CA1185894A - Installation modulaire de production petroliere sous- marine - Google Patents
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- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
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Abstract
Installation modulaire de production pétrolière sous-marine comprenant au moins une unité satellite dont la production est acheminée par une collecte vers une structure architecturale centrale regroupant des modules fonctionnels à partir de laquelle la production est évacuée. L'installation est caractérisée en ce que cette unité satellite comprend une tête de puits reliée par un connecteur à la partie supérieure d'une tuyauterie d'un trou de forage, un module auxiliaire individuel, relevable, étant associé à la tête de puits, ce module enfermant les organes d'exploitation et de commande et étant relié d'une part à la tête de puits par un premier connecteur et d'autre part à une extrémité de la collecte par un second connecteur. La tête de puits et le module auxiliaire sont installés sur une embase dans deux alvéoles distincts, de forme complémenttaire de la tête et du module auxiliaire. Le module auxiliaire comporte des moyens contrôlables en surface permettant de la déconnecter de la collecte et de la tête de puits, et de le désolidariser de l'embase. Et une méthode de connexion sous-marine d'une unité modulaire relevable avec des connecteurs sous-marins.
Description
La présenté invention concerne une installation de production pétrolière sous-marine, et une méthode de connexion sous-marine d'une unité modulaire redevable avec des connecteurs sous-marins.
Les installations de production pétrolière sous-marine, comprennent un certain nombre d'equipements tels que des têtes de puits qui sont constituées par des tuyaute-ries équipe de vannes dites maîtresse, et par des vannes latérales, des conduites de liaison reliant les têtes de 10 puits à une architecture regroupant l'ensemble des arrivées et sur laquelle sont disposées des tuyauteries, des vannes et d'où part un faisceau de conduites d'exploitation aboutis-sent à la surface.
L'installation et l'entretien de cet ensemble 15 nécessité l'intervention de scaphandres, sous-marin d'in-tervention etc.... Lorsque l'on est en eau profonde, de telles manipulations sont délicates et dangereuses.
La présenté invention a pour but de regrouper dans des ensembles modulaires les organes devant être soumis à un entretien et de permettre l'installation de ces encens-bics et leur remontée sans avoir à faire appel à des plongeurs ni à des lignes guides.
Selon la présenté invention, il est prévu une installation modulaire de production pétrolière sous-marine comprenant une unité satellite et une structure centrale, une collecte acheminant la production de l'unite satellite vers la structure centrale, cette structure centrale ne-groupant des modules fonctionnels, des moyens étant prévus pour évacuer la production des modules fonctionnels, instar-talion dans laquelle l'unite satellite comprend une tête depuis et un moule auxiliaire individuel, redevable, enfer ment des organes d'exploitation et de commande, l'unité
satellite comprenant une embrase ayant deux alvéoles distincts, de forme complémentaire de la tête de puits et du module . S: Jo ut-auxiliaire, la tête de puits et le module auxiliaire étant installés dans les alvéoles avec leur paroi justaposee et en face l'un de l'autre, et dans laquelle la paroi du mou dure auxiliaire est également justaposee avec et se trouve en face d'une extrémité de la collecte, la tète de puits étant reliée à une partie supérieure d'une tuyauterie qui habille un trou de forage au-dessous de ladite embrase, le module auxiliaire étant relie d'une part a la tête de puits par un premier système de connexion à travers de la paroi juxtaposée de ladite tête de puits et dédit module aux-flaire, et d'autre part à ladite extrémité de la collecte par un deuxième système de connexion à travers de ladite paroi dédit module auxiliaire, ledit module auxiliaire coma portant des moyens contrôlables en surface permettant de déconnecter le module auxiliaire de la collecte et de la tête de puits et de désolidariser le module auxiliaire de cette embrase.
De préférence, le module auxiliaire comprend une tête de manutention pouvant coopérer avec un outil de manu-tentions suspendu à des moyens de suspension comprenant des conduites nécessaires au fonctionnement des connecteurs et transmettant les ordres donnes en surface.
Selon la présenté invention il est également prévue une méthode de connexion sous-marine d'une unité modulaire S redevable avec des connecteurs sous-marins, cette unité mou douleur étant située dans une capsule et comprenant des organes montes sur un berceau mobile par rapport à la cap-suie, cette unité modulaire comprenant un connecteur d'entree et un connecteur de sortie, la méthode étant caractérisée par le fait que:
- on maintient le berceau dans une position médiane de début, puis - on déplace le connecteur de sortie à la rencontre d'un connecteur mobile au moyen d'un premier venin, ~1~5B9~
- fa - on déplacé tout le berceau dans la même direction au moyen d'un deuxième venin pour que le connecteur de sortie et le connecteur mobile viennent en contact, puis - on réalisé un verrouillage de ces deux connecteurs de sortie et mobile, ensuite - on déplacé le connecteur d'entree dans une direction opposée a la rencontre d'un connecteur fixe au moyen d'un troisième venin, puis - on déplacé tout le berceau dans cette même direct lion opposée au moyen d'un quatrième venin, pour que le con-vecteur d'entree et le connecteur fixe viennent en contact, le deuxième venin se contractant librement, au cours du déplacement du berceau dans cette direction opposée le connecteur mobile étant également entraînée, puis - on réalisé le verrouillage de ce connecteur d'entree et du connecteur fixe.
On va maintenant décrire un exemple de réalisation préférentiel de l'invention en se référant au dessin annexe dans lequel:
La figure 1 montre une vue schématique générale en perspective d'une installation selon l'invention, La figure 2 montre une tète de puits et un module auxiliaire selon l'invention, Les figures 3 a 9 donnent une représentation schématique montrant la cinématique des connexions des modules selon l'invention avec les organes qui les entourent, et La figure 10 montre en plus gros un dotait de la fifre 1.
En se reportant a la figure 1, on voit une instar-talion conforme à la présenté invention. Elle comprend un certain nombre de têtes de puits satellites 1 placées sur des embrases 2. Certaines embrases reçoivent une tête de puits, d'autres plusieurs. Chaque tête de puits satellite est associée a un module auxiliaire 3 qui est un module comportant des vannes.
y' 3 y;
y - 2b -L'installation comporte en outre une structure architecturale qui sert de support à un certain nombre dolmen En particulier, cette structure reçoit des modules fonctionnels tels que des modules de vannes 5 et un module d'aiguillage 6; elle reçoit aussi une embrase 7 d'un faisceau de conduites d'exploitation 8 aboutissant la surface où une plate-forme d'exploitation non repéré-sentie réalisé certains traitements sur le pétrole brut.
Après ce traitement, le pétrole est redescendu au fond par une des conduites 8 puis repart du bas, par une conduite 9 pour aboutir a la surface à une bouée de chargement. La structure 4 comporte également des conduites, non visibles sur la figure, reliant l'embase 7 aux modules de vannes 5, de même que le module d'aiguillage 6, d'une part à l~embase 7 et d'autre part a y,' :', '`:` Jo ~58 aucun de modulé vannes 5. Un tel module d'aiguillage sert pour - permettre d'envoyer un outil, par exemple un outil de nettoyage des conduites jusque dans une tête de puits quelconque à partir d'une conduite unique au départ. Une collecte 10 relie chaque module auxiliaire 3 à un module de vanne 5. Dan exemple de la figure, il n'y a que des puits satellite, mai on peut très bien avoir également une ou plusieurs tête de puits gué la structure architecturale 4. Dans ce cas, la tête de puits eût directement reliée à un module de vannes 5 et il ni a paf la chaîne : module auxiliaire 3, conduite de liaison 10 et module de vannes 5 mais feulement le module de vannes 5.
Sur la figure, on voit un navire 11 qui descend un module aux-flaire 3 pour son installation gué une embrase 2. Le module 3 eût suspendu à un train de tiges 12.
Le module est muni de caméras et éventuellement d'émetteur acoustique de manière à repérer l'alvéole prévue dan l'embaqe 2 pour le module et de permettre le guidage à partir de la gourasse. Le module est également pourvu de rampes qui coopèrent avec de moyen compté-dentaires de l'alvéole afin d'assurer la bonne orientation des conne-leurs qui devront se raccorder à la liaison 10 et à la tête de puits 1.
Ces connexions sont réalisées automatiquement à partir d'ordres donnés en surface. Des conduites électro-hydrauliques sont ;u3taposées au train de tige 12 à cet effet pour commander les vérin permettant ces connexions.
La Laure 2 représente une tête de puits 1 et un module aux-liane 3. Ces modules sont installé sur l'embase 2.
La tête de puits comprend essentiellement If connecteur 13destlne à réaliser la liaison avec la partie supérieure 44 de la tuyau-tente qui "habille" le trou de Potage. Cette tuyauterie comporte un canal central par où passe le pétrole et un canal annulaire qui est utilisé pour les besoins du service par exemple on y envoie un fluide sous pressent si le débit de pétrole eût trop faible, on peut aussi y envoyer un fluide gouge pre~gion pour charger, par exemple, un outil de nettoyage que l'on a envoyé dans le canal central.
Au dessus du connecteur 13, la tête de puits comprend un premier Jeu de vannes dont on voit le vérin de fonctionnement 14 pour la vanne y commandant le canal annulaire et le vérin de fonctionnement 15 pour la vanne commandant le canal central. Un second Jeu de vannes eût situé un peu au dessus et est commandé respectivement par un vérin 16 et un vérin 17. Entre ce deux feux de vanne, est situé un sifflet déviateur latéral 18 par lequel on sort latéralement en deux conduites séparées 19 et 20, aboutiggant à un connecteur fixe 21, le canal central et le canal annulaire. L'ensembla est enfermé dans une capsule 22 servant de protection mécanique. Cette capsule est remplie d'eau de mer en équi-pres3ion avec le milieu extérieur et des additifs y sont introduits de manière à éviter la corrosion et le dépôt d'algues, et dartre organismes vivant. Une tète de manutention 45 est situé au sommet de la capsule pour son installation. En service ordinaire, la tête de puits ne nécessite aucun entretien puisque le vannes 14, 15 sont en permanence ouverte est les vannes 16 et 17 en permanence fermée , l'exploitation se Puisant par le conduits latéraux 19, 20. On a don regroupé dans la tête de puits uniquement des organes normalement fixes donc peu vulnérable. Au contraire, les vannes exploitation et autres organe mobiles sont regroupés dans les modules auxiliaires 3, modules de vannes 5 et module d'aiguil-luge 6 qui sont tous Facilement redevables.
Tous ces modules sont également énorme dans des capsules de protection mécanique et remplis d'eau de mer à laquelle on a ajouté des additif anti-corrosion.
Sur cette figure Z on voit donc un module auxiliaire 3 associé à
la tète de puât 1. Il s'agit d'un module comportant essentiellement des vannes pour la conduite 19 9 la conduite 20 et dune vanne permet-tant le "by-pass" entre ces deux conduite. L'ensemble de ce circuit de vannes aboutit à un connecteur d'entrée 23 eu à un connecteur de sortie il L'ensemble eût situé dans une capsule 25 qui comprend une tête de manutention et un connecteur d'ancrage 27. La capsule comporte aussi un connecteur 28 pour la télécommande de vanne du module. Les câble d'alimentation de cette télécommande suivent la collecte 10 et remontent à la surface par le faisceau de conduites 8 appelé "Ruser".
L'extrémité de la collecte 10 comporte un connecteur 29 qui peut su légèrement Fe déplacer axiale ment dans un. fourreau 30 lié à
l'embase 2, pour permettre la connexion avec le connecteur 24.
Le figures 3 à 9 donnent des représentation schématiques mon-tuant la cinématique de la connexion de connecteurs 23 et 24 avec les connecteurs 21 et 29. Ces figures rappliquent également pour la connexion de modules de vannes 5, identiques aux module aux-liard 3, avec d'une part les collectes 10 dont les connecteur sort Pixel à cette extrémité, contrairement au connecteur 29 situé à le trait du côté du module auxiliaire, ci d'autre part avec des conduites liée à la structure architecturale 4 aboutissant d'une part au module d'aiguillage 6 et à l'emba~e 7. Ces conduites, non reprisent tac, comportent un connecteur destiné à âtre connecté à un connecteur tel que 24 et comportent également une liberté de déplacement axiale Somme le connecteur 29. En se reportant à la figure 3, on a schématisé
en 31 la capsule 25 d'un module auxiliaire 3 ou d'un module de vannes 5 En l'occurence, il vagit d'un module de vannes 5 puisgu'il eût placé entre une extrémité d'une collecte 10 avec son connecteur 32 monté fixe dans son Pourceau 30 et une extrémité d'une conduite 33 liée à la structure architecturale 4. Comme on l'a dit plu haut, cette extrémités comporte un connecteur 34 qui peut se déplacer axiale ment, par exemple grâce âme boucle formée à l'extrémité de la conduite.
Sur cette figure, le connecteur fixe 32 d'extrémité de collecte 10 correspond donc au connecteur fixe 21 dans le cas d'un raccordement d'un module auxiliaire 3 avec âme tête de puits 1 (figure 2) et le connecteur mobile 34 oorre~pond au connecteur mobile 29 de l'autre extrémité de la collecte 10.
L'ensemble des organe du module est monté sur un berceau mobile 35 par rapport à la capsule 31. L'ensemble des vannes eût séché-matés eu 36. On retrouve le connecteur d'entrée 23 et le connecteur de sortie 24 comme dans le cas d'un module auxiliaire. Des vérins 37 et 38 assurent le déplacement du berceau et le connecteurs 23 et 24 peuvent étalement se déplacer axiale ment par rapport au berceau grâce des vérins 39 et 40.
Au départ, avant la connexion, tous le vérin sont en position ~51~
rétracté, Le berceau 35 est en position médiane c'est la position de la figure 3.
Sur la figure 4 le connecteur 24 est translaté vers la droite à la rencontre du connecteur mobile 34 par l'exten3ion du vérin 40.
Sur la figure 5, le berceau 35 est translaté vers la droite par l'extension du vérin 37. Le deux connecteur 24 et 34 sont en contact.
Sur la figure 6 on réalise le verrouillage des chien 41. Le connexion est terminée du côté de la structure architecturale 4.
Sur la figure 7 le connecteur Z3 est translaté vers la gauche à
la rencontre du connecteur fixe d'extrémlté de conduite de liaison 10 par l'extension du vérin 39.
Sur la figure 8 le berceau 35 e t traîna vers la gauche par l'exten~ion du vérin 38, le vérin 37 se contracte librement. Le connecteurs 32 et Z3 goût en contact. Au cours du déplacement du berceau 35 vers la gauche, le connecteur mobile y eût entraîné dans ce déplacement.
Sur la figure 9 on réalise le verrouillage des chiens 42. La confection est terminée.
Lorsque L'on désire relever le module pour un entretien, on procède en sens inversé. Les opérations de connexions décrites plus haut sont commandées de la surface et les ordres sont tran~mia par des c~ble3 de télécommande longeant le train de tige servant à la descente et la remontée des modules fonctionnels. Les cormexions d'ancrage par le connecteurs 13 des tête de puits 1 ou par les connecteurs 27 des modules auxiliaires 3 ou des modules fonctionnels de la structure architecturale 4 sont également commandés de la surface et transmis par ces mêmes câble.
En se référant maintenant à la figure 10 on voit la descente, pour sa mise en place gué l'embage 2, d'un module auxiliaire 3. Le procédé est identique pour un module de vannes 5 ou un module d'aiguil-luge 6.
Un outil de manutention 46 est connecté au module auxiliaire 3 par sa tête de manutention 26 hi et l'ensemble est descendu au moyen dom Gable porteur 12 ou bien d'un train de tiges avec une conduite ombilicale accolée pour le télécommande de vérin et duo organe de manoeuvre de outil L'outil de manutention 46 comporte des propulseur horizon-aux 47 et de tuyère d'orientation 48 qui coopèrent avec de moyens optiques ou acoustique pour le guidage et l'orientation du module.
Une foi le module placé dan Lon alvéole 49 et le connexions réalisées avec le connections 21 et 29, l'outil de manutention 46 eût remonté.
Les installations de production pétrolière sous-marine, comprennent un certain nombre d'equipements tels que des têtes de puits qui sont constituées par des tuyaute-ries équipe de vannes dites maîtresse, et par des vannes latérales, des conduites de liaison reliant les têtes de 10 puits à une architecture regroupant l'ensemble des arrivées et sur laquelle sont disposées des tuyauteries, des vannes et d'où part un faisceau de conduites d'exploitation aboutis-sent à la surface.
L'installation et l'entretien de cet ensemble 15 nécessité l'intervention de scaphandres, sous-marin d'in-tervention etc.... Lorsque l'on est en eau profonde, de telles manipulations sont délicates et dangereuses.
La présenté invention a pour but de regrouper dans des ensembles modulaires les organes devant être soumis à un entretien et de permettre l'installation de ces encens-bics et leur remontée sans avoir à faire appel à des plongeurs ni à des lignes guides.
Selon la présenté invention, il est prévu une installation modulaire de production pétrolière sous-marine comprenant une unité satellite et une structure centrale, une collecte acheminant la production de l'unite satellite vers la structure centrale, cette structure centrale ne-groupant des modules fonctionnels, des moyens étant prévus pour évacuer la production des modules fonctionnels, instar-talion dans laquelle l'unite satellite comprend une tête depuis et un moule auxiliaire individuel, redevable, enfer ment des organes d'exploitation et de commande, l'unité
satellite comprenant une embrase ayant deux alvéoles distincts, de forme complémentaire de la tête de puits et du module . S: Jo ut-auxiliaire, la tête de puits et le module auxiliaire étant installés dans les alvéoles avec leur paroi justaposee et en face l'un de l'autre, et dans laquelle la paroi du mou dure auxiliaire est également justaposee avec et se trouve en face d'une extrémité de la collecte, la tète de puits étant reliée à une partie supérieure d'une tuyauterie qui habille un trou de forage au-dessous de ladite embrase, le module auxiliaire étant relie d'une part a la tête de puits par un premier système de connexion à travers de la paroi juxtaposée de ladite tête de puits et dédit module aux-flaire, et d'autre part à ladite extrémité de la collecte par un deuxième système de connexion à travers de ladite paroi dédit module auxiliaire, ledit module auxiliaire coma portant des moyens contrôlables en surface permettant de déconnecter le module auxiliaire de la collecte et de la tête de puits et de désolidariser le module auxiliaire de cette embrase.
De préférence, le module auxiliaire comprend une tête de manutention pouvant coopérer avec un outil de manu-tentions suspendu à des moyens de suspension comprenant des conduites nécessaires au fonctionnement des connecteurs et transmettant les ordres donnes en surface.
Selon la présenté invention il est également prévue une méthode de connexion sous-marine d'une unité modulaire S redevable avec des connecteurs sous-marins, cette unité mou douleur étant située dans une capsule et comprenant des organes montes sur un berceau mobile par rapport à la cap-suie, cette unité modulaire comprenant un connecteur d'entree et un connecteur de sortie, la méthode étant caractérisée par le fait que:
- on maintient le berceau dans une position médiane de début, puis - on déplace le connecteur de sortie à la rencontre d'un connecteur mobile au moyen d'un premier venin, ~1~5B9~
- fa - on déplacé tout le berceau dans la même direction au moyen d'un deuxième venin pour que le connecteur de sortie et le connecteur mobile viennent en contact, puis - on réalisé un verrouillage de ces deux connecteurs de sortie et mobile, ensuite - on déplacé le connecteur d'entree dans une direction opposée a la rencontre d'un connecteur fixe au moyen d'un troisième venin, puis - on déplacé tout le berceau dans cette même direct lion opposée au moyen d'un quatrième venin, pour que le con-vecteur d'entree et le connecteur fixe viennent en contact, le deuxième venin se contractant librement, au cours du déplacement du berceau dans cette direction opposée le connecteur mobile étant également entraînée, puis - on réalisé le verrouillage de ce connecteur d'entree et du connecteur fixe.
On va maintenant décrire un exemple de réalisation préférentiel de l'invention en se référant au dessin annexe dans lequel:
La figure 1 montre une vue schématique générale en perspective d'une installation selon l'invention, La figure 2 montre une tète de puits et un module auxiliaire selon l'invention, Les figures 3 a 9 donnent une représentation schématique montrant la cinématique des connexions des modules selon l'invention avec les organes qui les entourent, et La figure 10 montre en plus gros un dotait de la fifre 1.
En se reportant a la figure 1, on voit une instar-talion conforme à la présenté invention. Elle comprend un certain nombre de têtes de puits satellites 1 placées sur des embrases 2. Certaines embrases reçoivent une tête de puits, d'autres plusieurs. Chaque tête de puits satellite est associée a un module auxiliaire 3 qui est un module comportant des vannes.
y' 3 y;
y - 2b -L'installation comporte en outre une structure architecturale qui sert de support à un certain nombre dolmen En particulier, cette structure reçoit des modules fonctionnels tels que des modules de vannes 5 et un module d'aiguillage 6; elle reçoit aussi une embrase 7 d'un faisceau de conduites d'exploitation 8 aboutissant la surface où une plate-forme d'exploitation non repéré-sentie réalisé certains traitements sur le pétrole brut.
Après ce traitement, le pétrole est redescendu au fond par une des conduites 8 puis repart du bas, par une conduite 9 pour aboutir a la surface à une bouée de chargement. La structure 4 comporte également des conduites, non visibles sur la figure, reliant l'embase 7 aux modules de vannes 5, de même que le module d'aiguillage 6, d'une part à l~embase 7 et d'autre part a y,' :', '`:` Jo ~58 aucun de modulé vannes 5. Un tel module d'aiguillage sert pour - permettre d'envoyer un outil, par exemple un outil de nettoyage des conduites jusque dans une tête de puits quelconque à partir d'une conduite unique au départ. Une collecte 10 relie chaque module auxiliaire 3 à un module de vanne 5. Dan exemple de la figure, il n'y a que des puits satellite, mai on peut très bien avoir également une ou plusieurs tête de puits gué la structure architecturale 4. Dans ce cas, la tête de puits eût directement reliée à un module de vannes 5 et il ni a paf la chaîne : module auxiliaire 3, conduite de liaison 10 et module de vannes 5 mais feulement le module de vannes 5.
Sur la figure, on voit un navire 11 qui descend un module aux-flaire 3 pour son installation gué une embrase 2. Le module 3 eût suspendu à un train de tiges 12.
Le module est muni de caméras et éventuellement d'émetteur acoustique de manière à repérer l'alvéole prévue dan l'embaqe 2 pour le module et de permettre le guidage à partir de la gourasse. Le module est également pourvu de rampes qui coopèrent avec de moyen compté-dentaires de l'alvéole afin d'assurer la bonne orientation des conne-leurs qui devront se raccorder à la liaison 10 et à la tête de puits 1.
Ces connexions sont réalisées automatiquement à partir d'ordres donnés en surface. Des conduites électro-hydrauliques sont ;u3taposées au train de tige 12 à cet effet pour commander les vérin permettant ces connexions.
La Laure 2 représente une tête de puits 1 et un module aux-liane 3. Ces modules sont installé sur l'embase 2.
La tête de puits comprend essentiellement If connecteur 13destlne à réaliser la liaison avec la partie supérieure 44 de la tuyau-tente qui "habille" le trou de Potage. Cette tuyauterie comporte un canal central par où passe le pétrole et un canal annulaire qui est utilisé pour les besoins du service par exemple on y envoie un fluide sous pressent si le débit de pétrole eût trop faible, on peut aussi y envoyer un fluide gouge pre~gion pour charger, par exemple, un outil de nettoyage que l'on a envoyé dans le canal central.
Au dessus du connecteur 13, la tête de puits comprend un premier Jeu de vannes dont on voit le vérin de fonctionnement 14 pour la vanne y commandant le canal annulaire et le vérin de fonctionnement 15 pour la vanne commandant le canal central. Un second Jeu de vannes eût situé un peu au dessus et est commandé respectivement par un vérin 16 et un vérin 17. Entre ce deux feux de vanne, est situé un sifflet déviateur latéral 18 par lequel on sort latéralement en deux conduites séparées 19 et 20, aboutiggant à un connecteur fixe 21, le canal central et le canal annulaire. L'ensembla est enfermé dans une capsule 22 servant de protection mécanique. Cette capsule est remplie d'eau de mer en équi-pres3ion avec le milieu extérieur et des additifs y sont introduits de manière à éviter la corrosion et le dépôt d'algues, et dartre organismes vivant. Une tète de manutention 45 est situé au sommet de la capsule pour son installation. En service ordinaire, la tête de puits ne nécessite aucun entretien puisque le vannes 14, 15 sont en permanence ouverte est les vannes 16 et 17 en permanence fermée , l'exploitation se Puisant par le conduits latéraux 19, 20. On a don regroupé dans la tête de puits uniquement des organes normalement fixes donc peu vulnérable. Au contraire, les vannes exploitation et autres organe mobiles sont regroupés dans les modules auxiliaires 3, modules de vannes 5 et module d'aiguil-luge 6 qui sont tous Facilement redevables.
Tous ces modules sont également énorme dans des capsules de protection mécanique et remplis d'eau de mer à laquelle on a ajouté des additif anti-corrosion.
Sur cette figure Z on voit donc un module auxiliaire 3 associé à
la tète de puât 1. Il s'agit d'un module comportant essentiellement des vannes pour la conduite 19 9 la conduite 20 et dune vanne permet-tant le "by-pass" entre ces deux conduite. L'ensemble de ce circuit de vannes aboutit à un connecteur d'entrée 23 eu à un connecteur de sortie il L'ensemble eût situé dans une capsule 25 qui comprend une tête de manutention et un connecteur d'ancrage 27. La capsule comporte aussi un connecteur 28 pour la télécommande de vanne du module. Les câble d'alimentation de cette télécommande suivent la collecte 10 et remontent à la surface par le faisceau de conduites 8 appelé "Ruser".
L'extrémité de la collecte 10 comporte un connecteur 29 qui peut su légèrement Fe déplacer axiale ment dans un. fourreau 30 lié à
l'embase 2, pour permettre la connexion avec le connecteur 24.
Le figures 3 à 9 donnent des représentation schématiques mon-tuant la cinématique de la connexion de connecteurs 23 et 24 avec les connecteurs 21 et 29. Ces figures rappliquent également pour la connexion de modules de vannes 5, identiques aux module aux-liard 3, avec d'une part les collectes 10 dont les connecteur sort Pixel à cette extrémité, contrairement au connecteur 29 situé à le trait du côté du module auxiliaire, ci d'autre part avec des conduites liée à la structure architecturale 4 aboutissant d'une part au module d'aiguillage 6 et à l'emba~e 7. Ces conduites, non reprisent tac, comportent un connecteur destiné à âtre connecté à un connecteur tel que 24 et comportent également une liberté de déplacement axiale Somme le connecteur 29. En se reportant à la figure 3, on a schématisé
en 31 la capsule 25 d'un module auxiliaire 3 ou d'un module de vannes 5 En l'occurence, il vagit d'un module de vannes 5 puisgu'il eût placé entre une extrémité d'une collecte 10 avec son connecteur 32 monté fixe dans son Pourceau 30 et une extrémité d'une conduite 33 liée à la structure architecturale 4. Comme on l'a dit plu haut, cette extrémités comporte un connecteur 34 qui peut se déplacer axiale ment, par exemple grâce âme boucle formée à l'extrémité de la conduite.
Sur cette figure, le connecteur fixe 32 d'extrémité de collecte 10 correspond donc au connecteur fixe 21 dans le cas d'un raccordement d'un module auxiliaire 3 avec âme tête de puits 1 (figure 2) et le connecteur mobile 34 oorre~pond au connecteur mobile 29 de l'autre extrémité de la collecte 10.
L'ensemble des organe du module est monté sur un berceau mobile 35 par rapport à la capsule 31. L'ensemble des vannes eût séché-matés eu 36. On retrouve le connecteur d'entrée 23 et le connecteur de sortie 24 comme dans le cas d'un module auxiliaire. Des vérins 37 et 38 assurent le déplacement du berceau et le connecteurs 23 et 24 peuvent étalement se déplacer axiale ment par rapport au berceau grâce des vérins 39 et 40.
Au départ, avant la connexion, tous le vérin sont en position ~51~
rétracté, Le berceau 35 est en position médiane c'est la position de la figure 3.
Sur la figure 4 le connecteur 24 est translaté vers la droite à la rencontre du connecteur mobile 34 par l'exten3ion du vérin 40.
Sur la figure 5, le berceau 35 est translaté vers la droite par l'extension du vérin 37. Le deux connecteur 24 et 34 sont en contact.
Sur la figure 6 on réalise le verrouillage des chien 41. Le connexion est terminée du côté de la structure architecturale 4.
Sur la figure 7 le connecteur Z3 est translaté vers la gauche à
la rencontre du connecteur fixe d'extrémlté de conduite de liaison 10 par l'extension du vérin 39.
Sur la figure 8 le berceau 35 e t traîna vers la gauche par l'exten~ion du vérin 38, le vérin 37 se contracte librement. Le connecteurs 32 et Z3 goût en contact. Au cours du déplacement du berceau 35 vers la gauche, le connecteur mobile y eût entraîné dans ce déplacement.
Sur la figure 9 on réalise le verrouillage des chiens 42. La confection est terminée.
Lorsque L'on désire relever le module pour un entretien, on procède en sens inversé. Les opérations de connexions décrites plus haut sont commandées de la surface et les ordres sont tran~mia par des c~ble3 de télécommande longeant le train de tige servant à la descente et la remontée des modules fonctionnels. Les cormexions d'ancrage par le connecteurs 13 des tête de puits 1 ou par les connecteurs 27 des modules auxiliaires 3 ou des modules fonctionnels de la structure architecturale 4 sont également commandés de la surface et transmis par ces mêmes câble.
En se référant maintenant à la figure 10 on voit la descente, pour sa mise en place gué l'embage 2, d'un module auxiliaire 3. Le procédé est identique pour un module de vannes 5 ou un module d'aiguil-luge 6.
Un outil de manutention 46 est connecté au module auxiliaire 3 par sa tête de manutention 26 hi et l'ensemble est descendu au moyen dom Gable porteur 12 ou bien d'un train de tiges avec une conduite ombilicale accolée pour le télécommande de vérin et duo organe de manoeuvre de outil L'outil de manutention 46 comporte des propulseur horizon-aux 47 et de tuyère d'orientation 48 qui coopèrent avec de moyens optiques ou acoustique pour le guidage et l'orientation du module.
Une foi le module placé dan Lon alvéole 49 et le connexions réalisées avec le connections 21 et 29, l'outil de manutention 46 eût remonté.
Claims (22)
1. Installation modulaire de production pétrolière sous-marine comprenant une unité satellite et une structure centrale, une collecte acheminant la production de l'unité
satellite vers ladite structure centrale, cette structure centrale regroupant des modules fonctionnels, des moyens étant prévus pour évacuer ladite production desdits modules fonctionnels, installation dans laquelle ladite unité
satellite comprend une tête de puits, et un module auxiliaire individuel, relevable, enfermant des organes d'exploitation et de commande, ladite unité satellite comprenant une embase ayant deux alvéoles distincts, de forme complémentaire de ladite tête de puits et dudit module auxiliaire, ladite tête de puits et ledit module auxiliaire étant installés dans lesdits alvéoles avec leur paroi juxtaposée et en face l'une de l'autre, et dans laquelle la paroi dudit module auxiliaire est également juxtaposée avec et se trouve en face d'une extrémité de ladite collecte, ladite tête de puits étant reliée à une partie supérieure d'une tuyauterie qui habille un trou de forage au-dessous de ladite embase, ledit module auxiliaire étant relié d'une part à ladite tête de puits par un premier système de connexion à travers de ladite paroi juxtaposée de ladite tête de puits et dudit module auxiliaire, et d'autre part à ladite extrémité de la collecte par un deuxième système de connexion à travers de ladite paroi dudit module auxiliaire, ledit module auxiliaire comportant des moyens contrôlables en surface permettant de déconnecter ledit module auxiliaire de ladite collecte et de ladite tête de puits et de désolidariser ledit module auxiliaire de ladite embase.
satellite vers ladite structure centrale, cette structure centrale regroupant des modules fonctionnels, des moyens étant prévus pour évacuer ladite production desdits modules fonctionnels, installation dans laquelle ladite unité
satellite comprend une tête de puits, et un module auxiliaire individuel, relevable, enfermant des organes d'exploitation et de commande, ladite unité satellite comprenant une embase ayant deux alvéoles distincts, de forme complémentaire de ladite tête de puits et dudit module auxiliaire, ladite tête de puits et ledit module auxiliaire étant installés dans lesdits alvéoles avec leur paroi juxtaposée et en face l'une de l'autre, et dans laquelle la paroi dudit module auxiliaire est également juxtaposée avec et se trouve en face d'une extrémité de ladite collecte, ladite tête de puits étant reliée à une partie supérieure d'une tuyauterie qui habille un trou de forage au-dessous de ladite embase, ledit module auxiliaire étant relié d'une part à ladite tête de puits par un premier système de connexion à travers de ladite paroi juxtaposée de ladite tête de puits et dudit module auxiliaire, et d'autre part à ladite extrémité de la collecte par un deuxième système de connexion à travers de ladite paroi dudit module auxiliaire, ledit module auxiliaire comportant des moyens contrôlables en surface permettant de déconnecter ledit module auxiliaire de ladite collecte et de ladite tête de puits et de désolidariser ledit module auxiliaire de ladite embase.
2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle ledit module auxiliaire comprend une tête de manu-tention, ladite installation comprenant en outre un outil de manutention suspendu à des moyens de suspensions, ledit outil de manutention coopérant avec ladite tête de manu-tention, ledit outil de manutention comprenant des moyens nécessaires au fonctionnement des connecteurs dudit module auxiliaire, installation dans laquelle lesdits moyens de suspensions comprennent en outre des moyens pour la transmission des ordres donnés à partir de la surface aux-dits moyens contrôlables en surface dudit module auxiliaire par l'intermédiaire dudit outil de manutention.
3. Installation selon la revendication 1, compre-nant plusieurs embases, chaque embase recevant une tête de puits et un module auxiliaire associé à ladite tête de puits et comprenant des vannes.
4. Installation selon la revendication 1, dans laquelle ladite tête de puits comprend un connecteur destiné à réaliser la liaison avec ladite partie supérieure de ladite tuyauterie.
5. Installation selon la revendication 4, dans laquelle ladite tuyauterie comporte un canal central par où
passe le pétrole et un canal anmnulaire qui est utilisé pour les besoins du service.
passe le pétrole et un canal anmnulaire qui est utilisé pour les besoins du service.
6. Installation selon la revendication 5, dans laquelle la tête de puits comprend un premier jeu de vannes comprenant une première vanne commandant le canal annulaire, cette vanne étant muni d'un premier vérin de fonctionnement, et une deuxième vanne commandant le canal central, cette deuxième vanne étant munie d'un deuxième vérin de fonction-nement, ladite tête de puits comprenant en outre un deuxième jeu de vannes situé au-dessus du premier jeu de vannes et cormmandé respectivement par un troisième vérin et un quatrième vérin.
7. Installation selon la revendication 6, com-prenant en outre un sifflet déviateur latéral situé entre lesdits deux jeux de vannes, sifflet par lequel sort laté-ralement en deux conduites séparées, aboutissant à un con-necteur fixe, ledit canal central et ledit canal annulaire.
8. Installation selon la revendication 7, dans laquelle l'ensemble des éléments de ladite tête de puits est enfermé dans une capsule servant de protection mécani-que, cette capsule étant remplie d'eau de mer en équi-pression avec le milieu extérieur.
9. Installation selon la revendication 8, dans laquelle ledit premier jeu de vanne est en permanence ouvert et ledit deuxième jeu de vannes est en permanence fermée, l'exploitation se faisant par lesdits conduits latéraux.
10. Installation selon la revendication 1 ou 9, dans laquelle la tête de puits est fixe.
11. Installation selon la revendication 1, dans laquelle lesdits modules fonctionnels sont des modules de vannes et des modules d'aiguillage.
12. Installation selon la revendication 11, dans laquelle ledit module auxiliaire comprend des vannes pour les conduits latéraux et une vanne permettant un by-pass entre ces deux conduits latéraux, l'ensemble de ce circuit de vannes aboutissant à un connecteur d'entrée et à un connecteur de sortie.
13. Installation selon la revendication 12, dans laquelle l'ensemble desdits conduits latéraux et vannes est situé dans une capsule qui comprend une tête de manuten-tion et un connecteur d'ancrage, la capsule comportant aussi un connecteur pour la télécommande des vannes du module, des câbles d'alimentation de cette tétécommande suivant la collecte et remontant à la surface par un faisceau de conduites.
14. Installation selon la revendication 13, dans laquelle ladite collecte a une extrémité qui comporte un connecteur qui peut se déplacer axialement dans un fourreau lié à l'embase, pour permettre la connexion avec le con-necteur de sortie.
15. Méthode de connexion sous-marine d'une unité
modulaire relevable avec des connecteurs sous-marins, cette unité modulaire étant située dans une capsule et comprenant des organes montés sur un berceau mobile par rapport à la capsule, cette unité modulaire comprenant un connecteur d'entrée et un connecteur de sortie, la méthode étant carac-térisée par le fait que:
- on maintient le berceau dans une position médiane de début, puis - on déplace le connecteur de sortie à la rencon-tre d'un connecteur mobile au moyen d'un premier vérin, - on déplace tout le berceau dans la même direc-tion au moyen d'un deuxième vérin, pour que le connecteur de sortie et le connecteur mobile viennent en contact, puis - on réalise un verrouillage de ces deux connec-teurs de sortie et mobile, ensuite - on déplace le connecteur d'entrée dans une direction opposée à la rencontre d'un connecteur fixe au moyen d'un troisième vérin, puis - on déplace tout le berceau dans cette même direction opposée au moyen d'un quatrième vérin, pour que le connecteur d'entrée et le connecteur fixe viennent en contact, le deuxième vérin se contractant librement, au cours du déplacement du berceau dans cette direction opposée le connecteur mobile étant également entrainée, puis - on réalise le verrouillage de ce connecteur d'entrée et connecteur fixe.
modulaire relevable avec des connecteurs sous-marins, cette unité modulaire étant située dans une capsule et comprenant des organes montés sur un berceau mobile par rapport à la capsule, cette unité modulaire comprenant un connecteur d'entrée et un connecteur de sortie, la méthode étant carac-térisée par le fait que:
- on maintient le berceau dans une position médiane de début, puis - on déplace le connecteur de sortie à la rencon-tre d'un connecteur mobile au moyen d'un premier vérin, - on déplace tout le berceau dans la même direc-tion au moyen d'un deuxième vérin, pour que le connecteur de sortie et le connecteur mobile viennent en contact, puis - on réalise un verrouillage de ces deux connec-teurs de sortie et mobile, ensuite - on déplace le connecteur d'entrée dans une direction opposée à la rencontre d'un connecteur fixe au moyen d'un troisième vérin, puis - on déplace tout le berceau dans cette même direction opposée au moyen d'un quatrième vérin, pour que le connecteur d'entrée et le connecteur fixe viennent en contact, le deuxième vérin se contractant librement, au cours du déplacement du berceau dans cette direction opposée le connecteur mobile étant également entrainée, puis - on réalise le verrouillage de ce connecteur d'entrée et connecteur fixe.
16. Méthode selon la revendication 15, dans laquelle le premier vérin et le quatrième vérin sont placés du côté du connecteur de sortie et le deuxième vérin et le troisième vérin sont placés du côté du connecteur d'entrée.
17. Méthode selon la revendication 16, dans laquelle cette unité modulaire est un module de vannes, ledit connecteur fixe étant relié à une extrémité d'une collecte et ledit connecteur mobile étant relié à une con-duite qui est liée à une structure centrale sous-marine.
18. Méthode selon la revendication 17, dans laquelle on fait déplacer ledit connecteur mobile axiale-ment.
19. Méthode selon la revendication 16, dans laquelle cette unité modulaire est un module auxiliaire, ledit connecteur fixe étant relié à une tête de puits montée sur la partie supérieure d'une tuyauterie qui habitte un trou de forage et ledit connecteur mobile étant lié à
l'extrémité d'une collecte.
l'extrémité d'une collecte.
20. Méthode selon la revendication 17 ou 19, dans laquelle on fait déplacer le connecteur d'entrée et le connecteur de sortie axialement par rapport au berceau grâce aux troisième et premier vérin.
21. Méthode selon la revendication 15, 17 ou 19, dans laquelle lesdites opérations de connection sont com-mandées à partir de la surface.
22. Méthode selon la revendication 15, 17 ou 19, dans laquelle ladite unité modulaire, qu'elle soit un mo-dule auxiliaire, une module de vannes ou un module d'aiguil-lage est descendue dans la mer pour sa mise en place dans un alvéole prévu dans une embase, par un câble porteur muni d'un outil de manutention connecté à ladite unité de module par une tête de manutention, cet outil de manutention com-portant des propulseurs horizontaux et des tuyères d'orien-tation qui coopèrent avec des moyens optiques ou acoustiques pour le guidage et l'orientation de ladite unité modulaire, et une fois, cette unité modulaire est placée dans son alvéole et les connexions du connecteur d'entrée et du connecteur de sortie réalisées, l'outil de manutention est remonté.
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