--`\ 3 La présente invention concerne un dispositif d'an-crage sur le sol sous-marin conférant à ce mode de fixation une grande fiabilité, une grande Eacilité d'entretien et une mul--tiplicité d'utilisations que ne possèdent pas les dispositifs actuellement connus pour les engins flottants ou semi submersi-bles utilisés pour le forage ou l'exploitation des hydrocarbures en mer.
Les lignes d'ancrage sont habituellement fixées à la tete de pieux enfoncés dans le sol sous-marin. Cette disposi-tion autorise difficilement la fixation de plus d'une ligne d'an-crage par pieu, elle ne permet pas une intervention facile sur les moyens de fixation, soit pour une vérification soit pour le changement de certaines parties de l'attache qui, étant en mouvement, sont appelées à s'user. De plus, la fixation de l'ex-; trémité d'une ligne d'ancrage sur le pieu lui-même entraîne la transmission à celui-ci d'ébranlements, qui, conjugués aux efforts de traction parallèles à la surface du dol, peuvent entrainer le basculement du pieu et son arrachage.
La présente invention permet de pallier ces inconvé-nients en séparant la fonction d'ancrage réalisée à l'aide d'aumoins un pieu et la fonction de fixation de la ligne d'ancrage réalisée par des moyens fixés sur une plaque.
A cet effet, l'invention revendiquée ici est un dis-positif d'ancrage pour engins marins à flottabilité positive comportant essentiellement: une plaque d'ancrage, dont la lon-gueur et la largeur excèdent l'épaisseur, percée d'au moins un L~(~rccmcnt cylindri(luc vcrt;ca] I)assant à travcrs l'epaisseur dc la plaque, chaque percement ayant un diamètre plus peti-t que la longueur et la largeur de la plaque. Ce dispositif comporte en outre autant de pieux cylindriques que la plaque a de perce-ments, chaque pieu ayant une section droite legèrement plus petite que la section droite du percement qui lui correspond, ~J
4r j~33 une extrémite in~erieure de forme adaptee a un mode de penetra-tion dans le sol et une extremite superieure munie d'une sur-epaisseur, faisant saillie, de dimension plus importante que celle de la section droite du percement qui lui correspond.
Enfin, le dispositif comporte des moyens necessaires à la mise en place de chaque pieu dans un des percements et d'autres moyens,sur la plaque, disposes à distance de tout pieu et per-mettant la connexion deconnectable de l'extremite d'au moins une ligne d'ancrage.
10 . Dans les realisations ou il est prefere de mettre en place la plaque d'ancrage en meme temps que les pieux corres-pondants, des surepaisseurs sont fixees sur le pourtour des pieux proches de l'extremité inferieure, ces surepaisseurs ayant des dimensions ex-terieures plus importantes que les dimensions inter.ieures des percements cylindriques de la plaque d'ancrage.
Dans divers modes de reali.sation, dans chaque perce-ment cylindrique de la plaque d'ancrage est fixe un tube-guide cylindrique dont la section droite interieure a des dimensions plus importantes que la section droite exterieure du pieu cylind.ique correspondant.
Dans ces derniers modes de realisation, le tube-guide cylindrique comporte généralement des moyens pour assurer l'étancheite d'un espace annulaire compris entre ledit tube-guide et le pieu correspondant et des moyens pour remplir diun fluide durcissable.ledit espace annulaire.
L'invention sera mieux comprise dans la description qu:i sui:t de rcalisations pr~.~fcrentiellcc; dc dispositifs de l'in-vention illustrees à l'aide des figures suivantes du dessin annexe:
0 - Figure 1: Disposi.tif avec pieu unique separable de la plaque televation) ~al'74583 - Figure 2: D~spositif avec pieu unique séparable de la plaque (plan) - Figure 3: ~ispositif avec pieu unique non separable de la plaque (elevation) , ' . ', . , ' ' ' , " '.' ', ',"
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.' ~7~583 - Figure 4 : Dispositi~ avec pieu unique non séparable de la plaque (plan) - Figure 5 ~ Plaque d'ancrage pour trois lignes et un pieu axial (élévation) - Figure 6 : Plaque d'ancrage pour trois lignes et un pieu axial (plan) La figure 1 donne le schéma d'un dispositif d'ancrage avec un pieu unique axial en élévation dont la figure 2 donne une vue en plan, et une coupe suivant le plan A. Sur le sol sous-marin 1 repose une plaque d'ancrage 2 percée d'un orifice 3 d'un contour intérieur cylindrique. La plaque d'ancrage 2 et l'orifice 3 admettent un même axe de symétrie ZZ'. Sur le contour dudit orifice 3 est fixé un tube-guide 4 cylindrique de dimensions intérieures peu supérieures aux dimensions extérieures d'un pieu 5 cylindrique, coulissant à l'intérieur du tube-guide 4 et pénétrant dans le sol sous-marin 1. Le tube-guide 4 a une longueur au moins égale à la plus grande dimension transversale du pieu 5, c'est-à-dire au diamètre . e~térieur du pieu 5 lorsque ledit pieu 5 est cylindrique, ce qui est généralement le cas. Le tube-guide 4 a ici une longueur plus importante que l'épaisseur de la plaque d'ancrage 2 et la rigidité de la fixation dudit tube-guide 4 sur la plaque d'ancrage est assurée au moyen de goussets en tole épaisse tels que 6.
Les plaques d'ancrage 2 peuvent être construites en acier, en béton ou encore être constituées de cellules auto-résistantes.
Des guides internes 9 constitués par des fers plats verticaux fixés par soudure à l'intérieur du tube-guide 4 limitent le jeu entre un tube-guide ~ et le contour extérieur du pieu 5 tout en lalssant libre une section annulaire suffi-sante pour la mise en place d'un volume deciment 10 suffisant ~:37~5~33 pour assurer un encastrement rigide. Les garnitures d'étan-chéité et l'ajutage servant à l'injection du ciment entre le tube-guide et le pieu étant de technique usuelle n'ont pas été
figurés.
La partie supérieure du pieu 5 est munie d'un bourrelet annulaire 11 dont les dimensions extérieures ont des valeurs plus importantes que les dimensions intérieures du tube-guide 4. La face inférleure du bourrelet annulaire 11 constitue une butée par laquelle la pièce 5 repose sur le contour supérieur du tube guide 4.
Dans les réalisations dans lesquelles on ne compte pas sur un parfait encastrement du pieu dans la plaque, le jeu entre le tube-guide 4 et le pieu 5 est réduit au minimum, c'est-à-dire à quelques centimètres et on ne prévoit pas de moyens pour l'injection de ciment : le pieu vient simplement reposer en butée sur le contour supérieur du tube-guide ou sur la plaque d'ancrage en fin de pénétration dans le sol sous-marin par forage ou par vibro fon,cage.
La plaque d'ancrage est soit entièrement métallique, soit constituée par une enveloppe métallique remplie de béton elle est limitée notamment par deux faces planes, une face inférieure 2a appliquée sur le fond de la mer et une face supérieure 2b sur laquelle son-t fixés, au moins un moyen de connexion 7 pour au moins une ligne d'ancrage 8 et au moins deux colonnes de guidage 12 et 13, d'un modèle connu en soi, pour la mise en place du pieu 5 après la pose de la plaque 2 ~sur le fond de la mer 1. Les colonnes de guidage 12 e-t 13 sont disposées symétriquement par rapport à l'axe ZZ' et intercalées entre les positions réservées pour les moyens de connexion tels que 7.
Le moyen de connexion 7 porté sur les figures 1 et 2 est à titre d'exemple, du modèle qui sera décrit plus loin à
7~S83 l'aide des fiyures 5 et 6.
Le pieu 5 peut être descendu et mis en place en étant guidé jusqu'au niveau des colonnes de guidage 12 et 13 grâce à des orins 14 et 15 reliant l'extrémité desdites colonnes de guidage à des bouées en surface.
Le pieu 5 peut aussi'être guidé jusqulaux colonnes de guidage 12 et 13 au moyen d'un positionneur à ultra sons opéran-t à l'aide de réflecteurs disposés de part et d'autre de la plaque en des positions définies, positionneur à ultra sons et réflecteurs ne sont pas figurés.
Les figures 3 et 4 donnent le schéma d'un dispositif d'ancrage comportant un pieu unique axial prévu pour être descendu avec la plaque d'ancrage.
Nous retrouvons sur les figures 3 et 4 les mêmes éléments que sur les figures 5 et 6 concernant la plaque 2, le tube-guide 4, les moyens de connexion tels que 7 à au moins une ligne d'ancrage 8 et le pi.eu 5 coulissant à l'intérieur du tube-guide 4.
La partie supérieure du pieu S est munie d'un bourrelet annulaire 11 dont les dimensions extérieures ont des valeurs plus importantes que les dimensions intérieures du tube-guide 4. La face inférieure du bourrelet 11 constitue une hutée par laquelle le pieu 5 repose sur le contour supérieur du tube-guide 4, lorsque le pieu est enfoncé dans le sol sous-marin.
La partie inférieure du pieu 5 comporte un bourrelet annulaire 16 dont les dimensions extérieures ont des valeurs plus importantes que les dimensions intérieures du tube-guide 4. La face supérieure du bourrelet 16 constitue une butée sur laquelle repose la plaque d'ancrage 2 pendant la descente du dispositif d'ancrage sur le sol sous-marin.
Sur la figure 3 est représen-tée en trait discontinu --` \ 3 The present invention relates to an an-crage on the underwater ground giving this method of fixation a high reliability, high maintenance Ease and multiple - multiple uses that the devices do not have currently known for floating or semi-submersible devices wheat used for drilling or exploiting hydrocarbons at sea.
The anchor lines are usually attached to the pile head driven into the sea floor. This arrangement tion hardly allows the attachment of more than one line of an-stake creation, it does not allow an easy intervention on the fixing means, either for verification or for the change of certain parts of the fastener which, being movement, are expected to wear out. In addition, the fixation of the former ; end of an anchor line on the stake itself causes the transmission to it of vibrations, which, combined with tensile forces parallel to the surface of the dol, can cause the tilting of the pile and its uprooting.
The present invention overcomes these drawbacks by separating the anchoring function carried out using at least one stake and the fixing function of the anchoring line produced by means fixed on a plate.
To this end, the invention claimed here is a dis-positive anchor for marine buoyancy with positive buoyancy essentially comprising: an anchor plate, the length of which width and width exceed thickness, pierced by at least one L ~ (~ rccmcnt cylindri (luc vcrt; ca] I) assant through travcrs the thickness dc the plate, each hole having a smaller diameter than the length and width of the plate. This device includes in addition as many cylindrical piles as the plate has drills each pile having a slightly more cross section small than the cross section of the hole corresponding to it, ~ J
4r d ~ 33 an in ~ erieure extremity of form adapted to a mode of penetra-tion in the ground and an upper end provided with a sur-thickness, protruding, larger than that of the right section of the hole corresponding to it.
Finally, the device includes the means necessary for setting each stake in place in one of the holes and others means, on the plate, placed at a distance from any stake and putting the connection disconnectable from the end of at least an anchor line.
10. In the realizations where it is preferable to put in places the anchor plate at the same time as the corresponding piles heavy, extra thicknesses are fixed around the perimeter piles close to the lower end, these extra thicknesses having larger outside dimensions than the dimensions of the cylindrical holes in the anchor plate.
In various embodiments, in each piercing cylindrical anchor plate is fixed a guide tube cylindrical whose internal cross section has dimensions larger than the outside cross section of the stake corresponding cylinder.
In these latter embodiments, the guide tube cylindrical generally includes means for ensuring the sealing of an annular space between said tube-guide and the corresponding stake and means to fill diun curable fluid. said annular space.
The invention will be better understood in the description qu: i sui: t of realizations pr ~. ~ fcrentiellcc; dc devices of the vention illustrated using the following figures in the drawing Annex:
0 - Figure 1: Device with single pile separable from the plate televation) ~ al'74583 - Figure 2: D ~ spositif with single pile separable from the plate (plan) - Figure 3: ~ device with single pile not separable from the plate (elevation) , '. ',. , ''',"'.'',',"
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. ' ~ 7 ~ 583 - Figure 4: Dispositi ~ with single pile not separable from the plate (plan) - Figure 5 ~ Anchor plate for three lines and a stake axial (elevation) - Figure 6: Anchor plate for three lines and a stake axial (plane) Figure 1 shows the diagram of an anchoring device with a single axial pile in elevation whose figure 2 gives a plan view, and a section along plane A. On the ground submarine 1 rests an anchor plate 2 pierced with an orifice 3 of a cylindrical interior contour. Anchor plate 2 and the orifice 3 admit the same axis of symmetry ZZ '. On the contour of said orifice 3 is fixed a cylindrical guide tube 4 of internal dimensions little larger than the dimensions external of a cylindrical pile 5, sliding inside of the guide tube 4 and penetrating into the underwater soil 1. The guide tube 4 has a length at least equal to the greatest transverse dimension of pile 5, i.e. diameter . e ~ térieur of pile 5 when said pile 5 is cylindrical, this which is usually the case. The guide tube 4 here has a length greater than the thickness of the anchor plate 2 and the rigidity of the fixing of said guide tube 4 to the plate anchoring is ensured by means of thick sheet metal gussets such as 6.
The anchor plates 2 can be constructed in steel, concrete or even be made up of self-contained cells resistant.
Internal guides 9 constituted by flat irons vertical fixed by welding inside the guide tube 4 limit the clearance between a guide tube ~ and the outer contour pile 5 while free enough a sufficient annular section health for the establishment of a sufficient volume of cement 10 ~: 37 ~ 5 ~ 33 to ensure rigid installation. The seals and the nozzle used for injecting the cement between the guide tube and the pile being of usual technique were not figured.
The upper part of pile 5 is provided with a bead annular 11 whose external dimensions have values larger than the internal dimensions of the guide tube 4. The lower face of the annular bead 11 constitutes a stop by which the part 5 rests on the upper contour guide tube 4.
In the realizations in which we do not count not on a perfect embedding of the stake in the plate, the game between the guide tube 4 and the pile 5 is reduced to a minimum, that is to say a few centimeters and we do not plan to means for cement injection: the pile simply comes rest in abutment on the upper contour of the guide tube or on the anchor plate at the end of penetration into the subsoil marine by drilling or vibro fon, cage.
The anchor plate is either entirely metallic, either constituted by a metallic envelope filled with concrete it is limited in particular by two flat faces, one face lower 2a applied to the sea floor and one side upper 2b on which are fixed, at least one means of connection 7 for at least one anchor line 8 and at least two guide columns 12 and 13, of a model known per se, for the installation of the pile 5 after the installation of the plate 2 ~ on the bottom of the sea 1. The guide columns 12 and 13 are arranged symmetrically with respect to the axis ZZ 'and inserted between the positions reserved for the means of connection such as 7.
The connection means 7 shown in Figures 1 and 2 is by way of example, of the model which will be described later in 7 ~ S83 using fiyures 5 and 6.
Pile 5 can be lowered and put in place being guided to the level of the guide columns 12 and 13 thanks to orins 14 and 15 connecting the end of said guide columns to surface buoys.
Pile 5 can also be guided up to the columns 12 and 13 by means of an ultrasonic positioner operate using reflectors arranged on either side of the plate in defined positions, ultrasonic positioner and reflectors are not shown.
Figures 3 and 4 give the diagram of a device anchor comprising a single axial pile intended to be lowered with the anchor plate.
We find in Figures 3 and 4 the same elements as in FIGS. 5 and 6 concerning the plate 2, the guide tube 4, the connection means such as at least 7 to an anchor line 8 and the pi.eu 5 sliding inside of the guide tube 4.
The upper part of pile S is provided with a bead annular 11 whose external dimensions have values larger than the internal dimensions of the guide tube 4. The underside of the bead 11 constitutes a hute by which the pile 5 rests on the upper contour of the tube-guide 4, when the stake is driven into the sea floor.
The lower part of the pile 5 has a bead annular 16 whose external dimensions have values larger than the internal dimensions of the guide tube 4. The upper face of the bead 16 constitutes a stop on which the anchor plate 2 rests during the descent of the anchoring device on the underwater ground.
In Figure 3 is shown in broken lines
2' la position de la plaque d'ancrage 2 au cours de la manoeuvre ~7~583 de descente.
Sur les figures 2 et 4, est représentée en 17, sous la forme schématique d'un rectangle, une aire aménagée pour l'atterrissage éventuel d'un appareil sous-marin habité ou équipé à la manière d'un robot téléguidé de la surface, appareils auxquels peuvent être confiées des missions de connexion ou déconnexion de la ligne d'ancrage 8 et de tous autres travaux.
D'une façon générale, les plaques d'ancrage, suivant l'invention, peuvent être constituées par une épaisse plaque de métal ou par un assemblage de plaques rendues solidaires par tous moyens, notamment par des boulons les traversant. Les plaques d'ancrage peuvent également etre constituées par une enveloppe en tôle remplie de béton.
Les figures 5 et 6 représentent respectivement en élévation et en plan une plaque d'ancrage pour trois lignes d'ancrages et un pieu axial.
::. S~r une plaque d'ancrage 2 admettant un axe de symétrie ZZ' est fixé un tube-guide 4 cylindrique de même axe ZZ' traversant la plaque 2, un pieu cylindrique 5 étant disposé
de fac,on coulissante à l'intérieur dudit tube-guide 4.
Sur la même plaque 2 sont fixés, également répartis autour de l'axe ZZ', trois moyens de connexion tel que 7 pour une ligne d'ancrage telle que 8, ainsi que des moyens de connexion accessoires tels que 26 pour une ligne de secours non figurée et 27 pour une ligne 28, support de flexible ou de câble électrique 29.
Une plaque d'ancrage telle que représentée à l'aide des figures 5 et 6 est particulièrement étudiée pour l'emploi d'un tube 5 de grand diamètre, enfoncé dans le sol sous-marin 1 par vibrofon~age ou battage.
Les dispositifs d'ancrage comportant une plaque d'ancrage suivant l'invention sont susceptibles de nombreuses 7~583 autres réalisations pour le maintien en position des divers engins flottants ou semi-submersibles employés pour le forage et l'exploitation des champs de pétrole en mer, ainsi que pour la mise en relation de ces divers engins, tout comme pour la mise en oeuvre de tous engins flo-ttants pour usages autres que pétroliers. 2 'the position of the anchor plate 2 during the maneuver ~ 7 ~ 583 downhill.
In Figures 2 and 4, is shown in 17, under the schematic shape of a rectangle, an area arranged for the possible landing of a manned underwater device, or equipped like a remote-controlled robot from the surface, devices to which connection missions can be entrusted or disconnection of anchor line 8 and all other work.
In general, the anchor plates, according to the invention, may consist of a thick plate of metal or by an assembly of plates made integral by all means, in particular by bolts passing through them. The anchor plates can also be constituted by a sheet metal shell filled with concrete.
Figures 5 and 6 represent respectively in elevation and plan an anchor plate for three lines anchors and an axial pile.
::. S ~ r an anchor plate 2 admitting an axis of symmetry ZZ 'is fixed a cylindrical guide tube 4 of the same axis ZZ 'passing through the plate 2, a cylindrical pile 5 being arranged fac, one slides inside said guide tube 4.
On the same plate 2 are fixed, also distributed around the axis ZZ ', three connection means such as 7 for an anchor line such as 8, as well as means of connection of accessories such as 26 for a backup line not shown and 27 for line 28, hose support or of electric cable 29.
An anchor plate as shown using Figures 5 and 6 is particularly designed for use a tube 5 of large diameter, driven into the underwater soil 1 by vibrofon ~ age or threshing.
Anchoring devices with a plate anchor according to the invention are likely to numerous 7 ~ 583 other achievements for keeping various floating or semi-submersible devices used for drilling and the exploitation of oil fields at sea, as well as for the connection of these various devices, just as for the implementation of all floating machines for uses other than tankers.