to protect personnel and environment (3): First block valve as close as possible to equipment, straight line, no elbow from equipment to last valve to open drains (4): Last valve to open drains shall be blanked off with a blind flange (5): If the equipment is a line, a dedicated intake to the open drains is not mandatory

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Figure 3: Offshore « Seal Pot »

Figure 4: U-shaped siphon

Figure 5: High capacity gully

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Notes: Channel recessed in deck design adequate for hazardous, deluged areas. In non-hazardous areas, the 3″ pipe exit is not required

Figure 6: Low Capacity Gully

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Figure 7: Drains ouverts et drains fermés d'une installation offshore 1: Drain inlets are permanently submerged in water. The minimum differential height between header drain outlet and pump section is 2 m. 2: The type of normal outlet and overflow depends on tank design 3: The lines and connections for maintenance are not indicated. The shall be blinded of during normal operations Support de Formation: EXP-PR-PR120-FR Dernière Révision: 17/04/2007

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4: There is no interconnection (not even for maintenance) between: close and open drain piping classified and unclassified open drains La raison catégorique de cette disposition est d'empêcher tout hydrocarbure liquide d'atteindre l'atmosphère via le circuit des Drains Ouverts et ainsi de: Ne pas polluer l'environement D'écarter tout risque de feu accidentel

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4.3. EXERCICES 1. Quelle est la différence fondamentale entre les deux systèmes de drains?

2. Le système de Drains Fermés ne peut pas être mis en communication avec l'atmosphère ambiante

3. Le système de Drains Ouverts communique avec l'atmosphère ambiante. Expliquer pourquoi.

4. Pour des raisons de sécurité et de protection il est hors de question d'évacuer un hydrocarbure à l'atmosphère ‰ Vrai ‰ Faux

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5. REPRÉSENTATION ET DONNÉES DES TORCHES 5.1. REPRÉSENTATION SUR PFD (PROCESS FLOW DIAGRAM) Plan de circulation des Fluides (PCF/PFD) : ce document édité lors de la phase projet, présente sous format simplifié, les principales lignes et capacités process ainsi que leurs paramètres de fonctionnement principaux.

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Figure 8: Exemple de PFD de drains fermés. Support de Formation: EXP-PR-PR120-FR Dernière Révision: 17/04/2007

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Figure 9: Exemple de PFD de drains ouverts. Support de Formation: EXP-PR-PR120-FR Dernière Révision: 17/04/2007

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5.2. REPRESENTATION SUR P&ID (PIPING & INSTRUMENTATION DIAGRAM) Ce document édité lors de la phase projet, présente sous format beaucoup plus complexe que le PFD, toutes les lignes et capacités process ainsi que toutes les informations concernant: Les lignes (diamétre, produit circulant, série de pression, classe de métal) Toute l'instrumentation à partir d'un élément de mesure sur site

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Figure 10: Exemple de P&ID de drains fermés Support de Formation: EXP-PR-PR120-FR Dernière Révision: 17/04/2007

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Figure 11: Exemple de P&ID de drains ouverts (1) Support de Formation: EXP-PR-PR120-FR Dernière Révision: 17/04/2007

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Figure 12: Exemple de P&ID de drains ouverts (2) Support de Formation: EXP-PR-PR120-FR Dernière Révision: 17/04/2007

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5.3. EXERCISES

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6. LES DRAINS ET LE PROCESS 6.1. LOCALISATION ET CRITICITE La criticité du système de drain est grande; C’est en effet la dernière barrière qui permet d’éviter d’envoyer les hydrocarbures liquides à l'environnement

6.2. EXERCICES

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7. PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT Sécurités Il est interdit de mettre en communication les réseaux de drains fermés avec les réseaux de drains ouverts (Pratiquement impossible à réaliser à moins d'être particuliérement idiot ou machiavélique)

Drain fermé Un niveau très bas LSLL détecté dans le ballon de drain fermé entraîne l’arrêt des pompes de reprise d’hydrocarbure et la fermeture de la vanne de sécurité SDV a l’aspiration des pompes afin de protéger celles-ci Un niveau très haut LSHH détecté dans ce ballon entraîne un déclenchement de la production AGP

Drain ouvert Un niveau très bas LSLL dans le ballon de drain ouvert entraîne l’arrêt des pompes de reprise de la phase hydrocarbure vers le drain ouvert et la fermeture de la vanne de sécurité au refoulement des pompes

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8. CONDUITE Démarrage Avant le démarrage il est impératif de faire un inertage du système de drain fermé Cet inertage peut se faire soit à l’azote soit avec un gaz inerte ou de l'eau débarrassée d'hydrocarbures liquides (en émulsion)

Marche normale Effectuer un test hebdomadaire des pompes de reprise Vérifier que les drains ouverts ne soient pas obstrués Pour une installation Offshore vérifier la couleur des eaux de rejet à la mer (pas d’irisation signalant une fuite d’hydrocarbures)

Arrêt et mise à disposition L’arrêt du système des drains est consécutif à l’arrêt des installations. Avant d’effectuer une quelconque opération de maintenance il est impératif d’inerter le système de drain fermé. Cette opération est effectuée avec un balayage d’azote après avoir purgé tous les hydrocarbures liquides

8.1. EXERCICES

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9. TROUBLESHOOTING 9.1. RETOUR D’EXPERIENCE Situation : Une unité de production de gaz à condensats en fonctionnement Adjacente une extension d'unités nouvelles en construction Séparation par un pont au-dessus d'un bras d'un estuaire La sortie eau du dernier étage de traitement eau / hydrocarbures du ballon de rejet eau dans la rivière, équipé d'une régulation de niveau avec vanne papillon le LSLL agit sur cette vanne. Un beau matin une équipe de soudure effectue un travail à chaud (avec permis de travail) sous le rack au-dessus de l'eau en aval de l'installation en marche. Soudain inflammation de la riviére dessous de l'équipe intervenante !! Deux bléssés sérieusement brûlés Chercher l'erreur entre cause et effets Remarque: quelques semaines auparavant une remarque avait été émise quand à l'extrème dangerosité d'avoir en cohaitation une unité en marche et une autre en construction!

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10. GLOSSAIRE

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11. SOMMAIRE DES FIGURES Figure 1: Schéma général d'un exemple de drains ouverts et fermés .................................6 Figure 2: Arrangement de vannes pour drain ouvert et drain fermé ....................................8 Figure 3: Offshore « Seal Pot » ...........................................................................................9 Figure 4: U-shaped siphon...................................................................................................9 Figure 5: High capacity gully................................................................................................9 Figure 6: Low Capacity Gully .............................................................................................10 Figure 7: Drains ouverts et drains fermés d'une installation offshore.................................11 Figure 8: Exemple de PFD de drains fermés. ....................................................................15 Figure 9: Exemple de PFD de drains ouverts. ...................................................................16 Figure 10: Exemple de P&ID de drains fermés..................................................................18 Figure 11: Exemple de P&ID de drains ouverts (1)............................................................19 Figure 12: Exemple de P&ID de drains ouverts (2)............................................................20

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