CA1060665A - Mise en place de conduites sur le sol sous-marine par remorquage et emmersion controlee - Google Patents
Mise en place de conduites sur le sol sous-marine par remorquage et emmersion controleeInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
Installation de mise en place sur le sol marin d'une conduite destinée au transfert de fluides liquides ou gazeux.
En utilisation de cette installation, on construit la conduite sur une zone d'atterrage en la munissant de l'équipement con-sistant en des moyens espacés d'allègement et de manutention, on immerge la conduite, on la remorque et on la met en place à
la verticale du trace projeté, on remonte éventuellement la conduite à la surface pour toute vérification ou aménagement, on reprend de façon contrôlée et on achève l'immersion et la mise en place, on récupère enfin les moyens d'allègement et de manutention. L'installation précitée, grâce à l'emploi des dispositifs d'allègement et de manutention, abaisse considéra-blement le coût de mise en place des conduites sous-marines.
Installation de mise en place sur le sol marin d'une conduite destinée au transfert de fluides liquides ou gazeux.
En utilisation de cette installation, on construit la conduite sur une zone d'atterrage en la munissant de l'équipement con-sistant en des moyens espacés d'allègement et de manutention, on immerge la conduite, on la remorque et on la met en place à
la verticale du trace projeté, on remonte éventuellement la conduite à la surface pour toute vérification ou aménagement, on reprend de façon contrôlée et on achève l'immersion et la mise en place, on récupère enfin les moyens d'allègement et de manutention. L'installation précitée, grâce à l'emploi des dispositifs d'allègement et de manutention, abaisse considéra-blement le coût de mise en place des conduites sous-marines.
Description
10~iO6~S
L'invention se rapporte à une installation pour la mise en place sur le sol marin d'une conduite destinée au trans-fert des fluides liquides ou gazeux. L'emploi de l'installa-tion suivant l'invention conduit à substituer au transport des eléments de conduite et à la confection de ladite conduite en haute mer, le remorquage du tronçon de longueur importante en toute securite puisque à l'abri des effets de l'agitation de , surface avec remontee eventuelle à la surface pour effectuer toute verification ou amenagement.
On connalt diverses methodes pour l'installation de conduites sur le sol marin. Suivant que la conduite est destinee au transfert de fluides gazeux ou liquides, notamment d'hydrocarbures gazeux ou liquides, des dispositions particu-lières sont adoptees, concernant l'enrobage de la conduite et son remplissage en cours d'opération. Quelle que soit l'utilisa-tion ulterieure de la conduite il est possible de transporter les éléments et de les raccorder à bord d'un navire atelier et ensuite de proc~der à l'immersion à l'aide d'élindes disposées à
l'arrière du meme navire. Il est possible, et de differentes fa~ons, de construire ~ terre des sections importantes de la conduite et de les remorquer en mer avec l'assistance de flot-~eur~ r~guli~re~enk r~partis et dont le ballastage peut varier.
Dans le premier groupe de techniques, la conduite ~tan~ immer~e immediatement après sa con~ection, ne subit plus les al~as de~ conditions de suxface en mer, encore que la tenue en mer du navire de pose ne devienne rapidement difficile par gr~s temps. ~a procedure est touteois très lourde et très co~teuse.
Les techniques faisant appel au remorquage se heur-tent toutes aux probl~mes des conditions de surface et requiè-rent l'emploi de moyens d'allègement de dimensions importantes et, de ce fait, difficilement manoeuvrables.
- 1 - 1~ '' '' `'' '.
.. .. . . . .. .
~0606~5 Une installatlon pour la mise en place sur le sol sous-marin d'une conduite destinée au transfert de fluides liquides ou gazeux, comporte une pluralite de dispositifs d'allègemen-t et de manutention, repartis le long de la conduite, chacun des dispositifs d'allegement et de manutention etant supporte par au moins un moyen d'allegement comprenant un flotteur principal, un moyen d'accrochage sur la conduite, un câble de manoeuvre relie au moyen d'accrochage, un connecteur pivotant reliant le moyen d'accrochage et le cable, au moins un moyen d'allègement additionnel comprenant un flotteur secondaire, ledit flotteur secondaire ayant le meme axe de symétrie que le cable de manoeuvre, lesdits moyens d'accrochage sur la conduite comportant un siege et le flotteur secondaire reposant sur ce siege, des moyens de connexion deconnectables entre le flotteur secondaire et les moyens d'accrochage, lesdits flotteur secon-daire et flotteur primaire comportant des pièces d'adaptation homologues, male et femelle, de telle sorte que le flotteur secondaire après d~connexion des moyens d'accrochage sur la conduite, peut être rendu solidaire du flotteur principal par emboitement des pièces d'adaptation homologues de fa~on à cons-tituer un seul assemblage.
Dans une r8alisation pr~ferentielle d'une telle installation les moyens de manutention support~s, chacun par au moins un moyen d'all~gement, dit flotteur principal, sont reli~s ~ des moyens d'accr~chage sur la condulte par au moins un c~ble pas~ant au -travers du flotteur principal par une che-min~e ~tanche.
Dans les r~alisations adaptees à la manutention sur de longues distances, en haute mer, de conduites de grand diamètre les dispositiEs d'allègement et de manutention sont tels que la cheminee du flotteur principal comporte à sa partie inferieure un logement cylindrique, coaxial de la chemi-~ "
~o~0~5 née et dont la section a des dimensions plus importantes que celles de la cheminee et peu supérieures aux dimensions extérieu-res d'un coupe cable, ledit coupe cable se trouvant maintenu dans ledit logement cylindrique par l'action d'un support articule autour d'un axe et escamotahle par percussion d'une masselotte annulaire coulissant le long du cable et lancée de la surface, ledit coupe cable étant percé d'une cheminée cylindrique axiale dont une partie supérieure est du même diamètre que celui de la cheminée du flotteur principal et une partie inférieure est d'un diametre plus important; les deux parties de ladite cheminée étant raccordées par une zone annulaire de raccordement constituant une butée de déclenchement d'un outil de coupe du coupe câble, ladite butée ayant un diamètre extérieur légerement plus important que le diamètre extérieur d'une pièce de commande du coupe cable, étant fixée sur le cable au-dessus des moyens d'accrochage à une distance au moins égale à la longueur du coupe câble. .
Dans une réalisation pr~férentielle d'un tel équipe-ment le premier moyen d'allè~ement et de manutention est tel que la pièce dite d'accrochage est de forme c~lindrique et s'em-boite dans un lo~ement cylindrique situe ~ la partie inférieure de la cheminee ~tanche traversant le flotteur principal et coaxial de ladi~e chemin~e et de diamatre ext~rieur plu5 impor-~ant que celui de ladite chemin~e de telle sortQ que la zone de passage dudit logement à la cheminée constitue une butee pour la pi~ce di-te d ' accrocha~e sous l'effort de traction appllque par le câble de manoeuvre.
~'inverltion sera mieux comprise dans la description donnee a titre non limitatif, des dispositifs illustres à :
l'aide des figures suivantes: :
- Figure 1 schema d'un dispositif avec flotteur prin-cipal en posi tion de remorquage.
:
. 106~6~5 - Figure 2 section droite des moyens d'accrochage d'un dispositif suivant la figure 1.
Figure 3 vue du coupe câble suivant la direc-tion A cle la figure 1.
Figure 4 schema d'un dispositif avec flotteur prin-cipal et flotteur secondaire en position de lancement.
Figure 5 coupe du dispositif selon la figure 4.
Figure 6 schéma d'un dispositif avec flotteur prin-cipal et flotteur secondaire en position de remorquage en eau calme.
Figure 7 vue en élévation d'une variante du dispo-sitif selon figure 6.
Figure 8 dispositif pour le lancement d'une conduite.
Figure 9 dispositif pour le remorquage en eau calme.
Figure 10 dispositif pour le remorquage en haute mer.
Figure 11 dispositif à flotteur principal vertical pour manutention de la conduite.
La figure 1 donne une vue en elévation d'un dispo-sitif d'allegement et de manutention d'une contuite 1, en position de remorquage, comportant un moyen d'allègement, dit ~lotteur principal 2, supportan~ un moyen de manutention repr~sent~ par un treuil 3, comportant un tambour 3'. Sur le tambour 3' du treuil 3 s'enroule un c~ble 4 passant au travers du flottcur principal 2 par une chemin~e etanche 5.
Le c~ble 4 est xeli~ à un moyen d'accrochage, sur la conduite 1 d'axe XX' constitue par une section de tube 6 dont le diam~tre e8 t plus important que le diametre exterieur de la aonduite 1.
La section de tube 6 est maintenue concentrique à la collduite 1 par le moyen d'un emplissage annulaire 7 constitue de b~ton, matières plastiques ou tout autre produit, visible sur la ~igure 2 qui donne une section droite de l'ensemble, passant ' ~.
0~:i65 par l'axe du cable 4.
La section du tube 6 comporte dans sa zone médiane une double échancrure telle que celle produite par l'inter-section de deux cylindres d'axes Yl et Y2 perpendiculaires à XX', de contours tels que 8' et 8" de diamètres egaux, tels que la distance Yl et Y2 est peu superieure à un diamètre et tels que la profondeur des echancrures, (d) sur la figure 1, est inferieure à la difference entre les rayons externes du tube 6 et de la conduite 1.
Les axes Yl et Y2 sont symetriques par rapport a l'axe YY' du câble 4.
Une barre de fer rond 9 dont l'axe est perpendiculaire a YY' et à XX' est fixee à ses deux extremites à la surface intérieure de la section du tube 6.
Sur la figure 1 le câble 4 est relie au moyen d'ac-crochage sur la conduite 1 par l'intermediaire d'un anneau 10.
Ledit anneau entoure d'une part la barre de fer rond 9, partie intégrante du moyen d'accrochage et d'autre part une boucle 11 faite avec l'extr~mite inférieure du câble 4. La boucle 11 est mai.ntenue fermee à l'aide de serre-câbles 12 ou par tout autre moyen de blocage.
La cheminée 5 verticale, traversant le flotteur prin-cipal, comporte ~ sa partie in~erieure un logement cylindrique 13, coaxial de la chemin~e S et dont la section a des dimen-~lons plus impoxtantes ~ue celles de la cheminee 5 et peu supe- ;
ri~ures aux dim~nsions ext~rieures d'un coupe c~ble 14. Ledit coup~ c~ble 14 est maintenu flans le logement cylindrique 13 par 1~ moyen d'un sup~ort lS articule autour d'un axe Z, soumis l'action d'un ressort 15" et escamotable par percussion d'une `~
masselotte annulaire 16 coulissant le long du câble 4 et lancee de la surface.
Ledit coupe câble 14 est perce d'une cheminee cylin-_ 5 _ A
drique axiale 17 dont la partie supérieure 18 est du mêmediamètre que celui de la cheminée ~ du flotteur principal et B une partie lnférieure 19 d'un diamètre plus important. Les deux parties supérieure 18 et inferieure 19 de ladite cheminée sont raccordees par une zone annulaire de raccordement 20 cons-tituant une butee de declenchement d'un outil de coupe du coupe câble. L'outil de coupe situé dans un plan P n'est pas figuré. Ce matériel est d'usage courant dans l'industrie pé-trolière.
La ~one annulaire de raccordement 20 a un diamètre extérieur légèrement plus important que le diamètre d'une pièce de commande 21 du coupe câble 14. Ladite pièce 21 est fixée sur le câble 4 au-dessus des moyens d'accrochage à une distance au moins égale à la longueur du coupe câble 14.
Le coupe câble 14 a été représenté sur la figure 1 en deux positions. En traits pleins, le coupe câble 14 est maintenu dans le logement cylindrique 13 par les supports 15. En traits discontinus, le coupe câble 14 est supporté par la pièce de ~;
commande 21 en situation de percussion sur la butée de déclen-chement 20 du coupe câble situé dans le plan P.
La figure 2, section droite des moyens d'açcrochage d'un dispositif suivant la figure 1, montre les mêmes éléments.
Le conduit 1 est entouré par la section de tube 6 concentrique -au conduit 1, l'espace annulaire étant occupé par un remplissage 7. Le câble ~ a son extrémité inférieure en forme de boucle 11, bloquée par des serre-câbles 12. La boucle 11 entoure un anneau fermé 10, qui lui-même entoure la barre 9 fixée à ses deux extré-mités à la section de tube 6. La pièce de co~nande 21 du coupe câble 14 est fixée sur le câble 4 au-dessus des moyens d'accro-chage à une distance au moins égale à la longueur du coupe câble 14.
La figure 3 est une vue du coupe câble 1~ et de ~on support 15, suivant la direction A de la figure 1. La figure 3 montre le coupe câble 14 vu par sa face in~érieure, les deux ~ras du support 15 étant articulés autour de l'axe ZZ' par le mo~en d'un axe 15' sur lequel est enroulé un ressort 15".
Les fi~ures 4, 5 ct 6 representent des schemas d'un dispositif d'all~gement et de manutention d'une conduite 1 d'axe XX', dispositif comportant un flotteur principal 2 et deux flotteurs secondaires 22 et 23.
La figure 4 sst une vue en élévation d'un tel dispo-sitif en position de lancement.
,:
- ' ' 6~
La figure 5 est une section droite du dispositif selon la figure 4.
La figure 6 est une vue en élévation d'un tel dispo-sitif en position de remorquage.
Le flotteur principal 2 supporte un moyen de manuten-tion représenté par un treuil 3 comportant un tambour 3', sur lequel s'enroule un câble 4 passant au travers du flotteur prin-pipal 2 par une cheminée étanche 5.
1e câble est relié à un moyen d'accrochage sur la conduite 1 constitué par une section de tube 6 dont le diam~tre intérieur est plus important que le diamètre extérieur de la conduite 1. La section du tube 6 est maintenue concentrique à
la conduite 2 par le moyen d'un remplissage annulaire 7 constitué
de béton, matière plastique ou tout autre produit, visible sur la figure 5.
La section du tube 6 est solidaire d'une partie 24, partie fixe d'une articulation 25 de type universel, par exemple un dispositif de cardan. Ladite articulation 25 comporte une partie mobile 26 constituant une pièce d'accrochage à laquelle est fixée l'extrémité libre du câble 4. La liaison de la pièce d'accrochage 26 à la pièce 24 par l'intermédiaire de l'articulation 25 est amovible par action directe ou télecommandée.
La cheminee 5 comporte à sa partie inférieure un lo~e-ment 13 coaxial, dont la section est de dimension plu9 importante que les dimensions de la section de la cheminée 5, de telle sorte que la zone de passage ~0 dudit lo~ement 13 à la cheminée 5 constitue une but~e pour la pièce d'accrochage 26.
Deux ~lotteurs secondaires 22 et 23, constitués par des cylindres de mêmes dimensions et d'axes parallèles à l'axe de la conduite 1, sont reliés entre eux par des étriers 27 comportant chacun une pièce d'appui 28 sur la partie supérieure de la section de tube 6 et sont munis de moyens de fixation - 8 - ,~
lO~O~S
amovibles sur la conduite 1, représentés ici par au moins deux sangles 29, chaque sangle étant fixée à un ~lotteur 23 par une articulation 30 et reliée au flotteur 22 par des moyens d'accro-chage amovibles 31, lesdites sangles 29 passant sous la conduite 1 et assurant, lorsque les moyens d'accrochage 31 sont bloqués, ~la fixation des deux flotteurs 22 et 23 sur la section de tube 6.
Les flotteurs secondaires 22 et 23 et le flotteur principal 2 comportent des pièces d'adaptation homologues, une pièce mâle 32 sur le flotteur principal 2 et des pièces femelles 33 sur les flotteurs secondaires,se faisant face, de telle sorte que le flotteur secondaire à la suite du décrochage des sangles 29 d'accrochage sur la section de tube 6 se déplace d'une position dite de remorquage dans laquelle les flotteurs secondaires sont solidaires des moyens d'accrochage sur la conduite à une position dite de manutention de la conduite, dans laquelle lesdits flotteurs secondaires sont rendus solidaires du flotteur principal par embo~tement des pièces d'adaptation homologues.
Sur la figure 4 le flotteur principal 2 a son axe parallèle ~ l'axe de la conduite 1 et repose sur cette conduite par le moyen d'un support 34 sur lequel il est maintenu au moyen des sangles amovibles 35. Cette disposition est celle du lancement de la conduite dans une zone d'atterrage.
Sur la figure 6 le flotteur principal 2 a son axe perpendiculaire ~ l'axe de la conduite 1, la pièce 26 prend appui sur la butée 20 SOU9 l'action du câble 4 tendu par le treuil 3'. ~insi le flotteur principal 2 repose sur les flotteurs secondaires 2~ et 23, los pi~cos d'adaptation ~omologuc9 32 et 33 ~tant cn contact. Un système de verrouillage peut être installé
de façon à solidariser le flotteur principal et les flotteurs secondaires. Cette disposition est celle du remorquage en haute mer.
La figure 7 donne une vue en élévation d'une variante .
. _ 9 _ 1~ti(~6~S
de la réalisation décrite ~ l'aide de la figure 6.
Le flotteur principal 2 supporte un moyen de manutention représenté par un treuil 3 comportant un tambour 3' sur lequel s'enroule un câble 4. Le treuil et son moteur d'entraînement sont disposés dans une chambre étanche 3" située le plus bas possible dans le flotteur 2. La figure 7 montre la chambre 3"
située i~nédiatement au-dessus du logement 13 prévu pour la pièce d'accrochage 26.
Le treuil 3 est relié à des moyens de commande 3 disposés sur la plateforme supérieure du flotteur principal 2 ~ -par le moyen d'un câble électrique gainé 3I passant par l'intérieur du flotteur mais qui peut aussi être fixé sur la paroi extérieure du flotteur.
La réalisation décrite à llaide de la figure 7 a sur celle qui a été décrite à l'aide de la figure 6 llavantage dlune meilleure stabilité du flotteur principal 2, elle doit être préférée lorsque les manutentions pour le remorquage et la pose de la conduite sur le sol sous-marin doivent être réalisées par mer consta~nent agitée et lorsqu'une agitation importante de la surface est normalement prévisible. Il convient alors d~assurer avec une grande efficacité l~étanchéité des équipements ~lectriques du treuil.
Le proc~d~ de mise en place sur le sol sous-marin d~une conduite est mis en oeuvre par les opérations suivantes :
Suivant le~ dimensions des matériels tubulaires à
manipuler et ~ mettre en place, suivant la hau-teur d'eau sur la zono ~e mise cn place, suivant l'~ta~ de la mer on choisira de~ dispositi~s avec seulement un flotteur principal (fig. 1) ou des di~po~itifs avec un flotteur principal et deux flotteurs '~
secondaires (fig. 2).
Le lancement (fig. 8) s'effectue en surface. La canali-~, sation, construite sur une zone d'atterrage, est lancée, le - 10 - .:
flotteur principal étant en position horizontale. Le flotteur principal est sanglé à la canalisation et le câble de treuil est en tension suffisante pour que le flotteur soit en butée sur la section de tube 6, ou sur un épaulement soudé sur cette même section de tube.
Le remorquage peut s'effectuer en surface avec le ~lotteur principal en position horizontale, opération en eau calme (fig. 9), il peut être aussi ef~ectué en immersion en haute mer.
Suivant la figure 10, le flotteur principal, est en position ~rerticale et les flotteurs secondaires liés à la conduite.
L'immersion pour le remorquage peut être variable, elle est limi-tée soit par les fonds soit par la limite de sécurité au collapse des flotteurs secondaires.
Suivant la figure 11, le flotteur principal est en position verticale et les flotteurs secondaires désolidarisés de la conduite et en butée sur les flotteurs principaux. La canalisation peut être positionnée au droit de l'emplacement, ou site, où elle doit être mise en place.
Après remorquage et arrivée sur le site, les flotteurs secondaires peuvent ~tre encore solidaires de la conduite en immer~ion ~fi~. 10) ou bien en avoir ét~ d~solidarisé au cours de manoeuvres ant~rieures (fig. 11).
Lors~ue les flotteurs secondaires sont encore solidaires de la conduite en immersion, on remonte la canalisation avec les ~lotteurs secondaires et on enlève les fixations de ces flotteurs le~qu~ls viennent en but~e sur le flotteur principal. Cette op~ration ayant ~té faite, on peut procéder à l'immersion de la c~nduite.
~vant immersion, on a procédé toutefois à la reprise de traction par les extrémités de la canalisation pour permettre le positionnement de cette dernière sur le fond et sur les - : , . -, . . , . ~ , :
i~O~ 5 points de connexion.
La canalisation est descendue selon la configuration désirée et si nécessaire dans les trois dimensions sans entraîner de contraintes excessives.
Dès que la canalisation est en place sur le fond, le clavetage de la pièce intercalaire est enlevé par plongeurs ou sous-marin et celle-ci est remontée avec le câble. Dans certains cas, le câble peut-être directement sectionné par un bras manipu-lateur de sous-marin.
Lorsque l'on emploie des dispositifs tels que sur les figures 1, 2 et 3 la récupération du câble s'effectue par la manoeuvre du coupe câble à partir de la surface. Il s'agit là
du procédé de récupération le plus simple et le moins coûteux.
Les avantages du procédé sont nombreux, ils tiennent principalement à sa souplesse d'utilisation dans des situations variées tant par la nature et les dimensions du matériel à
mettre en place que par les conditions nautiques rencontrées.
Les dispositifs d'allègement et de manutention concus pour l'application du procédé sont légers d'un maniement facile dans les diverses situations. Ils ont été étudiés pour permettre la récupération la plus importante de matériel après la mise en place de la conduite.
L'invention se rapporte à une installation pour la mise en place sur le sol marin d'une conduite destinée au trans-fert des fluides liquides ou gazeux. L'emploi de l'installa-tion suivant l'invention conduit à substituer au transport des eléments de conduite et à la confection de ladite conduite en haute mer, le remorquage du tronçon de longueur importante en toute securite puisque à l'abri des effets de l'agitation de , surface avec remontee eventuelle à la surface pour effectuer toute verification ou amenagement.
On connalt diverses methodes pour l'installation de conduites sur le sol marin. Suivant que la conduite est destinee au transfert de fluides gazeux ou liquides, notamment d'hydrocarbures gazeux ou liquides, des dispositions particu-lières sont adoptees, concernant l'enrobage de la conduite et son remplissage en cours d'opération. Quelle que soit l'utilisa-tion ulterieure de la conduite il est possible de transporter les éléments et de les raccorder à bord d'un navire atelier et ensuite de proc~der à l'immersion à l'aide d'élindes disposées à
l'arrière du meme navire. Il est possible, et de differentes fa~ons, de construire ~ terre des sections importantes de la conduite et de les remorquer en mer avec l'assistance de flot-~eur~ r~guli~re~enk r~partis et dont le ballastage peut varier.
Dans le premier groupe de techniques, la conduite ~tan~ immer~e immediatement après sa con~ection, ne subit plus les al~as de~ conditions de suxface en mer, encore que la tenue en mer du navire de pose ne devienne rapidement difficile par gr~s temps. ~a procedure est touteois très lourde et très co~teuse.
Les techniques faisant appel au remorquage se heur-tent toutes aux probl~mes des conditions de surface et requiè-rent l'emploi de moyens d'allègement de dimensions importantes et, de ce fait, difficilement manoeuvrables.
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~0606~5 Une installatlon pour la mise en place sur le sol sous-marin d'une conduite destinée au transfert de fluides liquides ou gazeux, comporte une pluralite de dispositifs d'allègemen-t et de manutention, repartis le long de la conduite, chacun des dispositifs d'allegement et de manutention etant supporte par au moins un moyen d'allegement comprenant un flotteur principal, un moyen d'accrochage sur la conduite, un câble de manoeuvre relie au moyen d'accrochage, un connecteur pivotant reliant le moyen d'accrochage et le cable, au moins un moyen d'allègement additionnel comprenant un flotteur secondaire, ledit flotteur secondaire ayant le meme axe de symétrie que le cable de manoeuvre, lesdits moyens d'accrochage sur la conduite comportant un siege et le flotteur secondaire reposant sur ce siege, des moyens de connexion deconnectables entre le flotteur secondaire et les moyens d'accrochage, lesdits flotteur secon-daire et flotteur primaire comportant des pièces d'adaptation homologues, male et femelle, de telle sorte que le flotteur secondaire après d~connexion des moyens d'accrochage sur la conduite, peut être rendu solidaire du flotteur principal par emboitement des pièces d'adaptation homologues de fa~on à cons-tituer un seul assemblage.
Dans une r8alisation pr~ferentielle d'une telle installation les moyens de manutention support~s, chacun par au moins un moyen d'all~gement, dit flotteur principal, sont reli~s ~ des moyens d'accr~chage sur la condulte par au moins un c~ble pas~ant au -travers du flotteur principal par une che-min~e ~tanche.
Dans les r~alisations adaptees à la manutention sur de longues distances, en haute mer, de conduites de grand diamètre les dispositiEs d'allègement et de manutention sont tels que la cheminee du flotteur principal comporte à sa partie inferieure un logement cylindrique, coaxial de la chemi-~ "
~o~0~5 née et dont la section a des dimensions plus importantes que celles de la cheminee et peu supérieures aux dimensions extérieu-res d'un coupe cable, ledit coupe cable se trouvant maintenu dans ledit logement cylindrique par l'action d'un support articule autour d'un axe et escamotahle par percussion d'une masselotte annulaire coulissant le long du cable et lancée de la surface, ledit coupe cable étant percé d'une cheminée cylindrique axiale dont une partie supérieure est du même diamètre que celui de la cheminée du flotteur principal et une partie inférieure est d'un diametre plus important; les deux parties de ladite cheminée étant raccordées par une zone annulaire de raccordement constituant une butée de déclenchement d'un outil de coupe du coupe câble, ladite butée ayant un diamètre extérieur légerement plus important que le diamètre extérieur d'une pièce de commande du coupe cable, étant fixée sur le cable au-dessus des moyens d'accrochage à une distance au moins égale à la longueur du coupe câble. .
Dans une réalisation pr~férentielle d'un tel équipe-ment le premier moyen d'allè~ement et de manutention est tel que la pièce dite d'accrochage est de forme c~lindrique et s'em-boite dans un lo~ement cylindrique situe ~ la partie inférieure de la cheminee ~tanche traversant le flotteur principal et coaxial de ladi~e chemin~e et de diamatre ext~rieur plu5 impor-~ant que celui de ladite chemin~e de telle sortQ que la zone de passage dudit logement à la cheminée constitue une butee pour la pi~ce di-te d ' accrocha~e sous l'effort de traction appllque par le câble de manoeuvre.
~'inverltion sera mieux comprise dans la description donnee a titre non limitatif, des dispositifs illustres à :
l'aide des figures suivantes: :
- Figure 1 schema d'un dispositif avec flotteur prin-cipal en posi tion de remorquage.
:
. 106~6~5 - Figure 2 section droite des moyens d'accrochage d'un dispositif suivant la figure 1.
Figure 3 vue du coupe câble suivant la direc-tion A cle la figure 1.
Figure 4 schema d'un dispositif avec flotteur prin-cipal et flotteur secondaire en position de lancement.
Figure 5 coupe du dispositif selon la figure 4.
Figure 6 schéma d'un dispositif avec flotteur prin-cipal et flotteur secondaire en position de remorquage en eau calme.
Figure 7 vue en élévation d'une variante du dispo-sitif selon figure 6.
Figure 8 dispositif pour le lancement d'une conduite.
Figure 9 dispositif pour le remorquage en eau calme.
Figure 10 dispositif pour le remorquage en haute mer.
Figure 11 dispositif à flotteur principal vertical pour manutention de la conduite.
La figure 1 donne une vue en elévation d'un dispo-sitif d'allegement et de manutention d'une contuite 1, en position de remorquage, comportant un moyen d'allègement, dit ~lotteur principal 2, supportan~ un moyen de manutention repr~sent~ par un treuil 3, comportant un tambour 3'. Sur le tambour 3' du treuil 3 s'enroule un c~ble 4 passant au travers du flottcur principal 2 par une chemin~e etanche 5.
Le c~ble 4 est xeli~ à un moyen d'accrochage, sur la conduite 1 d'axe XX' constitue par une section de tube 6 dont le diam~tre e8 t plus important que le diametre exterieur de la aonduite 1.
La section de tube 6 est maintenue concentrique à la collduite 1 par le moyen d'un emplissage annulaire 7 constitue de b~ton, matières plastiques ou tout autre produit, visible sur la ~igure 2 qui donne une section droite de l'ensemble, passant ' ~.
0~:i65 par l'axe du cable 4.
La section du tube 6 comporte dans sa zone médiane une double échancrure telle que celle produite par l'inter-section de deux cylindres d'axes Yl et Y2 perpendiculaires à XX', de contours tels que 8' et 8" de diamètres egaux, tels que la distance Yl et Y2 est peu superieure à un diamètre et tels que la profondeur des echancrures, (d) sur la figure 1, est inferieure à la difference entre les rayons externes du tube 6 et de la conduite 1.
Les axes Yl et Y2 sont symetriques par rapport a l'axe YY' du câble 4.
Une barre de fer rond 9 dont l'axe est perpendiculaire a YY' et à XX' est fixee à ses deux extremites à la surface intérieure de la section du tube 6.
Sur la figure 1 le câble 4 est relie au moyen d'ac-crochage sur la conduite 1 par l'intermediaire d'un anneau 10.
Ledit anneau entoure d'une part la barre de fer rond 9, partie intégrante du moyen d'accrochage et d'autre part une boucle 11 faite avec l'extr~mite inférieure du câble 4. La boucle 11 est mai.ntenue fermee à l'aide de serre-câbles 12 ou par tout autre moyen de blocage.
La cheminée 5 verticale, traversant le flotteur prin-cipal, comporte ~ sa partie in~erieure un logement cylindrique 13, coaxial de la chemin~e S et dont la section a des dimen-~lons plus impoxtantes ~ue celles de la cheminee 5 et peu supe- ;
ri~ures aux dim~nsions ext~rieures d'un coupe c~ble 14. Ledit coup~ c~ble 14 est maintenu flans le logement cylindrique 13 par 1~ moyen d'un sup~ort lS articule autour d'un axe Z, soumis l'action d'un ressort 15" et escamotable par percussion d'une `~
masselotte annulaire 16 coulissant le long du câble 4 et lancee de la surface.
Ledit coupe câble 14 est perce d'une cheminee cylin-_ 5 _ A
drique axiale 17 dont la partie supérieure 18 est du mêmediamètre que celui de la cheminée ~ du flotteur principal et B une partie lnférieure 19 d'un diamètre plus important. Les deux parties supérieure 18 et inferieure 19 de ladite cheminée sont raccordees par une zone annulaire de raccordement 20 cons-tituant une butee de declenchement d'un outil de coupe du coupe câble. L'outil de coupe situé dans un plan P n'est pas figuré. Ce matériel est d'usage courant dans l'industrie pé-trolière.
La ~one annulaire de raccordement 20 a un diamètre extérieur légèrement plus important que le diamètre d'une pièce de commande 21 du coupe câble 14. Ladite pièce 21 est fixée sur le câble 4 au-dessus des moyens d'accrochage à une distance au moins égale à la longueur du coupe câble 14.
Le coupe câble 14 a été représenté sur la figure 1 en deux positions. En traits pleins, le coupe câble 14 est maintenu dans le logement cylindrique 13 par les supports 15. En traits discontinus, le coupe câble 14 est supporté par la pièce de ~;
commande 21 en situation de percussion sur la butée de déclen-chement 20 du coupe câble situé dans le plan P.
La figure 2, section droite des moyens d'açcrochage d'un dispositif suivant la figure 1, montre les mêmes éléments.
Le conduit 1 est entouré par la section de tube 6 concentrique -au conduit 1, l'espace annulaire étant occupé par un remplissage 7. Le câble ~ a son extrémité inférieure en forme de boucle 11, bloquée par des serre-câbles 12. La boucle 11 entoure un anneau fermé 10, qui lui-même entoure la barre 9 fixée à ses deux extré-mités à la section de tube 6. La pièce de co~nande 21 du coupe câble 14 est fixée sur le câble 4 au-dessus des moyens d'accro-chage à une distance au moins égale à la longueur du coupe câble 14.
La figure 3 est une vue du coupe câble 1~ et de ~on support 15, suivant la direction A de la figure 1. La figure 3 montre le coupe câble 14 vu par sa face in~érieure, les deux ~ras du support 15 étant articulés autour de l'axe ZZ' par le mo~en d'un axe 15' sur lequel est enroulé un ressort 15".
Les fi~ures 4, 5 ct 6 representent des schemas d'un dispositif d'all~gement et de manutention d'une conduite 1 d'axe XX', dispositif comportant un flotteur principal 2 et deux flotteurs secondaires 22 et 23.
La figure 4 sst une vue en élévation d'un tel dispo-sitif en position de lancement.
,:
- ' ' 6~
La figure 5 est une section droite du dispositif selon la figure 4.
La figure 6 est une vue en élévation d'un tel dispo-sitif en position de remorquage.
Le flotteur principal 2 supporte un moyen de manuten-tion représenté par un treuil 3 comportant un tambour 3', sur lequel s'enroule un câble 4 passant au travers du flotteur prin-pipal 2 par une cheminée étanche 5.
1e câble est relié à un moyen d'accrochage sur la conduite 1 constitué par une section de tube 6 dont le diam~tre intérieur est plus important que le diamètre extérieur de la conduite 1. La section du tube 6 est maintenue concentrique à
la conduite 2 par le moyen d'un remplissage annulaire 7 constitué
de béton, matière plastique ou tout autre produit, visible sur la figure 5.
La section du tube 6 est solidaire d'une partie 24, partie fixe d'une articulation 25 de type universel, par exemple un dispositif de cardan. Ladite articulation 25 comporte une partie mobile 26 constituant une pièce d'accrochage à laquelle est fixée l'extrémité libre du câble 4. La liaison de la pièce d'accrochage 26 à la pièce 24 par l'intermédiaire de l'articulation 25 est amovible par action directe ou télecommandée.
La cheminee 5 comporte à sa partie inférieure un lo~e-ment 13 coaxial, dont la section est de dimension plu9 importante que les dimensions de la section de la cheminée 5, de telle sorte que la zone de passage ~0 dudit lo~ement 13 à la cheminée 5 constitue une but~e pour la pièce d'accrochage 26.
Deux ~lotteurs secondaires 22 et 23, constitués par des cylindres de mêmes dimensions et d'axes parallèles à l'axe de la conduite 1, sont reliés entre eux par des étriers 27 comportant chacun une pièce d'appui 28 sur la partie supérieure de la section de tube 6 et sont munis de moyens de fixation - 8 - ,~
lO~O~S
amovibles sur la conduite 1, représentés ici par au moins deux sangles 29, chaque sangle étant fixée à un ~lotteur 23 par une articulation 30 et reliée au flotteur 22 par des moyens d'accro-chage amovibles 31, lesdites sangles 29 passant sous la conduite 1 et assurant, lorsque les moyens d'accrochage 31 sont bloqués, ~la fixation des deux flotteurs 22 et 23 sur la section de tube 6.
Les flotteurs secondaires 22 et 23 et le flotteur principal 2 comportent des pièces d'adaptation homologues, une pièce mâle 32 sur le flotteur principal 2 et des pièces femelles 33 sur les flotteurs secondaires,se faisant face, de telle sorte que le flotteur secondaire à la suite du décrochage des sangles 29 d'accrochage sur la section de tube 6 se déplace d'une position dite de remorquage dans laquelle les flotteurs secondaires sont solidaires des moyens d'accrochage sur la conduite à une position dite de manutention de la conduite, dans laquelle lesdits flotteurs secondaires sont rendus solidaires du flotteur principal par embo~tement des pièces d'adaptation homologues.
Sur la figure 4 le flotteur principal 2 a son axe parallèle ~ l'axe de la conduite 1 et repose sur cette conduite par le moyen d'un support 34 sur lequel il est maintenu au moyen des sangles amovibles 35. Cette disposition est celle du lancement de la conduite dans une zone d'atterrage.
Sur la figure 6 le flotteur principal 2 a son axe perpendiculaire ~ l'axe de la conduite 1, la pièce 26 prend appui sur la butée 20 SOU9 l'action du câble 4 tendu par le treuil 3'. ~insi le flotteur principal 2 repose sur les flotteurs secondaires 2~ et 23, los pi~cos d'adaptation ~omologuc9 32 et 33 ~tant cn contact. Un système de verrouillage peut être installé
de façon à solidariser le flotteur principal et les flotteurs secondaires. Cette disposition est celle du remorquage en haute mer.
La figure 7 donne une vue en élévation d'une variante .
. _ 9 _ 1~ti(~6~S
de la réalisation décrite ~ l'aide de la figure 6.
Le flotteur principal 2 supporte un moyen de manutention représenté par un treuil 3 comportant un tambour 3' sur lequel s'enroule un câble 4. Le treuil et son moteur d'entraînement sont disposés dans une chambre étanche 3" située le plus bas possible dans le flotteur 2. La figure 7 montre la chambre 3"
située i~nédiatement au-dessus du logement 13 prévu pour la pièce d'accrochage 26.
Le treuil 3 est relié à des moyens de commande 3 disposés sur la plateforme supérieure du flotteur principal 2 ~ -par le moyen d'un câble électrique gainé 3I passant par l'intérieur du flotteur mais qui peut aussi être fixé sur la paroi extérieure du flotteur.
La réalisation décrite à llaide de la figure 7 a sur celle qui a été décrite à l'aide de la figure 6 llavantage dlune meilleure stabilité du flotteur principal 2, elle doit être préférée lorsque les manutentions pour le remorquage et la pose de la conduite sur le sol sous-marin doivent être réalisées par mer consta~nent agitée et lorsqu'une agitation importante de la surface est normalement prévisible. Il convient alors d~assurer avec une grande efficacité l~étanchéité des équipements ~lectriques du treuil.
Le proc~d~ de mise en place sur le sol sous-marin d~une conduite est mis en oeuvre par les opérations suivantes :
Suivant le~ dimensions des matériels tubulaires à
manipuler et ~ mettre en place, suivant la hau-teur d'eau sur la zono ~e mise cn place, suivant l'~ta~ de la mer on choisira de~ dispositi~s avec seulement un flotteur principal (fig. 1) ou des di~po~itifs avec un flotteur principal et deux flotteurs '~
secondaires (fig. 2).
Le lancement (fig. 8) s'effectue en surface. La canali-~, sation, construite sur une zone d'atterrage, est lancée, le - 10 - .:
flotteur principal étant en position horizontale. Le flotteur principal est sanglé à la canalisation et le câble de treuil est en tension suffisante pour que le flotteur soit en butée sur la section de tube 6, ou sur un épaulement soudé sur cette même section de tube.
Le remorquage peut s'effectuer en surface avec le ~lotteur principal en position horizontale, opération en eau calme (fig. 9), il peut être aussi ef~ectué en immersion en haute mer.
Suivant la figure 10, le flotteur principal, est en position ~rerticale et les flotteurs secondaires liés à la conduite.
L'immersion pour le remorquage peut être variable, elle est limi-tée soit par les fonds soit par la limite de sécurité au collapse des flotteurs secondaires.
Suivant la figure 11, le flotteur principal est en position verticale et les flotteurs secondaires désolidarisés de la conduite et en butée sur les flotteurs principaux. La canalisation peut être positionnée au droit de l'emplacement, ou site, où elle doit être mise en place.
Après remorquage et arrivée sur le site, les flotteurs secondaires peuvent ~tre encore solidaires de la conduite en immer~ion ~fi~. 10) ou bien en avoir ét~ d~solidarisé au cours de manoeuvres ant~rieures (fig. 11).
Lors~ue les flotteurs secondaires sont encore solidaires de la conduite en immersion, on remonte la canalisation avec les ~lotteurs secondaires et on enlève les fixations de ces flotteurs le~qu~ls viennent en but~e sur le flotteur principal. Cette op~ration ayant ~té faite, on peut procéder à l'immersion de la c~nduite.
~vant immersion, on a procédé toutefois à la reprise de traction par les extrémités de la canalisation pour permettre le positionnement de cette dernière sur le fond et sur les - : , . -, . . , . ~ , :
i~O~ 5 points de connexion.
La canalisation est descendue selon la configuration désirée et si nécessaire dans les trois dimensions sans entraîner de contraintes excessives.
Dès que la canalisation est en place sur le fond, le clavetage de la pièce intercalaire est enlevé par plongeurs ou sous-marin et celle-ci est remontée avec le câble. Dans certains cas, le câble peut-être directement sectionné par un bras manipu-lateur de sous-marin.
Lorsque l'on emploie des dispositifs tels que sur les figures 1, 2 et 3 la récupération du câble s'effectue par la manoeuvre du coupe câble à partir de la surface. Il s'agit là
du procédé de récupération le plus simple et le moins coûteux.
Les avantages du procédé sont nombreux, ils tiennent principalement à sa souplesse d'utilisation dans des situations variées tant par la nature et les dimensions du matériel à
mettre en place que par les conditions nautiques rencontrées.
Les dispositifs d'allègement et de manutention concus pour l'application du procédé sont légers d'un maniement facile dans les diverses situations. Ils ont été étudiés pour permettre la récupération la plus importante de matériel après la mise en place de la conduite.
Claims (4)
1. Installation pour la mise en place sur le sol sous-marin d'une conduite destinée au transfert de fluides liquides ou gazeux, comportant une pluralité de dispositifs d'allègement et de manutention, répartis le long de la conduite, chacun des dispositifs d'allègement et de manutention étant supporte par au moins un moyen d'allègement comprenant un flot-teur principal, un moyen d'accrochage sur la conduite, un câble de manoeuvre relié au moyen d'accrochage, un connecteur pivo-tant reliant le moyen d'accrochage et le câble, au moins un moyen d'allègement additionnel comprenant un flotteur secondaire, ledit flotteur secondaire ayant le même axe de symétrie que le câble de manoeuvre, lesdits moyens d'accrochage sur la conduite comportant un siège et le flotteur secondaire reposant sur ce siège, des moyens de connexion déconnectables entre le flotteur secondaire et les moyens d'accrochage, lesdits flotteur secon-daire et flotteur primaire comportant des pièces d'adaptation homologues, mâle et femelle, de telle sorte que le flotteur secondaire après de connexion des moyens d'accrochage sur la con-duite, peut être rendu solidaire du flotteur principal par emboîtement des pièces d'adaptation homologues de façon à cons-tituer un seul assemblage.
2. Equipement suivant la revendication 1 dans lequel les moyens de manutention supportés, chacun par au moins un moyen d'allègement, dit flotteur principal, sont reliés à des moyens d'accrochage sur la conduite par au moins un câble passant au travers du flotteur principal par une chaminée étanche.
3. Equipement suivant la revendication 2 dans lequel les dispositifs d'allègement et de manutention sont tels que la cheminée du flotteur principal comporte à sa partie inférieure un logement cylindrique, coaxial de la cheminée et dont la section a des dimensions plus importantes que celles de la cheminée et peu supérieures aux dimensions extérieures d'un coupe câble, ledit coupe câble se trouvant maintenu dans ledit logement cylindrique par l'action d'un support articulé autour d'un axe et escamotable par percussion d'une masselotte annu-laire coulissant le long du câble et lancée de la surface, ledit coupe câble étant perce d'une cheminée cylindrique axiale dont une partie supérieure est du même diamètre que celui de la che-minée du flotteur principal et une partie inférieure est d'un diamètre plus important, les deux parties de ladite cheminée étant raccordées par une zone aanulaire de raccordement cons-tituant une butée de déclenchement d'un outil de coupe du coupe câble, ladite butée ayant un diamètre extérieur légèrement plus important que le diamètre extérieur d'une pièce de commande du coupe câble, étant fixée sur le câble au-dessus des moyens d'accrochage à une distance au moins égale à la longueur du coupe câble.
4. Equipement suivant la revendication 2 dans lequel le premier moyen d'allègement et de manutention est tel que la pièce dite d'accrochage est de forme cylindrique et s'emboîte dans un logement cylindrique situé à la partie inférieure de la cheminée étanche traversant le flotteur principal et coaxial de ladite cheminée et de diamètre extérieur plus important que celui de ladite cheminée de telle sorte que la zone de passage dudit logement à la cheminée constitue une butée pour la pièce dite d'accrochage sous l'effort de traction appliqué
par le câble de manoeuvre.
par le câble de manoeuvre.
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